Geoteknisk utredning PM Planeringsunderlag

Transkript

1 Datum: (9) Reviderad: Reviderad: Detaljplan Samlingslokal vid Tuvevägen Geoteknisk utredning PM Planeringsunderlag Datum: Reviderad: Reviderad: Uppdrag: Handläggare: Andris Vilumson Vectura Box 1094, Göteborg Besök: Rosenlundsgatan 4 Andris Vilumson Geotekniker Andris.vilumson@vectura.se

2 Detaljplan, Samlingslokal vid Tuvevägen Vectura 2 (9) Innehållsförteckning 1. Uppdrag Syfte Utförda undersökningar Geotekniska förhållanden Topografi Jordlagerförhållanden Bergförhållanden Bergarter Sprickor Delområde Delområde Delområde Geohydrologiska förhållanden Markradon Stabilitet Stabilitet nuvarande förhållanden Stabilitet framtida förhållanden Allmänna rekommendationer Stabilitet Rasrisk Sättning Grundläggning och uppfyllning Radonskydd Omgivningspåverkan... 9 Bilagor Skjuvhållfasthet Bilaga 1 Konsolideringsförhållanden Bilaga 2 Stabilitetsberäkningar Bilaga 3:1 8 Plan för begränsning av markbelastning Bilaga 4

3 Detaljplan, Samlingslokal vid Tuvevägen Vectura 3 (9) 1. Uppdrag På uppdrag av Göteborgs Stad Fastighetskontoret har Vectura Consulting AB utfört en geoteknisk utredning med tillhörande geotekniska undersökningar. Den geotekniska utredningen skall ligga till grund för detaljplanearbete för en byggnad med omkringliggande parkeringsytor samt en lekplats vid Tuvevägen, Norra Hisingen, Göteborg. 2. Syfte Syftet med utredningen är bl.a. att beskriva jordlagerföljd och mäktighet inom planområdet samt att översiktligt ge förutsättningar för grundläggning av byggnader samt markplanering. Dessutom att översiktligt utreda områdets slänt- och bergstabilitet för befintliga och framtida förhållanden samt ge förslag på eventuella nödvändiga åtgärder. 3. Utförda undersökningar Geotekniska fältundersökningar utfördes av Sandström Miljö- och Säkerhetskonsult under mars månad 2011 och resultaten finns redovisade i separat handling benämnd Detaljplan Samlingslokal vid Tuvevägen. Rapport geoteknisk undersökning. Fält- och laboratorieresultat. Uppdragsnr , daterad Geotekniska förhållanden 4.1 Topografi Området består av tomterna Tuve 15:58, 15:65 och 15:66 och omfattar ca 0,35 ha. Området är format som en avlång triangel som begränsas av Tuvevägen i väster, en höjdrygg i öster samt av en bebyggd tomt i norr. Längst i norr, invid den befintliga byggnaden, är marken asfaltsbelagd (på en yta av ca 10x15 m 2 ). I övrigt består marken främst av gammal trädgårdsmark bevuxen med glest utspridda löv- och fruktträd. Längst i söder på tomten står fruktträden i prydliga rader. 15 till 20 m närmast berget är vegetationen förtätad med sly. Den norra delen av tomten uppvisar spår av tidigare bebyggelse och det kan även finnas rester av husgrunder som hinder i marken. Det finns ett flertal synliga block i markytan, som också kan vara rester av tidigare bebyggelse. I norra och södra delen av tomten finns rester av stödmurar invid mindre platåer vid bergsfot. På bergssluttningen finns också flera gamla murar samt en trappa uppbyggd av stenblock. Marken sluttar från berget ned mot Tuvevägen och nivån varierar mellan ca +30 och ca Jordlagerförhållanden Jorden består överst av ett ytjordskikt av organisk jord och sand och därunder av lera ovan friktionsjord på berg. Jorddjupet är mellan 0 och 0,5 m närmast berget och ökar mot väster. Sonderingsstopp erhölls på ca 10 m i borrpunkter närmast Tuvevägen. Ytjordskiktet består av mulljord, den organiska jordens tjocklek har inte närmare undersökts. Den underliggande siltiga sanden är ställvis förekommande och mäktigheten är upp till 0,5 m. I nordväst, närmast berget, består ytjorden av ett fyllningslager av grus och sand ovan den siltiga sanden.

