Fördjupad vibrationsutredning Pdf, 1 MB, öppnas i nytt fönster.

(1)

2019-05-22

FÖRDJUPAD VIBRATIONSUTREDNING

VEGEHOLM, KÄRRA 1:2 ÄNGELHOLMS KOMMUN

(2)

2 | 10286692 • Vibrationsutredning Vegeholm

FÖRDJUPAD VIBRATIONSUTREDNING

Vegeholm, Kärra 1:2 Ängelholms kommun

KUND

RADAR ARKITEKTUR & PLANERING AB

KONSULT

WSP Environmental Sverige Box 13033

WSP Sverige AB 402 51 Göteborg Besök: Ullevigatan 19 Tel: +46 10 7225000

KONTAKTPERSONER

WSP Olle Goffe

E-post olle.goffe@wsp.com

WSP Josephine Walbeck E-post josephine@walbeck@wsp.com

UPPDRAGSNAMN

Fördjupad vibrationsutredning Vegeholm

UPPDRAGSNUMMER 10286692

FÖRFATTARE Olle Goffe DATUM 2019-08-28 ÄNDRINGSDATUM

Granskad av Jan Sjölin

Godkänd av Olle Goffe

(3)

10286692 • Vibrationsutredning Vegeholm | 3

INNEHÅLL

1 BAKGRUND 4

2 SAMMANFATTNING 4

3 UTFÖRANDE 5

4 AVVIKELSER 6

5 MÄTRESULTAT 6

6 RIKTLINJER RÖR KOMFORTVIBRATIONER 8

7 PREDIKTERING 9

8 SLUTSATS 12

(4)

1 BAKGRUND

I samband med exploatering av bostadsfastigheter på fastighet Kärra 1:2 i Ängelholms kommun har det framkommit att Trafikverket har planerat en utbyggnad av västkustbanan för sträckan söder om Ängelholm. Banvallen gränsar till exploateringsområdet. Eftersom området, då Trafikverket planerade för sin ombyggnad, ej var detaljplanelagt för bostadsbyggnation har Trafikverket inte vidtagit åtgärder för att förhindra komfortstörande vibrationer från trafiken på Västkustbanan i samband med ombyggnationen av banan. Trafikverket är skyldiga att vidta vibrationsreducerande åtgärder vid nybyggnation eller väsentlig ombyggnad av bana för befintlig

bostadsbebyggelse samt för områden som detaljplanelagts för bostadsändamål.

Då Trafikverket i detta fall har aviserat sin om/nybyggnation innan detaljplanen vunnit laga kraft är det exploatören av bostäderna som får ansvaret för att riktvärdet för komfortvibrationer (0,4 mm/s RMS) inte kommer att överskridas i de kommande bostadsbyggnaderna.

För att bedöma förutsättningarna för uppkomst av komfortstörande

vibrationer från tågtrafik på Västkustbanan samt vägtrafik på väg Kullavägen har WSP utfört en vibrationsutredning. Denna visar på mycket höga

vibrationsnivåer vilket medför stora kostnader för anpassad grundläggning för de planerade byggnaderna. Då befintliga bostäder finns omedelbart öster om planerat exploateringsområde har kommunen kontaktats i syfte att undersöka om klagomål förekommit rörande komfortstörande vibrationer i dessa byggnader. Då inga sådana klagomål var kända beslutade beställaren att låta WSP utföra en fördjupad vibrationsstudie i syfte att utreda om

underliggande styvare mark överför vibrationer från tågtrafiken på samma sätt som de som mättes i marknivån i WSP:s tidigare vibrationsutredning.

2 SAMMANFATTNING

Vi kan av mätresultaten konstatera att de underliggande styvare jordlagren, ca 1 m under markytan överför markvibrationer från tågtrafiken på ett betydligt sämre sätt än det ovanliggande humuslagret. Maximalt uppmätt komfortvibrationsnivå under mätperioden 2019-08-20 till 2019-08-23 var i horisontell mätriktning parallellt banvallen 0,28 mm/s RMS. Mätpunkterna var placerade ca 55 m från befintlig banvall. Predikteringar av förväntade

vibrationsnivåer i kommande byggnader visar att beroende på val av grundläggning och bjälklagstyp kan byggnader uppföras 20 – 110 m från banvallen och då bedöms riktvärdet för komfortvibrationer, 0,4 mm/s RMS vara uppfyllt.

