Geoteknisk utredning inför nybyggnation av bostadshus inom Brunnsäng 1:1, Södertälje

Transkript

1 Grap Projekterings PM, Geoteknik Geoteknisk utredning inför nybyggnation av bostadshus inom Brunnsäng 1:1, Södertälje Upprättad av: Leyla Nik Geosigma AB Stockholm Uppdragsnr:

2 SYSTEM FÖR KVALITETSLEDNING Uppdragsledare: Stefan Eriksson Uppdragsnr: Grap nr: Version: 1.0 Antal Sidor: 13 Antal Bilagor: 0 Beställare: Södertälje kommun Beställares referens: Jenny Åberg Beställares referensnr: Titel och eventuell undertitel: Geoteknisk utredning inför nybyggnation av bostadshus inom fastighet Brunnsäng 1:1 (Bovieran), Södertälje Projekterings PM, Geoteknik Författad av: Leyla Nik Granskad av: Frank Willer Godkänd av: Maria Torefeldt Datum: Datum: Datum: GEOSIGMA AB Bankgiro: PlusGiro: Org.nr: Uppsala Postadr: Box 894, Uppsala Besöksadr: Vattholmav. 8, Uppsala Tel: Verkstad Uppsala Seminariegatan Uppsala Tel: Göteborg Stora Badhusgatan Göteborg Tel: Stockholm Sankt Eriksgatan Stockholm Tel: Sidan 2 (13)

3 Innehållsförteckning 1 Objekt Ändamål Underlag för Projekterings PM Tidigare utförda undersökningar Nu utförda undersökningar Styrande dokument Bebyggelse/Konstruktion Befintlig bebyggelse/konstruktion Blivande bebyggelse/konstruktion/aktivitet Markförhållanden Topografi Jordartsförhållanden Hydrologiska undersökningar Miljöprovtagning Dimensioneringsförutsättningar Geoteknisk kategori och säkerhetsklass Naturlig vattenkvot och sensitivitet Parametrar för schakt Skjuvhållfasthet Stabilitet Sättningar Rekommendationer Geoteknik Miljö Kontrollåtgärder Sidan 3 (13)

4 1 Objekt På uppdrag av Södertälje kommun har Geosigma AB utfört en geoteknisk och miljöteknisk utredning inför en planerad exploatering inom delar av fastigheten Brunnsäng 1:1, i Södertälje kommun. Det aktuella undersökningsområdet ligger vid Ormbunksvägen i Södertälje, se Figur 1. Området är ca 9600 kvadratmeter och ligger nordost om Brunnsängs centrum i Södertälje. Bovieran har intresse att planlägga en del av fastigheten Brunnsäng 1:1 för ett +55-boende. I föreliggande PM redovisas en beskrivning av de geotekniska och miljötekniska förutsättningarna samt rekommendationer för grundläggning. Figur 1. Orangea punkter visar läge för utförda sonderingar i aktuellt område 2 Ändamål De geotekniska undersökningarna är inriktade på att bestämma jordart, jordlagrens mäktighet och geotekniska egenskaper med avseende på hållfasthet och deformationsegenskaper samt ge grundläggningsrekommendationer. Den miljötekniska undersökningen har utförts med syfte att utreda om markföroreningar förekommer inom området för planerad byggnation. 3 Underlag för Projekterings PM 3.1 Tidigare utförda undersökningar Inom aktuell fastighet har inga tidigare undersökningar påträffats vid utförda arkivstudier 3.2 Nu utförda undersökningar På uppdrag av Geosigma AB har EC Svenska AB under april 2016 utfört geotekniska undersökningar i fält. Utsättning av borrpunkter har utförts av Geosigma AB. De geotekniska laboratorieundersökningarna har utförts av Sweco Geolab AB. Sidan 4 (13)

