Norra Borgens verksamhetsområde, detaljplan Alingsås kommun Teknisk PM Geoteknik

Transkript

1 Norra Borgens verksamhetsområde, detaljplan Alingsås kommun

2 Beställare: Alingsås kommun Alingsås Beställarens representant: Anna Uhrbom Konsult: Uppdragsledare Handläggare Norconsult AB Box Göteborg Elisabeth Setterstig Martin Johansson/David Rudebeck Uppdragsnr: Filnamn och sökväg: Kvalitetsgranskad av: Tryck: N:\102\40\ \G\Beskr- PM\PM_Detaljplan_E20.docx Mikael Lindström Norconsult AB

3 3 (12) Innehållsförteckning 1. Orientering Geotekniska undersökningar Områdesbeskrivning Geotekniska förhållanden Geohydrologi Stabilitet Resultat Slutsats Sättningar Radon Markradon Gammastrålning Markarbeten Blockutfall/bergras Erosion Rekommendationer Stabilitet Grundläggning Radon BILAGOR Stabilitetsberäkning, sektion D2, D5, D7 Bilaga 1:1-1:3

4 4 (12) 1. Orientering På uppdrag av Alingsås kommun har Norconsult AB utfört geotekniska undersökningar inför detaljplanearbete för rubricerat objekt. Området är beläget mellan väg E20 och Säveån, öster om Alingsås. Den tänkta exploateringen av området skall främst bestå av industri- och affärsområde. Samtidigt som arbetet med detaljplanen har fortskridit har arbetet med en arbetsplan för ombyggnad av den angränsande väg E20 pågått. Arbetsplanen omfattar även den lokalgata som kommer att gå rak genom detaljplaneområdet. Ett stort antal geotekniska undersökningar har utförts i samband med arbetsplanen för vägen. Många av dessa undersökningar har varit användbara i detaljplanearbetet. Bild 1. Detaljplaneområdets nordöstra del. Vy åt sydväst. 2. Geotekniska undersökningar Utförda geotekniska undersökningar redovisas i Norra Borgens verksamhetsområde, detaljplan Alingsås kommun Markteknisk undersökningsrapport geoteknik (MUR/Geo) upprättad av Norconsult AB med uppdragsnummer

5 5 (12) 3. Områdesbeskrivning Området består till största delen av åkermark. Enstaka byggnader och skogsdungar har påträffats inom detaljplaneområdet. Olstorpabäcken går tvärs igenom området. Området är plant men relativt stora nivåskillnader kan uppstå till Säveån, som begränsar området i sydväst. I nordväst begränsas området av Tokebackeån och i sydost av E Geotekniska förhållanden Jordlagerföljden utgörs huvudsakligen från markytan av: Mulljord till ca 0,3 m djup. Siltig sand till ca 1-1,5 m djup. Siltig torrskorpelera till ca 2-2,5 m djup. Siltig lera mellan ca 15 m till större än 40 m djup. Sannolikt underlagras leran av ett lager friktionsjord ovan berg. Mäktigheten på detta friktionslager har inte bestämts. Den siltiga sanden har påträffats i huvuddelen av området. Vattenkvoten varierar mellan ca %. Inslag av lera förekommer. Sandens karakteristiska friktionsvinkel är utvärderad till ca 32 Materialet bedöms tillhöra materialtyp 3B samt tjälfarlighetsklass 2. Torrskorpeleran förekommer huvudsakligen i östra delen av aktuellt område. Vattenkvoter varierande mellan %. Materialet bedöms tillhöra materialtyp 5A samt tjälfarlighetsklass 4. Den siltiga leran har överst vattenkvoter och konflytgränser varierande mellan ca %. Den siltiga leran klassificeras som materialtyp 5A alternativt 4B och tillhör tjälfarlighetsklass 4. Lerans korrigerade odränerade skjuvhållfasthet bedöms variera mellan kpa i markytan för att sedan öka på djupet. Uppmätta utvärderade skjuvhållfastheter redovisas i den kompletterande handlingen Markteknisk undersökningsrapport geoteknik (MUR/Geo) Utförd kolvprovtagning för detaljplanen påvisar att leran är normalsensitiv, se bilaga 2 tillhörande MUR/Geo, vilket stämmer bra överens med större delen av de utförda kolvprovtagningarna för arbetsplanen. Dock har ett fåtal prover uppvisat hög sensitivitet (ibland t o m s.k. kvicklera) bland annat den kolvprovtagning som utförts av Sweco i norra delen av detaljplaneområdet (se borrpunkt SW5 på

