Grap Teknisk PM, Geoteknik Översiktlig geoteknisk undersökning inom Länna äng, del av Byringe 7:41, Strängnäs kommun Geosigma AB
SYSTEM FÖR KVALITETSLEDNING Uppdragsledare Uppdragsnr Grap nr Antal sidor Tommy Lundberg 13 Beställare Beställares referens Antal bilagor NAI Svefa AB Oskar Pihl 0 Rapporttitel - Översiktlig geoteknisk undersökning inom Länna äng, del av Byringe 7:41, Strängnäs kommun Författad av Sebastian Agerberg, Elin Andersson Granskad av Frank Willer GEOSIGMA AB www.geosigma.se geosigma@geosigma.se Bankgiro: 5331-7020 PlusGiro: 417 14 72-6 Org.nr: 556412-7735 Uppsala Postadress Box 894, 751 08 Uppsala Besöksadress S:t Persgatan 6, Uppsala Tel: 010-482 88 00 Teknik & Innovation Seminariegatan 33 752 28 Uppsala Tel: 010-482 88 00 Göteborg Stora Badhusgatan 18-20 411 21 Göteborg Tel: 010-482 88 00 Stockholm Sankt Eriksgatan 113 113 43 Stockholm Tel: 010-482 88 00 Sida 2 (13)
Innehåll 1 Objekt... 4 2 Syfte... 4 3 Underlag... 5 3.1 Tidigare utförda undersökningar... 5 3.2 Nu utförda undersökningar... 5 4 Styrande dokument... 5 5 Markanvändning... 6 5.1 Befintlig markanvändning... 6 5.2 Planerad markanvändning... 6 6 Markförhållanden... 7 6.1 Topografi... 7 6.2 Jordartsförhållanden... 8 7 Dimensioneringsförutsättningar... 9 7.1 Geoteknisk kategori och Säkerhetsklass... 9 7.2 Naturlig vattenkvot och kornflytgräns... 9 7.3 Jordmaterialegenskaper... 9 8 Stabilitet... 11 9 Rekommendationer... 11 9.1 Geoteknik... 11 9.1.1 Planerad byggnation... 11 9.1.2 Grundläggningsförslag... 11 9.2 Deformationer... 12 9.3 Schaktning... 12 9.4 Hydrogeologi... 12 10 Omgivningspåverkan... 13 10.1 Kontrollprogram... 13 10.2 Schakter... 13 11 Kompletterande utredning... 13 Sida 3 (13)
1 Objekt Geosigma AB har på uppdrag av NAI Svefa AB genomfört en översiktlig geoteknisk undersökning inom Länna äng (del av fastigheten Byringe 7:41) i Strängnäs kommun. Undersökningsområdet (figur 1-1) planeras att exploateras för bostadsändamål. I föreliggande PM redovisas en tolkning av de geotekniska förutsättningarna och rekommendationer för grundläggning. Figur 1-1. Översiktskarta där undersökningsområdets ungefärliga läge markerats med röd, streckad linje. 2 Syfte Syftet med undersökningen har varit att utreda de geotekniska förhållandena inför uppförandet av ny bostadsbebyggelse. Undersökningarna har inriktats på att bestämma jordarter och jordlagrens mäktighet, de översiktliga hydrogeologiska förhållandena, geotekniska egenskaper med avseende på hållfasthet och deformationsegenskaper, samt att ge grundläggningsrekommendationer. Resultaten avses utgöra ett projekteringsunderlag inför exploateringen. Sida 4 (13)
3 Underlag 3.1 Tidigare utförda undersökningar Geosigma har tidigare utfört en översiktlig geoteknisk utredning 1 i det planerade exploateringsområdet. Denna har utgjort underlag inför planeringen av den nu genomförda fältundersökningen. Tabell 3-1 är en sammanställning av de tidigare undersökningar och utredningar som utförts i eller i närheten av det planerade exploateringsområdet. Tabell 3-1. Tidigare utförda utredningar och undersökningar Projekt Konsult Geoteknisk utredning, Länna äng 2016-11-30 Geosigma AB Utlåtande, Översiktlig markundersökning 2016-08-04 ÄC-Konsult AB Översiktlig geoteknisk undersökning, Länna 1975-11-11 Allmänna Ingenjörsbyrån AB 3.2 Nu utförda undersökningar För de geotekniska undersökningarna i fält, samt utsättning och inmätning av borrpunkter, har Bjerkning AB och GeoNorr AB anlitats. Fältarbetena utfördes 12-16 december 2016 och 22 februari 2017. De