PM 1 Geoteknik - Projekteringsunderlag

Transkript

1 PM 1 Geoteknik - Projekteringsunderlag Geoteknisk utredning för nybyggnad av gator, VA Tvååker 14:42 m.fl., Varberg Upprättad av: Fredrik Stenfeldt Granskad av: Sven-Åke Öhman Godkänd av: Fredrik Stenfeldt

2 PM 1 GEOTEKNIK - PROJEKTERINGSUNDERLAG Tvååker 14:42 m.fl., Varberg Geoteknisk utredning för nybyggnad av gator, VA Kund Atkins Att: Johan Wedblad Hvitfeldtsgatan Göteborg Konsult WSP Sverige AB Laholmsvägen Halmstad Tel: Fax: WSP Sverige AB Org nr: Styrelsens säte: Stockholm Kontaktpersoner WSP Sverige AB, Halmstad Fredrik Stenfeldt tfn: Fredrik.Stenfeldt@WSPGroup.se 2 (14)

3 Innehåll 5.1 Område Jordlager Jordmäktighet/berg Geohydrologi Område Jordlager Jordmäktighet/berg Geohydrologi Damm Jordlager Jordmäktighet/berg Geohydrologi Schaktfriförläggning under Fammarpsvägen Jordlager Jordmäktighet/berg Geohydrologi GC-port Jordlager Jordmäktighet/berg Geohydrologi Allmänt VA-ledningar Mark Schaktfri förläggning GC-port Dagvattendamm Schakt Bergschakt Grundvattensänkning Kontroll 14 Bilagor: Bilaga 1: Bilaga 2: Stabilitetsberäkningar Ritning med områdesindelning, berg- och lerförekomst 3 (14)

4 1 Uppdrag WSP Sverige AB i Halmstad har på uppdrag av Atkins utfört en geoteknisk undersökning och utredning inför projektering inom exploateringsområde Stenen i Tvååker, Varbergs kommun, se bild 1 nedan. Inom området planeras för projektering av lokalgator, GC-vägar, VA-ledningar, schaktfri förläggning under Fammarpsvägen samt en dagvattendamm med serviceväg. Undersökningar har även utförts inför en förstudie av ny GC-port under Fammarpsvägen. 2 Utredningens och dokumentets syfte Denna utredning och detta dokument har till syfte att dokumentera de geotekniska förutsättningarna inför projektering samt ange härledda och dimensionerande värden som underlag vid stabilitetsberäkningar för slänt mot Tvååkers kanal samt för dimensionering av schaktslänter. Denna PM är inte avsedd att biläggas ett Förfrågningsunderlag, då den primärt är ett projekteringsunderlag till projektören. 3 Befintliga förhållanden Undersökningsområdet ligger söder om Varberg i Tvååker, ca 800 m öster om E6:an vid avfart Varberg södra, se bild 1 nedan. Bild 1: Undersökningsområdena för geoteknisk utredning är utmärkt med en röd ring (flygfoto från Google maps). 4 (14)

5 I dagsläget utgörs undersökningsområdet till största delen av öppen åker- och betesmark. På fastigheterna finns idag åkerdiken, stengärdsgårdar, berg i dagen samt områden med träd, buskar och sly. Undersökningsområdet angränsar i öster mot befintlig bebyggelse och Tvååkers kanal, i väster, söder och norr mot åker- och betesmark. Genom området går Fammarpsvägen. Inom undersökningsområdet är marken generellt relativt plan och sluttar svagt mot öster med marknivåer på mellan ca +24 och +12. I sydöstra delen av området angränsar Tvååkers kanal med en slänt som har en släntlutning på mellan ca 1:1 till 1:2. Bild 2: Foto från östra delen av exploateringsområdet, centralt i bild syns berg i dagen. Bild 3: Foto på Tvååkerskanal.. 5 (14)

