Geoteknisk Promemoria KV FERDINAND 9 2012-10-26
Uppdrag: 243288, Kv Ferdinand 9 Titel på rapport: Geo PM Kv Ferdinand 9 Status: Datum: 2012-10-26 Medverkande Beställare: Kv Ferdinand 9 Kontaktperson: Leif Jansson Uppdragsansvarig/ Ansvarig handläggare: Kvalitetsgranskare: Victor Enbom, Tyréns AB Per Hedman, Tyréns AB Revideringar Revideringsdatum Version: Initialer: Författare: Victor Enbom Datum: 2012-10-26 Handlingen granskad av: Per Hedman Datum: 2012-10-26 Tyréns AB 118 86 Stockholm Peter Myndes Backe 16 Tel: 010 452 20 00 www.tyrens.se Säte: Stockholm Org.Nr: 556194-7986 2012-10-26
Inledning Föreliggande PM behandlar förutsättningar avseende geoteknik för rubr. objekt. Sammanställning av tidigare och nu utförda undersökningar redovisas i en separat rapport MUR, Markteknisk undersökningsrapport. Denna Geotekniska PM utnyttjas vid projektering. När anläggningens utformning är bestämd ska geotekniska uppgifter och rekommendationer tas fram inför upprättande av bygghandlingar. Innehållsförteckning 1 Objekt... 5 2 Ändamål... 5 3 Underlag för Geo PM... 5 4 Styrande dokument... 6 5 Befintlig konstruktion... 6 6 Planerad/föreslagen konstruktion... 6 7 Markförhållanden... 7 7.1 Hydrogeologiska förhållanden... 7 8 Rekommendationer... 7 8.1 Inledning... 7 8.2 Grundläggning... 8 8.3 Schaktarbeten... 8 8.4 Fyllningsarbeten... 8 9 Dimensionering och /eller beräkning... 9 9.1 Beskrivning av geokonstruktion... 9 9.2 Geoteknisk kategori och säkerhetsklass... 9 9.3 Sammanställning av geokonstruktionens härledda värden... 9 9.4 Geokonstruktionens dimensionerande värden... 12 9.5 Gjorda antaganden... 13 10 Kontroller under byggskedet... 14 3(14)
Ritningar Beteckning Typ, skala Datum Rev. datum G12-01-01 Tolkad plan, 1:400 2012-10-26 G12-02-01 G12-02-02 G12-02-03 Tolkad sektion A-A till B-B Plan, H 1:100, L 1:200 Tolkad sektion C-C till E-E Plan, H 1:100, L 1:200 Tolkad sektion F-F till G-G Plan, H 1:100, L 1:200 2012-10-26 2012-10-26 2012-10-26 4(14)
1 Objekt Tyréns har på uppdrag av PEAB Bostad utfört en geoteknisk undersökning inför nybyggnation av en byggnad med butiks- och bostadslokaler i 4-6 våningar som ska uppföras för KF Fastigheter. Områdets ungefärliga utbredning är markerad med rött i Figur 1. Aktuellt undersökningsområde På tomten finns i dagsläget industri-,verkstads- och kontorslokaler samt parkeringsyta. För detaljerat område hänvisas till planritning G12-01-01. Figur 1. Aktuellt undersökningsområde 2 Ändamål Syftet med undersökningen är att undersöka de geotekniska förhållanden som underlag för grundläggningsrekommendationer och eventuella geotekniska åtgärder. Beställares samt kommunens arkivmaterial har genomsökts efter relevanta undersökningar, resultatet omnämns och redovisas i denna promemoria. Denna rapport innehåller geotekniska tolkningar, rekommendationer och åtgärder. Resultaten av utförda undersökningar samt arkivmaterial redovisas i en separat handling MUR Kv Ferdinand 9, daterad 2012-10-26. 3 Underlag för Geo PM Följande underlag har använts för upprättande av denna geotekniska promemoria: MUR Kv Ferdinand 9 med tillhörande dokument, daterad 2012-10-26. Bilagor till MUR Kv Ferdinand 9 för tidigare utförda undersökningar: - Bilaga 1. Pålplan och pålningsprotokoll, daterad 1956-01-02. 5(14)
