TEKNISKT PM GEOTEKNIK E4 Stockholm Uppsala, Trafikplats Måby Sigtuna Kommun, Stockholms Län Arbetsplan, Utställelsehandling 2011-11-18 Projektnummer: 8447022
Dokumenttitel: Tekniskt PM Geoteknik Skapat av: Henrik Håkansson Dokumentdatum: 2011-11-18 Dokumenttyp: Tekniskt PM Geoteknik DokumentID: 1G140001 Ärendenummer: Projektnummer: 8447022 Version: 1.0 Publiceringsdatum: Utgivare: Trafikverket Kontaktperson: Ylwa Arebratt, tel 070-695 45 99 Uppdragsansvarig: Sven-Bertil Götvall Tryck: Distributör: Trafikverket, 172 90 Sundbyberg, telefon: 0771-921 921.
Innehåll UPPDRAG... 4 VÄGFÖRSLAG... 4 UNDERLAG... 4 GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN... 4 Påfartsramp södergående trafik... 4 Avfartsramp norrgående trafik... 5 Gång- och cykelväg samt gc-port... 6 GEOHYDROLOGI... 6 SÄTTNINGAR OCH STABILITET... 7 GRUNDLÄGGNING... 8 Påfartsramp södergående trafik... 8 Avfartsramp norrgående trafik... 8 Gång- och cykelväg samt gc-port... 8 Gång- och cykelport... 9 SCHAKT... 9 ÖVRIGT... 9
Uppdrag Undersöka undergrundens beskaffenhet som underlag för projektering av ny påfartsramp, avfartsramp samt gc-port vid Måby trafikplats nordväst om Arlanda där väg 905 och E4:an korsar varandra. Vägförslag Trafikverket Region Stockholm planerar att anlägga två nya ramper i vid trafikplats Måby utmed E4:an strax norr om Arlanda. Ramperna är dels påfart söderut, dels avfart söderifrån. En förstudie har upprättats, dat. 2008-02-18, där ett alternativ för respektive ramp förordas. Vidare planeras för en ny gc-port strax norr om befintlig cirkulationsplats under två av ramperna. Underlag Resultatet av utförda undersökningar framgår av Rapport Geoteknik med uppdragsnummer 53126, daterad 2011-11-18, upprättad av Bjerking AB. Geotekniska förhållanden Påfartsramp södergående trafik Ytan utgörs till övervägande del av skogsbevuxen moränmark. I anslutning till väg 905 och längst i söder, där rampen ansluter mot befintlig E4:a förekommer även mindre partier med lera. Utmed planerad ramp ligger markytan i befintliga sonderingspunkter mellan +21,4 och +31,7. Från väg 905 stiger markytan ända fram till ca 0/180 för att därefter falla något. I anslutning till väg 905, där rampen startar och ca 25 meter framåt, utgörs ytskiktet av 0,3 meter mullhaltig jord. Ytskiktet underlagras av 5,5 meter kohesionsjord ovan friktionsjord som djupare ner vilar på berg. Kohesionsjorden utgörs av lera som ner till drygt 2,5 meters djup är av torrskorpekaraktär, dvs. av fast beskaffenhet. Därunder är leran av halvfast beskaffenhet. Lägst konstaterad skjuvhållfasthet var 26 kpa på 4 meters djup. Friktionsjorden under leran har inte vidare undersökts men bedöms utgöras av morän. (Det skall nämnas att i anslutning till korsningspunkten med väg 905 planeras för en droppformad cirkulationsplats. Vidare kommer avfartsrampen att flyttas något åt väster för att bättre ansluta mot cirkulationsplatsen. Några undersökningar för droppe eller flytt av avfartsramp har inte utförts.) 4
Mellan längdsektion 0/030 och 0/250 utgörs undergrunden, förutom enstaka mindre partier med kohesionsjord, uteslutande av friktionsjord ovan berg. Friktionsjorden utgörs i huvudsak av grusig, siltig, sandig morän under ett ytskikt av mullhaltig jord. I moränen har block noterats på ett flertal ställen. Inom området varierar djupet till berg i huvudsak mellan 1 5 meter. Minsta djup till berg inom området är dock 0,5 meter medan en del sonderingar avbrutits ca 4 meter under planerad vägprofil. Efter längdsektion 0/250 och fram till befintlig E4:a förekommer under ytskiktet mindre mäktigheter, ca 2,5 meter, med kohesionsjord ovan friktionsjord och berg. Kohesionsjorden som utgörs av lera som genom hela sin profil är av torrskorpekaraktär medan förekommande friktionsjord utgörs av grusig, siltig, sandig morän. Avfartsramp norrgående trafik Den norrgående avfartsrampen följer inledningsvis befintlig E4:a som ligger ca 3 meter över det omgivande landskapet. Marken där rampen planeras ligger mellan +21 - +23 medan befintlig E4:a