kyrkvägen, helsingborg - icatserver

Kyrkvägen, Helsingborg PM Geoteknik

Helsingborgs stad

GRANSKNINGSHANDLING 1 oktober 2015


P:\2012099_Kyrkvägen_Helsingborg\05 Arbetsmaterial\01 Textdokument\01 Geo\PM

Geoteknik_151008.docx

Atkins PM Geoteknik | Version 1.0 | 1 okt 2015 | uppdragsnr. 2012099| 2 av 12

Sammanfattning Kyrkvägen i Helsingborg passerar på bro över Råån och anslutande bankar är vid broanslutningarna 6 till 6,5 m höga. Bankarna är uppförda genom Rååns dalsänka på mellan 3 och 4 m organisk jord. Vägbankarna byggdes med vägbredd ca 5 m och med slänterna lagda i lutning 1:1,5. Bro med anslutande vägbankar färdigställdes 1925.

Befintliga räckesstolpar av granit lutar bitvis kraftigt ut mot slänten och stolparna har gradvis glidit ut i slänten. I asfalten finns längsgående kantsprickor ett par decimeter från beläggningskant och även viss kantdeformation (kanthäng) kan skönjas. Dessa skador tyder på att bärigheten i vägens ytterkant är bristfällig samtidigt som sidostödet i slänten är för litet när den tunga trafiken tvingas ut mot vägkanterna vid möten på den smala vägen. Eftersom Helsingborgs stad inte kan garantera att befintligt vägräcke kan stå emot en påkörning är vägen för närvarade avstängd för biltrafik.

Utförda detaljerade undersökningar visar att befintliga organiska jordar har konsoliderat för aktuell belastning och att inga sättningar numera pågår på grund av bankens belastning. Utförda stabilitetsberäkningar visar på tillfredsställande säkerhet av totalstabiliteten för banken, däremot är säkerheten för lokala skred i slänterna låg. Inmätning utförd av slänterna tyder på att just sådana lokala skred utbildats under åren och material rasat ner mot släntfoten. Den allt intensivare och tyngre trafiken har sannolikt förvärrat och påskyndat processen. Dessutom har en del av grönskan i slänterna dött och rotsystemen, som fungerar som armering, förtvinat, vilket ytterligare troligen förvärrat situationen med för branta slänter. Allt detta sammantaget bedöms ha orsakat att räckestolparna börjat luta allt mer och dessutom börjat glida ut i slänterna.

Rekommenderade åtgärder är att bredda vägens sektion så att trafiken inte tvingas ut i vägens yttre delar samtidigt som slänterna flackas så att släntlutning 1:2 fås utmed hela slänten. Dessutom ska avvattningen ses över för att säkerställa att häftiga regn inte riskerar spola med sig material ner i slänten.

De stenlagda slänterna mot landfästena (glaciserna) har rasat ner. Orsaken tros vara en kombination av att de underliggande organiska skikten under banken har komprimerats och att material i slänten bakom stenläggningen spolats ur i samband med regn. Blocken i glaciserna monteras ned och jordslänterna därunder justeras och anpassas till de blivande släntlutningar, varefter blocken återmonteras.




Atkins PM Geoteknik | Version 1.0 | 1 oktober 2015 | uppdragsnr. 2012099| 3

Innehållsförteckning

1. UPPDRAG 4

2. OBJEKTBESKRIVNING 4

3. STYRANDE DOKUMENT 6

4. UNDERLAG FÖR PM GEOTEKNIK 7

5. GEOTEKNISK ÖVERSIKT 7

5.1. Topografi 7

5.2. Geologi 7

5.3. Geotekniska förhållanden 7 5.3.1. Vägbank och vägbana 8 5.3.2. Glaciserna 9

5.4. Geohydrologiska förhållanden 10

6. STABILITET 10

7. SÄTTNING 10

8. REKOMMENDATIONER 11

BILAGOR Bilaga 1 – PM Beräkningar, geoteknik

Bilaga 2 – PM Överbyggnadsdimensionering

Handläggare

Carmen Pletikos

Datum / Version

2015-10-01 / 1.0

Granskad av

Larsåke Sundström

Uppdragsledare

Björn Eresund

Uppdragsnummer (Atkins)

2012099

Beställare

Helsingborgs stad





1. Uppdrag

På uppdrag av Helsingborgs stad har Atkins utfört en geoteknisk utredning kring problemen med Kyrkvägen, i Helsingborg. Vägen är idag avstäng och Helsingborgs stad har som avsikt att åtgärda problemen så att vägen snarast kan öppnas för motortrafik.

Översiktliga undersökningar utfördes av Sweco 2014 och Atkins har nu fördjupat och detaljerat dessa undersökningar. Undersökningarna redovisas i en separat rapport ”Geoteknisk undersökning av Kyrkvägen i anslutning till bron över Råån, Markteknisk undersökningsrapport, geoteknik, (MUR, geo)”, daterad 2015-10-01.

2. Objektbeskrivning

Befintlig väg, Kyrkvägen förbi Raus kyrka, ligger mellan Pålstorpsvägen och Rausvägen i södra delen av Helsingborg. Vägen passerar på bro över Råån och anslutande bankar är vid broanslutningarna 6 till 6,5 m höga. Bro med anslutande vägbankar färdigställdes 1925.

