VÄGBANK OCH TRUMMA FÖR LOTTASBÄCKEN I SVENLJUNNGA

Transkript

1 PM GEOTEKNIK VÄGBANK OCH TRUMMA FÖR LOTTASBÄCKEN I SVENLJUNNGA

2 UPPDRAG , Ny återvinningscentral i Svenljunga Titel på rapport: Vägbank och trumma för Lottasbäcken i Svenljunga, PM Geoteknik Status: Slutrapport Datum: MEDVERKANDE Beställare: Kontaktperson: Svenljunga kommun Magnus Eriksson Konsult: Uppdragsansvarig: Teknikansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Tyréns AB Erik Carlsson Petter Karlsson Tim Björkman Victoria Svahn Teknikansvarig: Datum: Handlingen granskad av: Datum: Tyréns AB Lilla Badhusgatan Göteborg Tel: Säte: Stockholm Org.nr:

3 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 OBJEKT ÄNDAMÅL UNDERLAG FÖR PROJEKTERINGS PM TIDIGARE UNDERSÖKNINGAR UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR DOKUMENT FÖRESLAGEN KONSTRUKTION OMRÅDESBESKRIVNING MARKFÖRHÅLLANDEN GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN SAMMANSTÄLLNING AV HÄRLEDDA EGENSKAPER HÅLLFASTHETSEGENSKAPER DEFORMATIONSEGENSKAPER DENSITET GRUNDVATTENYTA DIMENSIONERINGSFÖRUTSÄTTNINGAR GEOTEKNISK KATEGORI OCH SÄKERHETSKLASS SAMMANSTÄLLNING AV DIMENSIONERANDE VÄRDEN BERÄKNINGAR BROTTGRÄNS - STABILITETSBERÄKNINGAR BRUKSGRÄNS - SÄTTNINGSBERÄKNINGAR REKOMMENDATIONER GRUNDLÄGGNING SCHAKTARBETEN GRUNDVATTENSÄNKNING Bilagor Beteckning Datum Rev. datum Bilaga A Stabilitetsberäkningar Bilaga B Sättningsberäkningar Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun Koncept O:\GBG\268606\G\_Text\PM\underlag kompl\pm Geoteknik.docx 3(13)

4 1 OBJEKT Tyréns AB har på uppdrag av Svenljunga kommun utfört geotekniska undersökningar som underlag för upprättande av ny återvinningscentral (ÅVC) samt vägbank och ny trumma för Lottasbäcken. Denna PM behandlar endast vägbank och ny trumma för Lottasbäcken. Grundläggning för ÅVC behandlas i PM Geoteknik (reviderad ). Figur 1. Flygfoto över aktuellt område för vägbank och trumma över Lottasbäcken. 2 ÄNDAMÅL Syftet med undersökningen är att ge underlag avseende de geotekniska förhållandena så att planerade konstruktion av vägbank och trumma kan projekteras och dimensioneras. 3 UNDERLAG FÖR PROJEKTERINGS PM 3.1 TIDIGARE UNDERSÖKNINGAR Sedan tidigare finns på platsen tre grundvattenrör. Tyréns AB utför mätningar av grundvattenytans nivå i dessa rör, i samband med mätningar på egna grundvattenrör (2 st). Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 4(13)

5 3.2 UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR Tyréns AB har utfört en geoteknisk fältundersökning under maj och september Undersökningarna redovisas i sin helhet i Markteknisk undersökningsrapport/geoteknik (MUR/Geoteknik), daterad Undersökningarna innefattar: Tabell 1. Undersökningar Undersökningsmetod Antal Hejarsondering (Hfa) 5 Jord-bergsondering 7 Skruvprovtagning 9 Grundvattenrör (mätning av grundvattenytans nivå) 5 4 DOKUMENT För PM Geoteknik har dokument presenterade i tabell 2 varit styrande och dokument presenterade i tabell 3 varit vägledande. Tabell 2. Styrande dokument Dokument Eurokod 7, 1997 AMA 13 Tabell 3. Vägledande dokument Dokument TKGEO 13 SGI Information 1; Jords egenskaper IEG Rapport 6:2008, Rev 1; Tillämpningsdokument EN (kapitel 11-12, Slänter och bankar) IEG Rapport 7:2008, Rev 1; Tillämpningsdokument EN (kapitel 6, Plattgrundläggning) Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 5(13)