6 4 Geotekniska undersökningar Fältundersökningar utfördes i oktober och november 2013 och omfattade CPTsondering, trycksondering, slagsondering, vingsondering, jord-bergsondering, provtagning av störda prover med skruvprovtagare samt vattenobservationer i öppna provtagningshål. Det utfördes även undersökningar med markradar. Redovisning sker i MUR, Markteknisk undersökningsrapport", daterad Geotekniska förhållanden Undersökningsområdet kan delas in i två delområden, område 1 och 2, pga att jordlagerförhållandena skiljer sig åt. Generellt kan indelning göras för området norr och söder om Famnarsvägen, se bild 5 nedan. Nedan följer en beskrivning över de geotekniska förhållandena för respektive område (område 1 och 2) samt för området vid planerad damm, schaktfri förläggning under Fammarpsvägen och GC-port under Fammarpsvägen (förstudie). Bild 4: Bilden visar områdesindelning (rödlinje) samt förekomsten av berg i dagen (svart) och ytligt berg (rött) samt förekomsten av lera (lera). Övriga ytor inom områdena utgörs av sand. 6 (14)

7 5.1 Område Jordlager Område 1 ligger norr om Fammarpsvägen och jorden utgörs generellt, under ett övre mulljordslager, av friktionsjord ovanpå berg. Jorddjupen är små och det förekommer ytligt berg och berg i dagen, lokalt förekommer lera. Inom området har det utförts en översiktlig jordartskartering där berg i dagen har mätts in och förekomst av lera har tolkats in utifrån utförda sonderingar och georadarmätningar, se bilaga 2 och bild 5 ovan. Friktionsjorden utgörs av sand som ställvis är finsandig och siltig. Under sandjorden följer en siltig sandmorän. Sandmoränen kan förutsättas innehålla både sten och block. Mäktigheten på sandjorden och moränen kan variera inom området. Friktionsjorden har en lagringstäthet som är lös till fast men ökar generellt mot djupet. Inom området förekommer även lera skikt- och lagervis. Lera är siltig och innehållar skikt med silt och sand. Leran förekommer ytligt och dess mäktighet bedöms till mellan ca 1 till 2 meter. Enligt utvärdering med SGI:s programvara Conrad av utförda CPT sonderingar ligger skjuvhållfastheten på ca 40 kpa (värderat medelvärde) Jordmäktighet/berg Enligt utförda sonderingar, georadarmätningar och observationer i fält varierar jordmäktigheten från att det förekommer berg i dagen till som mest ca 5 meters mäktighet. De flesta utförda sonderingar har avslutats mot block alternativt förmodat berg på mellan ca 1,0 till 3,0 meters djup under markytan. Några enstaka sonderingar har avslutats på ca 5 m djup utan att stopp erhållits. Se närmare i MUR Geohydrologi Inga grundvattenrör har monterats inom området. I en tidigare utredning har vattennivåer uppmätts på mellan 1,3 till 1,7 meter under markytan. Vattennivåer varierar med årstid och nederbörd. 5.2 Område Jordlager Område 2 ligger till stor del söder om Fammarpsvägen och jorden utgörs generellt, under ett övre mulljordslager, av sand som underlagras av lera. Jorddjupen är större än inom område 1 och det förekommer ej ytligt berg eller berg i dagen. Vid området närmast Tvååkers kanal förekommer det ett gyttjelager mellan sanden och leran. 7 (14)