Vägbankarnas slänter uppfördes enligt ritningar från 1920-talet i lutning 1:1,5 (ca 34o) och vägen byggdes med 5 meters bredd, motsvarande 5,2 m mellan stenpelarna tvärs vägen, vilka placerades i stödremsan, se fig 1. Vägens överbyggnad bestod av 10 cm makadam på 15 cm packskärv och vägen bomberades i lutning 1:20 ut mot slänterna.

Fig 1 Utdrag ur ritning, erhållen av beställaren, upprättad i Hälsingborg och daterad 15 september 1925

Glaciserna är klädda med stenblock och uppförda i lutning 1:1 – se figur 3.

Vägen är för närvarande avstängd för biltrafik eftersom vägens bärighet bedöms vara otillräcklig åtminstone i sina yttre delar. Befintliga räckesstolpar av granit lutar bitvis kraftigt ut i slänten och stolparna står nu delvis i slänten. I asfalten finns längsgående kantsprickor ett par decimeter från beläggningskant och även viss kantdeformation (kanthäng) kan skönjas. Dessa skador tyder på otillräcklig bärighet i vägens ytterkant och bristfälligt sidostöd när den tunga trafiken tvingas ut mot vägkanterna vid möten på den smala vägen.




Atkins PM Geoteknik | Version 1.0 | 1 okt 2015 | uppdragsnr. 2012099| 5 av 12

Figur 2 Lutande räckesstolpar, kantsprickor och branta slänter. Foto Atkins april 2015

Banken är uppförd med i huvudsak sandigt material men även lersten har påträffats i bankfyllningen. Utförda CPT-sonderingar visar att bankmaterialets friktionsvinkel är låg och bankarnas slänter bedöms ligga i för brant lutning för aktuellt material. Detta kan leda till horisontella kryprörelser i materialet när det utsätts för belastning och vibrationer av trafiken, som med åren blivit allt intensivare och tyngre.

Helsingborgs stad utförde under våren/försommaren detaljerade inmätningar av slänterna, vilka visar att de idag lutar mellan ca 1:1,3 och 1:2 (ca 38o resp 27o). Den övre delen av banken är oftast brantare för att ner mot släntfot ligga något flackare. Bankarnas vägbredd varierar idag mellan ca 5,5 och drygt 6 m.

Dagvatten har på sina ställen runnit ut över släntkrön och skapat rännilar i slänten. Vid regn har även vatten blivit stående på vägen och inte runnit ner i befintliga brunnar, vilka är placerade i vägens tänkta lågpunkter på ömse sidor bron. Detta tyder på att befintlig avvattning inte fungerar fullt ut. Vid häftiga regn kan en hel del material i slänten ha spolats med vilket kan och troligen har lett till att träds rotsystem har frilagts.

Banken har lagts ut på naturligt lagrade skikt av organiskt material, främst dy. Troligen har man dock först lagt ut en rustbädd, en äldre typ av grundförstärkning, kännetecknad av korsvis anordnade lager av virke som nyttjades vid svag undergrund. Någon sådan konstruktion finns dock inte redovisad på befintliga ritningar.





Efter nästan 100 år har de organiska skikten under vägbanken konsoliderats för den påförda banklasten, och inga sättningar bedöms längre utbildas inom den yta som idag är belastad. Sättningarna i de organiska skikten under vägbanken bedöms som mest vara kring 0,5 m.

Bron är grundlagd på fast botten och inga problem avseende bron eller dess bärighet har konstaterats. Dock har den stenlagda slänten mot landfästena (glacisen) rasat ner mot bropelarna. Orsaken tros vara en kombination av att de underliggande organiska skikten under banken har komprimerats och att material i slänten bakom stenläggningen spolats ur i samband med regn.

Figur 3 Rörelser i glacisen och frilagda rötter i slänten. Foto Atkins april 2015

3. Styrande dokument

Denna PM ansluter till SS-EN 1997-1 med tillhörande nationell bilaga. För planerad bebyggelse, inklusive dimensionering av tillhörande geokonstruktioner, gäller nedanstående svenska standarder, föreskrifter och rapporter.

Tabell 3-1 Styrande dokument

Standard eller annat styrande dokument

BFS 2013:10 EKS 9 – Boverkets föreskrifter och allmänna råd om tillämpning av konstruktionsstandarder (eurokoder).

SS-EN 1997-1 – Svensk Standard, Eurokod 7: Dimensionering av geokonstruktioner Del 1





4. Underlag för PM Geoteknik

Nedanstående material har utgjort underlag för denna PM.

Utförda undersökningar:

- Översiktliga geotekniska undersökningar, utförda av Sweco 2014.

Undersökningarna redovisas i Markteknisk undersökningsrapport, geoteknik – Kyrkvägen,

Helsingborg (MUR, geo) daterad 2014-10-30

- Geotekniska undersökningar, utförda av Atkins 2015.

Undersökningarna redovisas i Geoteknisk undersökning av Kyrkvägen i anslutning till bron

över Råån, Markteknisk undersökningsrapport, geoteknik, (MUR, geo) daterad 2015-10-01

Övriga handlingar erhållna i dwg-format:

- Grundkarta, erhållen från Helsingborgs kommun, maj 2015

- Inmätningar utförda av Helsingborgs kommun i april och september 2015

5. Geoteknisk översikt

5.1. Topografi

Markytan inom området varierar mellan +1,2 och +3,4 och ligger som lägst närmast Råån. Nivån vid glaciserna ligger på den södra sidan runt +1,2 och på den norra sidan ca 1 m högre, mellan nivåerna +1,9 och +2,3.

