Kv. Nithammaren 8. Munktellstaden. Eskilstuna kommun. Håkan Bohm Granskare

Transkript

1 Eskilstuna kommun Munktellstaden Eskilstuna kommun Teknisk PM Geoteknik PLANERINGSUNDERLAG Geoteknik 004-M Tekniskt PM Geoteknik Utgåva 2, Uppdragsnummer: Stockholm, Grontmij AB Samhällsbyggnad/Geoteknik Andreas Alpkvist Handläggare Håkan Bohm Granskare Grontmij AB Besök Mejerivägen 1 E-post Pascal.Orrit@grontmij.com Box Org nr Direktnr Stockholm Styrelsens säte Stockholm Fax

2 Eskilstuna kommun Innehållsförteckning 1 ORIENTERING OCH BAKGRUND SYFTE PLANERAD BYGGNATION UNDERLAG GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN Tidigare undersökningar Undersökningar Topografi och områdesbeskrivning Geotekniska förhållanden Hydrologiska förhållanden STABILITETSBERÄKNINGAR Riktlinjer Beräkningsförutsättningar Beräkningsparametrar Hydrologi och dimensionerande vattenstånd Resultat SLUTSATS OCH REKOMMENDATIONER Permeabilitet och förutsättningar för lokalt omhändertagande av dagvatten Stabilitet Val av släntutformning Anslutning mot bron Grundläggning av byggnader Slutsats Bilaga 1. Stabilitetsberäkningar Geoteknik 004-M Tekniskt PM Geoteknik Utgåva 2, Grontmij AB Besök Mejerivägen 1 E-post Pascal.Orrit@grontmij.com Box Org nr Direktnr Stockholm Styrelsens säte Stockholm Fax

3 Uppdrag Datum Uppdragsnr Orientering och bakgrund På uppdrag av Eskilstuna kommun har Grontmij utfört en detaljerad stabilitetsutredning för fastigheten kv. Nithammaren 8 inom Munktellstaden i Eskilstuna (Figur 1). Området är under en stor omvandling från verkstads- och industriområde till närings- och kulturverksamhet samt bostäder. På aktuell fastighet planeras flerbostadshus med ca 400 bostäder, förskola samt lokaler. Figur 1: Kommunkarta för Eskilstuna, med aktuellt område inringat (Munktellstaden). Källa: 2 Syfte Syftet med utredningen är att undersöka den geotekniska stabiliteten i området för att värdera risken för skred, bedöma ev. behov av förstärkningsåtgärder samt ge rekommendationer inför fortsatt planläggning av området. Stabilitetsutredningen har utförts enligt Skredkommissionens rapport 3:95 samt IEG:s rapport 4:2010 för tillämpning av rapport 3:95. 3 Planerad byggnation Planerad byggnation utgörs av flerbostadshus i lamell- eller kvartersform med ca 400 bostäder, en förskola samt lokaler. Dessutom planeras i en anslutande detaljplan en gång- och cykelbro över Eskilstunaån med anslutning mot den södra delen av fastigheten. U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 3 av 11

4 Uppdrag Datum Uppdragsnr Figur 2 Skisser på alternativ 1 med lamellhus (t. v.) respektive alternativ 2 med kvartershus (t. h.). Brons utformning är inte längre aktuell (skisser från Samhällsbyggnadskontoret, Eskilstuna kommun) Längs åkanten planeras en gång- och cykelväg. För utformning av åkanten finns två olika alternativ till utformning, dels en kaj, s.k. urban strandkant, dels naturlig strandkant i form av en slänt. 4 Underlag Följande material har utgjort underlag: Grundkarta, tillhandahållen av Beställaren Ledningsunderlag via Höjdmodell över mark och åbotten, tillhandahållen av Eskilstuna kommun Geoteknisk undersökning, Eskilstuna kommun del av Munktellstaden, WSP Samhällsbyggnad, Örebro, Skisser över planerad byggnation, Eskilstuna kommun Skissförslag på ny gc-bro, WSP Samhällsbyggnad, Örebro, Geotekniska förhållanden 5.1 Tidigare undersökningar WSP Samhällsbyggnad i Örebro utförde en geoteknisk undersökning inklusive stabilitetsberäkningar i området Undersökningen omfattade trycksondering, vingförsök samt störd och ostörd provtagning. Resultatet av stabilitetsberäkningarna från 2008 går inte att jämföra med nu utförda då WSP:s utredning är baserad på endast en utförd lodning av bottenprofilen vilken sedan använts i samtliga beräkningssektioner. U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 4 av 11

