1(6) GEOTEKNISKT UTLÅTANDE 2012-01-26 Översiktlig geoteknisk undersökning Mjölkudden, Luleå. Uppdragsnummer: 231974 Uppdragsansvarig: Birgitta Nyström Handläggare Kvalitetsgranskning Katarina Sandahl 010-452 32 23 Lenita Tornéus 010-452 30 20
T:\_uppdrag\231974\G\_Text\PM geo Mjölkudden.doc 2(6) Katarina Sandahl 010-452 32 23 Sammanfattning En översiktlig geoteknisk undersökning av ett område på Mjölkudden i Luleå är gjord i syftet att kontrollera jordlagerföljd, förekomst av berg samt förekomst av sulfidjord. Tidigare geoteknisk undersökning inom aktuellt område finns och dessa har tillsammans med den nya undersökningen utgjort underlag för bedömning av de geotekniska förhållandena. Innehållsförteckning 1 Objekt... 3 2 Syfte... 3 3 Underlag för undersökningen... 3 4 Styrande dokument/metodbeskrivningar... 3 5 Geoteknisk kategori... 3 6 Arkivmaterial... 4 7 Befintliga förhållanden... 4 7.1 Topografi och ytbeskaffenhet... 4 7.2 Befintliga konstruktioner... 4 8 Koordinat- och höjdsystem... 4 9 Geotekniska fältundersökningar... 4 9.1 Utförda undersökningar... 4 9.2 Utförda provtagningar... 4 9.3 Undersökningsperiod... 4 9.4 Fältingenjörer... 5 9.5 Provhantering... 5 10 Geotekniska laborationsundersökningar... 5 10.1 Utförda undersökningar... 5 11 Geotekniska förhållanden... 5 11.1 Jordartsbeskrivning... 5 11.2 Grundvatten... 6 11.3 Materialegenskaper... 6 12 Övrigt... 6 Ritningar Plan Profil G-10-01 G-12-01 Bilagor 1 Tidigare undersökning från kommunen 2 Laboratorieresultat. Rapportnamn: Översiktlig geoteknisk undersökning Mjölkudden, Luleå Beställare: Luleå Kommun Uppdragsnr: 231974 Rapportnr:
T:\_uppdrag\231974\G\_Text\PM geo Mjölkudden.doc 3(6) Katarina Sandahl 010-452 32 23 1 Objekt På uppdrag av Luleå Kommun har Tyréns AB utfört en översiktlig geoteknisk undersökning på ett område på Mjölkudden i Luleå. Området är beläget mellan korsningen Svartövägen-Bodenvägen och vattnet norr om Luleå centrum. 2 Syfte Syftet med den geotekniska undersökningen har varit att kontrollera jordlagerföljd, förekomst av sulfidlera och förekomst av berg. Undersökningen skall även ligga till grund för bedömning av förutsättningar för eventuella byggnationer inom undersökt område. 3 Underlag för undersökningen Inför undersökningarna har ett borrprogram upprättats där omfattningen har bestämts med hjälp av underlag från beställaren i form av ritningar från en tidigare geoteknisk undersökning i aktuellt område. 4 Styrande dokument/metodbeskrivningar I Tabell 1 till Tabell 3 redovisas vilken standard eller annat styrande dokument som respektive undersökningsmetod regleras av. Tabell 1. Planering och redovisning Undersökningsmetod Standard eller annat styrkande dokument Fältplanering SS-EN1997-2 Fältutförande SGF Rapport 1:96 Geoteknisk fälthandbok Beteckningssystem SGF/BGS beteckningssystem 2001:2 Tabell 2. Fältundersökningar Undersökningsmetod Standard eller annat styrande dokument Skruvprovtagning (Skr) SGF Rapport 1:96. Slagsondering (Slb) SS-EN ISO 22476-2:2005 Tabell 3. Laborationsundersökning Undersökningsmetod Klassificering Standard eller annat styrande dokument Klassificeringssystem SGF 81, SS_EN:ISO 14688-1:2002 5 Geoteknisk kategori Undersökningarna är utförda i enlighet med Geoteknisk kategori (GK) 2. Rapportnamn: Översiktlig geoteknisk undersökning Mjölkudden, Luleå Beställare: Luleå Kommun Uppdragsnr: 231974 Rapportnr:
