Detta examensarbete är en introduktion till ämnet transversalbelastade pålar i kohesionsjord. Rapportenbehandlar teorin kring transversalbelastning, bäddmodul och gruppeffekt av pålar i lerjord. Trepublicerade rapporter där experiment av transversalbelastning av pålar i lerjordar har dokumenterats i detta examensarbete. Rapporten innehåller även experiment av transversalbelastning av stålrörpålar i Göteborg. I experimentet har en varmvalsad kvadratisk stålrörspåle samt två cirkulära, längsgående svetsade stålrörspålar, provbelastats. Den kvadratiska och en av de cirkulära stålrörspålarna har instrumenterats med trådtöjningsgivare längst hela utsidan av pålen. Alla tre pålar instrumenterats med inklinometerrör i översta 6m av pålarna. Pålarna installerades med hjälp av grävmaskin utrustad med högfrekvent vibrator. Som mothåll installerades tre spontplankor med längd på 10m med och en total bredd på cirka 2 meter. Efter installation tilläts leran konsolidera i cirka fyra månader. Samtliga pålar belastades i laststeg där magnituden av belastning mättes med hjälp av lastcell. Mätningarna av påltopparnas förskjutning gjordes med hjälp av mätklocka som fästes på en referensbalk bakom pålarnas förskjutningsriktning. Deformationen mot djupet mättes med inklinometer före och efter varje laststeg. Referensbalken och mothållets förskjutning mättes in med hjälp av mätprismor före och efter belastning av respektive påle. Ingen av töjningsgivarnaöverlevde installationsprocessen och konsolideringstiden. Flertalet problem har uppstått under fältförsöket där pålar behövts kapats, töjningsgivare skadats och inklinometerrör lossnat. I slutändan kunde inga töjningsgivare mätas på någon av pålarna. Inklinometermätningar var möjlig de översta 4m i båda cirkulära pålar och 6m i den kvadratiska pålen. Analysdelen i detta examensarbete är begränsat då fokus legat på fältförsöken. Analytiska beräkningar har utförts för en jordprofil bestående av ren lera. De analytiska beräkningarna är gjorda enligt Handboken Bygg Geoteknik och bärförmågan av stålrörspålarna kontrollerats enligt Eurokod 3. De analytiska beräkningarna består av spänning-, tvärkraft- och momentfördelning samt lutningsvinkel och horisontell deformation längst djupet för respektive tvärsnitt. De analytiskaberäkningarna är gjorda med fyra olika bäddmoduler. En känslighetsanalys för att undersöka vikten av korrekt indata har gjorts. Resultatet visade att de analytiska beräkningarna överskattar styvheten i leran avsevärt vid maximal last. Förskjutningarna som uppmättes vid fältförsök var avsevärt större än de som beräknats. Förskjutningen vid fältförsöket var plastiska redan vid små laster. De analytiska beräknade förskjutningarna stämmer relativt väl vid små laster. Vidare studier behöver göras för att få bättre förståelse av jordens kapacitet. VKR-pålen verkar avsevärt styvare jämfört med de två cirkulära stålrörspålarna.