(5)

3 UTFÖRANDE

För att jämföra vibrationsnivån i humuslagret med vibrationsnivån i underliggande styvare jordart monterades en mätpunkt i närområdet av geotekniskt provborrhål 19T01 i en 1,1 m djup provgrop. Givaren

förankrades med hjälp av en jordskruv. För att jämföra skillnaderna mellan humuslagret och underliggande sandlager monterades ytterligare en givare på markytan, Markmätpunkt 19T01 i humuslagret i omedelbar närhet till provgrop 19T01. Ytterligare en provgrop grävdes i närområdet av

provborrhål 19T06, ca 1,15 m under befintlig markyta. Kontinuerlig mätning utfördes enligt SS 460 4866 under mätperioden 2019-08-20 till 2019-08-23.

I bild 1 nedan redovisas delar av borrpunktskarta hämtad från Rapport

”MUR, Detaljplan KÄRRA 1:2 Ängelholms kommun” utförda av Tyréns 2019- 05-22.

Vibrationsmätning har utförts i omedelbar närhet av 19T01 samt 19T06.

Bild 1. Mätpunkterna geografiska orientering redovisas med blå cirklar

Nedan i bild 2 och 3 redovisas geoteknisk data för borrhål 19T01 samt 19T06

(6)

6 | 10286692 • Vibrationsutredning Vegeholm Bild 2. Resultat från CTP sondering för borrhål 19T01

Bild 3. Resultat från CTP sondering för borrhål 19T06

Som framgår av resultaten från provborrningarna har vi i området generellt ett överliggande lager av matjord på ca 0,4-0,6 m. Under matjordslagret finns en finsand med stor mäktighet.

I bild 4 nedan visas jordlagerföljden i provgrop vid mätpunkt 19T01

Bild 4. Bild från provgrop 19T06

I bild 4 ovan syns det översta matjordslagret, ca 0,4-0,6 m tjockt samt det underliggande lagret med finsand. Givaren är monterad på jordskruv och mäter vibrationer i tre riktningar. Mätpunkt 19T01 uppvisar samma lagerföljd.

4 AVVIKELSER

Vid platsbesöket för montering respektive nedmontering kunde inga ovidkommande störkällor noteras.

5 MÄTRESULTAT

(7)

10286692 • Vibrationsutredning Vegeholm | 7 I nedanstående diagram redovisas uppmätt markvibration i mätpunkterna

19T01, provgrop samt 19T01 markmätpunkt (i matjordslagret) för de tre mätriktningarna vertikal, horisontellt parallellt banvallen samt horisontellt tvärs banvallen.

Vertikal mätriktning

Diagram 1. Vibrationsnivån för vertikal mätriktning

Svart linje visar mätpunkt på mark i humuslagret vid mätpunkt 19T1 Grön linje visar mätresultat från TP1 1,1 m under mark i finsanden Blå linje visar mätresultat från TP6 1,2 m under mark i finsanden

Som framgår av diagram 1 ligger maximal vibrationsnivå i finsanden på 0,18 mm/s RMS.

Horisontell mätriktning parallell banvallens utsträckning

Diagram 2. Vibrationsnivån för horisontell mätriktning parallell banvallens utsträckning Svart linje visar mätpunkt på mark i humuslagret vid mätpunkt 19T1

Grön linje visar mätresultat från TP1 1,1 m under mark i finsanden Blå linje visar mätresultat från TP6 1,2 m under mark i finsanden

Som framgår av diagram 2 ligger även här vibrationsnivån i det styvare finsandslagret mycket lägre än i matjordslagret. Maximalt uppmätt komfortvibrationsnivå under mätperioden var 0,28 mm/s RMS.

(8)

Horisontell mätriktning tvärs banvallens utsträckning

Diagram 3. Vibrationsnivån för horisontell mätriktning tvärs banvallens utsträckning Svart linje visar mätpunkt på mark i humuslagret vid mätpunkt 19T1

Grön linje visar mätresultat från TP1 1,1 m under mark i finsanden Blå linje visar mätresultat från TP6 1,2 m under mark i finsanden

Som framgår av diagram 3 ligger är vibrationsnivån i det styvare finsandslagret mycket lägre än i matjordslagret. Maximalt uppmätt komfortvibrationsnivå under mätperioden var 0,1 mm/s RMS.

