4.6 Geoteknik (MUR Geoteknik och PM Geoteknik)

Dnr: SBN-2017-00453 Datum: 2018-02-02

4.6 Geoteknik

(MUR Geoteknik och PM Geoteknik)

Tillhörande process för tilldelning av mark

för området DP1 Alliero, Sundsvalls kommun

2018-02-02

SUNDSVALLS KOMMUN

ALLIERO

MARKTEKNISK UNDERSÖKNINGSRAPPORT (MUR)

ALLIERO • MARKTEKNISK UNDERSÖKNINGSRAPPORT (MUR) | 1

ALLIERO

MARKTEKNISK UNDERSÖKNINGSRAPPORT (MUR)

KUND

Sundsvalls kommun

KONSULT

WSP Samhällsbyggnad

WSP Sverige AB

Box 758

851 22 Sundsvall

Besök: Landsvägsallén 3

T +46 10-722 50 00

Org nr: 556057-4880

Styrelsens säte: Stockholm

http://www.wspgroup.se

KONTAKTPERSONER

THOMAS NILSSON

PROJEKT

UPPDRAGSNAMN

Alliero, Sundsvall

UPPDRAGSNUMMER

10256536

FÖRFATTARE

DAVID HÖGLIN

DATUM

2018-02-02

ÄNDRINGSDATUM

GRANSKAD AV

THOMAS NILSSON

GODKÄND AV


INNEHÅLL

1 OBJEKT 3

2 ÄNDAMÅL 3

3 UNDERLAG FÖR UNDERSÖKNINGEN 3

4 UNDERLAG FÖR REDOVISNING 5

5 STYRANDE DOKUMENT 5

6 ARKIVMATERIAL 7

6.1 2001 MARKUNDERSÖKNING 7

6.2 ÖVRIGT MATERIAL 7

7 BEFINTLIGA FÖRHÅLLANDEN 8

7.1 TOPOGRAFI OCH YTBESKAFFENHET 8

7.2 GEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN 8

HYDROGEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN 9

7.3 POSITIONERING 9

8 FÄLTUNDERSÖKNINGAR 10

8.1 UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR OCH PROVTAGNINGAR 10

8.2 KALIBRERING OCH CERTIFIERING 11

8.3 PROVHANTERING 11

9 LABORATORIEUNDERSÖKNING 11

10 HÄRLEDDA VÄRDEN 12

10.1 FRIKTIONSVINKEL 12

10.2 SKJUVHÅLLFASTHET 15

10.3 ELASTICITETSMODUL 16

11 MARKRADON 18

12 GEOTEKNISK KATEGORI OCH VAL AV SÄKERHETSKLASS 18

13 VÄRDERING AV UNDERSÖKNING 19

13.1 HÄRLEDDA VÄRDENS SPRIDNING OCH RELEVANS 19

14 BILAGOR 19

15 RITNINGAR 19


1 OBJEKT

WSP Sverige AB har på uppdrag av Sundsvalls kommun utfört en markundersökning,

(geoteknisk undersökning och en miljöteknisk undersökning) av mark belägen i stadsdelen

Alliero i norra delen av centrala Sundsvall. Planerad bebyggelse är en modern sporthall med

en största höjd på ca 14 m över färdig mark i områdets västra del och stadskvarter (bostäder

och blandad verksamhet) med 4-7 våningar längs Universitetsallén (tidigare kallad

Fabriksgatan). Områdets storlek är cirka 6,5 hektar.

Fig. 1: Stadsdelen Alliero

2 ÄNDAMÅL

Denna utredning och detta dokument har till syfte att dokumentera de geotekniska och

miljömässiga förutsättningar som ska ligga till underlag för detaljplan beträffande

nybyggnaden av sporthall och bostäder.

3 UNDERLAG FÖR UNDERSÖKNINGEN

För planering av fältarbeten har arkivmaterial enligt kapitel 6 studerats, utöver den

information och de önskemål som har lagts fram i möten mellan WSP och beställare.

Enligt nedan följer borrplan. OBS: Överkryssade borrhål har utgått, borrhål överstrukna med

ett streck innebär att vissa av de planerade undersökningarna ej har genomförts.

Anledningarna har oftast varit otillgänglighet p.g.a. ytliga hinder, men även nedgrävda objekt

som kan vara omöjliga och rent av miljöfarliga att borra i, såsom oljecisterner. Vissa borrhål

har omprogrammerats eller utgått i takt med nytillkommen information från undersökningen.


Fig. 2: Borrhål, västra delen.

Fig. 3: Borrhål i centrala delen


Fig. 4: Borrhål östra delen

Information om vilka undersökningar som utförts i respektive borrhål framgår av

sektionsritningar.

4 UNDERLAG FÖR REDOVISNING

Till underlag för redovisning av geotekniska undersökningar har ritningar och

uppdragsbeskrivning tillhandahållits av Sundsvalls kommun.

5 STYRANDE DOKUMENT

Denna rapport ansluter till SS-EN 1997-1 med tillhörande nationell bilaga.

