Behov av markförstärkningsåtgärder Stockholm 2012-06-21 Beställare: Exploateringskontoret och Roslagsvatten Structor Mark Stockholm AB Uppdragsansvarig: Daniel Marström Handläggare: Anna Grahn Structor Mark Stockholm AB, Industrigatan 2A 112 46 STOCKHOLM, Org nr: 55 66 24 68 55 Tel: 08-545 556 30, Fax: 08-545 556 40
sid. 2(8) 2012-06-21 Innehållsförteckning 1 INLEDNING...3 1.1 UPPDRAG OCH BAKGRUND...3 1.2 OMFATTNING OCH SYFTE...3 1.3 AVGRÄNSNINGAR...3 2 BEFINTLIGA OCH PLANERADE KONSTRUKTIONER...3 2.1 BEFINTLIGA KONSTRUKTIONER...3 2.2 PLANERADE KONSTRUKTIONER...3 3 UTFÖRDA MARKUNDERSÖKNINGAR...3 4 MARKFÖRHÅLLANDEN...4 4.1 TOPOGRAFI OCH VEGETATION...4 4.2 JORD OCH BERG...4 4.3 YT- OCH GRUNDVATTENFÖRHÅLLANDEN...5 4.4 MARKFÖRORENINGAR...5 4.5 MARKRADON OCH GAMMASTRÅLNING...5 5 FÖRUTSÄTTNINGAR FÖR PROJEKTERING OCH UTFÖRANDE...5 5.1 SÄTTNINGAR...5 5.2 STABILITET OCH BÄRIGHET...6 5.3 GRUNDLÄGGNING OCH MARKFÖRSTÄRKNING...6 5.4 SCHAKT- OCH FYLLNINGSARBETEN...7 6 OMGIVNINGSPÅVERKAN...7 7 KOMPLETTERANDE UNDERSÖKNINGAR OCH UTREDNINGAR...7 7.1 GEOTEKNIK...7 7.2 GEOHYDROLOGI...7 8 KONTROLL OCH UPPFÖLJNING...7 G12-21-01 Tolkad planritning 1:1000 G12-23-01-23-03 Tolkade profiler 1:100/1:400
sid. 3(8) 1 INLEDNING 1.1 Uppdrag och bakgrund På uppdrag av och Roslagsvatten har Structor Mark Stockholm AB utfört en geoteknisk undersökning och utredning för nya gator och va-ledningar i det nya exploateringsområdet Åby Ängar, etapp 1. 1.2 Omfattning och syfte Uppdraget omfattar framtagande av förfrågningsunderlag och bygghandling för gator, va och övriga ledningar inom området. Projektering inom kvartersmark ingår ej i uppdraget. I uppdraget har geotekniska undersökningar utförts som komplettering till tidigare utförda undersökningar. Samtliga undersökningar från området redovisas i en separat markteknisk undersökningsrapport geoteknik, MUR, framtagen av Structor Mark Stockholm AB. Föreliggande handling syftar till att redovisa mark- och grundvattenförhållanden samt att sammanställa behov av markförstärkningsåtgärder i området. Handlingen skall användas som diskussionsunderlag med beställarna och som underlag för fortsatt projektering fram till förfrågningsunderlag och bygghandling. 1.3 Avgränsningar Föreliggande PM skall inte ingå i något förfrågningsunderlag. 2 BEFINTLIGA OCH PLANERADE KONSTRUKTIONER 2.1 Befintliga konstruktioner Inom utredningsområdet har Bra Bil lokaler samt en parkeringsyta. Delar av parkeringen kommer att tas i anspråk för det nya bostadsområdet Åby Ängar. Lindholmsvägen gick tidigare rakt genom området. Gatan är idag avstängd och går bara fram till brandstationen som ligger i utkanten av utredningsområdet, men vägbanken finns kvar idag. I vägbankens östra sida går ett fjärrvärmestråk, i övrigt finns befintliga ledningar i utredningsområdets ytterkanter intill befintliga vägar och byggnader. Intill Smidesvägen när Bra Bils fastighet finns en transformatorstation. 