6 RIKTLINJER RÖR

KOMFORTVIBRATIONER

För mätning och bedömning av komfort i byggnader användes en Svensk standard SS 460 48 61, ”Vibration och stöt – Mätning och riktvärden för bedömning av komfort i byggnader” Här har följande bedömning gjorts vad gäller störningsnivå:

Vägd hastighet Vägd acceleration Måttlig störning 0,4 - 1,0 mm/s 14,4 – 36,0 mm/s² Sannolik störning > 1 mm/s > 36 mm/s² Tabell 1. Riktvärden för komfortstörning

Enligt den bedömning som gjorts i samband med framtagning av angivna riktvärden anses mycket få människor uppleva vibrationer under skiktet

”Måttlig störning” som störande. Vibrationer i skiktet ”Måttlig störning” ger i vissa fall anledning till klagomål. I skiktet ”Sannolik störning” är vibrationer kännbara och upplevs av många som störande.

Trafikverket har tagit fram egna riktlinjer för buller och komfortvibrationer.

Enligt Trafikverkets egna riktlinjer och tillämpningsdokument TDOK 2014:1021”Buller och vibrationer från trafik på väg och järnväg”

Den maximala vibrationsnivån som anges 0,4 mm/s (vägd RMS) gäller enbart nattetid (22-06). Vidare får den maximala vibrationsnivån överskridas upp till 5 ggr per trafikårsmedelnatt. Nivån får då maximalt vara 0,7 mm/s (vägd RMS). Denna nivå får inte överskridas.

(9)

7 PREDIKTERING

För att få en uppfattning om förväntad vibrationsnivå i kommande

bostadsbyggnader om dessa grundläggs i finsanden utförs en prediktering med generella förstärkningsfaktorer för vibrationspulsens övergång mellan finsanden och grundläggningen samt från grundläggningen till bjälklaget.

Då fältmätning utförts i marken är mätresultaten inte direkt jämförbara med de värden som anges i SS 460 48 61 och TDOK 2014:1021 som avser svängningshastigheter inne på bjälklag i bostäder.

För att överföra markvibrationen till en predikterad bjälklagsvibration brukar följande reduktions och förstärkningsfaktorer användas.

Vid vibrationens övergång från mark till en byggnads grundläggning förloras energi. Nedan ges tumregler för reduktionsfaktorer vid övergång från markvibration till olika grundläggningstyper.

För att kunna avgöra vilka typer av konstruktionslösningar som går att bygga på marken så har Tomas Odenbrant i Vibrationer och stomljud från vägtrafik och spårvagnstrafik angett förstärkningsfaktorer för olika grundläggnings och konstruktionstyper för att kunna omvandla uppmätta markvibrationer till förväntade vibrationer inne i byggnader, se Tabell 1 och Tabell 2 nedan.

Övergång från mark till hus med Förstärkningsfaktor

Pålad grund 0,3

Källare som platta i mark 0,4

Platta på mark 0,6

Tabell 1. Förstärkningsfaktorer för olika grundläggningstyper.

Vid vibrationens övergång från grundläggningen till bjälklag sker en förstärkning av svängningshastigheten. Veka träbjälklag kan ge kraftiga förstärkningar, speciellt om bjälklags-frekvensen överensstämmer med störningens dominerande frekvens.

Bjälklags typ Förstärkningsfaktor

Betong, korta spännvidder 1

Betong, långa spännvidder 3

Styvt träbjälklag 3

Vekt träbjälklag 6

Tabell 2. Förstärkningsfaktorer för olika konstruktionstyper.

På mjuk mark som lera, silt, sand eller grus ger pålgrundläggning lägre vibrationshastighet. Erfarenheterna visar att pålgrundläggning ger lägre vibrationsnivåer i husen än platta på mark.

Maximalt förväntad komfortvibrationsnivå i kommande byggnader, då max markvibration uppmätts till 0,28 mm/s RMS redovisas i tabell 3 nedan för olika grundläggningar samt bjälklagstyper. Värdet avser byggnader på ett avstånd av 55 m från banvallen.

(10)

Grundläggning

Betong, korta spännvidder

Betong, långa spännvidder

Styvt träbjälklag

Vekt träbjälklag

Pålad grund

0,08 0,25 0,25

0,50

Källare som platta i

mark

0,11 0,34 0,34

0,67

Platta på mark

0,17

0,50 0,50 1,00

Tabell 3. Maximal vibrationsnivå (mm/s RMS) i kommande byggnader på 55 m avstånd från banvallen

För att bedöma kritiskt avstånd för de olika grundläggningstyperna och bjälklagstyperna har data från tidigare utförd vibrationsutredning nyttjats med med en reduktionsfaktor som framräknats genom komfortvibrationsskillnader mellan uppmätt vibration i matjordslagret och nivån i underliggande finsand.