ligger på ca +25. Där rampen lämnar E4:an och fram till längdsektion 0/850, dvs. ca 130 meter framåt utgörs undergrunden, förutom ytskiktet av fyllning, av som mest ca 4,5 meter kohesionsjord ovan friktionsjord som djupare ner vilar på berg. Fyllningen varierar i mäktighet mellan ca 0,3 0,6 meter och utgörs i huvudsak av mulljord. Även inslag av sand har noterats. Kohesionsjorden utgörs av lera som ner till ca 2 meters djup är av torrskorpekaraktär, dvs. av fast beskaffenhet. Därunder är leran av lös beskaffenhet. Lägst konstaterad skjuvhållfasthet var 20 kpa på 3 meters djup. Friktionsjorden under leran har inte vidare undersökts men bedöms utgöras av morän. Från längdsektion 0/850 fram till ca 0/935 utgörs undergrunden överst av 0,4 0,9 mer fyllning ovan friktionsjord som djupare ner vilar på berg. Fyllningen utgörs av sandig mulljord och friktionsjorden utgörs av siltig, sandig, grusig morän. Trycksonderingarna har stoppat mot berg, block eller i fast lagrad morän på 1 till 3 meters djup eller avbrutits på ca 5 meters djup. Från längdsektion 0/935 fram till befintlig cirkulationsplats utgörs ytskiktet av ca 0,7 meter fyllning. Fyllningen underlagras av upp till 2 meter kohesionsjord ovan friktionsjord som djupare ner vilar på berg. Kohesionsjorden utgörs av lera som genom hela sin profil är av torrskorpekaraktär. Leran har inslag av silt och sand medan friktionsjorden utgörs av siltig, sandig, grusig morän. I ett par punkter har jordbergsonderingar utförts. Bergets överyta har noterats på ca 4 5 meters djup. 5
Gång- och cykelväg samt gc-port Marken där gc-väg och gc-port planeras varierar mellan ca +22 och +24. Marken ligger högst strax norr om befintlig ramp. Söder om planerad gc-port och under befintlig påfartsramp utgörs undergrunden överst av upp till 0,8 meter fyllning ovan ca 0,2 0,5 meter kohesionsjord. Kohesionsjorden underlagras av friktionsjord som djupare ner vilar på berg. Fyllningen utgörs av mulljord och lera. Kohesionsjorden utgörs av lera med torrskorpekaraktär genom hela sin profil. Leran har inslag av sandskikt. Friktionsjorden utgörs i huvudsak av grusig sandig morän. Ett par av jordbergsonderingarna har utförts ner till bergets överyta på ca 4,5 meters djup medan övriga har avbrutits på 3,5 5 meters djup. Norr om befintlig avfartsramp, där markytan stiger, utgörs undergrunden överst av ca 0,2 meter mulljord. Ytskiktet underlagras av friktionsjord som vilar på berg. Det skall nämnas att längst österut i sonderingspunkt 111 har även ett mindre skikt lera av torrskorpekaraktär noterats. Friktionsjorden, som är 0,5 2,5 meter mäktig, utgörs av siltig sandig morän. Bergets överyta har utmed delsträckan noterats på mellan 0,5 3 meters djup. Geohydrologi Grundvattennivån har kontrollerats i två st. nyinstallerade grundvattenrör. Grundvattenrören är placerade dels väster om befintlig E4:a i anslutning till den södergående rampen (1-GW) och dels i anslutning till planerad gc-port (44-GW). Resultat av avläsningarna utförda i grundvattenrör redovisas nedan i tabellform. GW-rör Datum Nivå Anmärkning 1-GW (my +21,4) 2010-04-29 +17,9 2010-05-06 +18,9 2010-08-26 +18,6 2010-09-09 +18,4 6
GW-rör Datum Nivå Anmärkning 44-GW (my +22,3) 2010-04-23 +18,7 2010-05-05 +20,6 2010-05-28 +20,4 2010-06-03 +20,3 2010-08-26 +20,3 2010-09-09 +19,9 2010-10-13 +19,6 Arbete med trumbyte pågår för väg 905. 2011-03-02 +19,9 2011-08-02 +19,5 2011-09-09 +20,7 2011-11-10 +19,9 Ytvatten sjunker normalt ner i fyllning och mulljordslager. Vid riklig nederbörd kan även ytavrinning ske i terrängens lutningsriktning, dvs. ner mot diket utmed väg 905. Sättningar och stabilitet För kontroll av lerans sättningsegenskaper har ostörda lerprover upptagits i sonderingspunkt 1, 37 och 38 och analyserats på lab. Utförda ödometerförsök (typ CRS) visar att leran inom området är överkonsoliderad för noterade grundvattentrycknivåer. Sättningsberäkningar har därefter utförts, utifrån laboratorieprotokoll, för en jämnt fördelad belastningsökning motsvarande 10 resp. 20 kn/m 2 för punkt 1 respektive 37-38. Teoretiskt beräknad sättning framgår av tabeller nedan. Punkt 1 10 kpa 20 kpa Lerdjup (m) Sättning (cm) Sättning (cm) 5,5 ca 1 ca 2 Punkt 37-38 10 kpa 20 kpa Lerdjup (m) Sättning (cm) Sättning (cm) 4,5 1,5 á 2 3 á 4 7