6 6 (12) planritning G101 tillhörande MUR/Geo), så variationer i sensitivitet kan förekomma. 5. Geohydrologi Grundvattenförhållandena har undersökts med både grundvattenrör och portrycksspetsar. Grundvattenytan verkar generellt påträffas i anslutning till markytan eller någon meter under. Portrycksfördelningen i leran är hydrostatisk eller något lägre. 6. Stabilitet Stabiliteten har kontrollerats i sektion D2, D5 och D7, se ritning G101. Beräkningarna har utförts med kombinerad analys med partialkoefficientmetoden enligt IEG:s dokument 6:2008. Beräkningar har gjorts för cirkulärcylindriska glidytor med Morgenstein-Price s lamellmetod Underlaget har bestått av inmätta områden med flygscanning samt nu utförda undersökningar. Beräkningarna har utförts med GeoStudio 2007, Slope/W, version Materialegenskaper har valts utifrån tabell 6.1. Vid beräkningar har portrycket i leran ansatts till hydrostatiskt från ca 0,2 till 2 m under markytan. Detta bedöms vara de förhållanden som kan uppkomma vid långvarig nederbörd. Sektionerna har beräknats för befintliga förhållanden samt för en utbredd last på den pådrivande sidan av den värsta glidytan. För trafik på gång- och cykelvägen vid har en variabel last på 5 kpa ansatts på hela gc-vägens bredd. För lokalgatan samt E20 har en variabel last på 10 kpa. Dessa laster har beräknats i SK2 med ansättningen: SK2 Geo.last = 1,0 G kj + 1,27 Q kj

7 7 (12) Vid beräkning i kombinerad analys har hållfasthetsparametrar antagits enligt praxis, c = c u (Tfu korr ) * 0,1 och med en friktionsvinkel på 30. För respektive sektion har omräkningsfaktorn, η 1-8, valts utifrån följande bedömningar. η 1,2 = 1,0 (4 oberoende undersökningspunkter/sektion i normalsvensk lera) η 3 = 0,95 (två metoder har huvudsakligen använts för bestämning av c u ) η 4-7 = 1,0 (stor brottyta, c u bestäms av medelvärde i jorden) η 8 = 1,0 (dimensionering av slänter och bankar) I Boverkets rapport BFS 2011:10 ges riktvärden för erforderliga partialkoefficienter vid stabilitetskontroll i dränerade samt odränerade jordar. För dränerade jordar är γ M,φ = 1,3 och för odränerade jordar är γ M,cu = 1,5. Tabell 6.1 Värderade medelvärden,, (baserat på härledda värden) och karakteristiska värden X k samt dimensionerande värden X d. Jordlager Materialegenskap Värderat medelvärde, Karakteristiskt värde, X k Dimensionerande värde, X d Vägkropp Sand/ Friktionsmaterial Tunghet Effektiv tunghet under gvy γ = 21 kn/m 3 Samma som värderat γ = 13 kn/m 3 medelvärde Samma som värderat medelvärde Friktionsvinkel - k = 35º d = 28,3º Tunghet Effektiv tunghet under gvy γ = 20 kn/m 3 Samma som värderat γ = 10 kn/m 3 medelvärde Samma som värderat medelvärde Friktionsvinkel - k = 32º d = 25,7º Lera 1 Tunghet Effektiv tunghet under gvy Odränerad skjuvhållfasthet γ = 18 kn/m 3 Samma som värderat γ = 8 kn/m 3 medelvärde Samma som värderat medelvärde c u = 60 kpa c uk = 57 kpa c ud = 38 kpa Lera 2 Nivå ca +60 till +20 Tunghet Effektiv tunghet under gvy γ = 18 kn/m 3 Samma som värderat γ = 8 kn/m 3 medelvärde Samma som värderat medelvärde Odränerad skjuvhållfasthet c u = ,5*z Där z=0 vid nivån +60 c uk =57 + 1,43*z c ud = ,95*z 6.1 Resultat En sammanställning av beräknade säkerhetsfaktorer för beräkningssektionerna redovisas i Tabell 6.2 nedan. Beräkningarna redovisas i Bilaga 1:1-1:3.

