The subject of this work is a proposal of foundation, followed by an assessment for a production hall. Options will be discussed and compared against each other. The premises are situated in an area where great layers of gravel are found. A project of foundations founding will be performed according to Eurocode 7. Designing of geotechnical constructions which are based on given characteristic of presented soils. As a part of this work also is an appropriate drawing documentation.

Building a sustainable structure in soil or rock that satisfies all predefined technical requirements implies choosing a rational and effective construction method. An important aspect is how the performance of the structure is verified. For cases when the geotechnical behaviour is hard to predict, the existing design code for geotechnical structures, Eurocode 7, suggests the so-called “observational method” to verify that the performance is acceptable. The basic principle of the method is to accept predefined changes in the design during construction, in order to accommodate the actual ground conditions, if the current design is found unsuitable. Even though this in theory should ensure an effective design solution, formal application of the observational method is rare. It is therefore not clear which prerequisites and circumstances that must be present for the observational method to be applicable and be the more suitable method. This licentiate thesis gives a critical review of the observational method, based on, and therefore limited by, the outcome of the performed case studies. The aim is to identify and highlight the crucial aspects that make the observational method difficult to apply, thereby providing a basis for research towards a more applicable definition of the method. The main topics of discussion are (1) the apparent contradiction between the preference for advanced probabilistic calculation methods to solve complex design problems and sound, qualitative engineering judgement, (2) the limitations of measurement data in assessing the safety of a structure, (3) the fact that currently, no safety margin is required for the completed structure when the observational method is applied, and (4) the rigidity of the current definition of the observational method and the implications of deviations from its principles. Based on the review, it is argued that the observational method can be improved by linking it to a probabilistic framework. To be applicable, the method should be supported by guidelines that explain and exemplify how to make the best use of it. The engineering judgement is however not lost; no matter how elaborate probabilistic methods are used, sound judgement is still needed to define the problem correctly. How to define such a probabilistic framework is an urgent topic for future research, because this also addresses the concerns regarding safety that is raised in the other topics of discussion. / För att i berg eller jord kunna konstruera en anläggning, som uppfyller satta tekniska krav, krävs det att man väljer en rationell och effektiv konstruktionsmetod. En viktig aspekt i detta val är hur man verifierar konstruktionens funktion avseende exempelvis bärförmåga eller stadga. För fall när konstruktionens beteende svårt att förutsäga, erbjuder gällande standard (Eurokod 7) den så kallade observationsmetoden. Denna metod tillåter i förväg förberedda förändringar i designen under konstruktionstiden, om observationer av konstruktionens beteende indikerar att så behövs. På så vis anpassas konstruktionen till de faktiska förhållandena i marken. Trots att detta tillvägagångssätt i teorin borde ge en rationell design, används metoden sällan. Det råder därför oklarheter om vilka förutsättningar och omständigheter som krävs för att observationsmetoden ska kunna användas och dessutom utgöra den bästa lösningen. I denna licentiatuppsats granskas observationsmetoden och dess användbarhet. Målet med licentiatuppsatsen är att belysa de aspekter som kan utgöra svårigheter när observationsmetoden används. Dessa identifierades under arbetet med några fallstudier. Licentiatuppsatsen ger därmed en utgångspunkt för fortsatt forskning för att ta fram en mer användbar definition av observationsmetoden. De viktigaste aspekterna som diskuteras i uppsatsen är (1) den skenbara motsatsen mellan användandet av sannolikhetsbaserade beräkningsmetoder för att lösa komplexa dimensioneringsfrågor och kvalitativa ingenjörsmässiga bedömningar, (2) de begränsningar som finns när man använder mätdata för att utvärdera konstruktioners säkerhet, (3) att det för tillfället saknas krav på säkerhetsmarginal mot brott för konstruktioner som byggts med observationsmetoden, och (4) vad svårigheten att uppfylla Eurokodens strikta definition innebär för metodens användbarhet. Utifrån resultatet av granskningen dras slutsatsen att observationsmetoden kan förbättras genom att ge den ett sannolikhetsbaserat ramverk. För att förenkla användningen bör riktlinjer och anvisningar utformas. Även om metoden utvecklas mot en högre grad av beräkningskomplexitet, kommer ingenjörsmässiga bedömningar också framgent att vara viktiga, eftersom en avgörande aspekt är hur problemställningen formuleras. Med ett sannolikhetsbaserat ramverk ökar möjligheten att lösa de frågeställningar kring säkerhet som också diskuteras i uppsatsen. / <p>QC 20140415</p>