Vägbanans nivå varierar mellan +8.2 och +8,6 på södra sidan om Råån och mellan +8,3 och +9,4 på norra sidan ökande bort från bron.

5.2. Geologi

Aktuellt område består enligt SGUs jordartskarta huvudsakligen av svämsediment kring Råån samt sand. Lågpartierna runt Råån är ofta vattensjuka och generellt ligger grundvattenytan här högt, ett par decimeter under markytan, vilket medfört att organiskt material under årens lopp har avlagrats och bildat nu befintliga dy/gyttjeskikt. Dessa skikt har påträffats från Råån och inom avståndet ca 50 m norrut och drygt 60 m söderut. Utanför denna gräns har huvudsakligen sandiga jordar påträffats.

Berget, som i Helsingborg är sedimentärt och lokalt benämns ”hall”, har i utförda undersökningar påträffats på mellan 5 och 6 m djup, motsvarande nivåer mellan -4 och -4,5 .Dessa nivåer stämmer väl med i brohandlingar angiva nivåer för grundläggning av bron, vilken skett med sänkbrunnar nedförda till fast botten.

Den geologiska beskrivningen stämmer väl överens med den Jordlagerföljd som föreliggande undersökning konstaterat och som beskrivs i kap 5.3.

5.3. Geotekniska förhållanden

Detaljerad beskrivning av jordlagren i respektive undersökningspunkt framgår av jordprovstabell och sektionsritningar i MUR, geo.





Vägområdet ligger i Rååns dalgång. 3 till 4 meter mäktiga lager med organiskt material har under årens lopp avlagrats inom de lägre partierna, där åfåran genom århundraden har meandrat.

Jordlagren består generellt av ca 3 m lerig gyttja, som mot djupet övergår i en gyttjig lera. Gyttjan överlagras ställvis av högförmultnad torv. Den gyttjiga leran överlagrar i sin tur ett tunt skikt av lermorän på det sedimentära berget. Ställvis har tunna lager av sand påträffats.

I punkt 4 och punkt 16, utförda drygt 50 m från Råån har inga organiska avlagringar påträffats. Jordlagren består istället av ett par meter sand på lermorän.

Utförda undersökningar visar på att det finns risk för att den organiska jorden runt glaciserna är uppblandad med sten, vilket måste beaktas vid planerade entreprenadarbeten.

Eftersom skadorna bedöms som allvarligast på den södra sidan har de detaljerade undersökningarna huvudsakligen förlagts till att undersöka förhållandena på denna sida. Den organiska jorden har undersökts med CPT-sonderingar som övergripande korrelerande metod vilken i sin tur kompletterats med både insitu-metoder (vingförsök) och laboratorieanalyser (ödometerförsök, direkta skjuvförsök och enaxliga tryckförsök).

Den organiska jorden har på laboratorium klassificerats som en lerig gyttja/gyttjig lera med en naturlig vattenkvot runt 100 % i ytan och runt 80 % i de djupare liggande lagren. Konflytgränsen varierar mellan ca 115% i ytan och 90 % mot djupet.

Den korrigerade odränerade skjuvhållfastheten bestämd med vingförsök varierar mellan 12 kPa på drygt en meters djup och 18 kPa på 2,5 meters djup i de organiska skikten utanför banken och runt 40 kPa i de organiska skikten under vägbanken. Med konförsök bestämda korrigerade värden ligger mellan 15 och 23 kPa i de obelastade skikten utanför banken och kring 43 kPa i de belastade skikten under banken. De enaxliga tryckförsöken gav värden runt 18 kPa i de obelastade skikten och 39 kPa i de belastade skikten. Analyserna är utförda på samma nivåer i respektive punkt. Utförda CPT-sonderingar ger något lägre värden på teoretiskt utvärderade skjuvhållfastheter och större vikt har i detta fall lagts på de analyser som utförts på laboratorium samt utförda insitu-undersökningar. För att kontrollera rimligheten i detta har stabilitetsberäkningar utförts för en fiktiv ”ursprunglig sektion” med vägbredden 5,2 m och släntlutning 1:1,5, se bilaga 1 Beräknings-PM. Härledda värdena redovisas i detalj i MUR, geo.

Av Sweco utförda CPT-sonderingar på norra sidan tyder på att de organiska skikten på den sidan är något fastare. Undersökningarna visar också att skikten blir fastare ju längre från Råån man kommer.

Berget är den översta metern vittrat och uppsprucket och kan även vara uppblandat med jord. Utförda provtagningar har kunnat drivas genom denna uppblandade övergångszon och stoppat mot troligen ovittrat berg på djup varierande mellan ca 6 och 6,5 m under markytan på den norra sidan och ca 5 m under markytan på den södra. Det ovittrade bergets överyta har således påträffats på nivåer varierande mellan ca -4,0 på den södra sidan och ca -4,5 på den norra.

Det sedimentära berget i Helsingborg består omväxlande av lager med sandsten, lersten eller av sand- och lerstenar i växellagring. Det är känt att bergets konsolideringsgrad kan variera från svagt konsoliderad, närmast jordlik, till betydligt hårdare. Inga undersökningar har utförts i det sedimentära berget.