5 Uppdrag Datum Uppdragsnr Undersökningar För att komplettera bilden av markförhållandena inom området utfördes vikt- och slagsondering samt störd provtagning i fem punkter inom fastigheten. Se vidare, MUR, Markteknisk undersökningsrapport, Grontmij, Topografi och områdesbeskrivning Större delen av området är utfyllt och relativt plant med marknivå mellan ca +9,3 och +10,5 (RH 2000). Utanför fyllningen sluttar marken ned mot ån med varierande lutning mellan ca 1:2 och 1:3. Planen är asfalterad och på planen finns idag två industribyggnader i ett plan. I slänten ned mot ån finns tät vegetation av sly och höga lövträd. I den södra delen av området har vegetationen i strandkanten avverkats sedan en tid tillbaka. Figur 3 Del av området 5.4 Geotekniska förhållanden Översta 1-2 m består av fyllning innehållandes sand, grus och sten samt torrskorpelera. Fyllningen underlagras av lös lera med varierande mäktighet, generellt mellan 6 och ca 12 m i undersökta punkter inom området. Detta med undantag av punkter i sektion B strax norr om befintlig byggnad. Fast botten har där registrerats på 3 och 4,5 m djup i två punkter varav den första närmast ån (se vidare MUR, Markteknisk undersökningsrapport). En historisk karta från 1855 visar inga tecken på någon större utfyllnad i aktuellt område. U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 5 av 11

6 Uppdrag Datum Uppdragsnr Historisk karta från 1855 samt nutida karta (Historiska kartor via Hydrologiska förhållanden Grundvattenytan inom området kan i stort sett väntas följa nivån i Eskilstuna-ån. 6 Stabilitetsberäkningar 6.1 Riktlinjer Stabilitetsberäkningar har utförts i enlighet med Skredkommissionens anvisningar i rapport 3:95 samt IEG:s rapport 4:2010-Vägledning för tillämpning av Skredkommissionens rapporter 3:95 och 2:96. Stabilitetsanalyserna har utförts genom traditionell beräkning av totalsäkerhetsfaktorer, dvs. s.k. hävdvunnen metod. Enligt Skredkommissionens anvisningar kan områden för planläggning och befintlig bebyggelse klassas som tillfredsställande stabilt om F c är större än 1,7 till 1,5 och F komb större än 1,45 till1,35 för en detaljerad utredning. I sand bör F c motsvarande vara lägst 1,3. Erforderlig säkerhetsfaktor inom spannen bedöms med hänsyn till gynsamma och ogynsamma förhållanden. För stabilitetsberäkningarna har antaganden valts konservativt varför erforderliga säkerhetsfaktorer väljs i det lägre spannet för denna utredning, dvs. 1,5 för odränerad analys och 1,35 för kombinerad analys. 6.2 Beräkningsförutsättningar Stabilitetsberäkningar har utförts i fyra sektioner benämnda S1 till S4, se Figur 4, där S4 är i läget för den planerade gc-bron. Beräkningar har utförts i s.k. odränerad och kombinerad analys enligt praxis. I odränerad analys beräknas stabiliteten med lerans odränerade hållfasthet. I kombinerad analys används det lägsta värdet av lerans dränerade eller odränerade hållfasthet. Markgeometri har valts utifrån utförd laserscanning och bottengeometri från utförd bottenscreening. Jordprofil har valts utifrån utförda sonderingar, närmast och i ån har lerdjup uppskattats konservativt då sonderingar saknas där. Grundvattenytan har valts i nivå med ån. U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 6 av 11

7 Uppdrag Datum Uppdragsnr Figur 4 Beräkningssektioner 6.3 Beräkningsparametrar Utvärderad odränerad skjuvhållfasthet (korrigerad med avseende på konflytgränsen) för alla undersökningar i området är sammanställda i Figur 5. Med tanke på osäkerheter och att skjuvhållfastheten kan förväntas vara lägre i lerlagren under å-botten har karaktäristisk skjuvhållfasthet valts i det lägre intervallet, 11 kpa. Lerans dränerade hållfasthet har valts till 10 % av den odränerade enligt praxis. Samtliga beräkningsparametrar redovisas i Tabell 1. U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 7 av 11