6 5 FÖRESLAGEN KONSTRUKTION Enligt skissförslag är dragningen för vägbanken ungefär i linje med nuvarande vägbank. Vägbankens höjd och bredd är inte fastslaget. 6 OMRÅDESBESKRIVNING 6.1 MARKFÖRHÅLLANDEN Området för ny vägbank och trumma utgörs idag av en bäckravin och befintlig vägbank. Området är ställvis sankt och ytnära torv påträffas i mitten av bäckravinen i utförda undersökningar. På berggrunden har, enligt SGU:s jordartskarta isälvssediment (sand) avlagrats. Detta bekräftas också av utförda undersökningar. Berggrunden inom aktuellt område utgörs, enligt SGU:s bergartskarta, av gnejsiga bergarter (sur intrusivbergart granit/granodiorit). Figur 2. Bergartskarta Svenljunga (Källa: Sveriges Geotekniska Undersökning) Figur 3. Jordartskarta Moga (Källa: Sveriges Geologiska Undersökning). Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 6(13)

7 6.2 GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN Generellt gäller att jordmäktigheten inom området varier från 28 till 30 meter. Jorden består överst av varierande fyllning eller mulljord med en mäktighet på under en meter. I punkten TY13 har torv påträffats på 0,5 till 1,5 meters djup. Ytlagret underlagras generellt av en siltig sand vars relativa fasthet är medelhög och lagringstätheten är lös till medelfast. På djup större än 16 till 20 meter övergår sandens relativa fasthet till hög/mycket hög och lagringstätheten kan benämnas som fast. Berg påträffas på mellan 28 och 30 meters djup. TY13 Figur 4. Undersökningspunkt TY13, i vilken torv påträffats. Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 7(13)

8 7 SAMMANSTÄLLNING AV HÄRLEDDA EGENSKAPER 7.1 HÅLLFASTHETSEGENSKAPER Friktionsvinkeln utvärderas från Hfa-sonderingar i enlighet med TKGEO13. Då inslag av siltig sand förekommer görs en reduktion av friktionsvinkeln för det översta lagret. Friktionsvinkel [ ] TY1 TY7 TY12 5 TY13 TY14 10 Utvärderat medelvärde Korrektion för silt-inslag Djup [m] Figur 5. Utvärderad friktionsvinkel (TY1 och TY7 ligger inte i direkt anslutning till vägbank). Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 8(13)

9 7.2 DEFORMATIONSEGENSKAPER Elasticitetsmodulen utvärderas i enlighet med TKGEO13. 0 Elasticitetsmodul[MPa] TY1 TY7 5 TY12 TY13 TY14 10 Utvärderat medelvärde Djup [m] Figur 6. Utvärderad elastisitetsmodul. 7.3 DENSITET Densiteten väljs, i enlighet med SGI Information 1, för sand till 18 kn/m 3. På samma sätt väljs den effektiva densiteten till 10 kn/m GRUNDVATTENYTA Den öppna grundvattenytan ligger omkring nivå +142, vilket innebär 2,5 meter under markytan ned mot å- och bäckravinerna, till 4,9 meter under markytan mot sydost. Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 9(13)

10 8 DIMENSIONERINGSFÖRUTSÄTTNINGAR 8.1 GEOTEKNISK KATEGORI OCH SÄKERHETSKLASS Planerad anläggning avseende grundläggning och eventuella stödkonstruktioner hänförs till geoteknisk kategori 2 (GK2) och säkerhetsklass 2 (SK2). 8.2 SAMMANSTÄLLNING AV DIMENSIONERANDE VÄRDEN Grundläggningen dimensioneras enligt Eurokod 7 (EN 1997) där geokonstruktionen hänförs till geoteknisk kategori 2 (GK2). 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). Tabell 4. Parametrar i jordmodellen MATERIAL NIVÅ TUNGHET Friktionsvinkel (kar.) Friktionsvinkel (dim.) Elasticitetsmodul Siltig Sand +146 till (10) kn/m 3 f dk= 31 o f d= 25 o E k= 13 MPa Sand +130 till 18 (10) kn/m 3 f dk= 36 o f d= 29 o E k= 23 MPa Det dimensionerande värdet för geokonstruktionen beräknas enligt IEG:s tillämpningsdokument som: där γ m Fast partialkoefficient enligt tabell 5 η Omräkningsfaktor som tar hänsyn till osäkerheter relaterade till jordens egenskaper och aktuell geokonstruktion enligt tabell 5 Tabell 5. Värde för den fasta partialkoeficienten och omräkningsfaktorn MATERIAL γ m η Friktionsjord (φ ) 1,3 1,0 Tunghet (γ) 1,0 1,0 Dimensionerande grundvattennivå ansätts till I tabell nedan presenteras karakteristiska och dimensionerande laster antagna för beräkningar i brottgräns. Tabell 6. Antagna laster (enligt TKGEO13, version 1.0) Last Karakteristisk last Dimensionerande last Trafiklast 10 kpa 13 kpa Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 10(13)

