Återanvändning av grundkonstruktioner

Fakulteten för teknik och samhälle

Återanvändning av grundkonstruktioner

Reuse of Foundations

Examensarbete – Byggingenjör 180 hp

VT- 2015

Helena Svelander

Amanda Åkerlind

Handledare:

Anders Peterson

ii

Sammanfattning

Dagens städer växer alltmer och upptar därmed värdefulla odlingsbara marker runtom staden. I och med detta kommer därför förtätning, omvandling och återuppbyggnad av städer genom exempelvis återanvändning av grundkonstruktioner bli en avgörande lösning. I samband med EU-projektet, RuFUS (Reuse of Foundations for Urban Sites), studerades hur olika metoder för återanvändning av grundkonstruktioner kan utföras. Detta har genomförts vid relativt många projekt i andra europeiska länder såsom Tyskland och England, men i Sverige är återanvändning ännu ovanligt.

Målet med arbetet har därför varit att undersöka hur vanligt det är med återanvändning av grundkonstruktioner i Sverige och hur detta eventuellt kan utvecklas. Utöver det har arbetets syfte varit att utreda hur framtida nybyggnationer och dess grundkonstruktioner ska förbättras för att möta den fortsatta urbaniseringsproblematiken vi står inför. För att skapa en bakgrundsförståelse angående arbetets problemformulering genomfördes först en litteraturstudie som presenteras i teorikapitlet. Därefter utfördes en enkätstudie och intervjuer vars syfte var att skapa en bild av hur situationen är i Sverige och vilka svårigheter som kan förekomma vid återanvändning av grundkonstruktioner.

Resultaten från enkätundersökningen och intervjuer visade att förekomsten av projekt med återanvändning av grundkonstruktioner i Sverige är relativt liten. Orsakerna till detta kan delvis bero på hinder som informationsbrist och okunskap i ämnet. Dessutom framgick det att osäkerheter förkommer kring hur grundkonstruktioner ska återanvändas på ett beprövat och säkert sätt. Framför allt var framhävdes svårigheterna som i förstudien och projekteringen fram, då det ansågs vara problematiskt att hitta underlag om den befintliga grundkonstruktionen.

Slutsatserna som har tagits utifrån litteraturstudien och enkätresultaten är att det kommer behöva vidtas ett flertal åtgärder för att underlätta återanvändningen av grundkonstruktioner. Exempelvis behöver dagens metoder som används för att testa den befintliga grundkonstruktionens kapacitet utvecklas så att de går att utföra på ett snabbt och enkelt sätt. Detta skulle i sin tur underlätta framtagandet av en tillförlitlig beräkningsmodell. En annan åtgärd skulle kunna vara att utforma standardiserade metoder som är pålitliga och enkla att tillämpa vid produktionen. Slutligen bör även tillgängliga och informativa relationshandlingar skapas vid nybyggnationer. I och med detta kan förutsättningarna förbättras för kommande projekt som ska återanvända grundkonstruktioner. Genom att vidta samtliga åtgärder skulle troligen fler aktörer inom byggbranschen få bättre kunskap inom ämnet och därmed skulle antalet projekt där grundkonstruktioner återanvänds öka.

iii

Abstract

Our aim has been to study the presence of reused foundations in Sweden and how it would be possible to improve these projects. Furthermore the purpose has been to examine how future constructions and its foundations will be evaluated and designed to meet the obstacles of urbanization we face.

The thesis is divided into a theory chapter consisting of a literature study, to create an understanding and to further perceive the aim. The results from the thesis is presented in a chapter which consists of an inquiry and interviews with key persons on this topic and further analyze of the potential and challenges with the reuse of foundations. The results from the survey showed that the presence of reused foundations in Sweden is rather low. The causes of this can be multiple, such as lack of information regarding the technique and unawareness of its existence. It is also apparent that there are uncertainties how to reuse the foundations in a proven, tested and safe technique. The study suggested that another main challenge is finding relevant data regarding the existing foundation.

In conclusion, the results of the survey and the literature study show that there are a number of measures which ought to be taken to create awareness and to simplify the reuse of foundations. It can be to create accessible and informative built documents which would facilitate the produce of reliable calculations. With the formulations of standardized methods which would be reliable and safer for the reuse of foundations as well as the produce and accessibility of more information for these kinds of projects.

iv

Innehållsförteckning

1.3 Syfte och frågeställningar ... 3

1.4 Avgränsningar ... 3

2 Metod ... 5

2.1 Litteraturstudie ... 5

2.2 Enkätundersökning ... 5

2.2.1 Val av enkätmetod ... 5

2.2.2 Datainsamling - definition (analysmetod) ... 6

2.2.3 Datainsamling - undersökningskvalitet (verifiering av data) ... 6

2.2.4 Val av målgrupp ... 7

2.2.5 Val av antal enkätdeltagare ... 7

2.2.6 Svarsfrekvens ... 7

2.2.7 Utformning och tillvägagångssätt ... 8

2.3 Intervjuer ... 8 2.3.1 Val av intervjumetod ... 8 2.3.2 Val av personer ... 9 2.3.3 Tillvägagångssätt ... 9 3 Teori ... 11 3.1 Svensk geologi ... 11 3.1.1 Jord ... 11 3.2 Grundläggningsmetoder i Sverige... 12 3.2.1 Direkt på berg ... 12 3.2.2 Plintar ... 12 3.2.3 Pålar ... 12 3.2.4 Utbredda plattor ... 13