8 Uppdrag Datum Uppdragsnr Korrigerad skjuvhållfasthet mot djup 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50, [Kon] 24 [Vb] 25 [Vb] 27 [Kon] 27 [Vb] 29 [Vb] 23 [Vb] 8 9 Figur 5 Utvärderad odränerad skjuvhållfasthet Tabell 1 Beräkningsparametrar Material Odränerad hållfasthet, c u Dränerad hållfasthet, c Effektiv friktionsvinkel, Tunghet Lera 11 kpa 1,1 kpa kn/m 3 Fyllning kn/m Hydrologi och dimensionerande vattenstånd I utredningen har dimensionerande vattenstånd och eventuell vattendom för Eskilstunaån eftersökts utan framgång. Enligt uppgift från Henrik Sandberg på Strömfallet AB, som äger vattenkraftanläggningarna i ån, är vattenytan uppströms Faktoriholmarna vid normal drift +9,93 (RH 2000). Fallhöjden är 2,1 m vilket innebär att nivån nedströms vid normalläge är +7,83. Uppgifter om lägsta vattenstånd nedströms Faktoriholmarna saknas. Det värsta scenariot uppstår om dammen nedströms, i Torshälla, går till brott. I FoU-rapport nr 27 från KrisGIS finns en översiktlig profil av bottennivåerna å Eskilstunaån utifrån utförd ekolodning av botten (Figur 6). Profilen visar att det finns en naturlig tröskel ca 1,5 km nedströms Faktoriholmarna. Denna tröskel bör begränsa den lägsta vattenytan vid dammbrott till ca +6,0 vid dammbrott nedströms. U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 8 av 11

9 Uppdrag Datum Uppdragsnr Stabilitetsberäkningar har utförts dels för normalläge, dels för en avsänkt nivå till 6,0 m, dvs. 1,8 m lägre vattenstånd. Detta för att se hur en sänkt vattennivå påverkar säkerheten mot skred. Torshälla Faktoriholmarna Nithammaren (ungefärligt läge Figur 6 Bottenprofil av Eskilstunaån (FoU-rapport 27, KrisGIS) 6.5 Resultat Resultatet av stabilitetsberäkningarna redovisas i Tabell 2 nedan. Beräkningarna redovisas i Bilaga 1. Tabell 2 Beräknade säkerhetsfaktorer för respektive sektion och lastfall F c (odränerad analys) F komb (kombinerad analys) Erf. säk.faktor 1,5 1,35 Vattennivå +7,8 +6,0 +7,8 +6,0 Sektion S1 1,40 1,0 1,33 0,96 Sektion S2 1,83 1,42 1,55 1,17 Sektion S3 1,80 1,33 1,73 1,29 Sektion S4 1,62 1,31 1,63 1,28 Med untantag av sektion S1 i den norra delen uppfylls kraven för erforderliga säkerhetsfaktorer för normalt vattenstånd. För sektion S1 är dock lerdjupet uppskattat då sondering saknas närmast ån. Vid vattennivå motsvarande ett dammbrott uppfyller ingen av de beräknade sektionerna kravet med gjorda antaganden. U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 9 av 11

