Geoteknisk Forundersøgelse - IT in Civil Engineering. Aalborg ...

Entreprise 9
Geoteknisk Forundersøgelse
Denne del dækker over de geotekniske forhold ved Kennedy Arkaden. Herunder behandlingen
af den geotekniske rapport og den foreliggende geotekniske rapport. I afsnittet er områdets
geologiske historie, funderingsforhold og prøvepumpning behandlet. Endvidere er optegnet
lagfølgetegninger for samtlige boringer og in-situ spændinger for udvalgte boringer. Der
henvises generelt til tegning 9.01-9.03.
Indholdsfortegnelse
1 Behandling af den Geoteknisk Rapport 259
1.1 Områdets geologiske historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
1.2 Lagfølgetegninger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
1.3 Vurdering af funderingsforhold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
1.4 Beregning af in-situ spændinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
1.5 Prøvepumpning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
2 Geoteknisk Rapport 271
9

KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
Kapitel 1
Behandling af den Geoteknisk
Rapport
Der er udleveret en geoteknisk rapport, jf. kapitel 2 :
- "Aalborg. Rutebilstation.", udgivet 14. december 2001
Der er under den geotekniske undersøgelse foretaget 8 geotekniske boringer (R100-R103 og B200-B203)
og prøvepumpning. Borearbejdet er foretaget før nedrivningen af den eksisterende busstationsbygning.
Dette betyder, at der kun er udført boringer i randområdet omkring byggeriet. Boringsdybderne varierer
mellem 9 og 20 m. I forbindelse med borearbejdet er der registreret laggrænser og udtaget prøver til
geologisk klassifikation. I boringerne er der udført in-situ SPT-forsøg og vingeforsøg til bedømmelse af
aflejringernes fasthed.
Ud fra Geoteknisk Rapport er fastlagt projektområdets geologiske historie, lagfølgetegninger, in-situ
spændinger og nødvendige hydrauliske jordparametre til undersøgelse af omfanget af en grundvandssænkning.
1.1 Områdets geologiske historie
Projektområdets terræn er plant mellem kote +4,0 og +4,2, hvilket betyder, at det ikke er nødvendigt
med et omfattende jordarbejde i forbindelse med planering af terrænet. Hele arealet er belagt med asfalt,
beton eller fliser, der forud for funderingsarbejdet skal fjernes. Herunder forefindes et fyldlag af fin- til
mellemkornet sand af vekslende højde med lagunderkant i kote +1,3 til +2,8. Flere steder er der i fyldlaget
truffet indhold af grus og muld. Det forventes, at der under busstationens nuværende kælderkonstruktion
træffes fyldlag under kote +1,3.
Under fyldlaget er truffet postglacialt ler, sand, gytje og tørv. Gytje- og tørveaflejringerne fra Østerådalens
oprindelige udløb varierer i højden mellem 0 m og 5,2 m. Det er vurderet, at disse aflejringer er stærkt
sætningsgivende, mens sand- og lerlag er mindre sætningsgivende. Undersiden af de postglaciale aflejringer
varierer mellem kote -2,5 og +2,3. Sand og lerlaget er aflejringer fra Stenalderhavet.
Under de postglaciale jordlag findes senglaciale brakvands- og ferskvandsaflejringer af sand, såkaldt øvre
Aalborg sand. Sandet er fin- til mellemkornet med indhold af groft materiale og grus. Under sandlaget
findes senglaciale brakvands- og ferskvandsaflejringer af ler, såkaldt Aalborg ler. Her er truffet ret fedt
ler højest beliggende i den sydlige del af området med højeste kote i -3,0. Lerlaget er faldende mod nord
(mod Jyllandsgade), og er her truffet med højeste kote i -10,5.
259
9

9
KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
1.2 Lagfølgetegninger
Ud fra boreprofilerne er der optegnet lagfølgetegninger i fire snit i randen af det nye byggeri jf. situationsplanen
på figur 1.1.
Figur 1.1: Situationsplan med angivelse af de fire snit A-A, B-B, C-C og D-D.
Lagfølgetegningerne ses på de efterfølgende figurer 1.2 - 1.5. Jordlag mellem boringer er skitseret med
rette linjer.
260
Figur 1.2: Lagfølgetegning i snit A-A.

KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
Figur 1.3: Lagfølgetegning i snit B-B.
Figur 1.4: Lagfølgetegning i snit C-C.
Figur 1.5: Lagfølgetegning i snit D-D.
For at skabe et overblik over jordbundsforholdende, er alle fire lagfølgetegninger sammensat, jf. figur 1.6.
261
9

9
KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
Figur 1.6: De fire lagfølgetegninger samlet. Lagfølgerne er sammensat således, at de ses fra midten af
projektområdet og rundt. Heraf fremgår hvorledes mægtigheden af gytjelaget varierer over området.
1.3 Vurdering af funderingsforhold
Ud fra lagfølgetegningerne er oversiden af det bæredygtige senglaciale sandlag (OSBL) skitseret for hele
området. Endvidere er koterne for GVS angivet, jf. figur 1.7.
Figur 1.7: Til venstre: Skitsering af koter af det bæredygtige sandlag (OSBL). Til højre: Beliggenheden
af GVS.
På baggrund af lagfølgetegningerne og figur 1.7 er følgende vurderet:
Det bærende lag for direkte fundering er det senglaciale sandlag. Der er truffet postglacialt materiale i
alle boringer, hvilket skal afgraves i forbindelse med en direkte fundering. Dette betyder, at der i den
sydlige del af området skal afgraves mellem 2,2 m - 3,3 m. I den nordlige del bør afgraves 4,2 m - 7,8 m
ved direkte fundering.
Ved anlæggelse af kælder i den sydlige del af området, er det vurderet rentabelt at anvende direkte fundering,
idet der forventes afgravning til minimum kote 0,0. Dette er vurderet på baggrund af underkanten
af kælderkonstruktionen, som den fremgår i det oprindelige projektoplæg. Her varierer koten mellem -
1,27 og 0,34 m. Den nærmere fastlæggelse af koterne for afgravning er senere undersøgt. Endvidere er
der mulighed for direkte fundering i den syd-vestlige del af bygningen grundet beliggenheden af OSBL.
Det er med denne beliggenhed af OSBL og dermed mægtigheden af det sætningsgivende lag rentabelt at
udskifte ikke-bærende lag [Anlægteknik, s. 296]. Ud fra beliggenheden af GVS i dette område jf. figur 1.7
skal der for enkelte fundamenter regnes for opdrift. I det resterende område vælges pælefundering.
262

KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
Funderingsforholdene fremgår af figur 1.8.
Figur 1.8: Funderingsforholdene ved busterminalen.
Det anbefales, at der foretages yderligere boringer under det nuværende byggeri efter nedrivning. Disse
vil fastslå de præcise jordbundsforhold.
1.4 Beregning af in-situ spændinger
In-situ spændingerne er beregnet i følgende tre boringer: boring B200 ved kælderkonstruktionen, boring
B201 og R102 ved den del af byggeriet, der i projektet pælefunderes. In-situ spændingerne i boringerne
er beregnet efter (1.1).
Her er
σ ′ = σ − u (1.1)
σ ′ : effektive spændinger kN
m2
.
σ : totale spændinger kN
m2
.
u : neutrale spændinger kN
m2
.
De totale og neutrale spændinger er beregnet af (1.2) og (1.3).
Her er
σ = γm · h (1.2)
u = γw · h (1.3)
γm : vandmættet jords rumvægt kN
m3
.
γw : vands rumvægt lig 10 kN
m3 .
h : laghøjden [m].
Der er benyttet de i tabel 1.1 opstillede rumvægte til beregning af spændinger.
263
9

