Environmental sustainability is becoming more popular in the building industry. Sustainable thinking needs to be present during the whole construction process, from the idea phase to the final stages. The aim of this master thesis is to investigate how end-bearing concrete and steel pipes as well as composite concrete-filled steel tube piles can be designed with greater consideration to climate impact. The purpose of this study is primarily to encourage awareness during the material choice phase in early stages of project planning. A Matlab code was programmed to perform a parametric study and analyze different parameters effect on pile bearing capacity. The structural bearing capacity of a number of different piles with various prerequisites were compiled in tables. The climate impact of the piles was expressed as global warming potential (GWP). In order to compare different pile types a functional unit was created as the ratio of the piles' bearing capacity and the corresponding climate impact. The ratio was calculated for all the piles and resulted in a number of figures with bearing capacity as a function of climate impact. These figures are supposed to be used as a basis to choose which pile type is most useful in a given situation. The usability of the results was verified with a calculation example. In the example, the figures were used to chose one pile out of several options as the most climate-efficient with the highest usage ratio. Finally, a number of general conclusions could be drawn regarding pile types. When the corrosion is small (<2 mm), it can be ascertained that steel pipes are to prefer over composite pipes. With larger corrosion (>2 mm), it can be ascertained that composite piles are preferable, specifically in cases were the soil is looser. However, in firmer soil, with undrained shear strength between 10-25 kPa, composite concrete-filled steel pipes are the better option. The results show that the contribution of the concrete to the bearing capacity of the composity files is minimal compared to the contribution of the decreased inner corrosion. This implies that it is more important to have the pipes filled with to prevent inner corrosion, rather than use a strong material that contributes to the bearing capacity. With that said, composite piles are not sustainable and different filling materials can be examined to further investigate whether there is another material with smaller climate impact that makes for piles with larger ratio of bearing capacity to climate impact. The main conclusion of the master thesis is that there needs to be a standardised approach to calculating climate impact from foundation construction and it should be included in a building's life cycle analysis (LCA). / Miljövänlighet och hållbarhet är begrepp som förekommer allt oftare i byggbranschen.Hållbarhetstänket behöver finnas med under hela byggprocessen, från idéfas till slutskede. Syftet med det här examensarbetet är att undersöka hur dimensionering av spetsburna betong- och stålrörspålar samt samverkanspålar kan utföras med större hänsyn till klimatpåverkan. Målet är framför allt att med hjälp av enklare klimatkalkyler främja klimatmedvetna materialval i tidig projektering. En parameterstudie som undersökte olika parametrars påverkan på pålens bärförmåga och klimatpåverkan utfördes i Matlab. Den strukturella bärförmågan hos ett antal olika pålar med olika förutsättningar som indata sammanställdes. Pålarnas klimatpåverkan uttrycktes i deras globala uppvärmningpotential (GWP) och för att kunna jämföra olika pålar med varandra skapades en gemensam funktionell enhet. Kvoten mellan pålarnas bärförmåga och motsvarande klimatpåverkan utgjorde den funktionella enheten. Kvoten beräknades för samtliga undersökta pålar och resulterade i ett antal figurer med bärförmåga som funktion av klimatpåverkan. Dessa figurer ska fungera som underlag vid bestämning av påltyp och användbarheten verifierades med ett beräkningsexempel. Med hjälp av de framtagna graferna gick det i beräkningsexemplet att välja ut pålen som var mest effektiv med hänsyn till klimatpåverkan och utnyttjandegrad av flera möjliga alternativ. Ett antal generella slutsatser gällande påltyp kunde dras. Vid små rostmåner (<2 mm) kan det konstateras att stålrörspålar är mer fördelaktiga än samverkanspålar. För resterande rostmåner (>2 mm) är samverkanspålar lämpligare i de fall där jorden är lösare. I fastare jordar med odränerad skjuvhållfasthet mellan 10-25 kPa är betongfyllda stålrörspålar utan samverkan ett bättre alternativ. Resultaten visar att det som ger störst effekt inte är betongens bidrag till bärförmågan utan det är minskningen av den inre rostmånen som har störst påverkan. Det innebär att det är viktigare att pålen är fylld än att den är fylld med något starkt som kan bidra med bärförmåga. Alltså är det inte hållbart att använda samverkanspålar och man kan vidare undersöka om det räcker att fylla med något klimatvänligare material som exempelvis cementbruk med lägre cementinnehåll och cementkvalité. Arbetets viktigaste slutsats är att det behövs en standardiserad beräkningsmetod för klimatpåverkan från grundläggning och att det bör ingå i byggnaders livscykelanalyser (LCA) eller klimatdeklarationer.

