GEOTEKNISK PM. Karlstad. Kv. Brandstationen 2 KLARA ARKITEKTBYRÅ I KARLSTAD AB KARLSTAD GEOTEKNIK TILLBYGGNAD AV POLISHUSET SAMT NY UTRYCKNINGSVÄG

Transkript

1 KLARA ARKITEKTBYRÅ I KARLSTAD AB Karlstad. Kv. Brandstationen 2 UPPDRAGSNUMMER TILLBYGGNAD AV POLISHUSET SAMT NY UTRYCKNINGSVÄG [PROJEKTERINGSUNDERLAG] Revidering: 2, datum: KARLSTAD GEOTEKNIK TOMAS NORDLANDER

2 Sweco Sandbäcksgatan 1 Box 385 SE Karlstad, Sverige Telefon +46 (0) Fax +46 (0) Sweco Civil AB Org.nr Styrelsens säte: Stockholm Joakim Persson Telefon direkt +46 (0) Mobil +46 (0) joakim.persson@sweco.se

3 Innehållsförteckning 1 Uppdrag 1 2 Befintliga förhållanden och planerad byggnation Underlag 1 3 Styrande dokument 1 4 Inmätning och utsättning 1 5 Tidigare geotekniska undersökningar 2 6 Nu utförd geoteknisk undersökning 2 7 Jordlager- och grundvattenförhållanden 2 8 Sättningar 3 9 Stabilitet Säkerhetsklass och Geoteknisk kategori Säkerhetsfaktor Beräkningsparametrar Val av skjuvhållfasthet i leran Tabell antagna värden Laster Grundvattenyta, portryck och vattennivå Resultat 4 10 Grundläggning Tillbyggnad 5 11 Dimensioneringsanvisningar Djupgrundläggning Härledda värden 5 12 Markarbeten 7 13 Kontroll 7 [PROJEKTERINGSUNDERLAG] KARLSTAD. KV. BRANDSTATIONEN 2 PJ p:\2363\ _karlstad._kv._brandstationen_2\000_karlstad._kv._brandstationen_2\19_original\ _pm_rev2.docx

4 Bilagor Namn Typ Skala Format G01 Planritning 1:500 A1 G02 Sektion borrhål 1:100 A1 Stabilitetsberäkning sektion A, odränerad analys, befintliga förhållanden Stabilitetsberäkning sektion A, odränerad analys, trafiklast Sektion 1:500 A3 Sektion 1:500 A3 Stabilitetsberäkning sektion A, kombinerad analys Sektion 1:500 A3 [PROJEKTERINGSUNDERLAG] KARLSTAD. KV. BRANDSTATIONEN 2 PJ p:\2363\ _karlstad._kv._brandstationen_2\000_karlstad._kv._brandstationen_2\19_original\ _pm_rev2.docx

5 1 Uppdrag På uppdrag av Klara arkitekter AB har Sweco utfört geoteknisk undersökning för rubricerat objekt. Undersökningen har syftat till att klarlägga jordlager- och grundvattenförhållanden och därmed ge de geotekniska förutsättningarna för grundläggning av en ny tillbyggnad. Vidare har stabilitetssituationen mot befintlig bäck kontrollerats. Denna handling är ett projekteringsunderlag och behandlar endast rekommendationer och synpunkter för projekteringsskedet. Geotekniska synpunkter för byggskedet skall inarbetas i teknisk beskrivningen, eller skall denna handling omarbetas före byggstart. 2 Befintliga förhållanden och planerad byggnation Området ligger i Karlstad tätort vid infanterigatan, polishuset/brandstation. I området finns stationsbyggnader, uppställningsytor och körvägar. En större bäck rinner i områdets östra del. Befintligt polishus ska byggas ut. I samband med detta kommer utryckningsvägen att flyttas österut närmare bäcken. 2.1 Underlag Underlag för det geotekniska fältarbetet samt upprättande av geoteknisk rapport är översänd preliminärhandling i form av pdf, situationsplan_med_markering.pdf, daterad Även grundkarta i dwg-fil, GK-Sandbäcken BMK.dwg. 3 Styrande dokument Utförande - SS-EN Marktekniska undersökningar Dimensionering SS EN TD Grunder (IEG Rapport 2:2008, rev 2) Dimensionering SS EN kapitel 7 TD Pålgrundläggning (IEG Rapport 8:2008 rev 2) Jordens hållfasthet - Svensk Standard SS-EN ISO och :2004 Jordens benämning - Svensk Standard SS-EN ISO och : Inmätning och utsättning Inmätning och utsättning av undersökningspunkter har utförts av Sweco i höjdsystem och plansystem: SWEREF RH2000 1(7) [PROJEKTERINGSUNDERLAG] KARLSTAD. KV. BRANDSTATIONEN 2 PJ p:\2363\ _karlstad._kv._brandstationen_2\000_karlstad._kv._brandstationen_2\19_original\ _pm_rev2.docx