8 8 (12) Erfordrad säkerhetsfaktor i SK2 enligt IEG:s rapport 6:2008 är F EN = 1,0. Tabell 6.2 Beräknade säkerheter mot skred Sektion Säkerhetsfaktor F komb Sektion D2-D2, 50 kpa utbredd last 2,56 Sektion D5-D5, 50 kpa utbredd last 1,98 Sektion D7-D7, 50 kpa utbredd last 1, Slutsats Sektionerna har valt utifrån de geometriska förutsättningar som anses vara minst fördelaktiga för respektive delområde. Beräkningarna visar att säkerheten mot skred är tillfredställande för befintlig topografi med en tillförd utbredd marklast på 50 kpa, vilket bedöms vara den maximala marklast med vilken platta på mark kan grundläggas. 7. Sättningar Lerans sättningsegenskaper har inte undersökts närmare i samband med den geotekniska utredningen för detaljplanen. Däremot har lerans deformationsegenskaper utreds i samband med arbetsplanen för ny väg E20. En överkonsolideringsgrad (OCR) på ca 2 och en kompressionsmodul (M L ) på ca kpa har generellt utvärderas för leran i arbetet med arbetsplanen. Detta medför att leran inte är sättningskänslig för mindre laster men pga sin stora mäktighet kan fortfarande tidsberoende större sättningar genereras vid stora lastökningar. 8. Radon 8.1 Markradon Aktuellt område har undersökts avseende markradon. Syftet med undersökningen har varit att översiktligt mäta radonhalter i markens porluft för kontroll avseende radonklassificering inför detaljplan. Följande mätningar har utförts:

9 9 (12) Mätning av radonhalten i jordluft genomfördes i 4 punkter med en emanometer av typen Markus 10. Emanometermetoden är en momentan metod, vid vilket ett sondrör drivs ned 0,7 m i marken, varefter ett instrument med tillhörande vakuumpump kopplas på sonden. Jordluft sugs in i en mätkammare där en halvledardetektor analyserar radonhalten. Undersökningen utfördes i november I två av mätpunkterna (NC609 och NC612) har fuktigheten i marken varit för hög för att kunna erhålla något resultat. Vid provtagning av jordens porluft neddrevs sonden till 0,7 m under markytan i fyra punkter, se ritning G101 och tabell 8.1. Värden på radongas mellan kbq/m 3 uppmättes. Klassificering av mark avseende radongas i jordens porluft sker enligt följande: Lågradonmark 10 kbq/m 3 Normalradonmark kbq/m 3 Högradonmark 50 kbq/m 3 Tabell 8.1Uppmätta halter radongas i jordens porluft. Provpunkt Radongashalt (kbq/m 3 ) Jordart (utfört i fält) NC sisa NC sisa Området klassificeras som normalradonmark med uppmätta värden mellan kbq/m Gammastrålning Inget berg i dagen har påträffats inom området, så gammastrålningsmätning är ej aktuellt. 9. Markarbeten Då jorden innehåller silt kan det medföra att jorden uppvisar ett visst flytjordsbeteende. Det innebär att jorden lätt kan bli störd i samband med schaktning samt att den kan förlora mycket av sin hållfasthet i schakter som står öppen under en längre tid. Dessutom kan stabiliteten för schakter i flytjord kraftigt försämras av nederbörd samt vid schakt under grundvattennivån.

10 10 (12) 10. Blockutfall/bergras Inget berg i dagen har påträffats inom detaljplaneområdet. Ingen risk för blockutfall föreligger. 11. Erosion Längs med den meandrande Tokebackaån pågår omfattande erosion med skredärr i åns kanter som följd. Detta behandlas i SWECO:s handling Norra Borgen. Geoteknisk undersökning för nybyggnad av industriväg, daterad med uppdragsnummer Då de bebyggda delarna av detaljplaneområdet sträcker sig ända fram till ån kan det inte uteslutas att dessa områden med tiden kan påverkas av erosionen, främst i form av de ytliga ras som kan uppstå pga av erosionen. Det rekommenderas därför att erosionsskydd ombesörjs vid byggnation i anslutning till eroderande vattendrag för att säkerställa att erosionen inte påverkar bebyggelsen negativt. 12. Rekommendationer 12.1 Stabilitet Med befintlig topografi bedöms totalstabiliteten i området som fullgod för en utbredd marklast på 50 kpa. Vid förändringar av topografin/geometrierna till följd av närmast Tokebackaån (i sektion D5, D7) till följd av erosion, schakt, fyllnad m.m. rekommenderas att stabiliteten kontrolleras i ett senare projekteringsskede för att säkerställa en fullgod stabilitet Grundläggning Lättare byggnader bedöms generellt kunna plattgrundläggas utan problem, förutsatt att anslutningarna till byggnaderna utförs så pass flexibla att de klarar av de sättningar som tids nog kommer att uppstå. Vid grundläggning av byggnader som överstiger 2 plan bör eventuell pålgrundläggning utredas Radon Området bedöms som normalradonmark. Det rekommenderas att alla planerade byggnader dimensioneras för normalradonmark, dvs. utförs radonskyddande. Som radonskyddande utförande räknas en väl utförd betongplatta samt att håltagningar

