VÄGPLAN GRANSKNINGSHANDLING E6 Kungälvsmotet (Öst) Kungälvs kommun, Västra Götalands län PM Geoteknik 2014-07-04 Projektnummer: 102131 1
Dokumenttitel: Granskningshandling E6 Kungälvsmotet (Öst) Dokumentdatum: 2014-07-04 Dokumenttyp: PM Geoteknik Ärendenummer: TRV 2013/57533 Projektnummer: 102131 Version: 1.0 Utgivare: Trafikverket Kontaktperson: Kent Sjöholm Konsult: ÅF-Infrastructure AB Uppdragsansvarig: Elin Lyckestam Geoteknik: Daniel Nyqvist Distributör: Trafikverket, 405 33 Göteborg, telefon: 0771-921 921
Innehållsförteckning 1 Objekt... 1 2 Syfte och begränsningar... 1 3 Underlag... 1 4 Befintliga förhållanden... 2 4.1 Topografi... 2 4.2 Befintliga byggnader och anläggningar... 2 5 Geotekniska undersökningar... 2 5.1 Tidigare utförda undersökningar... 2 5.2 Nu utförda undersökningar... 2 6 Geotekniska förhållanden... 3 7 Hydrogeologiska förhållanden... 3 8 Stabilitet... 3 8.1 Arbetsskedet... 3 8.2 Permanentskedet... 4 9 Sättningar... 4 10 Förslag på förstärkning och problemställning... 4 10.1 Anslutning ca km 0/100... 4 10.2 Varierande jorddjup inom området... 4 10.3 Anslutning km 0/290... 4 11 Mängder för grundläggning och åtgärder... 5 11.1 Ny ramp... 5 11.2 Dagvattenkulvert... 5
1 Objekt På uppdrag av Kungälvs kommun har ÅF-Infrastructure AB upprättat en geoteknisk utredning inom Kungälvsmotet i Kungälvs kommun. 2 Syfte och begränsningar Syftet med utredningen är att ligga till grund för arbete med framtagande av vägplan för den nya sträckningen av de östra ramperna i Kungälvsmotet. I utredningen ingår även den del av södra Kungälvsmotet som tas bort, se rödmarkerat område i figur 1 nedan. Figur 1 Område över Kungälvsmotet 3 Underlag Underlag för den geotekniska undersökningen utgörs av: - Digital grundkarta - Ledningskontroll - Tidigare utförda undersökningar, se MUR. 1
4 Befintliga förhållanden 4.1 Topografi I stort avgränsas vägplanen i söder av Marstrandsvägen, i väster av E6 och befintliga ramper, i norr av fastmarksområde och i öster av ängsområdet som vetter mot sjukhusområdet, se figur 1. Området kring aktuell vägplan sluttar generellt från norr till söder. Marknivåer vid vägplanens nya sträckning i ängsområdet varierar mellan nivåerna ca +6 och +7. 4.2 Befintliga byggnader och anläggningar Stor del av aktuellt område utgörs av ängsmark. I ängsmarken finns vattendrag och är en del av avrinningen från sjukhusområdet som leds ut till befintlig dagvattenkulvert. Dagvattenkulverten, med en diameter på 2,6 m, sträcker sig idag längs med E6 och Kungälvsmotets norra avfart för att sedan korsa under Marstrandsvägen och därefter släppas ut i öppet dike ihop med den dagvattenkulvert som korsar E6 söder om Marstrandsvägen. Vid ca km 0/100 kommer befintlig ramp och ny ramp anslutas och där sträcker sig även kulverten med en vattengång på nivå +3. Under den nya planerade avfarten mot norrgående E6 finns en tryckt spillvattenledning. Inom området finns flertalet ledningar av olika sort. Bland annat under den planerade avfarten mot norrgående E6 finns en tryckt spillvattenledning. Därutöver återfinns hårdgjorda ytor i form av befintligheter såsom Kungälvsmotet och Marstrandsvägen. Bro 680 är grundlagd på spetsbärande pålar mellan landfästena och ända fram till uppfartsrampen från norrgående trafik. Marstrandsvägen och intilliggande ramper är inom aktuellt område förstärkta med lättklinker som spetsas ut i riktning från bron. En tydlig sättningsskada visar gränsen mellan brons spetsbärande pålar och lättklinkern för Marstrandsvägen. 