Arkivmaterial från Stockholms Stads geotekniska arkiv Idéskiss Kv Ferdinand, daterad 2012-02-08 4 Styrande dokument Följande dokument är styrande: Eurokod 7 (SS-EN 1997) Boverkets Författningssamling BFS 2010:2 BKR 13 AMA-10 5 Befintlig konstruktion Den centrala delen av undersökningsområdet är bebyggd och består av flera huskroppar som är uppförda vid olika tidpunkter. Den södra huskroppen är en tegelbyggnad i ett plan. Huskroppen norr om denna består dels av kontorslokaler i ett plan med en lager/industridel i stål med hög takhöjd. I den senare delen huserar flera hyresgäster. Norr om stålbyggnaden är ett skärmtak utbyggt mot järnvägen. Två byggnader i stål ämnade för parkering/lager är placerade sydöst om huskropparna. 6 Planerad/föreslagen konstruktion Enligt idéskiss för Kv Ferdinand 9 av Lund Valentin Arkitekter, daterad 2012-02-08 planeras en byggnad på 4-6 våningar ämnad för butiklokaler samt bostäder. I huskroppen planeras även garage. Byggnaden ska uppföras i befintlig marknivå och inga uppfyllnader eller källarplan är planerade. I Figur 2 illustreras planerad utformning. Bilden är hämtad från ovanstående dokument. Figur 2. Illustration av planerad bebyggelse 6(14)
7 Markförhållanden Marknivån varierar mellan +6,5 till +6,8 med lokala variationer över undersökningsområdet. Jordlagerförhållanden Ytskiktet består över hela området av asfalt. Marken består under asfalten av ett ca 0,5-1,0 m tjockt lager utlagd fyllningsjord bestående av sand och grus. Under fyllningsjorden återfinns ca 0,5-2,0 m torrskorpelera som i den södra delen av området är siltig. Torrskorpeleran underlagras av ca 2,5 12,0 m lös lera. Detta lager är som mäktigast söder vid punkt 12T01-12T02 samt 12T05 med ca 8-12 m och avtar i norrut där lermäktigheten reduceras till 2,5 4 m. Leran är från nivå +1,7-+2,6 och nedåt sulfidhaltig. Leran vilar på friktionsjord som överst består av grus och sedan övergår till morän. Utförda slagsonderingar har drivits ned ca 3-8 m i friktionsjorden. Enligt sonderingar hämtat från arkivmaterial vilar 0,8 m grus på berg längst med Bromstensvägen och berg återfinns på djupet 11,4 12,8 m. Denna slutsats kan inte dras för hela området, men bedömning görs att berg återfinns under ett 1 9 m lager friktionsjord. 7.1 Hydrogeologiska förhållanden I Tabell 1. Observerad grundvattenyta 12TGW1 redovisas de vattenytor som har observerats i installerat grundvattenrör 12TGW1. Punkt Djup Nivå Datum 12TGW1 4,22 +3,32 2012-09-25 4,18 +3,36 2012-10-10 Tabell 1. Observerad grundvattenyta 12TGW1 Enligt arkivmaterial hämtat från Stockholms Stad skall ett grundvattenrör med id 106 ha installerats 1976-01-29 ca 60 m sydväst om undersökningsområde vid korsningen Bromstensvägen/Spångavägen. Detta överensstämmer med inmätt grundvattenrör GW1, som dessvärre ej gick att mäta. Inmätta nivåer för GW1 är +6,916 mot +7,04 för 106, vilket kan bero på markrörelser. Det kan ha skett uppfyllnader under tiden men markytan antages vara densamma i dagsläget. Detta ger en differens på 0,124 m. Med korrigering av nivån för lodat grundvattenrör redovisas arkivmaterial i Tabell 2. Punkt Djup Nivå Datum GW1/106 2,89 +4,03 1976-01-30 3,00 +3,92 1976-02-18 Tabell 2. Observerad grundvattenyta GW1 8 Rekommendationer 8.1 Inledning Hela byggnaden befinner sig på ett område med en lermäktighet på ca 3 till 13 m, där leran upptill är av torrskorpekaraktär. Leran vilar på friktionsjord som överst består av grus och sedan övergår till morän. 7(14)
8.2 Grundläggning Hela byggnaden rekommenderas grundläggas på spetsbärande pålar. Pålarna slås ned till fast botten och bedöms baserat på slagsonderingsresultat ta stopp på 2-8 m under lerans underkant. Pållängder bedöms baserat på slagsonderingsresultatet bli 6-17 m. Betongpålar bedöms kunna användas. Pålängderna är kortare i den norra och centrala delen av området och ökar söderut. Pålarna skall dimensioneras för fullt utbildade påhängslaster i hela lerlagrets tjocklek. Prylning kan behövas innan neddrivning av pålar. För de pålar som infaller i närheten av järnväg ska en riskanalys upprättas för de vibrationer som uppstår på grund av neddrivningsarbete. Alternativt kan borrade pålar övervägas i denna del. Utförd inventering av arkivmaterial för pålning av delar av befintlig byggnation redovisas översiktligt på planritning G12-01-01, vidare kan detaljerad information utrönas från arkivbilagan till Markteknisk Undersökningsrapport Kv Ferdinand 9, daterad 2012-10-26. Längder för pålarna är mellan 4,5 och 8,5 m för den centrala byggnaden. 