KB Hålstenen 2 Nobelberget Nacka

PM Bergteknik 2011-08-15

Upprättat av: Stefan Bognar

Granskad av: Tomas Karlberg

Godkänd av: Michael Lindberg

10136824 2 (6)

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M N

obel

berg

et P

M.d

oc

Mal

l: R

appo

rt - 2

004.

dot v

er 1

.0

________________________

PM Bergteknik 2011-08-15

Kund KB Hålstenen 2 David Johansson Konsult WSP Samhällsbyggnad SE-121 88 Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: +46 8 688 60 00 Fax: +46 8 688 69 14 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se Kontaktpersoner Stefan Bognar Tomas Karlberg

InnehållsförteckningIntroduktion 3 Objektbeskrivning 3 Förutsättningar 3 Syfte 3 Metod 4 Numeriska beräkningar 4 Resultat 5 Rekommendationer 5

Bilaga 1-5

10136824 3 (6)

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M N

obel

berg

et P

M.d

oc

Mal

l: R

appo

rt - 2

004.

dot v

er 1

.0

Introduktion På uppdrag av KB Hålstenen 2 har WSP Samhällsbyggnad, Avdelning Bergteknik, utfört stabilitetsutredning i samband med planerad byggnation inom fastigheten Sicklaön 83:33 Nobelberget inom Nacka Kommun.

Objektbeskrivning KB Hålstenen 2 äger fastigheten och inom den finns idag industribyggnader och kontorshus. Omkring 15 nya byggnader planeras inom området med plats för ca 500 bostäder samt kontor och handel. Under mark finns bergtunnlar med tillhörande in-stallationsutrymmen, i berg och betong, för Södra Länken.

Ytterligare framtida tunnlar och bergrum kan bli aktuella vid utbyggnad av Österle-den.

Förutsättningar För att fastställa de geometriska och bergtekniska förutsättningar som ska gälla för utredningen har följande material och metoder använts:

Ritningar (plan, sektioner) Platsbesök, inspektion av synliga bergytor PM Geoteknik (WSP, 2011-08-15) Byggnaders geometri och laster: från arkitekt och konstruktör Erfarenheter från andra projekt med liknande problem i anslutning till detta

område

Den aktuella bergvolymen inom Nobelberget består av sedimentgnejs och grå till mörkgrå amfibolit. Bergkvaliteten är bra, enligt PM Geoteknik har ytberget klassifi-cerats till Q=22 (motsvarande ~ RMR=70) i samband med projektering av Södra Länken.

Den aktuella delen av Södra Länken utgörs av två korta betongtunnlar vid södra an-slutningen till bergtunneln, vid Nackarondellen. Vid de betongtunnlarna finns det ett fastslaget säkerhetsavstånd på 15 m med tanke på framtida reparationer. Under No-belsvackan, p.g.a. brist på bergtäckning, har tunnlarna utförts med hjälp av frystek-nik och betonglining.

I övrigt utgörs Södra Länken av två bergtunnlar som är förstärkta med bult och sprutbetong vilket medför att berget inte kan inspekteras direkt på plats.

Angående in-situ spänningar har det typiska värdet för Stockholmsområdet, h 2MPa, antagits på tunnelnivån.

För en eventuell utbyggnad av Österleden har tillgängliga ritningar använts som un-derlag för geometrin.

Bergnivåer (grundläggningsnivåer) har antagits till +10 m vid södra snittet och +9 vid norra snittet.

Syfte Syftet med denna utredning är att, baserat på tillgängligt material, identifiera de av-snitt och moment som kan medföra stabilitetsproblem. Efter identifieringen utförs stabilitetsberäkningar och analys av resultat.

10136824 4 (6)

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M N

obel

berg

et P

M.d

oc

Mal

l: R

appo

rt - 2

004.

dot v

er 1

.0

Analysen, tillsammans med ingenjörsmässiga bedömningar, utgör underlag för pro-gnos av deformationsförloppet i olika byggskeden samt för fastställande av lämpliga åtgärder.

Metod Stabilitetsutredningen baseras på Hoek-Browns brottkriterium och numeriska be-räkningar (elastoplastisk analys med finita element), datorprogrammet Phase 2.