2.2 Planerade konstruktioner Nya gator och ledningar för att försörja det planerade nya bostadsområdet skall anläggas i detta projekt, bifogade planer. 3 UTFÖRDA MARKUNDERSÖKNINGAR Till underlag för den geotekniska utredningen och denna PM ligger geotekniska undersökningar utförda av Structor Mark Stockholm AB under våren 2012 samt äldre undersökningar utförda av Bjerking 2009 och K-konsult 1985. Geotekniska undersökningar som har utförts i detta uppdrag består av:
sid. 4(8) Viktsondering Jord-bergsondering Upptagning av störda och ostörda jordprover Avläsning av befintliga och nya grundvattenrör Geotekniska laboratoriearbeten Miljötekniska laboratoriearbeten Inventering av tidigare utförda geotekniska undersökningar Tre nya grundvattenrör har installerats för uppdraget. Resultaten av undersökningarna redovisas i en separat handling, markteknisk undersökningsrapport geoteknik, MUR. 4 MARKFÖRHÅLLANDEN 4.1 Topografi och vegetation Området avgränsas av Angarnsvägen i söder, Åbyholmsvägen i öster och Smidesvägen i nordväst. Marknivåerna är lägst i sydväst nära Smidesvägen, omkring +13,0 och ökar sedan mot öster och nordöst. Väster om gamla Lindholmsvägen är marknivån som mest ca +16. Öster om Lindholmsvägen förekommer ett fastmarksområde och markytan stiger till nivån ca +32 i anslutningen mot Åbyholmsvägen. De låglänta delarna intill Smidesvägen utgörs av fuktig ängsmark där det växer gräs, sly och enstaka träd. Inom Bra Bils tomt längst i sydväst är marken hårdgjord. Öster om Lindholmsvägen samt närmast Angarnsvägen förekommer skog huvudsakligen bestående av gran och björk. 4.2 Jord och berg I de låglänta delarna i sydväst förekommer fyllning av olika slag med mäktigheter på upp emot tre meter. Fyllningen är av blandad karaktär innehållande krossmaterial, grus, sand, silt, lera och tegel. Ett stort block på ca en meter har borrats igenom inom Bra Bils område. Stenar, block och någon betongklump syns också i ytan ungefär där nya Åby gata planeras. Lerans torrskorpebildning i området är svagt utbildad och för stora delar av området saknas torrskorpelera helt och leran är där lös ända upp till markytan. Under fyllning och torrskorpelera, där detta förekommer, följer lös till mycket lös varvig lera med mäktighet på mellan 0-11 meter med de största mäktigheterna i sydväst och avtagande mäktighet ungefär överensstämmande med hur marknivån stiger. Leran är ställvis sulfidhaltig. Under leran följer i de lägre delarna lager med silt och sand ovan morän. Förutom i fyllningen har inga block påträffats vid sondering i den naturliga jorden. Någon sten har genomborrats med jord-bergsondering i moränen. Ungefär omkring den befintliga Lindholmsvägen avtar de lösa lerlagren och strax öster om denna förekommer enbart tunna mull- och lerlager överst och jorden därunder består huvudsakligen av silt och sand som överlagrar morän.
