PM Geoteknik Tillbyggnad Kv Bilen 25, Luleå kommun

Transkript

1 PM Geoteknik Tillbyggnad Kv Bilen 25, Luleå kommun Planritning över befintlig fastighet och planerad tillbyggnad MRM Konsult AB Gammelstadsvägen 5D, Luleå Upprättad av: Anton Laitila Geotekniker, Kvalitetsgranskning: Håkan Rosén Geotekniker, Luleå

2 Innehåll 1. Objekt och uppdrag Inventerade undersökningar, Luleå kommun, Geoarkivet Styrande dokument Utförda undersökningar Geotekniska och geohydrologiska förhållanden Allmänt Jordlagerföljd Grundvattennivå Härledda värden Friktionsvinkel Elasticitetsmodul Samlad geoteknisk bedömning Rekommendationer för grundläggning Grundläggning Alternativt grundläggningssätt Schakt Fyllning Jämförelse grundläggningsalternativ

3 1. Objekt och uppdrag MRM Konsult AB har på uppdrag av Galären framtagit denna rapport för rubricerat objekt. Syftet med uppdraget är att undersöka och beskriva de geotekniska förhållandena i planerat läge för ny tillbyggnad samt ge rekommendationer för grundläggning. Fastigheten ligger öster om skutviken intill Gammelstadsvägen i Luleå kommun. Den nya tillbyggnaden upptar en yta om ca 13 x 18 m 2 och utgörs av två plan samt en ramp ned till befintlig garagedel. I Figur 1 nedan visas en översiktskarta över fastigheten med planerat läge på tillbyggnad, erhållen av Galären. Figur 1 Översiktskarta på aktuell fastighet med ungefärligt läge för planerade nya byggnader. 2. Inventerade undersökningar, Luleå kommun, Geoarkivet Tidigare utförda geotekniska undersökningar i området har inventerats i Luleå kommuns geoarkiv. Ett 10 tal punkter identifierades inom aktuell fastighet. Tidigare undersökningar har beaktats vid planering av kompletterande undersökningar och resultaten är inarbetade vid utvärdering av markförhållandena. 3

4 De tidigare undersökningarna samredovisas med nu utförda undersökningar och redovisas i plan och som löspunkter på ritningar GEO1 och GEO2. 3. Styrande dokument Denna rapport ansluter till SS EN :2005 med tillhörande nationell bilaga. I tabellerna nedan redovisas styrande dokument för undersökningen. Tabell 1. Planering och redovisning Undersökningsmetod Standard eller annat styrande dokument Fältplanering SS EN Fältutförande Beteckningssystem Geoteknisk fälthandbok SGF Rapport 1:2013 samt SS EN ISO SGF/BGS beteckningssystem 2001:2 samt Beteckningsblad, Projektering TK Geo 13 Tabell 2. Fältundersökningar. Undersökningsmetod Hejarsondering (HfA) Standard eller annat styrande dokument SS EN ISO :2005 med tillägg SS EN ISO :2005/ A1:2011 Skruvprovtagning (Skr) ISO/FDIS :2006 / Geoteknisk fälthandbok SGF Rapport 1:2013 Grundvattenmätning SS EN ISO samt SS EN Tabell 3. Laboratorieundersökningar Metod Standard eller annat styrande dokument Kornstorleksfördelning SS EN 933 1:2012 Klassificering SS EN/ISO Tjälfarlighetsklass och materialtyp SS EN/ISO

5 4. Utförda undersökningar Kompletterande geotekniska undersökningar har utförts i en undersökningspunkt inom aktuell fastighet. Undersökningarna omfattas av: Hejarsondering (HfA), 1 st, Skruvprovtagning (Skr), 1 st samt installation av öppet grundvattenrör, 1 st. Syftet med undersökningarna är att bestämma jordlagrens relativa fasthet samt djup till s.k. fast botten, här tolkat som stopp hejarsonderingen, samt verifiera tidigare utförda undersökningar. De kompletterande geotekniska undersökningarna utfördes av Ramböll med en borrbandvagn av typen Geomachine 85. Ansvarig fältgeotekniker var Åke Eriksson, Ramböll. Med på plats som hantlangare var även geotekniker Anton Laitila, MRM. Punkternas lägen är inmätta med GPS (nätverks RTK) samt avvägda av Anton Laitila, MRM. Koordinatsystem sweref Höjdsystem RH Undersökningarna redovisas i plan på ritning GEO1 och som löspunkter på ritning GEO2. 5. Geotekniska och geohydrologiska förhållanden 5.1. Allmänt Marken för aktuellt byggläge är relativt plan utan några större höjdvariationer. Marknivån enligt utförda inmätningar ligger på nivå ca +3 i planerat byggnadsläge, undantaget vid befintlig ramp ner till källarvåningen. Omkringliggande markytor utgörs till övervägande del av hårdgjorda ytor med plattor, grus eller asfalt. Förekomsten av vegetation är begränsad Jordlagerföljd Jordlagerföljden utgörs av fyllningar som underlagras av sedimentjord följt av morän. Fyllningen är tämligen fast (packad) och består generellt av grusig siltig sandmorän. Mäktigheten hos fyllningen är ca 3 m Den naturligt avlagrade jorden under fyllningarna består överst av omkring 3 m siltiga sediment. Där den övre delen av lagret (ca 2,0 m) är delvis sulfidhaltigt löst lagrat. Därunder följer omkring 1 m fast lagrad silt. Moränen som underlagrar de siltiga sedimenten är fast till mycket fast lagrad och är klassificerad till siltig sand morän. Djup till berg är inte bestämt i samband med nu eller tidigare utförda undersökningar. 5