Tabell 1: Planering och redovisning

Skede Standard eller annat styrande dokument

Fältplanering SS-EN 1997-2 och

SGF rapport 1:2013; Geoteknisk fälthandbok

Fältutförande SGF rapport 1:2013; Geoteknisk fälthandbok och

SS-EN-ISO 22475-1

Beteckningssystem SGF/BGS beteckningssystem version 2001:2 och

SGF beteckningsblad kompletterat 2013-04-24


Tabell 2: Fältundersökningar

Metod Standard eller annat styrande dokument

CPT-sondering SS-EN ISO 22476-1:2012,

SGI Information 15; CPT-Sondering och


Hejarsondering SS-EN ISO 22476-3:2005 med tillägg

SS-EN ISO 22476-2:2005/A1:2011, samt


Jord-bergsondering SGF Rapport 4:2012; Metodbeskrivning för jord-

Bergsondering och


Tung slagsondering SGF Metodblad SlbT (061001) och


Skruvprovtagning SGF rapport 1:2013; Geoteknisk fälthandbok

GW-observationer i bh SGF rapport 1:2013; Geoteknisk fälthandbok

Tabell 3: Laboratorieundersökningar


Jordartsbeskrivning SS-EN/ISO 14688-1 och

SS-EN/ISO 14688-2

Materialtyp och tjälfarlighetsklass AMA Anläggning 13, tabell CB/1

Naturlig vattenkvot SS 02 71 16, utgåva 3

Skrymdensitet SS 02 71 14, utgåva 2

Konflytgräns SS 02 71 20, utgåva 2

Tabell 4: Grundvatten


Installation för grundvatten-

mätning

SS-EN-ISO 22475-1, SS-EN 1997-2 och


Funktionskontroll av grund-

vattenrör/portrycksmätare



Avläsning av grundvatten-

nivå/portryck




6 ARKIVMATERIAL

Tidigare utförda undersökningar och annat underlag som kan vara av intresse:

6.1 2001 MARKUNDERSÖKNING

SGI: Geoteknisk utredning Alliero 20-21, Hallström & Nisses Norrland AB Innehåller

planritning och sektioner från 20010305. Resultat från 3 viktsondering, 9 trycksondering, 11

hejarsondering, 5 CPT, 3 viktsondering, 5 skruvprovtagning, 3 kolvprovtagning samt 2

grundvattenrör. Dessa undersökningar är oftast gjorda till cirka 10 meters djup, som mest

ned till 13m.

Resultaten visar god samstämmighet. CPT och trycksondering indikerar 2 till 3m lera, med

spetstryck 1MPa, följt av cirka 7m siltig sand respektive sandig silt med spetstryck kring

8MPa.

Utredningen i sin helhet kan ses i bilaga 6: SGI 2001.

6.2 ÖVRIGT MATERIAL

SGI: Geoteknisk utredning Alliero 20

Fig. 5: Området Alliero har gått igenom stora förändringar. Så här såg det ut 1954.(Källa

Sundsvalls museum).


7 BEFINTLIGA FÖRHÅLLANDEN

7.1 TOPOGRAFI OCH YTBESKAFFENHET

Undersökningsområdet är relativt plant med en svag lutning åt söder ned mot Selångersån,

punkter som ligger söder om Villagatan ligger i nivån ca +6 - +8,3 m. Norr om Villagatan mot

norra berget har aktuellt område en nivå på ca +10 - +12 m.

Villagatan delar undersökningsområdet i mitten. I öster finns det ett kvarter med bostadshus,

Målaregatan korsar området i syd-nordlig riktning i östra delen av området. I söder angränsar

området till Universtetsallén och en större glastillverkningsfabrik. I väster ligger folkets park

och internationella engelska skolan. I norr finns det ett flertal flerfamiljshus.

Ledningskollen har utförts i september 2017 och inrapporterade ledningar har ritats in i

borrplanen. Kompletterande ledningskoll gjordes i november 2017 efter att information om

oljeavskiljare upptäcktes (figur 6).

Fig. 6: Ledningar och oljeavskiljare

7.2 GEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN

Enligt nedanstående material från SGU framgår jordarter och jorddjup, information som

bekräftas i detalj genom WSP´s undersökningar.


Fig. 7: SGU´s jordkarta, området domineras utan lera underlagrat av morän.

Fig. 8: Jorddjupskarta enligt SGU: De fyra kulörerna från rödbrunt till gulnande skalor

representerar i tur och ordning, 1) 30-50m, 2) 20-30m, 3) 10-20m och 4) 5-10m, vilket

stämmer bra överens med resultaten från WSP´s markundersökningar.

HYDROGEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN

GW har mätts i borrhål enligt ritning, där sektionsritningarna redovisar grundvatten-nivå i

respektive grundvattenrör.

7.3 POSITIONERING

Inmätning av geotekniska sonderingspunkter samt punkter för markradon har utförts av WSP

Sverige AB den 9 november 2017. Inmätningen utfördes av Magnus Hjerpe.

Inmätning av undersökningspunkterna har utförts med Leica Viva CS 10 (RT_GBS). Använt

koordinatsystem i plan är SWEREF 991715. Använt höjdsystem är RH 2000. Inmätningen

har mätklass A.


8 FÄLTUNDERSÖKNINGAR

WSP Sverige AB i Sundsvall har i oktober och november 2017 utfört geotekniska

fältundersökningar för rubricerat projekt. Resultatet av undersökningarna i plan redovisas i

ritningar enligt bilaga.

Fältundersökningen har utförts av fältgeotekniker Mikael Pettersson, Peter Ölmerud och

Magnus Hjerpe.

I samband med den geotekniska undersökningen har även tagits prover för miljöteknisk

analys.

Fig. 9: Borrvagn

8.1 UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR OCH PROVTAGNINGAR

Tabell 5: Utförda undersökningar.

Sondering/provtagning antal typ/anmärkning

Jb-sondering 10

Hfa 17

CPT(u) 13

Slagsondering 11

Skruvprovtagning 10 Ytterligare skruvprover har tagits från

grund nivå för miljöanalys

Radonmätning 8

Utförda fältundersökningar redovisas i planritning G-10-1-01 och i sektionsritningar G-10-2-

01 till G-10-2-10.


8.2 KALIBRERING OCH CERTIFIERING

Tabell 6: Kalibrering

Utrustning Kalibrerad datum

Borrvagn GM 75 2017-04-10

Borrvagn GM 85 2017-03-30

CPT-spets 4064

(a=0,598, b=0,014)

2017-04-13

8.3 PROVHANTERING

Provtagning och hantering av jordprover har utförts enligt SGF Rapport 1:96 geoteknisk

fälthandbok.

