STORA VALL, GÄVLE. Gävle kommun. Geoteknisk stabilitetsutredning. Planeringsunderlag Falun SWECO Infrastructure AB Falun

Transkript

1 STORA VALL, GÄVLE Planeringsunderlag Falun SWECO Infrastructure AB Falun Uppdragsnummer SWECO Parkgatan 3 Box 1902, Falun Telefon Telefax

2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Uppdrag 1 2 Bakgrund och syfte 1 3 Underlag 1 4 Utförda undersökningar 2 5 Geotekniska och topografiska förhållanden 2 6 Geohydrologiska förhållanden 4 7 Materialegenskaper 5 8 Stabilitetsberäkningar 6 9 Vibrationer och omgivningspåverkan 8 10 Slutsatser och rekommendationer 8 Bilagor: Ritning M01 Stabilitetsberäkningar (bilaga 1-7) Geoteknisk undersökning rapport, RGeo

3 1 Uppdrag På uppdrag av har Sweco upprättat föreliggande geotekniska stabilitetsutredning vid Stora Vall i. Utredningen skall utgöra delunderlag inför detaljplanering av området. Uppdraget omfattar utredning av risken för ras, skred erosion, översvämning och känslighet för vibrationer samt bedömning av största byggnadsyta och högsta byggnadshöjd inom område där nya byggnader planeras. 2 Bakgrund och syfte Aktuellt område har tidigare varit ett militärt område och kommunen avser att upprätta en ny detaljplan över området. Syftet med denna utredning har varit att med utförda undersökningar som underlag kontrollera stabiliteten i sju sektioner mot vattendrag för tre befintliga byggnader, en bilparkering och en ny byggrätt. Aktuella sektioner har valts ut i samråd med beställaren. 3 Underlag Följande äldre utredningar har studerats och använts i tillämpliga delar: [A]. Översiktlig ras- och skredkartering upprättad av Tyréns Infrakonsult på uppdrag av Räddningsverket, daterad [B]. Översiktlig stabilitetskartering, Gävleborgs län upprättad av SWECO VBB på uppdrag av Räddningsverket, daterad [C]. Översiktlig översvämningskartering längs Gavleån upprättad av SMHI på uppdrag av Räddningsverket, daterad (10)

4 4 Utförda undersökningar Undersökningarna har omfattat geoteknisk kartering av området samt geotekniska undersökningar i sju utvalda sektioner. Resultat av utförda undersökningar redovisas i separat handling Geoteknisk undersökning Rapport (RGeo) daterad Geotekniska och topografiska förhållanden 5.1 Allmänt Området utgörs av delvis bebyggd parkmark som är tämligen plant utanför Kungsbäcken som löper genom området. Slänterna i anslutning till Kungsbäcken är 4-6 m höga med varierande släntlutningar. Erosionen har i bedömts som liten förutom i den mindre anslutande bäcken i området sydöstra del, där betydande erosion har observerats. 5.2 Sektion A-A Marken närmast befintlig byggnad är relativt plan för att slutta relativt brant ca 4 m från byggnaden. Nedanför branten finns en plan yta med ca 10 m bredd och närmast bäcken sluttar marken brant med en höjdskillnad av ca 2 m. Vegetationen i slänten utgörs av gräs, buskar och några större träd. Inom den plana delen ner mot Kungsbäcken finns ett timrat vindskydd med tillhörande grillplats. Erosionen vid stranden bedöms som liten. Jorden intill byggnaden utgörs överst av m fyllning som underlagras av ett tunt lager av sand som vilar på morän. Bäcken har ett ringa vattendjup och botten utgörs av morän och block. På enstaka ställen i bäcken har berg i dagen observerats. 5.3 Sektion B-B Marken vid befintlig byggnad är plan och i huvudsak bevuxen med gräs. En asfalterad väg finns norr om byggnaden. Släntkrönet mot bäcken ligger ca 10 m från byggnaden. Slänten sluttar relativt brant 2 (10)