9
KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
Tabel 1.1: Benyttede rumvægte.
Jordart Periode γ
kN
m3
Asfalt Recent. 24 ∗
Fyld, sand Recent. 18
Sand Postgl. 18
Ler Postgl. 18
Gytje Postgl. 16 ∗
Sten/Grus Postgl. 19 ∗
Sand Sengl. 18
Ler Sengl. 18
Sten/Grus Sengl. 19 ∗
∗ Skønnede rumvægte.
Beregning og skitsering af spændingerne fremgår af tabel 1.2 - 1.4 og figur 1.9 - 1.11. Værdien af spændingerne
er angivet i underkanten af hvert jordlag. Placeringen af GVS er bestemt på baggrund af pejlingen
før prøvepumpningen jf. kapitel 2.
264
Tabel 1.2: Beregning af in-situ spændinger i boring B200.
Dybde h Jordart γ σ u σ ′
kN
[m] [m]
m3
kN
m2
kN
m2
kN
m2
0,0 - 0,0 0,0 JOF - 0 0 0
0,0 - 0,1 0,1 Asfalt 24 2 0 2
0,1 - 0,3 0,2 Sten 19 6 0 6
0,3 - 1,6 1,3 Fyld, sand 18 30 0 30
1,6 - 3,1 1,5 Ler, postgl. 18 57 0 57
3,1 - 3,1 0,0 GVS - 57 0 57
3,1 - 3,2 0,1 Ler, postgl. 18 58 1 57
3,2 - 4,2 1,0 Sand, postgl. 18 76 11 65
4,2 - 7,2 3,0 Sand, sengl. 18 130 41 89
7,2 - 18,0 10,8 Ler, sengl. 18 325 149 176
Figur 1.9: Optegning af in-situ spændinger i boring B200.

KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
Tabel 1.3: Beregning af in-situ spændinger i boring B201.
Dybde h Jordart γ σ u σ ′
kN
[m] [m]
m3
kN
m2
kN
m2
kN
m2
0,0 - 0,0 0,0 JOF - 0 0 0
0,0 - 0,1 0,1 Asfalt 24 2 0 2
0,1 - 3,0 2,9 Fyld, sand 18 55 0 55
3,0 - 3,0 0,0 GVS - 55 0 55
3,0 - 5,2 2,2 Ler, postgl. 18 94 22 72
5,2 - 5,5 0,3 Gytje 16 99 25 74
5,5 - 6,2 0,7 Sand, postgl. 18 112 32 80
6,2 - 6,4 0,2 Gytje 16 115 34 81
6,4 - 7,0 0,6 Sand, postgl. 18 126 40 86
7,0 - 11,5 4,5 Sand, sengl. 18 207 85 122
11,5 - 12,6 1,1 Grus 19 228 96 132
12,6 - 13,5 0,9 Sand, sengl. 18 244 105 139
13,5 - 18,0 4,5 Ler, sengl. 18 325 150 175
Figur 1.10: Optegning af in-situ spændinger i boring B201.
Tabel 1.4: Beregning af in-situ spændinger i boring R102.
Dybde h Jordart γ σ u σ ′
kN
[m] [m]
m3
kN
m2
kN
m2
kN
m2
0,0 - 0,0 0,0 JOF - 0 0 0
0,0 - 0,2 0,2 Asfalt 24 5 0 5
0,2 - 0,4 0,2 Sten 19 9 0 9
0,4 - 0,4 0,0 GVS - 9 0 9
0,4 - 2,0 1,6 Fyld, sand 18 37 16 21
2,0 - 2,6 0,6 Ler, postgl. 18 48 22 26
2,6 - 3,0 0,4 Gytje 16 55 26 29
3,0 - 3,3 0,3 Ler, postgl. 18 60 29 31
3,3 - 7,8 4,4 Gytje 16 130 73 57
7,8 - 13,0 5,2 Sand, sengl. 18 224 125 99
265
9

