Projekt 12133 – Avslutat Massundanträngning i samband med pålslagning i lera

Vid pålslagning uppkommer massundanträngning i undergrunden, vilken resulterar i rörelser i befintliga byggnader och anläggningar och därmed kan oönskade tvångskrafter induceras i dessa. Därför ställs ofta krav på maximalt tillåtna markrörelser i anbudshandlingen. Således behövs det metoder som möjliggör prognostisering av förväntade markrörelser så att den tekniska designen (till exempel val av påltyp) kan anpassas med hänsyn till de maximalt tillåtna markrörelserna.

Den metod som utgör rådande "svensk praxis" för prognostisering av de pålningsinducerade markrörelserna anses dock ha bristande tillförlitlighet. Därför initierades aktuellt SBUF-projekt med målsättningen att öka förståelsen för hur markrörelserna varierar utanför pålningsområdet vid pålslagning i lera samt att utveckla en förbättrad strategi och metodik för prognostisering av markrörelserna utanför pålningsområdet.

Fältmätningarna utfördes i anslutning till pålningen för ett av de blivande brostöden ingående i Partihallsbron i Göteborg. De viktigaste observationerna/slutsatserna från fältmätningarna är:
- Sidorörelsen är större än hävningen i samtliga mätpunkter.
- Markrörelserna sträcker sig längre ut än en pållängd från pålningsområdets ytterkant.
- Såväl sidorörelsen som hävningen i markytan varierar inte linjärt med avståndet från pålningsområdet.
- Markrörelsen mitt för pålningsområdets långsida är större än mitt för pålningsområdets kortsida i mätpunkter belägna på samma avstånd från pålningsområdets ytterkant.
- Den undanträngda jordvolymen bedöms motsvara volymen hos pålarna.

Baserat på en litteraturstudie har tre olika beräkningsmetoder, vilka kräver relativt olika stor arbetsinsats, nyttjats i syfte att prognostisera markrörelserna till följd av pålslagningen, nämligen:
- En analytisk beräkningsmetod, baserat på empiriska fältobservationer, vilken ursprungligen föreslogs av Lars Hellman och senare vidareutvecklades av Sven-Erik Rehnman kan numera sägas utgöra "svensk praxis".
- En analytisk beräkningsmetod vilken föreslogs av Sagaseta (1987). Denna metod är baserad på kontinuumsmekanik.
- Numeriska simuleringar (finita element metoden - FEM), varvid förhållandena vid såväl fältmätningarna som några mer komplexa hypotetiska situationer har studerats.

De viktigaste slutsatserna från jämförelserna mellan fältmätningarna och de teoretiska analyserna är:
- Hellman/Rehnman-metoden bör endast nyttjas för en grov uppskattning av storleksordningen på rörelserna i markytan. Metoden medger visserligen beräkning att rörelserna under markytan, men dessa avviker påtagligt från de uppmätta rörelserna.
- Sagaseta-metoden bör nyttjas om en bättre uppskattning av rörelserna i markytan erfordras. Metoden förefaller dessutom kunna nyttjas för bedömning av rörelserna under markytan.
- FE-analyser bör nyttjas för att erhålla bästa möjliga uppskattning av rörelserna i och under markytan. Om de byggnadstekniska förhållandena är "enkla" (horisontell markyta, homogen jord etcetera) är det dock tveksamt om det merarbete som FE-analyserna medför är motiverat jämfört med att använda Sagaseta-metoden.

Slutredovisningen utgörs av rapporten "Massundanträngning i samband med pålslagning i lera", Torbjörn Edstam, Skanska (49 sidor).