5.3.1. Vägbank och vägbana Vägbanken är huvudsakligen uppbyggd av sandigt material vars friktionsvinkel utvärderad ur CPT-sonderingarna varierar mellan 30 och 34 grader. Utförda stabilitetsberäkningar, vilka redovisas i detalj i bilaga 1 Beräknings-PM visar att befintlig släntlutning inte är stabil med aktuellt bankmaterial, dvs slänten är för brant. Den totala stabiliteten för banken är däremot tillfredsställande, vilket innebär att inga stora skred kan utbildas genom banken. Däremot är risken stor för mindre lokala skred i slänterna





vilket innebär att material vandrar neråt i slänten och mothållet i de yttre delarna av vägbanken minskar.

Den organiska jorden under vägbankarna beskrivs detaljerat ovan. Vid en analys i sektion av de organiska skiktens tjocklek görs bedömningen att den totala maximala sättningen under bankens livslängd, drygt 90 år, varit ca 0,5 m. En översiktlig kontrollberäkning av sättningen för vägbanken från 1925 ger, med kompressionsvärden erhållna ur laboratorieanalyserna sättningar på omkring 60 cm, vilket ligger i närheten av de sättningar som bedöms ha utvecklats. Detta understryker även bedömningen att sättningarna är fullt utvecklade för befintlig belastning och inga sättningar pågår.

Utförda provtagningar genom vägens överbyggnad visar att asfaltens tjocklek varierar mellan ca 20 cm i bankens yttre delar och drygt det dubbla, runt 40 cm, i anslutning till brofästena. Således styrker även detta faktum sättningarnas bedömda storlek, runt 50 cm. Överbyggnadens material har siktats och klassificerats som äldre överbyggnadsmaterial. Överbyggnadsdimensionering har utförts och redovisas i detalj i bilaga 2 ”PM Överbyggnadsdimensionering”. PAH-analyser av asfalt och underliggande ÖB-material har gjorts och höga halter har konstaterats i ett antal punkter, för detaljerad redovisning se MUR, geo.

5.3.2. Glaciserna Jordlagerföljden i de två av Sweco utförda punkterna 5 och 8 närmast glacisen på norra sidan utgörs överst av 0,4-0,8 m mullhaltig-dyig jord över ett sandlager som når ned till ca 2 m djup under mark. Därunder finns ett ca 4 m mäktigt lager av dy/gyttja. På ca 6 m djup påträffas det sedimentära berget.

På södra sidan, vid Atkins undersökningspunkt 10, utgörs den översta metern av 0,4 m stenig lera på 0,6 m grus. Därunder finns ca 2,5 m gyttja. Under ett tunt lager lermorän påträffades det sedimentära berget.

Den organiska jorden var den översta meter relativt stenig på den södra sidan och förborrning krävdes genom detta skikt. På den norra sidan kunde sonderingarna utföras från markytan. Den organiska jorden på den södra sidan har analyserats på laboratorium och då klassificerats som en lerig gyttja med en naturlig vattenkvot runt 100 % i ytan och runt 80 % i de djupare liggande lagren. Konflytgränsen varierar mellan ca 115% i ytan och 90 % mot djupet.

Med vingförsök utförda på den södra sidan har den odränerade skjuvhållfastheten bestämts, och varierar mellan 12 kPa på en meters djup och 18 kPa på 2,5 meters djup (korrigerade värden). Utförda laboratorieanalyser (enaxliga tryckförsök) har konfirmerat dessa värden. Utförda CPT-sonderingar på den norra sidan tyder på att gyttjan här är något fastare med en odränerad skjuvhållfasthet varierande mellan 18 och 20 kPa genom lagret.

Tabell 5-1 Hållfasthetsegenskaper (karakteristiska värden) för dimensionering av åtgärder kring glaciserna

Lager Effektiv tunghet

(kN/m3)

Hållfasthetsparametrar Modul

Sand 18(11) Φ’k = 32o

Ek = 10 MPa

Lerig gyttja (södra sidan)

14(4) Cuk = 12+2z kPa Φ’k = 30o

c’k = 10% av Cuk

Se tabell 7-1 nedan





Lager Effektiv tunghet

(kN/m3)

Hållfasthetsparametrar Modul

Lerig gyttja (norra sidan)

14(4) Cuk = 20 kPa Φ’k = 30o

c’k = 10% av Cuk

Se tabell 7-1 nedan

Vittrat sedimentärt berg

21(12) Φ’k = 40o

c’k = 15 kPa Ek = 85 MPa

Sedimentärt berg

23(13) Φ’k = 46o

c’k = 100 kPa Ek = 350 MPa

Delfaktorerna η1- η4 kan ansättas till 0,95 och η7- η8 till 1,0.

Partialkoefficienter på materialparametrar sätts till 1,3 för dränerade förhållanden och 1,5 för odränerade.

5.4. Geohydrologiska förhållanden

Grundvattenytan varierar säsongsmässigt och variationerna styrs av nederbördsförhållandena och av vattenståndet i Råån. Vattenytan i Råån låg vid utförda fältundersökningar kring nivån +0,6 men kan, enligt info på broritning från 1920, vid högvatten ligga drygt en meter högre.

