Vid byggnation av järnväg måste man som projektör ta hänsyn till om marken behöver förstärkas eller ej. Detta gör att man står inför viktiga avväganden vid valet av jordförstärkningsmetod. Studiens syfte har varit att skapa ett förtydligande underlag för beslutsprocessen med avseende på bankpålning och kalkcementpelare ur en teknisk- och en ekonomisk synvinkel. Den tekniska jämförelsen utfördes genom att studera vår litteraturstudien och ur denna valdes 14 parametrar för att utvärdera de respektive metoderna. Den ekonomiska frågeställningen besvarades genom att utföra en fallstudie. Vid anläggning av järnväg måste funktion gå före kostnad. Detta medför att man sällan står i en avvägning mellan kalkcementpelare och bankpålning. Metoderna går inte att använda på samma sätt och beroende på jordens egenskaper och belastning skall metod väljas. Men för att ta det beslutet krävs det att noggranna geotekniska undersökningar har genomförts.

A today common soil reinforcement method is the installation of lime-cement columns. Lime-cement columns have been used since the 1970’s and have been a useful method for stabilizing soil at great depths. It is mostly used for stabilizing road and railway embankments because the method is economically viable and the columns are easy to install. The total costs for the installation of the lime-cement columns is dependent on the numbers of installed columns, what percentage of lime and cement that has been used and the pattern in which the columns has been installed. It has been found that the method is more preferred from an environmental perspective than other stabilizing methods from a transport and pollution point of view. A problem with the installation of lime-cement columns is that the stability of the columns has been varying, and that has contributed to costly quality controls. In many cases has a higher security factor than necessary been used, leading to more costs. In this master thesis it has been evaluated whether is exists a relationship between the soils initial undrained shear strength and the evaluated shear strength of the lime-cement column reinforced soil. If such a relationship can be proved, the initial test of the soil might contribute to an easier estimation of how the strength in the columns will develop. It might also contribute to simplify the estimated quantity of the binder and facilitate the estimation of where the tests will be executed. By using different probing and samplings results, the undrained shear strength and other parameters have been evaluated in about 50 sampling points. These have been compared to the shear strength in about 150 lime-cement columns along the new E45 between the cities Bohus and Nödinge in the south of Sweden. The area has been divided into 5 parts to see differences in the geographical areas. The lime-cement columns have been tested after 2 weeks and after 4 weeks after the installation to see the changes due to time. An analysis of how the shear strength in the columns is dependent of the shear strength in the soil along with the depth has been made. The result indicates that the properties of the soil don’t vary significantly along the area, meaning that the differences in the results are dependent on the installation methods of the lime-cement columns and not by the changes in the soil. It can be concluded that the shear strength in the soil increases by the depth, which is a result of the increasing in-situ stress along with the depth. When analyzing the columns tested after 2 weeks it can be stated that there are no significant change of the shear strength along with the depth due to the increasing in-situ stress, and a week relationship could be seen when the columns had been tested after 4 weeks. The reason for this might be the impact of the hydration process meaning that the in-situ stress has a higher impact on the lime-cement columns by time. The variation of the shear strength in the lime-cement in columns with the depth along the distance is independent of the shear strength in the soil, as can be seen from the determination coefficient in the studied intervals that didn’t exceed 10 % with reservation for a few misleading results. The geographical placement has a negligible impact on the lime-cement column-complex.

Bygg- och anläggningssektorn är ansvarig för en betydande del av Sveriges totala koldioxidutsläpp och står inför stora utmaningar när den nu skall försöka minska dess klimatpåverkan. Bygg- och anläggningssektorn behöver under det kommande decenniet hitta lösningar och arbetssätt som halverar sektorns totala koldioxidutsläpp. Entreprenörer kommer att behöva hitta sätt att effektivt genomföra både befintliga lösningar och sådana som inte ännu inte finns tillgängliga. Det här examensarbetet har undersökt vilka nyckelfaktorer som finns för ett lyckat genomförande av nya lösningar med låg klimatpåverkan vid väg- och anläggningsprojekt. Som en fallstudie undersöktes implementeringen av Multicem vid två av Skanskas projekt. Multicem är ett klimatmässigt fördelaktigt alternativ till produkten kalkcement och används vid genomförande av inblandningspelare i jordförstärkningssyfte. Fallstudien tillsammans med litteratur och intervjuer bidrog till slutsatser om vad som måste till för att projekt skall kunna genomföra klimateffektiviseringsåtgärder. Det som har observerats är att projekts möjlighet att klimateffektivisera beror på projekt-, organisations- och sektorspecifika faktorer och tydligt försvåras av bygg- och anläggningssektorns projektstruktur. Studien visar att nyckelfaktorer på projektnivå är att lösningar introduceras tidigt, är ekonomiskt fördelaktiga och kan implementeras enkelt med hjälp av standardiserade arbetssätt. Dessutom måste tidigare erfarenheter spridas effektivt inom organisationen, så att erfarenheter från projekt blir tillgängliga för nya projekt. Organisatoriska nyckelfaktorer för lyckad klimateffektivisering är engagerad ledning på alla nivåer och samverkan mellan olika aktörer och olika projekt. Examensarbetet visar även att bygg- och anläggningssektorn är beroende av att ett övergripande arbete för klimateffektivisering sker inom sektorn. Entreprenörer är beroende av att grönt innovationsarbete pågår i hela leverantörskedjan för att möjliggöra nya fördelaktiga arbetssätt. Dessutom är Trafikverkets roll vid upphandlingsskeden och kravställning ytterst viktig eftersom myndigheten styr arbetet som entreprenörer och andra aktörer kan utföra. / The construction industry accounts for a major part of Sweden’s overall carbon dioxide emissions, and is because of that, today facing significant challenges in its aim to mitigate the industry’s total climate impact. During the coming decade, the Swedish infrastructure construction industry must find solutions that can mitigate its carbon dioxide emissions by 50 per cent. This means that contractors will have to find ways to efficiently implement both existing and innovative solutions. This master’s thesis has researched which key factors apply for successful implementation of green solutions at infrastructure development. As a case study, the implementation of the product Multicem at two of Skanska’s developments was researched. Multicem is a product that can be used in dry deep mixing in order to limit carbon emissions. The case study, together with literature and interviews, provided conclusions on which factors are relevant for successful implementation of solutions that result in less carbon dioxide emissions. The research shows that a project’s capacity to mitigate its emissions is decided by projectspecific, organisational and sectorial factors, and is limited by the construction industry’s project-based characteristics. The study shows that key aspects on a project-level are that the solutions ought to be introduced during an early phase, be economically beneficial and also be implemented easily through standardised working routines. Additionally, earlier experiences must be spread efficiently within the organization so that internal knowledge can be accessible for new developments. Organisational key factors for successful green innovation are: engaged managerial personnel and cooperation between different companies and developments. The results from this master’s thesis show that the construction industry is dependent on that climate change mitigation efforts are taken within the whole industry. In order to develop beneficial solutions and methods, contractors are reliant on that the entire supply chain work towards green innovation. Additionally, the Swedish Transport Administration’s role when designing contracts and legislation is of the outmost importance, since it as an authority regulates the work contractors and consultants perform.