In the built environment, human activities such as railway and road traffic, constructionworks or industrial manufacturing can give rise to ground borne vibrations. Such vibrations become a concern in urban areas as they can cause human discomfort or disruption of vibration sensitive equipment in buildings. In Sweden, geological formations of soft clay soils overlying till and a high quality bedrock are encountered in densely populated areas, which are soil conditions that are prone to high levels of ground borne vibrations. Under such soil conditions, end-bearing piles are often used in the design of building foundations. The dynamic response of a building is governed by the interaction between the soil and the foundation. It is therefore essential that models used for vibration predictions are able to capture the dynamic soil-structure interaction of pile foundations. The purpose of this thesis is to experimentally and numerically investigate dynamic soil-structure interaction of an end-bearing pile group in clay by constructing a test foundation of realistic dimensions. The small-strain properties in a shallow clay deposit are estimated using different site investigation and laboratory methods. The results are synthesised into a representative soil model to compute the free-field surface response, which is validated with vibration measurements performed at the site. It is found that detailed information regarding material damping in the clay and the topmost soil layer both have a profound influence on the predicted surface response, especially with an increasing distance from the source. Dynamic impedances of four end-bearing concrete piles driven at the site are measured. Pile-soil-pile interaction is investigated by measuring the response of the neighbour piles when one of the piles in the group is excited. The square pile group is subsequently joined in a concrete cap and measurements of the impedances of the pilegroup and acceleration measurements within the piles at depth are performed. A numerical model based on the identified soil properties is implemented and validated by the measurements. A good agreement between the predicted and measured responses and impedances of the pile group foundation is found, establishing confidence in the ability to predict the dynamic characteristics of end-bearing pile foundations under the studied soil conditions. / Mänsklig verksamhet i urbana miljöer så som väg- och järnvägstrafik, byggnation eller maskindrift inom industri kan ge upphov till vibrationer som sprider sig via marken i närområdet. Dessa vibrationer kan ge upphov till kännbara vibrationer eller påverka vibrationskänslig utrustning i byggnader. I Sverige förekommer ofta mjuka lerjordar ovanpå berg, och inte sällan i tätbebyggda områden. Under sådana jordförhållanden används ofta spetsbärande pålar för grundläggning av byggnader. Det dynamiska verkningssättet för byggnader är beroende av interaktionen mellan jorden och byggnadens grund. Det är därför viktigt att modeller som används för vibrationsanalys i byggnader kan beskriva denna interaktion mellan jord och byggnadsfundament. Syftet med denna avhandling är att experimentellt och via numeriska modeller studera dynamisk jord-struktur-interaktion av ett spetsbärande pålfundament i lera. Jordensmekaniska egenskaper vid små töjningar utvärderas för en lerjord som är avsatt på morän och berg genom både fältförsök och laboratorieanalyser av prover. Informationen kombineras för att konstruera en lagerförd jordmodell av platsen för att beräkna jordens dynamiska respons till följd av en punktlast. Modellen valideras med vibrationsmätningar som utförts på platsen. Studien visar att detaljerad information angående lerans materialdämpning och de mekaniska egenskaperna av jordens översta lager har en stor inverkan på förutsägelser av jordens dynamiska respons vid ytan, speciellt vid stora avstånd från vibrationskällan. Experimentella tester utförs för att mäta dynamiska impedanser av fyra slagna spetsbärande betongpålar. Interaktionen mellan pålarna utvärderas genom att utföra mätningarav de omgivande pålarnas respons till följd av excitering av en påle. Pålgruppen sammanfogas därefter i ett betongfundament och impedanserna samt accelerationer inuti pålarna uppmäts. En numerisk modell baserad på de identifierade mekaniska egenskaperna av jorden upprättas och valideras genom mätningarna. De numeriska resultaten är i god överensstämmelse med de uppmätta vilket styrker användningen av numeriska modeller för att förutsäga interaktionen mellan jord och spetsbärandepålar under de studerade jordförhållandena. / <p>QC 20210302</p>