Utförda mätningar i grundvattenrör installerade 2015 visar att grundvattenytan huvudsakligen ligger i ovankant på det organiska skiktet, dvs ett par decimeter under markytan ut mot Råån och runt en meter under markytan längre ut från ån.

För detaljerad redovisning se MUR, geo.

6. Stabilitet

Stabilitetsberäkningar har utförts med datorprogrammet Geosuite och de redovisas i detalj i bilaga 1 ”PM Beräkningar, geoteknik”.

Beräkningarna visar att bankens totalstabilitet är tillfredsställande men att slänterna är för branta i nuvarande skick.

Kontroll av stabiliteten för entreprenadmaskiner belastande åbanken har gjorts och resultaten visar att inga maskiner får belasta området inom 2 m från Rååns släntkrön. Förslagsvis markeras området tydligt med t ex stakkäppar eller liknande för att undvika stabilitetsbrott ner mot ån.

7. Sättning

Sättningsberäkningar har utförts och redovisas i bilaga 1 ”PM Beräkningar, geoteknik”.

I samband med att vägbankens släntlutning ökas från 1:1,5 till 1:2, kommer en del av marken längs bankslänten att utsättas för ökad belastning med sättningar som följd.





Beräkningar visar att sättningarna blir av storleksordningen upp till 0,1 m där fyllningshöjden blir högst – kring 1 m – och där det organiska jordlagret är som mäktigast – kring 3 m. Ställvis, där ingen organisk jord förekommer, kommer i princip inga sättningar att utbildas.

Hälften av de beräknade sättningarna kommer att utbildas inom ca 1 till 3 månader. Längst tid tar det där det organiska jordlagret är som mäktigast. Inom ett halv till ett år beräknas 90 % av sättningarna att vara utbildade.

Beräkningarna har utförts med parametrar erhållna från tre ödometerförsök med stegvis pålastning

redovisade i MUR, geo – se tabell 7-1 nedan.

Tabell 7-1 Ur ödometerförsöken tolkade parametrar

Und-pkt

Djup u my (m)

ε2 (%) cv (10-8 m2/s) Ϭ´c (kPa) ε´2 (%) c´v (10-8 m2/s)

1 8,0 ca 10 ca 15 Omkr 150* - -

10 2,5 ca 12 ca 6 64 ca 2,5 ca 15

13 3,0 ca 14 ca 5 52 ca 2 ca 15

8. Rekommendationer

Utförda detaljerade undersökningar visar att befintliga jordar har konsoliderats för aktuell belastning och att inga sättningar numera pågår på grund av denna belastning. Utförda stabilitetsberäkningar visar på tillfredsställande säkerhet av totalstabiliteten för banken, däremot är säkerheten för lokala skred i slänterna låg. Inmätning utförd i slänterna tyder på att just sådana lokala skred utbildats under åren och då har material rasat ner mot släntfoten. Den allt intensivare och säkerligen tyngre trafiken har sannolikt förvärrat och påskyndat processen. Dessutom har en del av grönskan i slänterna dött och rotsystemen, som fungerar som armering, förtvinat, vilket ytterligare troligen förvärrat situationen med för branta slänter. Allt detta sammantaget bedöms ha orsakat att räckestolparna börjat luta allt mer och dessutom börjat glida ut i slänterna.

Rekommenderade åtgärder är att bredda vägens sektion så att trafiken inte tvingas ut i vägens yttre delar samtidigt som slänterna flackas så att släntlutning 1:2 fås utmed hela slänten. Dessutom ska avvattningen ses över för att säkerställa att häftiga regn inte riskerar spola med sig material ner i slänten.

Vid breddning av vägen ökar belastningen i vägbankens sidoområden och sättningar av storleksordningen max 1 dm kan utbildas. Eftersom förutsättningarna inte är helt jämna längs bankarna är risken för ojämna sättningar stor. Dessa bedöms kunna vara av samma storleksordning som totalsättningarna. Hälften av sättningarna bedöms utbildas inom 1-3 månader. För att undvika problem med dess ojämna sättningar föreslås en förbelastning av området direkt utanför släntfot, t ex genom att i förtid lägga ut de massor som ska användas som fyllning på slänten, som en vall omedelbart utanför nuvarande släntfot. För att få någon effekt bör förbelastningen få verka minst 2 á 3 månader - ju längre jordvallen får ligga desto bättre.

För att kunna utföra rekommenderade åtgärder måste slänterna banas av och befintlig växtlighet avlägsnas. Avbaning utförs så att befintliga rötter i mesta möjliga mån lämnas kvar i syfte att inte förstöra dess armerande funktion. Träd och större, ytligt liggande, rötter avlägsnas med stor försiktighet så att lokala ras i slänterna undviks.

När breddningen av slänterna är klar måste växtligheten etableras snarast möjligt i syfte att undvika urspolning av material i samband med regn.





Blocken i de befintliga glaciserna monteras ned. Den frilagda jordslänten justeras till rätt lutning, dvs 1:1 mot ån och successivt flackare till bankens nya släntlutning 1:2. Blocken återmonteras , om det blir aktuellt att foga blocken, måste skiktet direkt bakom blocken vara dränerande.