Constructing sustainable structures in rock that satisfy all predefined technical specifications requires rational and effective construction methods. When the geotechnical behaviour is hard to predict, the Euro­pean design code, Eurocode 7, suggests application of the observational method to verify that the performance is acceptable. The basic principle of the method is to accept predefined changes in the design during con­struction to comply with the actual ground conditions, if the current de­sign is found unsuitable. Even though this in theory should ensure an effective design solution, formal application of the observational method is rare. Investigating the applicability of the observational method in rock en­gineering, the aim of this thesis is to identify, highlight, and solve the aspects of the method that limit its wider application. Furthermore, the thesis aims to improve the conceptual understanding of how design deci­sions should be made when large uncertainties are present. The main research contribution is a probabilistic framework for the observational method. The suggested methodology allows comparison of the merits of the observational method with that of conventional design. Among other things, the thesis also discusses (1) the apparent contradiction between the preference for advanced probabilistic calculation methods and sound, qualitative engineering judgement, (2) how the establishment of limit states and alarm limits must be carefully considered to ensure structural safety, and (3) the applicability of the Eurocode defini­tion of the observational method and the implications of deviations from its principles. / För att kunna konstruera en anläggning i berg, som uppfyller satta tek­niska krav, krävs det en rationell och effektiv konstruktionsmetod. När konstruktionens beteende är svårt att förutsäga, erbjuder den europeiska standarden Eurokod 7 den så kallade observationsmetoden. Denna metod tillåter i förväg förberedda förändringar i designen under konstruktions­tiden, om observationer av konstruktionens beteende indikerar att så behövs. På så vis anpassas konstruktionen till de faktiska förhållandena i marken. Trots att detta tillvägagångssätt i teorin ger en rationell design, används metoden sällan i enlighet med Eurokod 7. Denna doktorsavhandling undersöker tillämpbarheten av observa-tionsmetoden när man bygger i och på berg. Målet är att belysa de aspekter som begränsar dess användning och i dessa fall föreslå förbätt­ringar som ökar tillämpbarheten. I ett vidare perspektiv syftar avhand­lingen även till att förbättra den konceptuella förståelsen för hur beslut bör fattas i designprocessen när det finns stora osäkerheter. Avhandlingen visar hur observationsmetoden kan användas i ett san­nolikhetsbaserat ramverk. Metodiken ger användaren möjlighet att jäm­föra för- och nackdelarna med observationsmetoden och konventionell dimensionering. Avhandlingen diskuterar bland annat även (1) den skenbara motsatsen mellan användandet av sannolikhetsbaserade beräkningsmetoder för att lösa komplexa dimensioneringsfrågor och kvalitativa ingenjörsmässiga bedömningar, (2) hur larmgränser och brottgränstillstånd bör definieras för att ge tillräcklig säkerhetsmarginal, samt (3) hur Eurokod 7:s strikta definition av observationsmetoden påverkar dess användbarhet. / <p>QC 20160926</p>

The performance and safety assessment of geo-structures is strongly affected by uncertainty; that is, both due a subjective lack of knowledge as well as objectively present and irreducible unknowns. Due to uncertainty in the non-linear variation of the matric suction induced effective stress as a function of the transient soil-atmosphere boundary conditions, the unsaturated state of the subsoil is generally not accounted for in a deterministic slope stability assessment. Probability theory, accounting for uncertainties quantitatively rather than using "cautious estimates" on loads and resistances, may aid to partly bridge the gap between unsaturated soil mechanics and engineering practice. This research investigates the effect of uncertainty in soil property values on the stability of unsaturated soil slopes. Two 2D Finite Element (FE) programs have been developed and implemented into a parallelised Reliability-Based Design (RBD) framework, which allows for the assessment of the failure probability, failure consequence and parameter sensitivity, rather than a deterministic factor of safety. Utilising the Random Finite Element Method (RFEM), within a Monte Carlo framework, multivariate cross-correlated random property fields have been mapped onto the FE mesh to assess the effect of isotropic and anisotropic moderate heterogeneity on the transient slope response, and thus performance. The framework has been applied to a generic slope subjected to different rainfall scenarios. The performance was found to be sensitive to the uncertainty in the effective shear strength parameters, as well as the parameters governing the unsaturated soil behaviour. The failure probability was found to increase most during prolonged rainfall events with a low precipitation rate. Nevertheless, accounting for the unsaturated state resulted in a higher slope reliability than when not considering suction effects. In a heterogeneous deposit failure is attracted to local zones of low shear strength, which, for an unsaturated soil, are a function of both the spatial variability of soil property values, as well as of the soil-water dynamics, leading to a significant increase in the failure probability near the end of the main rainfall event.