geotekniska laboratorieundersökningarna har utförts av Sweco Geolab AB. Koordinatsystem Sweref 99 16 30 och höjdsystem RH70 har använts. Resultatet av undersökningarna redovisas i tillhörande Markteknisk undersökningsrapport, MUR, daterad, Grap 16304. Underlag till den geotekniska fältundersökningen har bestått av Geosigmas borrplan, inklusive ledningsinformation som erhållits via Ledningskollen. Undersökningspunkterna har fördelats i det planerade exploateringsområdet för att undersöka jorddjup, jordart och geotekniska egenskaper inför uppförandet av byggnader, vägar, ledningsnät samt pumpstation. 4 Styrande dokument De styrande dokumenten för de geotekniska undersökningarna är: IEG Rapport 2:2008, Rev 2, Tillämpningsdokument Grunder IEG Rapport 6:2008, Rev 1, Tillämpningsdokument Slänter och Bankar Skredkommissionen Rapport 3:95, Anvisningar för släntstabilitetsutredningar TK Geo 13, Trafikverkets tekniska krav för geokonstruktioner Anläggnings AMA 13 1 Geosigma, 2016. Geoteknisk utredning Länna äng, del av Byringe 7:41, Strängnäs kommun (2016-11-30) Sida 5 (13)
5 Markanvändning 5.1 Befintlig markanvändning I dagsläget utgörs marken i undersökningsområdet av åker-, skogs- och ängsmark. Åkern ligger i en dalgång som löper i nord-sydlig riktning med skogsbeklädda höjder i öster och väster där berg i dagen förekommer. Undersökningsområdet sluttar svagt mot söder. En ledningsinventering har identifierat lägena för befintliga ledningar inom undersökningsområdet. Området genomkorsas av en elkabel som ägs av Vattenfall och i nordväst finns en luftburen elkabel som tillhör Skanova. I åkermarken finns täckdiken. 5.2 Planerad markanvändning Den planerade markanvändningen inom Länna äng utgörs av bostadsbebyggelse i form av cirka 50 småhus. Figur 5-1 är den senaste skissen av den planerade bebyggelsen. Flerbostadshus och större villor mot jordbruksmark byggs i två våningar (röda respektive bruna hus i figur 5-1). För övriga enbostadshus (orange hus i figur 5-1) gäller en våning. Källare är inte tillåtet. I den nordvästra delen av området finns ett fornlämningsområde som inte omfattas av den planerade exploateringen. Även i de nordöstra och sydöstra delarna av planområdet finns partier som avses att bevaras som naturmark. Figur 5-1. Planerad markanvändning enligt det senaste förslaget I norr planeras området att anslutas till Länna ringväg. Länna ringväg är en befintlig väg som löper längs västra sidan av undersökningsområdet. Inför den planerade exploateringen ska Länna ringväg förlängas till den norra änden av undersökningsområdet. Inom undersökningsområdet förbinds de planerade fastigheterna med asfalterade lokalgator. Befintlig elkabel inom området kommer att flyttas och förläggas i allmän vägmark och Sida 6 (13)
ledningsnät för vatten och avlopp ska anläggas. I sydöstra delen av undersökningsområdet planeras en pumpstation som ska grundläggas på cirka tre meters djup. 6 Markförhållanden 6.1 Topografi Marken i dalgången sluttar generellt mot söder. Markytan i undersökningsområdet varierar mellan cirka +27 och +44 (RH70), med brantare partier mot skogsområdena på ömse sidor om dalgången (figur 6-1). Figur 6-1. Topografisk karta (RH70) Sida 7 (13)
6.2 Jordartsförhållanden Enligt SGUs jordartskarta (Figur 6-2) består marken inom undersökningsområdet av lera, sandig morän, isälvssediment och ytligt berg. Jorddjupet varierar enligt SGUs jorddjupskarta (Figur 6-3) mellan 0-10 meter. Figur 6-2. Jordartskarta (SGU, 2016a) där undersökningsområdets ungefärliga läge markerats med svart, streckad linje Figur 6-3. Jorddjupskarta (SGU, 2016b) där undersökningsområdets ungefärliga läge markerats med svart, streckad linje Sida 8 (13)