Kyrkvägen, Helsingborg PM Beräkningar, geoteknik Stabilitet - Materialparametrar och beräkningar Sättningar - Materialparametrar och beräkningar

Helsingborgs stad

GRANSKNINGSHANDLING 1 oktober 2015

Kyrkvägen ,Helsingborg PM Beräkningar, geo

P:\2012099_Kyrkvägen_Helsingborg\05 Arbetsmaterial\01 Textdokument\01 Geo\PM beräkningar.docx

Atkins 2 av 33

Innehållsförteckning

1. STABILITET 3

1.1. Beräkningsförutsättningar 3

1.2. Härledda värden samt valda värden 3

1.3. Stabilitetsberäkningar av ursprunglig sektion 5

1.4. Stabilitetsberäkningar av planerad sektion 6 1.4.1. Resultat 8

1.5. Stabilitetskontroll av arbetsmaskiner nära Råån 8 1.5.1. Geometri 8 1.5.2. Grundvatten och portryck 8 1.5.3. Last 8 1.5.4. Materialegenskaper 8 1.5.5. Resultat 8

2. SÄTTNINGAR 10

2.1. Beräkningsförutsättningar 10

2.2. Resultat 10

Handläggare

Carmen Pletikos/Larsåke Sundström

Datum / Version

2015-10-01 / 1.0

Granskad av

Larsåke Sundström

Uppdragsledare

Björn Eresund

Uppdragsnummer (Atkins)

2012099

Beställare

Helsingborgs stad

Kyrkvägen, Helsingborg PM Beräkningar, geo


Atkins 3 av 10

1. Stabilitet

1.1. Beräkningsförutsättningar

Stabilitetsberäkningarna baseras på i uppdraget utförda geotekniska undersökningar och laboratorieanalyser vilka redovisas i Markteknisk undersökningsrapport, geo, (MUR, geo), daterad 2015-10-01. Härledda värden av friktionsvinkeln i bankfyllningen och odränerad skjuvhållfasthet i de organiska skikten redovisas i MUR, geo. De redovisas även i figurerna 1 till 4 nedan.

1.2. Härledda värden samt valda värden Utförda analyser omfattar CPT-sonderingar, vilka i figurerna redovisas som SW** och AT**, vingförsök (Vb), konförsök (Kon), enaxligt tryckförsök (Tryck) och direkta skjuvförsök, (Skjuv). Analysresultaten redovisas som bilaga 4 i Mur, geo. I figurerna redovisas även valt värde för skjuvhållfasthet. I åbankarna är spridningen stor mellan CPT-sonderingar och övriga analyser och större tillförlitlighet har därför lagts på de direkta försöken som utförts på laboratorium och i fält.

FIGUR 1 Friktionsvinkel i bankfyllning, härledda värden

-4

-2

0

2

4

6

8

10

25 30 35 40

Niv

å

Friktionsvinkel Φ [°]

SW01

SW02

SW03

SW04

AT17

AT18

AT19

AT20C

AT03



Atkins 4 av 10

FIGUR 2 Korrigerad odränerad skjuvhållfasthet i den leriga gyttjan under bankfyllningen

FIGUR 3 Korrigerad odränerad skjuvhållfasthet i den leriga gyttjan, södra åbanken

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Niv

å

Cu [kPa]

SW01

SW02

SW03

SW04

AT17

AT18

AT19

AT20C

Vb SW01

Tryck SW01

Kon SW01

Skjuv SW01

Valt värde

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40

Niv

å

Cu [kPa]AT10

AT11

AT12

AT13

AT14

AT15

AT16

Vb AT10

Vb AT11

Vb AT13

Vb AT15

SW06

SW07

Tryck AT10

Tryck AT13

Kon AT10

Kon AT13

Valt värde



Atkins 5 av 10

FIGUR 4 Korrigerad odränerad skjuvhållfasthet i den leriga gyttja, norra åbanken

1.3. Stabilitetsberäkningar av ursprunglig sektion Den korrigerade odränerade skjuvhållfastheten bestämd ur CPT-sonderingar är generellt lägre än de

bestämda med vingförsök och labanalyser. Större vikt har i detta fall lagts på de analyser som utförts

på ostörda prov på laboratorium samt utförda insitu-undersökningar. För att kontrollera rimligheten i

detta har beräkningar utförts för en fiktiv ”ursprunglig sektion” med vägbredden 5,2 m och släntlutning

1:1,5. Eftersom banken nu stått i drygt 90 år och konsoliderats för den belastningen är det rimligt att

anta att den ursprungliga banken var stabil med en rimlig säkerhetsfaktor som beräknats till 1,21 – se

figur 5. Beräkningen har gjorts utan trafiklast och med antagandet att ett styvt skikt, motsvarande en

rustbädd, har lagts ut direkt under bankfyllningen.

FIGUR 5 Stabilitetsberäkning ursprungliga förhållanden

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

0 10 20 30 40

Niv

å

Cu [kPa]

SW05

SW08

SW09

Valt värde



Atkins 6 av 10

Den korrigerade odränerade skjuvhållfastheten har i beräkningen ovan satts till 15 kPa i överkant organiskt skikt och 20 kPa i underkant samma skikt.

Om glidytan inte tvingas ner genom de organiska skikten fås istället lokala glidytor i slänten med otillräcklig säkerhet, vilket understryker att släntlutningen med dagens trafikbelastning är för brant – se figur 6.