3.3 Grundläggningsval vid nybyggnationer ... 13

3.4 Återanvändning av grundkonstruktioner... 15

3.4.1 RuFUS ... 15

3.4.2 Faktorer för återanvändning ... 15

3.4.3 Metoder för återanvändning av grundkonstruktioner ... 18

3.4.4 Kontrolltester av befintliga grundkonstruktioner ... 23

3.5 Återanvändning av grundkonstruktioner i Sverige ... 26

3.5.1 Fallstudie – Concordia i Malmö, Sverige. ... 26

3.5.2 Grundförstärkning... 29

3.6 Återanvändning av grundkonstruktioner i andra europeiska länder ... 30

3.6.1 England ... 30

3.6.2 Tyskland ... 32

3.7 Framtida grundläggning ... 34

3.7.1 Utformning ... 34

3.7.2 Mätningar av befintlig grundkonstruktion ... 35

v

4 Resultat ... 36

4.1 Enkät ... 36

4.1.1 Bakgrundsfakta ... 36

4.1.2 Har återanvänt grundkonstruktioner ... 37

4.1.3 Har inte återanvänt grundkonstruktioner ... 38

4.1.4 Underlätta återanvändning i framtiden ... 38

4.2 Intervju ... 40

5 Diskussion och Analys ... 41

5.1 Utformning av enkät ... 41

5.1.1 Val av enkätmetod ... 41

5.1.2 Val av målgrupp och enkätdeltagare ... 42

5.2 Enkätresultat ... 43

5.2.1 Bakgrundsfakta ... 43

5.2.2 Har återanvänt grundkonstruktioner ... 44

5.2.3 Har inte återanvänt grundkonstruktioner ... 45

5.2.4 Underlätta för framtida återanvändning och förtätning av staden ... 45

5.3 Analys av intervjuerna ... 46

5.3.1 Analys av tillvägagångssätt ... 46

5.3.2 Analys av intervjuresultat ... 47

5.4 Jämförelse mot andra europeiska länder ... 48

5.5 Kritisk reflektion ... 49

5.6 Förslag på vidare forskning ... 49

6 Slutsats ... 50

Referenser ... 51

Bilaga 1 - Enkätsvar ... 53

Bilaga 2 - Enkätstudie ... 70

Bilaga 3 – Cocordia, Malmö ... 81

1

1 Inledning

1.1 Bakgrund

Dagens städer står inför en omfattande förändring. Urbaniseringen i världen sker i en allt snabbare takt och prognoser från FN visar att invånarantalet i världens städer förväntas växa med totalt 2,4 miljarder fram till år 2050. Detta innebär att en urban markyta på 318 miljoner hektar, vilket motsvarar Indiens landyta, kommer krävas för att alla ska få plats (Moström, 2013).

Enligt Holm och Rankka (2006) har denna problematik i många urbana miljöer gjort att det börjar bli brist på markutrymme. Detta har i sin tur medfört att konflikter har uppstått i samband med utvecklingen av samhällsviktiga funktioner under mark och placeringen av nya byggnaders grundläggning. Konflikterna bygger på att dessa problem oftast kräver omfattande åtgärder vid nybyggnationer. När det kommer till gammal grundläggning som ska ersättas av ny grundläggning, undviks oftast rivning av det befintliga då det är en kostsam åtgärd. Vid borttagning av gammal grundläggning rörs jorden om och lastfördelningen i jorden förändras, vilket gör att den nya grundläggningens kapacitet sänks. Att flytta, reparera eller byta ut nedgrävda infrastrukturer, servicerör och annan service under marken är också dyrt. Hanteringen av både ny och gammal grundläggning samt infrastruktur och övrig service

under mark är därmed beroende av varandra vid nybyggnationer. Enligt Holm1 kommer dessa

konflikter efter ett antal decennier innebära att markutrymmet för nya byggnader och dess grundläggningar uteblir. Bristen på markutrymmet kommer då hålla tillbaka utvecklingen och minska den ekonomiska uthålligheten.

Därmed kommer förtätning, omvandling och återuppbyggnad av städer genom återanvändning av befintliga grundläggningar vara avgörande för att undvika utbredningen av städer och att värdefull åkermark tas i anspråk (Holm&Rankka, 2006)(Moström, 2013). År 2006 publicerades artikeln ”Grundkonstruktioner går att återvända” där Holm&Rankka (2006) undersökte möjligheterna med att återanvända grundkonstruktioner. I samband med artikeln uppmärksammades RuFUS (Reuse of Foundations for Urban Sites) som var ett projekt inom EU:s femte ramprogram för forskning och utveckling. RuFUS inleddes i början av 2000-talet och dess syfte var att undersöka samt ta fram arbetssätt med avseende på de hinder som finns vid återanvändning av grundkonstruktioner. Däribland utvärderades och gjordes en uppföljning av integritet, geometri och bärförmåga hos befintliga samt nya grundläggningar. Vidare togs även beslutsmodeller fram för projekt med återanvändning av grundläggningar och riskvärderingen i dylika projekt. Slutligen undersöktes ekonomiska och ansvarsmässiga frågeställningar i dessa. Som ett resultat av undersökningarna inom RuFUS publicerades en handbok under hösten 2006 som berör återanvändning och uppgradering av grundläggningar. Under hösten 2006 hölls konferensen “International Conference on Reuse

of Foundations for Urban Sites” (Butcher et al.2006b) i London där mer än 30 artiklar

presenterades (Holm&Rankka, 2006).