9 LABORATORIEUNDERSÖKNING

Proverna togs upp med skruvborr och förpackades i plastpåsar som förvaras 6 månader i

WSP´s förråd i Sundsvall. Materialegenskaperna jämfördes med CPT-sonderingen och det

konstaterades att torrskorpan/ bebyggt lager underlagras av 4 till 7m tjockt lager lera som

överlagrar ett siltigt sandlager ned till nivån 5-8 till 10-13 meter under markytan.

Jordproverna har delats in i miljöprover som vidarebefordrats för miljötekniska

laboratorieundersökningar och prover för geoteknisk analys som efter mottagande förvarats i

kylrum och sparas i 6 månader efter utförd rutinundersökning.

Fig. 10: Material som tagits upp med skruv från lagren av finare material.

Laboratorieundersökningen för geoteknik har utförts av David Höglin, WSP Sundsvall på

störda prover från 17W007, 17W022, 17W023, 17W014 och 17W035. Resultat redovisas i

bilaga.


Tabell 7: Sammanställning av utförda laboratorieundersökningar.

Metod antal typ/anmärkning

Jordartsbestämning 16

Densitet 16

Vattenkvot 16

Konflytgräns 16

10 HÄRLEDDA VÄRDEN

10.1 FRIKTIONSVINKEL

De första 5 till 8 metrarna är fyllning underlagrad av lera. Friktionsvinkeln utvärderas för sand

och morän under dessa lager. För sand ned till 10 – 13m är vald friktionsvinkel 35°. För

morän de underliggande lagren ansätts samma värde.


Fig. 11: Friktionsvinkel enbart ur Hfa


Fig. 12: Friktionsvinkel ur CPT utvärderad ur programmet Conrad.


10.2 SKJUVHÅLLFASTHET

Skjuvhållfastheten för leran sätts till 30kPa.

Fig. 13: Skjuvhållfasthet


10.3 ELASTICITETSMODUL

Elasticitetsmodulen för lera väljs till 10MPa. För sand 20MPa.

Fig. 13: Elasticitetsmodul ur Hfa


E-modul ur hejarsondering Hfa: Valda värden 0-6m 5 till 10MPa. 6-13m 15 till 20MPa. Över

13-24m Linjär utveckling 15 till 30MPa.

E-modul ur CPT: Valda värden 0-6m 10MPa. 6-13m 20MPa

Fig. 14: Elasticitetsmodul ur CPT


11 MARKRADON

WSP Sverige AB i Sundsvall har i oktober 2017 utfört mätningar av radonhalt i jordluft med

hjälp av markradoninstrumentet MARKUS 10. Mätningen utfördes i 8 st. punkter och resultat

kan ses i tabell 9 och klassificering av radonmark sker enligt tabell 8.

Tabell 8: Radonnormer

Benämning enligt BFR R85:1988

rev. Uppl. 1990

Riktvärde

kBq/m3

Rek. Radonskydd för ny-

byggnation. STATENS

PLANVERK rapp.

59:1982

Lågradonmark <10 Inga

Normalradonmark 10-50 Radonskyddande

Högradonmark >50 Radonsäkert

Tabell 9: Uppmätt radongashalt

Borrhål Radongashalt (kBq/m3) Anmärkning

17W003 1,3 > 15m djup till berg



17W008 28,7 <10m djup till berg





Resultaten av radonmätningarna visar på lågradonmark till normalradonmark.

Normalradonhalterna uppmättes nära Norra berget och förutsätts minska med ökat djup till

berggrund, vilket också är fallet med resultaten uppmätta söderut i området.

Vid normalradonmark bör byggnader uppföras radonskyddande enligt Boverkets anvisningar.

12 GEOTEKNISK KATEGORI OCH VAL AV SÄKERHETSKLASS

Med hänsyn till omfattningen av de personskador som kan befaras uppkomma vid brott skall

säkerhetsklass väljas. Säkerhetsklass 2 tillämpas i detta uppdrag eftersom inga speciella

argument finns för att varken sänka eller höja dessa krav. SK 2 är normalfall för denna typ av

projekt och tillämpas om inget annat anges.


Som geoteknisk kategori väljs GK2, som innefattar konventionella typer av konstruktioner

och grundläggningsmetoder utan exceptionell risk eller svåra marktekniska- eller

lastförhållanden

13 VÄRDERING AV UNDERSÖKNING

Sonderingen är utförd i 30 stycken punkter. Den geologiska kartan har delvis kunnat bestyrka

de geotekniska undersökningarnas resultat.

Punkt 17W033 har avbrutits på grund av att man påträffat isolering vid 0,3 m djup. CPT för

punkt 17W011 tas inte med och utvärderas ej då inläsning har blivit fel och sonderingen har

fått negativa värden.

13.1 HÄRLEDDA VÄRDENS SPRIDNING OCH RELEVANS

Vid sammanställning av utförda geotekniska undersökningar erhålls en viss spridning och i

vissa fall avvikande enstaka värden sinsemellan resultatet från de olika

undersökningsmetoderna. Orsaken till spridningen och skillnader är alltifrån olika

noggrannheter mellan mätmetoder till maskinella och yttre faktorer som i enstaka fall kan

medföra avvikande uppmätta värden. Dock anses erhållna värden för spridning i hållfasthets-

och deformationsegenskaper vara normala.