FIGUR 6 Stabilitetsberäkning ursprungliga förhållanden, med dagens trafiksituation

1.4. Stabilitetsberäkningar av planerad sektion

Beräkningarna har utförts med programmet Geosuite Stabilitet och både dränerad och kombinerad analys har utförts. Cirkulärcylindriska glidytor har använts. Beräkningarna är gjorda med karakteristiska värden enligt TK Geo 2.4 i säkerhetsklass 2. I säkerhetsklass 2 ska säkerhetsfaktorn för odränerad analys vara minst 1,5 och för kombinerad analys minst 1,3.

Den odränerade skjuvhållfastheten har i beräkningarna antagits till 12 kPa i överkant organiskt skikt och 18 kPa i underkant samma skikt, dvs något lägre värden än i kontrollberäkningarna ovan.

Stabilitetsberäkningar, med inverkan av planerade åtgärder, har utförts i tre sektioner, C, D och E i planläge enligt ritningar 101G1121 och 101G1191-93 tillhörande MUR, geo – se figurerna 7-10 nedan. Planerade åtgärder innebär att banken breddas till trafikerad yta (asfalterad) 5,5 m och en stödremsa på 0,5 m på vardera sidan, dvs den totala bredden blir 6,5 m. Slänterna flackas så lutningen blir 1:2.

Även en kontroll av stabilitet i den flackare slänten har utförts – se figur 11.

FIGUR 7 Stabilitetsberäkning sektion C, dränerad analys



Atkins 7 av 10

FIGUR 8 Stabilitetsberäkning sektion C, kombinerad analys

FIGUR 9 Stabilitetsberäkning sektion D, kombinerad analys

FIGUR 10 Stabilitetsberäkning sektion E, kombinerad analys



Atkins 8 av 10

FIGUR 11 Stabilitetsberäkning sektion C, kontroll av släntens lutning

1.4.1. Resultat Alla utförda beräkningar, som framgår av resultaten i figurerna 7-10 ovan, har gett tillfredsställande säkerhetsfaktorer.

1.5. Stabilitetskontroll av arbetsmaskiner nära Råån

1.5.1. Geometri Som underlag till beräkningssektionens geometri har inmätning utförd av Helsingborgs Stad använts.

1.5.2. Grundvatten och portryck Grundvattennivån inom området antas ligga i överkant organiska skikt.

I stabilitetsberäkningarna har vattennivån i Råån på säkra sidan antagits ligga i åbotten.

1.5.3. Last Antagen entreprenadmaskin är en Multicrane 608 med en totalvikt av ca 30,5 ton (servicevikt 22,6 t +lyftkapacitet 8 t). Maskinen antas stå på grävmaskinsmattor som antas fördela lasten så att grundtrycket blir max 30 kPa. Enligt givna förutsättningar ska entreprenadmaskinen enbart användas på den norra åbanken.

1.5.4. Materialegenskaper Materialegenskaperna i den leriga gyttjan har nära åkanten antagits vara något läge än i övriga beräkningar och har således antagits till 10 kPa i överkant organiskt skikt och 15 kPa i underkant samma skikt.

1.5.5. Resultat Maskinen får inte belasta området mellan åfårans släntkrön och till 2 m in på land, i vilket fall säkerheten mot släntbrott blir ca 1,2-faldig.



Atkins 9 av 10

FIGUR 12 Stabilitetsberäkning, längdsektion tagen öster om vägbanken



Atkins 10 av 10

2. Sättningar

I samband med att vägbankens släntlutning ökas från 1:1,5 till 1:2, kommer en del av marken längs bankslänten att utsättas för ökad belastning med sättningar som följd. En översiktlig sättningsberäkning redovisas nedan.

För kontroll av rimligheten i erhållna värden har även en översiktlig sättningsberäkning gjorts för den ursprungliga vägbanken, vilken har bedömts satt sig upp till 0,4 á 0,5 m under sin ca 90-åriga historia.

2.1. Beräkningsförutsättningar Beräkningar av sättningar i de organiska jordlagren har utförts med parametrar erhållna från tre

ödometerförsök med stegvis pålastning redovisade i MUR, geo.

Ur försöken tolkade parametrar redovisas i nedanstående tabell:

Und-pkt

Djup u my (m)

ε2 (%) cv (10-8

m2/s) Ϭć (kPa) ε´2 (%) c´v (10-8

m2/s)

1 8,0 Ca 10 Ca 15 Omkr 150* - -

10 2,5 Ca 12 Ca 6 64 Ca 2,5 Ca 15

13 3,0 Ca 14 Ca 5 52 Ca 2 Ca 15

Där:

- ε2 och ε´2 är kompressionsindex – i % - för lastökning efter resp före förkonsolideringslasten Ϭć

- cv och c´v (10-8 m2/s) är konsolideringskoefficienten för lastökning efter resp före

förkonsolideringslasten Ϭć

Sättning (s) beräknas enligt: s = h * ε2 / log 2 * log (Ϭ0 + ΔϬ / Ϭ0)

Där:

- h är det sättningsgivande skiktets tjocklek

- Ϭ0 rådande effektivtryck i det sättningsgivande skiktet

- ΔϬ tillkommande effektivtryck i det sättningsgivande skiktet

2.2. Resultat En beräkning av sättningen intill släntfot i samband med att släntlutningen ökas från 1:1,5 till 1:2, visar på sättningar av storleksordningen upp till närmare 0,1 m där fyllningshöjden blir högst – kring 1 m – och där det organiska jordlagret är som mäktigast – kring 3 m. Ställvis, där ingen organisk jord förekommer, kommer i princip inga sättningar att utbildas.