5 Koordinatsystem SWEREF samt höjdsystem RH 2000 har använts. Resultatet av undersökningarna redovisas i tillhörande Markteknisk undersökningsrapport, MUR, daterad Granskningshandling , Grap. Underlag till den geotekniska fältundersökningen har utgjorts av planbeskrivning, erhållen av beställaren , och ledningskartor från ledningskollen. Undersökningspunkterna är fördelade över området med 14 punkter för att få en bild av jorddjup, jordart och geotekniska egenskaper. 4 Styrande dokument De styrande dokumenten för arbetet med de geotekniska undersökningarna är: IEG Rapport 2:2008, Tillämpningsdokument Grunder IEG Rapport 8:2008, Tillämpningsdokument Pålgrundläggning TK Geo 13 Anläggnings AMA 13 BFS 2013:10, EKS 9 5 Bebyggelse/Konstruktion 5.1 Befintlig bebyggelse/konstruktion Fastigheten upptas i huvudsak av en gräsbeklädd rugbyplan. I fastighetens norra del finns en asfalterad yta som idag används som vändplan och parkering. Området avdelas i norr, söder och väster av gång-och cykelvägar. Öster om området finns ett industriområde. I norr och väster återfinns radhus- och villabebyggelse. 5.2 Blivande bebyggelse/konstruktion/aktivitet Bovierans koncept bygger på tre huskroppar i tre våningar (sammanlagt 48 lägenheter) runt en inglasad vinterträdgård på 1600 kvadratmeter. Området är totalt ca 9600 kvadratmeter. 6 Markförhållanden 6.1 Topografi Planområdet är lättillgängligt utan några större lutningar, vilket är bra förutsättningar för Bovierans byggnader som kräver plana ytor. Det undersökta området utgörs till största delen av gräsytor, som idag används som rugbyplan. Markytan i och runt aktuellt område är relativt plan med nivå på ca +50,4. I norr, mot Ormbunksvägen, ligger marken på nivån ca +51,0 dvs. ca 0,6 m högre än de sydvästra delarna av fastigheten. Samtliga plan och höjdkoordinater i aktuellt PM är angivna enligt följande: Plansystem: SWEREF Höjdsystem RH2000 Sidan 5 (13)

6 6.2 Jordartsförhållanden De redovisade jordmäktigheterna är uppmätta i provtagningspunkterna och gäller för de specifika punkterna. Således kan mäktigheterna variera mellan punkterna och inom undersökningsområdet. Enligt utförda undersökningar utgörs jordlagerföljden av fyllnadsmassor på lös lera med varierande mäktighet på ett relativt tunt lager friktionsmaterial ovan berg. Fyllnadsmassorna består av siltig sand. Leran har en utvecklad torrskorpa med en mäktighet på ca 1 meter. Utförda sonderingar visar på en varvig lera utan förekomst av några sammanhängande grövre skikt. Mäktigheten på fyllnadsjorden är ca 1 meter, leran varierar mellan ca 2,5 och 7 meter och friktionsjorden under leran har i undersökta punkter varierat mellan ca 1,5 och 5,5 meter. Friktionsjorden innehåller block. Jorddjupen, motsvarande borrstopp i förmodat berg alternativt att sonden inte kan neddrivas ytterligare enligt för metoden normalt förfarande, varierar inom området mellan ca 2,1 och 8,1 meter, se ritning 300G G1102. Maximalt sonderingsdjup inom området har varit ca 8,1 meter under markytan (sonderingspunkt 16GS03). 6.3 Hydrologiska undersökningar Två grundvattenrör har installerats inom undersökningsområdet i sonderingspunkt 16GS06GW och 16GS14GW. Grundvattenrören är installerade med spetsen friktionsmaterial (morän) under leran. Grundvattennivån har lästs av vid två tillfällen. Det första tillfället var och då uppmättes grundvattennivån till ca 1,2 m under markytan (+50,4). Ytterligare avläsning utfördes och grundvattennivån uppmätts då till ca 1,3 m under markytan (+50,6) den För grundvattenrörens läge i plan se ritning 160G1101 samt resultat på ritning nr 300G G Miljöprovtagning Provtagning av jord för analys av miljöföroreningar har utförts i sex utvalda punkter i samband med den geotekniska undersökningen. Syftet är att undersöka förekomsten av förorenade massor vilka kan utgöra en risk för människor eller miljö vid exploatering. Sex stördprover valdes ut för kemisk laboratorieanalys för analys avseende av metaller, alifater, aromater och PAH. Analysresultaten har jämförts med Naturvårdsverkets generella riktvärden för känslig markanvändning (KM) som gäller vid bostadsexploatering. Fyllnadsmassorna på torrskorpeleran var mellan 0,5 och 1,0 meter tjock. Analysresultaten för provtagna fyllnadsmassor visar inte på några föroreningshalter över de generella riktvärdena för KM. Leran bedömdes okulärt i fält som naturlig opåverkad torrskorpelera eller lera och ska inte innehålla förorening. Sidan 6 (13)