11 9 BERÄKNINGAR 9.1 BROTTGRÄNS - STABILITETSBERÄKNINGAR Stabiliteten har kontrollerats för bankens undergrund för en fyra meter hög vägbank. Två olika modelleringar utförs; (1) hela banken modelleras (fyllningens tunghet ansätts till 2,0 t/m 3 och friktionsvinkeln ansätts till 45 grader) och (2) banken modelleras som en last på undergrunden. Båda beräkningarna ska uppfylla erforderlig säkerhet i säkerhetsklass 2 (SK2), vilken är SF=1,00. Beräkningarna presenteras i sin helhet i Bilaga A. Notera att bankens lutning enbart är schematiskt antagen i sektionen. Utformning av bank ska utföras enligt AMA13. Figur 7. Tvärsektion, stabilitetsberäkning. Modellering 1 (tv) och 2 (th). I tabell nedan presenteras säkerhetsfaktorer från de dränerade stabilitetsanalyserna. Karakteristiska laster begränsas till 10 kpa för trafik. Dimensionerade laster beräknas enligt Rapport 6:2008 Tillämpningsdokument, EN Kapitel 11 och 12, Slänter och bankar, ekvation 4.1:. = 1,1 + 1,4 Tabell 7. Säkerhetsfaktorer (dränerad analys). Modell Objekt Förutsättning SF. 1 Vägbank Trafiklast (13 kpa) på vägbank, 4 m hög, fyllning = 2,0 t/m 3 1,25 2 Vägbank Ekvivalentlast på undergrund (20 x = 93 kpa) 1,08 Både typer av modellering visar att banken uppfyller erforderlig säkerhet i SK2, med ovan givna förutsättningar. Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 11(13)

12 9.2 BRUKSGRÄNS - SÄTTNINGSBERÄKNINGAR Sättningsberäkningar har utförts för undergrunden vid 4 olika höjder och 2 olika bredder på vägbanken. Beräkningarna presenteras i Bilaga B, resultaten ses i tabell nedan. Tabell 8. Sättning beroende på markbelastning. Belastningsfall Markbelastning Sättning 1 4 m hög och 7 m bred vägbank (80 kpa) 6 cm 2 3 m hög och 7 m bred vägbank (60 kpa) 4 cm 3 2 m hög och 7 m bred vägbank (40 kpa) 3 cm 4 1 m hög och 7 m bred vägbank (20 kpa) 1 cm 5 4 m hög och 10 m bred vägbank (80 kpa) 7 cm 6 3 m hög och 10 m bred vägbank (60 kpa) 5 cm 7 2 m hög och 10 m bred vägbank (40 kpa) 3 cm 8 1 m hög och 10 m bred vägbank (20 kpa) 2 cm Notera att enbart sättning av undergrunden är beaktad. Komprimering av vägbanken kompenseras vid packning. Packning sker enligt AMA13. Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 12(13)

13 10 REKOMMENDATIONER 10.1 GRUNDLÄGGNING Vägbank skall anläggas på naturligt avlagrad friktionsjord eller fyllning. Eventuell torv skall schaktas bort och ersättas med fyllning. Fyllningen skall utföras enligt AMA 13 (CEB; Fyllning för väg, byggnad, bro mm). Vägbanken kan vara upp till 4 m högre än omkringliggande mark. För högre bankar behöver vidare analys utföras. Ledningsbädd för trumma skall anläggas på naturligt avlagrad friktionsjord eller fyllning. Eventuell torv skall schaktas bort och ersättas med fyllning. Fyllning skall utföras enligt AMA 13 (CEC; Fyllning för ledning, magasin mm) med materialtyp 1,2 eller 3 enligt tabell AMA CE/1. Materialet ska packas enligt tabell AMA CE/4. Sker en breddning av befintlig vägbank kan differenssättningar av trumman uppstå. Med hänsyn till befintlig vägbanks höjd kommer dessa uppgå till maximalt 2 cm, vilket inte anses påverka trummans bruklighet SCHAKTARBETEN Eventuella schakter ska ske enligt AMA13, även handbok Schakta säkert Säkerhet vid schaktning i jord från Arbetsmiljöverket och SGI, version 2015, skall beaktas. Schaktens släntlutning är till stor del beroende av jordens lokala egenskaper och lokal förekomst av silt, schaktdjup, väderlek, hur lång tid schakten ska stå öppen samt grundvattenförhållanden och bör därför anpassas till rådande förhållanden på platsen. Generellt bör schakt kunna ske med släntlutning 1:1,5 ned till 2 meters schaktdjup, förutsatt att ingen risk för personskador finns (ingen vistas i schakt), maskiner och upplag inte utförs närmare än 1 meter från släntkrön, se PM Geoteknik Ny återvinningscentral i Svenljunga ( ). Ingen förändring av ravinslänternas geometri får ske utan att en geoteknisk utredning sker GRUNDVATTENSÄNKNING Permanent förändring av grundvattennivån är inte tillåten. Uppdrag: , ÅVC Svenljunga Beställare: Svenljunga kommun 13(13)