5 Geotekniska undersökningar Information om, samt resultat, från de nu och tidigare utförda fält- och laboratorieundersökningarna redovisas i Markteknisk undersökningsrapport/geoteknik, MUR/Geoteknik, daterad 2014-05-05. 5.1 Tidigare utförda undersökningar Ett flertal geotekniska undersökningar har utförts inom området, se kapitel 8.1.2 MUR/Geoteknik. 5.2 Nu utförda undersökningar Fältundersökningarna har utförts av ÅF Infrastructure AB under mars 2014. Totalt omfattar fältarbetet 6 st undersökningspunkter, se kapitel 8.1.3 MUR/Geoteknik. 2
6 Geotekniska förhållanden Till stor del utgörs aktuellt område av det ängsområde som finns norr om Marstrandsvägen. Jorddjupet varierar stort inom sträckningen, km 0/100-0/340, mellan ca 5 till ca 40 m. Vid km 0/100 är jorddjupet ca 16 m och minskar till ca 4 m vid km 0/170. Därefter ökar jorddjupet igen och vid km 0/340 uppgår det till ca 40 m. Under ett ringa mulljordslager finns torrskorpelera ner till 1-2 m djup. Därunder finns lera av varierande mäktighet som vilar på ett mestadels tunt lager friktionsjord, se profilritning G11 i MUR. Lokalt förekommer siltskikt de översta metrarna. Vattenkvoten i leran varierar mellan 20 % och 115 % och konflytgränsen varierar mellan 40 % och 102 %. Lerans densitet varierar främst mellan ca 1,45 kn/m 3 och 1,55 kn/m 3 med viss lokal variation. Sensitiviteten i leran varierar mellan 10 och 75. Sonderingspunkt GF-5, öster om aktuellt område, påvisar att leran är kvick. Leran i sonderingspunkt 118 är högsensitiv förutom vid en provtagningsnivå som är kvick. Därutöver är området medelsensitivt. Lerans odränerade skjuvhållfasthet inom området är i de ytliga lagren extremt låg. Med tillväxt mot djupet, om än liten, ökar lerans skjuvhållfasthet till väldigt låg. Odränerade skjuvhållfastheten är 9 kpa ner till 2 meters djup. Därunder ökar skjuvhållfastheten med ca 0,8 kpa/m och vid 6 m djup är skjuvhållfastheten 12 kpa. Därunder är tillväxten ngt högre, 0,9 kpa/m, och vid 28 m djup är lerans skjuvhållfasthet 32 kpa. Utförda kompressionsförsök visar att leran är normalkonsoliderad till lätt överkonsoliderad med en OCR på ca 1,0 1,5. Även mindre pålastningar ger därmed inom området upphov till sättningar. 7 Hydrogeologiska förhållanden I en av sonderingarna har en fri vattenyta påträffats ca 0,5 m under markytan. I området har tryckutjämningsförsök utförts i två CPT-sonderingar, se MUR, daterad 2014-05-05. Tryckutjämningen i AF5 ger ett lågt tryck, ca 60 kpa, i friktionsjorden vid nivån 11 m, vilket kan förklaras av att friktionsjorden under leran utgörs lokalt av flera meters mäktighet. Söder om Marstrandsvägen har tryckutjämningen i AF6 utförts och ger en trycknivå nära markytan, vilket tyder på ett artesiskt tryck. Tidigare undersökningar i området bekräftar detta. Grundvattenytan i det övre magasinet bedöms ligga i nivå med underkant torrskorpa i ängsområdet. 8 Stabilitet 8.1 Arbetsskedet Stabiliteten bedöms idag fullgod. I arbetsskedet måste kontroll av stabiliteten utföras avseende ny dagvattenkulvert för både lokalstabilitet och totalstabilitet. Då leran har en extremt låg skjuvhållfasthet och att det lokalt förekommer siltskikt är det svårt att klara lokalstabiliteten vid schakt med slänt. Därför föreslås all schakt för dagvattenkulvert ske inom spont eller motsvarande. 3