9
KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
1.5 Prøvepumpning
Figur 1.11: Optegning af in-situ spændinger i boring R102.
Der er udført en pumpeboring med henblik på en prøvepumpning. Boringen er filtersat med et 10” PVC
filter med en slidsebredde på 0,3 mm og med filtersand 0,4 - 0,8 mm. Stedet for prøvepumpningen fremgår
af figur 1.12.
R103
(-)
R100
+1,08
R102
(-)
B203
+0,42
Prøvepumpning
B202
+0,96
B201
+0,79
R101
+0,92
B200
+0,34
B201
+0,79
Boring med nummer og
pejlede vandspejlskote efter
afsænkning ved prøvepumpning
Kælderbegrænsning
Figur 1.12: Placering af boring til prøvepumpning samt pejlede vandspejlskote efter prøvepumpning.
Der er ikke foretaget pejlinger i boring R102 og R103 pga. defekte pejlerør.
Ud fra prøvepumpningens resultater er undersøgt om strømningen i det vandførende lag er åben eller
lukket, sandlagets permeabiliteten (hydrauliske ledningsevne) kt, sænkningens rækkevidde R og filtertabet
i den anvendte brønd.
Prøvepumpningen er udført med en konstant vandføring på 10 m3
h . Ud fra jordbundsforholdende på
området er det konkluderet, at prøvepumpningens sænkningstragt ikke er rotationssymmetrisk. Dette
266

KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
skyldes, at det vandførende sandlag er anisotropt, varierer i tykkelse og optræder både lukket og åben.
Sandlagets variation i tykkelse fremgår af figur 1.6.
Af resultaterne fremgår det, at der i boring B200 og B203, der begge er beliggende ca. 20 m fra pumpeboringen,
er en nogenlunde ensartet sænkning til ca. kote +0,4 m. I retning mod Jyllandsgade er der
i boring B201 konstateret en større sænkning end i boring R101. Dette skyldes muligvis en påvirkning
fra den eksisterende kælder, der må forventes at have en effekt på prøvepumpningen. I boring B202 er
der konstateret en beskeden afsænkning i forhold til borings placering 30 m fra pumpeboringen. Dette
skyldes leroverfladen er beliggende 2-3,5 m højere end boring B200 jf. kapitel 2.
Prøvepumpningens resultater er undersøgt grafisk. På baggrund af ovenstående er først optegnet i hovedretningen
af boring B203 og R100. Punkter svarende til resultater fra de øvrige boringer er indtegnet for
at undersøge sammenhængen med hovedretningen. Da GVS ved prøvepumpningens start er beliggende i
forskellige koter i de enkelte boringer, er den målte sænkning i hver boring beregnet efter sænkningen er
stabil, hvilket er opnået efter 9 dage. Ud fra kendskab til boringernes afstand fra prøvepumpningen, er
resultatet optegnet i enkeltlogaritmisk afbildning på figur 1.13.
Figur 1.13: Optegning af prøvepumpningens resultat. Nulpunktet for trykniveauet h0 er fastsat til GVS
før sænkningen (kote +1,20). R er afsænkningens rækkevidde og rw er brøndens effektive radius.
Det fremgår, at sænkningen forløber ens i alle retninger undtagen omkring boring B201 og B202. I
retning af boring B202 (mod syd) ses af resultatet fra prøvepumpningen, at sænkningen er lille. Dette
kan give problemer i forbindelse med et grundvandssænkningsanlæg, da der er mulighed for, at den
ønskede sænkning af vandspejlet ikke opnås.
I retning af boring B201 er det vurderet, at prøvepumpningens resultater ikke kan fastslå sænkningens
forløb med sikkerhed. Dette skyldes den eksisterende kælder, der kan have indflydelse på sænkningens
forløb.
På baggrund af ovenstående anbefales det derfor, at foretage endnu en prøvepumpning efter opfyldning
af den eksisterende kælder. Hermed opnås tilstrækkelig sikkerhed overfor konsekvenserne af en endelig
grundvandssænkning i forbindelse med berørte bygninger. Et alternativ hertil er at foretage en skærpet
kontrol af GVS ved de bygninger, der er påvirket af grundvandssænkningen. Det er vurderet, at dette
alternativ med stor sandsynlighed skal iværksættes under alle omstændigheder.
På baggrund af den fundne rækkevidde på 100 m fra prøvepumpningen, jf. figur 1.13, er undersøgt hvilke
områder og bygninger, der er berørt af en grundvandssænkning, jf. figur 1.14.
267
9

