Planerings-PM/Geoteknik Planeringsunderlag 2011-12-14 Detta dokument ska ej ingå i förfrågningsunderlag. Kund Kilenkrysset AB Leif Lundborg, Bolagslantmätare Kilenvägen 3 645 47 Strängnäs Konsult WSP Samhällsbyggnad Box 1516 751 45 Uppsala Org nr: 556057-4880 Kontaktpersoner Geoteknik Björn Sjögren Tel. 018-780 56 46 Mail bjorn.sjogren@wspgroup.se Björn Sjögren Handläggare Geoteknik Magnus Larsson Granskare Geoteknik 1 (11)
Innehåll 1 Sammanfattning... 4 2 Uppdrag... 4 3 Objektbeskrivning... 4 4 Underlag... 4 5 Utförda undersökningar... 4 6 Mark- och jordlagerförhållanden... 4 6.1 Topografi... 4 6.2 Geotekniska förhållanden... 4 6.2.1 Fastmarkspartier... 5 6.2.2 Östlig åkermark... 5 6.2.3 Västlig åkermark... 5 6.3 Jordens materialegenskaper... 5 6.3.1 Hållfasthet/Bärförmåga... 5 6.3.2 Deformationer... 7 6.3.3 Övriga egenskaper... 7 6.4 Tjälfarlighet... 7 6.5 Markradon... 7 7 Geohydrologiska förhållanden... 7 8 Markföroreningar... 8 9 Sättningar... 8 10 Stabilitetsförhållanden... 9 11 Rekommendationer... 10 11.1 Grundläggning... 10 11.1.1 Fastmarkspartier... 10 11.1.2 Östlig jordbruksmark... 10 11.1.3 Västlig jordbruksmark... 10 2 (11)
11.2 Schaktning... 11 11.3 Kompletterande undersökningar... 11 3 (11)
1 Sammanfattning Detta är en mycket översiktlig beskrivning som endast ska tjäna som underlag för planering. Planerade anläggningar är inte fastlagda vid tidpunkten för detta PM, varför beskrivningar är mycket översiktliga. 2 Uppdrag På uppdrag av Kilenkrysset Bygg AB har WSP Sverige AB, utfört en geoteknisk undersökning inför detaljplan i Krogsta Rosersberg, Sigtuna kommun. Syftet med undersökningen har varit att bedöma de geotekniska förhållandena inom området för byggnader, planer, järnvägar, vägar och VA. Denna PM är ett planeringsunderlag och behandlar endast rekommendationer och synpunkter för planeringsskedet. Grova uppskattningar görs för att kunna planera vägdragningar, placeringar, tidsaspekter och kostnader. -faktorer anges inte i denna handling. 3 Objektbeskrivning Ett ca 42 ha stort område skall detaljplaneläggas. Området kommer troligen att bebyggs med ett industrispår samt industri-anläggningar, lagerbyggnader etc. 4 Underlag Underlag redovisas i Markundersökningsrapport/Geoteknik (MUR). 5 Utfördaundersökningar Resultat från utförda undersökningar redovisas i MUR. 6 Mark-ochjordlagerförhållanden 6.1 Topografi Markytan utgörs av odlad mark (åker) med inslag av fastmark (morän och berg). Det finns två åkerpartier, ett västligt, lägre liggande med markyta runt +17 och ett östligt högre med markhöjd runt +27. Dessa två områden avskiljs av en morän/berg rygg med högsta höjd på +39. Marken i den lägre liggande delen är utdikad, avvattningen sker enligt kartunderlag mot norr. 6.2 Geotekniskaförhållanden 4 (11)
6.2.1 Fastmarkspartier Fastmarkspartierna utgörs av morän på berg. Ytligt berg förekommer på flera platser. Inga sonderingar eller provtagningar har utförts i fastmarkspartierna. Tills vidare kan man räkna med att moräntäcket är relativt tunt och att bergschakt är nödvändigt för djupa schakter. 6.2.2 Östlig åkermark Ytjorden utgörs av lera med uppstickande kullar av fastmark. Två utförda sonderingar visar på ett djup till fast botten på 4 respektive 6,5 m. Leran är varvig med inslag av finsandskikt. Leran närmast ytan har torrskorpekaraktär. 