Den geotekniska undersökningen visar att jordlagerföljden i dalgången består av 1-2 meter torrskorpelera ovan 2-5 meter fast varvig lera eller silt. Leran/silten underlagras av ett tunt lager av friktionsjord på berg. I skogsområdena i öster och väster utgörs marken av blockrik morän. Berg i dagen förekommer både på östra och västra sidan om dalgången. Finjorden Finjordens mäktighet varierar i området. Mäktigast lerlager har påträffats i punkterna 16GS06 och 16GS08 (cirka 6 meter). Leran under fyllnadsmassorna kan delas i primärt två delar: torrskorpelera samt varvig lera/ lerig silt. Torrskorpelera karakteriseras av sitt låga vatteninnehåll. Lerans egenskaper är i huvudsak fast och med ett varierat inslag av silt. Friktionsjorden Friktionsjorden bedöms bestå av en kompakt lerig/siltig morän. Berg Bergnivåerna i området varierar mellan berg i dagen och ner till cirka sju meter under markytan. Bergets egenskaper har inte undersökts närmare. De största jorddjupen till berg finns i områdets centrala delar. Resultaten redovisas i en markteknisk undersökningsrapport, MUR daterad, Grap 16304. Punkternas lägen i plan redovisas på ritning 160G1101. Resultaten redovisas som enstaka borrhål på ritningarna 300G1101 300G1103. 7 Dimensioneringsförutsättningar 7.1 Geoteknisk kategori och Säkerhetsklass Vid dimensionering av schaktarbeten ska geoteknisk kategori 3 (GK3) tillämpas där schaktdjupen blir större än 3 meter i lera. Vid schaktdjup grundare än 3 meter i lera samt att schakten sker i torrhet kan geoteknisk kategori 2 (GK2) tillämpas, enligt definition i IEG Rapport 2:2008 kapitel 5. Vid dimensionering av grundkonstruktioner ska geoteknisk kategori 2 (GK2) tillämpas, enligt definition i IEG Rapport 8:2008 kapitel 4. Säkerhetsklass 2 (SK 2) erfordras vid arbeten inom området, enligt definition i IEG Rapport 2:2008 kapitel 5. 7.2 Naturlig vattenkvot och kornflytgräns Den naturliga vattenkvoten i den varviga leran varierar mellan cirka 40 och 50 % och lerans konflytgräns varierar mellan 50 och 60 %. 7.3 Jordmaterialegenskaper Utförda undersökningar visar på stor variation i jorden, både vad gäller djup och utbredning i plan. Angivna parametrar är därför avsedda att ge en indikation om förhållandena och avvikelser kan förekomma. Friktionsmaterialens (silt) friktionsvinkel har utvärderas utifrån sonderingsresultaten och bedöms variera mellan 28 och 42. En friktionsvinkel om 28 har därför valts som härlett värde. Sida 9 (13)
I sandmoränen har tabellvärde från TK Geo 13 valts. En sammanställning av härledda friktionsvinklar redovisas i tabell 7-1 nedan. Den karakteristiska friktionsvinkeln är baserad på empiriska riktvärden i TK Geo 13 tabell 5.2-4. Tungheten är baserad på empiriska riktvärden i TK Geo 13 tabell 5.2-1. Skjuvhållfastheten hos jordlagren har utvärderats från vingförsök och CPT-sondering. Torrskorpelerans skjuvhållfasthet har bedömts till högst 40 kpa och för den varviga leran till 30 kpa. För parametrar för dimensionering av schakter, se tabell 7-1. Tabell 7-1. Parametrar för dimensionering av schakt Jordlager Djup [m] Kar värde Ø' k [ ] Dim värde Ø' d [ ] Kar värde c uk [kpa] Dim värde c ud [kpa] Tunghet γ / γ [kn/m 3 ] Let 0-3 - - 40 37 17 / 7 vle 3-6 - - 25 22 17 / 7 sisa 0-2 28 25 - - 18 / 11 sisamn 2-40 36 - - 20 / 11 * Tabellvärde från TK Geo 13 För att få fram det karakteristiska och det dimensionerande värdet på