En c-uppsats där det gjorts en fallstudie med sju filmer som visar upp vampyren med fyra olika analyspunkter; Utseende - Hur de ser ut, beter sig samt rörelsemönster Egenskaper - vilka egenskaper som visas samt nyttan dessa tillför Konventioner - människans skydd mot vampyren, vampyrens reaktion samt dess död Bettet och förvandlingen - förvandlingen från människa till vampyr

<p>En c-uppsats där det gjorts en fallstudie med sju filmer som visar upp vampyren med fyra olika analyspunkter;</p><ul><li>Utseende - <em>Hur de ser ut, beter sig samt rörelsemönster</em></li><li>Egenskaper - <em>vilka egenskaper som visas samt nyttan dessa tillför</em></li><li>Konventioner - <em>människans skydd mot vampyren, vampyrens reaktion samt dess död</em></li><li>Bettet och förvandlingen - <em>förvandlingen från människa till vampyr</em></li></ul><p> </p>

Pålning är en vanlig grundläggningsmetod för att överföra laster från överliggande konstruktioner genom svaga eller instabila jordlager till fasta jordlager eller berg. En typ av påle som ofta används är den slagna spetsburna betongpålen som slås ned genom till exempel lös lera till fast berg. 2011 trädde Eurokod in som gällande regelverk för dimensionering av bärverk. Införandet innebar förändringar i dimensionering av bland annat slagna spetsburna betongpålar. Företaget WSP i Norrköping har tidigare använt ett beräkningshjälpmedel för att få en uppfattning om en spetsburen betongpåles bärförmåga. Detta beräkningshjälpmedel blev i och med införandet av Eurokod inte längre giltigt. En önskan från WSP var att klargöra vad som gäller för dimensionering av spetsburna betongpålar enligt Eurokod och att ett nytt beräkningshjälpmedel skulle skapas om så var möjligt. När litteraturstudien för examensarbetet utfördes stod det klart att inget samlat dokument som beskrev alla delar av dimensionering av slagna spetsburna betongpålar fanns. Syftet med examensarbetet blev i och med det att sammanställa och tydliggöra gällande regelverk kring dimensionering av slagna spetsburna betongpålar. I den teoretiska referensramen sammanställs gällande regler och tillvägagångssätt för att utföra dimensioneringsberäkningar för en slagen spetsburen betongpåle. Det som sammanställts kan ses som ett förslag på hur dimensionering av en slagen spetsburen betongpåle kan genomföras. Resultatet visar att det är möjligt att skapa ett tillförlitligt beräkningsprogram som kan beräkna bärförmågan hos en spetsburen betongpåle enligt Eurokod. Vid jämförelsen av bärförmågan beräknad med det tidigare beräkningshjälpmedlet och det nya visade det sig att det nya ger en högre bärförmåga och framförallt ett noggrannare beräknat resultat.

Ground vibrations due to pile driving are part of a complex process. Vibration is generated from the pile driver to the pile. As the pile interacts with the surrounding soil, vibrations are transferred at the pile-soil interface. The vibration propagates through the ground and interacts with structures, both above ground and underground. The vibration continues into the structure where it may disturb occupants and/or damage the structure. In this thesis the study of the vibration transfer process due to pile driving is limited to the vibration source and the wave propagation in the soil. Vibration transmission to adjacent buildings and structures is not studied. However, impact of vibrations on buildings is briefly discussed in the literature study. It is important to accurately predict the magnitude of ground vibrations that result from pile driving in urban areas, both over- and underestimated vibration levels lead to increased costs. A lot of research has been performed within this field of knowledge, but a reliable and acknowledged prediction model for vibrations induced by pile or sheet pile driving is still needed. The objective of the research project is to increase the knowledge and understanding in the field of ground vibrations due to impact and vibratory driving of piles and sheet piles. This research project also aims to develop a reliable prediction model that can be used by practising engineers to estimate vibration due to pile driving. This licentiate thesis presents the first part of the research project and aims to increase the knowledge and understanding of the subject and to form a basis for continued research work. The most important findings and conclusions from this study are: The main factors influencing vibrations due to pile and sheet pile driving are; (1) the vibrations transferred from the pile to the soil, (2) the geotechnical conditions at the site and (3) the distance from the source. The vibrations transmitted from the pile to the soil depend on the vibrations transferred to the pile from the hammer, the pile-soil interaction and the wave propagation and attenuation in the plastic/elasto-plastic zone closest to the pile. There is today no prediction model that fulfils the criteria of the “perfect” prediction model; reliable but yet easy to apply. Future research should study the transfer of vibrations at the pile-soil interface, including the generation of a plastic/elasto-plastic zone in the area closest to the pile