1

2

Året därpå 2007 presenterades rapporten, ”CIRIA – Reuse of Foundations”, som är en guide framtagen av sponsorer från ”CIRIA Core Programme”. Syftet med denna guide var att

förklara bakgrunden och nyckelproblemen som finns vid återanvändning av

grundkonstruktioner samt för att förbättra kunskaperna inom området (Laefer, 2011). Vidare var målet enligt Anderson et al (2007) att underlätta återanvändningen av grundkonstruktioner genom att förbättra insamlingen och bevarandet av dokument från aktuella pålningsprojekt. Parallellt med CIRIA arbetade företaget ARUP2 med att utveckla SPeAR®-diagram. Det är ett verktyg som har använts för att göra generella jämförelser för hur återanvända grundkonstruktioners livsduglighet ser ur för olika samhällen (Laefer, 2011). Enligt Strauss et al. (2007) gjordes en jämförelse av återanvändning av grundkonstruktioner i London med amerikanska städer. I studien undersöktes ”drivers” det vill säga pådrivande aspekter som är avgörande vid återanvändning av grundkonstruktioner. Aspekter som beaktas i samband med detta är bland annat plats, arkeologiska perspektiv, geologiska förhållanden, landvärde, hållbarhet och återvunnet material samt kostnadsmässiga förhållanden såsom pengaflöde och konstruktion.

Vid intervjuer med Holm3 och Danewid4 antyds att återanvändning av grundkonstruktioner i Sverige inte tillämpats praktiskt i så stor utsträckning som övriga länder i Europa, och då framförallt Tyskland och England. Inom RuFUS utfördes enligt Holm&Rankka (2006) två försök som undersökte hur pålintegriteten hos slagna och förtillverkade betongpålar kan mätas med hjälp av pålmetoderna, PS (Parallell Seismisk) och PIT (Pålens Integritet Test). Ett försök genomfördes på gamla pålar under en silobyggnad i Norrköpings hamn. Det andra ägde rum i samband med projektet ”Mitt i city”, där gamla pålar frilades vid rivningen av en byggnad i centrala Karlstad. Slutsatserna från dessa projekt var enligt Holm&Rankka (2006) att pålspetsen för en av pålarna i Norrköping ej kunde definieras med hjälp av PIT, vilket medförde att en alternativ metod behövdes för vidare utvärdering. Av pålmetoden, PS, drogs slutsatsen att denna metod i framtiden bör kunna tillämpas för att identifiera eventuella skador som kan uppstå vid lång utsträckning hos ett konstruktionselement. Detta kan till exempel uppkomma hos en böjd påle som är uppsprucken en längre sträcka. Utanför RuFUS har även andra projekt inom återanvändning av grundkonstruktioner bedrivits såsom projektet Concordia i Malmö. Projektet genomfördes år 2004 av företaget, Danewids Ingenjörsbyrå AB, och utfördes i centrala Malmö där den befintliga grundkonstruktionen återanvändes med kompletterande borrplintar.

2

http://www.arup.com/ (Hämtad 2015-05-07)

3

Göran Holm, Geolog vid SGI (Statens geotekniska institut), 2015-01-27

4

3

1.2 Problemformulering

I samband med RuFUS presenterades många användbara modeller och metoder med avseende på hur återanvändning av grundkonstruktioner kan ske. Förutsättningarna är därmed goda och anledningarna till att förtäta urbana miljöer genom att exempelvis använda redan befintliga grundkonstruktioner är många, däribland den allt jämt växande urbaniseringen. I jämförelse med andra europeiska länder såsom Tyskland och England är dock förekomsten av återanvända grundkonstruktioner vid svenska byggprojekt få till antalet. Hur kan det komma sig? Varför återanvänds inte en större andel då samhällsdebatten och incitamenten finns? Kan detta bero på okunskap inom aktuellt område?

1.3 Syfte och frågeställningar

Syftet med examensarbetet var att undersöka vad som har hänt sedan RuFUS och hur förekomsten av återanvända grundkonstruktioner ser ut i Sverige. Undersökningen baserades delvis på en enkätstudie vars mål var att ge svar på vilka problem som kan förekomma vid återanvändning av grundkonstruktioner samt hur dessa skulle kunna övervinnas. Vidare har arbetet studerat hur återanvändning av grundkonstruktioner i Sverige ser ut i jämförelse med andra europeiska länder. Slutligen berördes huruvida nybyggnationer och deras grundkonstruktioner kan förbättras för att möta problematiken med urbaniseringen på redan bebyggd mark.

Följande frågeställningar har undersökts under arbetets gång:

- Hur ser situationen ut med återanvändning av grundkonstruktioner i Sverige? - Hur ser återanvändning av grundkonstruktioner ut i andra europeiska länder? - Vilka svårigheter finns vid återanvändning av grundkonstruktioner?

- Hur ska framtida nybyggnationer och dess grundkonstruktioner förbättras för att möta den fortsatta problematiken med urbaniseringen?

1.4 Avgränsningar

Examensarbetet har främst fokuserat på att undersöka hur återanvändningen av grundkonstruktioner ser ut i dagens Sverige. Det finns många olika metoder att tillämpa vid grundläggning. Arbetet har därmed i början av teoridelen presenterat de vanligast förekommande grundläggningsmetoderna som används i Sverige. Därefter har arbetet huvudsakligen undersökt grundläggningsmetoden, pålning, då den är vanligast vid återanvändning av grundkonstruktioner.