5 och slänthöjden är ca 4 m. Vegetationen i slänten utgörs av träd och buskar. Erosionen vid stranden bedöms som liten. Jorden utgörs överst av m fyllning närmast släntkrön. Fyllningens vars mäktighet avtar relativt snabbt mot byggnaden och underlagras m sand. Under sanden ligger ett tunt lager av lera vid borrhål 0813 och för övriga borrhål ligger sanden direkt på moränen. Bäcken har ett ringa vattendjup och botten utgörs av morän och block. På enstaka ställen i bäcken har berg i dagen observerats. 5.4 Ny byggrätt, sektion C-C, D-D och E-E Området avgränsas av Kungsbäcksvägen i söder och av Kungsbäcken i norr. I öster avgränsar ett mindre vattendrag och i väster av infarten till bron över Kungsbäcken. Marken som sluttar svagt mot Kungsbäcken utgörs av gräsytor. Inom området finns två befintliga byggnader. Slänt ner mot Kungsbäcken sluttar relativt brant med en total höjdskillnad på ca 6 m. Närmast bäcken finns en relativt plan terrass med en bredd av 8-10 m. Terrassen ligger ca 1.5 m högre än bäckens normala vattennivå. Slänt mot det mindre vattendraget i öster (sektion E-E) är mycket brant och har en höjdskillnad på 3.5 m. Erosionen längs Kungsbäcken bedöms som liten men längs det mindre vattendraget i öster är erosionen betydande. På delar av vattendraget mot öster finns ett befintligt erosionskydd utlagt. Jorden inom området utgörs överst av ett tunt lager av mull som underlagras av m sand. På delar av området ligger ett tunt lager av fyllning mellan sanden och mulljorden. Sanden underlagras av m lera där mäktigheten noterats till som mest 4 m i områdets centrala del vid borrhål Lerans mäktighet är något mindre mot Kungsbäcken och är endast 0.5 m vid sektion E-E. Leran vilar på morän förutom vid borrhål 0810 där leran underlagras av 1.5 m sand på morän. 3 (10)

6 5.5 Befintlig bilparkering, sektion F-F Marken är plan och används idag som en parkering för bilar. Parkeringen är asfalterad och ligger endast 1-2 m från släntkrön mot Kungsbäcken. Slänten mot Kungsbäcken sluttar relativt brant (ca 1:3) och har en höjd på ca 5 m. Vegetationen i slänten utgörs av buskar, träd och gräs. Bäcken har ett ringa vattendjup och botten utgörs av morän och block. Erosionen vid stranden bedöms som liten. Jorden vid parkeringen utgörs överst av ca 0.5 fyllning som underlagras av ca 1.5 m sand. Under sanden följer ca 2 m lera som vilar på morän. 5.6 Sektion G-G Marken utgörs av gräsytor och sluttar svagt från befintlig byggnad ner till Gavleån. Höjdskillnaden mellan markytan vid byggnaden och vattenytan i Gavleån är ca 6 m. Närmast Gavleån sluttar marken något brantare (ca 1:2.5). Enligt tidigare utredning [B] har slänt under vattenytan samma lutning som ovan mark (ca 1:2.5) och vattendjupet i ån är som mest ca 3 m. Vegetationen i slänt ner mot Gavleån utgörs av gräs och planterade buskar. Erosionen vid älvstranden bedöms vara måttlig. Jorden utgörs överst av 2-4 m sand som underlagras av m lera. Sandens mäktighet är som störst närmast byggnaden och minskar mot Gavleån. Under leran följer ett tunt lager av silt och sand som vilar på moränen. 6 Geohydrologiska förhållanden Vattennivån i Gavleån var vid undersökningstillfället Enligt tidigare utredning av översvämning i Gavleån [C] har högvattenytan vid 100-års flöde beräknats till och vid högsta flöde enligt flödeskommitténs riktlinje för riskklass 1 dammar Detta innebär att det inte föreligger någon risk för översvämning av mark i anslutning till Gavleån. 4 (10)

7 Vattennivån i Kungsbäcken låg i undersökta sektioner vid undersökningstillfället mellan och Utredning avseende högvattennivåer i Kungsbäcken har ej utförts. Flödesberäkningar utförda av högskolan i Gävle visar att högvattennivåer vid extrema förhållanden ligger 2-3 m över normal vattennivå. Detta innebär att de lägre terrasserna i anslutning till bäcken kommer att översvämmas medan mark ovan släntkrön ej påverkas. Mätning av grundvatten har utförts i installerade observationsrör i samtliga sektioner utom sektion A-A. Grundvattenytan låg vid undersökningstillfället ( ) på nivåer mellan och vilket motsvara 2-5 m under markytan. 7 Materialegenskaper Bestämning/utvärdering av jordens materialegenskaper har utförts utgående från de undersökningar som utförts och de resultat som erhållits från geotekniskt laboratorium. Det har även utvärderats parametrar för jordens materialegenskaper med hjälp av datorprogrammet CONRAD. Nedan redovisas utvärderade och ansatta materialegenskaper för de olika sektionerna och byggrätten. Lerans odränerade hållfasthet tecknas τ f = τ fu, där τ fu betecknar den odränerade skjuvhållfastheten. Jordens dränerade hållfasthet tecknas τ f = c + σ tan φ, där c betecknar kohesionsinterceptet och φ den inre friktionsvinkeln. Kohesionsinterceptet beräknas med formeln c = 0,1*τ fu. Den inre friktionsvinkeln för leran ansätts till φ k = 30 med ledning av Skredkommissionens rapport 3:95 kapitel och utförda sonderingar. 7.1 Sektion A-A Friktionsvinkel för fyllningen och sanden ansätts till φ k = 36. Moränens friktionsvinkel ansätts till φ k = Sektion B-B Friktionsvinkel för fyllningen och sanden ansätts till φ k = 36. Moränens friktionsvinkel ansätts till φ k = (10)