T:\_uppdrag\231974\G\_Text\PM geo Mjölkudden.doc 4(6) Katarina Sandahl 010-452 32 23 6 Arkivmaterial Ritningar från tidigare undersökningar, erhållna från Luleå kommun, finns i aktuellt område och har inarbetats i denna rapport på begäran från beställaren. Denna undersökning omfattar viktsondering inom hela området ovan vattenlinjen samt sticksondering av sjöbotten ute i vattnet norr om området. 7 Befintliga förhållanden 7.1 Topografi och ytbeskaffenhet Aktuellt område är relativt plant och ligger i svag sluttning ner mot vattnet. Vegetationen utgörs av sly närmast vattnet och övergår till blandskog längre upp mot befintlig bebyggelse. Stenar förekommer i markytan i de centrala och norra delarna av undersökningsområdet. 7.2 Befintliga konstruktioner Inga befintliga konstruktioner finns inom aktuellt undersökningsområde. Öster om undersökningsområdet ligger Bodenvägen och norr om undersökningsområdet finns befintlig bebyggelse. 8 Koordinat- och höjdsystem Inmätning och utsättning har utförts av Picab, Luleå. Borrpunkternas läge är inmätta i plan i Sweref 99 2145 och höjd RH 2000. 9 Geotekniska fältundersökningar Sonderingar och provtagningar har utförts ner till den underliggande moränen eller ner till 5 meters djup. 9.1 Utförda undersökningar Fältundersökningen har utförts med hjälp av en borrbandvagn av typen GeoMachine 85GT. De utförda undersökningarna utgörs av: slagsondering (Slb) i 2 punkter Från tidigare undersökning: viktsondering (Vim) i 39 punkter sticksondering (Sti) i 21 punkter Se bilaga 1. 9.2 Utförda provtagningar Provtagning har utförts med störd provtagning med skruvborr i 5 punkter 9.3 Undersökningsperiod Fältundersökningen har utförts i december 2011. Rapportnamn: Översiktlig geoteknisk undersökning Mjölkudden, Luleå Beställare: Luleå Kommun Uppdragsnr: 231974 Rapportnr:
T:\_uppdrag\231974\G\_Text\PM geo Mjölkudden.doc 5(6) Katarina Sandahl 010-452 32 23 9.4 Fältingenjörer Ansvariga fältingenjörer har varit Mattias Lundberg och Tore Sandberg, Tyréns AB. 9.5 Provhantering Upptagna störda jordprover har klassificerats okulärt i fält direkt vid provtagning. Insamlade jordprover har lagts i plastpåsar vilka förseglats. En del av de insamlade jordproverna har skickas till MRM i Luleå för vidare analys. 10 Geotekniska laborationsundersökningar 10.1 Utförda undersökningar Fyra stycken prover av sulfidjord har skickats till MRMs laboratorie i Luleå för analys av försurningspotentialen. Resultat från dessa redovisas i bilaga 2. 11 Geotekniska förhållanden Ett tunt växt- eller torvskikt underlagras av lösa sediment av silt och lera som delvis är sulfidhaltiga inom djupet 0,5-3,5 m. sedimenten underlagras av morän i form av siltig sandmorän. 