4 Detaljplan, Samlingslokal vid Tuvevägen Vectura 4 (9) Lerans mäktighet varierar inom området mellan ca 0,5 m och ca 10 m. Leran är den översta 1 à 1,5 m utbildad som torrskorpelera och har ställvis inslag av silt. Lerans densitet är ca 1,55 1,6 t/m 3, vattenkvot (W N ) och konflytgräns (W L ) varierar mellan ca 70 90% resp %. Leran är högsensitiv med en sensitivitet (S t )som varierar mellan 35 och 85. Sensitiviteten är >50 på djupen 4 5 m och leran bör där klassificeras som kvick. Den lösa lerans korrigerade skjuvhållfasthet (vald utifrån konförsök, vingförsök samt CPT) är 15 kpa ner till 5,5 m djup och ökar därunder med 2,5 kpa/m mot djupet, se bilaga 1. Enligt utförda konsolideringsförsök är leran är överkonsoliderad med OCR ca 1,6 och har en kompressionsmodul (M L ) som varierar mellan ca kpa, se bilaga 2. Friktionsjorden under leran har inte närmare undersökts. 5 Bergförhållanden Detaljplaneområdet avgränsas i öster av oregelbundna slänter som successivt övergår till berg i dagen, lokalt med i stort sett lodräta partier, eller tunt jordtäcke på berg. Nivåskillnaden från Tuvevägen i väster till högsta nivån i öster är ca 34 m. Vegetationen utgörs av sly, lövträd och enstaka barrträd. I slänterna nedanför berget mot detaljplaneområdet i väster återfinns block i varierande storlek, största blocken är ca 1 m. Blockförekomsten är mest frekvent utmed den östra slänten i norra delen av detaljplaneområdet och avtar mot söder, foto 1. Ställvis utmed bergsfoten återfinns uppbyggda stenmurar, se foto 2. Murarna kan ha uppförts för att skydda områdets lägre liggande delar mot utfallna stenar och block. Foto 1. Block och sten i släntfot öster om detaljplaneområdets norra del. Foto 2. Befintlig mur i slänten. 5.1 Bergarter Bergrunden inom området utgörs till största delen av graniter med varierande färg från röd till grå med mycket skiftande kvalitet och egenskaper utmed detaljplaneområdet. I den norra delen av detaljplaneområdet är graniten utsatt för grusvittring, se foto 3. Grusvittringen förmodas vittna om hög vittringsbenägenhet, troligen i kombination med förhöjd radioaktivitet. 5.2 Sprickor Sprickor i berggrunden förekommer i hela området. Sprickfrekvensen och sprickriktningar varierar kraftigt och någon dominerande sprickriktning kan inte utläsas. I många fall är sprickriktningen ogynnsam för stabiliteten längs berget utmed detaljplaneområdet, se foto 4. Påverkande faktorer för att spricksystemen förändras och vidgas med eventuellt bergsras och blockutfall som följd är bl. a.

5 Detaljplan, Samlingslokal vid Tuvevägen Vectura 5 (9) vattentillgången i spricksystemen, långa och frekvent förekommande frostperioder, rotsprängningar samt vittring och erosion. Då bergets kvalitet och egenskaper skiftar utmed detaljplaneområdets gräns i öster har redovisningen därför delats upp i tre delområden 1-3 som redovisas var för sig, redovisade gränser är ungefärliga enligt bild 1. Bild 1: Delområden berg. 5.3 Delområde 1 Berget är lokalt mycket brant och uppsprucket samt djupvittrat (grusvittring), se foto 3 och 4. Berget är även kraftigt påverkat av både frost- och rotsprängning. Vittringen är så långt utvecklad att det lokalt bildats större hålrum där berget hänger fritt. Risken att block och sten när som helst kan lossna och komma i rörelse och nå ner till detaljplaneområdet bedöms som mycket stor. Foto 3. Grusvittrat berg med överhäng. Foto 4. Kraftigt uppsprucket berg. 5.4 Delområde 2 Inom delområde 2 är bergsslänten oregelbunden och något flackare än i område 1 men är fortfarande brant, se foto 5. Berget är inte lika uppsprucket eller påverkat av djupvittring, dock återfinns mindre träd och sly som kan påverka spricksystemen genom rotsprängning. Enstaka lösa block återfinns i bergsslänten. Flertalet block vid släntfot visar på att blockutfall förekommer och kan nå detaljplaneområdet.

6 Detaljplan, Samlingslokal vid Tuvevägen Vectura 6 (9) Foto 5. Bergsslänten inom område 2. Foto 6. Flackare hällar och terrasser i område Delområde 3 Bergslänten är kuperad med flackare hällar och terrasser, se foto 6. Lokalt vid terrasserna förekommer lägre lodräta uppspruckna bergspartier där risk för mindre blockutfall p.g.a. rot- och issprängningar föreligger, se foto 7. Tack vare att de lodräta partierna är lägre bedöms eventuella blockutfall inte att kunna transporteras några längre sträckor. Foto 7. Uppsprucket bergsparti i område 3.