6.2.3 Västlig åkermark Den västliga, lägre åkermarken utgörs av utdikad torvmark. Åkermarken bryts av enstaka fastmarkspartier med morän och berg. Allmänt består jorden av lös, varvig lera med inslag av silt och finsand. Leran underlagras av en sandig silt. I de sydliga, norra och västra delarna har djup till fast botten uppmätts till 6-7 m. I den centrala delen utgörs ytjorden av högförmultnad torv, här har djupet till fast botten uppmätts till 17 respektive 18 m. I den norra delen har den ytliga jorden torrskorpekaraktär, i övriga delar har ingen torrskorpelera påträffats. 6.3 Jordensmaterialegenskaper 6.3.1 Hållfasthet/Bärförmåga 6.3.1.1 Fastmarkspartier Fastmarkspartiernas egenskaper har inte utvärderats i detta skede. 6.3.1.2 Östlig åkermark, borrhål 11WK08 och 11WK09 Den östliga, högre åkermarken är relativt fast. För överslagsberäkningar kan följande värden nyttjas: Tabell 1. Hållfasthetsegenskaper östlig åkermark. Djup Material Tunghet Skjuvhållfasthet 0-2,0 Let 18,5 50 2,0-4,0 vlesaf 20 20 En överslagsräkning ger att marken med dessa förutsättningar klarar uppfyllning med 4,5 m packat krossmaterial. 5 (11)
6.3.1.3 Västlig åkermark, södra delen. Borrhål 11W01 och 11W02 Marken på den lägre åkermarken är betydligt lösare. Leran blir något fastare från söder mot norr, redovisningen delas därför upp i tre områden. För planeringsskedet kan följande värden för den södra delen av området antas: Tabell 2. Hållfasthetsparametrar för södra delen av den västliga åkermarken (runt 11W01 och 11W02). Djup Material Tunghet Skjuvhållfasthet 0-0,3 Mullhaltig lera 17 20 2 vle 18 7 3,5 vle 18 15 4,5 vle 18 18 En överslagsräkning ger att marken med dessa förutsättningar klarar uppfyllning med 1,5 m packat krossmaterial. 6.3.1.4 Västlig åkermark, mittersta delen. Borrhål 11W04 och 11W06. Tabell 3. Hållfasthetsparametrar för mittersta delen av den västliga åkermarken (runt 11W04 och 11W06). Djup Material Tunghet Skjuvhållfasthet 0-0,6 Mullhaltig lera 17 20 1,5 vle 18 15 4 vle 18 20 6 vle 18 25 En överslagsräkning ger att marken med dessa förutsättningar klarar uppfyllning med 2,5 m packat krossmaterial. 6.3.1.5 Västlig åkermark, nordöstlig del. Borrhål 11WK07. Till skillnad från den södra och mellersta delen finns här lera med torrskorpekaraktär, vilket förklaras av att grundvattnet ligger djupare. Tabell 4. Hållfasthetsparametrar för södra delen av den västliga åkermarken (runt 11W01 och 11W02). Djup Material Tunghet Skjuvhållfasthet 0-0,3 musile(t) 17 20 0,3-1,1 vle(t) saf 17 40 1,1-4,6 vle 18 15 4,6-7,2 vle 17 19 En överslagsräkning ger att marken med dessa förutsättningar klarar uppfyllning med 2,9 m packat krossmaterial. 6 (11)
6.3.2 Deformationer Enligt utförda CRS-försök är leran något överkonsoliderad med OCR runt 1,5. Ödometermodulen M L ligger mellan 400 och 1000, de flesta värden ligger runt 400-600. För torrskorpan kan försiktiga erfarenhetsmässiga värden användas. Följande egenskaper har använts för beräkningar i detta PM. Observera att överkonsolideringsgraden är relativt hög förutom i två punkter, 11WK04 8 m och 11WK07 5,4 m. Tabell 5. Sättningsegenskaper. Feta värden är antagna. M0 kan antas som 3xM0 från CRS. *Provet förefaller vara stört. Plats Djup Ben. C M0 CRS ML OCR 'v L M w k i k 11WK01 2,2 vle 1,70 - - - - 52 - - 11WK01 3,4 vle 1,73 53 1875 437 1,7 31,4 75 16,2 50 4,0E-10 4,8 11WK01 4,6 vlesaf 1,81 72 2300 595 1,8 40,7 128 17,2 37 5,0E-10 3,4 11WK04 3,5* vlesaf 1,91 61 1700 1262 1,5 40 78 22,4 33 6,2E-10 3,6 11WK04 8,0 (su)vle 1,69 85 2500 461 1,2 77 136 16,4 59 3,9E-10 3,1 11WK04 12,0 (su)vle 1,75 166 5000 963 1,6 106 209 17,6 49 3,8E-10 1,2 11WK07 2,5 vle 1,68 50 1750 435 1,5 34 87 11,8 50 4,1E-10 2,9 11WK07 4,0 vle 1,75 67 1600 656 1,5 44 118 17,1 52 6,7E-10 4,1 11WK07 5,4 vlesaf 1,72 60 1900 442 1,1 54 93 18,2 52 6,9E-10 3,9 6.3.3 Övriga egenskaper Inslag av sulfidlera har hittats, gissningsvis är jorden inte korrosiv mot betongpålar, men detta antagande kan ändras vid ytterligare undersökningar. Sulfidleran har även en negativ inverkan vid förstärkning med inblandningspelare (KC-pelare). 6.4 Tjälfarlighet Ytliga jordar av torrskorpelera härrör till tjälfarlighetsklass 4B, mullhaltiga ytjordar sorteras som tjälfarlighetsklass 5B. Friktionsjorden har inte kontrollerats. 6.5 Markradon Inga markradonmätningar har utförts för detta skede. Det är högst sannolikt att markluften friktionsjorden har höga radonhalter, om byggnader skall uppföras på denna mark bör radonhalten uppmätas. 7 Geohydrologiskaförhållanden Grundvattennivån har endast uppmätts genom observation i öppna borrhål. För den västra jordbruksmarken ligger samtliga observationer nära marknivån, i den södra delen mindre än en halvmeter, i den norra ca 1,1 under markytan. 7 (11)
För den östra jordbruksmarken finns två observationer. I punkt 11WK08 som ligger högre och närmare den större fastmarksryggen har nivån uppmätts till 0,7 m under markytan. För 11WK09 är nivån 2,2 m under markytan. Sammanfattningsvis har den västra jordbruksmarken relativt högt grundvatten. Utan dikning skulle vattennivån ligga i höjd med markytan. Den östra jordbruksmarken har lägre grundvattennivåer (relativt markytan). Sannolikt varierar GV-nivåerna i den östra delen ganska kraftigt med årstiderna, medan den västra delen mest styrs av dikningens nivå. 8 Markföroreningar Ej undersökt. 9 Sättningar Sättningsberäkningar kan göras när färdiga nivåer är fastställda. För detta planeringsunderlag görs endast beräkningsexempel. Beräkningarna har gjorts med antagande om utbredd last på 20 och 40 kpa, motsvarande 1 respektive 2 m packad fyllning. Eftersom leran har en förhållandevis hög överkonsolideringsgrad blir sättningarna för små laster inte så stora. Om förkonsolideringstrycket överskrids ökar sättningarna dramatiskt. Sekundära sättningar (krypsättningar) har beräknats med väl tilltagna antagna parametrar. Krypsättningar kommer att vara av betydelse, men hur stora dom blir kan bara antas med befintligt underlag. 8 (11)
0 Sättningar 11WK01 Tid [år] 0 20 40 60 80 100 Sättning [m] 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 40 kpa 40 kpa kryp 20 kpa 20 kpa kryp 0,3 0,35 0,4 Figur 1. Sättningsberäkning för punkt 11WK01. Sättning [m] 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Figur 2. Sättningsberäkning för punkt 11WK04. 10 Stabilitetsförhållanden Sättningar 11WK04 0 20 40 60 80 100 Tid [år] Området är stabilt. Överslagsräkningar för möjliga fyllnadshöjder görs under avsnitt 6.3.1. 40 kpa 40 kpa kryp 20 kpa 20 kpa kryp 9 (11)