11.1 Jordartsbeskrivning I områdets nordöstliga del utgörs undergrunden av ett tunt växtskikt ovan silt med tjockleken 1,0 m som underlagras av ett 0,5 m tjockt skikt sulfidjordshaltig silt och lerig sulfidsilt ovan ett 1,0 m mäktigt lager silt som vilar på siltig sandmorän. Enligt tidigare undersökning är övre delen av jordlagret löst lagrat men blir fastare lagrad (medel) vid ca 2 m djup. I områdets sydöstliga del utgörs undergrunden av ett tunt lager torv ovan ett 0,2 m lager sandig silt som underlagras av 2,4 m mäktigt lager siltig sulfidlera, sandig sulfidjordhaltig silt, sulfidsilt som lerig sulfidsilt som underlagras av ett 0,8 m lager silt som vilar på siltig sandmorän. Enligt tidigare undersökning är övre delen av jordlagret löst lagrade sediment som blir fastare (medel) vid ca 3 m djup. I mitten av området närmast vattnet utgörs undergrunden av ett tunt lager torv som vilar på ett 0,9 m sandig silt och silt ovan ett 0,8-1,4 m lager sulfidsilt, silt/sandig silt som vilar på siltig sandmorän. Längre upp från vattnet påträffas fastare material, troligtvis morän på ett mindre djup och sten finns i markytan. Enligt tidigare undersökningar består jordmaterialet första 0,5 1,0 m av löst lagrade sediment som blir fastare (medel hög) mot djupet. Längre upp från vattnet är djupet till förmodad morän mindre och moränen innehåller sten och grus. I områdets västra delar utgörs undergrunden av ett tunt växtskikt ovan 0,1 m silt som underlagras av ett 0,9 m mäktigt lager sulfidsilt ovan 0,8 m silt som vilar på siltig sandmorän. Enligt tidigare undersökning består jordmaterialet av ca 1,0 m lösa sediment och blir fastare (medel) mot djupet. Rapportnamn: Översiktlig geoteknisk undersökning Mjölkudden, Luleå Beställare: Luleå Kommun Uppdragsnr: 231974 Rapportnr:
T:\_uppdrag\231974\G\_Text\PM geo Mjölkudden.doc 6(6) Katarina Sandahl 010-452 32 23 Undergrunden ute i vattnet söder om undersökt område består enligt tidigare undersökning av löst lagrade sediment med varierande mäktighet mellan 3,5 5,8 m ökande mot öst. Sedimentens mäktighet minskar in mot land. Under de löst lagrade sedimenten påträffas fastare material som torde vara morän. Inget berg har påträffats i området. I de centrala delarna av området där tidigare undersökning visat fastare material med förekomst av block och sten bedöms det bergfria djupet till mer än 5 m. 11.2 Grundvatten Grundvattenytan inom undersökt område ligger i marknivå närmast vattnet. Högre upp har grundvattenobservation gjorts i borrhål 1 ca 0,5 m under befintlig marknivå. Högre grundvattennivåer kan dock inträffa under perioder med kraftig nederbörd och eller i samband med snösmältnining. 11.3 Materialegenskaper Bedömning av materialtyp och tjälfarlighetsklass baseras på AMA Anläggning 10. Siltig sand bedöms tillhöra materialtyp 3B och tjälfarlighetsklass 2. Sandig siltig morän bedöms tillhöra materialtyp 4A och tjälfarlighetsklass 3. Lera bedöms tillhöra materialklass 4B och tjälfarlighetsklass 3. Silt bedöms tillhöra materialtyp 5A och tjälfarlighetsklass 4. Upptagna prover av sulfidhaltiga jordar har skickats till MRM Konsult för analys av försurningsgrad, se bilaga 2. Analysen visar att proverna bedöms ha låg försurningsgrad på kort sikt och hög till mycket hög försurningsgrad på lång sikt. 12 Övrigt Undersökningsresultaten redovisas på bifogade ritningar. För förklaring till de geotekniska beteckningarna hänvisas till SGF:s hemsida: www.sgf.net (Svenska Geotekniska Föreningen). Rapportnamn: Översiktlig geoteknisk undersökning Mjölkudden, Luleå Beställare: Luleå Kommun Uppdragsnr: 231974 Rapportnr:
PM: MRM 12/PM 012-004 DATUM: 2012-01-09 KUND: Tyréns AB Försurningspotential Allmän karaktärisering Fyra prover från objekt Mjölkudden 231974 med märkning enligt Tabell 1 och 2 nedan har undersökts med avseende på försurningspotential. Proven har okulärt benämnts enligt Tabell 1. Ett försök till uppskattning av permeabiliteten har gjorts då inga laboratoriebestämningar utförts. Tabell 1. Vattenkvot och permeabilitet i undersökt material Prov Benämning w % Glödgn. Förl. % Permeabilitet, k m/s BH 2 prov 3 2,7-3,6 m (vx) sulesi 79,4 5,00 5,00E-09 BH 3 prov 1 1,2-1,6 m (vx) sulesi 78,0 5,06 5,00E-09 BH 4 0,8-1,6 m (vx) (le)susi 81,3 4,61 5,00E-09 BH 5 prov 1 0,3-1,3 m susi 58,3 5,54 1,00E-08 Proven har analyserats på sitt innehåll av Fe och S, Tabell 2. Tabell 2. Järn, svavel samt Fe/S-kvot Prov BH 2 prov 3 2,7-3,6 m BH 3 prov 1 1,2-1,6 m BH 4 0,8-1,6 m BH 5 prov 1 0,3-1,3 m Fe (mg/kg TS) S (mg/kg TS) Fe/S 35200 9560 3,7 33300 9760 3,4 33300 3860 8,6 34900 5690 6,1 Här framgår att järninnehållet är mellan 3,3 och 3,5 % medan svavelinnehållet är mellan 0,39 och 0,96 %. Det medför att Fe/S-kvoten är mellan 3,4 och 8,6. Lakförsöken Lakning utförs normalt i ett steg på färska prover, för att bedöma in-situförhållanden. Ett helt anaerobt prov har sannolikt ett ph-värde över 7. I detta försök var ph-värdet över 7,5 i det anaeroba laksteget för tre av proven. För provet med märkningen BH 5 var ph-värdet 6,8 vilket tyder på viss påverkan av syre. Försurningen förhindras normalt mer eller mindre kortvarigt av den anaeroba bakterieflora som finns i den färska sulfidjorden. I ett något längre perspektiv, i
PM 2012-004 Datum: 2012-01-09 Sidan 2 av 7 syrerik miljö minskar denna och försurningen ökar. ph-förändringen styrs även av många andra faktorer i form av biologisk och kemisk buffring. För att simulera denna naturliga process (som tar kort eller lång tid) torkas proverna i ca 100 C och proven lakas på nytt efter ett inledande lakförsök på lufttorkat prov. Lakningen genomförs normalt i 10 aeroba steg, här har lakningen utförts i 11 steg eftersom ph-värdet sjönk ner mot 3 i de sista lakstegen i ett av proven. Låga Fe/S-värden (under ca 3) är en första indikation på att mycket hög försurningspotential föreligger, medan höga värden (över ca 60) tyder på en låg försurningspotential. Det totala innehållet av svavel (eg. järnsulfid) styr givetvis även försurningspotentialen. Försöksresultat I detta fall ligger Fe/S-förhållandet i ett intervall som tyder på hög försurningspotential för proven från BH 2 och 3 medan det inte ger någon fingervisning om försurningspotentialen för proven från BH 4 och 5. Närmare klassificering görs nedan. De i dessa lakningsserier erhållna ph-värdena visar försurningseffekten på såväl kort som lång sikt i de båda proven. I figur 1 och 2 redovisas proven och 11 aeroba laksteg, vilket motsvarar ett L/Sförhållande på 17-18 (L/S= mängden lakvatten i förhållande till den fasta fasen). Ett problem vid denna bedömning är att översätta detta L/S-förhållande till en tidsskala, dvs hur lång tid motsvarar exempelvis L/S=10. I den europeiska lakningsstandarden för karaktärisering av avfall motsvaras mycket lång tid av ett L/Sförhållande på 10. Lakningen har här drivits väsentligt längre. Lakningen provocerar fram detta L/S-förhållande