Kungsängen är ett centralt beläget område i Uppsala. Området har stora mäktigheter av lera som når drygt 100 meters djup på sina håll. För att bygga på denna typ av jord måste långtidssättningar såsom konsolidering och krypning tas i beaktning. Att fastställa och beräkna krypningens storlek är dock svårt på grund av att det är en matematiskt komplicerad process. Det råder även oenigheter gällande när krypning inträder under sättningsförloppet samt gällande lämplig beräkningsmetod. För att erhålla en djupare förståelse för Kungsängslerans krypning samt för att finna en lämplig beräkningsmetod togs detta arbete fram i samarbete med Bjerking. Höjdavvägningar från dubbar och fixpunkter belägna i Kungsängen sammanställdes och resultaten visade att byggnader i Kungsängen som byggdes för 80–170 år sedan utsätts för krypning än idag. Medelvärdet av den relativa krypsättningen erhölls till 0,134 promille av lermäktigheten per år för dubbavvägningarna respektive 0,067 för fixpunktsavvägningarna. Ytterligare påvisade resultaten att både tid och lermäktighet var två drivande faktorer bakom Kungsängslerans krypning. Den europeiska standarden Eurokod 7 undersöktes för att finna förslag på beräkningsmetoder för krypning. Standarden hade dock inga konkreta förslag utan hänvisade till allmänt erkända metoder. Av denna anledning undersöktes tidsmotståndsteorin samt Chalmersmodellen med kryp. Tidsmotståndsteorin beräknade både realistiska och överskattade krypsättningar beroende på typ av lera. Vissa lerprover antydde att laster under cirka 45 kPa gav en försumbar krypning med andra lerprover indikerade annorlunda. Tidsmotståndsteorin har dock potential att vara en lämplig metod för beräkning av Kungsängslerans krypsättning. Chalmersmodellen med kryp tillämpades för att modellera ödometerförsök och resultaten visade att modellen generellt överskattade den totala deformationen och underskattade kryphastigheten. För att kunna förkasta eller verifiera modellen som lämplig vid beräkning av krypsättningar för Kungsängslera bör dock utförligare studier genomföras. / Kungsängen, a central area in Uppsala of Sweden, has a considerable depth of clay which stretches down to 100 m at some sites. In order to build at this type of soil one has to take long-term settlements into consideration, such as consolidation and creep. However, methods for calculating the latter aren’t straight forward since the mathematics behind the process is complicated. The starting time of creep is still unsettled and this is also the case regarding calculation methods. In order to enhance the understanding of creep of Kungsängen clay this study was developed in collaboration with Bjerking AB. Altimetry data from studs and fixed points from Kungsängen was compiled and the results showed that buildings in Kungsängen are experiencing creep even though some of them were built 80–170 years ago. The mean value of relative creep was found to be 0,134 per mille/year for the stud data and 0,067 per mille/year for fixed points. Another finding was that time and depth of clay were two factors behind the creep of Kungsängen clay. Another aim of the study was to investigate creep calculations methods in Eurocode 7. However, it was found that no method was proposed in the standard and therefore some other methods such as the time resistant theory and the Chalmer’s model with creep were investigated. It was found that the time resistant theory predicted creep realistically but with an overestimation in some cases, depending on the type of clay. Some clay specimen gave a negligible creep for loads under 45 kPa and other specimen indicated otherwise. All in all, this suggests that the time resistant theory might be an appropriate creep calculation method for the clay of Kungsängen. The Chalmer’s model with creep overestimated the total deformation but underestimated the creep when modelling odometer loads. Even so, the study of the model was not detailed enough in order to reject it or not. Therefore, a more detailed study of the model should be considered.

Tunneling involves large uncertainties. Since 2009, design of rock tunnels in European countries should be performed in accordance with the Eurocodes. The main principle in the Eurocodes is that it must be shown in all design situations that no relevant limit state is exceeded. This can be achieved with a number of different methods, where the most common one is design by calculation. To account for uncertainties in design, the Eurocode states that design by calculation should primarily be performed using limit state design methods, i.e. the partial factor method or reliability-based methods. The basic principle of the former is that it shall be assured that a structure’s resisting capacity is larger than the load acting on the structure, with high enough probability. Even if this might seem straightforward, the practical application of limit state design to rock tunnel support has only been studied to a limited extent. The aim of this licentiate thesis is to provide a review of the practical applicability of using reliability-based methods and the partial factor method in design of rock tunnel support. The review and the following discussion are based on findings from the cases studied in the appended papers. The discussion focuses on the challenges of applying fixed partial factors, as suggested by Eurocode, in design of rock tunnel support and some of the practical difficulties the engineer is faced with when applying reliability-based methods to design rock tunnel support. The main conclusions are that the partial factor method (as defined in Eurocode) is not suitable to use in design of rock tunnel support, but that reliability-based methods have the potential to account for uncertainties present in design, especially when used within the framework of the observational method. However, gathering of data for statistical quantification of input variables along with clarification of the necessary reliability levels and definition of “failure” are needed. / <p>QC 20170407</p>

The subject of this diploma thesis is the design of deep foundation highway bridge on D3 motorway in km 112.574, over Bošilecký stream and evaluation of geomorphological, geological and hydrogeological conditions and perform static calculation bridge foundation