11 Rekommendationer 11.1 Grundläggning 11.1.1 Fastmarkspartier Fastmarkspartier har inte undersökts i detta skede. På dessa platser bör grundläggning inte innebära några större problem. Stora plana ytor, skärningar, vägar etc. innebär sannolikt bergschakt. Inslag av lösa jordar kan förekomma även inom dessa områden, men sannolikt i mindre omfattning. 11.1.2 Östlig jordbruksmark Jorden är relativt fast. Mindre byggnader, parkeringsytor, vägar, banker etc. kan grundläggas utan förstärkning. För större byggnader kan pålning krävas. För mycket höga vägbanker och laster kan markförstärkning behöva göras, se nästa stycke. 11.1.3 Västlig jordbruksmark Marken är sättningsbenägen. Små uppfyllningar kan göras utan åtgärder. För byggnader rekommenderas pålgrundläggning. För övriga anläggningar finns flera alternativ. Vilka åtgärder som är lämpliga beror av tre parametrar: Sättningskraven. För enklare vägar och lastplaner kan mindre sättningar accepteras. Byggtiden. Med längre tid från byggstart till färdig anläggning kan fler, billigare och miljövänligare alternativ nyttjas. Laster. Högre nivåer ger större sättningar. Exempel på metoder som kan användas är: Lättfyllning. Något begränsad användning här pga. högt grundvattenstånd, cellplasten riskerar helt enkelt att flyta iväg. Förbelastning. Kräver lång tid. För små uppfyllningar och små lerdjup kan det vara en mycket kostnadseffektiv metod, men det måste finnas tid. Vertikaldränering. Vertikaldräner installeras i marken och en förbelastning läggs ut. Sättningarna följs upp över tid. Samma sak som förbelstning, men snabbare framförallt vid stora lerdjup Gissningsvis kräver detta ca 2 år där leran är som djupast. Förstärkning med träpålar, krossmaterial och geonät. Metoden fungerar här eftersom grundvattnet ligger så högt (pålarna måste vara dränkta för att inte ruttna). Går relativt fort och ger små sättningar. En ovanlig metod som bland annat använts på järnvägsbyggen där KC-pelare inte fungerat. Miljövänlig metod jämfört med KC-pelare. 10 (11)
KC-pelare. Kräver ca 6 månaders byggtid. Kan inte ta hur stora laster som helst. Bankpålning med betongpålar. Mycket dyrt, men snabbt och kan ta stora laster. Minst 10 ggr dyrare än KC-pelare. 11.2 Schaktning Vid djupa schakter ska hänsyn tas till att jorden är mycket skiktad. Detta kan göra det svårt att hålla schakter torra utan spont. Torra schakter i byggskedet kan utföras till djup enligt följande. För samtliga schakter gäller att bottenupptryckningen är dimensionerande där lerdjupet är litet. Östlig åkermark, borrhål 11WK08 och 11WK09 Bottenupptryckning är dimensionerande. Med pumpning kan man gräva till fast botten. Västlig åkermark, södra delen. Borrhål 11W01 och 11W02 1,7 m djup. Västlig åkermark, mittersta delen. Borrhål 11W04 och 11W06. 4 m djup Västlig åkermark, nordöstlig del. Borrhål 11WK07 3,5 m 11.3 Kompletterandeundersökningar Kompletterande undersökningar kommer att behövas oavsett vad som ska byggas. Det kan även vara aktuellt med kompletteringar även i planeringsskede. Detta kan bland annat innefatta. Inblandningsförsök för att avgöra kostnaden och möjligheterna för att använda KC-pelare. Krypförsök för att avgöra totalsättningarna i oförstärkt mark. Dessa kan utföras på de prov som redan är upptagna. Proven förvaras på SWECO geolab minst 6 månade från det att de lämnats in. 11 (11)