8 5.2.2 Jordmäktighet/berg Enligt utförda sonderingar och georadarmätningar är jordmäktigheten större än 10 m. Samtliga sonderingar avbröts på mellan 10 och 11 meters djup utan att stopp erhållits Geohydrologi Inom området har det monterats 2 grundvattenrör i borrpunkt 1 och 6 (se MUR). Vattennivåer har uppmätts på +9,5 och +13,3 motsvarande 4,2 och 2,1 meter under markytan. Vattennivåer varierar med årstid och nederbörd. 5.3 Damm Jordlager Vid området för den planerade dammen utgörs jorden, under ett övre mulljordslager, av siltig sand som underlagras av gyttja ovanpå lera ner till undersökt djup. Den siltiga sanden har en mäktighet på ca 5,5 m. Sandjorden har en lagringstäthet som är lös till fast och har en inre friktionsvinkel på ca 35 (värderat medelvärden utvärderd enligt TK Geo 11). Gyttjan har en mäktighet på mellan 0,5 till 1,0 m. På störda prover från skruvprovtagning har en vattenkvot (w) uppmätts till mellan 139 och 163 % och en konflytgräns (w k ) på mellan 153 och 158 %. Enligt utvärdering med SGI:s programvara Conrad av utförda CPT sonderingar ligger skjuvhållfastheten på ca 30 kpa (värderat medelvärde). Under gyttjan följer en lera. På störda prover från skruvprovtagning har en vattenkvot (w) uppmätts till 30 % och en konflytgräns (w k ) på 42 %. Enligt utvärdering med SGI:s programvara Conrad av utförda CPT sonderingar ligger skjuvhållfastheten på ca 60 kpa (värderat medelvärde) Jordmäktighet/berg Enligt utförda sonderingar och georadarmätningar är jordmäktigheten större än 10 m. Samtliga sonderingar avbröts på mellan 10 och 11 meter utan att stopp erhållits Geohydrologi Närmast Tvååkers kanal har en grundvattenyta avläst i grundvattenrör 1 på nivån +9,5 ( ) motsvarande 4,2 meter under markytan. Vid motsvarande tid uppmättes en vattenyta på Tvååkers kanal på +8,8. Grundvattenytan närmast kanalen bedöms starkt bunden till vattennivån i Tvååkers kanal. Vattennivåer varierar med årstid och nederbörd. 8 (14)

9 5.4 Schaktfriförläggning under Fammarpsvägen Jordlager Vid området för planerade schaktfriförläggning under Fammarpsvägen utgörs jorden, under ett övre mulljordslager, av sand som underlagras av siltig lera ovanpå friktionsjord. Sanden har en mäktighet på ca 4 m. Sandjorden har en lagringstäthet som är lös till fast och har en inre friktionsvinkel på mellan ca 35 till 38 (värderat medelvärden utvärderd enligt TK Geo 11). Lerans mäktighet varierar söder respektive norr om Fammarpsvägen. På norra sidan förekommer lera från 4 m under markytan ner till undersökt djup på 10 m under markytan. På södra sidan förekommer lera mellan 4 och 8 m under markytan. Enligt utvärdering med SGI:s programvara Conrad av utförda CPT sonderingar ligger skjuvhållfastheten på ca 60 kpa (värderat medelvärde) Jordmäktighet/berg Enligt utförda sonderingar och georadarmätningar är jordmäktigheten större än 10 m. Samtliga sonderingar avbröts på mellan 10 och 11 meter utan att stopp erhållits Geohydrologi Vid Fammarpsvägen har en grundvattenyta avläst i grundvattenrör 6 på nivån +13,3 ( ) motsvarande 2,1 meter under markytan. Vattennivåer varierar med årstid och nederbörd. 5.5 GC-port Jordlager Vid området för den planerade GC-porten under Fammarpsvägen utgörs jorden av sand och lera ovanpå berg. Jordlagerföljden varierar söder och norr om Fammarpsvägen men generellt är jorddjupen små. På norra sidan utgörs jorden av ett ca 3 m mäktigt lager med friktionsjord ovanpå berg. På södra sidan utgörs jorden under ett övre mulljordslager, av en siltig sand ner till ca 1,5 m djup under markytan. Under sanden följer ett lager med siltig lera som överst är av torrskorpa och mot djupet innehåller sand Jordmäktighet/berg Enligt utförda sonderingar är jordmäktigheten mellan ca 3 till 4 m. Norr om Fammarpsvägen avslutades en trycksondering ca 3 m under markytan på grund av berg 9 (14)