Hälften av de beräknade sättningarna kommer att utbildas inom ca 1 till 3 månader. Längst tid tar det där det organiska jordlagret är som mäktigast. Inom ett halv till ett år beräknas 90 % av sättningarna att vara utbildade.

Ett sätt att i förtid få ut större delen av sättningarna kan vara att förbelasta området direkt utanför nuvarande släntfot. Detta kan ske exempelvis genom att i förtid lägga de massor, som ska användas som fyllning på slänten, som en vall omedelbart utanför nuvarande släntfot. För att få någon effekt bör förbelastningen få verka minst 2 á 3 månader - ju längre jordvallen får ligga desto bättre.

En översiktlig kontrollberäkning av sättningen för vägbanken från 1925 ger, med värden enligt tabellen ovan, sättningar på omkring 60 cm, vilket ligger i närheten av de sättningar som har bedömts uppkommit.

PM

Dimensionering Kyrkvägen Raus

Unr c:\

users

\ple

t2551\a

ppdata

\local\

mic

rosoft

\win

dow

s\t

em

pora

ry inte

rnet

file

s\c

onte

nt.

outlook\x

r16re

w9\ö

b-d

im r

aus.d

ocx

1(1)

PM - Överbyggnadsdimensionering

Uppdrag Dimensionering Kyrkvägen Raus

Beställare Atkins

Från Sven Agardh

Till Carmen Pletikos

PM nummer X

1. Uppdrag

Ramböll RST har fått uppdrag att utföra överbyggnadsdimensionering av

Kyrkvägen i Raus. Ombyggnad planeras eftersom räcken före och efter bron

över Råå-ån lutar på grund av kantsättningar längs vägen.

2. Förutsättningar

Befintlig konstruktion

Asfalttjockleken är 20-50 cm, tjockast närmst bron. Detta tyder på att det skett

stora sättningar som fyllts ut med asfalt.

Söder om bron finns provtagningar som visar asfalt med PAH. Provtagning

närmst bron och norr om bron är dock utan PAH.

Bland fyllnadsmassorna finns ett ca 0,5 tjockt lager med finsand. Övriga

material är av bra kvalitet och kan klassas som överbyggnadsmaterial. De

prover som tagits på överbyggnadsmaterial i provpunkt 17, 19 och 20 visar att

kornkurvorna ligger inom eller mycket nära de krav som ställs på nytt bärlager.

I punkt 3 motsvarar materialet kraven för förstärkningslager.

Trafik

Vägen dimensioneras som lågtrafikerad väg, d.v.s. 500 000 standardaxlar.

Datum 2015-09-21

Ramböll Sverige AB

Skeppsgatan 5

211 11 Malmö

T: +46-10-615 60 00

D: +46 (0)10 650 54 06

F: +46-10-615 20 00

www.ramboll.se

Unr

Ramböll Sverige AB

Org nr 556133-0506

PM

Dimensionering Kyrkvägen Raus

Unr c:\

users

\ple

t2551\a

ppdata

\local\

mic

rosoft

\win

dow

s\t

em

pora

ry inte

rnet

file

s\c

onte

nt.

outlook\x

r16re

w9\ö

b-d

im r

aus.d

ocx

2(2)

3. Dimensionering

Eftersom vägen är lågtrafikerad får den enligt TRVK Väg dimensioneras med

”VVMB 302 Dimensionering av lågtrafikerade vägar”.

Asfalt

Befintliga asfaltlager är tjocka. De ger en onödig tyngd på underbyggnaden, och

så tjocka lager kan ge stabilitetsproblem i asfalten. Framförallt som det

förmodligen är varierande kvalitet på asfaltmassorna. Därför bör befintlig asfalt

tas bort.

Vid nybyggnad enligt VVMB 302 ska denna väg ha minst 45 mm asfalt. Det kan

dock vara en fördel att använda två asfaltlager. Då kan det första lagret

trafikeras en tid innan slitlagret läggs på. På så sätt kan en del tidiga

deformationer och sättningar jämnas ut med slitlagret. Eftersom trafikmängden

är liten är bärigheten inte avgörande för asfaltens livslängd. Därför bör ett mjukt

bindemedel som kan stå emot rörelser och därmed minska risken för sprickor

väljas. Därför föreslås:

30 mm ABT11 160/220

40 mm AG16 160/220

Obundna material

Vid nybyggnad ska det finnas minst 500 mm obundna lager.

Om de befintliga lagren klassificeras som äldre överbyggnadsmaterial, vilket

stämmer bra överens med kornkurvorna, krävs enligt Indexmetoden (VVMB

302) minst 270 mm nya obundna överbyggnadslager plus de ovan förslagna 70

mm asfalt, för att nå en beräknad livslängd på 500 000 standardaxlar.

Föreslagen ny överbyggnad

Den nya överbyggnaden föreslås bestå av:

30 mm ABT11 160/220

40 mm AG16 160/220

80 mm obundet bärlager

Minst 190 mm förstärkningslager

4. Kommentarer

Den föreslagna nya överbyggnaden är totalt 340 mm. I många punkter är

befintlig asfalt så tjock att inget ytterligare material behöver tas bort.

kyrkvägen, helsingborg - icatserver

Documents