WSP Samhällsbyggnad Skåne

Transkript

1 BORSTAHUSEN Stabilitetsutredning Landskrona Stad Upprättad av: Martin Dreifaldt Granskad av: Per Klasson Godkänd av: Martin Dreifaldt Uppdragsnummer:

2 BORSTAHUSEN Stabilitetsutredning KUND Anna Karlberg Stadsbyggnadsförvaltningen Planavdelningen Landskrona Stad KONSULT WSP Samhällsbyggnad Box Helsingborg Besök: Järnvägsgatan 13 Tel: Fax: WSP Sverige AB Org nr: Styrelsens säte: Stockholm KONTAKTPERSONER WSP Samhällsbyggnad Skåne Elin Ekström Martin Dreifaldt Kund Anna Karlberg (14)

3 INNEHÅLL 1 OBJEKT 4 2 ÄNDAMÅL 4 3 UNDERLAG FÖR PM 5 4 STYRANDE DOKUMENT 5 5 PLANERADE KONSTRUKTIONER 5 6 BEFINTLIGA MARKFÖRHÅLLANDEN Topografi och användning Geotekniska förhållanden, översiktligt Hydrogeologiska förhållanden, översiktligt 8 7 BERÄKNINGSFÖRUTSÄTTNINGAR OCH RESULTAT Jordparametrar Laster Erforderliga säkerhetsfaktorer Beräkningsprogram Portryck Val av sektioner Resultat 12 8 SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER 14 BILAGOR: Bilaga 1: Stabilitetsberäkningar 3 (14)

4 1 OBJEKT WSP Sverige AB har på uppdrag av stadsbyggnadsförvaltningen, Landskrona stad, utfört en detaljerad stabilitetsutredning för rubricerat objekt. Inom aktuellt område planeras nybyggnation av lägenhetshus i 3 våningsplan intill en meandrande bäck, se Figur 1 och Figur 2. Figur 1: Aktuellt område för geoteknisk undersökning markerat med röd oval, översiktlig utbredning (Hitta.se). 2 ÄNDAMÅL Syftet med WSPs uppdrag är att göra en bedömning om det planerade huset kan byggas utan att skapa stabilitetsproblem i slänten ner mot ån samt göra en preliminär rekommendation om grundläggningstyp av huset. WSP har utfört en detaljerad stabilitetsutredning enligt IEG Rapport 4:2010. Enligt IEG (Implementeringskommissionen för Europastandarder inom Geoteknik) ska metodiken i denna rapport endast användas för befintliga slänter samt planeringsskeden där boverkets föreskrifter BFS 2008_8. EKS inte är tillämpliga. Då husets vikt inte är känt vid upprättandet av denna rapport görs ingen dimensionering av slänt och förstärkningsåtgärder. Vid projektering av huset och framtida jordnivåer bör slänten och eventuella förstärkningsåtgärder dimensioneras enligt IEG Rapport 6: (14)

5 3 UNDERLAG FÖR PM Som underlag vid upprättandet av detta har följande material använts: Digital grundkarta tillhandahållen av Landskrona Stad. Placering av husen i digital fil. Inmätning av sektioner, utförd av landkrona stad. Platsbesök utfört av M. Dreifaldt den 7/ Markteknisk undersökningsrapport,, av WSP, Daterad , uppdragsnummer: Utdrag ur SGUs (Sveriges geologiska undersökning) kartgenerator: Geologiska jordartskartan (för aktuellt område) 4 STYRANDE DOKUMENT Detta PM ansluter till svensk standard SS-EN :2005 (Eurokod 7) och dess nationella tillämpningsdokument, IEG Rapport 4:2010 som är en vägledning för tilllämpning av Skredkommissionens rapporter 3:95 och 2:96 (delar av). 5 PLANERADE KONSTRUKTIONER Området skall planeras bebyggas med två stycken trevåningshus inom det röda området i Figur 2. Det större av de två husen som ligger inom sektion B och C ingår i WSPs uppdrag. De blå linjerna i figuren är bäcken och de gröna är planerad väg. Husen markeras med turkosa linjer i det röda området 5 (14)

