KV BOLLEN, SOLNA, GEOTEKNISK/ BERGTEKNISK UTREDNING RAPPORT 2015-04-07
Uppdrag 258874, Kv Bollen, Solna, Geoteknisk/bergteknisk utredning Titel på rapport: Kv Bollen, Solna, Geoteknisk/bergteknisk utredning Status: Detaljplaneskede Datum: 2015-04-07 Medverkande Beställare: Kontaktperson: Solna Bostäder AB gm Bostadsstiftelsen Signalisten Erik Lindfors Konsult: Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Tyréns AB Frank Ouchterlony, Tyréns AB Ida Samuelsson, geoteknik Lars-Gunnar Holmström, bergteknik Jossara Lourenco, geologi Jörgen Berkan, mätteknik Rikard Gothäll Revideringar Revideringsdatum Version: Initialer: ÅR-MÅN-DAG Namn, Företag Namn, Företag Författare: Frank Ouchterlony Datum: 2015-04-07 Handlingen granskad av: Rikard Gothäll Datum: 2015-04-07 O:\STH\258874\01_Tyréns uppdrag\019_utleverans\slutleverans 150407\Kv Bollen Utredning sammanställning 150407.docx 2015-04-07
Sammanfattning -Geoteknisk utredning indikerar en nivå på bergöverytan ovan tunnelbanan som sannolikt medför att grundläggning kan utföras utan att inkräkta på dess skyddszon, dvs med en bergtäckning som är betryggande. -Tillståndsbedömningen av tunnelbaneanläggningen redovisar en bergmassa av god kvalitet, men lokalt har den befintliga oarmerade sprutbetongen bristande vidhäftning sannolikt beroende på inläckning över tid i ett antal punkter. Bergmassans kvalitet anses betryggande men ytskiktet är i behov av underhållsåtgärder i form av nedskrotning av lös sprutbetong samt funktionskontroll av vattenavledande utrustning. -Lastnedräkningen visar att en byggnation kommer att öka vertikallasten på bergpelaren direkt under byggnaden. Ökningen är inte försumbar i relation till befintliga laster men det är fortfarande en låg totallast i förhållande till bergets förväntade hållfasthet och kommer sannolikt inte att innebära några mätbara deformationer. Av detta kan slutas att kompletterande förstärkning i tunnelbanan inte är nödvändig pga. de tillkommande lasterna. -Sammantaget bedöms utifrån genomförd utredning att en grundläggning inom kv Bollen inte utgör någon påverkan som kan vara till men för tunnelbanans anläggning under normala förhållanden där exploateringen styrs av en riskanalys med angivna och vedertagna gränsvärden. En exploatering inom tunnelbanans riskområde förutsätts ske i enlighet med trafikförvaltningens gällande föreskrifter. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna, Geoteknisk/ bergteknisk utredning 2015-04-07 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\01_Tyréns uppdrag\019_utleverans\slutleverans 150407\Kv Bollen Utredning sammanställning 150407.docx 3(5)
Innehållsförteckning 1 Bakgrund... 5 2 Utredning... 5 Bilaga 1 PM Geoteknik Kv Bollen, 2015-02-11 Bilaga 2 PM Kv Bollen Tillståndsbedömning T-bana, 2015-03-17 Bilaga 3 Rapport Kv Bollen Lastnedräkning T-bana, 2015-03-17 Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna, Geoteknisk/ bergteknisk utredning 2015-04-07 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\01_Tyréns uppdrag\019_utleverans\slutleverans 150407\Kv Bollen Utredning sammanställning 150407.docx 4(5)