Ingångsparametrar som bedömts vara osäkra har antagits så att de påverkar beräk-ningen ogynnsamt (konservativa antaganden). Några exempel på sådana förenkling-ar är att vid val av initiala bergspänningar har den minsta valts. Beräkningarna base-ras på sämre bergkvalitet än vad som observerats och karterats på plats. De befint-liga tunnlarna är i beräkningarna oförstärkta. Lasterna från byggnaderna har förde-lats utmed en rak linje (beräkningssnittet).

Allt detta gör att en relativt stor marginal i prognosen erhålles, men dess storlek är okänd.

Numeriska beräkningar Detta avsnitt redovisar beräkningssektionernas lägen och indata med avseende på bergkvalitet, initiala bergspänningar och yttre laster.

Numeriska beräkningar har utförts i två avsnitt, sektion A-A och sektion B-B, enligt BILAGA 1 med följande indata:

Bergegenskaper (baserat på RMRbas=60)

E-modul 26,1 GPa Poissons tal 0,25 Densitet 27 kN/m3

Initiala bergspänningar

Minsta huvudspänning h = H = 4 · v (~ 2MPa på tunnelnivå)

v gravitativ

Yttre laster

Total last 56,2 MN eller 880 kN/m (fördelat längs husets yttre väg-gar)

Grundtryck 880 kPa (fördelat på 1 m bredd) Beräkningarna har utförts för tre olika steg/skede i bägge avsnitten:

1. Uttag av Södra Länkens befintliga tunnlar och nollställning av deformat-ionsfältet

2. Full last från planerade byggnader 3. Uttag av Österledens framtida tunnlar och utrymmen

Både de befintliga och de planerade tunnlarna/utrymmena har förutsatts vara oför-stärkta i beräkningarna.

10136824 5 (6)

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M N

obel

berg

et P

M.d

oc

Mal

l: R

appo

rt - 2

004.

dot v

er 1

.0

Resultat Eftersom skede 1 återspeglar det nuvarande deformationsfältet är det skede 2 och 3 som är intressant med hänsyn till utredningens syfte.

Deformationsfälten för sektion A-A redovisas i BILAGA 2 och 3 och för sektion B-B i BILAGA 4 och 5.

De största beräknade deformationerna i [mm], för respektive anläggningsdel, sam-manfattas i Tabell nedan:

Tabell Största beräknade deformationer [mm]

V:a Ö:a My Framtida Anmärkning

Sektion A-A

Skede 2

0,6 0,9 1,1 -

Sektion A-A

Skede 3

1,0 1,0 1,3 1,5

Sektion B-B

Skede 2

0,7 0,8 1,0 -

Sektion B-B

Skede 3

1,5* 1,0 1,6 1,5 * V:a tunneln inkluderas i den framtida anläggningen

Förklaringar:

V:a Västra tunneln Ö:a Östra tunneln My Markyta Framtida Framtida anläggningar

Rekommendationer Åtgärder som föreslås i olika skeden är följande. Skede 1 I samband med grundläggning av Hus 8 rekommenderas att en stagförankrad be-tongbalk gjuts på plats. Principer för betongbalkens placering, dimensioner och ut-förande redovisas i A- och K -handlingar. Skede 2 Med hänsyn till att de förväntade deformationernas magnitud är mindre än mät-noggrannheten är deformationsmätningar onödiga i detta skede. Efter varje sprängning är det lämpligt att inspektera tunnelsträckans förstärkning. Efter avslutad losshållning rekommenderas fortsatt okulär kontroll på aktuella tun-nelsträckor tills byggnaderna har nått den totala höjden. Eventuella skador på förstärkning och/eller installationer ska omedelbart rapporteras till Trafikverket.

10136824 6 (6)

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M N

obel

berg

et P

M.d

oc

Mal

l: R

appo

rt - 2

004.

dot v

er 1

.0

Skede 3 Utbyggnad av Södra Länken betyder ett stort ingrepp i det nuvarande spännings- och deformationsfältet. De prognostiserade deformationsvärdena är visserligen fort-farande små, men de hamnar i det ”mätbara” intervallet.

Deformationsmätningar bör utföras både i bergutrymmen och vid husgrunder.

Kommentar: den framtida projektör som planerar utbyggnaden av Österleden bör ta hänsyn till de verkliga förutsättningarna och styra projekteringen så att bergan-läggningar och byggnader inte riskerar varandras funktion och stabilitet.

