Geoteknisk utredning Planprogram før Flateby sentrumsområde, Enebakk kommune

Transkript

1 Geoteknisk utredning Planprogram før Flateby sentrumsområde, Enebakk kommune rev

2 Flateby sentrumsområde Enebakk kommune 2 (8) Geoteknisk utredning rev Beställare Flateby Sentrumsutvikling AS Vidar Kolstad Prosjektør Øvre Romerike Prosjektering AS Andreas Kaarbø Konsult EQC Karlstad Lagergrens gata Karlstad Telefon: Helena Kernell, geotekniker Axel Josefson, kvalitetsgranskare Uppdragsnummer EQC: Innehåll 1 Beskrivning av uppdraget Planområdet Geotekniska undersökningar Geotekniska förhållanden Terräng och topografi Jordlager Geoteknisk utvärdering Grundläggning Jordschakt Uppfyllnad stabilitet Gång- och cykelport Krav på säkerhet... 8 Bilagor Bilaga 1: Geotekniska laboratorieundersökningar Bilaga 2: Plan sektioner (kvikk/sensitiv leire) Bilaga 3:1-3:5: Sektioner A-A -- C-C (kvikk/sensitiv leire) Bilaga 4: Sektion D-D, stabilitetsberäkning Ritningar G1-G2: Plan geoteknik G3-G13: Borrhål geoteknik Revidering Revidering är markerad med kursiv stil samt ett streck i marginalen.

3 Flateby sentrumsområde Enebakk kommune 3 (8) Geoteknisk utredning rev Beskrivning av uppdraget EQC Karlstad AB har fått i uppdrag att utföra en översiktlig geoteknisk utredning med utlåtande om grundförhållandena, för ett planområde i Enebakk kommune, Flateby sentrumsområde. I uppdraget har geotekniska undersökningar och provtagning av jorden utförts. Proverna har undersökts i laboratorium. Jordproverna har undersökts med avseende på jordens geotekniska egenskaper. Uppdraget utförs i samarbete med Øvre Romerike Prosjektering AS, som arbetar med en reguleringsplan för området. 2 Planområdet Området som ska reguleres består av delområdena: o BF 20 - obebyggt område mellan Ødegårdsveien, Fiolveien och FV 120. o OF 11 - obebyggt område øst for FV 120. o Planerad gång- och cykelport (gs-undergang) Område BF 20 planeras för bebyggelse, næring, bolig och offentlig. Område OF 11 planeras för en grav- og urnelund och en kirke. Karta från Kartverket/ Ungefärlig utbredning på planområdena. 3 Geotekniska undersökningar Geoteknisk fältundersökning har utförts under september 2012 av Norconsult Fältgeoteknik AB. Borrledare har varit Markus Eskilsson. Jordens sammansättning och egenskaper, samt djup till fast botten, har undersökts med totalsondering, dreietrykksondering, kolvprovtagning, vingprovtagning och skruvprovtagning. Ett grundvattenrör har installerats i område OF 11.