1 Bakgrund Bostäder planeras inom kv Bollen. Del av fastigheten ligger över tunnelbanan och den delen får i gällande detaljplan inte bebyggas. För att kunna bifalla en ändring av detaljplanen har trafikförvaltningen (Stockholm läns landsting) krävt att underlag skall tas fram i form av en utredning. Utredningen har utförts av Tyréns AB och redovisas nedan och i bilagor. 2 Utredning Följande delmoment har ingått i utredningen: -Faktainsamling av befintliga förhållanden avseende grundläggningar, tidigare undersökningar, undermarksanläggningar, grundvattenförhållanden från officiella källor samt egna arkiv. Redovisning i form av PM Geoteknik Kv Bollen, 2015-02-11, med ritningar, bilaga 1 -Inmätning av t-banan i plan och profil. Skanning utförd, modell upprättad. Mätfiler arkiverade på uppdraget hos Tyréns. -Geologisk kartering och bergteknisk bedömning av tunnelbana. Redovisning i form av PM Kv Bollen Tillståndsbedömning T-bana, 2015-03-17, bilaga 2 -Lastnedräkning på upprättad modell för analys av påverkan från förändrade laster på tunnelbanans anläggning. Redovisning i form av Rapport Kv Bollen Lastnedräkning T-bana, 2015-03-17, bilaga 3 Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna, Geoteknisk/ bergteknisk utredning 2015-04-07 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\01_Tyréns uppdrag\019_utleverans\slutleverans 150407\Kv Bollen Utredning sammanställning 150407.docx 5(5)
PM GEOTEKNIK KV BOLLEN 2015-02-11
Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna Titel på rapport: PM Geoteknik Status: Detaljplaneskede Datum: 2015-02-11 Medverkande Beställare: Kontaktperson: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna Erik Lindfors Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Frank Ouchterlony Ida Samuelsson Frank Ouchterlony Revideringar Revideringsdatum Version: Initialer: ÅR-MÅN-DAG Tyréns AB 118 86 Stockholm Peter Myndes Backe 16 Tel: 010 452 20 00 www.tyrens.se Säte: Stockholm Org.Nr: 556194-7986 O:\STH\258874\G\_Text\PM Geoteknik.docx 2015-02-11
Innehållsförteckning 1 Objekt... 4 2 Ändamål... 4 3 Underlag för PM Geoteknik... 4 4 Planerad konstruktion... 4 5 Befintliga förhållanden... 4 5.1 Topografi... 4 5.2 Ytbeskaffenhet... 4 5.3 Befintliga konstruktioner... 5 6 Positionering... 5 7 Markförhållanden... 5 7.1 Geotekniska förhållanden... 5 7.2 Hydrogeologiska förhållanden... 5 7.3 Miljötekniska egenskaper... 5 7.4 Radon... 5 8 Översiktliga geotekniska rekommendationer... 6 8.1 Preliminär grundläggning... 6 8.2 Schaktarbeten... 6 8.3 Fyllningsarbeten... 7 8.4 Grundvatten... 7 8.5 Radon... 7 8.6 Fortsatta undersökningar... 7 Ritningar Beteckning Typ, skala Datum Rev. datum G12-01-01 Plan, 1:400 (A1) 2015-02-11 G12-02-01 Sektion 1:100/1:200 (A1) 2015-02-11 G12-02-02 Sektion 1:100/1:200 (A1) 2015-02-11 G12-02-03 Sektion 1:100/1:200 (A1) 2015-02-11 Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-02-11 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\G\_Text\PM Geoteknik.docx 3(7)
1 Objekt På uppdrag av Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna har Tyréns AB utfört en översiktlig geoteknisk utredning i ett tidigt skede för kvarteret Bollen i Solna Stad. 2 Ändamål Syftet med utredningen är att ge underlag avseende de geotekniska förhållandena i ett detaljplaneskede. 3 Underlag för PM Geoteknik Inventering av tidigare utförda geotekniska undersökningar utförda inom området samt grundläggningsritningar på befintliga byggnader i kvarteret har utförts i Solna Stads arkiv och i Stockholms Stads geoarkiv. Tidigare utförda geotekniska undersökningar som påträffats har digitaliserats och redovisas på bifogade ritningar. Handlingar som påträffats som berör kvarteret är: Arbetsritningar kv. Bollen upprättade av Riksbyggen daterade 1983-05-31 TB3 NV, Råsunda, Grundundersökning upprättad av Stockholms Stads gatukontor år 1968. SL-ritningar 251513 och 251528 upprättade av Stockholms Stads gatukontor år 1968. Inga geotekniska undersökningar har utförts i detta skede. 