De beräkningar som nu utförts visar att det är fullt möjligt både att uppföra bygg-naderna och utvidga Södra Länkens tunnlar utan att äventyra funktion och stabilitet enligt ovan.

Stefan Bognar

Bergsingenjör

Uppdragsnr: 10136824

WSP Samhällsbyggnad 121 88 Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: +46 8 688 60 00 Fax: +46 8 688 69 99 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M B

erg_

Bila

ga 1

_för

sätts

sida

.doc

x M

all:

Mem

o.do

t ver

1.0

KB Hålstenen 2 Nobelberget Nacka

PM Bergteknik – Bilaga 1 Placering av beräkningssnitt

Tomas Karlberg

2011-06-16

Uppdragsnr: 10136824

WSP Samhällsbyggnad 121 88 Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: +46 8 688 60 00 Fax: +46 8 688 69 99 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M B

erg_

Bila

ga 2

_för

sätts

sida

.doc

x M

all:

Mem

o.do

t ver

1.0

KB Hålstenen 2 Nobelberget Nacka

PM Bergteknik – Bilaga 2 Totala deformationer i beräkningssnitt A-A i skede 2

Tomas Karlberg

2011-06-16

0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88

9.00e-004

1.10e-003

6.00e-004

TotalDisplacementm

0.00e+000

1.00e-004

2.00e-004

3.00e-004

4.00e-004

5.00e-004

6.00e-004

7.00e-004

8.00e-004

9.00e-004

1.00e-003

1.10e-003

1.20e-003

-20

-10

010

2030

-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50

Uppdragsnr: 10136824

WSP Samhällsbyggnad 121 88 Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: +46 8 688 60 00 Fax: +46 8 688 69 99 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M B

erg_

Bila

ga 3

_för

sätts

sida

.doc

x M

all:

Mem

o.do

t ver

1.0

KB Hålstenen 2 Nobelberget Nacka

PM Bergteknik – Bilaga 3 Totala deformationer i beräkningssnitt A-A i skede 3

Tomas Karlberg

2011-06-16

0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88

1.04e-0031.04e-003

1.50e-0037.80e-004

1.37e-003

1.30e-003 1.24e-003

TotalDisplacementm

0.00e+000

1.30e-004

2.60e-004

3.90e-004

5.20e-004

6.50e-004

7.80e-004

9.10e-004

1.04e-003

1.17e-003

1.30e-003

1.43e-003

1.56e-003

-20

-10

010

2030

40

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

Uppdragsnr: 10136824

WSP Samhällsbyggnad 121 88 Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: +46 8 688 60 00 Fax: +46 8 688 69 99 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M B

erg_

Bila

ga 4

_för

sätts

sida

.doc

x M

all:

Mem

o.do

t ver

1.0

KB Hålstenen 2 Nobelberget Nacka

PM Bergteknik – Bilaga 4 Totala deformationer i beräkningssnitt B-B i skede 2

Tomas Karlberg

2011-06-16

0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88

7.65e-004

9.45e-0049.90e-004

6.75e-004

8.55e-004

TotalDisplacementm

0.00e+000

9.00e-005

1.80e-004

2.70e-004

3.60e-004

4.50e-004

5.40e-004

6.30e-004

7.20e-004

8.10e-004

9.00e-004

9.90e-004

1.08e-003

-25

-20

-15

-10

-50

510

1520

-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Uppdragsnr: 10136824

WSP Samhällsbyggnad 121 88 Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: +46 8 688 60 00 Fax: +46 8 688 69 99 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se

L:\5

658\

2010

\101

3682

4\3_

Dok

umen

t\36_

PM

\Ber

g\P

M B

erg_

Bila

ga 5

_för

sätts

sida

.doc

x M

all:

Mem

o.do

t ver

1.0

KB Hålstenen 2 Nobelberget Nacka

PM Bergteknik – Bilaga 5 Totala deformationer i beräkningssnitt B-B i skede 3

Tomas Karlberg

2011-06-16

0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88

9.80e-004

1.12e-0031.61e-0031.26e-003

1.54e-003

TotalDisplacementm

0.00e+000

1.40e-004

2.80e-004

4.20e-004

5.60e-004

7.00e-004

8.40e-004

9.80e-004

1.12e-003

1.26e-003

1.40e-003

1.54e-003

1.68e-003

-25

-20

-15

-10

-50

510

1520

-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60