7 Detaljplan, Samlingslokal vid Tuvevägen Vectura 7 (9) 6. Geohydrologiska förhållanden Portrycksförhållandena i leran har inte närmare undersökts. Grundvattentrycket uppmätt i grundvattenrör nedfört i friktionsjorden under leran visar på en grundvattenyta ca 1 m under markytan. 7. Markradon Mätning av radonhalten i jordluften samt av total gammastrålning från berg i dagen utfördes under april månad 2011 av Vectura Consulting AB resp. Bergab. Resultaten från mätning av total gammastålning från berg i dagen varierar främst mellan ca 0,22 0,34 µs/h, med enstaka partier med nivåer mellan 0,4 0,5 µs/h. Resultaten från utförda mätningar av radonhalten i jordluften varierar mellan 8 och 57 kbq/m 3. Detta, i kombination med mätningen av total gammastrålning, medför att marken klassificeras som högriskmark vad gäller radon. Högriskmark kännetecknas av mätvärden >20 à 30 µs/h (berg) resp. >50 kbq/m 3 (mark). 8. Stabilitet Rekommenderad säkerhetsfaktor mot brott, enligt IEG.s rapport 4:2010, beror dels på typ av markanvändning och dels på utredningsskede. Då utredningen är gjord för en planläggning av markområdet, klassas markanvändningen som nyexploatering och utredningsnivån som detaljerad utredning. För dessa kategorier är den rekommenderade säkerhetsfaktorn enl. tabell 4.2, IEG.s rapport 4:2010: F C (Odränerad analys) 1,7-1,5 + F Komb (Kombinerad analys) 1,5-1,4 I detta skede bör de högre intervallen anses gälla då endast en kvalificerad undersökning har utförts och då leran är högsensitiv. Stabilitetsberäkningar har utförts som kombinerad och odränerad analys för cirkulärcylindriska glidytor med Morgenstern-Prices metod i programmet SLOPE/W GeoStudio 2007 v Stabilitet nuvarande förhållanden Utförda geotekniska undersökningar visar på en lös och högsensitiv lera inom området, som har en svagt sluttande markyta ner mot en befintlig väg. Med hänsyn till detta har en kontroll av befintliga stabilitetsförhållanden utförts i en sektion och dessa beräkningar visar att säkerheten mot markbrott uppfyller gällande krav i IEG.s rapport 4:2010. Skredkommissionens Beräknade säkerhetsfaktorer mot stabilitetsbrott uppgår således vid odränerad resp. kombinerad analys till F c = F komb = 1,85, se bilaga 3: Stabilitet framtida förhållanden Exakt utformningen och placering av de tänkta byggnaderna (samlingslokal och parkeringsytor) är i skrivande stund inte helt klarlagd. Ett förslag på byggnad med källare finns och redovisas på en illustrationsritning på plankartan. En kontroll mot stabilitetsbrott för framtida belastning har utförts med en generell utbredd last på 20 kpa enbart på den pådrivande delen, 20 kpa vilket motsvarar ca 1 m uppfyllnad av friktionsjord. Beräknade säkerhetsfaktorer mot stabilitetsbrott uppgår då vid odränerad resp. kombinerad analys till F c = F komb = 1,75, se bilaga 3:3 4. Som en känslighetsanalys har beräkningar också utförts för en trycknivå av grundvattnet i höjd med markytan för lasterna 20 och 30 kpa (enbart pådrivande). En högre trycknivå för grundvattnet bedöms