4 Planerad konstruktion Inom fastigheten Bollen 2, 3:7 och 3:8 planeras ett flerbostadshus i nio våningar inkl. ett garageplan i källaren uppföras. Preliminär golvnivå i garageplanet är i dagsläget +8,0. Befintliga byggnader i söder och väster på fastigheten rivs medan den nordöstra befintliga byggnaden behålls. 5 Befintliga förhållanden 5.1 Topografi Enligt erhållen baskarta sluttar marken åt öster med en nivå i den västra delen av Stråkvägen på +11,2 och i den östra delen av Idrottsgatan på +9,2. I sonderingar utförda 1968 i den västra och södra delen av kvarteret varierade marknivån mellan +9,1 - +10,7. 5.2 Ytbeskaffenhet Inom området finns några gräsytor och enstaka träd. Den sydvästra delen utgörs av en parkeringsyta. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-02-11 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\G\_Text\PM Geoteknik.docx 4(7)
5.3 Befintliga konstruktioner Inom området finns idag en L-formad 1-2-våningsbyggnad i den södra och den västra delen som planeras att rivas. Byggnaden i öster är en 5-våningsbyggnad som planeras behållas. Under kvarterets södra hörn går tunnelbanans blå linje i bergtunnel i nordvästlig riktning. Tunnelbanans skyddszon går generellt 7 m utanför tunneln i enkelspårstunnlar och 9 m utanför tunneln i dubbelspårstunnlar. Enligt SL:s ritningar är skyddszonen ovan tunneltak på nivån +4,52 strax väster om kvarteret och +2,52 åt öster, se G12-01-01. Riskområdet är 50 m. 6 Positionering De geotekniska undersökningarna i bifogade ritningar redovisas i: Plansystem: Sweref 99 18 00 Höjdsystem: RH2000 7 Markförhållanden 7.1 Geotekniska förhållanden Enligt jordartskartan på SGU.se utgörs jorden i kvarteret av lera. Enligt de geotekniska undersökningarna från 1968 som är utförda i kvarterets södra och västra delar utgörs jorden där överst av ca 0,6 m fyllningsjord. Fyllningsjorden är utlagd på uppemot 8,5 m lera på morän på berg. Lerans skjuvhållfasthet har uppmätts i en punkt till mellan 4-14 kpa. Bergnivån inom kvarteret varierar mellan -9 - +8 och nivån ökar åt sydväst. Enligt arbetsritningar daterade 1983-05-31 är befintlig L-formad byggnad pålad. Den nordöstra delen av kvarteret har därför troligtvis stora lermäktigheter. 7.2 Hydrogeologiska förhållanden Något grundvattenrör har inte påträffats i arkiven. Enligt tidigare utförd undersökning har dy påträffats ca 1 m under markytan, direkt under fyllningsjorden, vilket tyder på en hög grundvattenyta. 7.3 Miljötekniska egenskaper Miljöteknisk undersökning eller utredning har inte utförts inom detta uppdrag. 7.4 Radon Mätning av radonhalten i jorden har inte utförts inom detta uppdrag. Ett utdrag från Solna stads radonkarta redovisas i figur 1 nedan. Enligt kartan är det lågriskmark. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-02-11 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\G\_Text\PM Geoteknik.docx 5(7)
Figur 1. Utdrag från Solna Stads radonkarta. 8 Översiktliga geotekniska rekommendationer 8.1 Preliminär grundläggning De planerade byggnaderna bedöms grundläggas på pålar i den nordöstra delen där mäktiga lerlager förekommer. Bottenplattan ska utföras fribärande vid pålgrundläggning. I det södra hörnet minskar jorddjupen och vid en golvnivå på +8,0 grundläggs byggnaden på berg och bergschakt kan bli nödvändig. I gränsen mellan grundläggning på berg och grundläggning på pålar kan byggnaderna grundläggas på plattor/plintar på friktionsjord. 8.2 Schaktarbeten Vid anläggandet av garaget bedöms schakt ner i lös lera behövas. En stabilitetsutredning ska utföras inför schaktarbetena för att bedöma behovet av stödkonstruktioner t.ex. spont. Om känsliga objekt finns i närheten kan sponten behöva borras istället för att slås ner för att minimera vibrationer. Beroende på nivån på grundvattenytan kan tät spont behövas. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-02-11 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\G\_Text\PM Geoteknik.docx 6(7)
