STOCKHOLM, NORRA DJURGÅRDSSTADEN HJORTHAGEN NORRA 2 PM GEOTEKNIK PROGRAMHANDLING 2009-09-04 Beställare Stockholm Stad - Exploateringskontoret Konsult WSP Samhällsbyggnad SE-121 88 Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: +46 8 688 60 00 Fax: +46 8 688 69 14 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se Upprättad av: Lars Henricsson Granskad av: 10125296
Hjorthagen Norra 2 PM Geoteknik Innehåll sid 1. Bakgrund, Uppdrag 3 2. Historik 3 3. Planerad bebyggelse 3 4. Tidigare och befintliga anläggningar 4 5. Markförhållanden 4 6. Grundvatten 4 7. Markbyggnadstekniska förutsättningar 5 7.1 Sättningar 5 7.2 Stabilitet 5 7.3 Schaktning 5 7.4 Korrosionsrisk för stålpålar 6 7.5 Grundläggning 6 8. Övrigt 7 9. Bilagor och ritningar 7 10125296 2 (7)
Hjorthagen Norra 2 PM Geoteknik 1. Bakgrund, Uppdrag Det aktuella området ligger utmed Husarvikens södra strand inom det tidigare gasverksområdet. På uppdrag av Stockholm stad, Exploateringskontoret har WSP utfört sammanställning av tidigare utförda geotekniska undersökningar och utredningar för programhandling. Syftet är att ta fram geotekniskt underlag för fortsatt projektering av gator, ledningar m.m. 2. Planerad bebyggelse Inom området planeras bostadsbebyggelse med tillhörande infrastruktur. Omfattning och utformning av kvarters-/gatustruktur är inte bestämd, utan skall utabetas i en kommande systemhandlingsprojektering. 3. Tidigare och befintliga anläggningar Inom det aktuella området har leran delvis bortmuddrats och ersatts med fyllningsmassor. Utfyllningen, vars ändamål var att ge plats för ett kol- och koksupplag utfördes etappvis under ca 25 år (1913-38) från öster mot väster och omfattar hela det ca 1 km långa strandområdet längs Husarviken. Innan utfyllningen, inom nu aktuellt område, har muddringsarbeten utförts inom vissa delar för att förbättra stabilitets- och sättnings-förhållanden för två kranspår som löpte på ömse sidor av kol- och koksupplaget. Inom vissa avsnitt har all lera bortmuddras enligt arkivhandlingar från Stockholms Hamn. Två kranspår anlades, det norra spåret intill den stenklädda strandkanten och det södra, parallellt med det norra, på ca 90 m avstånd, se bilaga 1. För grundläggning av spåren har fyllnadsmassor lagts ut, delvis efter muddring ner till fast botten. För upplagsytorna gjordes dock inte motsvarande förstärkning. Såväl kol-/koksupplaget, med uppfyllningshöjder på upp till 12-15 m, som kranspåren är borttagna idag. Rester från tidigare verksamheter fanns kvar fram till 2005 i form av diverse synliga betongkonstruktioner, räls m.m. Merparten av dessa är dock numer borttagna. I öster sträcker sig det aktuella området delvis söder om det södra kranspåret, d.v.s. utanför kol- /koksupplaget. Dessa delar av området var tidigare industrimark med vissa byggnader och anläggningar. Denna sydöstra delyta har således inte haft någon extra belastning från kol- /koksupplag. Grundkonstruktioner från tidigare byggnader och anläggningar finns troligen kvarlämnade under mark. Såväl grundläggning i mark och på berg som pålgrundläggningar förekom. Planläget för befintliga konstruktioner år 1973 redovisas i bilaga 1. Inom västra delen av området korsar en luftburen kraftledning området i nord-sydlig riktning. Byggande av en kraftledningstunnel, som skall ersätta luftledningen, pågår inom den västra delen av det aktuella området. Tunneln (ca 4 x 5 m) passerar i nord-sydlig riktning med bottennivåer på ca -45 till -46 under det aktuella området. 10125296 3 (7)
