Analyse av stabilitetsforhold og sikringsbehov for undergrunns P-anlegg, Straume

Abstract

Sartor Storsenter er lokalisert i Straume, Fjell kommune i Hordaland, og er et av de største kjøpesentrene i Norge. Under Sartor Storsenter skal det bygges et parkeringsanlegg i fjell. Byggingen av undergrunns parkeringsanlegg var først planlagt å sette i gang høsten 2011, men på grunn av forsinkelser er det nå uklart når prosjektet blir i gangsatt. Parkeringsanlegget består av to haller på 4 etasjer, og beregnet parkeringskapasitet er på 1500 biler.

Denne masteroppgaven er en videreføring av fordypningsprosjektet gjennomført høsten 2010. I fordypningsprosjektet lå hovedvekten på analyse av de ingeniørgeologiske problemstillinger knyttet til det ytre miljø. I denne oppgaven ligger hovedfokuset på analyse av stabilitet og sikringsbehov for de planlagte parkeringshallene.

Fjellforholdene ved Sartor gir sikringskategoriene 3 og 5 ut fra Q-systemet. På grunnlag av dette anbefaler Q-systemet systematisk bolting og uarmert eller fiberarmert sprøytebetong ved sikringskategori 3, og fiberarmert sprøytebetong og bolting ved sikringskategori 5. Blokkoppsprekninger systemet som dominerer i området, og stabiliteten til enkelt blokker kan være mer eller mindre uavhengige av Q-verdien. Den nøyaktige utformingen av sikringen, som for eksempel bolteplassering, vil Q-systemet ikke si noe om. Derfor kan det muligens være mer gunstig å bolte de synlige, enkeltblokkene etter som det drives innover, før det påføres et lag av sprøytebetong. Dersomsystematisk bolting blir den gjeldende boltemetoden, ser det ut til at en bolteavstand på 3.0 meter i hengen er passende, og 4.0 meters bolteavstand i vegger.

Variasjonene i de geologiske forholdene er antakeligvis så små at det vil ikke påvirke sikringsmengde eller fremdrift. Analysebildene viser at parkeringshallene er selv bærende uavhengig gode eller dårlige bergmekaniske egenskaper. Det kan tenkes at hallene kan stå uten sikring i praksis, men med spesielltanke på psykologiske momenter vil ikke dette være aktuelt. Viktigste er at en er garantert permanentsikring mot nedfall. Tilkomsttunnelene kommer til å trenge mer sikring i veggene på grunn av parallelle sprekker og eventuelle kileformede blokker.

Vannlekkasje kan forekomme lokalt langs enkelte sprekkesystem. Generelt er bergmassen tett, men noen oppsprukne soner er å regne med. Lekkasjer vil normalt ytre seg som spredt vanndrypp. Det kan i forbindelse med markert oppsprekking forekomme større lekkasjer, men det er ingen indikasjoner på unormal innlekkasjer i nærliggende anlegg. Det er anslått at innlekkasjen antakeligvis vil være minimum 10 liter/minutt, og makismalt 50 liter/minutt for hele anlegget i driftsfasen.

Det mest gunstige er å plassere hall-aksen rett i øst-vest. En ikke-optimalisert retning av hallene vil forårssake en økning av boltetettheten og lengden på boltene. Dersom en ikke-optimalisert orienteringskulle blitt tilfelle må en være oppmerksom og ekstra påpasselig på mulige kiler i veggene.

Etablering av et parkeringsanlegg i dette området anses å være tilfredsstillende. Det er ingen kjente problemstillinger som skulle tilsi at et anlegg i dette området ikke bør bygges. Bergarten er sterk nok til at bygging av fjellhaller med spennvidder på 17-20 meter er fult forsvarlig.

Sartor Storsenter is located at Straume, in Fjell kommune in Hordaland, and is one of the largest shopping malls in Norway. An underground car park is to be constructed under the existing shoppingmall. The construction was first planned to start in the fall of 2011, but the project has been delayed due to various factors , and the estimated start of the project is now uncertain. The car park will consist of two halls with 4 floors, and is expected to have a parking capacity to hold 1500 cars.

This master thesis is pursued from the project done in the fall of 2010, where the primary emphasis was an analysis of the engineer geological issues attached to the external environment. In this thesis the main focus is laid on analysis of stability and the need of support in the planned car park halls.

The rock mass at Sartor ends up in the support categories 3 and 5 from the Q-system. On the basis of this, the Q-method recommends systematical bolting and plain or fiber-reinforced shotcrete for the support category 3, and fiber-reinforced shotcrete and bolting where the rock mass quality is lower. Block jointing is the system that dominates in the area, and the stability of the single blocks is more or less independent of the Q-value. The Q-system does not say anything about the exact design of the support, for example the bolt placing. Thus, it is probably more favorable to secure every visible, single block as they excavate inwards, before applying a layer of shotcrete. If systematic bolting becomes the prevailing bolt method, a distance between the bolts at 3.0 meters in the hanging wall is preferable, and 4.0 meters distance between the bolts in the walls.

The variations in the geological conditions are probably too small to have any effect on the support quantity or the progress. Pictures of analysis show that the car park halls are self-bearing, regardless of good or poor rock mechanic characteristics. The halls could perhaps stand without any support, but with the focus on the psychological aspects, this is out of the question. Guaranteed permanent prevention of fallouts is the most important objective. The arrival tunnel will need more support in the walls because of the parallel joints and wedge-shaped blocks.

Water leakage can appear locally along some joint systems. Although the rock mass is generally compact, some jointed zones can occur. Leaks will normally be manifested as scattered water droppings. In connection with marked jointing, leakage can occur in greater inflows. There is noindication of abnormal inflows at nearby constructions. Expected inflow will be around minimum 10 liters/minute, and maximal 50 liters/minute for the whole construction under the operation phase.

It is preferred to orientate the hall-axis in east-west direction. If the orientation of the halls is not favorable it will cause increased bolt density and longer bolts. Also, non-optimized orientation of thehall calls for higher attention to the wedges in the wall.

The establishment of an underground parking facility in this area seems to be fully plausible. There are no known technical issues preventing a construction of this kind. The rock is of such strength that building underground halls with span of 17-20 meters is feasible.