Schaktarbeten ovan grundvattenytan bedöms kunna utföras i fyllningsjord med brantaste släntlutning 1:1,5. Bergschakt bedöms nödvändig i den södra delen. För att minimera mängden bergschakt kan hissgropar undvikas att placeras i det södra hörnet. 8.3 Fyllningsarbeten Vid uppfyllnader i lerområden kan marksättningar inträffa. Om uppfyllnader ska utföras ska en sättningsutrednings göras och behovet av förstärkning t.ex. lättfyllning ska utredas. Befintliga marknivåer rekommenderas, ur sättningssynpunkt, att inte höjas. 8.4 Grundvatten Grundvattenytans nivå får inte avsänkas permanent. Grundvattennivån är inte undersökt. Vid schakter i lera kan problem med upptryckning av lerlagret samt med stor mängd tillrinnande grundvatten uppstå. Vid djupare schakter under grundvattenytan kan tätspont behövas samt att lerlagret behöver punkteras under schaktarbetet för att undvika bottenupptryckning. Konstruktionsdelar under grundvattenytans nivå ska utföras vattentäta. 8.5 Radon Radonmätning har inte utförts i detta uppdrag. Mätning av radonhalten i jordluften samt från berg ska utföras i fortsatt projektering. 8.6 Fortsatta undersökningar Då planerade byggnaders läge och grundläggningsnivå samt nivå på omkringliggande ytor är fastställda ska detaljerade geotekniska undersökningar utföras som underlag för slutliga geotekniska rekommendationer. Undersökningarna ska bl.a. fastställa jordlagergränser och jordegenskaper, bergnivåer, grundvattennivåer mm. Installation av grundvattenrör rekommenderas att utföras i ett tidigt skede för att flera mätningar ska hinnas med innan rekommendationer ska ges. Då grundläggningsarbetet bedöms omfatta bl.a. pålning, spontning, schakt- och packningsarbeten samt bergschakt ska en riskanalys upprättas med högsta tillåtna vibrationsvärden och ett kontrollprogram. Kontrollprogrammet ska upprättas i samråd med SL. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-02-11 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\G\_Text\PM Geoteknik.docx 7(7)
PM Kv Bollen, Tillståndsbedömning T-bana SLUTRAPPORT 2015-03-17
Uppdrag: Kv Bollen, Solna Titel på rapport: PM Tillståndsbedömning T-bana Status: Slutrapport, detaljplaneskede Datum: 2015-03-17 Medverkande Beställare: Kontaktperson: Solna Bostäder AB Erik Lindfors Konsult: Tyréns AB Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Frank Ouchterlony Jussara Lourenco Frank Ouchterlony Revideringar Revideringsdatum Version: Initialer: ÅR-MÅN-DAG Namn, Företag Namn, Företag Författare: Jussara Lourenco Datum: 2015-03-03 Handlingen granskad av: Frank Ouchterlony Datum: 2015-03-16 Tyréns AB 118 86 Stockholm Besök: Peter Myndes Backe 16 Tel: 010 452 20 00 www.tyrens.se Säte: Stockholm Org.Nr: 556194-7986 Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 2(10)
1 Allmänt Tyréns AB har från Solnabostäder AB fått i uppdrag att utföra en tillståndsbedömning av SL s berganläggning under Kv Bollen belägen mellan Solna Centrum och Näckrosens T-banestationer. Syftet är att utreda befintliga förhållanden i samband med ansökan om detaljplaneändring. Det bergtekniska uppdraget är ett komplement till den geotekniska utredning som Tyréns utfört. I uppdraget ingår att redogöra för den befintliga förstärkningen, dess tillstånd samt att inhämta geologiska och bergmekaniska grunddata som i sin tur utgör indata till spänningsberäkningar och bergmekaniska bedömningar. För ytterligare geoteknisk information, se PM Geoteknik, daterad 2015-02-11. Kv Bollen är lokaliserad i Solna, nära Solna Centrum station, se bild 1. Besiktigad sträcka består av en större dubbelspårstunnel som delar sig till två enkelspårtunnlar. Vid övergången från dubbelspår till enkelspår är enkelspårstunnlarna separerade av en betongvägg som är ungefär 7 meter lång och 0,8 meter på bred. Besiktning genomfördes natten 2015-02-23/24, samtidigt med skanning av tunnelkontur, och utfördes okulärt från golvnivå. Figur 1. Översikt, kv Bollen i Solna Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 3(10)