4. Geotekniska undersökningar Sedan Gasverksområdet började byggas ut i slutet av 1800-talet har en stor mängd geotekniska undersökningar utförts. Merparten av dessa är dock inte representativa för dagens förhållanden då omfattande schakt-, muddrings- och fyllningsarbeten utförts. Information om jorddjup m.m. som är relevant även idag har dock beaktats i denna utredning vid utvärdering och framtagning av tolkade jordlagerförhållanden m.m. Dokumentation av utförda undersökningar finns i en digital (Autograf-) punktdatabas som finns tillgänglig på Byggnet. I punktdatabasen finns vissa äldre undersökningspunkter (SG001 SG082), som utfördes år 1890 innan muddrings- och fyllningsarbetena påbörjades. Dessa punkter bedöms inte vara relevanta i dag och har därför inte medtagits på plan- och sektionsritningar tillhörande denna handling. Huvudsakligen finns dock endast nyare undersökningspunkter samt vissa relevanta äldre undersökningspunkter i punktdatabasen. Sedan verksamheten upphörde på 1970-talet har ett antal geotekniska undersökningspunkter utförts inom det aktuella området, främst med syfte att bestämma bergnivåer. Under senare år har även jord-bergsonderingar utförts i Husarviken och i västra delen av det aktuella området för kraftledningstunneln, som håller på att byggas. Utredningar angående förekomst av eventuella markföroreningar redovisas ej i denna handling. 5. Markförhållanden Nuvarande (2004 års) marknivåer varierar mellan ca -0,3 (strandlinjen) och ca +6 (i söder). På tillhörande plan- och sektionsritningar redovisas bedömda jordlagerförhållanden, såsom fastmarksgränser, fyllningsmäktigheter, bergnivåer m.m. Bedömningarna baseras dels på arkivuppgifter från 1930- och 1940-talen om utförda muddrings-, schakt- och fyllningsarbeten samt undersökningar som föregick dessa arbeten och dels från nyare geotekniska undersökningar. Marken består av upp till ca 20 m fyllning på ca 0-20 m lera ovan friktionsjord och berg. Bergnivåerna inom området varierar mellan ca +5 och -30, vilket motsvarar ca 0-30 m djup under markytan. Berget faller mot norr, med störst djup utmed Husarvikens strand. Inom västra delen av området har enligt arkivuppgifter all lera i den tidigare sjöbottnen bortmuddrats innan utfyllnadsarbetena påbörjades. Marken består där nu huvudsakligen av ca 10-20 m fyllning ovan friktionsjord på berg. Troligen har man dock inte lyckats muddra bort all lera, varför det ställvis troligen finns lerlager i och under fyllningen. Fyllningens mäktighet ökar norrut och består i huvudsak troligen av friktionsjord med sten och block samt även kol, koks, rivningsmassor m.m. Fyllningen är troligen delvis löst lagrad och innehåller ett stort antal sten och block. Områden där fyllning nedpressats och uppblandats med lera förekommer troligen också. Föroreningssituationen inom området behandlas ej i denna handling. 6. Grundvatten Grundvattennivåerna inom det aktuella området styrs huvudsakligen av vattennivån i Husarviken/Lilla Värtan (Saltsjön) vars karaktäristiska nivåer enligt SMHI är: 10125296 4 (7)