8.3 Schaktarbeten Schaktarbeten bedöms kunna utföras i friktionsjord och torrskorpelera i en lutning av 1:2 förutsatt att släntkrönet inte belastas. 8.4 Fyllningsarbeten En besiktning av och runt omkring äldre byggnader på undersökningsområdet visar på att det har pågått/pågår sättningar. Bild 1 visar varierande nivåer på omgivande mark samt sprickor på fasad vilket förmodligen beror på att leran har satt sig. Orsaken till detta är troligen en grundvattensänkning och/eller uppfyllnader. En försiktig jämförelse och tolkning mellan grundvattennivåer i rör 12TGW1 och GW1 visar på en sänkt grundvattenyta på ca 70 cm på 36 år, vilket kan ha påverkat leran. Grundvattenrören befinner sig dock på för stort avstånd för att göra en relevant bedömning. Laboratorieanalyser och CRS-sonderingar visar på normalt/svagt överkonsoliderad lera. Bild 1. Sättningsdrabbad byggnad För att undersöka effekter av sättningar har en översiktlig sättningsberäkning utförts med hjälp av tillgänglig information från CRS-försök. Ett sammanfattande resultat av beräkningarna går att se i Tabell 3. I beräkningen är sättningen för leran uträknad, exklusive krypsättningar vilka kan vara betydande. Observera att beräkningen är gjord för en punkt och variationer kan förekomma 8(14)
över undersökningsområdet. Beräkning är utförd för punkten 12T06 enligt lagertolkning gjord i ritning G12-02-01. Total sättning vid uppfyllnad 12T06 Uppfyllnad (m) 0,5 1 Total sättning (m) 0,1 0,2 Tabell 3. Sättningar vid uppfyllnad för punkt 12T06 För att undvika sättningar krävs att uppfyllnad utförs genom kompesationsgrundläggningar där tung fyllning ersätts av lättare material. Lättfyllning bör då utföras med lättklinker alternativt skumglas. För uppfyllnad ovan områden på naturlig friktionsjord föreligger ej sättningsproblem. 9 Dimensionering och /eller beräkning 9.1 Beskrivning av geokonstruktion Byggnaden rekommenderas grundläggas på betongpålar som stoppslås mot fast botten. 9.2 Geoteknisk kategori och säkerhetsklass Planerad anläggning avseende grundläggning och eventuella stödkonstruktioner hänförs till geoteknisk kategori 2 (GK2) och säkerhetsklass 2 (SK2). 9.3 Sammanställning av geokonstruktionens härledda värden Grundläggningen dimensioneras enligt Eurokod 7 (EN 1997) där geokonstruktionen hänförs till geoteknisk kategori 2 (GK2). Beräkningar i brott- och bruksgränstillstånd utförs med nedanstående parametrar och partialkoefficienter. Dessa är utvärderade ur undersökningsresultaten med stöd av IEG:s tillämpningsdokument Grunder (Rapport 2:2008). 9(14)
Material Underkant nivå (+) varierande mellan Tunghet ( ) (kn/m3) Hållfasthetsegenskaper Deformationsegenskaper Torrskorpelera +4-+5 17 (7) c u =20 kpa** - Lera -8,5-+2,5 16,0-17,2 (6,0-7,2)* c u =13-26 kpa** M L =0,55-0,90 MPa*** Naturligt lagrat grus - 19 (12) =35 E=20 MPa Naturligt lagrad morän - 20 (13) =37 E=40 Mpa Tabell 4. Härledda egenskaper för naturliga material *Lerans tunghet varierar med djupet, se Tabell 7 **Lerans skjuvhållfasthet varierar med djupet, se Tabell 5 och Figur 3 ***Lerans modul varierar med djupet, se Tabell 6 I Tabell 5 -Tabell 7 samt Figur 3 redovisas härledda medelvärden från sonderingar, provtagningar samt laboratorieundersökningar. Dessa data redovisas i sin helhet i bilagorna Sammanställning av härledda materialegenskaper samt Sammanställning av skjuvhållfasthet, båda daterade 2012-10-26. Nivå (+) Bedömt medelvärde c u (kpa) 5 (Let) 20,0 4 15,0 3 13,5 2 13,0 1 13,3 0 13,5-1 14,5-2 16,0-3 18,5-4 20,5-5 23,0-6 26,0 Tabell 5. Lerans korrigerade skjuvhållfasthet 10(14)