and how that affects the transfer of vibrations from the pile to the soil. / Markvibrationer på grund av pålning är del av en komplex process. Vibrationer genereras från pålmaskinen till pålen. När pålen kommer i kontakt med den omgivande jorden överförs vibrationer mellan påle och jord. Vibrationerna fortplantar sig som vågor genom marken och träffar byggnader och andra konstruktioner, både ovan och under jord. Vibrationerna fortsätter in i byggnaden där de kan orsaka störningar eller skador. I denna avhandling begränsas studien av vibrationsöverföringsprocessen till vibrationskällan och vågutbredningen i jord. Vibrationsöverföringen till intilliggande byggnader eller konstruktioner har inte studerats. Påverkan av vibrationer på byggnader diskuteras dock kort i litteraturstudien. Det är viktigt att på ett tillförlitligt sätt kunna förutsäga markvibrationerna på grund av pålning i stadsmiljö, både över- och underskattade vibrationsnivåer leder till ökade kostnader. Forskning har tidigare utförts inom detta område, men en tillförlitlig och allmänt accepterad prognosmodell för vibrationer på grund av pålning eller spontning saknas fortfarande. Syftet med forskningsprojektet är att öka kunskapen och förståelsen för markvibrationer som uppkommer vid installation genom slagning eller vibrering av pålar och spont. Forskningsprojektet syftar också till att utveckla en tillförlitlig prognosmodell som kan användas av yrkesverksamma ingenjörer för att uppskatta vibrationsnivåer orsakade av pålning. Denna licentiatavhandling presenterar den första delen av forskningsprojektet och syftar till att öka kunskapen och förståelsen inom ämnesområdet samt att skapa en plattform för det fortsatta forskningsarbetet. De viktigaste resultaten och slutsatserna från denna studie är: De huvudsakliga faktorer som påverkar vibrationer orsakade av pålning är; (1) de vibrationer som överförs från källan till jorden, (2) de geotekniska förhållandena på platsen och (3) avståndet från vibrationskällan (pålen). Vibrationerna som överförs från pålen till jorden beror på de vibrationer som överförs från pålmaskinen till pålen, påle-jord interaktionen samt vågutbredning och dämpning i den plastiska/elasto-plastiska zonen som bildas närmast pålen. Det finns idag ingen prognosmodell som uppfyller kriterierna för den ”perfekta” prognosmodellen; tillförlitlig men ändå lätt att tillämpa. Framtida forskning bör undersöka överföringen av vibrationer mellan påle och jord, innefattande uppkomsten av en plastisk/elasto-plastisk zon närmast pålen och hur det påverkar vibrationsöverföringen från påle till jord. / <p>QC 20130314</p>

The use of inclined piles is an efficient way to handle horizontal forces in constructions. However, if the soil settles the structural bearing capacity of each pile is reduced because of induced bending moments in the pile. There are several reasons for a soil to settle, e.g. if an embankment is built on top of a clay settlements will occur. There is currently no validated method in Sweden to analyse horizontal loading from a settling soil. In the current report a non-linear 3D finite element model is validated by a previously conducted field test and the results are compared to three different beam-spring foundations. These consist of a standard model where a subsoil reaction formulation is used, a model where the soil is considered as a distributed load, and a model with a wedge type of failure. Furthermore, a parametric study is conducted for a cohesionless material where the weight and friction angle of the soil material is varied. The standard soil reaction model yields an induced bending moment almost three times larger than the one obtained from the field test and the two other calculation methods. The latter beam-spring models should therefore be considered in practical design. These findings imply that inclined piles can be used in a far greater extent than previously expected, hence decreasing the cost for the project. / Användning av lutande pålar är ett väldigt effektivt sätt att ta hand om horisontalkrafter i konstruktioner. Om marken omkring pålen sätter sig orsakas ett böjmoment i pålen som sänker den strukturella bärförmågan av pålen. För närvarande finns ingen validerad metod i Sverige för att beräkna storleken av den horisontella kraften som orsakas av sättningarna. I den här studien har en ickelinjär 3D-FEM modell validerats mot ett tidigare utfört fullskaleförsök, dessa resultat har därefter jämförts mot tre olika 2D-diskretiseringar. Den första modellen som beskrivs är den som idag används vid påldimensioneringar. De två andra modellerna är baserade på en annan brottmekanism i påltoppen där jorden istället för en fjädermodell utgörs av en utbredd last med två olika formuleringar. Vidare har en parametrisk studie utförts med en friktionsjord där vikten och friktionsvinkeln på jordmaterial varierats. Den nuvarande 2D-diskretiseringen ger ett böjmoment i pålen som är närmare tre gånger större än det i fältförsöket uppmätta och de två föreslagna beräkningsmodellerna. Ett böjmoment så stort att pålens kapacitet teoretiskt blir obefintlig enligt nuvarande beräkningsmodell.

