RAPPORT GEOTEKNIK BRO ÖVER VRÅNGÄLVEN, CHARLOTTENBERG

Transkript

1 RAPPORT GEOTEKNIK BRO ÖVER VRÅNGÄLVEN, CHARLOTTENBERG SLUTRAPPORT

2 UPPDRAG , Stöd i DP-arbete Charlottenberg Titel på rapport: Rapport Geoteknik Status: Slutrapport Datum: MEDVERKANDE Beställare: Kontaktperson: Olav Thongruppen Lars Fernqvist Konsult: Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Tyréns AB Emma Sundberg Jonas Karlsson Daniel Hägerstrand Handläggare Jonas Karlsson: Datum: Handlingen granskad av Daniel Hägerstrand: Datum: Tyréns AB Lilla Torget Alingsås Tel: Säte: Stockholm Org.nr:

3 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 OBJEKT ÄNDAMÅL TIDIGARE UTREDNINGAR STYRANDE DOKUMENT PLANERAD/FÖRESLAGEN KONSTRUKTION MARKFÖRHÅLLANDEN GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN TOPOGRAFI SÖDRA BROSTÖDET NORRA BROSTÖDET HYDROGEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN REKOMMENDATIONER DIMENSIONERING BESKRIVNING AV GEOKONSTRUKTION GEOTEKNISK KATEGORI OCH SÄKERHETSKLASS SAMMANSTÄLLNING AV GEOKONSTRUKTIONENS DIMENSIONERANDE VÄRDEN... 6 Tillhörande dokument/hänvisningar Beteckning Datum MUR Geoteknik Tyréns AB Lilla Badhusgatan Göteborg Tel: Säte: Stockholm Org.nr:

4 1 OBJEKT På uppdrag av Charlottenbergs shoppingcenter har Tyréns AB utfört en geoteknisk undersökning för bro över Vrångälven. Uppdragsanvarig för Tyréns AB är Emma Sundberg. 2 ÄNDAMÅL Syftet med undersökningen är att ge underlag avseende de geotekniska förhållandena samt ge rekommendationer för grundläggning av bro. 3 TIDIGARE UTREDNINGAR Följande tidigare utredningar finns inom området: Charlottenberg, Morast, Nytt handelsområde, SWECO VBB, , Vrångsälven, Planerad Bro, Förstudie geoteknik, Bohusgeo AB, 14137, STYRANDE DOKUMENT Styrande dokument för denna PM är enligt tabell 1. Tabell 1 Styrande dokument Dokument Eurokod 7, 1997 TKGeo 13 5 PLANERAD/FÖRESLAGEN KONSTRUKTION Brokonstruktionen är inte bestämd. Vid tidpunkten för de geotekniska undersökningarna planerades för en samverkans bro i ett fack med brostöden utanför strandlinjen. 6 MARKFÖRHÅLLANDEN 6.1 GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN TOPOGRAFI Norr om älven är marken relativt plan med marknivåer på runt +114 (RH 2000). Först ca 100 m från älven börjar marknivåerna stiga upp mot nivå Söder om älven så lutar markytan ca 1:7 ner mot strandkanten. 25 m söder om älven planar markytan ut på en nivå på drygt I samband med de geotekniska undersökningarna 2016 genomfördes bottenlodning av älvfåran i läget för befintlig gångbro. Älvslänterna har en lutning på 1:2,5 ner till nivån knappt Större delen av älvfåran är plan på nivåer runt Älvens bredd i läget för bron uppgår till ca 30 m. I läget för bron rinner älvens vatten från öster till väster. 4(7)