under en kort tid genom att materialet är relativt nedkrossat och kontakten sker mellan vattenvolymen och hela jordprovet. En verklig infiltrerad vattenvolym kanske i praktiken får kontakt med endast några cm/dm av en upplagd sulfidjordsprofil, vilket ger ett mycket högt L/S-värde under kort tid vid nederbörd eller snösmältning varvid dessa höga L/S-förhållanden troligen kan uppnås ganska snabbt i en begränsad jordvolym. Mycket tyder på att L/S-kvoten inte är styrande för försurningsförloppet. Sannolikt är antalet laksteg mer avgörande. I denna rapport används även detta L/S-förhållande som jämförelse då detta normalt är standard i lakförsök. Antalet laksteg framgår dock av Figur 1 och 2, där varje punkt motsvarar ett laksteg. MRM Konsult AB Box 63, 971 03 Luleå Gammelstadsv. 5 972 41 Luleå Tel. 0920-604 60 Telefax 0920-604 74 info@mrm.se www.mrm.se Organisationsnummer: 556263-5077
ph ph PM 2012-004 Datum: 2012-01-09 Sidan 3 av 7 9 8 Förändring av ph vid lakning BH 2 prov 3 2,7-3,6m BH 3 Prov 1 1,2-1,6m 7 6 5 4 3 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 L/S-förhållande Figur 1. ph-ändring vid lakning i totalt 11 aeroba steg. 9 8 7 Förändring av ph vid lakning BH 4 0,8-1,6m BH 5 Prov 1 0,3-1,3 6 5 4 3 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 L/S-förhållande Figur 2. ph-ändring vid lakning i totalt 11 aeroba steg. I figur 5-8 redovisas samtliga uppmätta parametrar. I Tabell 3 nedan redovisas schematiskt en modell för försurningsbedömning. MRM Konsult AB Box 63, 971 03 Luleå Gammelstadsv. 5 972 41 Luleå Tel. 0920-604 60 Telefax 0920-604 74 info@mrm.se www.mrm.se Organisationsnummer: 556263-5077
Försurningshastighet, L/S-kvot vid ph<4. PM 2012-004 Datum: 2012-01-09 Sidan 4 av 7 Tabell 3. Förenklad bedömningsmodell för försurning Sektion Djup Klassificering Fe, mg/kg S, mg/kg Fe/S ph, anaerob ph, L/S=5 ph, min Försurn. kort sikt Försurn. lång sikt BH 2 prov 3 2,7-3,6m (vx) sulesi 35200 9560 3,7 8,1 5,1 2,9 låg mycket hög BH 3 prov 1 1,2-1,6m (vx) sulesi 33300 9760 3,4 7,9 5,3 2,9 låg mycket hög BH 4 0,8-1,6m (vx) (le)susi 33300 3860 8,60 7,6 5,1 3,5 låg hög BH 5 prov 1 0,3-1,3m susi 34900 5690 6,1 6,8 4,6 3 måttlig hög S Fe/S ph Försurn. kort sikt Försurn. lång sikt >10000 <3 <3 mycket hög mycket hög 5000-10000? 3-4 hög hög 600-5000? 4-5 måttlig måttlig <600 >60 >5 låg låg I Figur 3 och 4 redovisas i diagramform ytterligare ett sätt att sammanfatta risken för försurning. Försurningspotential, S (mg/kg TS) 0 0 600 5 000 10 000 15 000 5 ph S BH 2 prov 3 2,7-3,6m 10 BH 2 prov 3 2,7-3,6m BH 3 Prov 1 1,2-1,6m BH 3 Prov 1 1,2-1,6m 15 aldrig / 20 6,0 5,0 4,0 3,0 Försurningseffekt, ph(min) 2,0 Mycket hög Hög Måttlig Låg Figur 3. Bedömningsmall för försurningsegenskaper MRM Konsult AB Box 63, 971 03 Luleå Gammelstadsv. 5 972 41 Luleå Tel. 0920-604 60 Telefax 0920-604 74 info@mrm.se www.mrm.se Organisationsnummer: 556263-5077
Försurningshastighet, L/S-kvot vid ph<4. PM 2012-004 Datum: 2012-01-09 Sidan 5 av 7 Försurningspotential, S (mg/kg TS) 0 0 600 5 000 10 000 15 000 5 ph S BH 4 0,8-1,6m 10 BH 4 0,8-1,6m BH 5 Prov 1 0,3-1,3 BH 5 Prov 1 0,3-1,3 15 aldrig / 20 6,0 5,0 4,0 3,0 Försurningseffekt, ph(min) 2,0 Mycket hög Hög Måttlig Låg Figur 4. Bedömningsmall för försurningsegenskaper Figurerna skall ses som ett hjälpmedel tillsammans med tabell 3, vilka inte nödvändigtvis visar helt samstämmiga slutsatser. Alla gränser är något flytande och i slutsatserna vägs även vissa andra parametrar, som organiskt innehåll och ledningsförmåga in. Figuren tolkas så att ju längre ned till vänster punkterna ligger desto mindre och långsammare sker en eventuell försurning. Varje prov representeras av två punkter, totalsvavelhalten (föresurningspotentialen) och ph min, (försurningseffekten) vilka båda plottas som funktion av L/S-kvoten vid ph=4 under lakförsöket. Prover som under lakningen inte når ned till ph=4 bedöms ha en måttlig eller låg försurningseffekt, åtminstone på kortare sikt. Ett prov som i lakförsöket snabbt uppnår ett ph-värde under 4 kommer således att hamna högt i figuren, medan ett prov som inte når ph=4 hamnar längst ned. Sammanfattning Provet med märkningen BH 2 prov 3, nivå 2,7-3,6 m bedöms ha låg försurningspotential på kort sikt och mycket hög försurningspotential på lång sikt. Provet med märkningen BH 3 prov 1, nivå 1,2-1,6 m bedöms ha låg försurningspotential på kort sikt och mycket hög försurningspotential på lång sikt. Provet med märkningen BH 4, nivå 0,8-1,6 m bedöms ha låg försurningspotential på kort sikt och hög försurningspotential på lång sikt. MRM Konsult AB Box 63, 971 03 Luleå Gammelstadsv. 5 972 41 Luleå Tel. 0920-604 60 Telefax 0920-604 74 info@mrm.se www.mrm.se Organisationsnummer: 556263-5077
Redoxpotential, mv Konduktivitet µs/cm ph-värde Redoxpotential, mv Konduktivitet µs/cm ph-värde PM 2012-004 Datum: 2012-01-09 Sidan 6 av 7 Provet med märkningen BH 5 prov 1, nivå 0,3-1,3 m bedöms ha låg försurningspotential på kort sikt och hög försurningspotential på lång sikt. Johnny Sjödin FÖRSURNINGSPOTENTIAL Eh kond ph 1900 9 1700 8 1500 1300 7 1100 6 900 700 5 500 4 300 3 100-100 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Lakningsförhållande L/S Figur 5. Sammanställning av lakförsök på prov från BH 2 prov 3, nivån 2,7-3,6 m. FÖRSURNINGSPOTENTIAL Eh kond ph 1900 9 1700 8 1500 1300 7 1100 6 900 700 5 500 4 300 3 100-100 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Lakningsförhållande L/S Figur 6. Sammanställning av lakförsök på prov från BH 3 prov 1, nivån 1,2-1,6 m. MRM Konsult AB Box 63, 971 03 Luleå Gammelstadsv. 5 972 41 Luleå Tel. 0920-604 60 Telefax 0920-604 74 info@mrm.se www.mrm.se Organisationsnummer: 556263-5077
Redoxpotential, mv Konduktivitet µs/cm ph-värde Redoxpotential, mv Konduktivitet µs/cm ph-värde PM 2012-004 Datum: 2012-01-09 Sidan 7 av 7 FÖRSURNINGSPOTENTIAL Eh kond ph 1900 9 1700 8 1500 1300 7 1100 6 900 700 5 500 4 300 3 100-100 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Lakningsförhållande L/S Figur 7. Sammanställning av lakförsök på prov från BH 4, nivån 0,8-1,6 m. FÖRSURNINGSPOTENTIAL Eh kond ph 1900 9 1700 8 1500 1300 7 1100 6 900 700 5 500 4 300 3 100-100 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Lakningsförhållande L/S Figur 8. Sammanställning av lakförsök på prov från BH 5 prov1, nivån 0,3-1,3 m. MRM Konsult AB Box 63, 971 03 Luleå Gammelstadsv. 5 972 41 Luleå Tel. 0920-604 60 Telefax 0920-604 74 info@mrm.se www.mrm.se Organisationsnummer: 556263-5077