6 Figur 2: Placering av de planerade husen och beräkningssektioner. Flygfotot i bakgrunden är taget innan bäcken grävdes fram. 6 BEFINTLIGA MARKFÖRHÅLLANDEN 6.1 Topografi och användning Området är generellt flackt med en framgrävd meandrande bäck. Närmast bäcken finns ett parkområde som är under utveckling. I norr om bäcken finns delar av att koloniområde, som håller på att avvecklats. I norra ändan av sektion B och C finns en mindre sänka innan åkern börjar. I öster avgränsas området av återstående kolonilotter och i väster av ett villaområde. Utifrån de geotekniska resultaten och det faktum att bäcken tidigare meandrat fritt i området är denna mindre sänka troligtvis en igenvuxen bäckfåra. Slänten i sektion B är cirka 3,6 meter hög och har två terrasseringar. Den undre delen av slänten är cirka 0,5 meter hög och har en släntlutning på 1:2,8. Den övre delen av slänten är cirka 2,5 meter hög och har en släntlutning på 1:2,7. Längst ner i bäcken finns en mindre fåra för att vattnet ska röra sig när det är lite vatten i bäcken. 6 (14)

7 6.2 Geotekniska förhållanden, översiktligt Enligt SGU:s jordartskarta består ytjordlagren inom området av Fyllning och morängrovlera. I närområdet består ytjordlagren även av svämsediment av sand, postglacial sand, gyttja, kärrtorv och glacial grovlera, se Figur 3. Figur 3: Utdrag ur SGU:s jordartskarta (SGU, 2015). Röd oval markerar aktuellt område. Jordartskartan är översiktlig och jordlagerföljder är ofta komplicerade i närheten av meandrande vattendrag. Det är det även i detta fall. En mer detaljerad redovisning av jordlager och jorddjup följer nedan. Utförda undersökningar visar att jorden i sektion B, norr om bäcken, består av mulljord på sand på lera på silt och/eller sand. I borrhål 15W03 mellanlagras den översta sanden och leran av ett mulljordslager. Mulljorden i ytan är sandig och närmast bäcken är den klassad som fyllning. Längre bort från bäcken är den klassad som naturlig. Uppmätta mäktigheter är 0,1 respektive 0,45 meter. Sanden klassas som fyllning närmast bäcken och som naturlig längre från bäcken. Uppmätta mäktigheter är 1,2 respektive 1,05 meter. Sanden bedöms som medelfast. Mulljordslagret som mellanlagrar sanden och leran närmast bäcken har påträffats i ett borrhål (15W03) och uppmäts till 0,6 meter mäktigt. Leran har en uppmätt mäktighet på mellan 1,85 och 2,95 meter, med de största värdena närmast bäcken. Leran har organiskt innehåll men det är oklart om det är gyttjig lera eller till och med lerig gyttja. Mot djupet är leran sandig. Lagret har mycket låg till medelhög odränerad skjuvhållfasthet. Skjuvhållfastheten har de lägsta värdena i överdelen och ökar mot djupet. Leran har en uppmätt konflytgräns på 50 % och 67 % på 2 respektive 3 meters djup. Silten och/eller sanden som underlagrar leran/gyttjan har bekräftats med skruvprovtagning, CPTU-sondering har bara kunnat göras i överdelen av detta lager. Sanden bedöms som lös till medelfast i den del som har sonderats (borrhål 15W05 i sektion C). 7 (14)

8 Berg har inte påträffats i någon sondering. 6.3 Hydrogeologiska förhållanden, översiktligt Två mätningar har, förutom initial mätning, gjorts i två grundvattenrör under december 2015 och januari Mätningarna visar på vattenyta på mellan 2,68 och 2,98 meter under markytan i borrhål 15W04 och mellan 2,69 och 2,83. Detta motsvarar nivåer på mellan +6,18 och +5,92 respektive +5,79 och +5,65. Om detta är ytvatten eller grundvatten är oklart. Portryckets ökning mot djupet har inte kartlagts. Den ytliga sanden och den sandiga mulljorden är i princip fridränerande och det är osannolikt att en vattenyta skulle bildas, annat än temporärt vid extrema regn, i dessa material då området dräneras av bäcken. 7 BERÄKNINGSFÖRUTSÄTTNINGAR OCH RESULTAT 7.1 Jordparametrar Hållfasthet för lera och lerig gyttja är härledda med flytgränser enligt SGI information 15. Friktionsvinkel för sand har utvärderats enligt SGI information 15. Observera att detta sätt att utvärdera friktionsvinkeln kräver relativt stora deformationer och kan därför inte okritiskt användas till annat än för den nu utförda utredningen. Tungheter är valda med utgångspunkt i SGI information 3. Tungheterna har sedan justerats med avseende på jordens aktuella fasthet. Då CPTU-erna generellt har hög användningsklass (dålig kvalité) har störst vikt lagts på vingförsöket vid val av odränerad skjuvhållfasthet. CPTU-erna har i första hand använts för att kontinuerligt välja skjuvhållfastheten relativt vingvärdena. 8 (14)