Framräknad korrektionsfaktor mellan vibrationer i matjordslagret och den styvare finsanden gav, för de 10 högsta komfortvibrationsnivåerna från tågpassager en korrektionsfaktorn på 0,46.

Om denna faktor används för tidigare utförda mätningar och mätresultat som uppmätts i matjordslagret på olika avstånd från banvallen korrigerats med korrektionsfaktor 0,46 kan en trendlinje plottas av markvibrationens avklingning i underliggande finsand med ökande avstånd från banvallen. I diagram 4 nedan redovisas trendlinjen för de korrigerade värdena.

Diagram 4

Om riktvärdet 0,4 mm/s RMS skall innehållas på bjälklag i kommande byggnader kan vi beräkna maximal markvibration vid olika typer av grundläggningar och bjälklagstyper.

I nedanstående tabell 4 redovisas maximal markvibrationsnivå i mm/s RMS för olika kombinationer av grundläggning och bjälklag.

(11)

Grundläggning

Styvt träbjälklag

Vekt träbjälklag

Pålad grund

1,3 0,4 0,4 0,2

mark

1,0 0,3 0,3 0,2

Platta på mark

0,7 0,2 0,2 0,1

Tabell 4. Maximalt tillåten markvibrationsnivå då komfortvibrationsnivån på bjälklag är 0,4 mm/s RMS

För att få en uppfattning om hur nära banvallen man kan bygga med de olika grundläggningstyperna och bjälklagen har värdena i tabell 4 använts som ingångsvärde för att få fram ett sk. kritiskt avstånd. Detta avstånd är det man minst måste hålla till banvallen för att undvika komfortstörningar över 0,4 mm/s RMS på bjälklagen.

Följande minsta avstånd från banvallen i meter fås ur diagram 4 med ingångsdata från tabell 4. I tabell 5 nedan visas det minsta avstånd från banvallen där riktvärdet 0,4 mm/s RMS bedöms kunna klaras på kommande byggnaders bjälklag.

Grundläggning

Styvt träbjälklag

Vekt träbjälklag

Pålad grund

20 m 40 m 40 m 70 m

mark

24 m 55 m 55 m 70 m

Platta på mark

30 m 70 m 70 m 110 m

Tabell 5. Minsta avstånd från banvallen där riktvärdet 0,4 mm/s RMS bedöms kunna uppfyllas.

8 RESONANS

Responsen av vibrationer från passerande tåg i kommande byggnader kan bli högre än de som predikterats om resonansfrekvensen för

konstruktionsdelar i kommande byggnader, ex. bjälklag stämmer överens med störkällans dominerande frekvenser.

I diagram 5 nedan redovisas dominerande frekvenser för en typisk tågpassage i det styvare finsandslagret.

(12)

Diagram 5. FFT analys av en nivå-tidssignal från en typisk tågpassage från mätningarna Som framgår av diagram 5 ovan ligger dominerande frekvens på 43 Hz. Kommande konstruktioner och konstruktionsdetaljers resonansfrekvens bör därför inte ligga på eller i närheten av denna frekvens.

9 SLUTSATS

Vi kan av ovanstående redovisning och tolkning av mätresultaten konstatera att byggnation är möjlig 20 m från banvallen men då krävs spetsbärande pål- grundläggning. Beroende på val av bjälklag kan byggnader uppföras med platta på mark (grundlagd i finsandlagret) på avstånd mellan 30 och 110 m från banvallen beroende på bjälklagstyp.

Vi vill dock påpeka att resonanseffekter i kommande byggnadskonstruktion, ex. bjälklag inte får överensstämma med den dominerande störfrekvensen 43 Hz.

(13)

VI ÄR WSP

WSP Sverige AB Box 13033 402 51 Göteborg Besök: Ullevigatan 19

T: +46 10 7225000 Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm wsp.com

WSP är ett av världens ledande analys- och

teknikkonsultföretag. Vi verkar på våra lokala marknader med stöd av global expertis. Som tekniska experter och strategiska rådgivare har vi tillgång till ingenjörer, tekniker, naturvetare, planerare, utredare och miljöspecialister liksom professionella projektörer, konstruktörer och projektledare. Vi erbjuder hållbara lösningar inom Hus & Industri, Transport &

Infrastruktur och Miljö & Energi. Med drygt 39 000

medarbetare på 500 kontor i 40 länder medverkar vi till en hållbar samhällsutveckling. I Sverige har vi omkring 4 000 medarbetare. wsp.com