8 Lerans odränerade skjuvhållfasthet ansätts till τ fu =25 kpa. Lerans dränerande egenskaper ansätts till φ k = 30 och kohesionsinterceptet har empiriskt valts till c = 2.5 kpa. 7.3 Ny byggrätt, sektion C-C, D-D och E-E Friktionsvinkel för fyllningen och sanden ansätts till φ k = 36. Lagret av silt och sand under leran ansätts till φ k = 34. Moränens friktionsvinkel ansätts till φ k = 38. Lerans odränerade skjuvhållfasthet ansätts till τ fu =20 kpa. Lerans dränerande egenskaper ansätts till φ k = 30 och kohesionsinterceptet har empiriskt valts till c = 2.0 kpa. 7.4 Befintlig bilparkering, sektion F-F Friktionsvinkel för fyllningen och sanden ansätts till φ k = 36. Moränens friktionsvinkel ansätts till φ k = 38. Lerans odränerade skjuvhållfasthet ansätts till τ fu =25 kpa. Lerans dränerande egenskaper ansätts till φ k = 30 och kohesionsinterceptet har empiriskt valts till c = 2.5 kpa. 7.5 Sektion G-G Friktionsvinkel för fyllningen och det övre lagret av sand ansätts till φ k = 36. Det undre lagret av sand ansätts till φ k = 33. Lagret av silt och sand under leran ansätts till φ k = 36. Moränens friktionsvinkel ansätts till φ k = 38. Lerans odränerade skjuvhållfasthet ansätts till τ fu =25 kpa. Lerans dränerande egenskaper ansätts till φ k = 30 och kohesionsinterceptet har empiriskt valts till c = 2.5 kpa. 8 Stabilitetsberäkningar 8.1 Antaganden och föutsättningar Stabiliteten har undersökts och utvärderats i en omfattning som eftersträvar detaljerad geoteknisk stabilitetsutredning enligt Skredkommissionens rapport 3:95. Stabilitetsberäkningarna har utförts med hjälp av datorprogrammet PostoGRAF med cirkulär-cylindriska glidytor. 6 (10)

9 Vid stabilitetsberäkningarna har ingen hänsyn tagits till eventuella cementeringseffekter eller 3-dimensionella effekter vilka kan ha en stabiliserande effekt. Erforderlig stabilitetsfaktor för föreliggande detaljerade utredning avseende mark för nyexploatering, befintlig bebyggelse och anläggning väljs enligt Skredkommissionens rapport 3:95 tabell 8:1 till: För odränerad analys gäller: F c 1,5 1,7. För kombinerad analys gäller: F komb 1,35 1,45. För att områdets stabilitet skall klassificeras som tillfredsställande ska kraven för både odränerad och kombinerad analys vara uppfyllda. Beräkningar har endast utförts för vid undersökningstillfället uppmätta grundvatten- och ytvattennivåer då erhållna säkerheter enligt kap 8.2 är på säkra sidan och ytterligare beräkningar anses överflödiga. Generellt har beräkningarna utförts i kombinerad analys då naturlig jord utgörs av både friktionsjord och kohesionsjord. Odränerade analyser har endast utförts där lermäktigheten är betydande. 8.2 Resultat Sektion A-A Utförd beräkning för cirkulärcylindrisk glidyta intill befintlig byggnad visar en säkerhetsfaktor på 2.6 vilket innebär säkerheten mot ras och skred är tillfredställande Sektion B-B Utförd beräkning för cirkulärcylindrisk glidyta mellan befintlig byggnad och släntkrön visar en säkerhetsfaktor på 2.6 vilket innebär att säkerheten mot ras och skred är tillfredsställande Ny byggrätt, sektion C-C, D-D och E-E Utförd beräkning för en cirkulärcylindrisk glidyta 4 m innanför släntkrönet i sektion C-C visar en säkerhetsfaktor på 2.5 vilket innebär att säkerheten mot ras och skred är tillfredsställande. För sektion D-D är förhållandena jämförbara med sektion C-C. Vad gäller sektion E-E är säkerheten närmast släntkrön lägre och det är först ca 5 m innanför släntkrön som tillfredställande säkerhet uppnås. 7 (10)