I samband med denna undersökning begränsades valet av målgrupp och dess geografiska läge till de tre största svenska städerna; Malmö, Göteborg och Stockholm. Anledningen till detta var att återanvändningen främst sker i urbana miljöer och i detta fall ansågs därmed dessa städer vara mest aktuella. Vid jämförelsen av återanvändning av grundkonstruktioner mellan Sverige och andra europeiska länder berördes Tyskland och England.

4

Gällande den fjärde frågeställningen som berörde hur återanvändning av grundkonstruktioner i framtiden ska underlättas har arbetet endast fokuserat på vilka praktiska åtgärder som kan behöva vidtas. Detta arbete har således inte undersökt hur framtagningen av helt nya

konstruktioner ur ett livscykelperspektiv genom exempelvis Design for Disassembly (DFD)5

kan underlätta återanvändningen av grundkonstruktioner i framtiden.

5

Design for Disassembly (DfD) http://www.activedisassembly.com/guidelines/ADR_050202_DFD-guidelines.pdf (Hämtad 2015-06-11)

5

2 Metod

I detta kapitel ges en beskrivning av arbetets utförande och vilka metoder som har använts för att kunna besvara rapportens frågeställningar. Tillvägagångssättet under arbetet har delvis bestått av en litteraturstudie som behandlar den insamlade informationen till teorikapitlet samt en enkätundersökning och intervjuer för att undersöka aktuellt ämne. En närmare presentation av dessa metoder ges i nedanstående avsnitt.

2.1 Litteraturstudie

Arbetet med rapporten inleddes genom en litteraturstudie med målet att skapa grundläggande förståelse för problemområdet samt införskaffa teoretiska belägg. Fakta har utöver detta inhämtats från olika litteratur såsom avhandlingar, vetenskapliga rapporter, tidningsartiklar och konferensutdrag som har behandlat det aktuella ämnet. Litteraturstudien har därefter använts för att besvara den andra frågeställningen om hur återanvändning av grundkonstruktioner ser ut i Sverige i jämförelse med andra europeiska länder. I samband med litteraturstudien undersöktes därmed några svenska och europeiska fallstudier som har återvänt grundkonstruktioner. Dessa fallstudier har därefter jämförts mot enkätstudien och den svenska fallstudien, se kapitlet Diskussion och analys.

2.2 Enkätundersökning

Syftet med undersökningen var att den skulle besvara tre av arbetets frågeställningar. De frågeställningar som har besvarats var huruvida förekomsten av svenska projekt som återanvänder grundkonstruktioner såg ut samt vilka svårigheter som fanns med återanvändningen. Dessutom har undersökningen även använts för att få svar på hur återanvändningen av grundkonstruktioner kan förbättras för att underlätta i framtiden.

För att besvara dessa tre frågeställningarna stod valet av metod mellan intervjuer och enkätundersökning. I detta fall valdes en enkätundersökning, då denna metod kunde distribueras till många personer på olika orter och genomföras på kortare tid än intervjuer. I nedanstående avsnitt presenteras aktuell enkätundersökning såsom val av enkätmetod. Vidare redogörs hur den insamlade informationen från enkätundersökningen har hanterats för att kunna bedöma resultatet och därmed besvara arbetets frågeställningar. Slutligen beskrivs enkätutformningen.

2.2.1 Val av enkätmetod

Det finns enligt Kylén (2004) många olika alternativa sätt att genomföra en enkätundersökning på. Enkäten kan antingen distribueras och besvaras på papper eller på dator. Om frågorna utformas som pappersform kan de skickas till aktuell målgrupp eller delas ut på plats vid ett arrangerat möte, där de som besvarar enkäten sitter i ett rum. Nackdelen som dock uppstår i samband med dessa möten är att svaren inte blir genomtänkta. Datorbaserade frågor kan däremot enkelt skickas ut via internet eller besvaras i en datorsal där de som besvarar enkäten kan få hjälp.

6

Då målet med arbetet var att försöka ge en generell bild av förekomsten av återanvända grundkonstruktioner vid svenska byggprojekt var kravet att vald enkätmetod skulle kunna besvaras av relativt många personer. Dessutom behövde vald enkätmetod även kunna distribueras till personer som var belägna på olika platser i Sverige. På grund av detta ansågs därmed en datorbaserad enkätmetod vara enklast att tillämpa.

I denna undersökning användes en datorbaserad enkätmetod i form av en webbenkät, Sunet Survey, ett enkätverktyg som finns att tillgå via Malmö högskola. En av fördelarna som denna enkätmetod har gentemot andra metoder är att det slutliga svarsresultatet från alla i målgruppen redovisades på ett tydligt sätt. Exempelvis presenterades samtliga resultat under respektive fråga och på slutet sammanställdes alla svar som stapeldiagram, vilket därmed kom att förenkla analysarbetet.

2.2.2 Datainsamling - definition (analysmetod)

Insamlad data kan enligt Repstad (2007) definieras och klassificeras olika beroende på vilken metod som används för datainsamling. Det finns två metoder, en kvalitativ eller en kvantitativ metod. Skillnaden mellan dessa metoder är att ett kvalitativt forskningsprojekt bygger på att karaktärisera ett fenomens egenskaper eller framträdande drag. I huvudsak används texten som arbetssätt för att presentera insamlad data från exempelvis enkätundersökningar och intervjuer. I ett kvantitativt forskningsprojekt används däremot siffror i flera faser av forskningsprocessen, dels för att beskriva och jämföra en företeelse samt för att uttrycka statistiska samband mellan egenskaper. För att kunna besvara arbetets frågeställningar har merparten av undersökningen använt en kvalitativ metod. Enkätundersökningen behandlades till en början som en kvalitativ metod som därefter sammanställdes och utvärderades enligt en kvantitativ metod.