9 Figur 4: Härledd friktionsvinkel i sand. Röd linje är valt värde. 9 (14)

10 Figur 5: Härledd odränerade skjuvhållfasthet i lera och gyttja. Röd linje är valt värde. En sammanställning av valda materialparametrar redovisas i Tabell (14)

11 Tabell 1: Sammanställning av valda materialparametrar. Nivå/Material Hållfasthet Tunghet, γ / γ [kn/m 3 ] my till +7,3 Sand φ = 35 18/10 +7,3 till varierande (mellan +7,3 och +6,3) Sandig Mulljord Varierande (mellan +7,3 och 6,3) till +6,0 Lera/gyttja +6,0 till varierande (mellan +5,5 och 3,3) Lera/gyttja varierande (mellan +5,5 och 3,3) till fast botten Sand φ = 24 18/10 c u = 10 kpa 16/6 c u = 10+25*z kpa 16/6 Där z är djupet under överkant av det aktuella lagret. 7.2 Laster φ = 35 18/10 Laster har modellerats enligt IEG Rapport 4:2010. Laster från byggnaden har generellt modellerats med en utbredd last om 30 kpa. Dessutom har en oförutsedd last om 5 kpa modellerats från släntkrön till byggnaden för att undersöka effekten oförutsedda laster till exempel en mindre terrassering eller mindre snöröjningsfordon. 7.3 Erforderliga säkerhetsfaktorer Riktvärden för erforderliga totalsäkerhetsfaktorer för en detaljerad stabilitetsutredning där aktuellt område klassas som Planläggning är enligt Skredkommissionens rapport 3:95 samt IEG Rapport 4:2010: Odränerad analys: F c ³ 1,7 1,5 Kombinerad analys: F Komb ³ 1,5 1,4 Friktionsjord F f ³ 1,3 (sand) För att slänten ska klassas som stabil krävs att både den odränerade- samt kombinerade analysen uppfyller ovanstående krav. För glidytor som endast går igenom friktionsjord gäller att säkerhetsfaktorn ska vara lika med eller högre än 1,3. Baserat på faktorerna nedan väljs de erforderliga säkerhetsfaktorerna till: Odränerad analys: F c ³ 1,55 Kombinerad analys: F Komb ³ 1,4 Friktionsjord F f ³ 1,3 (sand) Gynnsamma förhållanden: 11 (14)