5 6.1.2 SÖDRA BROSTÖDET I läget för det planerade södra brostödet förekommer en ca 1,5 meter hög stödmur. Detta innebär att befintlig marknivå skiljer sig inom ytan för planerat brostöd. Söder om stödmuren ligger marknivån på +116,5 till Norr om stödmuren ligger marknivån på ca +115,5. Jordlagerföljden utgörs av mulljord, fyllning, naturligt lagrade sediment och friktionsjord på berg. Bergnivån varierar mellan +103,4 till +105,5 i utförda undersökningar. Fyllningen är ca 1 meter tjock och består av siltig sand med inslag av grus söder om stödmuren. Vattenkvoten ligger på %. De naturligt lagrade sedimenten under fyllningen utgörs av ca 3 meter tjock siltig sand som underlagras av ca 6 meter finjord av silt och lera. Den siltiga sanden har en medelfast lagringstäthet och vattenkvot på runt 30 %. Finjorden har i rutinundersökningen av den ostörda provtagningen klassificerats som siltig lera respektive lerig silt. Densiteten är uppmätt till mellan 1,8-2,0 t/m3. Vattenkvoten och konflytgränsen uppgår till %. Sensitiviteten uppgår till runt 15, vilket innebär att finjorden klassas som mellansensitiv. Den utvärderade skjuvhållfastheten uppgår till 18 kpa på djup 4 meter för att sedan öka med 1,8 kpa/meter. Detta innebär att finjorden har en mycket låg skjuvhållfasthet som på djupet övergår till låg skjuvhållfasthet. CRS-försök har utförts på tre nivåer där jorden klassas som siltig lera. Deformationskurvan har dock en respons som överensstämmer bättre med silt än med lera. Vid CRS-försök så erhålles inte en klassisk deformationskurva med en tydlig knyck vid förkonsolideringstrycket. Detta beror på det stora siltinnehållet i leran. Vid utvärdering av deformationsegenskaper måste då en samlad bedömning göras för att finna en trolig generell deformationsrespons genom lerlagret. Mellan finjorden och berget finns det 0,5 till 2 meter friktionsjord NORRA BROSTÖDET Marknivåerna vid det norra brostödet ligger mellan +113,4 och +114,2 i utförda undersökningspunkter. Jordlagerföljden utgörs av mulljord, naturligt lagrade sediment och friktionsjord på berg. Bergnivån varierar mellan +103,5 till +106 i utförda undersökningar. De naturligt lagrade sedimenten utgörs av ca 5 till 6 meter tjock siltig sand som underlagras av ca 1,5 till 3,5 meter finjord av silt och lera. Den siltiga sanden har en lös lagringstäthet och vattenkvot på runt 20 %. Inga provtagningar har utförts på finjorden vid det norra brostödet men egenskaperna bedöms vara samma som i det södra brostödet. Mellan finjorden och berget finns det 0,5 till 2 meter friktionsjord. 6.2 HYDROGEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN Enligt äldre utredningar av Sweco anges dämningsgräns för kraftverket nedströms i Vrångsälven till +112,9 och avsänkningsgräns är +111,9. Dammens krön är belägen på nivån +109,65. Norr om älven så ligger grundvattennivån någon halvmeter under markytan. Då marknivån endast ligger något högre än strandlinjen och de övre jordlagren utgörs av sand så styrs grundvattennivån av älvens vattennivåer. Söder om älven så ligger grundvattnet på nivån +114, vilket motsvarar 1,5 till drygt 2 m djup. I undersökningspunkt 16T07 finns portrycksspetsar installerade på djupen (nivåer) 7 (+108,5) och 9,8 meter (+105,7). Den övre sitter i finjorden och den undre i övergången mellan finjord och underliggande friktionsjord. I finjorden uppgår avläst porvattentryck till nivån +114,5, dvs motsvarande 1 meter under markytan. I den undre spetsen uppgår avläst porvattentryck till nivån +113,4, dvs motsvarande ca 2 meter under markytan. 5(7)