Högsta högvattennivå (HHW) +0,81 Medelhögvattennivå (MHW) +0,24 Medelvattennivå (MW) -0,37 Medellågvattennivå (MLW) -0,82 Lägsta lågvattennivå (LLW) -1,06 Lokalt kan även s.k. övre grundvattenmagasin förekomma, där grundvatten är instängt av täta underliggande jordlager (huvudsakligen lera) eller berg. 7. Markbyggnadstekniska förutsättningar Förutsättningarna för markbyggande och grundläggningsarbeten är delvis komplicerade och svåra, bl.a. beroende på utfyllda muddringsområden, sättningskänslig lera och stora djup till berg. 7.1 Sättningar Inom i stort sett hela det utfyllda området på gasverkstomten har sättningar inträffat. Under perioden 1973-1975 utfördes dock ett antal sättningsmätningar inom kol-/koksupplaget som visar att praktiskt taget inga sättningar pågick vid obelastad markyta. Som komplement härtill utfördes sättningsmätningar inom tre provytor där marken utsattes för en last från 2,6-4 m jordfyllning (motsvarande 45-70 kpa) - en last som inte översteg belastningen från kol-/koksupplaget. Inom det nu aktuella området där den mellersta provytan (fyllnadshöjd 4 m) låg, uppmättes en sättning av 2 4 cm/år. Nivåsättningen inom området avgör behovet av eventuella förstärkningsåtgärder. Utan förstärkningsåtgärder finns risk för att marksättningar inträffar inom delar av området, speciellt om uppfyllningar görs. Sättningsproblematiken måste beaktas under fortsatt projektering. 7.2 Stabilitet Det nästan 1 km långa kol- och koksupplaget längs Husarvikens södra strand har fungerat som en förbelastning (50-100 kn/m2, motsvarande ca 2,5-5 m jordfyllning), d.v.s. det är möjligt att påföra laster av motsvarande storlek utan risk för markbrott. Orsaken till att denna höga last kunde påföras är den muddring och utfyllning som utförts tidigare. 7.3 Schaktning Förutsättningarna för schaktarbeten styrs av fyllningens sammansättning, lerans hållfasthet och av möjligheterna till länshållning vid schakt under vattenytan. Normalt bedöms schaktning utan spont kunna utföras till högst 2 à 3 m djup. Vid djupare schakter bör spont påräknas. Spontning kan dock bli problemfylld med hänsyn till svårigheter att driva sponten genom den delvis blockiga fyllningen. Om schaktbottnen ligger lägre än Saltsjöns nivå finns risk för stora problem med länshållning till följd av att fyllningen troligen är mycket genomsläpplig inom stora delar av området, varför stor vattentillrinning måste förutsättas i schaktgropar under saltsjöns nivå. 10125296 5 (7)
Grundvatten och kvarlämnad jord måste förutsättas innehålla föroreningar. Eventuell schakt i förorenade massor eller under grundvattennivån kommer åtminstone delvis att medföra behov av åtgärder för rening och/eller transport till reningsanläggning eller deponi. Dessa frågeställningar behandlas i särskilda rapporter. 7.4 Korrosionsrisk för stålpålar Korrosionsinstitutet har utfört utredning Stålpålar vid Husarviken/Hjorthagen Undersökning av korrosionsrisk, daterad 2004-01-15. Resultatet av korrosionsundersökningen blev att fyllningsjorden bedömdes ha mycket hög korrosivitetsgrad mot oskyddade stålpålar. Dessa undersökningar gjordes huvudsakligen inom området Norra 1, som ligger väster om nu aktuellt område, men bedöms vara representativa även för nu aktuellt område. De faktorer som vägde tyngst i bedömningen var: -inblandning av främmande material (koks, byggavfall, olika kemikalier etc) i fyllningen. -stor heterogenitet. -förekomst av vattenfyllda håligheter i marken. Användning av traditionella skyddsmetoder, såsom rostmån, skyddsbeläggning (förzinkning, PE-plastmantel eller rostskyddsmålning) och/eller katodiskt skydd kommer inte att ge stålpålarna ett säkert och långvarigt skydd mot korrosionsskador. Ett säkert och långvarigt skydd uppnås om den lastbärande stålpålen avskärmas från fyllningsjorden. Denna effekt erhålls vid användning av stålkärnepålar med foderrör och med cementbruk/betong i spalten mellan stålkärna och foderrör. I nämnda utredning bedömdes att foderröret inte bör ta last, eftersom det på utsidan utsätts för korrosiv verkan från fyllningsjorden. En annan lösning kan vara att använda slagna stålrörspålar efter nedborrningen av foderrör genom fyllningen, alternativt att last inte tas på stålröret utan enbart på den armerade betongen som fylls i stålröret. 