14 BILAGOR

Bilaga 1. Borrplan

Bilaga 2 Jorddjup

Bilaga 3 Provtabell

Bilaga 4 Sammanställning HfA

Bilaga 5 Conradutvärdering

Bilaga 6 SGI 2001

15 RITNINGAR

G-10-1-01 Planritning

G-10-2-01 Sektionsritning







G-10-2-08 Enskilda borrhål



2018-02-02

SUNDSVALLS KOMMUN

ALLIERO PM GEOTEKNIK

ALLIERO • PM GEOTEKNIK | 2

ALLIERO PM GEOTEKNIK

PROJEKT

UPPDRAGSNAMN Alliero detaljplan Del 2 och 3 - miljö och geoteknik

UPPDRAGSNUMMER 10256536

FÖRFATTARE Thomas Nilsson

DATUM 2018-01-11

ÄNDRINGSDATUM 2018-02-02 GRANSKAD AV JOAKIM ALSTRÖM GODKÄND AV


KUND

Sundsvalls kommun

KONSULT WSP Samhällsbyggnad Box 758 851 22 Sundsvall Besök: Landsvägsallén 3 Tel: +46 10 7225000 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm http://www.wspgroup.se

KONTAKTPERSONER

Thomas Nilsson


INNEHÅLL

1 UPPDRAG 5

1.1 Bakgrund 5

1.2 Planerad byggnation 5

1.3 Dokumentets syfte 6

2 BEFINTLIGA FÖRHÅLLANDEN 6

3 MARKTEKNISKA UNDERSÖKNINGAR 6

3.1 Geoteknik 6 3.1.1 Tidigare undersökningar 6 3.1.2 Aktuell undersökning 6 3.1.3 Geoteknisk kategori och val av säkerhetsklass 7

3.2 Markmiljö 7

3.3 Markradon 7

4 GEOTEKNISKA FÖRUTSÄTTNINGAR 7

4.1 Jordlagerföljd 7

4.2 Grundvattennivåer 9

4.3 Bärighet 10

4.4 Sättning 11

4.5 Schaktbarhet 12

4.6 Släntstabilitet 13

4.7 Tjälfarlighetsklass 13

4.8 Markavvattning och genomsläpplighet med avseende på dagvatten 14

5 REKOMMENDATIONER FÖR GRUNDLÄGGNING 14

5.1 Grundläggning, generellt i hela området 14

5.2 Grundläggning för ny sporthall 15

5.3 Beräkningsexempel (sporthall) 17


1 UPPDRAG

1.1 Bakgrund På uppdrag av Sundsvalls kommun, har WSP Sverige AB utfört en markundersökning (geoteknisk och miljöteknisk undersökning) av ett område i stadsdelen Alliero i norra delen av centrala Sundsvall, se figur 1.

Figur 1: Aktuellt område för geoteknisk utredning (Eniro flygfoto, 2017).

1.2 Planerad byggnation I området planeras ett stadskvarter med bostäder och blandad verksamhet i 4-7 våningar längs Universitetsallén, samt en modern sporthall med en max höjd på ca 14 m över färdig mark. Områdets storlek är ca 6,5 hektar.

Figur 2: Ur Sundvalls kommuns ritningar av detaljplaneområdet

I den framtida planen finns ett flertal olika tänkbara scenarier som kan påverkas av de geotekniska förhållandena. Dessa har definierats som:

§ Nybyggnation av bostäder, 4-7 plan § Nybyggnation av sporthall med max 14m i höjd. § Vibrationer från gata

Dessutom har följande beaktats:

§ Uppfyllnad/höjning av marknivå § Markradonförhållanden § Omhändertagande av dagvatten


1.3 Dokumentets syfte Detta dokument har till syfte att klargöra de geotekniska förutsättningarna samt ge förslag till grundläggning som ska ligga till underlag för detaljplan beträffande nybyggnaden av sporthall, gator och bostäder.

2 BEFINTLIGA FÖRHÅLLANDEN Aktuellt undersökningsområde ligger strax norr om centrala Sundsvall, ca 100 m norr om Selångersån, angränsas i norr av Repslagarvägen och i öster av Villagatan. Söder om aktuellt område löper Universitetsallén (tidigare kallad Fabriksgatan). I väster angränsas aktuellt område av Engelska skolan.

Marken inom aktuellt område varierar i höjd mellan ca +5 m och +12 m med en sluttning mot söder och Selångersån. Den östra delen av området utgörs i dagsläget av parkeringsytor.

Den största delen av området har tidigare använts för industriell verksamhet och försiktighet skall iakttagas innan utgrävning. Industriavfall, nedgrävda tankar, cisterner och deponier kan finnas och utöver granskning av genomförd markundersökning med avseende på miljöfrågor bör, i de fall oklarhet ännu råder, kontroller via sonderingar göras innan schaktning.

Externa och interna ledningar och kablar finns inom området.

I västra delen har en del byggnader rivits. Bland annat har det funnits en bilhall med tillhörande verkstad. En del av dessa byggnader hade källare. Äldre konstruktionsritningar visar även att dessa byggnader var pålade. Marken är avjämnad i detta område men troligtvis finns grundrester kvar och då speciellt i området med källare.

3 MARKTEKNISKA UNDERSÖKNINGAR

3.1 Geoteknik

3.1.1 Tidigare undersökningar SGI har år 2001 utfört en geoteknisk utredning för Alliero 20-21,

à Geoteknik undersökning för detaljplan – Utvärderingar och rekommendationer, Alliero 20-21, Sundsvall, Hallström & Nisses Norrland AB, projektnummer 10733, diarienr 2-0011-0768 daterad: 2001-03-05.

3.1.2 Aktuell undersökning Fältundersökning beträffande miljö och geo utfördes av WSP under hösten och vintern 2017.

För redovisning av geoteknisk fältundersökning hänvisas till MUR (Markteknisk undersökningsrapport), daterad 2018-01-10.