6 7 REKOMMENDATIONER Bron rekommenderas att grundläggas på stödpålar för att klara stabiliteten ner mot älven. Även med hänsyn till sättningar rekommenderas stödpålning. Vägbanken direkt bakom landfästena rekommenderas att byggas upp med lättfyllning för att klara kraven på stabilitet och sättningar. Eventuellt kan en viss lastkompensation krävas under befintlig markyta. Vägbankarna direkt bakom landfästena kan också grundläggas på bankpålning. Detta bedöms vara ett dyrare alternativ. 8 DIMENSIONERING 8.1 BESKRIVNING AV GEOKONSTRUKTION En bro för biltrafik ska byggas över Vrångälven. Bron är en facksbro med brostöden utanför strandlinjen. 8.2 GEOTEKNISK KATEGORI OCH SÄKERHETSKLASS Planerad anläggning avseende grundläggning och eventuella stödkonstruktioner hänförs till geoteknisk kategori 2 (GK 2) och säkerhetsklass 2 (SK 2). 8.3 SAMMANSTÄLLNING AV GEOKONSTRUKTIONENS DIMENSIONERANDE VÄRDEN Grundläggningen ska dimensioneras enligt Eurokod 7 (EN 1997). Beräkningar i brott- och bruksgränstillstånd utförs med nedanstående parametrar och partialkoefficienter. Dessa är utvärderade ur undersökningsresultaten med stöd av IEG:s tillämpningsdokument Grunder (Rapport 2:2008). I tabell 2 redovisas härledda medelvärden baserat på geotekniska undersökningar. Tabell 2 Härledda medelvärden för parametrar i jordmodellen MATERIAL TUNGHET, r (r ) (KN/M3) HÅLLFASTHETSEGENSKAPER DEFORMATIONS- EGENSKAPER siltig Sand 18 (10) f = 36 o E= kpa Finjord (silt) 19 (9) t fuk = 18+1,8*z (z från djup 4 m) kpa c = 1,8 kpa f = 30 o OCR= 1,5 M 0 och M L = 2000 kpa Bärighetsberäkningar ska utföras med både odränerade och dränerade parametrar varvid ogynnsammast resultat blir dimensionerande. Det dimensionerande värdet för geokonstruktionen beräknas enligt IEG:s tillämpningsdokument som: där ekv 9.1 γ m Fast partialkoefficient enligt tabell 3 η Omräkningsfaktor som tar hänsyn till osäkerheter relaterade till jordens egenskaper och aktuell geokonstruktion enligt tabell 3 6(7)

7 Tabell 3 Värde för den fasta partialkoeficienten och omräkningsfaktorn MATERIAL γ m η vid stabilitet Dränerad skjuvhållfasthet (φ och c ) 1,3 0,95 Odränerad skjuvhållfasthet 1,5 0,86 Tunghet (γ) 1,0 1,0 I tabell 4 redovisas karakteristiska medelvärden baserat på empiri. Tabell 4 Empiriska karakteristiska värden för parametrar i jordmodellen MATERIAL TUNGHET, r (r ) (KN/M3) HÅLLFASTHETSEGENSKAPER DEFORMATIONS- EGENSKAPER Fyllning 20 (12) f = 35 o E= 10 MPa Friktionsjord 20 (12) f = 35 o E= 10 MPa på berg De dimensionerande värdena för geokonstruktionen beräknas sedan enligt ekvation 9.1. Vid bruksgränsdimensionering skall hänsyn tas till pålastning pga. uppfyllnad av marknivå och avlastning pga. urschaktning. Den dimensionerande sättningsskillnaden Δsd beräknas enligt kap i IEG:s Tillämpningsdokument Plattgrundläggning (7:2008). Tabell 5 Partialkoefficienter för osäkerhet i beräkningsmodell BERÄKNINGSMODELL γ rd Bärighetsberäkning enligt allmänna bärighetsekvationen 1,0 Sättningsberäkning 1,0 Differensättningsberäkning enligt TD Plattgrundläggning. 1,3 Stödkonstruktioner beräknas enligt sponthandboken T18:1996 och TD Stödkonstruktioner för såväl dränerade som odränerade parametrar enligt tabell 2. 7(7)