VÄGPLAN Väg 161 Delen Bäcken - Rotviksbro...VÄGPLAN Väg 161 Delen Bäcken - Rotviksbro Jämförelse av förstärkningsåtgärder i ravinen vid km 2/700 -2/800 Uddevalla kommun,

VÄGPLAN

Väg 161

Delen Bäcken - Rotviksbro

Jämförelse av förstärkningsåtgärder i ravinen vid km

2/700 -2/800

Uddevalla kommun, Västra Götalands län

ProjekteringsPM-002, Geoteknik 2014-05-05

Objektnummer: 102225

ProjekteringsPM-002, Geoteknik

VÄG 161 BÄCKEN - ROTVIKSBRO

2 (11) Titel

ProjekteringsPM-002 Dokumentsdatum

2014-05-05 Rev datum

Projektnummer

Ärendenummer

Status

ProjekteringsPM-001 h:\5001-1302 rotviksbro\1\g\text\pm002\pm-002 (jämförelse av förstärkningsåtgärder öster om ravinen).docx

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

1 BAKGRUND ...................................................................................................3

Syfte och avgränsningar ......................................................................3 1.1

Orientering ............................................................................................3 1.2

Befintliga förhållanden .........................................................................5 1.3

Tidigare utredning ................................................................................7 1.4

2 FÖRUTSÄTTNINGAR ....................................................................................7

3 ÅTGÄRDER ....................................................................................................8

Avlastningsschakt ................................................................................8 3.1

3.1.1 Byggskede .................................................................................9

Uppfyllnad i ravinbotten .......................................................................9 3.2

3.2.1 Byggskede ............................................................................... 10

Flytt av bäck ........................................................................................ 10 3.3

3.3.1 Byggskede ............................................................................... 11

4 SAMMANFATTNING .................................................................................... 11

BILAGEFÖRTECKNING Bilaga

PLAN ÖVER OMRÅDET MED TILLHÖRANDE INMÄTNINGAR ................. 1.1


3 (11) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


1 BAKGRUND

Syfte och avgränsningar 1.1

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 1.2

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) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


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) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


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.

Befintliga förhållanden 1.3

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) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


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) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


Tidigare utredning 1.4

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.


8 (11) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


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.

Avlastningsschakt 3.1

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.

Figur 3.1-1 Sektion 2/760 med avlastningsschakt, erosionsskydd och

skumglasfyllning under väg 161

1,009

Name: siSa Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kN/m³Cohesion': 0 kPaPhi': 23,9 °Phi-B: 0 °Piezometric Line: 1

Name: siLe1 Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 19 kN/m³Cohesion': 15,33 kPaPiezometric Line: 1

Name: Fr Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kN/m³Cohesion': 0 kPaPhi': 25,7 °Phi-B: 0 °Piezometric Line: 1

Name: siLe2 Model: S=f(depth) Unit Weight: 19 kN/m³C-Top of Layer: 15,33 kPaC-Rate of Change: 1 kPa/mC-Maximum: 0 kPaPiezometric Line: 1

Name: Fy (Öb) Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 22 kN/m³Cohesion': 0 kPaPhi': 37,6 °Phi-B: 0 °Piezometric Line: 1

Name: Skumglas Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 4 kN/m³Cohesion': 0 kPaPhi': 37,6 °Phi-B: 0 °Piezometric Line: 1

Name: Erosionsskydd Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kN/m³Cohesion': 0 kPaPhi': 31 °Phi-B: 0 °Piezometric Line: 1

Fy (Öb)siSa

siLe1

siLe2

Väg 161, Bäcken - Rotviksbro

Avlastningsschakt + skumglas

Km 2/760

Odränerad analys

u=90 kPa

Avlastningsschakt

F=1,03

Skumglas

1:20

Fr

F=1,00

Skumglas

Distance

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Ele

va

tio

n

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20


9 (11) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


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.

Uppfyllnad i ravinbotten 3.2

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.

Figur 3.2-1 Sektion 2/760 med uppfyllnad i ravinen.

1,055

Name: siSa

Model: Mohr-Coulomb

Unit Weight: 20 kN/m³

Cohesion': 0 kPa

Phi': 23,9 °

Phi-B: 0 °

Piezometric Line: 1

Name: siLe1

Model: Undrained (Phi=0)


Cohesion': 15,33 kPa

Piezometric Line: 1

Name: Fr

Model: Mohr-Coulomb


Cohesion': 0 kPa

Phi': 25,7 °

Phi-B: 0 °

Piezometric Line: 1

Name: siLe2

Model: S=f(depth)


C-Top of Layer: 15,33 kPa

C-Rate of Change: 1 kPa/m

C-Maximum: 0 kPa

Piezometric Line: 1

Name: Fy (Öb)

Model: Mohr-Coulomb


Cohesion': 0 kPa

Phi': 37,6 °

Phi-B: 0 °

Piezometric Line: 1

Name: Uppfyllnad

Model: Mohr-Coulomb


Cohesion': 1 kPa

Phi': 22,2 °

Phi-B: 0 °

Piezometric Line: 1

Fy (Öb)siSa

siLe1

siLe2

H:\5001-1302 Rotviksbro\1\G\Proj\UTREDNING\2700-2900\Johan\2760_uppfyllnad.gszDate: 2014-04-30

Väg 161, Bäcken - Rotviksbro

Oförstärkt väg

Km 2/760

Odränerad analys

u=90 kPa

F=1,10

+11,0+10,0

Fr

Distance

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Ele

va

tio

n

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20


10 (11) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


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.

Flytt av bäck 3.3

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) Titel



Projektnummer

Ärendenummer

Status


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.

Documents

VÄGPLAN Väg 161 Delen Bäcken - Rotviksbro...VÄGPLAN Väg 161 Delen Bäcken - Rotviksbro Jämförelse av förstärkningsåtgärder i ravinen vid km 2/700 -2/800 Uddevalla kommun,