| dc.description.abstract | Det finnes en rekke metoder for beregning av aksiell kapasitet for friksjonspeler i sandige masser, og i Norge er det to metoder som anbefales av Norges Geotekniske Forening (NGF) og Statens Vegvesen. Den ene metoden med referanse til Peleveiledningen 1991, PV91-metoden, og NGI05-metoden fra Norges Geotekniske Institutt (NGI) hvor kapasitet er avhengig av resultater fra trykksondering og tidligere peleforsøk.
Det har vist seg at de to metodene kan gi store avvik i beregnet kapasitet for samme pel. Kapasitetsdifferansen mellom de to metodene kan ha stor betydning for bruk av materiale og utstyr, og har derfor økonomiske konsekvenser i tillegg til konsekvenser knyttet til konstruksjonssikkerhet. Optimalisering av materialbruk har også et bærekraftaspekt ved seg, ettersom besparelse av materialer som stål og betong har en positiv effekt på bygg- og anleggsprosjekters klimagassregnskap.
Det er i denne oppgaven undersøkt hva som ligger bak PV91-metoden og hvilke empiriske data som ligger til grunn for metodens anbefalinger for beregning av sidefriksjon. I tillegg er det etablert en database av internasjonale peleforsøk i sandige masser, som er brukt til å analysere PV91-metodens prediksjon av sidefriksjonsmotstand mot resultater fra peleforsøk. Det er også undersøkt hvor godt NGI05-metoden predikerer kapasitet i flere internasjonale databasestudier, sammenlignet med peleforsøk og andre moderne beregningsmetoder som også er basert på korrelasjoner fra trykksonderingsresultater.
For å finne ut hvor PV91-metoden kom fra, og hvilke data som ligger bak anbefalingene i metoden er det utført en litteraturstudie og samtaler med erfarne geoteknikere som har vært engasjert i pelearbeidet hos geotekniske fagmiljø i lang tid. Litteratursøket og intervjuene peker på at PV91-metoden er basert på blant annet Sv-metoden utviklet av Nilmar Janbu, og de empiriske dataene som angir sidefriksjonsfaktor er en samling av resultater fra peleforsøk og beregningsmetoder fra 1970-tallet satt sammen av Pelekomiteen i 1986.
Sammenligningen av PV91-metodens beregnede kapasiteter for sidefriksjon mot databasen viser stor spredning for forholdet mellom beregnet- og målt kapasitet. For peleforsøk i løst lagret sand og i sand med siltinnhold treffer metoden ganske godt, men overestimerer kapasiteten for noen av forsøkene. Ved økt lagringstetthet er metoden konservativ, og for de fleste forsøk er målt kapasitet flere ganger større enn beregnet. Sammenligning med strekkforsøk viser at metoden kan benyttes for peler belastet i strekk med de anbefalingene som gjelder for trykk, og ikke med halverte sidefriksjonsverdier som anbefalt i Håndbok V220 fra Statens Vegvesen.
NGI05-metodens prediksjon av sidefriksjon og total kapasitet i internasjonale databasestudier er vesentlig mer presis enn PV91-metodens prediksjon av sidefriksjon i denne databasestudien. Men NGI05-metoden overestimerer kapasiteten for flere av peleforsøkene og spesielt etter justering av kapasitet for tidseffekter. Dette betyr at det er noe usikkert om beregnet kapasitet fra NGI05-metoden gir friksjonskapasitet for korttid- eller langtidssituasjonen. Metodene ICP-05 og UWA-05 er de to metodene som presterer best i samtlige databasestudier som er gjennomgått i denne oppgaven. | |
| dc.description.abstract | There are several methods for calculating axial capacity for friction piles in sand, and in Norway there are two methods recommended by the Norwegian Geotechnical Institute (NGI) and National Public Road Administration (NPRA). One method with reference to the Pile Guidance 1991, the PV91-method, and the NGI05-method from NGI, where calculated capacity is depends on results from cone penetration tests (CPT), and correlations from historical pile test results.
It has been found that the two methods can produce large deviations in calculated capacity for the same pile. The discrepancy in capacity for the two methods can have significant impact on the use of materials and equipment, and potentially financial consequences as well as consequences related to structural safety. There is also a sustainability aspect related to optimization of material use, as saving of materials such as steel and concrete have positive effects on the emissions of greenhouse gasses of construction- and civil engineering projects.
This thesis investigates the PV91-methods in detail, and what empirical data underlies the method’s recommendations for calculating bearing capacity from side friction. Additionally, a database of international pile test results for piles in sand has been established, which has been used to analyse the PV91-method’s prediction of side friction resistance compared to pile load tests. It has also been investigated how well the NGI05-method predicts capacity in several international database studies, compared to other international methods that are CPT based and calibrated against pile test databases.
To find out how the PV91-method were made, and what data is behind the recommendations in the method, there was conducted a literature study and interviews with experienced geotechnical engineers who have been involved with research of piles and/or the Pile Guidance. The literature study and the interviews indicates that the PV91-method is based, among other things, on the Sv-method developed by Nilmar Janbu, and the empirical data behind the method’s recommendations are a collection of pile load test results from the 1970s, put together by the Pile Committee in 1986.
The comparison of the PV91-method’s calculated capacity for side friction against the database show a large spread for the ratio of calculated- and measured capacity. For pile tests in loose sand and in sand with content of silts, the method’s prediction of friction capacity is quite precise, but will overestimate the capacity for a few test piles. For test piles in medium dense and in dense sands the method shows to be conservative, and for most experiments the measured capacity is several times greater than calculated. Comparisons with test piles tested in tension, shows that the method can be used for piles also loaded in tension, in addition to compression which is recommended in the Pile Guidance 2019. This means that the recommendation from Handbook V220 from NPRA, in which capacity from friction should almost be halved in tension compared to compression, should be revised.
The NGI05-method’s prediction of side friction and total capacity compared to pile load tests in international database studies, is significantly more accurate than the PV91-method’s prediction of side friction in this database study. However, the NGI05-method overestimates capacity for several test piles in the studies, and especially after friction capacity is corrected for ageing effects. This means there is some uncertainty whether the capacity calculated with NGI-method is the long- or short-term capacity. ICP05- and UWA05 are the two methods that perform best in all of the database studies review in this thesis. | |