4 Flateby sentrumsområde Enebakk kommune 4 (8) Geoteknisk utredning rev Provtagning med skruvprovtagare har utförts i sju punkter, varav tre punkter har undersökts på Rambølls laboratorium i Göteborg. Provtagning med kolvprovtagare (ostörd provtagning) har utförts i en punkt, på djupen 3 och 5 meter. Kolvprover var även planerat att tas upp på större djup än 5 meter men eftersom leran var mycket lös och rann av provtagaren gick det inte att ta upp fler prover. Kolvproverna har undersökts med rutinundersökning (jordens benämning, densitet, vattenkvot, konflytgräns, skjuvhållfasthet och sensitivitet). Lerans sättningsegenskaper har undersökts med CRS-undersökning på en nivå. CRS-undersökning var planerat att utföras på tre nivåer men prov gick endast att ta upp på två djup och provet på djupet 5 meter var stört och gick därmed inte att undersökas med CRS. 4 Geotekniska förhållanden 4.1 Terräng och topografi De två planområdena består till största delen av åkermark (dyrkbar jord). Inom område BF 20 är terrängen relativt plan (er tilnærmet flatt) med ett dike/bäck (grøft) som korsar området. Markytans nivå varierar mellan ca +186 i dikets botten och +193 i områdets norra del. Inom område OF 11är terrängen relativt plan förutom vid områdets norra del där en bäckravin har meandrat i terrängen. Markytans nivå varierar mellan +182 i områdets norra del och +190 vid områdets västra del. 4.2 Jordlager Enligt jordartskartan ligger planområdet på tykk havavsetning. Område BV 20 och OF 11 skiljer sig något i sin geotekniska karaktär. Område BV 20 Jorden består i område BV 20 överst av 0,2-0,3 m matjord. Under matjorden följer omkring 2 meter sandig, siltig lera (leire) med utbildad torrskorpa (tørrskorpe), följt av sandig, siltig lera med största djup ner till 20 meter. Leran underlagras av ett fast material som har benämnts som grus i fältprotokollet. Leran är ställvis mycket lös och provtagning på djup större än 5 meter var inte möjligt då jorden rann av från redskapet. Den omrörda skjuvhållfastheten är 0,37 på djupet 3 och 5 meter. Kvikkleire er leire som har omrørt skjærstyrke lik eller mindre enn 0,5 kpa. Med ledning av detta samt utvärdering av dreietrykksonderingar är det bedömt att leran är högsensitiv/kvikk i området, från djupet ca 3 meter och neråt. Provtagning av leran har utförts med störd- och ostörd provtagning och lerans egenskaper har utvärderats på laboratorium i punkterna 5 och 11. Vattenkvoten (vanninnhold) varierar mellan ca 18-43% och konflytgränsen (flytegrense) mellan 32-37%. Lerans sensitivitet är 34 på djupet 3 m, alltså högsensitiv, och sjunker till 21 på djupet 5 m (mellansensitiv). Jorden tillhör tjälfarlighetsklass 4 (telefarlighetsgruppe T4, meget telefarlig).

5 Flateby sentrumsområde Enebakk kommune 5 (8) Geoteknisk utredning rev Lerans sättningsegenskaper har utvärderats med CRS-försök. Det har endast varit möjligt att utföra detta på en nivå, djupet 3 meter, då det andra provet på 5 meter var stört. Därmed är det svårt att bedöma hur stor belastning (last) marken tål. En grov uppskattning med empirisk utvärdering av förkonsolideringstrycket visar att leran är överkonsoliderad ner till ca 6 m djup och normalkonsoliderad på större djup. Det innebär att stora sättningar kan komma att utvecklas vid belastning av marken. Skjuvhållfastheten (skjærfasthetene) är mycket låg (meget lav) och varierar mellan ca 7,5-11,5 kpa. Djupet ner till berg (fjell) uppgår till mellan 3,5 och nästan 30 meter. Störst djup finns i punkterna 3, 5 och 9 i de centrala delarna av området. Minst djup till berg är i den sydöstra delen av området, i punkterna 21 och 11. Enligt uppgift från beställaren ska det finnas berg i dagen i området väster om punkt 4 och ca 50 m söder om punkt 11. Den fria vattenytan har mätts i provtagningshål. Djupet varierar från 0,15 m under markytan i punkt 5 till 2 m under markytan i punkt 7. Område OF 11 Jorden består i område OF 11 överst av 0,2-0,3 m matjord. Under matjorden följer omkring 2 meter lera (leire) med utbildad torrskorpa (tørrskorpe), följt av lera med största djup ner till ca 13 meter. Leran underlagras av ett fast material som har benämnts som grus i fältprotokollet. Det finns även sten och block på vissa nivåer. Leran bedöms som relativt fast med skikt av fastare friktionsmaterial som kan bestå av silt, sand och/eller grus. Leran bedöms inte vara högsensitiv/kvikk i området, dock finns vissa indikationer på att det finns tunnare skikt som kan bestå av högsensitiv- eller kvikk leire. Provtagning av leran har utförts med störd provtagning och lerans egenskaper har utvärderats på laboratorium i punkt 17. Vattenkvoten (vanninnhold) varierar mellan ca 22-25%. Jorden i de övre skikten tillhör tjälfarlighetsklass 4 (telefarlighetsgruppe T4, meget telefarlig). Den underliggande leran, på djup större än 2 meter, bedöms tillhöra tjälfarlighetsklass 3 (telefarlighetsgruppe T3, middels telefarlig). Skjuvhållfastheten (skjærfasthetene) är låg (lav) till medelhög och varierar mellan ca kpa. Djupet ner till berg (fjell) uppgår till mellan 0,7 m till som mest drygt 20 meter. Störst djup finns i punkten 17 i den centrala delen av området. Minst djup till berg är i den norra delen av området, i punkten 12. Enligt uppgift från beställaren ska det finnas berg i dagen i området ca 50 m söder om punkt 20. Den fria vattenytan har mätts i provtagningshål i borrhål 17 och ligger i nivå med markytan. Ett grundvattenrör har installerats i borrhål 17, med filterspets i ett skikt på 13,5 meters djup. Grundvattnet i skiktet är artesiskt, dvs vattenytan i röret står högre än markytan. Det indikerar att det finns vattenförande skikt i området. Planerad gång- och cykelport (gs-undergang) I ungefärligt läge för planerad gång- och cykelport är sonderingar utförda på vardera sidan om FV 120. I borrpunkt 21 är djupet till berg 3,5 meter. På berget finns ett fast friktionsmaterial som benämnts som grus i fältprotokollet.