Nivå (+) Modul M L (kpa) 4 550 3 500 2 490 1 680 0 900 Tabell 6. Lerans modul från laboratorieresultat Nivå (+) Tunghet ( ) (kn/m3) 4 16,3 3 16,2 2 16 1 16,5 0 17,2 Tabell 7. Lerans tunghet från laboratorieresultat 11(14)
Korriger Korrigerad orrigerad ad Skjuvhållfas Skjuvhållfasthet cu (kpa) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 5 4 Kolv12T06 3 Kolv 12T20 2 Vb 12T25 1 Nivå CPT 12T01 0 CPT 12T04-1 CPT 12T06-2 CPT 12T13-3 CPT 12T20-4 CPT 12T22-5 CPT 12T25-6 Sammanvägt härlett värde -7 Figur 3.. Diagram am över korrigerad k d skjuvhållfasthe skjuvhållfasthet skjuvh från provresultat provresultat samt amt sammanvägt sammanvägt medelvärde medel 9.4 Geokonstruktionens dimensionerande värden Pålarna ålarna ska dimensioneras enligt dimensioneringssätt DA3 eftersom de är spetsburna. spetsburna. DA3 används när det gäller best bestämning ämning av pålarnas pålarnas konst konstruktiva bärförmåga (STR). Vid användning av andra pålar ska dimensioneringssätt omvärderas efter bestämning av geoteknisk bärförmåga (GEO) och konstrukt konstruktiva iva bärförmåga förmåga (STR). (S Det dimensionerande värdet för geokonstruktionen beräknas enligt IEG:s tillämpningsdokument tillämpningsdokume som: där m Fast partialkoefficient enligt tabell 2 Omräkningsfaktor som tar hänsyn till osäkerheter relaterade till jordens egenskaper och aktuell geokonstruktion enligt tabell 2 隙博 Värderat medelvärde baserat på härledda värden för den aktuella materialparametern materialpar Uppdrag Uppdrag: 243705 Kv Ferdinand 9 Beställare Beställare:: PEAB Bostad 2012--10-26 O:\STH\243705 243705\G\Text\GeoPM GeoPM KvFerd KvFerdinand 9.docx 12(14)
Material m 1 5 vid pålgrundläggning Dränerad skjuvhållfasthet ( och c ) 1,3 0,87 Odränerad skjuvhållfasthet (c u ) 1,5 0,87 Tunghet ( ) 1,0 0,87 Tabell 8 Värde för den fasta partialkoefficienten och omräkningsfaktorn Vid beräkning av böjknäckning kan beräkningsmodellen enligt Pålkommissionen R 84a, R 96:1 R97 och R98 användas. Då skall modellfaktorn Rd sättas till 1,0 då det i denna modell ingår en konservativt vald empirisk korrelation mellan odränerad skjuvhållfasthet och jordens bäddmodul. Avsnitt 7.8 i SS EN 1997-1 bör inte tillämpas vid dimensionering mot böjknäckning enligt Pålkommisionen. 9.5 Gjorda antaganden Resonemang för omräkningsfaktorer Delfaktorerna i är valda baserade på lerans relevans. Delfaktorn 1 2 har valts till 0,92, då 7 st oberoende undersökningar för leran har gjorts. 2 st kolv, 6 cpt samt 1 vingförsök, varav två infaller på samma punkt. Leror i Stockholm har vanligtvis variationskoefficienten 20%. Delfaktorn 3 har valts till 1,0, vilket är normalfall för genomförda labundersökningar. Delfaktorn 4 har valts till 0,95, på grund av variation i resultat. Delfaktorn 5 har valts till 1,0 då utvärdering av jordens odränerade skjuvhållfasthet har gjorts varje meter eller tätare för vingförsöket. Omräkningsfaktorn 1 5 blir således 0,87. Delfaktorn 6-8 väljs av konstruktören. 13(14)
10 Kontroller under byggskedet Det skall utföras en geoteknisk kontroll vid grundläggningsarbetena. Denna kontroll skall utföras enligt ett i förväg upprättat kontrollprogram minsta avseende: Verifiering av pålarnas bärförmåga Kontroll av buller och vibrationer Kontroll på plats att rådande jord-, berg, och grundvattenförhållanden överensstämmer med detta projekteringsunderlag Vidare bör en riskanalys avseende slagna pålar tas fram under projekteringsskedet. Riskanalysen ska resultera i ett kontrollprogram. I denna riskanalys bör även omgivningspåverkan behandlas. Omgivningspåverkan vid pålslagning kan utredas m h a Pålkomissionen Rapport 95. 14(14)