7 7 Dimensioneringsförutsättningar 7.1 Geoteknisk kategori och säkerhetsklass Geoteknisk kategori 2 (GK 2) med säkerhetsklass 2 (SK 2), bedöms vara lämpligast för kommande schaktarbeten inför planerade byggnationer inom området, enligt definition i IEG Rapport 2:2008 kapitel Naturlig vattenkvot och sensitivitet Enligt nu utförda undersökningar är den naturliga vattenkvoten uppmätt till ca 40 % i leran. Enligt utförd sondering är leran lågsensitiv (2 < S t < 5). Leran bedöms utifrån utförda vingförsök vara normal till lätt överkonsoliderad. 7.3 Parametrar för schakt Utförda undersökningar visar på stor variation av jorden både vad gäller djup och utbredning i plan. Angivna parametrar är därför avsedda att ge en indikation om förhållandena och avvikelser kan förväntas. Den karakteristiska friktionsvinkeln är baserad på empiriska riktvärden i TK Geo 13 tabell, Tungheten är baserad på empiriska riktvärden i TK Geo 13 tabell Karakteristisk tunghet nedan anges som tunghet över grundvattenyta (γ) och effektiv tunghet under grundvattenyta (γ ). Sidan 7 (13)

8 Tabell 7.1. Sammanställning av materialegenskaper Djup Jordlager Parameter Karakteristiskt värde 0-1 Fyllning Tunghet γ= 18 kn/m³ γ = 12 kn/m³ Friktionsvinkel Φ= ,5 Lera Tunghet γ=16,1kn/m³ γ = 6 kn/m³ Friktionsvinkel Φ= 30 5,5- Morän Tunghet γ= 20 kn/m³ γ = 13 kn/m³ Friktionsvinkel Φ= Skjuvhållfasthet I den marktekniska undersökningsrapporten redovisas den odränerade skjuvhållfastheten för hela området. I aktuell rapport är utvärdering av den odränerade skjuvhållfastheten gjord utifrån aktuellt kvarter samt de angränsande kvarteren. Lerans odränerade skjuvhållfasthet är i huvudsak extremt låg (0-10 kpa) till mycket låg (10-20 kpa). Det valda värdet för leran är 14 kpa ner till 3 meters djup, därunder ökar skjuvhållfastheten med 1 kpa/m. En sammanställning av skjuvhållfastheten redovisas i Figur 2. Sidan 8 (13)

9 Figur 2. Härledd skjuvhållfasthet med valt värde för området Tabell 7.1. Karakteristiska och valda värden för dimensionering Jordlager [ca m u my] Kar värde Ø' uk [ ] Valt värde c u [kpa] 1 F/siSa 1 3 Let 3 5,5 Le 5,5 - silemn (lös) * Tabellvärde från TK Geo 13 Tunghet γ [kn/m 3 ] 33 * - 18 * 1, ,1 1, kpa/m 16,1 1,5 32 * - 20 * 1,3 γ M Sidan 9 (13)

10 För att få fram det karakteristiska och det dimensionerande värdet på skjuvhållfastheten har en utvärdering gjorts av omräkningsfaktorn, η. I Tabell 7.2 redovisas omräkningsfaktorn för schaktparametrar och i Tabell 7.3 redovisas omräkningsfaktorn för påldimensionering där η 6 och η 7 avgörs av geokonstruktören. Tabell 7.2. Utvärdering av omräkningsfaktorn för schaktparametrar Omräknings -faktorn, η x η 1 beaktar egenskapens naturliga variation, definierad i form av variationskoefficienten Vx 1,0 η 2 beaktar antal oberoende undersökningar n η 3 beaktar osäkerhet relaterad till bestämning av jordens egenskaper 0,95 η 4 beaktat geokonstruktionens närhet till undersökningspunkt η 5 beaktar omfattning av den del av marken som bestämmer beteendet hos geokonstruktionen i det betraktade gränstillståndet η 6 beaktar geokonstruktionens förmåga att överföra last från veka till fasta delar i marken η 7 beaktar typ av brottmekanism (sprött eller segt) η 8 beaktar parameterns betydelse i förhållande till andra lastgivande eller mothållande parametrar η = η (1,2) x η 3 x η (4,5,6,7) x η 8 0,90 0,95 1,0 Tabell 7.3. Utvärdering av omräkningsfaktorn för parametrar till påldimensionering Omräkningsfaktorn, η x η 1 beaktar egenskapens naturliga variation, definierad i form av variationskoefficienten Vx 0,95 η 2 beaktar antal oberoende undersökningar n η 3 beaktar osäkerhet relaterad till bestämning av jordens egenskaper 1,0 η 4 beaktat geokonstruktionens närhet till undersökningspunkt 0,95 η 5 beaktar omfattning av den del av marken som bestämmer beteendet hos geokonstruktionen i det betraktade gränstillståndet η 6 beaktar geokonstruktionens förmåga att överföra last från veka till fasta delar i marken η 7 beaktar typ av brottmekanism (sprött eller segt) η 8 beaktar parameterns betydelse i förhållande till andra lastgivande eller mothållande parametrar 1,0 geokonstruktör geokonstruktör η = η (1,2,3,4,5) x η 8 0,90 1,0 Sidan 10 (13)

11 8 Stabilitet Områdets totalstabilitet bedöms i dagsläget vara tillfredsställande, med hänsyn till att marken i det närmaste är plan. Enligt utförd överslagsberäkning bedöms schakter till som mest ca 2 meters djup kunna utföras utan behov av stödkonstruktioner, under förutsättning att släntkrön inte belastas. Överslagsberäkning är utförd enligt direktmetoden i skredkomissionens rapport 3:95. Släntlutning anpassas efter lokala förhållanden såsom jordlagerföljd, grundvattenförhållanden och belastning intill schakt. 9 Sättningar Inga provtagningar och analyser är gjorda på leran med avseende på sättningsegenskaper i detta skede. Dock är jorden inhomogen och leran är lös vilket gör att det är en stor risk för ojämna sättningar vid belastningsökning. Ojämna sättningar utbildas även i fyllning som utlagts utan krav på innehåll och packning. Sättningarnas storlek och tidsförlopp beror bland annat av belastningsökningens storlek och lerdjupet. Byggnationen möjliggörs genom att olika förstärkningsåtgärder tillämpas inom området, exempelvis genom pålning av byggnader. Eventuell vägar och ledningar, lastkompensation med lättfyllning och/eller anpassad höjdsättning inom övrig mark. 10 Rekommendationer 10.1 Geoteknik Grundläggning Då jorddjupen är stora och det planeras bostadshus föreslås grundläggning på pålar för att klara sättningskraven. Då leran är normalkonsoliderad orsakar all påförd last sättningar. Ej pålade konstruktioner och pålastningar (t ex höjd markyta) kan behöva lastkompenseras genom lättfyllning. Inget förstärkningsalternativ har detaljutretts i föreliggande PM. Borrpunkterna är placerade utifrån aktuell situationsplan och aktuell bebyggelse för att kunna värdera och få en övergripande bild av jorddjupen i området. Bedömda pållängder varierar mellan ca 2,1 och 10 meter (räknat från markytan). Detta innebär att pålarna bedöms tränga ner ca 1-2 meter i bottenfriktionen. Pålningen skall dimensioneras i säkerhetsklass 2 och byggnaden inklusive dess grundläggning skall dimensioneras för en teknisk livslängd på 100 år. Pålning ska utföras enligt Anläggnings AMA 13 kap CC. För kalkyl kan antas att pålarna slås till stopp i friktionsjorden och har en längd av 10 m. Hur långt pålarna går beror delvis på vilken dimensionerande bärförmåga som skall uppnås för respektive påle och variationer i friktionsjordens fasthet. Pålning rekommenderas att utföras med borrade pålar då friktionsjorden innehåller block som med slagna pålar kan ge falska pålstopp. Sidan 11 (13)

