Un problema frecuente en la construcción de viviendas en el cono sur de Lima es el proceso constructivo de la cimentación. Al ser suelos en su mayoría arenosos y al excavar los cimientos en este tipo de suelo, se evidencia un peligro de deslizamiento del talud y, por consiguiente, un riesgo para la vida de los trabajadores. Ello se agrava con mayor intensidad cuando los trabajadores de estas obras no tienen los conocimientos técnicos necesarios para realizar una buena práctica constructiva en cimentaciones. La presente tesis tiene como objetivo contribuir a que estas construcciones tengan una adecuada cimentación de forma segura para todos, por lo que se condujo un estudio de zonificación geotécnica y se obtuvieron los tipos de suelo preponderantes en el distrito. El análisis se realizó en el distrito de Villa María del Triunfo, para lo cual se ejecutaron más de 500 calicatas, se realizaron los respectivos ensayos de laboratorio, se elaboró para cada calicata un perfil estratigráfico, se zonificó todo el distrito, se analizaron los tipos de suelos predominantes, y se ejecutaron los estudios pertinentes de estabilidad de taludes, para, finalmente, calcular las profundidades de cimentación de las tablestacas que puedan soportar excavaciones de hasta dos metros de profundidad. Por último, se concluye que la tablestaca de madera logra asegurar la estabilidad de los taludes en las excavaciones de hasta dos metros de profundidad en los tres tipos de arenas preponderantes en el distrito de VMT. / A frequent problem that arises when building homes in Lima’s Cono Sur is the process of building foundations. As the soils are mostly sandy and as this type of soil is excavated for the foundations, the risk of slope failure becomes evident, and consequently, so does the risk at which the workers’ lives are. This is more intensely aggravated when the workers at these worksites do not have the necessary technical knowledge to execute a good foundation-building process. The objective of this thesis is to help these constructions have adequate foundations safely for everyone, thus a geotechnical zoning study was conducted and the predominant types of soils in the district were obtained. The analysis was carried out in the Villa María del Triunfo district, hence over 500 trial pits were dug, respective laboratory tests were performed, a stratigraphic profile for each trial pit was developed, the entire district was zoned, the predominant types of soils were analyzed, and corresponding slope stability studies were undertaken, in order to, in the end, calculate the sheet pile foundation depths that can support excavations up to two meters deep. Finally, the conclusion shows that wood sheet piles managed to ensure slope stability in excavations up to two meters deep in the three different types of sand that are predominant in the VMT district. / Tesis

The thesis is focused on the reconnstruction of the "Old Bridge“ in Bratislava. Part of the reconstruction is the foundations of a new pier and redevelopment of an existing pier. The introduction provides an overview of methods used for the foundations within the river and from there onwards, the most suitable method haas been selected. The piers foundation is designed in several variants, coupled with the drawings. In conclusion, the variants were compared and the most suitable one was selected.

