Södertälje kommun. Ekgården-Örnstugan, Södertälje. Teknisk PM Geoteknik UTREDNING 1 (13) Uppdragsnummer: Stockholm den 5 oktober 2012

Transkript

1 Vårt datum 1 (13) Södertälje kommun Ekgården-Örnstugan, Södertälje Teknisk PM Geoteknik : UTREDNING Stockholm den 5 oktober 2012 Grontmij AB Samhällsbyggnad, Geoteknik David Galbraith Teknikansvarig/handläggare Håkan Bohm Granskare Grontmij AB Besöksadress Mejerivägen 1 E-post david.galbraith@grontmij.com Box Org nr Direkttfn Stockholm Styrelsens säte Stockholm Fax U:\SHStoGeo\01_Uppdrag\ Ekgården dagvattenutredning och geo\09_arbetsmtrl\g\dokument\pm geoteknik.doc

2 2 (13) Innehållsförteckning 1 UPPDRAG, BAKGRUND OCH SYFTE OBJEKTSBESKRIVNING Befintliga ledningar Planerade byggnation UNDERLAG TIDIGARE UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR MARK OCH JORDLAGERFÖRHÅLLANDEN Topografi Geotekniska förhållanden Jordlager Berg HYDROGEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN SÄTTNINGAR Ekgården Örnstugan STABILITET Ekgården Örnstugan GRUNDLÄGGNING AV BYGGNADER Allmänt Ekgården Örnstugan Hårdgjorda ytor Ekgården Örnstugan Gator Infiltration Markföroreningar DIMENSIONERING Allmänt KOMPLETTERANDE UNDERSÖKNINGAR...13

3 3 (13) 1 Uppdrag, bakgrund och syfte Grontmij AB har på uppdrag av Södertälje kommun utfört en geoteknisk utredning inom ny detaljplanområdet Ekgården/Örnstugen. Geotekniska fältundersökningar har ingått i uppdraget. Syftet med denna geotekniska utredning är att utgöra underlag för grundläggning för bostadshus inom planområdet. 2 Objektsbeskrivning Området ligger ca 1 km nordväst om Brunnsängs centrum och ca 3 km norr om Södertälje centrum. Planområdet omfattar naturmark såsom skog och äng samt befintlig bebyggelse. Det angränsar också till Talbyskogens naturreservat. Området är relativt kuperat och vissa delar sluttar kraftigt mot Mälaren i väster. Inom Örnstugeområdet finns en gammal byggtipp. Figur 1: Planområdet

4 4 (13) 2.1 Befintliga ledningar De huvudsakliga ledningsstråken är förlagda i omgivande gator. Ledningar har inventerats, dels via samt dels utifrån underlag som tillhandahållits av kommunen, innan de geotekniska undersökningarna utfördes. 2.2 Planerade byggnation Inom området planeras tomter i form av villatomter, radhus, kedjehus i en till två våningar samt ett gruppboende i ett plan. Figur 2: Planerade byggnation 3 Underlag Rapport geoteknik, daterad utförd av Grontmij AB Digital grundkarta tillhandahållen från Södertälje kommun Digital karta om befintliga ledningar från Södertälje kommun Digital karta med befintliga inmätningar från Södertälje kommun.

5 5 (13) 4 Tidigare utförda undersökningar VBB Viak har under 2001 och 2002 utfört miljötekniska undersökningar inom Örnstugen. J&W har under 1999 utfört geotekniska undersökningar inom del av fastigheten Ekgården 1:1. BR Consulting har under 1998 och1999 utfört geotekniska och miljötekniska undersökningar inom Ragnhildsborg. Resultaten från dessa tidigare utförda undersökningar har ej arbetats in i denna handling utan man har tagit hänsyn till dem delarna som är intressanta för detta objekt. 5 Utförda undersökningar Geoteknisk undersökning i fält har utförts under juni 2012 i 11 punkter benämnda 1 till 11. Se Rapport Geoteknisk undersökning, daterad. De geotekniska fältundersökningarna har omfattat: Viktsondering för bestämning av jordlagerföljden Störd provtagning med skruvprovtagare för bestämning av jordmaterialet Grundvattenrör för kartläggning av grundvattenytan. De geotekniska laboratorieundersökningarna på störda prover har omfattat: Jordartsbenämning, vattenkvot samt konflytgräns har utförts för att bestämma jordens egenskaper Störda prover har analyserats på Sweco:s geolab in Stockholm. 6 Mark och jordlagerförhållanden 6.1 Topografi De topografiska variationerna är stora i området och branta berg i dagen partier förekommer på ett flertal ställen.

