Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Systemberäkning för långa pålar: En analys av samspelet mellan jordens och pålars styvhet genom friktion i axiell led
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Building Technology and Design.
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Building Technology and Design.
2019 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
System calculation for long piles : An analysis of the interaction between soil and pile stiffness through friction in axial line (English)
Abstract [sv]

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.

Abstract [en]

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.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 66
Series
TRITA-ABE-MBT ; 19149
Keywords [sv]
påle, jord, axiell led, tryckkraft, deformation, FEM, finita elementmetoden, MATLAB, styvhet, fjädrar, friktion, brottgränstillstånd
National Category
Geotechnical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-249638OAI: oai:DiVA.org:kth-249638DiVA, id: diva2:1304974
External cooperation
ELU Konsult AB
Subject / course
Structural Engineering
Educational program
Bachelor of Science in Engineering - Constructional Engineering and Design
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-05-09 Created: 2019-04-15 Last updated: 2019-05-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(8696 kB)55 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 8696 kBChecksum SHA-512
cad19b578ed94915b2cd35943012c873ed05b1e7351869e25e53f707d0c3004d9ae7532917904ada0ab9e1b8f390c4ba092b0f42504379b95182dac2b1f9c581
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Building Technology and Design
Geotechnical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 55 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 190 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf