SELSTOR AB. PM Geoteknik. BOTKYRKA KOMMUN, ERIKSBERG Kv STENBRON 1 PROJEKTERINGSUNDERLAG

Transkript

1 SELSTOR AB BOTKYRKA KOMMUN, ERIKSBERG Kv STENBRON 1 PM Geoteknik PROJEKTERINGSUNDERLAG Upprättad av: Katarina Bryngelsson / Lars Henricsson

2 BOTKYRKA KOMMUN, ERIKSBERG Kv Stenbron 1 PM Geoteknik Beställare SelStor AB Björn Zandin Konsult WSP Samhällsbyggnad Avdelning Geoteknik Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: WSP Sverige AB Org nr: Kontaktpersoner Katarina Bryngelsson / Lars Henricsson (11)

3 Innehåll 1 Uppdrag och syfte 4 2 Objektsbeskrivning Områdesbeskrivning Planerad bebyggelse 5 3 Underlag 5 4 Utförda undersökningar 5 5 Mark och jordlagerförhållanden Topografi Jordlagerföljd Lerans egenskaper Jordens materialegenskaper Partialkoefficienter 7 6 Hydrogeologiska förhållanden 7 7 Sättningsförhållanden Sättningsberäkningar 8 8 Schakt och fyllning 9 9 Grundläggning Grundläggning av byggnader Markanläggningar Övrigt (11)

4 1 Uppdrag och syfte SelStor AB planerar att uppföra en ny self-storage-anläggning inom fastigheten Stenbron 1 i Eriksberg, Botkyrka kommun. Förutom byggnaden skall även parkerings- och inlastningsytor anläggas. På uppdrag av SelStor AB har WSP utfört geoteknisk undersökning och utredning för planerad anläggning. Syftet med utredningen är att klargöra mark- och grundläggningsförhållandena. Denna handling är avsedd att utgöra geotekniskt underlag för fortsatt projektering. Utredningen kan behöva kompletteras i senare skede när höjdsättning och byggnadens konstruktiva utformning slutligt bestämts. 2 Objektsbeskrivning 2.1 Områdesbeskrivning Den aktuella fastigheten Stenbron 1 ligger i området Eriksberg inom Botkyrka kommun. Området omgärdas av Kumla Gårdsväg i norr, Hågelbyleden samt en cykelbana i öster, Segerbyvägen i väster och en asfalterad gång- och cykelbanan gränsande mot ett naturområde i söder. Tvärs genom området, från norr till sydväst, passerar en stig. I områdets nordöstra hörn, strax utanför aktuellt bebyggelseområde, finns en gammal kulturarvsklassad stenbro över ett befintligt dike/bäck. Marken inom området är i huvudsak gräsbevuxen, men lokalt syns fyllnadsmassor i markytan. I söder finns enstaka träd. I områdets nordvästra hörn har det tidigare funnits en mindre byggnad (korvkiosk), vilken enligt uppgift dock revs Eventuellt kan grundrester m.m. finnas kvarlämnade under markytan. Bild över området, sett från norr (11)

5 2.2 Planerad bebyggelse På fastigheten planeras en lagerbyggnad med 5 våningar samt tillhörande markanläggningar, ledningar m.m. Byggnadsarean för planerad lagerbyggnad omfattar totalt ca m 2. Färdig golvnivå, i en planerad butiksdel i nordvästra delen av byggnaden, ligger på +21,5 och golvnivån vid inlastningen på plan 2 på +24,5. I den södra delen av byggnaden utförs en källar-/suterrängvåning, som innebär att lägsta golv inom hela byggnaden blir +21,5. I övrigt utgörs tomtmarken främst av parkerings- och inlastningsytor. Marknivån på dessa ytor är i detta skede inte fastlagda, men kommer troligen att anpassas dels till den nivå som finns på Segerbyvägen vid den planerade infarten (ca +23,5) och dels till gällande gatunivåer (strax över +21) i nordväst vid den planerade butiksdelen. 3 Underlag Ritningsunderlag med planerad anläggning upprättat av ARKOO, daterat Digital grundkarta erhållen från Botkyrka kommun. Ritning, över befintliga ledningar och kablar, framtagen av Botkyrka kommun. Miljöteknisk markundersökning utförd av WSP, daterad , uppdragsnummer Tidigare utförda geotekniska undersökningar inom området, enligt handlingar upprättade av Miljöförbättringar AB år 1971 och WSP år Utförda undersökningar Resultaten av tidigare och nu utförda undersökningar redovisas i Geoteknisk undersökning, Rapport: Undersökningsresultat, daterad , WSP uppdragsnummer Den geotekniska undersökningen, som utfördes i december 2010 omfattade: - utsättning och inmätning av undersökningspunkter med RTK-GPS. - viktsondering i 11 punkter för bedömning av jordens relativa fasthet. - hejarsonderingar i 5 punkter som underlag för pållängdsbedömning. - skruvprovtagning i 3 punkter för bestämning av jordens sammansättning m.m. ner till som mest 5 m djup. - vingförsök i 2 punkter för bestämning av lerans skjuvhållfasthet (in-situ). - kolvprovtagning i 1 punkt (4 nivåer) som underlag för bedömning av lerans sättningsegenskaper. Upptagna jordprover har lämnats till geotekniskt laboratorium för olika undersökningar. En miljöteknisk markundersökning utfördes av WSP med uppdragsnummer (11)

6 5 Mark och jordlagerförhållanden 5.1 Topografi Markytan inom det aktuella området, lutar från sydväst mot nordost, med nivåer som varierar mellan ca +23,6 och +21,0. Marken består i huvudsak av gräsbevuxna ytor, men ställvis finns synliga fyllnadsmassor i markytan. Enstaka träd finns inom områdets södra del. 5.2 Jordlagerföljd Jorden inom området består överst av fyllning på lera ovan friktionsjord på berg. Fyllningens tjocklek varierar enligt utförda sonderingar och provtagningar mellan ca 0,5 och 2,5 m. Fyllningen innehåller huvudsakligen sand, grus och sten men även silt, lera, tegelrester, m.m. förekommer. Lerans tjocklek varierar i huvudsak mellan ca 4 och 7 m. I en sonderingspunkt (08W08) har dock lermäktigheten uppmätts till ca 12 m. Lerans översta 1-1,5 m är utbildad som torrskorpa. Under torrskorpeleran följer en mycket lös till lös lera. Leran är varvig med enstaka tunna siltskikt. Friktionsjorden under leran bedöms i de övre delarna ha en mycket låg till låg relativ fasthet, som dock ökar mot djupet. Enligt utförda hejarsonderingar erhölls stopp för fast botten generellt 3-8 m djupare än vikt-/slagsondstoppen i motsvarande punkter. Stoppnivåerna för hejarsonderingarna varierade mellan ca ± 0 och -10 m. Bergets nivå och kvalitet har inte undersökts Lerans egenskaper Den lösa leran har en odränerad oreducerad skjuvhållfasthet, som ökar mot djupet från ca 10 kpa vid nivån +18 till ca 19 kpa vid nivån +15. Sensitiviteten varierar mellan ca 10 och 16. Vattenkvoten och konflytgränsen för leran ligger mellan 50 och 70. Densiteten är 1,65 t/m (11)

7 5.3 Jordens materialegenskaper Nedanstående karakteristiska jordparametrar gäller för marken innan exploatering och skall användas om inte annat kan visas tillämpligt, t.ex. med kompletterande geotekniska undersökningar. Karakteristisk tunghet anges nedan som tunghet över grundvattenyta ( ) och effektiv tunghet under grundvattenyta ( ). Materialegenskaper Jordart C uk k Ek Tunghet Mtrl.typ/tjälfarlighets klass Fyllning MPa =18 kn/m 3 3B/3 Torrskorpelera 30 kpa - 10 MPa =18 kn/m 3 4B/3 Lera ,3 - - =16,5 kn/m 3 4B/3 kpa/m Friktionsmaterial / Morän MPa = 19 kn/m 3 =11 kn/m 3 4A/3 5.4 Partialkoefficienter Partialkoefficienter i bruks- och brottgränstillstånd enligt tabell nedan. Jordart Parameter Brottgräns Brukgräns m m Fyllning tan k 1,3 1,1 Ek 1,8 1,5 k Torrskorpelera C uk 1,8 1,6 k Lera C uk 1,8 1,6 k Friktionsmaterial/Morän tan k 1,3 1,2 Ek 1,8 1,5 k Hydrogeologiska förhållanden Två grundvattenrör finns sedan tidigare installerade i området, ett i friktionsjorden under leran och ett i leran strax under fyllningen. Grundvattnets trycknivå i friktionsjorden under leran, har uppmätts i ett grundvattenrör (08W8GW) i södra delen av området under juli 2008 och december 2010, och stod vid avläsningstillfällena på nivån +18,8 respektive +19,0, vilket motsvarar ca 3,7 m respektive 3,5 m under markytan vid röret. Ett grunt installerat rör (för vattenprovtagning) finns även installerat ner till nivån +20, men det var torrt vid avläsningstillfället i juni Grundvattennivån kan förväntas variera med årstid och nederbörd (11)