6 6 (13) 6.2 Geotekniska förhållanden Jordlager Enligt SGU:s jordartskarta består jorden inom områdets höjdpartier huvudsakligen av morän och berg i dagen och i dess lägre delar av lera, Figur 3: Utdrag från SGU:s jordartskarta Ekgården Längs Ekgårdsvägen i norr Enligt borrhålen 1, 2 och 3 består jordlagren av lera på morän. Leran är varvig med enstaka tunna siltskikt och har en mäktighet på ca 1,5 m. Leran är torrskorpefast. Enligt SGU:s kartblad är leran av glacialt ursprung vilket innebär att den troligtvis är överkonsoliderad. Moränen enligt SGU:s kartblad är sandig. Inga provtagning har utförts i moränen men stopp har erhållits från viktsondering på nivån mellan +55 och +56 vilket motsvarar ett djup av ca 1,2-1,5 m under befintlig markytan. Moränen har en mycket hög relativ fasthet. Väster om Ekgårdsvägen i norr Enligt borrhål 6 består jordlagren av fyllning på lera på troligt berg. Fyllningen utgörs av grusig, lerig sand och har en mäktighet på ca 0,7 m.

7 7 (13) Leran har siltskikt och har en mäktighet på ca 1,0 m. Leran är torrskorpefast. Enligt SGU:s kartblad utgörs en stor del av området av dels berg i dagen och dels morän i dagen Örnstugan Längs Nydalavägen i söder Norr om Nydalavägen (nr. 4) består jordlagren av fyllning på silt och lera som underlagras av morän. Fyllningen utgörs mestadels av sand och lera och har en mäktighet på ca 2,2 m. Silten är sandig med lerskikt och har en mäktighet på ca 0,7 m. Leran har en mäktighet på 1,1 m. Enligt SGU:s kartblad är leran av glacialt ursprung vilket innebär att den troligtvis är överkonsoliderad. Moränen utgörs av lermorän vilken är grusig, sandig och siltig. Södra om Nydalavägen (nr. 5) består jordlagren av lera på morän. Leran är torrskorpefast. Enligt SGU:s kartblad är leran av glacialt ursprung vilket innebär att den troligtvis är överkonsoliderad. Moränen är sandig, siltig och grusig. Stopp har erhållits i moränen på nivån ca +44 vilket motsvarar ca 1,6 m under befintlig markytan. Öster om Mälarbadsvägen Öster om Mälarbadsvägen (nr. 7, 8, 9, 10, 11) består jordlagren av lera på friktionsjord som underlagras av troligt berg. Leran är varvig med enstaka tunna silt- och eller finsandskikt och har en mäktighet på 1-7 m. Leran är mäktigast i den norr delen av området (bh 7). Leran är ställvis torrskorpefast i de översta 1-2 meterna. Leran är lös och har låg skjuvhållfasthet. Enligt SGU:s kartblad är leran av postglacialt ursprung, vilket innebär att den troligtvis är normalkonsoliderad och därför sättningsbenägen. Den uppmätta vattenkvoten varierar mellan 30 % och 35 % och konflytgränsen är mellan 30 och 33 % vilket indikerar att leran är mellanplastisk. Friktionsjorden utgörs av mestadels stenigt grus. I mitten och i den södra delen av området har stopp erhållits i friktionsjord/troligt berg på nivån ca +34 vilket motsvarar ca 1,5-4,5 m under befintlig markytan. I den norra delen av området har stopp erhållits i friktionsjord/troligt berg på nivån ca +26 vilket motsvarar ca 7,5 m under befintlig markytan Berg Enligt SGUs kartunderlag består berget av granit, granodiorit, monzonit mm.