2 Underlag Geoarkivet: Ritning nr. 254892 Grundundersökning. Ritning nr. 254893 Grundundersökning. Ritning nr. 254895 Grundundersökning. Ritning nr. 254896 Grundundersökning. Ritning nr. 255304 Grundundersökning. SGU Kartor: Berggrundskarta. Serie Ba 60. 10I Stockholm. Jordartskartan. Sundbyberg/Solna. Jorddjupskartan. Sundbyberg/Solna. 3 Geologisk beskrivning och karaktärisering av bergmassa 3.1 Bergarter Den geologiska kartan anger att bergarten i området vid Solna huvudsakligen består av en småporfyrisk yngre granit. Det förekommer också granodiorit till tonalit samt omvandlad gnejs i området. Figur 2: Bergarter inom området enligt SGUs berggrundskarta. Den bergart som huvudsakligen observerats i tunneln är en yngre grå granit, se figur 3. En annan bergart som förekommer bedöms vara en grå småporfyrisk gnejsgranit och har observerats vid delningen, se figur 4. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 4(10)
Figur 3: Bergart; Yngre grå granit. Figur 4: Bergart; Grå småporfyrisk gnejsgranit. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 5(10)
3.2 Strukturgeologi Enligt SGU s berggrundskarta framgår två strukturella formlinjer av plastisk deformation i området med västnordvästlig strykning respektive sydvästlig strykning. Dessa strukturer har inte kunnat bekräftas under den okulära besiktningen i tunneln. Generellt ser berget bra ut och inget uppkrossat område kunde noteras. Bergmassans blockighet varierar längs sträckan från småblockigt till storblockigt och RQD-värde bedöms vara 90 % i genomsnitt (2 längdriktningar). Figur 5: Sträcka med småblockig bergmassa. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 6(10)
Figur 6: Sträcka med storblockig bergmassa. De flesta sprickorna är täta (<1mm), plana till undulerande. Fyllningen och mineralen syns inte tydligt. De sprickgrupper som identifierats är följande: Tabell 1. Sprickgrupper inom området (enligt högerhandsregeln). Sprickgrupp Var. Strykning Var. Stupning Kommentar 120 / 30 +/- 20 +/- 10 Dominerande sprickgrupp 160 / 30 +/- 10 +/- 15 Dominerande sprickgrupp 220 / 85 +/- 20 +/- 5 Subhorisontell 50 / 40 +/- 5 +/- 5 Lokal förekomst Random Slumpmässiga Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 7(10)
4 Befintligt tillstånd av berganläggning Tunnelns kontur är förstärkt med tunn oarmerad sprutbetong, från ca två meter från sulan och över hela takvalvet. Tjockleken bedöms vara ca 30 mm eller tunnare. Ev. bultförstärkning har inte kunnat observeras. Generellt ser tunneln bra ut med få sprickor i sprutbetongen. Inläckning som kan observeras är kalkutfällningar på ytor och i sprickor och dropplåtar för pågående/avslutat dropp. Övervägande antal noteringar om fukt och dropp avser höger vägg (i ökande längdmätning). Nerskrotad sprutbetong, dvs. sprutbetong med bristande vidhäftning, har observerats i taket vid delningen och längs med betongkonstruktionen. Figur 7: Nerskrotad sprutbetong och droppskydd. Figur 8: Kalkutfällning vägg och vattendropp. Figur 9: Skador och kalkutfällningar på betongkonstruktion vid delningen. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 8(10)