6 Flateby sentrumsområde Enebakk kommune 6 (8) Geoteknisk utredning rev I borrpunkt 22 är djupet till berg ca 6,5 meter. Jorden har bedömts som lera de övre 5 meterna. Leran är troligen grusig, sandig och siltig. Leran underlagras av fastare friktionsmaterial och bedöms i fältprotokollet innehålla sten och block. 5 Geoteknisk utvärdering 5.1 Grundläggning De marina sedimenten består av siltig lera och jorden ska vid dimensionering betraktas som mycket tjälfarlig (meget telefarlig). Alla uppfyllnader och laster, men även lastökning på grund av en grundvattensänkning (grunnvannsenking), kommer att ge såväl konsoliderings- som långtidssättningar (sekundæsetningar). Se även under kap. 5.3 Uppfyllnad stabilitet. Möjlig grundläggningsmetod kan vara pålning (peler) eller fullständigt kompensationsgrundläggning (kompensert fundamentering - ingen tilleggsbelastning på grunnen). Vid pålning måste en skonsam metod användas för att undvika för stora rörelser och störning av kvickleran. Vid kompensationsgrundläggning måste hänsyn tas till grundvattnets nivå. Vid grundläggning av byggnaderna bör all matjord schaktas bort. För att undvika problem med tjäle och sättningar bör grundläggning ske frostskyddat. Frusna (frosset) jordmassor ska inte läggs i fyllningen. God dränering bör utföras vid byggnader och i området. Dräneringen bör utformas i samråd med geotekniker för att undvika problem med sättningar på grund av grundvattensänkning. Leran är en tät jordart som endast mycket långsamt släpper genom vatten. Gravar anlagda i lerjorden kommer att fordra dränering. Kompletterande geotekniska undersökningar bör göras i samband med projekteringen av byggnaderna, för att fastställa lämplig grundläggning och pållängder om pålning väljs. Grundvattensituationen bör även utredas noggrannare. Det installerade grundvattenröret i borrhål 17 bör läsas av för att få en uppfattning om variationer på grundvattnets nivå under ett år. Det är viktigt at undersöka om dränering i området, exempelvis vid gravar, riskerar att orsaka sättningar på byggnader och anläggningar i området. 5.2 Jordschakt Vid schaktning (utgravning) bör man vara observant på att sprickor (sprekker) och skikt kan finnas i torrskorpan, vilka kan förorsaka att del av schaktslänten kan glida ner i schaktgropen. Detta är främst förekommande om schakten får stå öppen en längre tid. Leran har med en mindre grävmaskin medelsvår schaktbarhet. Det grövre friktionsmaterialet som finns som skikt i- eller under leran, är med en mindre grävmaskin svårschaktat då det har stort losstagningsmotstånd och innehåller sten och block. Det gäller dock framför allt på de områden där leran är tunn och det grövre materialet riskerar att nås i samband med schaktarbetena.