6 5 Tidigare geotekniska undersökningar Inom området har tidigare geotekniska undersökningar utförts. Följande äldre handling har studerats och inarbetats i denna rapport: Uppdragsnummer , Karlstad, del av sandbäcken 1:5, Nytt Polishus, Uppdragsnummer: , Karlstad, Sandbäcken 1:5, Nytt Polishus, Nu utförd geoteknisk undersökning Geoteknisk undersökning har nu utförts i oktober 2017 av Sweco med Geotech borrbandvagn 604. Undersökningen har omfattat följande: Störd jordprovtagning med skruvborr Ø60 mm har utförts ned till c:a 3 m djup under markytan i fem punkter. Upptagna jordprov har klassificerats direkt i fält med avseende på jordart (benämning). Fri vattenyta har i förekommande fall noterats i provtagningshål som en indikation på grundvattenytans läge vid undersökningstillfället. Trycksondering med stänger ø 25 mm och vriden spets (viktsondspets) har utförts i fem punkter för bestämning av jordens relativa fasthet. Lerans odränerade skjuvhållfasthet har bestämts in-situ med vingsondering i två punkter på totalt sex nivåer. Vid sondering har elektriskt vinginstrument med vingdon 130x65 mm använts. Resultat från tidigare och nu utförd undersökning redovisas på till denna handling hörande ritningar och bilagor. 7 Jordlager- och grundvattenförhållanden I området återfinns överst dels fyllning av i huvudsak grusig sand med upp till c:a 0,8 à 1 m mäktighet och dels c:a 0,2 à 0,3 m vegetationsskikt. Mot bäcken underlagras vegetationsskiktet av c:a 1 m torv. Under fyllning, vegetationsskikt och torv utgörs jorden av upp till c:a 4 m medelfast till mycket löst lagrad skiktad sand och silt. Mot djupet övergår siltjorden i lerig silt för att härefter utgöras av lera. Lermäktigheten uppgår till mellan 7 och 15 m. Enligt nu och tidigare utförd undersökning av lerans odränerade skjuvhållfasthet uppgår den till c:a 25 kpa. Lerans vattenkvot och konflytgräns uppgår till mellan 36 och 69 %. Leran bedöms vara normalkonsoliderad. Leran underlagras av en fast till mycket fast friktionsjord. Stopp vid sondering har skett på djup mellan c:a 11 och 19 meter med stopp mot sten, block eller berg. Djup till definitiva bergnivåer har inom ramen för detta uppdrag ej bestämts. 2(7) [PROJEKTERINGSUNDERLAG] KARLSTAD. KV. BRANDSTATIONEN 2 PJ p:\2363\ _karlstad._kv._brandstationen_2\000_karlstad._kv._brandstationen_2\19_original\ _pm_rev2.docx