Figur 10: Vänster anfang, skador på sprutbetong, ca 1m². Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 9(10)
Tyréns AB 118 86 Stockholm Besök: Peter Myndes Backe 16 118 86 Stockholm Tel: 010 452 20 00 www.tyrens.se Säte: Stockholm Org.Nr: 556194-7986 Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna O:\STH\258874\B\=Arbetsarea=\PM_tillståndsbedömning_Bollen.docx 10(10)
RAPPORT KV BOLLEN LASTNEDRÄKNING T-BANA 2015-03-17
Uppdrag 258874, Kv Bollen, Solna Titel på rapport: Kv. Bollen Lastnedräkning T-bana Status: Detaljplaneskede Datum: 2015-03-17 Medverkande Beställare: Kontaktperson: Solna Bostäder AB gm Bostadsstiftelsen Signalisten Erik Lindfors Konsult: Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Tyréns AB Frank Ouchterlony, Tyréns Elisa Lazzari Rikard Gothäll, Tyréns Revideringar Revideringsdatum Version: Initialer: ÅR-MÅN-DAG Namn, Företag Namn, Företag Författare: Elisa Lazzari Datum: 2015-03-17 Handlingen granskad av: Rikard Gothäll Datum: 2015-03-17 Tyréns AB 118 86 Stockholm Besök: Peter Myndes Backe 16 Tel: 010 452 20 00 www.tyrens.se Ändrad fältkod Säte: Stockholm Org.Nr: 556194-7986 O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 2015-03-17
Sammanfattning Tyréns AB har, på uppdrag av Solnabostäder AB med anledning av ombyggnad av Bollen 2, 3:7 och 3:8, utfört en lastspridningsberäkning för att utröna hur grundläggningslasten från bebyggelse påverkar bergmassan kring den underliggande tunnelbanetunneln. Beräkningarna har utförts i 3D med mjukvaran COMSOL Multiphysics där en 3D-modell av tunnelbanan har upprättats för ändamålet. Byggnaden som uppförs kommer att öka vertikallasten på bergpelaren direkt under byggnaden. Ökningen är inte försumbar i relation till befintliga laster men det är fortfarande en låg totallast i förhållande till bergets förväntade hållfasthet och kommer sannolikt inte att innebära några mätbara deformationer. Kontrollprogrammet bör innefatta verifikation av detta under byggskedet. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 3(12)
Innehållsförteckning 1 Inledning... 5 2 Förutsättningar... 5 2.1 Geometri... 6 2.2 Randvillkor... 7 2.3 Laster... 7 2.4 Materialmodell... 8 3 Resultat... 9 4 Förslag på åtgärder... 11 5 Slutsats... 12 Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 4(12)
1 Inledning Tyréns AB har från Solnabostäder AB fått i uppdrag att utföra en tillståndsbedömning av SL s berganläggning under Kv Bollen belägen mellan Solna Centrum och Näckrosens t- banestationer. Syftet är att utreda befintliga förhållanden i samband med ansökan om detaljplaneändring. Den rapporten beskriver spänningsanalys utförts för att bedöma påverkan av den planerade konstruktionen kring den underliggande tunnelbanans anläggning. Beräkningarna har utförts i 3D med mjukvaran COMSOL Multiphysics där en 3D-modell av tunnelbanan har upprättats för ändamålet. Det bergtekniska uppdraget är ett komplement till den geotekniska utredning som Tyréns utfört. 2 Förutsättningar Som underlag till beräkningarna användes: PM Geoteknik Kv. Bollen, daterad 2015-02-11 Tillståndsbedömning T-bana, Kv Bollen, daterad 2015-03-11 Skanningsresultat från inmätning av tunnelbanan i dwg-format situationsplan-med lednings- o baskarta.dwg Presentation 140512.pdf Då horisontalspänningstillståndet inte är känt i detalj har detta inte modellerats. Modellen tar därför bara hänsyn till den last som uppstår från bergets egentyngd och de ovanliggande byggnaderna. In situ-spänningarna är sannolikt sådana att det inte existerar några dragspänningar i några takytor. Modellen överskattar därför dragbelastningen i taket. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 5(12)