8 8 (13) Figur 4: Utdrag från SGU:s bergrundskarta 7 Hydrogeologiska förhållanden Ekgården Längs Nydalavägen i norr Fria vattenytan i öppet borrhål (nr. 2) har påträffats vid undersökningstillfället på nivån +54,7 vilket motsvarar ett djup av 1,8 m under befintlig markytan. Grundvattenytan har mätts på nivån +55,4 vilket motsvarar ett djup av 1,1 m under befintlig markytan Örnstugan Längs Nydalavägen i söder Varken fri vattenyta eller grundvattenyta har observerats då borrhålen var torra i samband med utförda fältundersökningar. Grundvattensytans läge bedöms erfarenhetsmässigt ligger 1 á 2 m under markytan. Öster om Mälarbadsvägen Fria vattenytan i öppet borrhål (nr. 8) har påtraffats vid undersökningstillfället på nivån +35,3 vilket motsvarar ett djup av 0,7 m under befintlig markytan.

9 9 (13) Grundvattenytan har mäts på nivån +35,2 vilket motsvarar ett djup av 0,8 m under befintlig markytan. 8 Sättningar 8.1 Ekgården En höjning av befintlig markyta med t ex en meter (lastökning med 20 kpa) kommer att ge mycket begränsade sättningar. 8.2 Örnstugan Längs Nydalavägen i söder En höjning av befintlig markyta med t ex en meter (lastökning med 20 kpa) kommer att ge mycket begränsade sättningar. Öster om Mälarbadsvägen En höjning av befintlig markyta med t ex en meter (lastökning med 20 kpa) kommer att ge upphov till maximalt ca 16 cm sättning. 80 % av sättningar beräknas tas ut redan efter ca sex månader. En förbelastning av området bedöms vara fördelaktigt med hänsyn till ovanstående uppskattning av sättningarnas storleksordning mot tid. Resultaten visar att en förbelastning av området med t ex en halv meter skulle resultera i 60 % av sättningar (5 cm) i samband med byggnaderna tas ut efter en månad, 80 % av sättningar (6 cm) tas ut efter två månder och 100 % av sättningar (8 cm) tas ut efter ett år. 9 Stabilitet 9.1 Ekgården Inga problem med stabiliteten förväntas om byggnaderna grundläggs enligt avsnitt nedan.

10 10 (13) 9.2 Örnstugan Öster om Mälarbadsvägen Inga problem med stabiliteten förväntas om byggnaderna grundläggs enligt avsnitt nedan. Risk för brott i mark finns dock om byggnader högre än två våningar byggs utan förstärkningåtgärder samt om befintlig markyan höjs med mer än en meter utan förstärkningsåtgärder. 10 Grundläggning av byggnader 10.1 Allmänt Källerlösa byggnader bör väljas med hänsyn till hög grundvattennivå och platser med ringa djup till berg Ekgården Längs Ekgårdsvägen i norr Byggnader bedöms kunna grundläggas med sulor på morän eller på packad sprängstensfyllning på morän efter urgrävning av lera. Väster om Nydalavägen i norr I områden med fyllning på lera bedöms byggnader kunna grundläggas med sulor på morän eller packad sprängstensfyllning efter urgrävning av befintlig fyllning och lera. I områden med morän eller berg i dagen bedöms byggnader kunna grundläggas på morän eller på packad sprängstensfyllning på morän, på packad sprängbotten eller direkt på fast berg Övrigt Schaktslänter kan utföras med släntlutning 2:1 eller flackare. Öppet schakt skall skyddas mot väta. Eventuell schakt utförs i leran som har en begränsad grundvattentillrinning varför bortledning av inläckande grundvatten erfordras i samband med schaktarbeten.