sid. 5(8) Berg har stötts på i någon punkt på som grundast ca 3 meter under markytan längs den planerade Åby Allé. Berg i dagen finns inom ett parti i området, men inte där gator och ledningar planeras. 4.3 Yt- och grundvattenförhållanden Ytvattendiken förekommer inom utredningsområdet. Ytvatten samlas upp öster om Lindholmsvägen och leds vidare ner mot sydväst. Området väster om Lindholmsvägen är blött med synliga vattensamlingar i markytan. Tre grundvattenrör har installerats för utredningen och från tidigare utredningsskeden och tidigare uppdrag finns mätningar från ytterligare sex grundvattenrör runt det aktuella utredningsområdet. I de högre markpartierna öster om Lindholmsvägen ligger grundvattenytan ca 0-1,5 meter under markytan. Norr om brandstationen har en grundvattennivå uppmätts på ca +16,0-16,5, där markytan ligger på +16,5 och ytterligare längre österut där markytan ligger på +21,5 är grundvattnets trycknivå uppmätt till omkring +20. Väster om Lindholmsvägen har tre nya grundvattenrör installerats i friktionsjorden under leran. Ett med däcksel, SMS005GW, i nordöstra hörnet av parkeringsytan till Bra Bil och två högre (??) grundvattenrör, SMS101GW och SMS102GW. I röret med däcksel har grundvattnet legat i markytan/rörtopp vid avläsningstillfällena. I de andra två grundvattenrören har grundvattnets trycknivå i moränen under leran legat ca 1 meter över markytan vilken innebär artesiskt grundvattentryck i moränen under leran. Ett äldre grundvattenrör finns installerat på västra sidan av Smidesvägen, utanför utredningsområdet, och där har grundvattnet hunnit sjunka undan till en trycknivå under markytan igen, omkring +10,5-11,0. 4.4 Markföroreningar Beskrivs i separat PM som tas fram av Structor Miljöbyrån Stockholm AB. 4.5 Markradon och gammastrålning Har ej utretts i uppdraget, men områden med lera utgör normalt inte högriskområden. 5 FÖRUTSÄTTNINGAR FÖR PROJEKTERING OCH UTFÖRANDE 5.1 Sättningar Leran är svagt överkonsoliderad i de översta delarna och sedan normalkonsoliderad på djupet. Marksättningar för oförstärkta projekterade vägbankar har beräknats. Med föreslagna fyllnadshöjder erhålls som mest ca 20 cm sättning i Oxelgatan där fyllnadshöjden är som störst. I Häggvägen och Åby Allé blir beräknade sättningar omkring 5-10 cm. Tiden för dessa marksättningar att utbildas (konsolideringstiden) uppskattas till mellan 10 20 år för Oxelgatan och 5 10 år för Häggvägen och Åby Allé
sid. 6(8) I leran förekommer ett sand/siltskikt som kan ha en dränerande inverkan och som kan påskynda konsolideringsförloppet. 5.2 Stabilitet och bärighet I de delar av området där grundvattnet är högt och där torrskorpelera och fyllning överst saknas kan som mest en 1 meters vägbank med 20 kpa trafiklast byggas upp för att säkerhetsfaktorn Fc>1,5 ska klaras. Vid högre bankhöjd överskrids säkerheten för banken om den byggs upp oförstärkt. 5.3 Grundläggning och markförstärkning Rådande förhållanden avseende sättningar gör att marken måste förstärkas för att inte besvärande sättningar skall uppstå. Vid val av markförstärkningsmetod måste grundvattennivåer, planerade marknivåer, anläggningar och byggnader inom hela området vägas in. Samma förstärkningsmetod bör användas för att förstärka marken inom kvartersmark som för vägarna. Om olika metoder väljs riskerar dels ojämna sättningar att erhållas samt att en metod kan påverka grundvattensituationen och dränera ut och skapa sättningar i intilliggande mark. Att exempelvis förstärka kvartersmarken med inblandningspelare kan få en negativ inverkan på intilliggande väg om den inte har förstärkts på motsvarande sätt. Förbelastning av jord med överlast bygger på principen att man i ett tidigt skede innan vägar och ledningar skall byggas, lägger ut fyllnadsmassor med en överhöjning (överlast) tillräckligt högt över de projekterade marknivåerna. Denna överlast