8.2 Permanentskedet I permanentskedet är stabiliteten i området fullgod. 9 Sättningar Leran inom av området är mycket sättningsbenägen då den är normalkonsoliderad till lätt överkonsoliderad. Sättningar av varierande storlek förväntas därför inom de delar av området där pålastningar planeras. 10 Förslag på förstärkning och problemställning Val av förstärkning för ny ramp har bestämts med hänsyn till varierande jorddjup, sättningskänslig lera och anslutningspunkter mellan befintlig ramp/marstrandsvägen och ny ramp. Föreslagen förstärkning för ny ramp mellan km 0/100 och 0/290 är singulära KC-pelare som lokalt kompletteras med lättfyllning där jorddjupen är stora. Bedömt område med KC-pelare är ca 6000 m 2 och lättfyllningen ca 1900 m 2, se vidare kapitel 11 för mängder. Åtgärderna är ämnade som fullkompensation av nya pålastningar då jorden är så pass sättningskänslig. KC-pelarområdet skall inte trafikeras under de första 2-3 veckorna. Under de närmsta 3-6 månaderna kommer KC-pelarnas sättningar utvecklas om inte en överlast används och fortskrider sättningsförloppet. För dagvattenkulverten bedöms ingen förstärkning behövas men under arbetsskedet förslås schakt ske inom spont. 10.1 Anslutning ca km 0/100 Vid anslutning mellan befintlig ramp och planerad ramp sträcker sig dagvattenkulverten som tidigare beskrivits i kapitel 4.2 och som föreslås ledas om. Ny sträckning av kulvert föreslås korsa befintlig ramp vid ca km 0/060 (längdmätning avfart norrgående E6) och därefter sträcka sig till och under Marstrandsvägen. Därefter sträcker sig kulverten österut, se ritning G01. 10.2 Varierande jorddjup inom området Jorddjupet varierar inom området och vid km 0/170 lokalt är jorddjupet som minst, ca 4 meter till fast botten. 10.3 Anslutning km 0/290 Ny ramp ansluter till befintliga Marstrandsvägen. En tryckt spillvattenledning under ny nerfart till norrgående E6 skall beaktas under arbetsskedet. Vid anslutningen mellan ny väg och Marstrandsvägen är jorddjupet över 25 m och åtgärd med KC-pelare behöver kompletteras med lättfyllning, förslagsvis lättklinker, för att uppnå fullkompensation. KC-pelarna kommer då behöva beredas på en lägre nivå för att möjliggöra uppbyggnad av lättfyllning under ny vägbank. Området som berörs av denna komplettering är på ca 1900 m 2 där lättklinkern är ca 0,5 m mäktig. 4
11 Mängder för grundläggning och åtgärder 11.1 Ny ramp Djupstabilisering, KC-pelare: Berört område är ca 6000 m 2 och totala längden av singulära KC-pelare är ca 24000 m. Arbetsbädden som bereds inför KC-pelarna är 0,5 m mäktig. Se tabell 2 nedan. Lättklinker: Lättklinkern innefattas inom av ett område på ca 1900 m 2 med en mäktighet på 0,5 m. Tabell 2 Uppskattad mängd över geotekniska åtgärder för ny ramp och dagvattenkulvert Metod Enhet Mängd Arbetsbädd(KC) m 2 6000 Singulära KC-pelare, maximalt 20 m djup Löpmeter 24000 Lättklinker(8-20) m 3 950 Geotextil, ny ramp m 2 6000 11.2 Dagvattenkulvert För att uppnå fullgod stabilitet föreslås all schakt ske inom spont, se ovanstående beskrivning i kapitel 8. I tabell 3 nedan redovisas uppskattad mängd av avjämningssbädd med geotexil och temporär spont. Tabell 3 Uppskattad mängd över geotekniska åtgärder för dagvattenkulvert Metod Enhet Mängd Geotextil, dagvattenkulvert m 2 1000 Bädd av sprängsten för kulvert m 3 283 Temporär spont för dagvattenkulvert m 2 8400 5
Trafikverket, 405 33 Göteborg. Besöksadress: Kruthusgatan 17. Telefon: 0771-921 921, Texttelefon: 010-123 50 00 www.trafikverket.se