Figur 1. Modellens placering schematiskt illustrerad. Lilafärgade ytan är den nya bebyggelse och den blåskafflerade är befintliga byggnader. 2.1 Geometri Modellerade anläggningen består av en större dubbelspårstunnel som delar sig till 2 enkelspårtunnlar. Vid övergången från dubbelspår till enkelspår är enkelspårstunnlarna separerade av en betong-vägg som är ungefär 7 m lång och 0,8 m på bred. Tunnelbanetunnlarnas geometri har förenklats något för att skapa en effektiv beräkningsmodell (se Figur 2). Byggnadens grundläggningsnivå antas följa bergets. I den södra delen ligger berg på ungefär +8 m vilket ger en bergtäckning av 13 m ovanför tunnelbanas spårtunnlar. Vid ungefär samma avstånd i plan mot nordöst sänker bergöverytan till en djup på -9 m. Grundläggningsytan för den nya byggnaden har dock modellerats som en platt yta som ligger på nivå +8. En sådan antagande inte underskattar påkänningarna kring tunnelbanas anläggningar. Med samma tanke har belastande yta av befintliga byggnaderna antas verka på en nivå lika med 3 m (se Figur 3). Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 6(12)
Figur 2. Beräkningsgeometrin i 3D. Gråa volymer representerar spårtunnlar. Figur 3. Belastade ytor och teoretisk bergöveryta. Lilafärgade ytan är den nya bebyggelse och den blåa är befintliga som ska rivas. 2.2 Randvillkor Modellen är utformad som ett block på 250 x 300 x 100 m, med orörlig botten och väggar som är fria att röra sig endast i vertikalled. 2.3 Laster Berget har modellerats med en egentyngd på 27 kn/m 3. Då beräkningarna inte avser sättningar hos byggnaden eller bergdeformationer, har grundläggningslasten approximerats som jämna utbredda laster. Två olika lastfall har använts: första fallet innefattar lasterna av befintliga Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 7(12)
bebyggelse. I andra fallet tas bort lasterna från bebyggelse som ska rivas och tillsätts lasterna av nya byggnationen. Då inga uppgifter om last har erhållits, har antagits en total last som motsvarar 0,25 kpa per våning. Befyntliga bebyggelse och planerade har därmed modellerats med en total last av 0,05 respektive 0,2 MPa. I beräkningarna har inte inspänningsförhållandena och horisontalspänningarna beaktats då de inte påverkar själva lastförändringen. Någon horisontell last är därför inte med i modellen. Figur 4. Lasternas läge iförhållande till tunnlarna. Lilafärgade ytan är den nya bebyggelse och den blåa är befintliga som ska rivas. 2.4 Materialmodell Enligt PM Geologi består huvudsakligen bergmassas av bra granit. Då ingen större svaghetzon förekommer, har bergmassan antagits att vara homogen, elastisk isotropisk och utan plasticerade zoner. Modellen tar heller inte hänsyn till sprängskadezoner som uppkommit vid tunneldrivningen och överskattar därför spänningarna i tunnelväggarna något. Då betongkonstruktionen har bedömts vara i gott skick, har den inte modellerats isär, men eftersom elastiska egenskaper (elasticitetsmodul och tryckhållfastenhet) liknar dem för granit, har den modellerats med samma material egenskaper som bergmassan. Parametrar använda i beräkningarna visas i Tabell 1. Tabell 1. Bergets egenskaper i modellen Densitet berg [kn/m 3 ] 27 E [GPa] 60 Poissons tal [-] 0,25 Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 8(12)