Sveriges geologi består mestadels av lös lera vid markytan följt av hård morän och hård berggrund på botten. Lös lera är inte gynnsamt vid grundläggning av konstruktioner pga. sättningar, dessa förhindras genom att påla ned till den hårda grunden. Pålning är en vanligt förekommande grundläggningsmetod i Sverige där pålsystem med varierande påltyper, längder och material används. Spetsburna pålar står för en stor andel av de olika påltyperna som används med anledning av landets hårda berggrund. Denna studie centreras kring tre olika varianter av spetsburna pålar: ihåliga stålpålar, betongpålar och betongfyllda stålpålar. Vid systemberäkningar betraktas spetsburna pålar ofta som fast inspända i hårt underlag såsom berg och hård morän där all last överförs nedåt genom pålspetsen. Därmed tas ingen hänsyn till bärförmågebidraget som uppstår till följd av friktion från kringliggande jord längs mantelytan. Detta innebär att pålarna beräknas ha en lägre styvhet än i verkligheten och förväntas därför komprimeras mer vid belastning i axiell led. På grund av detta förs ungefärliga värden in i systemberäkningar. Pålar kan inte undersökas eller repareras när konstruktionen väl har uppförts varför det är viktigt att redan vid projekteringsstadiet utföra mer korrekta systemberäkningar. Denna studie utfördes på uppdrag av vår industrihandledare med målet att utifrån parametrar såsom pållängd, last och axiella deformationer, simulera, beräkna och utvärdera skillnaden i styvhet för enskilda pålar, både med och utan inverkan från fjädringen i jorden. Fallstudierna består av två fall där endast homogena ler- och friktionsjordlager förekommer. Genom litteraturstudier och användningen av finita elementmetoden (FEM) i MATLAB kunde simuleringarna genomföras. Resultaten påvisar att jorden bidrar till en märkbar ökning av pålarnas styvhet i proportion till jordens djup. Vidare visar en analys av de olika fallen att friktionsjord har en större påverkan än kohesionsjord vid större djup. Vår slutsats är att jorden bör medräknas vid systemberäkningar innefattande långa spetsburna pålar, där en lyckad implementering av detta skulle kunna leda till en mer hållbar utveckling inom byggbranschen, sett ur ett miljö- och kostnadsperspektiv. Med denna rapport som grund rekommenderas att större vikt läggs vid jordens mantelbärförmåga samt möjligheterna för dess nyttjande i framtida projekt. / The Swedish landscape mostly consists of loose clay by the surface followed by hard moraine and hard bedrock at the bottom. Loose clay is an unfavorable soil formation for structural foundations due to its higher risk for settlements, which can be prevented by piling down to a hard soil layer. Piling is a common founding method in Sweden, whereat pile systems with varying pile types, lengths and materials are used. End bearing piles account for a large proportion of the different pile types used, considering the country's stable bedrock. This study focuses on three different variants of end bearing piles: hollow steel piles, concrete piles and concrete filled piles. During system calculations, end bearing piles are currently regarded as fixed to hard surfaces such as bedrocks and hard moraine where the entire load is transferred downwards through the pile tip. Thereby, no consideration is given to the contribution in bearing capacity that arises as a result of the friction from soil adhering along the shaft surface. This implies that the piles are estimated to have a lower stiffness than in reality and are therefore expected to be more compressed when axially loaded. This leads to the usage of approximated values in system calculations. Piles cannot be examined or repaired once the structure has been constructed, and it is thus important to perform more accurate system calculations during the design stage. This study was commissioned by our industrial supervisor with the aim of simulating, calculating and evaluating the difference in stiffness for individual piles, both with and without the influence of the surrounding soil friction, based on parameters such as pile length, load and axial deformations. The case studies consist of two cases where only homogeneous clay and friction soil layers occur. Through literature studies and the use of the finite element method (FEM) in MATLAB, the simulations could be carried out. The results show that the soil contributes to a noticeable increase of the piles’ stiffnesses in proportion to the soil depth. Furthermore, an analysis of the various cases shows that friction soil has a greater influence than cohesion soil at greater depth. Our conclusion is that the soil should be included in system calculations för end bearing piles, where a successful implementation of this could lead to a more sustainable development within the domain of construction, seen from an environmental and cost perspective. With this report as a basis, it is recommended that greater emphasis be placed on the soil’s bearing capacity and the possibilities for its utilization in future projects.