8 7 Sättningsförhållanden Leran i området bedöms vara underkonsoliderad, med antagande att grundvattenytan ligger på nivån +19. Detta indikerar att det finns pågående sättningar i området. Bilaga 1 visar en spänningsanalys i jorden vid kolvprovtagningspunkten. 7.1 Sättningsberäkningar Sättningarna har beräknats med datorprogrammet Geosuite settlements version För de lastfall där 0,8*sigma c överstigs har krypparametrar beaktats i beräkningarna. Blivande uppfyllnads tunghet har antagits till 20 kn/m 3. Vid alternativ med lättfyllning har lättklinker med en tunghet av 6,5 kn/m 3 (torr) respektive cellplast med en tunghet av 0,5 kn/m 3 antagits. Ovan lättfyllningen har 0,5 m överbyggnad med nornaltung fyllning samt vid cellplast även 0,1 m betongplatta antagits. I beräkningarna har hydrostatiskt portryck antagits med en nolltrycksnivå från nivå +19. Beräkningsresultaten förutsätter även att grundvattennivån i området bibehålls. För att bedöma pågående och framtida sättningar har beräkningarna utförts med antagande att befintlig fyllning lades ut på 1970-talet. Beräkningarna visar att marken har satt sig ca 30 cm fram tills idag och under de kommande 50 åren återstår ca 5 cm sättning, vid bibehållen marknivå. Vi har antagit en framtida marknivå inom inlastningsytan på +23,5, vilket motsvarar upp till 1,2 m uppfyllnad. Den största uppfyllnaden kommer att ske i den nordvästra delen av inlastnings-/parkeringsytan. Antagen framtida marknivå för parkeringsytorna vid butiken är +21,5, vilket motsvarar upp till 0,2 m uppfyllnad. Beräknade framtida sättningar redovisas i tabell 7.1 nedan. I bilaga 2 visas en översiktlig plan över uppfyllnadshöjder inom inlastningsområdet vid en antagen ny marknivå på +23, (11)

9 Tabell 7.1 Beräknade sättningar Uppfyllnad Sättning (m) 2 år 10 år 20 år 40 år 100 år Uppfyllnad (utan lättfyllning) 1,2 m = 24 kpa 0,06 0,15 0,2 0,24 0,28 1, 0 m = 20 kpa 0,05 0,12 0,17 0,22 0,25 0,7 m = 14 kpa 0,04 0,09 0,13 0,17 0,21 0,2-0,5 m = 4-10 kpa 0,03 0,07 0,1 0,14 0,18 0 m = 0 kpa 0,02 0,03 0,04 0,05 0,05 Uppfyllnad (inkl utskiftning av 1,3 m befintlig fyllning och ersättning med lättklinker) 1,2 m uppfyllnad: 0,5 m överbyggnad, 0,7 m lättklinker samt 1,3 m utskiftning av befintlig fyllning och ersättning med lättklinker = 0 kpa 0,02 0,03 0,04 0,05 0,05 Uppfyllnad (inkl utskiftning av 0,6 m befintlig fyllning och ersättning med cellplast) 1,2 m uppfyllnad: 0,6 m överbyggnad, 0,6 m cellplast samt 0,6 m utskiftning av befintlig fyllning och ersättning med cellplast = 0 kpa 0,02 0,03 0,04 0,05 0,05 8 Schakt och fyllning Schaktdjupet för byggnaderna är som mest ca 2 m (i söder). Schaktarbetena kommer att utföras i fyllnadsmassor och delvis torrskorpelera. Slänter i torr friktionsjord (fyllningen) bör inte ställas med brantare släntlutning än 1:1,5. Vid upplag av jordoch stenmassor skall hänsyn tas till risk för stabilitetsbrott. Med antagande om en blivande marknivå på +23,5 för inlastnings-/parkeringsytan samt +21,5 för ytan i nordväst utanför butiken innebär det, som ovan nämnts, upp till ca 1,2 m respektive 0,2 m uppfyllnad, relativt nuvarande marknivå. Sättningskonsekvenser till följd av uppfyllnader med tunga massor, respektive lättfyllning redovisas i tabell 7.1 ovan. 9 Grundläggning Baserat på nu kända jordlagerförhållanden och övriga förutsättningar redovisas nedan preliminära bedömningar och rekommendationer för byggnaderna samt omgivande mark. Förnyade bedömningar kan behövas i senare skede när höjdsättning samt byggnadens och anläggningarnas konstruktiva utformning slutligt bestämts. Byggnaden planeras att utnyttjas som lagerlokal i 5 våningsplan (inklusive souterrain-/källarplan). Tomtmarken kommer att nyttjas för parkerings- och inlastningsytor m.m (11)