Västlänken i Göteborg är ett tunnelprojekt för järnväg som skall byggas under centrala Göteborg. Tunneln byggs genom både berg och lera, projektet kommer att använda sig av ett flertal tekniker och konstruktionslösningar. Västlänken är ett av de första stora infrastrukturprojekt i Sverige där slitsmurar används som permanenta konstruktioner. På uppdrag av Trafikverket har två olika typer av stödmurskonstruktioner undersökts med avseende på deras klimatpåverkan. Konstruktionslösningarna är en temporär spont med tillhörande tunnelvägg och en slitsmur. Slitsmuren används både som en temporär konstruktion under byggskedet och en del i den permanenta tunnelväggen. Slitsmurar har först nyligen blivit godkända att användas som delar av permanenta konstruktioner av Trafikverket. Av denna anledning finns det inte mycket information om konstruktionens klimatpåverkan. Syftet med rapporten är att undersöka klimatpåverkan från de två olika konstruktionslösningarna. Jämförelsen har gjorts med hjälp av livscykelanalyser för att få den mest övergripande analysen. En livscykelanalys (LCA) är ett verktyg för att synliggöra en produkts totala miljöpåverkan under dess livstid. Detta åstadkoms genom att alla de olika delprocesser som krävs för att skapa produkten inventeras och analyseras. LCA har utförts med datorprogrammet SimaPro och databasen Ecoinvent. I SimaPro har båda konstruktionslösningarna modellerats och deras miljöpåverkan sedan beräknats med ReCiPe 2016. Indata till LCA har samlats in från ritningar och diskussioner med experter på området. Resultatet från livscykelanalysen visar att slitsmurarna i detta projekt har större klimatpåverkan än konstruktionslösningen med spont och en platsgjuten betongmur. För slitsmuren står armering samt betong för den största delen av klimatpåverkan och för sponten är det den stora mängden stål som krävs vid de kraftiga dimensionerna. Då en del av konstruktionerna inom projektet ej var färdigprojekterad när denna rapport författades rekommenderas ytterligare studier på ämnet för att validera resultaten / The West Link Project is as tunnel project for the railroad that will be constructed below central Gothenburg. The project is built through clay and solid rock thus making use of several techniques and structural solutions. The West Link Project (Västlänken) is the first major infrastructure project in Sweden where diaphragm walls are used as a part of the permanent structure. Two different structures have been examined on behalf of the Swedish Transport Administration, with regards to their climatic impact. The two structures examined are a temporary sheet pile with a cast-in-place concrete wall that is used as a part of the tunnel wall, and a diaphragm wall. The diaphragm wall is used as an earth retaining wall during the construction stage and as a part of the permanent tunnel wall. Diaphragm walls have just recently been approved as parts of permanent structures by the Swedish Transport Administration. Due to this there isn’t a lot of information available on their climatic impact. The purpose of this paper is to examine the climatic impact of these two different structures. The comparison has been performed by the use of a lifecycle analysis to get the most comprehensive analysis. A lifecycle analysis (LCA) is a tool that helps to get a perspective on a product’s total environmental impact over the course of its lifetime. This is accomplished by doing an inventory of all the different processes involved in its production. For the LCA the computer program SimaPro, and the database Ecoinvent were used. In SimaPro both of the structure have been modelled and their environmental impact has been calculated with ReCiPe 2016.Input for the LCA have been gathered from drawings and communication with experts. The result of the LCA shows that in this project the diaphragm walls have a higher climatic impact than the sheet pile and concrete wall. With regards to the diaphragm wall the majority of its climatic impact is from the large amounts of reinforcement and concrete used. For the sheet pile the steel used to manufacture sheets of the dimensions used in the project is the largest contributing factor. Due to the fact that some of the structures in the project are still being at the design stage at the time of writing further studies are recommended to validate the results.