10 Uppdrag Datum Uppdragsnr Slutsats och rekommendationer 7.1 Permeabilitet och förutsättningar för lokalt omhändertagande av dagvatten Förutsättningar saknas för infiltration direkt i marken då leran under fyllningen är tät och fyllningen endast 1-2 m mäktig. Det innebär att vatten som infiltreras i fyllningen kommer att rinna längs lerlagrets överkant ned i ån med liten fördröjning. Däremot kan fördröjningsmagasin inom fastigheten anordnas, se vidare Dagvattenutredning Nithammaren 8, Norconsult Området är förorenat och ska saneras till nivå motsvarande känslig markanvändning, detta påverkar inte förutsättningarna för infiltration i underliggande jordlager. 7.2 Stabilitet Kravet på erforderlig säkerhet mot skred är i dagsläget uppfyllt för området, med undantag av sektion S1. Marginalerna är dock små och området närmast ån är känsligt för uppfyllnad eller annat som ökar belastningen. Exploatering med en gcväg närmast ån kan öka belastningen och därmed riskera att minska säkerheten mot skred till under den tillåtna. Vid detaljprojektering rekommenderas därför att kompletterande geotekniska undersökningar utförs i slänten samt i vattnet. Detta för att optimera utformningen och säkerheten mot skred. 7.3 Val av släntutformning Både kaj och slänt är aktuella som utformning av anslutning mot ån. Kaj-alternativet kräver ovillkorligen geotekniska förstärkningsåtgärder, t.ex. med s.k. spontkaj eller påldäck. Dessa alternativ är relativt dyra per meter vilket innebär att en längre kaj snabbt blir kostsam. En naturlig slänt med endast gc-trafik bedöms kunna anläggas närmast ån om den läggs på en nivå på maximalt +8,5, detta med undantag av sektion S1 i den norra delen där kompletterande undersökning och beräkning måste utföras för att göra ett utlåtande. Beräkningarna är utförda utan trafiklast vilket innebär att restriktioner mot fordonstrafik inklusive snöröjningsfordon kan komma att bli aktuellt. En nivå på +8,5 måste också ställas mot vattenivån vid en översvämningssituation. 7.4 Anslutning mot bron Den planerade gc-bron ska anslutas på nivån +10,7. Brostöden kommer att behöva pålas. Vid anslutning till den befintliga fyllnaden bedöms stabiliteten uppfyllas i dagsläget. Vid anslutning mot brostöd närmare å-kanten krävs uppfyllning vilken sänker stabiliteten mot skred. Lättfyllning eller annan geoteknisk förstärkningsåtgärd kan då komma att krävas. 7.5 Grundläggning av byggnader Med hänsyn till att området till stor del utgörs av lera vilken vid belastning är sättningskänslig måste planerade byggnader pålgrundläggas. För att minska risken för sättningar i anslutning till byggnader bör lättfyllning eller annan åtgärd övervägas närmast fasader. Kompletterande geotekniska undersökningar för byggnader bör U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 10 av 11

11 Uppdrag Datum Uppdragsnr utföras, i samband med detta bör även lerans sättningsegenskaper undersökas för att överväga eventuella sättningsreducerande åtgärder för anslutningar. 7.6 Slutsats Stabiliteten i området bedöms i dagsläget som tillfredsställande för nuvarande användning då området närmast ån är att betrakta som naturmark. Dock uppfyller beräknade säkerhetsfaktorer inte kraven för exploatering vid en lågvattensituation pga. t.ex. dammbrott nedströms. Stabilitetsberäkningarna är utförda med konservativa antaganden av lerdjup och hållfasthet i lager närmast och i ån då ingen borrning skett där. Sannolikt är lerdjupet mindre på vissa ställen vilket innebär en högre säkerhet mot skred än den nu beräknade. För detaljprojektering av området närmast ån rekommenderas därför att kompletterande geotekniska undersökningar utförs i stranden samt i vattnet för att närmare klarlägga lerdjup och hållfasthet. Då kan höjdsättning optimeras med hänsyn till både skred- och översvämningsrisk och kostnaden för ev. förstärkningar kan minskas eller elimineras. Vattennivån vid dammbrotts- respektive översvämningsscenario bör verifieras. Sakkunnig geotekniker skall delta i det fortsatta plan- och projekteringsarbetet. U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ kv Nithammaren 8-stabilitetsutredning\09_Arbetsmaterial\Dokument\PM Geoteknik kv Nithammaren 8.docx Senast utskrivet :33 Sida 11 av 11

12 Bilaga 1. Stabilitetsberäkningar Sektion S1-odränerad analys, normal vattennivå Sektion S1-odränerad analys, avsänkt vattennivå

13 Sektion S1-kombinerad analys, normal vattennivå Sektion S1-kombinerad analys, avsänkt vattennivå

14 Sektion S2-odränerad analys, normal vattennivå Sektion S2-odränerad analys, avsänkt vattennivå

15 Sektion S2-kombinerad analys, normal vattennivå Sektion S2-kombinerad analys, avsänkt vattennivå

16 Sektion S3-odränerad analys, normal vattenyta Sektion S3-odränerad analys, avsänkt vattenyta Sektion S3-kombinerad analys, normal vattenyta

17 Sektion S3-kombinerad analys, avsänkt vattenyta Sektion S4-odränerad analys, normal vattenyta Sektion S4-odränerad analys, avsänkt vattenyta

18 Sektion S4-kombinerad analys, normal vattenyta Sektion S4-kombinerad analys, avsänkt vattenyta