12 Begränsad risk för människoliv och ekonomisk skada. Begränsad utbredning och liten risk för omgivningspåverkan av skred/ras. Ej kvicklera / låg sensitivitet Inga tecken på rörelse i slänten. Känslighetsanalys utförd på valda parametrar. Samtidigt valda ogynnsammaste extremvärden för last, portryck och vattenstånd. Ringa sannolikhet för att vald kombination inträffar samtidigt. Tvådimensionell analys (som regel något på säkra sidan). Välkänd geometri (bra grundkarta, utförda avvägningar, lodningar etc.). Ogynnsamma förhållanden: Pågående yterosion. Vegetationsfria områden. Skiktade jordar. Kritiska glidytan omfattar mindre jordvolymer med ett fåtal hållfasthetsbestämningar. Långtidsobservationer saknas för porvattentrycket. 7.4 Beräkningsprogram Stabilitetsberäkningarna har utförts med programmet GeoStudio Slope/W version Analyser har utförts med metoden Morgenstern & Price och sökmetoden som använts för att hitta cirkulärcylindriska glidytor är Grid and Radius. 7.5 Portryck Portrycket i jorden har modellerats hydrostatiskt med ett portryck motsvarande en grundvattenyta i överkant av lerlagret då sanden och den sandiga mulljorden bedöms kunna dränera fritt ner i bäcken. Själva bäcken har modellerats som torr. Detta bedöms som ett konservativt val av portryck som görs i brist på långtidsmätningar och prognos. 7.6 Val av sektioner Endast en sektion (B) har beräknats. Den har placerats vinkelrätt mot slänten där avståndet mellan hus och släntkrön är minst, då det bedöms som det farligaste fallet. Bedömningen av sektion A och C har endast gjorts som en jämförelse, av geometri och översiktliga geotekniska parametrar, med sektion B Sektion A består enligt undersökningarna av ett tunt lager mulljord på lermorän på sand och är därmed betydligt bättre än sektion B med avseende på släntstabilitet. Sektion C har en liknande jordartsprofil som sektion B men den ytliga sanden är mäktigare och det lösa lagret av organiska jordar och/eller lera är betydligt tunnare vilket gör sektionen något bättre än sektion B med avseende på släntstabilitet. För placering av sektioner se Figur Resultat Resultatet av beräkningarna redovisas i Tabell 2 och Tabell 3 samt Bilaga 1. Beräkningarna visar att slänten har erforderlig säkerhetsfaktor för skred och ras både i nuläget och med schablonlasterna applicerade i analysen. I tabellerna redovisas de lägsta beräknade säkerhetsfaktorerna och lägsta säkerhetsfaktor för relevant glidyta. Till relevant glidyta räknas glidytor som påverkar ytan bakom slänten. För den 12 (14)

13 odränerade analysen redovisas även att inga värden på säkerhetsfaktorn understiger 1,55 för glidytor som når ner till leran (olika krav gäller för lera och friktionsjord se, stycke 7.3). Tabell 2: Beräknade säkerhetsfaktorer. Analys Säkerhetsfaktor Lägsta Säkerhetsfaktor Relevant glidyta Kombinerad, nuläge 1,43* Ej relevant Kombinerad, med last 1,43* Ej relevant Odränerad, nuläge 1,43* 1,47** / >1,55*** Odränerad, med last 1,43* 1,47** / >1,55*** * De beräknade glidytorna är så små att de inte är relevanta som ett skred. ** Glidytorna når inte ner i kohesionsjord. Krav för friktionsjord gäller. *** För glidytor som går ner i leran I den utförda känslighetsanalysen har den sandiga mulljordens friktionsvinkel satt till 20ᵒ. Känslighetsanalysen har endast gjorts med kombinerad analys. Resultatet av känslighetsanalysen visar att det finns glidytor som slår upp i området bakom slänten som inte klarar kravet för erforderlig säkerhetsfaktor. Dessa glidytor är dock små. Beräknade säkerhetsfaktorer tyder dock inte på att det skulle vara något alvarligt problem i slänten, även om det skulle visa sig att känslighetsanalysen stämmer bättre med verkligheten än de analyserna baserade på de valda värdena gör. Tabell 3: Beräknade säkerhetsfaktorer, känslighetsanalys. Analys Säkerhetsfaktor Säkerhetsfaktor Lägsta Relevant glidyta Kombinerad, nuläge 1,22* 1,28** / >1,4*** Kombinerad, med last 1,22* 1,28** / >1,4*** * De beräknade glidytorna är så små att de inte är relevanta som ett skred. ** Glidytorna når inte ner i kohesionsjord. Krav för friktionsjord gäller. *** För glidytor som går ner i leran. Röd text betyder att kraven på säkerhetsfaktor inte uppfylls. Överslagsberäkningar har även utförts för att kontrollera säkerheten för skred som börjar under planerat hus och slår upp i slänten. Dessa beräkningar visar på en säkerhetsfaktor som är större än 2,7. Därför studeras detta inte mer i detalj. Se bilaga 1 13 (14)