skjuvhållfastheten har en utvärdering gjorts av omräkningsfaktorn, η. I tabell 7-2 redovisas omräkningsfaktorn för schaktparametrar och i tabell 7-3 redovisas omräkningsfaktorn för påldimensionering där η 6 och η 7 avgörs av geokonstruktören. Tabell 7-2. Utvärdering av omräkningsfaktorn för schaktparametrar Omräkningsfaktorn, η x η 1 beaktar egenskapens naturliga variation, definierad i form av variationskoefficienten Vx 1,0 η 2 beaktar antal oberoende undersökningar n η 3 beaktar osäkerhet relaterad till bestämning av jordens egenskaper 0,95 η 4 beaktat geokonstruktionens närhet till undersökningspunkt η 5 beaktar omfattning av den del av marken som bestämmer beteendet hos geokonstruktionen i det betraktade gränstillståndet η 6 beaktar geokonstruktionens förmåga att överföra last från veka till fasta delar i marken η 7 beaktar typ av brottmekanism (sprött eller segt) η 8 beaktar parameterns betydelse i förhållande till andra lastgivande eller mothållande parametrar η = η (1,2) x η 3 x η (4,5,6,7) x η 8 0,90 0,95 1,0 Sida 10 (13)
Tabell 7-3. Utvärdering av omräkningsfaktorn för parametrar till påldimensionering Omräkningsfaktorn, η x η 1 beaktar egenskapens naturliga variation, definierad i form av variationskoefficienten Vx 0,95 η 2 beaktar antal oberoende undersökningar n η 3 beaktar osäkerhet relaterad till bestämning av jordens egenskaper 1,0 η 4 beaktat geokonstruktionens närhet till undersökningspunkt 0,95 η 5 beaktar omfattning av den del av marken som bestämmer beteendet hos geokonstruktionen i det betraktade gränstillståndet η 6 beaktar geokonstruktionens förmåga att överföra last från veka till fasta delar i marken η 7 beaktar typ av brottmekanism (sprött eller segt) η 8 beaktar parameterns betydelse i förhållande till andra lastgivande eller mothållande parametrar 1,0 geokonstruktör geokonstruktör η = η (1,2,3,4,5) x η 8 0,90 1,0 8 Stabilitet Områdets totalstabilitet bedöms i dagsläget vara tillfredsställande, med hänsyn till att marken i det närmaste är plan. Stabiliteten inom området kommer inte att påverkas av förhöjda grundvattennivåer. 9 Rekommendationer 9.1 Geoteknik Inget förstärkningsalternativ har detaljutretts i föreliggande PM. Förutsättningarna för exploatering av tomt bedöms variera och är komplicerade där hänsyn till flera faktorer måste tas, däribland; Varierande lermäktighet, 0-7 m (ojämna sättningar vid belastningsökning) Höga grundvattennivåer med risk för grundvatteninträngning i schakter och undermarkskonstruktioner 9.1.1 Planerad byggnation Området ska bebyggas med bostadshus bestående av friliggande villor i ett plan samt större villor och radhus i två våningar. Ledningar och gator kommer också att byggas. I skrivande stund är höjder för grundläggning av hus och uppfyllnader inte kända. Endast ungefärlig placering av husen är i nuläget känd. 9.1.2 Grundläggningsförslag Grundläggning föreslås utföras med plattor på mark inom områdets yttre delar där undergrunden utgörs av torrskorpelera och/eller sand och silt med morän. Tillåten medeltryckpåkänning kan i detta område vara σ m=0,030 MPa. Sida 11 (13)