Excavations in soft clays come with a number of specific challenges. The use of lime-cement columns in the passive zone of such works represents a promising solution to some of these problems, such as basal heave stability or excessive deformations. Nevertheless, lime-cement columns in the passive zone of excavations in soft clays are not yet widely used and studied. Knowledge about this improvement method is still limited, particularly when it comes to numerical modelling. They have mostly been studied numerically using simple geometries or constitutive models that do not allow to represent the key features of the material, that could influence the behaviour of the structure. Thus, there is a need for more investigations regarding precise modelling tools for this type of problems. In this study, an advanced constitutive model named the Concrete model was employed to capture the mechanical behaviour of the lime-cement improved soil material. A boundary value problem representing an excavation in soft clay supported by sheet pile walls and lime-cement columns was studied using a three dimensional finite element model that included the Concrete model for lime-cement column panels. The results show that the Concrete model is able to capture the behaviour of lime-cement improved clay very well. Key features such as strain hardening and strain softening are well represented. The results of the boundary value problem were compared to field measurements and it was showed that the Concrete model employed in a three dimensional finite element representation of the problem is able to give realistic results. / Schakter i lös lera medför ett antal specifika utmaningar. Användningen av kalk-cementpelare i den passiva zonen i sådana fallen är en lovande lösning på några av dessa problem, t.ex. jordhävning eller stora deformationer. Kalk-cement pelare i den passiva zonen av schakter i lös lera har dock ännu inte använts och studerats i någon större utsträckning i Sverige. Kunskapen om denna metod är fortfarande begränsad, särskilt när det gäller numerisk modellering. Denna förstärkningsmetod har studerats numeriskt med hjälp av enkla geometrier eller konstitutiva modeller som inte gör det möjligt att representera materialets viktigaste egenskaper som kan påverka konstruktionens beteende. Det finns därför ett behov av mer forskning för en precis modellering för denna typ av problem. I den här studien användes en avancerad konstitutiv modell (Concrete model) för att simulera det mekaniska beteendet hos det kalkcementstabiliserade jordmaterialet. Ett gränsvärdesproblem som representerar en schakt i lös lera som stöds av spontväggar och kalkcementpelare studerades med hjälp av en tredimensionell finita elementmodell. Resultaten visar att den advancerade konstitutiva modellen kan simulera beteendet hos kalkcementstabiliserad lera mycket väl. Viktiga egenskaper som t.ex. töjningshärdning och töjningsuppmjukning är väl representerade. Resultaten av gränsvärdesproblemet modellering jämfördes med fältmätningar och det visades att konstitutiva modellen som används kan ge realistiska resultat. / Les excavations dans les argiles molles présentent de nombreuses difficultés. L’utilisation de colonnes en chaux-ciment dans la zone passive de ces structures représente une solution prometteuse à certains de ces défis, tels que le soulèvement de la base ou les déformations excessives. Néanmoins, l’utilisation et l’étude des colonnes en chaux-ciment dans la zone passive des excavations dans les argiles molles ne sont pas généralisées et les connaissances à ce sujet sont encore limitées, notamment en ce qui concerne la modélisation numérique. La plupart des études numériques se basent sur des géométries simples ou des modèles constitutifs ne permettant pas de représenter certaines particularités du comportement du matériau, qui pourraient influencer le comportement de la structure. Il est donc nécessaire d’approfondir les recherches sur les outils de modélisation pour ce type de problème. Dans cette étude, un modèle constitutif avancé (Concrete model) a été utilisé pour reproduire le comportement mécanique de l’argile stabilisée à la chaux et au ciment. Un problème de valeurs aux limites représentant une excavation dans de l’argile molle soutenue par des murs de palplanches et des colonnes en chaux-ciment a été étudié à l’aide d’un modèle d’éléments finis tridimensionnel. Les résultats montrent que le modèle employé permet de reproduire le comportement de l’argile stabilisée à la chaux-ciment de manière très satisfaisante. Les particularités du comportement du matériau, telles que l’écrouissage et l’adoucissement, sont bien représentées. Les résultats du problème de valeurs aux limites ont été comparés aux mesures sur le terrain et il semble que ce modèle constitutif, employé dans une représentation tridimensionnelle par éléments finis du problème, soit capable de donner des résultats réalistes.