Le comportement géomécanique des ouvrages géotechniques à l’exemple des rideaux de palplanches est entaché d’incertitudes épistémiques liées aux hypothèses régissant le modèle géomécanique de calcul, mais aussi d’incertitudes aléatoires liées à la variabilité spatiale du sol. L’objectif principal de cette thèse est de mieux appréhender l’effet de ces incertitudes sur le comportement d’un rideau de palplanches. Pour cela le présent mémoire s’articule autour de quatre points principaux : Le premier point est relatif d’une part à l’analyse des hypothèses utilisées pour la modélisation géomécanique d’un rideau de palplanches et d’autre part à l’extension de la méthode des coefficients de réaction d’un système unidimensionnel basé sur une poutre et des appuis élastoplastiques à un système bidimensionnel de plaque orthotrope sur le même type d’appuis (MISS-CR-PLQ). Le deuxième point concerne la modélisation de la variabilité spatiale du sol. Après une comparaison entre deux méthodes de génération de champs aléatoires nous avons retenu la méthode Circulant Embedding pour son efficience. Plusieurs études paramétriques ont été menées pour analyser les effets des hypothèses prises lors de la génération des champs aléatoires. Le troisième point concerne la mise en place d’une démarche mécano-fiabiliste permettant d’intégrer la variabilité spatiale du sol pour le cas des rideaux de palplanches. Le quatrième point est consacré à l’application de la démarche développée pour un cas d’étude à travers des analyses probabilistes et fiabilistes. L’influence des paramètres statistiques (e.g. les longueurs de corrélations, la corrélation croisée, …), mécanique et géométrique a été étudiée. / The geomechanical behaviour of geotechnical structures such as sheet pile walls is subjected to epistemic uncertainties due to geomechanical models’ assumptions and also the aleatory uncertainties which could be related to the soil spatial variability. The main objective of this thesis is to gain more insight into the effect of these uncertainties on the sheet pile behaviour. To this end, this thesis focuses on four main issues: The first one is related on the one hand to the analysis of the used geomechanical hypotheses for modelling of retaining walls. On the other hand, to extend the one-dimensional subgrade reaction method which is based on a beam relying on elastoplastic supports to a two-dimensional system that call to an orthotropic plate relying on the same supports (MISS-CR-PLQ). The second issue concerns the soil spatial variability modelling. After a key comparison between two random field generation methods, we selected the Circulating Embedding method for its efficiency. Several parametric studies have been conducted to analyse the effects of different assumptions of random field generation. The third issue is related to the implementation of the proposed mechanical-reliability approach taking into account the soil spatial variability. The last issue is devoted to the application of the developed approach to a case study through probabilistic and reliability analyses. The influence of statistical parameters (e.g. correlation lengths, cross-correlation,...), mechanical and geometrical has been examined.

Målet med rapporten är att redovisa erforderliga maskiner, personal och erfarenhetsdata för sekantpålning. Detta kan utnyttjas vid jämförelse med andra pålningsmetoder av företag.   Sekantpålning används som en stödkonstruktion, vars uppgift är att stötta jordmassor vid schakt. De positiva egenskaperna med denna är en bidragande faktor till ett ökat utnyttjande av metoden. Genom att uppnå lägre vibrationsnivåer och minimera grundvattensänkning får metoden ett ökat mervärde. Sekantpålningsmetoden används i större utsträckning utomlands och det är först nu den börjar brukas i Sverige. Genom att Trafikverket har godkänt sekantpålning som en permanent konstruktion, kan metoden bryta ny mark i Sverige. Sekantpålningsmetoden i sig påverkas ej av det svenska mark- och klimatförhållandet. Det är den teknik som man utnyttjar vid sekantpålningen, som påverkas av de geologiska och hydrogeologiska förutsättningarna. Mark som består av rikligt med stenblock eller varierande sten storlekar bör man använda CSP-tekniken med foderrörsborrning. Tekniker som inte klarar av dessa markförhållanden är CFA och CAP, som istället utnyttjar en augerborr. Dessa tekniker utnyttjas när marken består av fastlera eller friktionsjord, vilket gör arbetet för augerborren betydligt lättare än om marken består av stenblock.   