9
KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
Figur 1.14: Udstrækning af grundvandssænkning.
Det fremgår af figuren, at flere bygninger er berørt af grundvandssænkningen. Især etagebyggeriet på
Jyllandsgade er i farezonen, men også DSB-gods, DSB-stationen og bussernes vaskehal er berørt.
I det videre forløb er set bort fra resultaterne fra boring B201 og B202.
Af figur 1.13 er trykniveauet aflæst ved brøndens kant hw til 2,8 m. Rækkevidden er aflæst til ca. 100 m.
Diameteren af pumperøret er 10” svarende til 254 mm, heraf er rw udregnet til 127 mm.
Til bestemmelse af den hydrauliske ledningsevne er (1.4) benyttet for det lukkede tilfælde og (1.5) for
det åbne.
Q R
Lukket : h0 − hw =
· ln
(1.4)
2 · π · kt · t rw
R
(1.5)
Her er
Åbent : h 2 0 − h 2 w = Q
· ln
π · kt
h0 : vandreservoirets trykniveau [m].
hw
Q
kt
:
:
:
trykniveau ved kant af brønd [m].
3
m bortpumpede vandmængde s .
det vandførende lags hydrauliske ledningsevne t :
m
s .
tykkelsen af det vandførende lag [m].
R : rækkevidden [m].
rw : brøndens effektive radius [m].
rw
Tykkelse af sandlaget varierer fra t = 5, 0 m i boring B203 og til t = 7, 8 m i boring R100. Heraf er bestemt
en middelhøjde på t = 6, 4 m. Heraf er den hydrauliske ledningsevne beregnet for det lukkede tilfælde.
Q
R
kt,lukket =
· ln
2 · π · t · h0 − hw rw
10 m
60·60
kt,lukket =
3
s
100 m
· ln
2 · π · 6, 4 m · (0 m − (−2, 8 m)) 0, 127 m
268
−4 m
kt,lukket = 1, 65 · 10 s

KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT
For det åbne tilfælde fås:
Q
R
· ln
rw
kt,åbent =
π · h2 0 − h2w 10 m
60·60
kt,åbent =
3
s
π · ((0 m) 2 − (−2, 8 m) 2 )
−4 m
kt,åbent = 7, 56 · 10 s
100 m
· ln
0, 127 m
Sand har generelt en permeabilitet i området 10 −3 − 10 −5 , det ses, at begge værdier er i dette område. Ud
fra boreprofilerne fra de to boringer, jf. kapitel 2, fremgår det, at det vandførende sandlag er fint-mellem.
Det er på baggrund heraf vurderet, at værdien for det lukkede vandførende lag er mest pålidelig, da denne
er mindst.
Det er ikke muligt at fastslå pumpebrøndens filtertab ud fra de foreliggende resultater. Dette skyldes, at
der ikke er foretaget pejlinger i selve pumpebrønden, samt at prøvepumpningen kun er foretaget med én
vandføring. Begge forhold kan anbefales at udføre, da det derigennem er muligt at fastlægge filtertabet
som funktion af vandføringen. Dermed kan filtertabet for et grundvandssænkningsanlæg bestemmes for
en senere beregnet vandmængde.
269
9

9
270
KAPITEL 1. BEHANDLING AF DEN GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
Kapitel 2
Geoteknisk Rapport
271
9

9
272
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
273
9

9
274
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
275
9

9
276
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
277
9

9
278
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
279
9

9
280
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
281
9

9
282
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
283
9

9
284
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
285
9

9
286
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
287
9

9
288
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
289
9

9
290
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
291
9

9
292
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
293
9

9
294
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
295
9

9
296
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
297
9

9
298
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
299
9

9
300
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
301
9

9
302
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
303
9

9
304
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
305
9

9
306
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
307
9

9
308
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
309
9

9
310
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT

KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT
311
9

9
312
KAPITEL 2. GEOTEKNISK RAPPORT