2.2.3 Datainsamling - undersökningskvalitet (verifiering av data)

Vid verifiering av insamlad data brukar begreppen validitet och reliabilitet användas som beskrivande mått på att tillräcklig undersökningskvalitet har uppnåtts (Repstad, 2007). I styckena nedan definierar Kylén (2004) innebörden med validitet och reliabilitet.

Validitet definieras som värdet av insamlad data och beskriver frågans förmåga att ge det korrekta svaret som frågan avser. Validiteten är därmed beroende av att det är relevant data som fås och bedöms efter hur användbar den är för att dra slutsatser om aktuellt ämne. Det är därmed viktigt att frågorna ställs på rätt sätt så att de som svarar ska förstå frågan och varför den ställs.

Reliabiliteten anger tillförlitlighet, det vill säga hur pass ”sanna” de insamlade uppgifterna är. Hur sann insamlad data är kan vara svårdefinierat, den kan exempelvis anses vara olika sanna beroende på personens synvinkel eller sakligt sanna fakta. När det gäller reliabilitet är det därför viktigt med frågeformuleringen. Frågorna ska vara enkla att besvara och svaren ska formuleras på ett entydigt sätt som gör att de endast kan tolkas på ett sätt. Svar från en individ ska inom ett område vara homogena, det vill säga att svaren ska peka åt samma håll.

Innebörden av dessa begrepp för aktuell enkätstudie har i sin tur beaktats i samband med kapitlet, Diskussion och analys.

7

2.2.4 Val av målgrupp

För att öka undersökningens reliabilitet är det viktigt att rätt målgrupp besvarar aktuell enkät (Kylén, 2004). I och med detta valdes målgruppen utifrån aktuellt problemområde, det vill säga en målgrupp bestående av olika aktörer från byggbranschen som har kunskaper inom aktuellt ämne. Vidare var målet att dessa aktörer även skulle vara verksamma både i projekterings- och produktionsskedet. Eftersom det troligtvis var i samband med dessa skeden som det skulle kunna förekomma eventuella svårigheter med återanvändning av grundkonstruktioner. På grund av detta bedömdes därmed olika aktörer såsom konstruktörer, geotekniker, entreprenörföretag och underentreprenörer vara mest lämpliga för aktuell enkätstudie. Dessa aktörer ansågs således ha lämpliga kunskaper inom aktuellt ämne och därmed representera en tillförlitlig målgrupp som i sin tur skulle kunna öka undersökningens reliabilitet. Därefter var målet med enkätstudien att dessa aktörer skulle vara verksamma på företag som troligtvis hade bedrivit grundläggningsprojekt. I samband med detta bestämdes att både stora och små företag från enkätstudiens valda städer skulle tas med i undersökningen. De företag som har deltagit i enkätundersökningen redovisas i bilaga 1. Vidare anser Kylén (2004) att utformningen av enkäten och målgruppens trovärdighet spelar en stor roll. Tillförlitligheten hos målgruppen kan delas upp i primära- och sekundära källor. Den så kallade primärkällan definieras som det urval som återger informationen i första hand medan sekundärkällan är det urval som återberättar vad andra har berättat. Primärkällor är därmed mer pålitliga och trovärdiga än sekundärkällorna, då de endast bygger på andras uppgifter. I aktuell enkätundersökning representerar därför målgruppen en primärkälla, då undersökningens syfte var att vald målgrupp skulle lyfta fram eventuella fördelar och nackdelar med återanvändning av grundkonstruktioner sett från både projekterings- och produktionsskedet. Detta kommer i sin tur medföra att undersökningens reliabilitet troligtvis förbättras.

2.2.5 Val av antal enkätdeltagare

Svårigheten under enkätarbetet var att bestämma hur många enkätdeltagare som skulle medverka i undersökningen för att tillförlitliga uppgifter skulle kunna uppnås. Dessutom var det svårt att hitta lämpliga aktörer inom byggbranschen att tillfråga. Efter en tids sökande beslutades därför att runt hundra aktörer skulle vara tillräckligt. Då detta antal bedömdes kunna ge en någorlunda generell bild om hur förekomsten av återanvändning såg ut om svarsfrekvensen var hög. När enkäten därefter skickades ut per e-post var det 106 stycken som blev tillfrågade om de ville vara med i undersökningen.

2.2.6 Svarsfrekvens

Nästa steg i enkätarbetet var att bestämma hur stor svarsfrekvensen skulle vara för att ett representativt urval skulle uppfyllas. Kylén (2004) skriver att tillförlitligheten i en undersökning styrs av bortfallet och antyder även att bortfall är ett problem för hur tillförlitliga uppgifterna blir vid analys- och slutsatsarbetet. Den största risken för bortfall är vid enkätundersökningar. För att få tillförlitlighet i analys och slutsatser bör bortfallen inte bli för stor. Det finns olika uppfattningar om hur stort bortfall enkäten kan ha men svarsfrekvensen bör vara minst 65 % av de tillfrågade. Dock påpekas att de som inte svarade kan representera en betydelsefull åsikt som skiljer från majoriteten av de som besvarade. Därför är det viktigt att svaren bedöms med hjälp av en bortfallsanalys. I detta arbete var det drygt 25 % som besvarade enkätstudien. Bortfallet var därmed relativt stort, men enligt

8

Kylén (2004) är alla inkomna svar accepterade även om de är få. Mer information om detta återges i kapitlen, Resultat samt Diskussion och analys.