3.1.3 Geoteknisk kategori och val av säkerhetsklass Med hänsyn till omfattningen av de personskador som kan befaras uppkomma vid brott skall säkerhetsklass väljas. Säkerhetsklass 2 tillämpas i detta uppdrag eftersom inga speciella argument finns för att varken sänka eller höja dessa krav. SK 2 är normalfall för denna typ av projekt och tillämpas om inget annat anges. Därmed gäller partialkoefficient

= 0,91

Som geoteknisk kategori väljs GK2, som innefattar konventionella typer av konstruktioner och grundläggningsmetoder utan exceptionell risk eller svåra marktekniska- eller lastförhållanden.

3.2 Markmiljö Miljöteknisk markundersökning redovisas i separat rapport.

3.3 Markradon Kontroll av markradon har utförts i området under Oktober-November 2017. För redovisning av markradonundersökning hänvisas till MUR (Markteknisk undersökningsrapport), daterad 2018-01-10.

Resultaten av radonmätningarna visar på lågradonmark till normalradonmark. Normalradonhalterna uppmättes nära Norra berget och förutsätts minska med ökat djup till berggrund, vilket också bekräftas av resultaten uppmätta söderut i området.

Vid normalradonmark bör byggnader uppföras radonskyddande enligt Boverkets anvisningar.

4 GEOTEKNISKA FÖRUTSÄTTNINGAR

4.1 Jordlagerföljd Sammanfattningsvis, utgörs jorden i östra delen av området av ca 1-2 m fyllnadsmaterial ovan sediment bestående av lera och silt, ner till ca 5-9 m under markytan som sedan går över i sandlager ovan ett mindre lager av morän och slutligen berg.


Figur 3: Principiell skiss över dimensionerande jordlagerföljd i östra delen av undersökningsområdet.

Fyllnadsmaterial

Fyllnadsmaterialet består mestadels av sand och grusig sand med inslag av lera och silt.

Lagret bedöms vara ca 0,30-2 m tjockt.

Lera

Leran, som återfinns under fyllningen uppgår till en mäktighet på ca 4-7 m. Fläckvis så innehåller leran sulfid och i övergången till sandlagret finns tunnare skikt av silt eller finsand.

Lerans odränerade skjuvhållfasthet ligger mellan ca 20 och 40 kPa, och ökar med djupet.

Sand

Under leran utgörs jorden av lager av siltig sand, löst lagrad och enligt sonderingarna uppfattad med mäktighet upp till 20 m tjocklek..

Fast botten

Djupet till fast botten varierar i området, Sonderingar har avbrutits i ett par fall på grund av att de ej kunde neddrivas enligt för metoden normalt förfarande. Slagsondering har i regel avslutats i vad som är bedömt stopp mot block eller berg. Enligt SGUs jorddjupskarta kan bergnivån förväntas ligga mellan ca 5 och 50 m under befintlig markyta. Genom 10 Jb2-sonderingar konstaterades berg enligt standardiserat förfarande genom att förmodat berg genomborras minst 3m. Medeldjupet till berg är


runt 15m. Det minsta djupet till berg är 6,2m, registrerat vid 17W008 och det största uppmätta djupet är 31,8m, i 17W034.

Sektionerna B, C, D och E löper parallellt med Norra berget och påvisar djup till berg enligt följande:

B-B: 6 till 14m

C-C: 16,5 till 21m

D-D 20 till 25m

E-E 26 till 30m

Dessa sektioner löper parallellt i ordning från B-B (Norra Berget) ned mot E-E (Selångersån) och avståndet mellan närmaste sektioner är 10 till 15m.

Det har konstaterats en anmärkningsvärd heterogenitet i djup till berg och det är en klar tendens i ökande djup till berg mot sydlig (ev. sydöstlig riktning) 17W013 till 17W027. (Mellan dessa extremvärden med skillnad 24m är det 50m i plan. Alltså en bergstupning på cirka 1:2. (26,5 grader). Sektion A-A påvisar 10 m till 23 m skillnad i djup till berg.

Studerar man geologin och morfologins förändringar i området inser man att Norra Berget har genomgått metamorfos och förskjutits så dess sida stupar brant, denna branta sydsluttning har under årens lopp skyddats av sediment från inlandet, som förts ut via Selångersån. Samtidigt har landhöjningen rest berget, så att de branta sidorna rest sig snabbare än de kunnat eroderas bort, därav den skarpa kontrasten i djupskillnad mellan relativt nära borrhål i nord-sydlig riktning. Stora förändringar har skett även i kvartärgeologiska tidsperspektiv. År 4000 f.Kr. låg strandlinjen vid byarna Oxsta och Västeråsen (c:a 10 km inåt landet från Sundsvalls hamn). Vid medeltidens början låg Selångerssjöns vattenyta 10 meter högre än i dag och Medelpads enda hamn låg i Selånger. Hamnstaden Sundsvall, som grundades 1621, fick sin placering längre nedåt Selångersån bland annat därför att landhöjningen hade gjort inseglingsrännan till utskeppningshamnen vid Selångers kyrka för trång. Sundsvall tog således över Selångers roll som centralort.

Figur 4: Fig. Jorddjup enligt WSP markundersökning. De fyra gula till bruna fälten visar djup till berg, i ordning från gult till brunt: <10m, 10-15m, 15-20m, 20-25m. Söderut är det djupare jorddjup, norrut berg i dagen. Figuren finns som bilaga i pdf-format.

4.2 Grundvattennivåer Installerade grundvattenrör visar på en fri grundvattenyta 2 m under markytan. Installerade grundvattenrör visar på en vattennivå mellan +3,1 till +6,3.