Slutsatsen i rapporten visar att sekantpålning är det dyrare alternativet och att metoden inte kan konkurrera med de mer konventionella stödkonstruktionerna ur kostnadssynpunkt. För att sekantpålningen ska vara fördelaktig måste metoden ses ur ett större perspektiv och hänsyn tas till omgivningspåverkan och markförhållanden. På så sätt kan ett mervärde skapas. Metoden lämpar sig väl i innerstadsmiljö med närliggande byggnader, då buller och vibrationer är en påverkande faktor. Projekt som har utnyttjat sekantpålningsmetoden har varierande kostnader, då de har använt olika sekantpålningstekniker. Vid Norra länken 12 och 22 tillämpades CSP-tekniken som hade en kapacitet till att göra 2,5 pålar per dag till en kostnad av 11.500 kr/m². Vid Bargers plats i Malmö tillämpades CFA-tekniken till en kostnad av 2.500 kr/m². Vid Folkungagatan i Stockholm användes CAP-tekniken till en kostnad av 4.500 kr/m². Metoden har både för och nackdelar. Fördelarna är att metoden är flexibel vilket innebär att den kan anpassas efter önskad geometri. Metoden bidrar till mindre vibrationer som i sin tur minimerar risken för sättningar. Nackdelarna är att sekantpålning är dyrare än konventionella stödkonstruktioner p.g.a. att metoden är tidskrävande. Vid sekantpålning som permanent stödkonstruktion görs efterspänning av ankarstag som är tidskrävande. I rapporten presenteras byggprojekt där sekantpålning använts. Projekt som redovisas i rapporten är Odenplan station, Spjutmo kraftstation, Norra länken 12 och 22, Bagers plats och Folkungagatan. / The goal of the report is to present machines, staff and requisite experience data within secant piling. The information may be utilized in comparison with other piling methods by corporations. Secant piling is used as a support structure whose task is to keep the soil from sliding in to the pit during excavation. Its positive aspects of the environment are a contributing factor to increased use of the method. By achieving lower vibration levels and minimize the reduction in the groundwater level, the method adds value. The secant pile method is extensively used abroad and nowadays it begins to be operated in Sweden. Now when Trafikverket has approved secant piling as a permanent structure, the method can lead to more usage in Sweden. The secant pile method in itself is not affected by the Swedish soil and climatic condition. It is the technique you are utilizing when using secant piling that’s affected by the geological and hydrogeological conditions. Soil that is consisting of boulders or variable stone sizes should use CSP technology with casing drilling. Techniques that don’t work in these soil conditions is CFA and CAP, which instead uses an auger drill. These techniques are utilized when the soil consists of solid clay or friction soil, which makes the work of the auger drill much easier than if the land consists of stone blocks. The conclusion of the report indicate that secant piles are the more expensive option, and that the method cannot compete with the more conventional support structures in that regard. To understand that secant piles will be beneficial the method must be seen from a broader perspective and you have to look at the impact of the surroundings and the soil conditions. In this way, added value is created. The method is suitable in urban setting with nearby buildings, where noise and vibration is an influencing factor. Projects that have embraced the secant pile method have varying costs, since they have used different secant pile techniques. At Norra länken 12 and 22 they used the CSP technology that had a capacity to make 2.5 piles per day at a cost of 11,500 SEK/m². In Bagers Plats in Malmö they used the CFA technology at a cost of 2,500 SEK/m². At Folkungagatan in Stockholm they used the CAP technology at a cost of 4,500 SEK/m². The method has both advantages and disadvantages. The advantages are that the method is flexible which means that it can be adapted to the desired geometry. This method helps to reduce vibration, which in turn minimizes the risk of subsidence. The disadvantages are that secant piling is more expensive than conventional supporting structures because of the method is time consuming. When secant piles that are used as a permanent support structure the anchor rods have to be tightened often and that is time consuming. The report presents the construction projects where secant piling is used. Projects presented in the report are Odenplan station, Spjutmo kraftstation, Norra länken 12 and 22, Bagers plats and Folkungagatan.