11 11 (13) 10.3 Örnstugan Längs Nydalavägen i söder Byggnader norr om Nydalavägen bedöms behöva grundläggas med pålar som nedförs till morän eller till berg. Byggnader söder om Nydalavägen bedöms behöva grundläggas med sulor på morän efter urgrävning av lera. Öster om Mälarbadsvägen Byggnader bedöms behöva grundläggas med pålar som nedförs i friktionsjord eller till berg. Om förbelastning av området under minst ett år görs kan golv på mark utföras för byggnader. I annat fall erfordras fribärande golv. Schaktslänter kan utföras med släntlutning 2:1 eller flackare. Öppet schakt skall skyddas mot väta. Eventuell schakt utförs i leran som har en begränsad grundvattentillrinning varför bortledning av inläckande grundvatten erfordras i samband med schaktarbeten 10.4 Hårdgjorda ytor Ekgården De eventuella hårdgjorda ytor som kommer anläggas i området kommer att ge upphov till mycket begränsade sättningar. Om uppfyllnadshöjderna kan begränsas till maximalt en meter höjd så behövs inga förstärkningsåtgärder för de hårdgjorda ytorna Örnstugan Längs Nydalavägen i söder De eventuella hårdgjorda ytor som kommer anläggas i området kommer att ge upphov till mycket begränsade sättningar. Om uppfyllnadshöjderna kan begränsas till maximalt en meter höjd så behövs inga förstärkningsåtgärder för de hårdgjorda ytorna. Öster om Mälarbadsvägen De eventuella hårdgjorda ytor som kommer anläggas i området kommer att ge upphov till begränsade sättningar. En höjning av befintlig markyta med t ex en meter kommer att ge upphov till maximalt ca 16 cm sättning. Detta innebär att förstärkningsåtgärder för de hårdgjorda ytorna erfordras i form av förbelastning.

12 12 (13) 10.5 Gator Där gatuöverbyggnad grundläggs på terrass bestående av lera dimensioneras överbyggnad för materialtyp 5A och tjälfarlighetsklass 4 i enlighet med AnläggningsAMA 10, tabell DC/1. Schaktbarhetsklass enligt BFR Rapport R140:1985 bedöms vara 2 i leran Infiltration Förutsättningarna för infiltration av dagvatten i området är ogynnsamma. Detta på grund av att den underliggande jorden, dels består av tät lera, dels av relativt finkornig morän samt att grundvattenytan ligger högt Markföroreningar Inga miljötekniska undersökningar har ingått i uppdraget. Dock har inga tecken på föroreningar i samband med de utförda geotekniska fältundersökningar observerats. Tidigare miljötekniska undersökningar som har utförts inom området kring den gamla byggtippen indikerar att det finns ett PAH-förorenat lager och sanering inför planerad bebyggelse är aktuellt. 11 Dimensionering 11.1 Allmänt Byggnader kan grundläggas i geoteknisk klass/kategori 1 (GK 1) och säkerhetsklass 2 (SK2) enligt Boverkets BKR där dimensionerande grundtrycksvärde sätts till 200 kpa på morän och på packad sprängstensfyllning. Dimensionerande grundtrycksvärde på friskt berg f d = 400 kpa. Om grundtrycket är högre ska byggnader grundläggs i GK 2 och SK2 efter kompletterande geotekniska undersökningar. Vid dimensionering av grundläggning, permanenta konstruktioner samt beräkning av jordtryck och stabilitet i GK2 kan följande materialegenskaper och partialkoefficienter förutsättas om inte annat påvisas lämpligt:

13 13 (13) Material Egenskap Karakterisktiskt värde f k Partialkoefficient γ m Torrskorpelera Tunghet k (kn/m 3 ) över GW Lera Friktionsjord/ morän Packad sprängstensfyllning Brottgräns Bruksgräns 18 1,0 1,0 Cu k (kpa) 25 1,8 1,6 E modul E k (MPa) 3 1,6 1,4 Tunghet k (kn/m 3 ) 17 1,0 1,0 över GW Tunghet k (kn/m 3 ) 7 1,0 1,0 under GW Cu k (kpa) 10 1,8 1,6 E modul E k (MPa) 3 1,6 1,4 Tunghet k (kn/m 3 ) 19 1,0 1,0 över GW Tunghet k (kn/m 3 ) 11 1,0 1,0 under GW k ( ) 38 1,2 1,1 E modul E k (MPa) 30 1,6 1,4 Tunghet k (kn/m 3 ) 18 1,0 1,0 över GW Tunghet k (kn/m 3 ) 11 1,0 1,0 under GW k ( ) 45 1,2 1,1 E modul E k (MPa) 45 1,5 1,4 Tabell 1. Karakteristisk jordmodell Dimensionerande grundtrycksvärde på friskt berg f d = 4 MPa. 12 Kompletterande undersökningar Inför detaljprojektering erfordras kompletterande geotekniska fältundersökningar för att verifiera ovanstående dimensioneringsparametrar samt bedöma erforderlig pållängd i samband med grundläggning inom Örnstugen.