6 5.3. Grundvattennivå Nivån på grundvattenytan ligger omkring 3 m under markytan enligt avvägning utförd i installerat grundvattenrör. Avvägning utfördes i samband med installation och stabiliserat värde på grundvattennivån har därför inte mätts. Grundvattennivån kan antas fluktuera under årscykeln med omkring 0,5 till 1,0 m. Normalt är grundvattennivån som högst i samband med snösmältningen i månadsskiftet april/maj och som lägst i slutet av vintern februari/mars. Grundvattenströmriktningen kan antas följa riktningen mot skutviken, det vill säga i riktning sydväst Härledda värden Geotekniska parametrar utvärderas från resultat från viktsonderingar och hejarsonderingar med stöd av TK Geo 13. Friktionsvinkel och E modul har med hävdvunna empiriska samband utvärderats med ledning av jordart och uppmätt sondringsmotstånd. Härledda värden presenteras i diagram relaterade till nivå i följande delavsnitt. Friktionsvinkeln beskriver jordens hållfasthet. Elasticitetsmodulen beskriver jordens deformationsegenskaper. En högre modul innebär styvare jord och därmed mindre sättningar orsakade av tillskottslaster. Vid viktsondering utförs ibland slag, Sl, för att komma igenom fastare skikt. För att diagram ska bli lättläsliga har ansatsen gjorts att slag ger en friktionsvinkel på 40 grader och E modul på 40 MPa. Vid frisjunk (dvs inget registrerat halvvarv på 20 cm nedsjunk) har en friktionsvinkel på 26 grader samt E modul på 1 MPa antagits. 6

7 Friktionsvinkel Vid framtagande av härledda värden på jordens inre friktionsvinkel har en sammanställning gjorts baserad på samtliga utförda vikt och hejarsonderingar, se Figur 2. Friktionsvinkeln har i samtliga fall utvärderats enligt figur 5.2 9, avsnitt i TR Geo 13. Friktionsvinkel, φ' Härledda värden, HfA/Vim Nivå 3 2,6 2,2 1,8 1,4 1 0,6 0,2 ( ) 0, ,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3 3,4 3,8 4,2 4,6 5 31L398 43A930 Vim 43A934 Vim 43A935 Vim MRM1801 HfA Valt värde Figur 2.. Valt karakteristiskt värde på friktionsvinkeln utifrån vikt och hejarsondering Elasticitetsmodul I Figur 3 redogörs härledda värden avseende deformationsegenskaper (E modul) utvärderade ur sonderingsresultat vid vikt, hejar och CPT sondering, se Figur 3. Elasticitetsmodulen har i samtliga fall utvärderats enligt figur 5.2 8, avsnitt i TR Geo 13. 7

8 Elasticitetsmodul, E Härledda värden, HfA/Vim Djup (m) 3 2,6 2,2 1,8 1,4 1 0,6 0,2 0,2 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3 3,4 3,8 4,2 4,6 5 MPa L398 Vim 42A930 Vim 43A934 Vim 43A935 Vim MRM1801 HfA Valt värde Figur 3. Valt karakteristiskt värde på Elasticitetsmodul utifrån vikt och hejarsonderingar. 8

9 6. Samlad geoteknisk bedömning En sammanfattning av förhållandena (tjälfarlighet bedöms enligt AMA tabell CE/1): Området består av fyllningar, ca 3 m i utförd undersökningspunkt, bestående av morän. Okulärt kan moränfyllningen härledas tillhöra tjf klass 2, dvs. något tjällyftande jordart. Den naturligt avlagrade undergrunden består överst av sediment av silt eller sandig silt som är löst till fast lagrade. Lagret är delvis sulfidhaltigt. Fast botten nås, enligt utförda undersökningar, omkring 5 m under markytan, dvs i den fasta silten. Grundvattennivån är bedömd till omkring 3 m under markytan, dvs i underkant fyllning. Detta kan anses som en något låg grundvattennivå för platsen. Berg är inte påträffat i någon av undersökningspunkterna. 9