10 eller block. På södra sidan har en bergnivå uppmätts, vid jord-bergsondering, på 4,3 m under markytan Geohydrologi Söder om Fammarpsvägen har en grundvattenyta avläst i grundvattenrör 8 på nivån +13,9 ( ) motsvarande 2,0 meter under markytan. Vattennivåer varierar med årstid och nederbörd. 6 Stabilitet Med hänsyn till nu utförda geotekniska undersökning och områdets flacka topografi bedöms det generellt ej att föreligga några stabilitetsproblem för aktuellt exploateringsområde. Söder om exploateringsområde Stenen (område 2) planeras det för en dagvattendamm och en service väg i anslutning till Tvååkers kanal. Stabilitetsberäkningar har utförts för den brantaste sektionen mellan damm/väg och Tvååkers kanal. Beräkningarna visar att totalstabiliteten närmast kanalen ej är tillfredsställande (enligt IEG Rapport 6:2008, Tillämpningsdokument EN kapitel 11 slänter och banker) med en säkerhetsfaktor mindre än 1,0 (säkerhetsfaktor 1 är godkänd). Se närmare i bilaga 2. Vid projektering av dagvattendamm och service väg bör dessa göras med ett säkerhetsavstånd på minst 10 m från Tvååker kanalens släntkrön. 7 Rekommendationer 7.1 Allmänt Inom exploateringsområde Stenen planeras för nybyggnation av VA-ledningar, lokalgator, dagvattendamm, schaktfri förläggning samt en GC-port. Förutsättningarna för planerad exploatering bedöms generellt som goda. Nedan följer rekommendationer, förutsättningar samt begränsningar för respektive delar inom planerad exploatering. 7.2 VA-ledningar VA-ledningar planeras inom områden där jordmäktigheten och bergnivåer varierar. Inom område 1 (se bilaga 2) förekommer berg i dagen och ytligt berg. Generellt bör projektering av djupare ledningar (inom område 1) undvikas då dessa kan medföra bergschakt. Projektering av djupare VA-ledningar utmed befintliga byggnader och anläggningar skall utföras i samråd med geotekniker. 7.3 Mark För överbyggnadsdimensionering för hårdgjorda ytor, inom området som ligger norr om Fammarpsvägen, kan den naturliga jorden (efter borttagning av mullhaltig ytjord) klassificeras som materialgrupp 3B och tjälfarlighetsklass 2. Där leran före- 10 (14)

11 kommer (se bilaga 1) kan den naturliga jorden klassificeras som materialgrupp 5A och tjälfarlighetsklass 4. För överbyggnadsdimensionering för hårdgjorda ytor inom område 2 (serviceväg), kan den naturliga jorden (efter borttagning av mullhaltig ytjord) klassificeras som materialgrupp 3B och tjälfarlighetsklass Schaktfri förläggning Möjligheterna för schaktfri förläggning under Fammarpsvägen bedöms som goda. De geotekniska förutsättningarna visar på en jordlagerföljd med sand- och lerjord ner till 10 m djup (se närmare under kap 5.4). Det skall dock beaktas i sanden kan det förekomma både sten och block. Beroende på val av metod kan det krävas en provschakt för en närmare kontroll av block- och stenförekomsten. 7.5 GC-port För planerad GC-porten finns det risk att det kommer krävas bergschakt. För att undvika detta kan ett alternativ vara att man undersöker för en ny placering. Generellt ökar jorddjupen mot öster och det förekommer ytligt berg mot väster. Lämplig placering för att undvika bergschakt är i öster mot Tvååker samhälle. Då grundvattenytan ligger på ca 2 m djup kommer det att krävas en grundvattensänkning för schaktarbeten. Det skall dock beaktas att det förekommer flytbenägna jordar. 7.6 Dagvattendamm Dagvattendammen är planerad utmed Tvååkers kanal. Enligt utförda stabilitetsberäkningar (se kap 6 och bilaga 1) är stabiliteten mot Tvååkers kanal ej godkänd. Dammen samt omkringliggande väg bör ej placeras närmare än 10 m från släntkrön, mot Tvååkers kanal, för att undvika risk för ras. Dammen bör även utformas som tät då infiltration av vatten kan försämra stabiliteten i slänten. 7.7 Schakt Schaktarbeten skall utföras med betryggande säkerhet mot ras och skred. För schakter i friktionsjord, ovan grundvattenytan, ned till 4 m djup kan schaktansvarig användas sig av typsektioner där släntlutningen rekommenderas till 1:1,5. För schakter under grundvattenytan bör geotekniker rådfrågas. För schakter i lera ned till 4 m djup kan schaktansvarig användas sig av typsektioner där släntlutningen rekommenderas till 1:1 alternativt ner till 3 m djup med en last 1 m från släntkrön. 11 (14)