7 Flateby sentrumsområde Enebakk kommune 7 (8) Geoteknisk utredning rev Område BV 20 Schaktningsarbeten ner till 1 meters djup kan utföras utan åtgärder. Vid djupare schakter ska åtgärder vidtas för att säkerställa att stabiliteten är tillräcklig genom att exempelvis använda spont eller liknande. Område OF 11 Schaktning till ca 2,5 m djup fordrar att schaktslänterna läggs i lutning ej brantare än 3:1 och till 3 m djup att schaktslänterna ges ej brantare lutning än 2,5: Uppfyllnad stabilitet Skjuvhållfastheten (skjærfasthet) i leran är mycket låg i område BV 20 och vid nivåskillnader (nivåforskjeller) - till exempel uppfyllnader (fyllehøyde) högre än 2 meter måste en geoteknisk utredning om stabiliteten utföras. För område OF 11 gäller detsamma för uppfyllnader högre än 3 meter. Överslagsmässiga stabilitetsberäkningar visar på mycket låg säkerhet mot stabilitetsbrott vid område BV 20. Med tanke på den låga säkerheten samt att det finns kvicklera i området förordas att stabilitetshöjande åtgärder utförs vid påförande av last. Torrskorpelera kan användas till fyllnadsmaterial vid uppfyllningar av markområden eller underbyggnadsmaterial i vägbankar. Utsätts schaktmassor av lera för regn tar de åt sig vatten och blir svårhanterliga. Lera är olämpligt återfyllningsmaterial i gravar pga att jorden är tät och hindrar vatten och luft. Trä som omges av lera ruttnar ej. Beroende på vattenföringen i diket/bäcken bör eventuellt ett erosionsskydd läggas ut i slänten för att minska risken för stabilitetsproblem. Alternativt kan man kulvertera diket/bäcken. 5.4 Gång- och cykelport Vid schakt för den planerade gång- och cykelporten (undergangen) måste stabiliteten för schakten säkerställas då skjuvhållfastheten (skjærfasthet) är mycket låg/låg i området. Det gäller även för blivande slänter för gång- och cykelvägen som kan behöva stabiliseras med exempelvis kalkcementpelare. Grundläggningen av gång- och cykelporten och och blivande skärningsslänter måste utredas noggrannare i en mer detaljerad geoteknisk utredning. Läget för porten bör även utredas mer. Djupet till berg är 3,5 meter på vägens västra sida och ca 6,5 meter på östra sidan. Jorden har på den västra sidan bedömts som grus eller ett grövre friktionsmaterial och på den östra sidan bedömts som lera de övre 5 meterna. Om djupet till berg är för litet vid läget för undergången kan sprängning komma att krävas, vilket kan vara olämpligt med avseende på kvickleran i området. Då grundvattnets yta är hög och det även finns skikt med artesiskt vatten i området, finns risk för bottenupptryckning vid utförandet av gc-porten. Grundvattnets yta behöver dräneras permanent i portläget. Det finns även risk för sättningar på intilliggande byggnader vid en avsänkning av grundvattnet. Grundvattensituationen måste utredas noggrannare, bland annat för att se hur lång utbredning en permanent grundvattensänkning får.

8 Flateby sentrumsområde Enebakk kommune 8 (8) Geoteknisk utredning rev Krav på säkerhet Det har visat sig finnas kvikkleire/sensitiv leire i det undersökta området BF 20. Då gäller krav från Norges Vassdrags- og Energidirektoratet (NVE) och regelverket "Flom- og skredfare i arealplaner (2011)". Utbredningen av kvickleran/sensitiva leran har tolkats enligt bilaga 2 och 3. Tiltakskategori K3 bör gälla för projektet. En stabilitetsberäkning (odränerad analys) för befintliga förhållanden finns redovisad i bilaga 4. Den visar att säkerheten för befintliga förhållanden är för låg, Fc=1,13. Stabilitetsberäkningen är utförd med GeoSlope, beräkningsmodell Morgenstern-Price. EQC Karlstad AB Helena Kernell, geotekniker Helena.Kernell@eqcgroup.se Axel Josefson, kvalitetsgranskare Axel.Josefson@eqcgroup.se