Design of retaining structures depends upon the load which is transferred from backfill soil as well as external loads and also the resisting capacity of the structure. The traditional safety factor approach of the design of retaining structures does not address the variability of soils and loads. The properties of backfill soil are inherently variable and influence the design decisions considerably. A rational procedure for the design of retaining structures needs to explicitly consider variability, as they may cause significant changes in the performance and stability assessment. Reliability based design enables identification and separation of different variabilities in loading and resistance and recommends reliability indices to ensure the margin of safety based on probability theory. Detailed studies in this area are limited and the work presented in the dissertation on the Optimum design of retaining structures under static and seismic conditions: A reliability based approach is an attempt in this direction. This thesis contains ten chapters including Chapter 1 which provides a general introduction regarding the contents of the thesis and Chapter 2 presents a detailed review of literature regarding static and seismic design of retaining structures and highlights the importance of consideration of variability in the optimum design and leads to scope of the investigation. Targeted stability is formulated as optimization problem in the framework of target reliability based design optimization (TRBDO) and presented in Chapter 3. In Chapter 4, TRBDO approach for cantilever sheet pile walls and anchored cantilever sheet pile walls penetrating sandy and clayey soils is developed. Design penetration depth and section modulus for the various anchor pulls are obtained considering the failure criteria (rotational, sliding, and flexural failure modes) as well as variability in the back fill soil properties, soil-steel pile interface friction angle, depth of the water table, total depth of embedment, yield strength of steel, section modulus of sheet pile and anchor pull. The stability of reinforced concrete gravity, cantilever and L-shaped retaining walls in static conditions is examined in the context of reliability based design optimization and results are presented in Chapter 5 considering failure modes viz. overturning, sliding, eccentricity, bearing, shear and moment failures in the base slab and stem of wall. Optimum wall proportions are proposed for different coefficients of variation of friction angle of the backfill soil and cohesion of the foundation soil corresponding to different values of component as well as lower bounds of system reliability indices. Chapter 6 presents an approach to obtain seismic passive resistance behind gravity walls using composite curved rupture surface considering limit equilibrium method of analysis with the pseudo-dynamic approach. The study is extended to obtain the rotational and sliding displacements of gravity retaining walls under passive condition when subjected to sinusoidal nature of earthquake loading. Chapter 7 focuses on the reliability based design of gravity retaining wall when subjected to passive condition during earthquakes. Reliability analysis is performed for two modes of failure namely rotation of the wall about its heel and sliding of the wall on its base are considering variabilities associated with characteristics of earthquake ground motions, geometric proportions of wall, backfill soil and foundation soil properties. The studies reported in Chapter 8 and Chapter 9 present a method to evaluate reliability for external as well as internal stability of reinforced soil structures (RSS) using reliability based design optimization in the framework of pseudo static and pseudo dynamic methods respectively. The optimum length of reinforcement needed to maintain the stability against four modes of failure (sliding, overturning, eccentricity and bearing) by taking into account the variabilities associated with the properties of reinforced backfill, retained backfill, foundation soil, tensile strength and length of the geosynthetic reinforcement by targeting various component and system reliability indices is computed. Finally, Chapter 10 contains the important conclusions, along with scope for further work in the area. It is hoped that the methodology and conclusions presented in this study will be beneficial to the geotechnical engineering community in particular and society as a whole.