10 9.1 Grundläggning av byggnader Byggnaderna måste, med hänsyn till jordlagerförhållandena i området, grundläggas med slagna spetsburna betong- eller stålpålar med bergskor. Pålstoppsnivåerna mot fast botten bedöms, baserat på utförda undersökningar i området, komma att varierar mellan ca ±0 till -10. Pållängderna bedöms variera mellan ca 21 och 31 m. Pålarnas medellängd kan antas till ca 26 m. Byggnadens källargolv bör utföras fribärande med hänsyn till risken för marksättningar. Vid påldimensioneringen skall hänsyn tas till bl.a. knäckningsrisken i den mycket lösa lösa leran. Baserat på nu utförda sättningsberäkningar bedöms att vissa marksättningar kommer att inträffa även under byggnaden, trots den avlastning av jorden som föreslagen lägsta golvnivå innebär. Detta medför således att pålarna kommer att utsättas för påhängslaster. Se dock kommentar under kap10 Övrigt. Projektering, utförande och kontroll utförs i säkerhetsklass 2 (SK2) och geoteknisk klass 2 (GK2). Pålningen utförs enligt AnläggningsAMA 07 kap CCB.1 eller CCB Markanläggningar Leran i området är underkonsoliderad och markbelastningar (uppfyllningar) bör i möjligaste mån undvikas för att begränsa marksättningarna. Även åtgärder som riskera att medföra grundvattensänkningar bör undvikas. Uppfyllnader för inlastnings-/parkeringsytor Planerade nivåer medför upp till ca 1,2 m uppfyllnader inom området. Detta innebär att åtgärder krävs för att begränsa framtida marksättningar vid parkeringsytorna och inlastningsplatsen. Nedan följer förslag på utformningar för att begränsa sättningarna. o Område med 1-1,2 m uppfyllnad: Utskiftning av ca 1-1,3 m av den befintliga fyllningen för ersättning med lättklinker, som läggs direkt under en 0,5 m tjock överbyggnad. Alternativ åtgärd kan vara utskiftning av ca 0,6 m befintlig fyllning för ersättning med cellplast, som läggs direkt under en 0,5 m tjock överbyggnad och en 0,1 m tjock betongplatta. o Område med 0,5-1 m uppfyllnad: Utskiftning av ca 0,8-1 m av den befintliga fyllningen för ersättning med lättklinker, som läggs direkt under en 0,5 m tjock överbyggnad. Alternativ åtgärd kan vara utskiftning av ca 0,6 m av den befintliga fyllningen för ersättning med cellplast, som läggs direkt under en 0,5 m tjock överbyggnad och en 0,1 m tjock betongplatta. o Område med 0-0,5 m uppfyllnad: Utskiftning av som mest 0,8 m av den befintliga fyllningen för ersättning med lättklinker, som läggs direkt under en 0,5 m tjock överbyggnad. Alternativ åtgärd kan vara utskiftning av som mest 0,6 m befintlig fyllning för ersättning med cellplast under en 0,5 m tjock överbyggnad och en 0,1 m tjock betongplatta (11)

11 Infarter och dörrar till byggnaden Vid dörrar och portar rekommenderas länkplattor för att undvika sättningsskillnader mellan byggnader och mark. Ledningar i mark Uppgifter om de planerade markledningarnas plan- och höjdlägen har inte varit tillgängliga vid upprättande av denna PM. Generellt kan dock sägas att sättningskänsliga ledningar och självfallsledningar med litet fall kan behöva läggas på en pålad platta. Andra alternativ kan vara: - urgrävning av lera i rörgravsbotten, som sedan ersätts med lämplig lättfyllning, eventuellt i kombination med lättfyllning över ledningarna. - en platta/plåt eller förstärkt ledningsbädd för att utjämna eventuella ojämna sättningar. Vidare bör ej pålgrundlagda ledningar utföras med länkplatta eller flexibla anslutningar för att kunna ta upp sättningsdifferenser vid övergången till pålade konstruktioner. Stödmurar För att undvika ojämna sättningar i eventuella stödmurar bör de grundläggas på en momentstyv platta (eventuellt även pålning). Alternativa utformningar, som är mindre sättningskänsliga (slänter, gabionmurar etc) kan också övervägas. 10 Övrigt Detaljerade beräkningar/bedömningar av marksättningar och eventuella förstärkningsåtgärder för utvändig mark och stödmurar m.m. bör göras då en slutgiltig och detaljerad höjdsättning av marken föreligger. Vi rekommenderar även att portryckmätare installeras i området och mäts vid minst tre tillfällen, för att få en klarare bild över de sättningar som uppkommer i leran. Beräkningsmässigt utgör sekundärsättningarna en stor del av totalsättningen, vilket eventuellt kan förändras med säkrare information om portrycksprofilen i leran. WSP Samhällsbyggnad Avdelning Geoteknik Katarina Bryngelsson Lars Henricsson (11)