14

15 Bilaga A STABILITETSBERÄKNINGAR

16 Vägbank Svenljunga Name: Sand 1 Datum: Handläggare: Tim Björkman Metod: Morgenstern-Price Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 25 Name: Sand 2 Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 29 4 m Trafiklast: 13 kpa 1,25 Name: Bank Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 20 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 45 Sand 1 (Nivå ) Sand 2 (Nivå 130- ) O:\GBG\268606\G\_Berakningar\ Distance

17 Vägbank Svenljunga Datum: Handläggare: Tim Björkman Metod: Morgenstern-Price Name: Sand 1 Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': kpa 1,08 Name: Sand 2 Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18 kn/m³ Cohesion': 0 kpa Phi': 29 Sand 1 (Nivå ) Sand 2 (Nivå 130- ) O:\GBG\268606\G\_Berakningar\ Distance

18

19 Bilaga B SÄTTNINGSBERÄKNINGAR

20 1 (4) Belastningsfall 1-4 m hög, 7 m bred vägbank Belastning 80 kpa Bredd 7 m Lager 1 Mäktighet 16 m Halva djupet 8 m (mitt i lagret) Belastning 37 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,05 m Lager 2 Mäktighet 14 m Halva djupet 23 m (mitt i lagret) Belastning 19 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,01 m Totalsättning: 6 cm Belastningsfall 2-3 m hög, 7 m bred vägbank Belastning 60 kpa Bredd 7 m Lager 1 Mäktighet 16 m Halva djupet 8 m (mitt i lagret) Belastning 28 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,03 m Lager 2 Mäktighet 14 m Halva djupet 23 m (mitt i lagret) Belastning 14 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,01 m Totalsättning: 4 cm

21 2 (4) Belastningsfall 3-2 m hög, 7 m bred vägbank Belastning 40 kpa Bredd 7 m Lager 1 Mäktighet 16 m Halva djupe 8 m (mitt i lagret) Belastning 19 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,02 m Lager 2 Mäktighet 14 m Halva djupe 23 m (mitt i lagret) Belastning 9 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,01 m Totalsättning: 3 cm Belastningsfall 4-1 m hög, 7 m bred vägbank Belastning 20 kpa Bredd 7 m Lager 1 Mäktighet 16 m Halva djupe 8 m (mitt i lagret) Belastning 9 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,01 m Lager 2 Mäktighet 14 m Halva djupe 23 m (mitt i lagret) Belastning 5 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,00 m Totalsättning: 1 cm

22 3 (4) Belastningsfall 5-4 m hög, 10 m bred vägbank Belastning 80 kpa Bredd 10 m Lager 1 Mäktighet 16 m Halva djupe 8 m (mitt i lagret) Belastning 44 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,05 m Lager 2 Mäktighet 14 m Halva djupe 23 m (mitt i lagret) Belastning 24 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,01 m Totalsättning: 7 cm Belastningsfall 6-3 m hög, 10 m bred vägbank Belastning 60 kpa Bredd 10 m Lager 1 Mäktighet 16 m Halva djupe 8 m (mitt i lagret) Belastning 33 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,04 m Lager 2 Mäktighet 14 m Halva djupe 23 m (mitt i lagret) Belastning 18 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,01 m Totalsättning: 5 cm

23 4 (4) Belastningsfall 7-2 m hög, 10 m bred vägbank Belastning 40 kpa Bredd 10 m Lager 1 Mäktighet 16 m Halva djupe 8 m (mitt i lagret) Belastning 22 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,03 m Lager 2 Mäktighet 14 m Halva djupe 23 m (mitt i lagret) Belastning 12 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,01 m Totalsättning: 3 cm Belastningsfall 8-1 m hög, 10 m bred vägbank Belastning 20 kpa Bredd 10 m Lager 1 Mäktighet 16 m Halva djupe 8 m (mitt i lagret) Belastning 11 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,01 m Lager 2 Mäktighet 14 m Halva djupe 23 m (mitt i lagret) Belastning 6 kpa (mitt i lagret, korrigeras med avseende på vägbankens bredd) E-modul kpa Sättning 0,00 m Totalsättning: 2 cm