10 7. Rekommendationer för grundläggning 7.1. Grundläggning Grundläggning föreslås utföras direkt i den befintliga fyllningen på en packad fyllning. Med detta grundläggningssätt kvarlämnas den lösa jorden. Detta innebär att vissa sättningar kan förväntas uppstå till följd av tillskottslasterna på undergrunden. Sättningarnas storlek är proportionerlig mot tillskottslasten. Sättningarnas storlek uppskattas till ca mm, baserat på en E modul på 5 MPa på den lösa jorden. Här är en dialog med konstruktör viktig för att arbeta vidare med aktiv design av bästa grundläggningssätt/metod. Detta grundläggningssätt innebär, mindre schakt vilket innebär en lägre grundläggningsnivå, mindre påverkan på bef. ledningar/kablar och ingen schakt i sulfidjord Alternativt grundläggningssätt Som ett alternativt grundläggningssätt kan grundläggning ske med betongplatta på packad fyllning efter att underliggande lös jord först bortschaktas. Enligt utförda undersökningar bedöms urgrävning till nivå omkring 2 erfordras för att få bort all lös jord, vilket motsvarar nivån för den fastare silten. Med angivna elasticitetsmoduler, tabell i avsnitt 5.4.2, och föreslaget grundläggningssätt kan grundpåkänningar om 200 kpa anbringas fast botten på föreslagen grundläggningsnivå utan att skadliga sättningar uppkommer, differentiella såväl som totala. I motsats till alternativet ovan innebär detta grundläggningssätt mer omfattande schaktarbeten, schakt och hantering av sulfidjord och schakt under grundvattennivån. Även omfattningen av återfyllning och packning är större. Detta grundläggningssätt kan dock betraktas som i princip sättningsfritt vilket är den stora fördelen Schakt De siltiga sedimenten i undergrunden är flytbenägna och känsliga för omrörning och stötar. Flytbenägenheten är som mest påtaglig i vattenmättat tillstånd, det vill säga vid schakt under befintlig grundvattennivå. Sulfidjord är i samband med nu utförd undersökning påträffad mellan nivå 0,7 till 1,8. Vid urgrävning skall denna jord hanteras separat och köras till deponi. I samband med schakt /schaktbottenkontroll skall sakkunnig geotekniker/miljögeotekniker ta prov av sulfidjorden för analys av svavelinnehåll och ph för att verifiera mäktighet och utbredning. 10

11 Schakt ska skyddas mot frysning och återförda massor/ny fyllning ska vara tjälfria vid packning (krav enligt AMA 17). För att säkerställa stabiliteten i planerade schakter och för intilliggande byggnader bör tillfälliga schakt utföras med en släntvinkel på minst 1:1,5. Schakt under normal grundvattennivå krävs för att schakta ur all lös jord. För att hålla schaktbotten torr ska schaktet länspumpas med pumpar placerade i filterförlagda brunnar, dvs. en tillfällig grundvattensänkning anordnas vilken är tillståndspliktig. En god länshållning är viktig för att undvika uppmjukning/upplyftning i schaktet Fyllning All fyllning till grundläggningsnivån ska ske med tjälfri friktionsjord och läggas ut på tjälfri schaktbotten i lager och packas enligt anl. AMA 17 avseende lagertjocklek, materialtyp och antal överfarter. En materialskiljande geotextil ska läggas ut mellan schaktbotten och den packade fyllningen. Befintliga fyllmassor som schaktas upp för grundläggning kan med fördel återanvändas för uppfyllning till grundläggningsnivå. 11

12 7.4. Jämförelse grundläggningsalternativ Nedan presenteras en tabell för jämförelse mellan de grundläggningsalternativ som föreslås ovan. Parameter Alternativ 1, kvarlämnad lös jord Utbredning av schakt Mindre Stor Alternativ 2, urgrävning lös jord Sättningar Vissa, i dialog med konstruktör kan sättningsanalys utföras för anpassning av grundläggningen Små Hantering sulfidjord Nej Ja. Sulfidjorden ska separeras från övriga massor. Sulfidjorden ska provtas för att verifiera mäktighet och bestämma svavelinnehåll. Schakt under grundvattennivån Behov av kompletterande geoteknik Nej Ev. provtagning av den lösa jordens kompressionsegenskaper för beräkning av sättningar. Geokalkyl Mindre kostsam Dyrare Ja. Tillfällig grundvattensänkning som kan vara tillståndspliktig Nej Kommentar Ramstabilitet, känslighet i ny och bef. konstruktion Behov av bättre kännedom om jordens egenskaper I samråd med konstruktör och kund avgöra behov 12