framtvingar i förväg de beräknade marksättningar som man skulle ha fått under vägarnas och ledningarnas brukstid. När uppmätta sättningar under förbelastningen/överlasten är tillräckligt stora och/eller i avstannande förlopp kan borttagning av överlastmassor ske och man kan bygga de planerade vägarna och ledningarna utan att man under brukstiden får besvärande sättningar. I de övre delarna av Oxelgatan och i Åby Allé i sträckan öster om Lindholmsvägen föreslås urgrävning av de lösa lerlagren som här har begränsad mäktighet och enklast grävs bort. För Åby Allé innebär det att urgrävning enbart krävs närmast Lindholmsvägen och i ytliga lager högre upp längs vägen. Längs Häggvägen, Åby gata, början av Oxelgatan samt början av Åby Allé föreslås förbelastning med överlast som markförstärkningsmetod innan byggarbetena påbörjas. För att kunna arbeta med överlaster krävs att tillräcklig liggtid finns i projektet. Hur lång tid som krävs måste beräknas vidare, men en uppskattning är 8-10 månader. Överlaster föreslås då även läggas över planerad kvartersmark för att ta ut framtida marksättningar även där. Slutligen innebär överlasterna att all mark måste kunna tas i anspråk i ett tidigt skede för att överlastmassorna ska kunna få erforderlig liggtid. Om tillräcklig tid för överlaster saknas måste förstärkning med inblandningspelare (kalkcementeller cementpelare) utföras i delar av utredningsområdet. För att kunna installera pelarna måste först stora delar av befintliga fyllningsmassor schaktas ur då de innehåller allt för grovt material för att kunna installera pelarna genom.
sid. 7(8) 5.4 Schakt- och fyllningsarbeten Vid schaktarbeten i området måste det höga grundvattentrycket i underliggande morän beaktas och kontroll av bottenupptryckning göras där man har tunnare lager lera ovan friktionsjord/morän efter schakt. Vid schaktarbeten måste även beaktas risken för utdränering av grundvatten vid kontakt med vattenförande friktionsjord. I de högre markpartierna förkommer siltig jord som kan vara flytbenägen vid nederbörd. Kontroll av bottenuppluckring måste även göras i siltig jord. 6 OMGIVNINGSPÅVERKAN Då grundvattnets trycknivå är hög i området är det viktigt att inte genom planerade byggnationer påverka denna så att trycket sänks på ett sätt som orsakar sättningar i utredningsområdet och intilliggande markområden, t.ex. Smidesvägen. 7 KOMPLETTERANDE UNDERSÖKNINGAR OCH UTREDNINGAR 7.1 Geoteknik Om djupförstärkning med kalkcement- eller cementpelare ändå väljs som förstärkningsmetod krävs kompletterande undersökningar i form av upptagning av lera för inblandningsprov för att kunna bestämma inblandningsmängd av bindemedel och välja typ av bindemedel. Ev. kan provpelare installeras i stället och ligga till grund för projektering. Kompletterande geotekniska undersökningar (sondering, provtagning) behövs i viss omfattning för att detaljdimensionera partier med urgrävning och förbelastning. 7.2 Geohydrologi Fortsatta mätningar av grundvatten i området bör utföras för att kontrollera grundvattensituationen i området. Installation av portrycksmätare för mätning av lerans portryck bör utföras som underlag för dimensionering av förbelastning och för att kunna använda som kontroll vid utförandet av förbelastningen. 8 KONTROLL OCH UPPFÖLJNING Om överlaster/förbelastning används som markförstärkningsmetod inom vissa delar måste ett antal markpeglar installeras för mätning av sättningsrörelser innan det går att bedöma om erforderliga sättningar har tagits ut och vägar och va-ledningar kan byggas. Dessa mätningar i kombination med portrycksmätningar i leran ligger till grund för att bedöma när erforderlig verklig liggtid av förbelastningen med överlast kan anses vara klar. Structor Mark Stockholm AB Geoteknik
sid. 8(8) Daniel Marström Uppdragsansvarig Anna Grahn Teknikansvarig geoteknik Anders Hugner Interngranskare