GW rör Marknivå Högsta nivå Lägsta nivå

17W002G +7,9 +6,0 (2017-12-14) -

17W005G +5,1 +3,1 (2017-11-07) -

17W001DG +8,3 +6,3 (2017-12-14) -

17W007DG

17W028G

En hydraulisk modellering är utförd, av SMHI 2010-02-18, efter Selångersån för att få fram exempelvis högsta högvatten. Nivån vid Sporthallsbron skulle då ligga på +2,5 enligt dimensionerande100 årsflöde.

Grundvattennivån varierar med årstid och nederbörd varför en längre mätperiod behövs för att fastställa grundvattennivåerna.

4.3 Bärighet Bärigheten för pålar och plattor kan utvärderas antingen genom att bestämma en lämplig bruksgräns och utvärdera förväntade sättningar med indata brukslast och E-modul, eller genom någon formel för bärighet beräkna vilka spänningar jorden kan belastas med utan att kollapsa. De bärighetsparametrar som utvärderats ur undersökningen presenteras i detta avsnitt. För bruksgränsparametrar, se kommande avsnitt om sättning.

Parametrar för bärighet utvärderas i detta uppdrag ur sonderingsmetoderna CPT och Hfa. Genom CPT beräknas skjuvhållfasthet och friktionsvinkel som kan användas i formler för pålar och plattor. Alternativt kan man beräkna bärigheten genom någon empirisk metod, t.ex. genom Bustamante och Gianiselli som utvärderar resultaten från spetstryck och mantelfriktion ur CPT-försök. Även resultaten från hejarsondering har utvärderats m.h.a. empiriska formler.

Dimensionerande värden enligt EN1997:

M, Material:

Värdena på omräkningsfaktorerna h (1,2) = 1,0 h (3) = 1,0, h (4,5,6,7) = 1,0 och h (8) = 1,0, alltså multipliceras material med 1,0 x 1,0 x 1,0 x1,0 = 1,0. Tack vare en stor mängd sonderingar och förståelse varför tidigare kommenterad heterogenitet förekommer (se avsnittet om ”Fast botten” i tidigare kapitel Marktekniska förhållanden) är det befogat att ge parametrarna dessa värden.

h (1,2) avser variation och antal oberoende undersökningspunkter , h (3) avser osäkerhet relaterad till bestämning av jordens egenskaper, h (4,5,6,7) avser omfattningen av eventuell brottyta.

Enligt tabell nedan förklaras valet av dimensionerande materialparametrar:


OBS: M, E-modul presenterad under bärighet gäller endast om den kommer användas i beräkningar som indirekt påverkar bärigheten, t.ex. för platta på mark. I annat fall, för bruksgräns, ignoreras den och använd istället modulen presenterad under nästa kapitel, sättning.

SLUTSATS bärighetsparametrar

Dimensionerande skjuvhållfasthet 20kPa för lera, djup cirka 0-6m.

Dimensionerande friktionsvinkel 28 grader för friktionsjord, djup cirka > 6m.

4.4 Sättning Sättning kan utvärderas genom deformationsparametrar och i detta fall har E-modul utvärderats ur CPT-försök samt ur hejasonderingar, 12 st. CPT och 17 st. hejarsonderingar. Inga ostörda prover har tagits och inga laboratorieförsök har utförts för utvärdering av deformationsparametrar.

MATERIALValda värden (MUR)z1 z2 t f Mm m kPa ° MPa0 6 30 106 13 35 20> 13 35

MATERIAL 1Karakteristiska värdenz1 z2 t tanf f Mm m kPa ° MPa0 6 30 106 13 0,700 35 20> 13 0,700 35

γφ 1,3γqu 1,5γcu 1,5

MATERIALDimensionerande värdenz1 z2 t tanf f Mm m kPa ° MPa0 6 20 76 13 0,539 28 13> 13 0,539 28


Använd CPT för utvärdering av de lerjordarna upp till 6m, ger vald E-modul = 10MPa.

För 6 – 13m, använd både CPT och Hfa för utvärdering av sanden, ger vald E-modul = 20MPa.

För djup över 13m finns endast resultaten från Hfa tillgängliga. Sätt E = (20 + (z-13)) MPa då z>13.

Figur 5: E-modulen utvärderad enligt formler publicerade av Trafikverket

För dimensionerande värde av E-modul gäller att fast partialkoefficient gM skall vara 1,0 enligt Rapport 2:2008 Tillämpningsdokument Eurokod 7.

SLUTSATS: Dimensionerande värden Ed:

z(m) Ed (MPa)

0-6 10

6-13 20

>13 20+(z-13)

4.5 Schaktbarhet Schaktbarhetsklass 1 för grävning gäller i de fall provgrop ej har utförts.

Det korrekta förfarandet för bestämning av schaktbarhet är grävning av provgrop. Ett rekommenderat förfarande kan läsas i Vägverkets publikation 2006:59. Följande utvärdering i nedanstående figur utifrån erhållna Hfa-resultat bör alltså ses som en grov uppskattning.


Figur 6: Bedömning av schaktbarhet BFR R130:1985.

4.6 Släntstabilitet Markundersökningarna utförda av WSP innehåller statistiskt välgrundade parametrar som ger förmånliga partialkoefficienter till stabilitetsberäkningar för att bestämma säkra släntlutningar.

Områdets nuvarande morfologi erbjuder inte några större lokala variationer som kräver släntstabilitetsanalys. I det stora hela lutar marken jämnt ned mot Selångersån i 1:10 (V:H). Inför projekteringsskedet skall geometri och last kring fyllningar och schakter bedömas. Om det i enskilda fall är nödvändigt med stabilitetsberäkning, skall denna då inkludera alla lasteffekter, speciellt från maskiner som kan provocera vibrationer och större moment med lastskopor. Observera även grundvattenförändringars inverkan på jordparametrarna.