12 Bild 5: Schaktrekommendationer enligt Sveriges byggindustrier. Minst 1 m Grundvattenytan under schaktbotten Bild 6: Typsektion för schakter i sand ned till 4 m djup ovan grundvattenytan. 12 (14)

13 Bild 7: Typsektion för schakter i lera ned till 3-4 m med och utan last. Då jordlagren ställvis består av siltig sand och lera, vilka är ett material som är mycket eroderingskänslig och flytbenägen i vattenmättat tillstånd, kan arbetstekniska problem uppstå vid arbeten under grundvattennivån eller vid kraftig nederbörd. 13 (14)

14 7.8 Bergschakt Då sprängningsarbeten kommer bl.a. att krävas i samband med ledningsschakter bedöms att det behöver upprättas en riskanalys omgivningspåverkan, med avseende på markrörelser. Ett kontrollprogram skall upprättas som tar fram gränsvärden på tillåtna vibrationer och markförskjutningar i horisontal- och vertikalled. 7.9 Grundvattensänkning Om schakt skulle ske till nivå under grundvattenytan skall grundvattenytan avsänkas till minst 0,3 m under schaktbotten Kontroll Kontroll skall utföras enligt BFS 2011:10 EKS samt enligt Eurocode 7-2 kap 2.5 Kontroll. 14 (14)

15 Dokumenttyp PM1 GEOTEKNIK Ärende Fackområde GEOTEKNIK Samhällsbyggnad Geoteknisk utredning för projektering av gator, VA Tvååker, Varberg Stabilitetsberäkningar Sektion 1 Datum Utfärdare FST Dimensionerande jordegenskaper Revideringsdatum Uppdragsnummer Bilaga Stabilitetsberäkning. Sida nr 1 (5) (5) Rev. Nedan följer redovisning av stabilitetsberäkning av sektion 1, se figur. Dimensionerande värden, γ m, partialkoefficient, enligt tabell nedan. Tabell 1: partialkoefficienter, γ m Materialegenskap γ m Friktionsvinkel, ø 1,3 Tunghet, γ 1,0 Skjuvhållfasthet, τ u 1,5 Karakteristiskt värde, η, omräkningsfaktor, enligt tabell nedan. Tabell 2: Valda η-faktorer: Figur 1: Läge för valda sektion för stabilitetskontroll. Beräkningsförutsättningar: Geoteknisk kategori och säkerhetsklass Typ av geoteknisk konstruktion Bef slänt Övrigt Säkerhetsklass: SK2, γ d = 0,91 Geoteknisk kategori Laster och lasteffekter: GK2 Serviceväg 15 kpa Delfaktor Värde för ø för siltig sand Värde för ø /τ u gyttja Värde för ø /τ u lera η 1 η 2 1,0 1,0/1,0 1,0/1,0 η 3 1,0 1,0/0,9 1,0/0,9 η 4 η 5 η 6 η 7 1,0 1,0 1,0 η tot (produkten) 1,0 1,0/0,9 1,0/0,9 1,0 Dimensionerande värden framgår av beräkningsfigurer, sid 2-5. Värde för γ l:\5836\varberg\ exploateringsområde stenen\3_dokument\36_pm_rapport\släntstabilitetsberäkning_ doc/sf