7.5 Grundläggning Gator och ledningar bedöms till stor del kunna anläggas utan särskilda förstärkningsåtgärder, men även pålgrundläggning, lättfyllning m.m. kan beroende på utformning och höjdsättning bli aktuellt. Byggnader måste huvudsakligen förutsättas behöva grundläggas på spetsburna pålar där jorddjupen under lägsta golvnivå är större än ca 3 m. Vid pålgrundläggning inom västra och norra delarna av området bedöms att borrade pålar är lämpligast, eftersom fyllningen är mycket mäktig och troligen innehåller en stor mängd sten och block. Pålgrundläggning inom övriga delar bedöms eventuellt kunna utföras med slagna pålar, dock erfordras troligen prylning inom stora områden. Även slagna grova stålrörspålar kan vara ett alternativ. I området Norra 1, väster om nu aktuellt område, har även provpålningar utförts dels med slagna betongpålar (år 2003) och dels med slagna grova stålrörspålar (år 2009). Resultaten visade att 11 av 19 betongpålar trots föregående prylning var skadade och att 2 av 5 stålrörspålar var krökta i de nedre delarna. För utvärdering av stålrörspålarnas bärförmåga görs även en ny korrosionsutredning baserad på avrostning hos uppdragna, enlig uppgift ca 60 år gamla, pålar och balkprofiler (utvärderingen pågår). Rapporterna finns/kommer att finnas tillgängliga på Byggnet. Till viss del kan resultaten från dessa provpålningar visa problemställningar och vara representativa även för nu aktuellt område. 10125296 6 (7)
I södra delen av området finns fastmarkspartier där grundläggning kan göras på morän eller berg. Inom områden med fyllning och lera, som huvuddelen av planområdet utgörs av, är grundläggningsförhållandena komplicerade. Fyllningen har legat lång tid, och inom vissa partier har även en avlastning gjorts (kol-/koksupplaget) varför såväl fyllningen som leran delvis är konsoliderad för nuvarande last. Dock bör man observera att trots "förbelastningen, med kol-/koksupplag under lång tid, inträffade sättningar när provbelastning utfördes. Betydande sättningar även konstaterats inom vissa områden där fyllningen, efter bortmuddring av leran, lagts på fast botten. 8. Övrigt För gatumark, där fyllningslagren är mäktiga och inga påldäck görs, gäller generellt risk för att marksättningar inträffar i samband med närliggande vibrationsalstrande arbeten. Detta måste beaktas om markförstärkning inte görs och om ledningar byggs innan grundläggningsarbeten i angränsande kvarter färdigställts. Generellt gäller även att gatornas ytskikt inte bör färdigställas innan hus och andra anläggningar är färdigbyggda, speciellt inte i gator där ingen markförstärkning görs. 9 Bilagor och ritningar Bilagor Bilaga 1, Befintliga byggnader 1973 Ritningar Plan 1, Geotekniska undersökningar, skala 1:1000 Plan 2, Fyllningsmäktigheter, skala 1:1000 Plan 3, Bergnivåer m m, skala 1:1000 Sektion N2-1, skala L1:500/H1:100 Sektion N2-2, skala L1:500/H1:100 Sektion N2-3, skala L1:500/H1:100 Sektion N2-A, skala L1:500/H1:100 Sektion N2-B, skala L1:500/H1:100 Sektion N2-C, skala L1:500/H1:100 Sektion N2-D, skala L1:500/H1:100 Sektion N2-E, skala L1:500/H1:100 WSP Samhälllsbyggnad Geoavdelningen Lars Henricsson 10125296 7 (7)