The official recommendations in geotechnical engineering are according to Swedish practice to install inclined driven piles in order to resist external horizontal loads, which usually consist of windloads. These loads gets counteracted by utilizing the pile's axial load-bearing capacity, however when designing a foundation the use of inclined piles has proven to be problematic from a number of different perspectives. This has made both engineers as well as contractors long for a solution where the piles instead are allowed to be installed vertically, which could be made possible by utilizing the lateral bearing capacity of the pile which occurs in connection with lateral resistance during pile-soil interaction. The present day knowledge about such an engineering procedure in Sweden has proven to be limited and consists mainly of one governing document, namely report 101 published by the Commission on Pile Research. The aim of our study is to test and evaluate the method in report 101 based on a number of different load cases related to lateral load effects during pile-soil interaction. An analytical method reproduced from the Commission on Pile Research's report has been implemented with help of Mathcad, a computer software for reuse of mathematical calculations. Decisive parameters that distinguish the different load cases have included external load impact in pile head, mechanical strength properties of friction or cohesive soil, along with cross-sectional dimensions and reinforcement content of piles etc. The results differed significantly depending on the loadcase, a majority of the given answers were also perceived as unreliable and in a number of load cases the method also failed to obtain an analytical solution. Our conclusion is that it is doubtful whether the elastoplastic method presented in report 101 in the end in practice benefits the engineer tasked with designing, this stands in stark contrast to an increasing demand for easily accessible knowledge within its field. / Pålar i samband med grundläggning har sedan en tid tillbaka enligt svensk praxis installerats snedslagna, detta för att med hjälp av pålens axiella bärförmåga motstå yttre horisontell lastpåverkan till följd av exempelvis vindlaster. Att snedställa pålar har visat sig vara problematiskt ur ett flertal olika perspektiv, en lösning som både konstruktörer och entreprenörer efterlängtat är att pålarna istället tillåts installeras rakställda. Detta skulle vara möjligt genom att nyttja pålens transversella bärförmåga som uppstår i samband med sidomotstånd vid interaktion påle-jord. Kunskap kring ett sådant dimensioneringsförfarande i Sverige idag har visat sig vara begränsad och till stor del bestå av ett styrande dokument, nämligen rapport 101 utgiven av Pålkommissionen. I denna studie har en analytisk handberäkningsmetod som återges ur Pålkommissionens rapport implementerats i beräkningsprogrammet Mathcad, detta i syfte att testa och utvärdera metoden utifrån ett flertal olika belastningsfall relaterade till transversell lastpåverkan vid interaktion påle-jord. Avgörande parametrar som skiljt de olika belastningsfallen åt har bl.a. utgjorts av hållfasthetsegenskaper hos friktion- eller kohesionsjord, tvärsnittsdimensioner och armeringsinnehåll hos påle, yttre lastpåverkan i påltopp. Resultaten skiljde sig åt markant beroende på typ av belastningsfall där en majoritet av svaren upplevdes som icke tillförlitliga och till ett flertal olika fall, utifrån vårt försök till implementering, klarade metoden heller inte av att erhålla någon analytisk lösning. Vi finner det därför svårt att tro att den elastoplastiska metoden som återges i rapport 101 i slutändan kommer till någon direkt praktisk nytta, vilket står i tvär kontrast mot ett uppenbart behov där lättillgänglig kunskap inom området efterfrågas.