11 11 (12) och rörgenomföringar genom bottenplattan skall utföras täta så att markluft ej kan tränga upp i byggnaden. Norconsult AB Väg och Bana Geoteknik Bernard Gervide Eckel Bernard.gerivde.eckel@norconsult.com Martin Johansson martin.johansson@norconsult.com David Rudebeck david.rudebeck@norconsult.com

12 Norconsult AB Theres Svensson gata 11 Box 8774, Göteborg , fax

13 BILAGA 1:1 Skala 1:1000 (A3) Detaljplaneområde, norra Alingsås Detaljerad stabilitetskontroll mot Säveån Beräkning med dimensionerande värden enl IEG Skala 1:400 (A4) File Name: SektD2_Komb.gsz Directory: N:\102\40\ \G\Beräkningar\Stabilitet\Sektion D2\ Date: Time: 15:05:00 Name: Lera 1 Model: Combined, S=f(depth) Unit Weight: 18 kn/m³ Phi: 24 Cu-Top of Layer: 38 kpa Cu-Rate of Change: 0 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Name: Lera 2 Model: Combined, S=f(datum) Unit Weight: 18 kn/m³ Phi: 24 Cu-Rate of Change: 0.95 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Cu-Datum: 38 kpa Elevation: 60 m F = 2,56 Name: Vägkropp Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kn/m³ Phi: 28.3 Cohesion: 0 kpa Name: Friktionsmaterial Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kn/m³ Phi: 25.7 Cohesion: 0 kpa Unit Wt. Above Water Table: 21 kn/m³ Name: Sand Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kn/m³ Phi: 25.7 Cohesion: 0 kpa Sand Trafiklast: 13kPa Vägkropp Lera 2 Friktionsmaterial Lera 1 Detaljplaneområde 50 kpa F = 3,98 Trafiklast: 13kPa GC-last: 6,5 kpa Vägkropp Friktionsmaterial Detaljplaneområde 50 kpa Sand Lera 1 Lera 2 Friktionsmaterial F = 1,

14 Detaljplaneområde, norra Alingsås Detaljerad stabilitetskontroll mot Säveån Beräkning med dimensionerande värden enl IEG Skala 1:400 (A4) File Name: SektD5_Komb.gsz Directory: N:\102\40\ \G\Beräkningar\Stabilitet\Sektion D5\ Date: Time: 13:58:43 Skala 1:1000 (A3) Name: Lera 1 Model: Combined, S=f(depth) Unit Weight: 18 kn/m³ Phi: 24 Cu-Top of Layer: 38 kpa Cu-Rate of Change: 0 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Name: Lera 2 Model: Combined, S=f(datum) Unit Weight: 18 kn/m³ Phi: 24 Cu-Rate of Change: 0.95 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Cu-Datum: 38 kpa Elevation: 60 m BILAGA 1:2 Name: Vägkropp Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kn/m³ Phi: 31 Cohesion: 0 kpa Name: Sand Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kn/m³ Phi: 25.7 Cohesion: 0 kpa Sand Lera 1 Trafiklast: 13kPa Vägkropp Detaljplaneområde 50 kpa Trafiklast: 13kPa GC-last: 6,5 kpa Vägkropp Sand Lera 2 Detaljplaneområde 50 kpa Lera 1 F = 1,

15 BILAGA 1:3 Detaljplaneområde, norra Alingsås Detaljerad stabilitetskontroll mot Säveån Beräkning med dimensionerande värden enl IEG Skala 1:800 (A4) File Name: SektD7_Komb.gsz Directory: N:\102\40\ \G\Beräkningar\Stabilitet\Sektion D7\ Date: Time: 15:40:09 Skala 1:800 (A3) Name: Lera 1 Model: Combined, S=f(depth) Unit Weight: 18 kn/m³ Phi: 24 Cu-Top of Layer: 38 kpa Cu-Rate of Change: 0 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Name: Lera 2 Model: Combined, S=f(datum) Unit Weight: 18 kn/m³ Phi: 24 Cu-Rate of Change: 0.95 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Cu-Datum: 38 kpa Elevation: 60 m Name: Vägkropp Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kn/m³ Phi: 28.3 Cohesion: 0 kpa Name: si Sa Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kn/m³ Phi: 25.7 Cohesion: 0 kpa F=2, Detaljplaneområde 50 kpa Trafiklast: 13kPa Detaljplaneområde 50 kpa F=1, Lera 1 Vägkropp si Sa Lera Lera