7 Fritt vatten i provtagningshålen har vid undersökningstillfället uppmätts på mellan c:a 1,5 à 2,5 m djup under markytan. Grundvattennivåerna ska förväntas variera med årstid och nederbördsförhållanden. 8 Sättningar Vid ny belastning på markytan finns risk för uppkomst av sättningar. Sättningarnas storlek är beroende av lastens intensitet, utbredning i plan och varaktighet över tid, de finkorniga sedimentens sättningsegenskaper samt tidigare belastningshistoria och mäktighet. Leran i området bedöms vara normalkonsoliderad och all ytterligare lastökning som ger en ökad effektivspänning i leran ger sättningar. 9 Stabilitet Beräkning av stabilitet i slänt mot bäcken har skett för nytt läge för utryckningsväg. 9.1 Säkerhetsklass och Geoteknisk kategori Geoteknisk kategori för området är bestämt till GK2. Säkerhetsklass är bedömd till SK Säkerhetsfaktor För att uppnå erfordlig säkerhet i slänten krävs Fc>1,70 (odränerad analys) och FKOMB >1,5 (kombinerad analys) i en totalsäkerhetsanalys. 9.3 Beräkningsparametrar Val av skjuvhållfasthet i leran Den utvärderade odränerade skjuvhållfastheten hos leran har bestämts till 24 kpa i övre delen och ökar mot djupet till 32 kpa. Se Figur 2 för utvärdering. 3(7) [PROJEKTERINGSUNDERLAG] KARLSTAD. KV. BRANDSTATIONEN 2 PJ p:\2363\ _karlstad._kv._brandstationen_2\000_karlstad._kv._brandstationen_2\19_original\ _pm_rev2.docx

8 UTVÄRDERAD ODRÄNERAD SKJUVHÅLLFASTHET Vinge 3 Vinge4 Gammal Vinge Gammal Vinge 2 Utvärderat ODRÄNERADE SKJUVHÅLLFASTHETEN [KPA] DJUP UNDER MARKYTAN [M] Figur 1, Den utvärderad odränerad skjuvhållfastheten hos leran Tabell antagna värden Tabell 1 visar antagna beräkningsparametrar Laster Trafiklast är bedömd till 20,0 kpa. Last från tillbyggnad är satt till 0 kpa tillföljd av pålad grundkonstruktion Grundvattenyta, portryck och vattennivå Dimensionerande grundvattenyta är satt till överkant lera. 9.4 Resultat Stabilitetsförhållandena är tillfredställande mot bäcken för ny väg. Beräknad lägsta säkerhet mot stabilitetsbrott är > 1,7. 4(7) [PROJEKTERINGSUNDERLAG] KARLSTAD. KV. BRANDSTATIONEN 2 PJ p:\2363\ _karlstad._kv._brandstationen_2\000_karlstad._kv._brandstationen_2\19_original\ _pm_rev2.docx

9 10 Grundläggning 10.1 Tillbyggnad Planerad tillbyggnad bör djupgrundläggas med spetsbärande pålar för att uppnå sättningsfrihet. Golv utförs fribärande. Grundläggning ska utföras frostfritt och väl dränerad. All otjänlig jord och fyllning samt organisk jord ska schaktas bort i sin helhet under blivande grundkonstruktioner. Fyllning under byggnad utförs enligt AMA Anläggning 13 CEB.21. Vid grundläggningsarbeten ska aktuell grundvattenyta vara belägen minst 0,5 m under färdig schaktbotten. Materialskiljande geotextil, lägst bruksklass N3, erfordras vid terras i naturligt lagrad sedimentjord. Vintertid ska färdig schaktbotten skyddas mot frysning. 11 Dimensioneringsanvisningar Grundkonstruktionen är att hänföra till geoteknisk kategori 2 (GK2) enligt IEG Rapport 7:2008 om där angivna krav uppfylls. Dimensionering utförs enligt SS-EN och TD Grunder (IEG Rapport 2:2008, rev 2), TD Plattgrundläggning (IEG Rapport 7:2008) och TD Pålgrundläggning (IEG Rapport 8:2008 rev 2). Val av säkerhetsklass (SK) väljs enligt TD Grunder kap Djupgrundläggning Omräkningsfaktorer η bestäms i enlighet med TD Pålgrundläggning (IEG Rapport 8:2008 rev 2) kapitel η1η2η3η4η5=0,85 (normal omfattning och kvalitet på utförda undersökningar) η6η7 = okänt (beroende av konstruktion, bestäms av konstruktör) η8 =1,0 (jordparameterns vikt i förhållande till andra parametrar) 11.2 Härledda värden Fast partialkoefficient γ M och härledda värden på ingående jordmaterial och kan väljas enligt nedanstående tabeller. 5(7) [PROJEKTERINGSUNDERLAG] KARLSTAD. KV. BRANDSTATIONEN 2 PJ p:\2363\ _karlstad._kv._brandstationen_2\000_karlstad._kv._brandstationen_2\19_original\ _pm_rev2.docx