8 Detaljplan, Samlingslokal vid Tuvevägen Vectura 8 (9) svår att utveckla då friktionsjorden under leran utgörs av ett sammanhängande skikt från markytan utmed berget och fungerar tryckutjämnande. Beräknade säkerhetsfaktorer mot stabilitetsbrott uppgår då vid odränerad resp. kombinerad analys till F c = F komb = 1,7 (20 kpa) resp. F c = F komb = 1,45 (30 kpa), se bilaga 3:5 3:8. För en situation med en utbredd markbelastning av 30 kpa (motsvarar ca 1,5 m utbredd tung fyllning) på den pådrivande delen med en grundvattennivå vid markytan visar att stabiliteten inte är tillfredställande. 9. Allmänna rekommendationer 9.1 Stabilitet Stabiliteten i området är tillfredsställande för befintliga förhållanden samt med en total utbredd maximal belastning av 20 kpa av t ex fyllning och byggnad. Detta gäller om hela marklasten ligger på den pådrivande sidan och för nuvarande marknivåer enligt grundkartan, även om grundvattenytan skulle stiga upp till marknivån. Större totala markbelastningar från uppfyllnader och byggnader än 20 kpa på den pådrivande delen skall ur stabilitetssynpunkt därmed inte utföras utan stabilitetshöjande åtgärder. Området som inte skall belastas med mer än 20 kpa utan att stabilitetshöjande åtgärder vidtas redovisas på bilaga 4. Då marken sluttar åt väster mot Tuvevägen kommer en källare för förslagsbyggnaden på illustrationsritningen bli ett suterrängplan. Marken kommer att behöva schaktas av med flera meter i den östra delen för att kunna åstadkomma en plan golvyta. Då avschaktningen endast medför en lokal avlastning på aktivdelen blir den positiva effekten begränsad för stabiliteten inom tomten men gynnsam ur sättningssynpunkt. Djupare schakt för byggnaden innebär att lokalstabiliteten i byggskedet måste kontrolleras, troligen kommer det att krävas någon form av tillfällig stödkonstruktion. Eventuell annan belastning kan vara möjlig men ska i så fall detaljstuderas och IEG.s rapport 6:2008 skall då tillämpas. Eventuellt kan en fördjupat utredning i enlighet med och IEG.s rapport 4:2010 och kompletterande geotekniska undersökningar visa att lägre säkerhetsfaktorer kan accepteras. 9.2 Rasrisk Inom den norra delen av detaljplaneområdet bedöms risken för block- och stenutfall som kan påverka detaljplaneområdet vara överhängande och förstärkningsåtgärder bör utföras innan, eller i samband med, exploatering av tomten kan ske. Risken bedöms successivt avta åt söder. Lämpliga förstärkningsåtgärder är troligtvis avverkning för att motverka rotsprängningar, skrotning, nätning alternativt fångstnät och eventuellt bultning. För att fastställa vilka områden som måste åtgärdas samt vilka förstärkningsmetoder som är lämpligast måste en erfaren bergtekniker anlitas. 9.3 Sättning Sättningsförhållandena inom området är generellt sett gynnsamma. Leran inom området är överkonsoliderad med kpa, med en grundvattenyta 1 m under markytan. Detta innebär att laster motsvarande max 0,5 m fyllning (d.v.s. 10 kpa) kan påläggas utan att medföra sättningar som

9 Detaljplan, Samlingslokal vid Tuvevägen Vectura 9 (9) kan vara skadliga för t.ex. byggnader och ledningar eller ge besvärande marksättningar utanför byggnader. Förslaget för byggnaden med källare inom tomten kommer att medföra en viss avlastning av marken i de östra delarna vilket är gynnsamt ur sättningssynpunkt. 9.4 Grundläggning och uppfyllning För att kunna åstadkomma en plan golvyta för källare för den föreslagna byggnaden kommer det att krävas avschaktning och eventuellt viss sprängning i den östra delen av tomten. Lättare byggnader kan ev. kompensationsgrundläggas, men tyngre byggnader bör grundläggas till fast botten eller berg. På östra delen av tomten, närmare berget, kan dock byggnaden beroende på färdig golvnivå behöva grundläggas på packad sprängstensfyllning på plansprängt berg, plintar till fast botten/berg och pålar då jorddjupet successivt ökar från öster mot väster. Då byggnadens exakta utformning och läge är fastställt rekommenderas kompletterande geotekniska undersökningar som underlag för att bestämma den mest kostnadseffektiva grundläggningsmetoden och kontroll av lokalstabiliteten för djupare schakter. 9.5 Radonskydd Med hänsyn till utförda mätningar av markradon samt gammastrålning från berget klassificeras marken som högriskområde. På högriskområde skall byggnader uppföras som radonsäkra, d.v.s. med en grundkonstruktion med höga krav på att byggnaden är tät mot inläckande jordluft. 9.6 Omgivningspåverkan En sänkning av grundvattennivån och portrycket i leran kan medföra sättningar. Schakt och fyllning skall utföras på sådant sätt att dränering och grundvattensänkning motverkas. Geoteknisk kontroll bör utföras under byggskedet vid schakt- och pålningsarbeten samt större jordförstärkningsarbeten. Vid all verksamhet som ger ökning av portrycken i leran, t.ex. pålning, vibrering el.dyl. bör portryck och markrörelser kontrolleras.