2.2.7 Utformning och tillvägagångssätt

Enkätarbetet bestod inledningsvis av att utforma frågorna. Frågorna utformades både som slutna och öppna frågor. De slutna frågorna konstruerades både med flera svarsalternativ samt med ja och nej som svarsalternativ. De öppna frågorna utformades däremot så att enkätdeltagarna kunde utveckla deras åsikter. I början inleddes enkäten med generella frågor om enkätdeltagaren såsom arbetsroll, företag, geografiskt läge och allmänna frågor om deras grundläggningsprojekt. Enkäten delades därefter upp i två delar beroende på om aktuellt företag hade återanvänt grundkonstruktioner eller ej. Båda grupperna fick därefter besvara frågan om hur återanvändning av grundkonstruktioner kan förbättras i framtiden.

Därefter skrevs ett följebrev med en presentation för att motivera de som skulle besvara enkäten. I följebrevet presenterades en kort bakgrund, syfte med undersökningen samt allmänna anvisningar för hur enkäten skulle besvaras. Härtill beskrevs även när enkäten senast skulle vara besvarad och hur lång tid enkäten tog att besvara samt hänvisning till webbenkäten via länken. Enkäten inleddes med en presentation vars innehåll till stora delar hade samma information som följebrevet men var mer sammanfattat. När enkäten och följebrevet var klart skedde en kritisk granskning med hjälp av en testgrupp som fick läsa och ge åsikter på enkätundersökningen. Testgruppen bestod av sju personer där samtliga hade olika kunskapsnivåer om ämnet. Dessa personer var studiekamrater, familjemedlemmar och handledare för examensarbetet. Den slutliga utformningen av enkäten redovisas i Bilaga 2. Innan enkäten kunde skickas ut till målgruppen bestod det fortsatta arbetet av att hitta lämplig person på aktuellt företag och dokumentera dess kontaktuppgifter. Därefter distribuerades enkäten som ett utskick via e-post. Efter lite mer än en vecka efter utskicket skickades en påminnelse till dem i målgruppen som inte hade besvarat enkäten. Totalt var webbenkäten tillgänglig i 16 dagar för de medverkande och därefter uteslöts eventuella inkomna enkätsvar.

2.3 Intervjuer

Ett annat tillvägagångssätt under arbetes gång har varit att tillämpa intervjuer. Dessa intervjuer har bland annat använts för att besvara hur förekomsten med återanvända grundkonstruktioner ser ut i Sverige samt hur det ser ut i jämförelse med andra europeiska länder. Slutligen gav intervjuerna även svar på vilka svårigheter som finns vid återanvändning av grundkonstruktioner samt hur återanvändning av grundkonstruktioner ska förbättras i framtiden. I nedanstående avsnitt beskrivs val av intervjumetod och vilka som skulle intervjuas samt tillvägagångssättet.

2.3.1 Val av intervjumetod

Panelintervju användes vid samtliga intervjuer, vilket innebär att det var flera som intervjuade och en som blev intervjuad. Enligt Kylén (2004) är tanken att intervjuarna ska kunna belysa olika nyanser om aktuellt ämne. En person ställde frågorna och förde intervjun framåt, en så kallad huvudintervjuare. Den andra intervjuarens roll kunde vara att föra anteckningar och ställa enstaka frågor som kommit upp efter hand. På detta sätt minskades krockar under intervjuerna mellan de som ställde frågor. De flesta intervjuer skedde via telefon, då de flesta

9

som blev intervjuade var belägna på andra orter i Sverige. Den enda som intervjuades med personlig kontakt var Danewid6, då hans företag är verksam i Malmö.

2.3.2 Val av personer

Personer som valdes att medverka i intervjuerna bestämdes genom att personen i fråga hade kunskap om det aktuella ämnet och kunde bidra med ny information. Även deras åsikter kring återanvändning av grundkonstruktioner önskades komma fram och då skulle personerna ha arbetat med grundläggningsprojekt samt helst ha återanvänt. De som har blivit intervjuade presenteras i avsnittet, Tillvägagångssätt.

2.3.3 Tillvägagångssätt

Innan varje intervju förbereddes olika frågor med avseende på den person som skulle intervjuas. De flesta var korta frågor som enligt Kylén (2004) är i regel mer strukturerade medan längre frågor anses vara mer öppna. Utöver de förberedda frågorna ställdes frågor som kom upp under intervjuer från både intervjuarna och den som blev intervjuad. Detta ledde till en avslappnad stämning och att intervjuerna blev mer öppna.

I början av examensarbetet intervjuades Holm7 per telefon där han berättade om RuFUS-projektet och om ämnet, återanvändning av grundkonstruktioner. Därefter genomfördes en intervju med Danewid personligen på hans företag, Danewids Ingenjörsbyrå AB8. Då dem hade återanvänt grundkonstruktioner i ett projekt som Danewid presenterade lite kort om på en gästföreläsning vid Malmö högskola. Förutom att Danweid fick delge sina åsikter kring det aktuellt ämne, återanvändning av grundkonstruktioner, tillhandahöll han även under intervjun viss dokumentation såsom ritningar och rapporter från det nämnda projektet.