10 Tabell 1 Härledda värden på ingående jordmaterial Jordart Nivå uk jordlager [c:a m u my] Tunghet över/unde r gvy / [kn/m 3 ] Inre Friktionsvinkel [ ] Odränerad skjuvhållfasthet c u [kpa] Deformationsmod E [MPa] 1 Deformationsmodul M 0 /M L [MPa] 2 Överkonso lidering 3 [kpa] Mulljord 1 18/9 - - okänt - - Torv 2 16/6 - - okänt - - Siltig Sand 2 à 5 19/ Lera / Siltig lera 13 à 18 17/ ,77*z - okänd 0 Fast friktionsjord 14 à 19 20/ Tabell 2 Fast partialkoefficient γ M (IEG 2:2008 Rev 3 Bilaga A, Tabell 2) Parameter Partialkoefficient M (brottgränstillstånd) Tunghet / 1,0 Odränerad skjuvhållfasthet 1,5 Friktionsvinkel tan 1,3 1 De sättningsmoduler som anges i tabell motsvarar sättningarnas 10-årsvärde. Är grundtrycket större än vad som motsvarar 2/3 av plattans dimensionerande bärförmåga halveras modulen för de påkänningar som överstiger denna nivå. 2 Vid spänningsökningar under leras förkonsolideringstryck används M 0 annars M L. 3 Anger differensen mellan förkonsolideringstrycket, σ c och rådande effektiva vertikaltryck, σ o (σ c - σ o ) 6(7) [PROJEKTERINGSUNDERLAG] KARLSTAD. KV. BRANDSTATIONEN 2 PJ p:\2363\ _karlstad._kv._brandstationen_2\000_karlstad._kv._brandstationen_2\19_original\ _pm_rev2.docx

11

12 Lr GA: ,8 47,7 47,6 47,7 47,8 47 SANDBÄCKE 48, ,9 sv 47,9 47,6 47,8 47,9 47,9 1:17 48,0 2 48,2 48,2 48,1 47,7 47,9 47,8 47,9 47,6 48,2 48,3 47,8 47,7 47,8 47,7 48,5 48,3 48,3 48,3 48,3 48,3 48,3 48,2 v ,5 48,5 48,5 48, ,4 GA:2 4 9 SWECO Civil AB Sandbäcksgatan 1, Box 385, SE Karlstad Telefon +46 (0) , Telefax +46 (0) Org.nr , säte Stockholm Ingår i SWECO-koncernen Lr 5 sv 47.6 GA:4 47.7

13 SWECO Civil AB Sandbäcksgatan 1, Box 385, SE Karlstad Telefon +46 (0) , Telefax +46 (0) Org.nr , säte Stockholm Ingår i SWECO-koncernen