14 8 SLUTSATSER OCH REKOMMENDAT- IONER Utredningen av slänten visar att slänten uppfyller kraven på säkerhet mot skred och ras i dagsläget. Utredningen visar också att lasten från det planerade trevåningshuset, grundlagt på nuvarande marknivå, inte påverkar släntstabiliteten nämnvärt. Huset planeras tillräckligt långt bort för att inte påverka de små glidytorna som har lägst säkerhetsfaktor. Glidytor som sträcker sig in under huset har mycket stora säkerhetsfaktorer. Dock är inte marginalen mot de erforderliga säkerhetsfaktorerna stora för glitytor närmast släntkrön. Det kan bli nödvändigt att införa vissa restriktioner på uppfyllnader och laster på området mellan det planerade huset och slänten. Det pågår lätt till medelmåttig erosion i slänten, detta bör åtgärdas inom snar framtid då erosionen, om det får fortsätta fritt kan försämra stabiliteten i slänten. Detta görs till exempel genom att vegetation etableras. Om inte vegetation kan etableras bör man överväga en annan typ av erosionsskydd, till exempel att sprängsten läggs ut. Även om det planerade huset inte orsakar släntstabilitetsproblem rekommenderas att huslasterna förs ner till fastare jordar, genom till exempel pålning, då mycket lösa jordar påträffats i området. Utbredningen av dessa jordar har inte kartlagts då det inte ligger inom ramen för detta uppdrag. 14 (14)

15 Bilaga 1 Stabilitetsberäkningar Analys Bilaga Kombinerad analys nuläge 1:1 Kombinerad analys med last 1:2 Odränerad analys nuläge 1:3 Odränerad analys med last 1:4 Kombinerad känslighetsanalys nuläge 1:5 Kombinerad känslighetsanalys ned last 1:6 Kombinerad analys Glidytor som når huset 1:7

16 Bilaga 1:1 Name: Sand Ö 2,6 2 2,2 2,8 File Name: SektionB_V1.gsz Name: Sektion B Kombinerad 24 Date: Method: Morgenstern-Price Created By: Ekström, Elin Last Edited By: Ekström, Elin Name: Sand U Name: Lera U k Model: Combined, S=f(datum) Phi': 30 C-Datum: 1 kpa Cu-Datum: 10 kpa Cu-Rate of Change: 25 (kn/m²)/m C/Cu Ratio: 0 Datum (Elevation): 6 m 1,8 1,437 Name: Lera Ö K Model: Combined, S=f(depth) Phi': 30 C-Top of Layer: 1 kpa Cu-Top of Layer: 10 kpa Cu-Rate of Change: 0 (kn/m²)/m C/Cu Ratio: Lera U k Sand U Sand Mu 24 Sand Ö Lera Ö K Name: Sand Mu 24 Phi':

17 Bilaga 1:2 Name: Sand Ö 2,6 2,8 File Name: SektionB_V1_med last.gsz Name: Sektion B Kombinerad 24 Date: Method: Morgenstern-Price Created By: Ekström, Elin Last Edited By: Ekström, Elin Name: Sand U Name: Lera U k Model: Combined, S=f(datum) Phi': 30 C-Datum: 1 kpa C-Rate of Change: 2,5 (kn/m²)/m Cu-Datum: 10 kpa Cu-Rate of Change: 25 (kn/m²)/m Datum (Elevation): 6 m 2 1,437 2,4 3 våningar = ca 30 kpa Name: Lera Ö K Model: Combined, S=f(depth) Phi': 30 C-Top of Layer: 1 kpa C-Rate of Change: 0 (kn/m²)/m Cu-Top of Layer: 10 kpa Cu-Rate of Change: 0 (kn/m²)/m Nivå ,4 Lera U k 5 kpa Sand Mu 24 Sand Ö Lera Ö K Name: Sand Mu 24 Phi': 24 3 Sand U (m)

18 Bilaga 1:3 2,8 2,6 2 File Name: SektionB_V1.gsz Name: Sektion B odränerad 24 Date: Method: Morgenstern-Price Created By: Ekström, Elin Last Edited By: Ekström, Elin Name: Lera Ö o Model: Undrained (Phi=0) Name: Lera U o Model: S=f(datum) C-Datum: 10 kpa Datum (Elevation): 6 m Name: Sand Ö Safety Map 1,437-1,475 1,475-1,513 1,513-1,551 2,2 1,8 1,437 Lera U o Sand U Sand Mu 24 Sand Ö Lera Ö o Name: Sand U Name: Sand Mu 24 Phi':