Innan släntlutningar samt eventuella stödkonstruktioner dimensionerats skall riskabla schaktarbeten undvikas. Urgrävningar skall alltid skyltas med säkerhetsföreskrifter och avspärrningar för att undvika nedstigning av personer och djur.

4.7 Tjälfarlighetsklass Tjälfarlighetsklass 4, mycket tjällyftande jordarter enligt ATB 2005


4.8 Markavvattning och genomsläpplighet med avseende på dagvatten

De övre jordlagren utgörs av sand, som är genomsläppligt för vatten i grad av permeabilitet, parameter som bör utredas i projekteringsskedet, speciellt i det fall dagvatten från hårdgjorda ytor ej leds ner i brunnar eller till magasin. Sandens permabilitetskoefficient k varierar normalt mellan 1 till 1 x 10-5 cm/s. Övriga frågor som rör dagvatten bör utredas av hydrogeolog eller motsvarande sakkunnig inom dräneringsfrågor.

5 REKOMMENDATIONER FÖR GRUNDLÄGGNING

5.1 Grundläggning, generellt i hela området Undergrunden är över hela området sättningsbenägen, till den grad att det rekommenderas pålar för att distribuera de lasteffekter man förväntar sig från byggnader. En stor del av området har så stora djup till fast botten att det rekommenderas att grundlägga på mantelburna pålar.

Ur Hfa-sonderingarna har det med Decourts formel uppskattats cirka 1 ton mantelbärkapacitet per längdmeter kvadratisk påle med sida 30cm. Exempelvis för 15m långa pålar, approximeras en bärkapacitet på 150kN per påle, varierande mellan 139 till 223 kN för pålarna 17W0… i serie 08,10,11,13,16,18,19,23,25, 26, 27,29,35 och 36.

Mantelburna pålar kan dimensioneras med direkta empiriska metoder enligt exempel (se längre fram i detta PM), eller enligt Pålkomissionens rekommendationer i Rapport 100 respektive 103. Slagna prefab-pålar utnyttjar bättre jordens bärighetskapacitet än grävda eller borrade pålar, men valet bör bestämmas med hänsyn bland annat till omgivningens vibrationskänslighet.

Eftersom alla leror som undersökts i Alliero är något överkonsoliderade är det på detta stadium EJ aktuellt att addera negativ mantelfriktion till pålarna. Det finns i nuläget ingen anledning att antaga speciella så kallade ”påhängslaster”. Negativ mantelfriktion skall betraktas vid omfattande grundvattensänkningar, lokal jordförstärkning, eller större fyllningar just vid pålarnas närhet, vilket i detta skede ej har meddelats oss från kunden.

Sist i detta förelägg följer exempel på alternativ påldimensionering, relevant som förslag till dimensionering, eftersom rätt val av metod i projekteringsfasen medför stora fördelar i säkerhet, kvalitet och ekonomi. Metoderna ger ganska olika resultat, beroende på var de är utfärdade och vilken typ av markundersökningar och parametrar man väljer som ingångsdata.

Som alltid vid påldimensionering så ger provpålning med provbelastning de mest tillförlitliga dimensioneringsparametrarna. Under ett så tidigt stadie som möjligt skall pålar utföras och provbelastas, först då har man tillräckligt med information för en slutgiltig dimensionering.


5.2 Grundläggning för ny sporthall Inom området för den nya sporthallen har nov-dec 2017 ett mindre antal sonderingar utförts för att bekräfta och komplettera tidigare sonderingar, flertalet utförda 2001 (se tidigare angiven referens). På grund av undergrundens låga bärighet och stora djup till fast botten är det troligt att grundläggningen bör utföras med mantelburna pålar.

Figur 7 Preliminär planritning av sporthall. Källa: Malin Lingell, Sundsvalls kommun

Inom vissa delar där det stått tidigare byggnader kan det finnas kvar pålar. Ingen utredning har utförts om dessa pålar går att nyttja i kommande projekt.

De nya undersökningarna på området för den nya sporthallen är: 17W005, 17W034, 17W035, 17W036. I dessa borrhål har 3 CPT, 2 Hfa, 2 Skr , 1 Slb, 1 GW och 1 Jb2 utförts. Ytterligare en sondering skulle utföras, 17W033, men fick avbrytas efter mindre än 1 meter eftersom markisolering påträffades och risken bedömdes stor för att punktera underliggande hittills okända ledningar eller cisterner.

Av de äldre undersökningarna som senare kan rekommenderas för att dimensionera pålar är: CPT nr 210, 214 och 217 samt hejarsondering nr 4,5,8,9,10,11,14,15,17,19 och 20.

Sektion B visar jordlager under sporthallen med djup kring 30 till 32 meter till berggrund, likaledes längd för eventuella spetsburna pålar.

METOD PÅLKOMISSIONEN: Denna metod är ej direkt utan beräknar pålens mantelbärighet ur skjuvhållfastheten som här har utvärderats ur aktuella CPT-sonderingar från hela området Alliero. En kvadratisk påle med längden 11m kan bära 7 till 9 ton, beroende på tvärsnittsbredd, 25 till 30 cm.

METOD DECOURT: Denna metod används utomlands och är baserad på SPT-sonderingar och har i Sverige anpassats till hejare. Utvärdering av 11 hejarsonderingar


utförda 2001 inom området för sporthallen ger följande resultat: En kvadratisk påle med längden 11m och tvärsnitt 25 cm kan bära 9 till 23 ton. En kvadratisk påle med längden 11m och tvärsnitt 30 cm kan bära 14 till 28 ton. En kvadratisk påle med längden 15m och tvärsnitt 30 cm kan bära 23 till 62 ton. Härmed beräknas bidrag av mantelfriktion samt spetsbärighet med säkerhetsfaktor 3.