16 Dokumenttyp PM1 GEOTEKNIK Ärende Samhällsbyggnad Geoteknisk utredning för projektering av gator, VA Tvååker, Varberg Sammanställning Dimensionerande jordegenskaper Tabell: dimensionerande parametrarna för stabilitetsberäkning Egenskaper (nivå - meter under befintlig markyta) siltig sand 1 och 3 Värderat medelvärde (baserat på härledda värden) Friktionsvinkel, ø 32 25,7 tyngd, γ / γ m 18/20 kn/m 3 18/20 kn/m 3 siltig sand 2 Friktionsvinkel, ø 34 27,5 tyngd, γ / γ m 18/20 kn/m 3 18/20 kn/m 3 Gyttja Friktionsvinkel, ø 30 23,9 tyngd, γ / γ m 16/16 kn/m 3 16/16 kn/m 3 Hållfasthet C u/ c 30/3,0 kpa 15,3 kpa Lera Friktionsvinkel, ø 30 23,9 tyngd, γ / γ m 18/20 kn/m 3 18/20 kn/m 3 Hållfasthet C u/ c 55/5,5 kpa 29,7 kpa Dimensionerande värde Fackområde GEOTEKNIK Datum Utfärdare FST Dimensionerande grundvatten Revideringsdatum Uppdragsnummer Bilaga Stabilitetsberäkning. Sida nr 2 (5) (5) Rev Det dimensionerande värdet för grundvatten och porvattentryck ansätts i beräkningen till 1 m under markytan. Vattenytan i Tvååkers kanal har satts till +8,8. Partialkoefficienten, γ m, sätts till 1,0. Laster Laster av trafiklast (serviceväg), som kan påverka stabiliteten negativt, har satts till ca 15 kpa som dimensionerande värde. Planerad dagvattendamm innebär ingen tillförd last då jordmassor kommer att skiftas ur. Resultat Med ovan givna förutsättningar visar beräkningarna följande: Sektion A: Stabilitetsberäkningarna, sida 2, visar på en säkerhet på under 1,0 med pålagda trafiklaster. Detta innebär att säkerheten ej är godkänd utmed Tvååkers kanal. För stora glidytor som kan påverka planerad dagvattendamm och väg, visar på en säkerhet över 1,0 (odränerad och kombinerad analys), med pålagd trafiklast. Detta innebär att säkerheten är godkänd.. l:\5836\varberg\ exploateringsområde stenen\3_dokument\36_pm_rapport\släntstabilitetsberäkning_ doc/sf

17 Dokumenttyp PM1 GEOTEKNIK Ärende Fackområde GEOTEKNIK Samhällsbyggnad Geoteknisk utredning för projektering av gator, VA Tvååker, Varberg Släntstabilitetsberäkning: sektion 1 odränerad analys Datum Utfärdare FST Revideringsdatum Uppdragsnummer Bilaga Stabilitetsberäkning. Sida nr 2 (5) (5) Rev. l:\5836\varberg\ exploateringsområde stenen\3_dokument\36_pm_rapport\släntstabilitetsberäkning_ doc/sf

18 Samhällsbyggnad Dokumenttyp PM1 GEOTEKNIK Ärende Fackområde GEOTEKNIK Geoteknisk utredning för projektering av gator, VA Tvååker, Varberg Datum Utfärdare FST Revideringsdatum Uppdragsnummer Bilaga Stabilitetsberäkning. Sida nr 3 (5) (5) Rev. l:\5836\varberg\ exploateringsområde stenen\3_dokument\36_pm_rapport\släntstabilitetsberäkning_ doc/sf

19 Dokumenttyp PM1 GEOTEKNIK Ärende Fackområde GEOTEKNIK Samhällsbyggnad Geoteknisk utredning för projektering av gator, VA Tvååker, Varberg Släntstabilitetsberäkning: sektion I kombinerad analys Datum Utfärdare FST Revideringsdatum Uppdragsnummer Bilaga Stabilitetsberäkning. Sida nr 4 (5) (5) Rev. l:\5836\varberg\ exploateringsområde stenen\3_dokument\36_pm_rapport\släntstabilitetsberäkning_ doc/sf

20

21

22

23

24

25