19 Bilaga 1:4 Safety Map 2,4 2 2,6 2,4 2,8 File Name: SektionB_V1_med last.gsz Name: Sektion B Odränerad 24 Date: Method: Morgenstern-Price Created By: Ekström, Elin Last Edited By: Ekström, Elin 1,437-1,475 1,475-1,513 1,513-1,551 3 våningar = ca 30 kpa 1,437 Name: Lera Ö o Model: Undrained (Phi=0) Name: Lera U o Model: S=f(datum) C-Datum: 10 kpa C-Rate of Change: 25 (kn/m²)/m C-Maximum: 65 kpa Datum (Elevation): 6 m Name: Sand Ö Name: Sand U Nivå Lera U o 5 kpa Sand Mu 24 Sand Ö Lera Ö o Name: Sand Mu 24 Phi': 24 3 Sand U (m)

20 2 Bilaga 1: Safety Map 1,223-1,282 1,282-1,341 1,341-1,400 2,6 1,4 1,8 2,2 1,223 2,8 Lera U k Sand U File Name: SektionB_V1.gsz Name: Sektion B Kombinerad 20 Date: Method: Morgenstern-Price Created By: Ekström, Elin Last Edited By: Ekström, Elin Sand Mu 20 Sand Ö Lera Ö K Name: Sand Ö Name: Sand U Name: Lera U k Model: Combined, S=f(datum) Phi': 30 C-Datum: 1 kpa Cu-Datum: 10 kpa Cu-Rate of Change: 25 (kn/m²)/m C/Cu Ratio: 0 Datum (Elevation): 6 m Name: Lera Ö K Model: Combined, S=f(depth) Phi': 30 C-Top of Layer: 1 kpa Cu-Top of Layer: 10 kpa Cu-Rate of Change: 0 (kn/m²)/m C/Cu Ratio: 0 Name: Sand Mu 20 Phi':

21 Bilaga 1:6 Nivå Safety Map 2,4 1, ,6 2,8 2,4 1,223-1,282 1,282-1,341 1,341-1,400 3 våningar = ca 30 kpa Lera U k 5 kpa File Name: SektionB_V1_med last.gsz Name: Sektion B Kombinerad 20 Date: Method: Morgenstern-Price Created By: Ekström, Elin Last Edited By: Ekström, Elin Sand U Sand Mu 20 Sand Ö Lera Ö K Name: Sand Ö Name: Sand U Name: Lera U k Model: Combined, S=f(datum) Phi': 30 C-Datum: 1 kpa C-Rate of Change: 2,5 (kn/m²)/m Cu-Datum: 10 kpa Cu-Rate of Change: 25 (kn/m²)/m Datum (Elevation): 6 m Name: Lera Ö K Model: Combined, S=f(depth) Phi': 30 C-Top of Layer: 1 kpa C-Rate of Change: 0 (kn/m²)/m Cu-Top of Layer: 10 kpa Cu-Rate of Change: 0 (kn/m²)/m Name: Sand Mu 20 Phi': (m)

22 Bilaga 1:7 File Name: SektionB_V1_med last.gsz Name: Sektion B Kombinerad 24 Stora glidytor Date: Method: Morgenstern-Price Created By: Ekström, Elin Last Edited By: Dreifaldt, Martin Safety Map 2,348-2,448 2,448-2,548 2,548-2,648 2,648-2,748 2,748-2,848 2,8 2,6 2,4 2,4 2,348 3 våningar = ca 30 kpa Name: Sand Ö Name: Sand U Name: Lera U k Model: Combined, S=f(datum) Phi': 30 C-Datum: 1 kpa C-Rate of Change: 2,5 (kn/m²)/m Cu-Datum: 10 kpa Cu-Rate of Change: 25 (kn/m²)/m Datum (Elevation): 6 m Name: Lera Ö K Model: Combined, S=f(depth) Phi': 30 C-Top of Layer: 1 kpa C-Rate of Change: 0 (kn/m²)/m Cu-Top of Layer: 10 kpa Cu-Rate of Change: 0 (kn/m²)/m Nivå Lera U k 5 kpa Sand Mu 24 Sand Ö Lera Ö K Name: Sand Mu 24 Phi': 24 3 Sand U (m)