3 Resultat Med hänsyn till att i befintliga tillståndet domineras lasten kring bergtunnlarna av bergets egenvikt, är lastökningen från byggnaderna strax under 60 %. Högsta tryckbelastningen i bergmassan under fastigheterna uppstår i pelaren vid övergången. Här är lastökningen efter byggnationen c.a. 15 % av vertikallasten. Tryckspänningen i pelaren ligger på c:a 1,8 MPa. Figur 5 visar tryckspänningarna (negativa i tryck) vid pelaren mätt i ett horisontellt snitt. De högsta värdena uppstår i hörnen, men är inte representativa då modellen inte tar hänsyn till sprängskadezonen i berget precis vid övergången. Figur 5. Tryckspänningen (negativa spänningar i tryck) mätt i ett horisontellt snitt med z=-8 m. Enhet på skalan är Pa. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 9(12)
Figur 6. Tryckspänningarna på ett snitt som korsar pelaren i mitten. På höger sida visar figuren den dubbelspårstunneln längst tunnellinje. Spänningskoncentration byggas vid punkter där geometrin ändras; i verkligheten finns sprängzoner både på taket och botten av betongvägg vid övergången där bergmassans har en reducerad elasticitetsmodul och har inte förmåga att ta så stora laster. Enhet på skalan är Pa. Figur 7 visar ett tvärsnitt av de två enkelspårstunnlarna precis under byggnadens hörn. Vertikallast vid norra väggen på norra spåret (höger i bilden) visar som förväntat en ökning av ungefär samma proportion av lasten från nya bebyggelsen. Figur 7. Tryckspänningarna i ett snitt direkt under bebyggelses hörn. Enhet på skalan är Pa. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 10(12)
Dragspänningarna visar en ökning i storlek av i enstaka punkter 200% där spännvidden är som störst i övergången från de två enkelspårstunnlarna till dubbelspårstunneln. Ökningen är lokal och begränsad vid övergången. Med hänsyn till förväntade horisontella inspänningar är ökningen fortfarande låg och risken för avlastning i taket är oförändrad. Figur 8. Figuren visar dragspänningarna (positiva) i taket på tunnlarna före (vänster bild) och efter (höger) vid övergången genom en horisontell plan placerad på nivå -4.5. Enhet på skalan är Pa. Totalspänningarna kring tunneln är summan av de horisontella in situ-spänningarna och överlasten. Överlastens bidrag till spänningarna är i form av tryckspänningar i vägg och dragspänningar i tak och redovisas i tabell 2. Tabell 2. Före byggnationen Efter byggnationen Ökning [%] Max tryckspänning i norra vägg [MPa] 0,84 1,02 21 Max dragspänning på taket [MPa] 0,06 0,17 183 4 Förslag på åtgärder Byggnationen av fastigheterna ovanför tunnelbanan kommer inte att förändra spänningssituationen kring tunnelbanan på ett sådant sätt att det kommer resultera i några mätbara förändringar av bergets deformation. Tyréns rekommendation är att kontrollprogrammet för byggnationen innefattar en detaljerad kartering av sprickor i sprutbetong och betong både före, under och efter byggnation för att verifiera att det inte sker några rörelser. Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 11(12)
5 Slutsats Aktuell tunnelbanesträcka är byggd i berg som bedöms vara bra kvalitet och förstärkt med konventionell bergförstärkning. Byggnaden som uppförs kommer att öka vertikallasten på bergpelaren direkt under byggnaden. Ökningen är inte försumbar i relation till befintliga laster men det är fortfarande en låg totallast i förhållande till bergets förväntade hållfasthet och kommer sannolikt inte att innebära några mätbara deformationer. Kontrollprogrammet bör innefatta verifikation av detta under byggskedet. Elisa Lazzari Bergmekaniker Tyréns AB 118 86 Stockholm Besök: Peter Myndes Backe 16 118 86 Stockholm Tel: 010 452 20 00 www.tyrens.se Ändrad fältkod Säte: Stockholm Org.Nr: 556194-7986 Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna 2015-03-17 Beställare: Solna Bostäder AB O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx 12(12)