Utöver beräknade sättningar ovan kan ytterligare sättningar förväntas uppträda i okvalificerad fyllning inom området. Grundläggning För projektet gäller GK 2. Påfartsramp södergående trafik Påfartsrampen i södergående riktning föreslås grundläggas direkt i mark på förekommande torrskorpelera, morän och packad sprängstensbotten. På terrass av lera skall geotextil placeras före utläggning av överbyggnad. Avfartsramp norrgående trafik Även påfartsrampen i norrgående riktning föreslås grundläggas direkt i mark på förekommande torrskorpelera och morän. På terrassen skall geotextil placeras före utläggning av överbyggnad. Mellan längdsektion 0/740 och 0/770 erfordras en större uppfyllnad på som mest ca 4 meter. Beräknade sättningar uppgår till ca 20 cm. För att ta ut förväntad sättning föreslås tidig utläggning av vägbanken, eventuellt i kombination med överlast. För avfartsrampen har stabilitetsberäkning utförts mellan sektion 0/740 0/770. Vid beräkningarna har alla slänter antagits luta 1:3. Beräkningarna visar på en säkerhet mot stabilitetsbrott på F komb = 1,98 vid 10 kpa överlast (F c = 2,11). Motsvarande beräkning vid trafiklast 20 kpa ger F komb = 1,88 (F c = 2,02). Utifrån det materialet som finns idag bedöms således inte någon tryckbank erfordras. Kompletterande provtagning föreslås utföras i nästa skede. Beräknad liggtid uppgår till mindre än 1 år beroende på lastens storlek. I samband med utläggning av vägbanken föreslås att ett kontrollprogram upprättas där sättningen verifieras. Kontrollprogrammet bör utgöras av sättningspeglar som installeras och kontinuerligt vägs av. För övrig del av sträckan erfordras inga geotekniska förstärkningsåtgärder. Gång- och cykelväg Gång- och cykelvägen föreslås grundläggas direkt i mark på förekommande torrskorpelera, morän och packad sprängstensbotten. På terrass av lera skall geotextil placeras före utläggning av överbyggnad. 8
Gång- och cykelport Under de två ramperna norr om befintlig cirkulationsplats kommer en gcport att anläggas. GC-porten, både brostöd och trågkonstruktion, föreslås grundläggas direkt i mark på förekommande morän och packad sprängstensbotten. Med hänsyn till den relativt högt stående grundvattenytan erfordras en tät konstruktion, förslagsvis ett tråg, för den djupaste delsträckan mitt under planerad port. Trågets överkant föreslås till +20,7. Förslaget innebär en tråglängd på ca 80 meter. Trågkonstruktionen skall säkras mot upptryckning. Under byggskedet kommer grundvattnets trycknivå att sänkas temporärt. Sänkningen kan medföra att mindre sättningar utbildas i anslutning till gcporten. Den temporära sänkningen bedöms dock inte komma att påverka kablar och ledningar i området som i huvudsak ligger förlagda inom förstärkt mark. Schakt Temporär schakt kan i lera utföras ner till normalt ledningsdjup, dvs. ca 2 meter från befintlig markyta i släntlutning 2:1 utan särskilda förstärkningsåtgärder. Vid schakt i fyllning erfordras flackare lutning, förslagsvis 1:1. Vid våt väderlek eller vattenmättade förhållanden kan den siltiga jorden erhålla flytjordsegenskaper vilket kan komma att kräva flackare slänter. Noterade sandskikt kan ge inströmmande markvatten i schakt. Schakt för tråg- och brokonstruktion kommer erfordra en sänkning av grundvattnets trycknivå under byggtiden. Övrigt I god tid före entreprenadarbetenas start bör en riskanalys upprättas. Där utförs en inventering av angränsande byggnad och anläggningar. Vidare anges erforderlig omfattning av exempelvis syneförrättning, kontrollavvägning och vibrationsövervakning. Vid vibrationsövervakning anges även max tillåtna vibrationsnivåer för resp. kontrollobjekt. 9
Trafikverket, 172 90 Sundbyberg. Besöksadress: Sundbybergsvägen 1 Telefon: 0771-921 921, Texttelefon: 0243-795 90 www.trafikverket.se 10