kv bollen, solna, geoteknisk/ bergteknisk utredning

RAPPORT
KV BOLLEN, SOLNA, GEOTEKNISK/
BERGTEKNISK UTREDNING
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:
Solna Bostäder AB gm Bostadsstiftelsen Signalisten
Kontaktperson:
Erik Lindfors
Konsult:
Tyréns AB
Uppdragsansvarig:
Frank Ouchterlony, Tyréns AB
Handläggare:
Ida Samuelsson, geoteknik
Lars-Gunnar Holmström, bergteknik
Jossara Lourenco, geologi
Jörgen Berkan, mätteknik
Kvalitetsgranskare:
Rikard Gothäll
Revideringar
Revideringsdatum
ÅR-MÅN-DAG
Version:
Namn, Företag
Initialer:
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
Beställare: Solna Bostäder AB
O:\STH\258874\01_Tyréns uppdrag\019_Utleverans\Slutleverans 150407\Kv Bollen Utredning sammanställning 150407.docx
3(5)
2015-04-07
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
Beställare: Solna Bostäder AB
O:\STH\258874\01_Tyréns uppdrag\019_Utleverans\Slutleverans 150407\Kv Bollen Utredning sammanställning 150407.docx
4(5)
2015-04-07
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
Beställare: Solna Bostäder AB
O:\STH\258874\01_Tyréns uppdrag\019_Utleverans\Slutleverans 150407\Kv Bollen Utredning sammanställning 150407.docx
5(5)
2015-04-07
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:
Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
Kontaktperson:
Erik Lindfors
Uppdragsansvarig:
Frank Ouchterlony
Handläggare:
Ida Samuelsson
Kvalitetsgranskare:
Frank Ouchterlony
Revideringar
Revideringsdatum
ÅR-MÅN-DAG
Version:
Initialer:
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
8
7.1
Geotekniska förhållanden ...................................................................................... 5
7.2
Hydrogeologiska förhållanden ............................................................................... 5
7.3
Miljötekniska egenskaper ...................................................................................... 5
7.4
Radon ................................................................................................................... 5
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
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
Rev. datum
2015-02-11
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-02-11
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-02-11
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-02-11
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-02-11
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:
Solna Bostäder AB
Kontaktperson:
Erik Lindfors
Konsult: Tyréns AB
Uppdragsansvarig:
Frank Ouchterlony
Handläggare:
Jussara Lourenco
Kvalitetsgranskare:
Frank Ouchterlony
Revideringar
Revideringsdatum
ÅR-MÅN-DAG
Version:
Namn, Företag
Initialer:
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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,
tunnelkontur, och utfördes okulärt från golvnivå.
samtidigt
med
skanning
av
Figur 1. Översikt, kv Bollen i Solna
Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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
+/- 5
+/- 5
Subhorisontell
50 / 40
Random
Lokal förekomst
Slumpmässiga
Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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
Beställare: Bostadsstiftelsen Signalisten i Solna
2015-03-17
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:
Solna Bostäder AB gm Bostadsstiftelsen Signalisten
Kontaktperson:
Erik Lindfors
Konsult:
Tyréns AB
Uppdragsansvarig:
Frank Ouchterlony, Tyréns
Handläggare:
Elisa Lazzari
Kvalitetsgranskare:
Rikard Gothäll, Tyréns
Revideringar
Revideringsdatum
ÅR-MÅN-DAG
Version:
Namn, Företag
Initialer:
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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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 tbanestationer. 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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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
3
Berget har modellerats med en egentyngd på 27 kN/m . 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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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/m3]
E
[GPa]
Poissons tal
[-]
27
60
0,25
Uppdrag: 258874, Kv Bollen, Solna
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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
Max tryckspänning i norra vägg [MPa]
0,84
1,02
21
Max dragspänning på taket [MPa]
0,06
0,17
183
4
Ökning [%]
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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
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
Beställare: Solna Bostäder AB
2015-03-17
O:\STH\258874\B\_Text\Lastnedräkning T-bana Kv Bollen.docx
12(12)