Under tiden när enkätstudien var igång kontaktade Folkeman9 oss per telefon. Han kunde nämligen inte besvara enkäten, men ville ändå lyfta fram några åsikter om återanvändning av grundkonstruktioner När enkätundersökningen var klar och sammanställd var det några av

enkätdeltagarna som hade angett deras kontaktuppgifter, däribland Widberg10 och

Lukkonen11. Kort därpå kontaktades Widberg per telefon som fick vidareutveckla några av hans åsikter om återanvändning av grundkonstruktioner. Vidare berättade han om företagets

(Keller grundläggning AB12) metoder som används vid grundförstärkning. Lukkonen

kontaktades däremot via e-post och i samband med detta skickade han viss dokumentation från ett projekt, där en byggnad hade grundförstärkts, vilket utfördes av företaget Grundförstärkning i Göteborg AB13.

6

Robert Danewid, VD/Teknologie Licentiat vid Danevidsingerjörsbyrå AB, 2015-01-27

7

Göran Holm, Geolog vid SGI (Statens geotekniska institut), 2015-01-27

8

http://danewids.se/ (Hämtad 2015-05-14)

9

Lars Folkemark, VD/Chefkonstruktör på Sture Byberg Ingenjörsbyrå AB, 2015-02-23

10

David Widberg, Teknikchef geoteknik på Keller grundläggning AB, 2015-03-16

11

Kai-Mikael Lukkonen, Arbetsledare på Grundförstärkning i Göteborg, 2015-03-17

12

http://www.kellergrundlaggning.se/ (Hämtad 2015-05-14)

13

10

Under varje intervju genomfördes anteckningar utifrån vad den intervjuade personen hade att berätta om aktuell fråga. Dessutom genomfördes inspelningar vid intervjuerna med Holm14 och Widberg15. Enligt Kylén (2004) kan inspelning och antecknande vara hämnande för intervjun då den som blir intervjuad kan känna sig besvärad. Men dessa noteringar behövs för att komma ihåg vad som togs upp samt vem som har sagt vad. Efter varje intervju sammanställdes alla anteckningar och tankar.

14

Göran Holm, Geolog vid SGI (Statens geotekniska institut), 2015-01-27

15

11

3 Teori

I detta kapitel redogörs svensk geologi, olika grundläggningsmetoder samt återanvändning av grundkonstruktioner i Sverige och andra europeiska länder. Avslutningsvis behandlas hur framtida grundläggningar kan utformas för att möta framtidens problematik med urbaniseringen och hållbart byggande.

3.1 Svensk geologi

I nedanstående avsnitt beskrivs de geologiska förhållanden som råder i Sverige, där all text refereras till Svensson (2011).

3.1.1 Jord

Jord brukar definieras som ett material uppbyggt av korn bestående av tre komponenter; fasta partiklar, luft och vatten. För att beskriva hur de fasta partiklarna påverkar namngivningen av en jordart samt vilka fysikaliska och tekniska egenskaper ett jordmaterial får används begreppet kornfraktion.

Det finns olika sätt för jord att bygga upp hållfastheten. Generellt brukar jordarterna med avseende på hållfasthetsegenskaperna delas in i tre huvudgrupper; friktionsjordarter, mellanjordarter och kohesionsjordarter.

Friktionsjord

Det som kännetecknar friktionsjord är att skjuvhållfastheten16 huvudsakligen byggs upp av friktionen mellan kornen där utfällningar mellan kornen (cementering) och skjuvmotstånd håller kornen på plats (dilatans). Andra kännetecken för denna jordart är dess relativt höga permeabilitet (k>10-5 m/s). Exempel på friktionsjord är de grovkorniga jordarterna samt block- och stenjordarterna.

Kohesionsjord

Kohesionsjord karaktäriseras däremot av att skjuvhållfastheten både byggs upp av friktion och kohesion i materialet. Kohesion innebär att kornen hålls samman på grund av elektriska bindningar på ytan hos kornen eller på grund av organiska beståndsdelar. Vidare är permeabiliteten hos denna jordart mycket låg (k<10-9 m/s). Exempel på kohesionsjord är lera, gyttja, dy och torv.

Mellanjord

Mellanjord är ur ett hållfasthetsperspektiv ett mellanting mellan friktions- och kohesionsjord. Vattengenomsläppligheten är för denna jordart relativ låg (10-5 m/s > k >10-9 m/s). Till mellanjord hör exempelvis silt och de blandkorniga jordarterna.

16

”Med skjuvhållfasthet (eller dagligt tal hållfasthet) menar vi alltså den maximala skjuvspänning som kan råda i en punkt i jorden innan brott uppstår.” Johansson, L. (2014) Kompendium Geoteknik. Malmö högskola.

12

3.2 Grundläggningsmetoder i Sverige

Enligt Strandberg (2014) är grundkonstruktionens uppgift att föra över lasten från byggnaden till marklagret under, den så kallade undergrunden. Detta ska genomföras på ett sätt som förhindrar att oönskade sättningar inträffar. Vid val av grundläggning bör hänsyn tas till undergrundens egenskaper samt byggnadens utformning och laster.

3.2.1 Direkt på berg

Isaksson et. al (2010) menar att om avståndet till berggrunden är kort är grundläggning direkt på berg att föredra. Om berget är blottat i dagen sprängs vanligtvis det översta lagret bort. Detta behöver inte vara beroende av tjäldjupet om dräneringen har utförts korrekt.