9 FLATEBY SENTRUMSOMRÅDE ENEBAKK KOMMUNE

22 Ramböll Sverige AB, Division Syd Vädursgatan 6 BOX 5343, GÖTEBORG Telefon Fax PROVTAGNING Datum: LABORATORIEUNDERSÖKNINGAR Datum: HS Uppdrag Sammanställning av LABORATORIEUNDERSÖKNINGAR Flateby Provtagningsredskap Skr Godkänd den Lennart Nilsson Uppdragsnummer Sektion/borrhål Djup/nivå Benämning Vattenkvot w % Konflytgräns w L % Tjälfarl klass Mtrltyp enl. tab TK Geo 11 Anm 5 0,0-0,2 MULLJORD 1 6B enl fältprotokoll -1,2 Brun sandig siltig LERA A -2,0 Grå sandig siltig LERA A 11 0,0-0,3 MULLJORD 1 6B enl fältprotokoll -1,0 Beige rostfl sandig siltig TORRSKORPRELERA A -2,0 Ljusbrun sulfidfl grusig sandig siltig TORRSKORPELERA A 17 0,0-0,3 MULLJORD 1 6B enl fältprotokoll -1,0 Ljusbrun rostfl sandig siltig TORRSKORPELERA A -2,3 Gråbrun siltig TORRSKORPELERA A -4,0 Grå LERA B

23 Sektion/borrhål Djup/nivå 5 Benämning Densitet Vattenkvot W 0,0-0,2 MULLJORD -1,2 Brun sandig siltig LERA 31-2,0 Grå sandig siltig LERA 23 Konflytgräns W L Sensitivitet enl.konp rov Skjuvhållfasthet (oreducerad) fu kpa *) Omrörd skjuvhållf Korrekt. faktor µ t/m³ % % St tryckprov konprov kpa enl SGI 1,95 3,0 Mörkgrå siltig LERA 1, ,37 1,14 1,91-5,0 Mörkgrå siltig LERA 1, ,37 1,06 1,89 Anm. Provtagningsredskap Skr, Kv St II Godkänd den Laboratorieförest. Lennart Nilsson PROVTAGNING Datum: LABORATORIEUNDERSÖKNINGAR Datum: HS Ramböll Sverige AB, Division Syd Vädursgatan 6, BOX 5343, GÖTEBORG Telefon Fax Sammanställning av LABORATORIEUNDERSÖKNINGAR Uppdrag Flateby Uppdragsnr. Tabellnr, planschnr el. likn *) Skjuvhållfastheten, karakteristiskt värde, har utvärderats enl. SGF.s laboratoriekommittè Skjuvhållfastheten har ej reducerats med hänsyn till gyttjehalt eller konflytgräns

24 Ramböll Sverige AB, Division Syd Vädursgatan 6 BOX 5343, GÖTEBORG Tel Fax Datum Lennart Nilsson Uppdrag Sammanställning av CRS Flateby Sektion/borrhål Djup/nivå Jordart Densitet t/m³ Vattenkvot w % C kpa M L kpa L kpa M C V m 2 /s k i m/s k 5 3,0 sile 1, ,6 2,0E-07 1,3E-09 2,2

25 Ramböll Sverige AB Vädursgatan 6 Box GÖTEBORG Tfn

26 BILAGA 2

27 BILAGA 3:1

28 BILAGA 3:2

29 BILAGA 3:3

30 BILAGA 3:4

31 BILAGA 3:5

32 BILAGA 4 Title: Flateby sektion D-D File Name: Sektion D-D_1.gsz Directory: U:\ \Arbetsmaterial\Geoteknik\Beräkning\ Method: Morgenstern-Price 1,13 Sektion D-D Odränerad analys Befintliga förhållanden Name: Vägbank Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 38 Piezometric Line: 1 Elevation Name: Lera 1 Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 19,5 kn/m³ Cohesion': 9,5 kpa Piezometric Line: 1 Name: Lera 2 Model: S=f(depth) Unit Weight: 19 kn/m³ C-Top of Layer: 11,5 kpa C-Rate of Change: -1 kpa/m C-Maximum: 7,5 kpa Piezometric Line: 1 Name: Lera 3 Model: S=f(depth) Unit Weight: 18,5 kn/m³ C-Top of Layer: 7,5 kpa C-Rate of Change: 0,5 kpa/m C-Maximum: 9,5 kpa Piezometric Line: 1 Name: Friktionsmaterial Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18,5 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 35 Piezometric Line: 1 1: Distance