Vid utvidgning av befintliga hamnar kan den relativt nya metoden stabiliserade/solidifierade (S/S) förorenade muddermassor användas i anslutning till spont. S/S metoden används för att binda föroreningarna fysikaliskt eller stänga in dem samt för att förbättra massornas hållfasthets- och deformationsegenskaper. Istället för att deponera dessa, ofta förorenade, muddermassor till ett högt pris kan det återanvändas i hamnkonstruktionen som ett byggmaterial. Det finns få rapporter som behandlar stabiliserade massor i anslutning till spont och hur de samverkar, vilket gör att det inte finns tydliga riktlinjer för hur metoden ska användas. Dessutom finns det stora osäkerheter kring hur utvecklingen av den odränerade skjuvhållfastheten ökar över tid och hur den kan tas hänsyn till vid projekteringen och därför kan metoden inte utnyttjas på ett effektivt sätt. Den odränerade skjuvhållfastheten utvärderas som halva tryckhållfastheten. Syftet med studien är att kunna prognostisera hur jordtrycket mot en spont beror på de S/S -behandlade muddermassornas egenskaper. Vidare har en projekteringsmetodik till S/S massor i anslutning till spont föreslagits. För att svara på detta har en litteraturstudie gjorts för att samla bakgrundsinformation och skapa en djupare förståelse för ämnet. Därefter gjordes en parameterstudie i FEM-programmet PLAXIS. Resultatet från parameterstudien kunde sedan jämföras med tidigare fält- och laboratorieförsök där egenskapernas förändringar över tid har studerats. Med detta som bakgrund kunde en projekteringsmetodik föreslås. Muddermassorna kan initialt liknas vid en vätska som orsakar ett hydrostatiskt tryck mot sponten. Med tiden kommer massorna härda och därigenom ökar hållfastheten, detta gör så att det horisontella jordtrycket minskar samtidigt som en vertikal pålastning sker vilket ökar det horisontella jordtrycket. Från litteraturstudien kunde det även ses att muddermassornas slutgiltiga hållfasthet och tillväxt beror på bindemedelsmängd och kombination som i sin tur måste anpassas efter muddermassornas vattenkvot och organisk halt. Från parameterstudien kan slutsatsen dras att en av faktorerna som har en större påverkan är hur hög skjuvhållfastheten är efter första härdningen när alla muddermassor har pumpats på plats samt förhållandet mellan skjuvhållfastheten och elasticitetsmodulen och hur de utvecklas. I den föreslagna projekteringsmetoden rekommenderas att dräneringstyp odränerad A och materialmodell Mohr-Coulomb ska användas vid simuleringar. Då det finns så stora osäkerheter kring S/S muddermassor anses materialmodell Mohr-Coulomb vara fullt tillräcklig jämfört med andra mer avancerade modeller då det finns stora osäkerheter kring indatan. Dräneringstyp odränerad A är den mer avancerade dräneringstypen av de tre och tar hänsyn till fler parametrar. Eftersom det kommer ske en utveckling av friktionsvinkel kommer modellen ge en bättre representation. / When expanding existing ports, the relatively new method ofvstabilized/solidified (S/S) contaminated dredged material can be used in connection with a sheet pile wall. The S/S method is used to physically bind the contaminants or trap them and to improve the strength and deformation properties of the masses. Instead of depositing these, often polluted, dredged materials at a high price, it can be reused in the port construction as a buildingmaterial. There are few reports that deal with stabilized masses in connection with a sheet pile wall and how they interact, which means that there are no clear guidelines for how the method should be used. In addition, there are great uncertainties about how the development of the undrained shear strength increases over time and how it can be taken into account in the design and therefore the method cannot be used in an efficient manner. The undrained shear strength is evaluated as half of the compressive strength. The purpose of the study is to be able to forecast how the earth pressure against a sheet pile wall depends on the properties of the S/S-treated dredged material. Furthermore, a design methodology for S/S material in connection with sheet pile wall has been proposed. To answer this, a literature study has been done to gather background information and create a deeper understanding of the subject. A parameter study was also done in the FEM-program PLAXIS. The results from the parameter study could then be compared with previous field and laboratory experiments where the changes in properties over time have been studied. With this as a background, a design methodology could be proposed. The dredged masses can initially be likened to a liquid which causes a hydrostatic pressure against the sheet pile wall. Over time, the masses will harden and thereby increase the shear strength, this means that the horizontal earth pressure decreases at the same time as a vertical loading takes place, which increases the horizontal earth pressure. From the literature study, it could also be seen that the final shear strength and growth of the dredged material depends on the amount of binder and combination, which in turn must be adapted to the water content and the organic content. From the parameter study, it can be concluded that one of the factors that has a greater impact is how high the shear strength is after the first hardening when all dredged materials have been pumped in place and the relationship between the shear strength and modulus of elasticity and the development. In the proposed design method, it is recommended that drainage type undrained A and material model Mohr-Coulomb should be used in simulations. As there are such large uncertainties regarding S/S dredged materials, the Mohr-Coulomb material model is considered to be fully sufficient compared with other more advanced models as there are large uncertainties regarding the input data. Drainage type undrained A is the more advanced drainage type of the three tested and takes the materials friction angle into account. Which will give a better representation.