METOD BUSTAMENTE.GIANISELLI: Denna metod används utomlands och är baserad på CPT-sonderingar. Utvärdering av de 3 CPT-sonderingarna utförda 2001 inom området för sporthallen ger följande resultat: En kvadratisk påle med längden 11m och tvärsnitt 25 till 30 cm kan bära 27 till 38 ton.

SLUTSATS: En påle med sidan 30cm och längden15m kan bära upp en last på minst 25ton (GÄLLER ENDAST FÖR SPORTHALLEN).


5.3 Beräkningsexempel (sporthall) Exempel gäller kvadratisk 30 x 30 cm² påle, L = 11m

Figur 8:Beräkning enligt Pålkomissionens anvisningar.

Resultat: 95,3 kN lastförmåga.

R d mantel 79,82 kN Bärighet med avseende på mantelfriktion

R d spets 15,46 kN Spetsbärighet

R d 95,28 kN

2 Säkerhetsklass 2

b 4,26 Säkerhetsindex

L p 11 m Längd påle

a 0,30 m sida

c uk 30 kPA

cuk, akt var. 21 kPA För aktuell varaktighet

k t 0,7 0,7 för långtidlast

c ud mantel 10,8

c ud spets 21

q 1,20 m Pålens omkrets

N cp 9 mPålar med ”normal” diameter (< 0,35 m) sätt Ncp till 9. För stora pålar, t ex grävpålar med 1–2 m diameter, kan denna anta värden på ca 7

A s 0,09 m² Spetsarea

γ n 1,1 Partialsäkerhetsfaktor avseende säkerhetsklass

γ m α 1,46 Psf map variation vidhäftningsfaktor

γ m θ 1 Psf map variation pålens omkrets

γ mcm 1,95 Psf map variation skjuvhållfasthet

γ mNcp 1 Psf map osäkerhet hos Ncp

γ mAs 1 Psf map variation pålens omkrets

γ mcs 1 Psf map variation skjuvhållfasthet vid spetsen

a okorr 1 Vidhäftningsfaktor

a dim 0,9 Vidhäftningsfaktor Minskar med ökande påldiameter

k f 0,9inverkan av påldiameter på mob. skjuvsp. påle/jord. kan sättas till 0,9 för ”normala pålar” (0,2 < D < 0,35)

k f 1 inverkan av pålform på mobiliserbar skjuvspänning påle/jord. Koniskt nedåt kan ge upp till 1,2 (omvänt ger mindre värde än 1)

k OCR 1 inverkan av överkonsolideringsgrad på mobiliserbar skjuvspänning påle/jord. För mkt. Överkonsoliderat kan värdet bli så lågt som 0,5

k T 1 inverkan av tid efter installation på mobiliserbar skjuvspänning påle/jord

Beräkning av partialkoefficienter med statistisk synvinkel

V f 5% % Variation i omkrets

V a 15% % Variation i vidhäftn faktor sätt 15%

V cu 20% % Variation i skjuvhållf

a f 0,20 sensitivitetsfaktor

a a 0,59 sensitivitetsfaktor

a cu 0,78 sensitivitetsfaktor


BERÄKNINGAR ENLIGT BUSTAMANTE-GIANISELLI:

Flera artiklar har visat (Robertson et al., 1988; Briaud och Tucker, 1988; Tand and Funegard, 1989; Sharp et al., 1988) att direkta CPT-metoder generellt ger bättre förutsägelser av pålars bärighet jämfört med de flesta konventionella och indirekta metoder, t.ex. beräkning via skjuvhållfasthet. En annan fördel är att CPT ger en kontinuerlig profil istället för enstaka provtagningar. CPT ger närmaste simulering till hur en kohesionspåle arbetar under last. CPT-metoden av Bustamante och Gianiselli (1982 - LCPC Method) beskrivs nedan. LCPC CPT-metoden rekommenderas, eftersom den ger god uppskattning av axiell kapacitet hos enskilda pålar. Metoden från Bustamante och Gianiselli baseras på analysen av över 200 belastningsprover på pålar, inklusive extraktion, i ett brett sortiment av grundläggningsmetoder och jordtyper, vilket delvis kan förklara de goda resultat som erhållits med metoden. Metoden, även känd som LCPC-metoden, sammanfattas i följande:

Pålspetsens bärighet beräknas utifrån konmotståndet CPT, qc, multiplicerat med koefficienter. Mantelbärigheten beräknas utifrån uppmätta fs-värden från konens sidofriktion, även dessa multiplicerade med koefficienter. Koefficienterna är framtagna genom jordtyp och grundläggningstyp. Innan qc används beräknas det i tre steg, som visas i figur nedan. Det första steget är att beräkna q'ca, medelvärdet qc mellan -a och + a. Det andra steget är att eliminera värden högre än 1,3q'ca längs längden -a till + a, och värdena lägre än 0,7q'ca längs längden -a, vilket genererar den tjocka kurvan som visas i figur 3. Det tredje steget är att beräkna qca, medelvärdet av den fetare kurvan. Sträckan a är 1,5 x påldiametern, uppåt och nedåt sett från projekterad pålspetsnivå.

Figur 9: Figur 4: Utvärdering av qc vid spets


Figur 10: Exempel på utvärdering:

Runt sporthallen har vi tillgång till CPT-undersökningarna 17W034, 17W035 och 17W036, De uppvisar relativt homogena värden. För att förenkla utvärderingen används enbart CPT17W034 som har djupare neddrivning. Här beaktas också spetsmotståndet:

Figur 11: Fig. Tre CPT-undersökningar från sporthallen.


Figur 12: Fig.: Beräkningsmall enligt metoden Bustamante-Gianiselli. Resultat: 376 kN lastförmåga.

4.6 Geoteknik (MUR Geoteknik och PM Geoteknik)

Documents