14 Stabilitetsberäkning Utbyggnation Karlstad, Kv Brandstationen Sektion A Upprättad av: Joakim Persson Uppdrag: Beställare: Klara arkitekter AB Skala (A3): 1:500 Analysmetod: Morgenstern-Price Glidytor: Grid and Radius (optimization: No) GW & portryck: Piezometric Line Filnamn: Stab.gsz Senast sparad: ; 08:38:45 Name: Torv Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 16 kn/m³ Cohesion': 5 kpa P:\2363\ _Karlstad._Kv._Brandstationen_2\000_Karlstad._Kv._Brandstationen_2\13_Beräkningar\Stab.gsz Name: Friktionsjord Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 35 Phi-B: 0 Constant Unit Wt. Above Water Table: 20 kn/m³ Materials Torv Friktionsjord Siltig Sand Lera Siltig Sand 1,96 Torv Name: Siltig Sand Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 19 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 29 Phi-B: 0 Constant Unit Wt. Above Water Table: 19 kn/m³ Name: Lera 2 Model: S=f(depth) Unit Weight: 17 kn/m³ C-Top of Layer: 24 kpa C-Rate of Change: 0,77 (kn/m²)/m C-Maximum: 32 kpa Constant Unit Wt. Above Water Table: 17 kn/m³ τ 40 Lera 2 30 Friktionsjord

15 Stabilitetsberäkning Utbyggnation Karlstad, Kv Brandstationen Sektion A ny väg Upprättad av: Joakim Persson Uppdrag: Beställare: Klara arkitekter AB Skala (A3): 1:500 Analysmetod: Morgenstern-Price Glidytor: Grid and Radius (optimization: No) GW & portryck: Piezometric Line Filnamn: Stab.gsz Senast sparad: ; 13:08:21 Name: Torv Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 16 kn/m³ Cohesion': 5 kpa Name: Friktionsjord Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 35 Phi-B: 0 Constant Unit Wt. Above Water Table: 20 kn/m³ Name: Vägbank Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 35 Phi-B: 0 Constant Unit Wt. Above Water Table: 18 kn/m³ Name: Siltig Sand Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 19 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 29 Phi-B: 0 Constant Unit Wt. Above Water Table: 19 kn/m³ Name: Lera 2 Model: S=f(depth) Unit Weight: 17 kn/m³ C-Top of Layer: 24 kpa C-Rate of Change: 0,77 (kn/m²)/m C-Maximum: 32 kpa Constant Unit Wt. Above Water Table: 17 kn/m³ P:\2363\ _Karlstad._Kv._Brandstationen_2\000_Karlstad._Kv._Brandstationen_2\13_Beräkningar\Stab.gsz Materials Torv Friktionsjord Vägbank Siltig Sand Lera ,0 kpa 1,76 τ

16 Stabilitetsberäkning Utbyggnation Karlstad, Kv Brandstationen Sektion A ny väg K Upprättad av: Joakim Persson Uppdrag: Beställare: Klara arkitekter AB Skala (A3): 1:500 Analysmetod: Morgenstern-Price Glidytor: Grid and Radius (optimization: No) GW & portryck: Piezometric Line Filnamn: Stab.gsz Senast sparad: ; 08:38:45 Name: Torv Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 16 kn/m³ Cohesion': 5 kpa Name: Lera 2 K Model: Combined, S=f(depth) Unit Weight: 17 kn/m³ Phi': 30 C-Top of Layer: 2,4 kpa C-Rate of Change: 0,077 (kn/m²)/m Cu-Top of Layer: 24 kpa Cu-Rate of Change: 0,77 (kn/m²)/m C/Cu Ratio: 0,1 Constant Unit Wt. Above Water Table: 17 kn/m³ P:\2363\ _Karlstad._Kv._Brandstationen_2\000_Karlstad._Kv._Brandstationen_2\13_Beräkningar\Stab.gsz Name: Friktionsjord Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 35 Phi-B: 0 Constant Unit Wt. Above Water Table: 20 kn/m³ Materials Torv Lera 2 K Friktionsjord Vägbank Siltig Sand Friktionsjord Vägbank Siltig Sand 1,86 Torv Name: Vägbank Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 35 Phi-B: 0 Constant Unit Wt. Above Water Table: 18 kn/m³ Name: Siltig Sand Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 19 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 29 Phi-B: 0 Constant Unit Wt. Above Water Table: 19 kn/m³ τ 40 Lera 2 K 30 Friktionsjord