12 Schakt All organisk ytjord skall bortschaktas innan grundläggningsarbetena påbörjas. Jordlagren i området är måttligt till mycket tjällyftande (tjälfarlighetsklass 4-5) vilket måste beaktas vid utformning av byggnadernas grundläggning. Grundläggning skall ske på otjälad mark, vilket gäller såväl naturlig jord som fyllnadsmassor. Materialavskiljande lager skall läggas ut mellan naturlig jord och fyllning. Grundläggning utförs frostskyddat. Normal dränering utförs för konstruktionerna. Dräneringsnivån måste läggas så att ingen permanent sänkning sker av grundvattennivån. Jorden är, på grund av innehållet av silt, flytbenägen i vattenmättat tillstånd till exempel vid nederbörd eller schaktarbeten nära grundvattenytan. Detta skall beaktas vid schakt och fyllningsarbeten. Flytjordsbildning motverkas genom omsorgsfull länshållning, omedelbar avgrusning av schaktbotten när färdig nivå nåtts och genom att sista schakten görs med skopa utan tänder. Schaktarbeten kan, på grund av förekomst av lös lera och silt i jorden, medföra behov av spont. Ett kontrollprogram bör tas fram där erforderliga kontroller och gränsvärden i samband med schaktnings-, pålningsarbeten anges. All schaktning ska utföras i enlighet med Anläggnings AMA 13 kap CBB samt Arbetsmiljöverkets handbok Schakta säkert. Schaktning ska utföras på sådant sätt att skador ej uppkommer på befintliga ledningar. Geoteknisk kategori och Säkerhetsklass Vid dimensionering av schaktarbeten skall geoteknisk kategori 3 (GK3) tillämpas där schaktdjupen blir större än 3 meter i lera. Vid schaktdjup grundare än 3 m i lera samt att schakten sker i torrhet kan geoteknisk kategori 2 (GK2) tillämpas, enligt definition i IEG Rapport 2:2008 kapitel 5. Vid dimensionering av grundkonstruktioner ska geoteknisk kategori 2 (GK2) tillämpas, enligt definition i IEG Rapport 8:2008 kapitel 4. Säkerhetsklass 2 (SK 2) erfordras vid arbeten inom området, enligt definition i IEG Rapport 2:2008 kapitel Miljö Vid den miljötekniska markundersökningen har inga föroreningshalter över Naturvårdsverkets generella riktvärden för känslig markanvändning (KM) påträffats. Inga förorenande ämnen som kan utgöra en risk för människor eller miljön har identifierats. Överskottsmassor vid schaktarbeten kan transporteras till godkänd mottagare för inerta/icke förorenade massor. Komplettering för TOC-halt (kolhalt) kan då bli aktuell. Ur föroreningssynpunkt kan schaktmassorna även återanvändas om materialet överensstämmer med den byggnadstekniska standard som krävs. Resultat och fullständiga analysrapporter redovisas i Markteknisk undersökningsrapport, MUR, daterad , Grap Sidan 12 (13)

13 11 Kontrollåtgärder Vi rekommenderar fackmannamässiga kontroller/besiktningar av verkliga förhållanden i samband med mark- och grundläggningsarbeten samt att verkliga förhållanden i marken dokumenteras. Vid schakt under grundvattnets trycknivå kan temporär grundvattensänkning krävas. Ett kontrollprogram bör tas fram där erforderliga kontroller och gränsvärden i samband med schaktnings-, och pålningsarbeten anges. Sidan 13 (13)