Inom områdets centrala delar och i dess södra del föreslås att grundläggning utförs med platta på torrskorpeleran/leran. Plattan grundläggs på en bädd av 30 cm friktionsjord som packas. Tillåten medeltryckpåkänning kan i detta avsnitt sättas till σ m=0,025 MPa. Detta värde är satt med hänsyn tagen till sättningarna som i detta fall då skulle bli mycket små, det vill säga nära 0. Om sättningar kan accepteras innebär det dels att högre medelgrundpåkänning kan tillåtas, dels att kantförstyvad platta bör utföras på aktuella byggnader. Plattorna grundläggs på packad fyllning enligt AMA. 9.2 Deformationer Där jorden består av lös lera kan det förväntas uppstå deformationer om marken belastas. För att undvika skadliga deformationer bör därför lös lera utskiftas innan grundläggning, eller ett alternativ där laster förs ned till fastare lager med till exempel betongplintar väljas. Det ska beaktas att jordlagren i området till delar är mycket tjälfarliga vilket ska tas hänsyn till vid grundläggning av vägar och anläggningar. Det innebär att utskiftning av tjälfarliga jordlager bör ske ner till frostfritt djup, alternativt att undergrunden bör tjälisoleras. 9.3 Schaktning Vid schakt i området skall man beakta att det finns silt i den naturligt lagrade kohesionsjorden, vilket innebär att jorden kan få flytegenskaper vid schakt under grundvattenytan och i samband med nederbörd, samt att den är tjälfarlig. All schaktning ska utföras i enlighet med Anläggnings AMA 13 kap CBB och Arbetsmiljöverkets handbok Schakta säkert. Schaktning ska utföras på sådant sätt att skador inte uppkommer på befintliga ledningar. Vid schakt i friktionsmaterial ska slänter inte utföras brantare än 1:1 utan särskild utredning. Bergschakt för grundläggning av byggnad på sprängbotten utförs enligt AMA Anläggning 13 kap. CBC.21. Vid schaktarbete ska stabiliteten vara säkerställd och kontroll av porvattentryck och risk för bottenupptryckning ska göras. Grundvattennivån bör vid schaktarbeten sänkas till minst 0,5 m under schaktbotten. Vid utförandet av ledningsgravar ska tillses att tätskärmar med bentonit används så att eventuellt artesiskt grundvatten inte avsänks via ledningsgravar. Projektering av tätskärmar utförs i ett senare skede för att säkerställa att grundvattennivåerna inte avsänks till nivåer där sättningsrisker uppstår, samtidigt som ytlig dagvattenavledning i ledningsgravarna inte hindras. 9.4 Hydrogeologi Enligt utförda avläsningar av grundvattennivåer ligger grundvattenytan cirka 0,5 till 1 meter under markytan. På sina ställen, i områdets östra delar, finns artesiskt vatten. Inför schakt rekommenderas att grundvattennivåer kontrolleras för att fastställa aktuell grundvattennivå, då en viss variation beroende av årstid kan förväntas. Länshållning/temporär grundvattensänkning vid schakt kan komma att erfordras. Grundvatten kan komma att behöva bortledas i byggskedet vilket är en tillståndspliktig vattenverksamhet enligt kap 11 i Miljöbalken såvida det inte är uppenbart att varken enskilda eller allmänna intressen skadas (MB 11 kap, 12). Utredning kan behöva utföras för att bedöma om tillstånd för vattenverksamhet krävs eller om undantagsregeln i 12 i samma kapitel kan åberopas. Sida 12 (13)
10 Omgivningspåverkan I syfte att minimera risker och omgivningspåverkan inför kommande grundläggningsarbeten bör en byggriskanalys samt tillhörande kontrollprogram upprättas under vidare projektering. 10.1 Kontrollprogram Ett kontrollprogram bör tas fram där erforderliga kontroller och gränsvärden i samband med schaktnings-, spontnings-, pålnings- och sprängningsarbeten anges. 10.2 Schakter I kontrollprogrammet bör även bevakning av temporära schaktslänter ingå. Arbetsberedningar och besiktning av schaktbotten bör utföras av erfaren geotekniker för att minimera risken för stabilitetsbrott. 11 Kompletterande utredning Grundvattennivåer bör undersökas mer noggrant för att klargöra rådande hydrogeologiska förhållanden inom arbetsområdet. Sida 13 (13)