10 8.2.4 Befintlig bilparkering, sektion F-F Utförd beräkning för cirkulärcylindrisk glidyta visar en säkerhetsfaktor på vilket innebär tillfredställande säkerhet mot ras och skred Sektion G-G Utförd beräkning för cirkulärcylindrisk glidyta 7.5 m innanför släntkrön visar en säkerhetsfaktor på 1.7 vilket innebär tillfredställande säkerhet mot ras och skred. 9 Vibrationer och omgivningspåverkan Förekommande sandjordar är relativt känsliga för fortplantning av vibrationer i synnerhet vid vattenmättnad. Risker för markvibrationer från trafik bedöms endast föreligga inom planerat nybyggnadsområde i anslutning till Kungsbäcksvägen. Riskerna bedöms emellertid som relativt små och i det fall byggnaderna grundläggs med pålar är risken försumbar. I samband med anläggningsarbeten i form av schaktning, pålning, packning av fyllning föreligger dock risker för skadliga vibrationer i befintliga byggnader. 10 Slutsatser och rekommendationer 10.1 Allmänt Rådande geotekniska förhållanden med begränsade mäktigheter av lera medför att stabilitetsförhållandena är relativt gynnsamma. Säkerheten för ras- och skred för befintliga byggnader har bedömts som tillfredsställande. Mark med otillfredsställande säkerhet mot ras- och skred finns endast inom ett avstånd av 5-10 m från släntkrön mot Kungsbäcken. Vid extrema flöden i Kungsbäcken föreligger dock viss osäkerhet kring erosionshastigheten i slänterna, vilket påverkar stabiliteten. Risk för översvämning bedöms endast föreligga för mark belägen 2-3 m högre än bäckbotten. Detta innebär att de lägre terrasserna invid Kungsbäcken kan översvämmas och ej skall bebyggas. För mark ovan släntkrönet där befintliga byggnader finns föreligger ej risk för översvämning. 8 (10)

11 På bifogad ritning, M01, redovisas områden där nybyggnation ej rekommenderas med avseende på risken för skred, ras och översvämning. Grundläggning av byggnader i områdets västra del bedöms generellt kunna ske ytligt med plattor på naturligt lagrad sand eller morän. Inom områdets mellersta och östra delar finns lera vilket kan erfordra grundläggning med pålar. Kompletterande geotekniska undersökningar erfordras för all nybyggnation inom området med anledning varierande geotekniska förutsättningar. Nedan ges rekommendationer för respektive delområde Sektion A-A Säkerheten mot ras och skred för befintlig byggnad är tillfredställande. Skall befintlig byggnad rivas och ersättas av en ny så bör den nya byggnaden inte placeras närmare släntkrön än 5 m. Ny byggnad bedöms kunna grundläggas med platta på mark efter att befintlig fyllning borttagits Sektion B-B Säkerheten mot ras och skred för befintlig ekonomibyggnad är tillfredsställande. Byggnaden kan användas till kontor eller bostäder med erforderlig säkerhet mot ras eller skred. Om befintlig ekonomibyggnad ska rivas och ersättas av en ny så skall den nya byggnaden inte placeras närmare slänten än 10 m. Ny byggnad i en eller flera våningar bedöms kunna grundläggas med platta på mark efter att befintlig fyllning borttagits Ny byggrätt, sektion C-C, D-D och E-E Säkerheten mot ras och skred är tillfredställande inom ett område beläget minst 5 m från släntkrön mot befintliga vattendrag. Ny byggnad i maximalt en våning bedöms, med hänsyn till sättningar, kunna grundläggas med platta på mark. Högre byggnader erfordrar 9 (10)

12 sannolikt pålgrundläggning på grund av underliggande sättningsbenägen lera. För att säkerställa att inte säkerheten mot ras och skred försämras av den pågående erosionen i vattendraget i områdets östra kant bör hela detta vattendrag erosionskyddas. Erosionsskydd kan utföras av bergkross som utläggs i vattendragets botten och minst 3 m ovan bäckbotten Befintlig bilparkering, sektion F-F Säkerheten mot ras och skred är tillfredställande för befintlig parkering. Ny byggnad i maximalt en våning bedöms, med hänsyn till sättningar, kunna grundläggas med platta på mark. Högre byggnader erfordrar sannolikt pålgrundläggning på grund av underliggande sättningsbenägen lera Sektion G-G Säkerheten mot ras och skred är god för befintligt byggnad. Det föreligger dock risk att säkerheten för mark närmast ån kan försämras och om slänten ut mot Gavleån utsätts för erosion. Slänten ligger i en ytterkurva av ån och det kan därav bli hög strömningshastighet på vattnet i ån vid höga flöden. Erosion påverkar dock enbart stabiliteten för mark närmast ån och uppkomna erosionsskador kan åtgärdas utan att säkerheten för befintligt område och byggnad hotas. SWECO Infrastructure AB Falun Fredrik Stål Handläggare Thomas Reblin Granskare 10 (10)