Det finns enligt Isaksson et. al (2010) olika metoder för att hindra glidning vid grundläggning på berg. En metod kan vara så kallad pallsprängning som innebär att berg sprängs bort och bildar horisontella ytor på olika nivåer. Ett annat alternativ för att förhindra glidning är injekterad bergdubb som fästes en bit in i berget och fortsätter upp i sulan. Bergdubb kan ta upp tvärkrafterna som kan uppstå. Den klarar även av dragkrafter vid pelare med stora moment, vilket kan leda till att grundsulan kan minskas.

3.2.2 Plintar

Isaksson et. al (2010) skriver att grundläggning med borrade plintar oftast används när markförhållanden inte är tillräckligt bra för grundläggning med kantförstyvad platta eller när fundamenten blir för stora. Metoden utförs genom att ett hål borras för plinten i marken som därefter fylls med betong efter eventuell armering för plinten. Det omkringliggande jordmaterialet påverkas inte av den gjutna plintens uppförande. Borrplintarna kan ta upp normalkraftlast, horisontallast och moment.

3.2.3 Pålar

Om belastningarna på undergrunden blir för stora och särskilt när det är djupt till fast grund eller vid ogynnsamma grundvattenförhållanden antyder Isaksson et. al (2010) att grundläggning på pålar kan vara det enda alternativet. Vanligen slås samtliga pålar vertikalt ner i marken eftersom den väsentliga lasten från byggnader är vertikal och den friktion som skapas mellan huskropp och undergrund tar upp horisontallaster. Vid stora horisontallaster slås pelarna med en lutning för att klara av att ta upp laster horisontellt.

Det vanligaste är att använda betongpålar men även material som trä och stål kan förekomma (Isaksson et al, 2010). Val av material kan ha betydelse för framtida förändringar som exempelvis vid eventuell grundvattensänkning. Om pålar som består utav trä är belägna under grundvattennivån kan rötangrepp uppstå på den del som förekommer ovan grundvattnet (Addis, 2006).

Isakssons et al. (2010) beskriver hur de två vanligaste metoderna, stödpålning och friktions- eller kohesionspålning tillämpas. Stödpålar slås ner till fasta och bärkraftigare lager, ofta ner till berg. Lasten från byggnaden överförs till pålspetsen, pålen kan då liknas med en pelare. Vid friktions- eller kohesionspålning slås pålen ned så pass djupt i jorden att lasten tas upp av friktionen eller kohesionen vid pålens mantelytor. Denna metod används när djupet till fast mark är för stort för att använda stödpålar. Det finns en risk för sättningar vid friktions- eller

13

kohesionspålning och därför bör dessa inte användas vid mycket stora byggnader som är känsliga för ojämnheter. Till skillnad från grundläggning med stödpålar där det i regel inte finns någon risk för sättning.

3.2.4 Utbredda plattor

Enligt Strandberg (2014) bör grundläggning av plattor utföras på fast undergrund som kan bestå utav sand, grus eller berg. Lasten från byggnaden förs ner via väggar eller pelare på plattan som fördelar ut lasten till undergrunden. Grundläggningsdjupet för plattan är avståndet från markytan till plattans underkant och bestäms bland annat av risken för tjällyftning och markens beskaffenheter.

3.3 Grundläggningsval vid nybyggnationer

Enligt Addis (2006) har alla städer två viktiga arv gällande den äldre konstruktionen som måste beaktas. Nämligen det som är ovanför marken, byggnader med betydelsefullt kulturvärde och det som är under marken det vill säga spår från befintliga historiska byggnader som inte ansetts vara värdiga nog att bevaras.

Vidare menar Addis (2006) att arvet från tidigare konstruktioner på en byggplats därmed innebär att det blir ett stort antal och stora volymer av grundläggningar. Det finns då enligt Anderson et al. (2007) fyra val som en geotekniker ställs inför vid grundläggningar vid nybyggnationer; undvika befintliga grundkonstruktioner, ta bort dem eller att antingen återanvända dem helt eller delvis. En sammanfattande bild på dessa olika val visas nedan i figur 1. Nedanför ges även en sammanfattning av de olika grundläggningsalternativen.

Figur 1. Olika grundläggningsalternativ vid nybyggnation (Anderson et al. 2007).

Alternativ 1 – Ny grundkonstruktion genom att undvika befintlig grundkonstruktion:

Den mest förekommande lösningen är enligt Anderson et al. (2007) att grundlägga en ny grundkonstruktion genom att undvika den redan befintliga grundkonstruktionen. I samband med detta grundläggningsalternativ orsakas dock potentiella problem för framtida bebyggelse. Exempelvis måste de nya pålarna klämmas emellan de befintliga pålarna eller så måste de gamla pålarna tas bort där nya pelarna ska placeras. Detta kan då leda till stora överföringskonstruktioner mellan pelarna och grundkonstruktionerna, vilket i sin tur kräver

14

högre pålkapacitet och därmed ökar de kostnads- och tidsmässiga faktorerna. Dessutom kan några pålar i den befintliga pålgrundläggningen förstöras, då de kan ligga för nära intill den tilltänkta placeringen för de nya pålarna.

Alternativ 2 – Ta bort befintlig grundkonstruktion och ersätt med en ny:

Ett annat alternativ kan enligt Addis (2006) vara att ta bort befintliga grundkonstruktioner. Detta är ett dyrt val, mellan två till fem gånger dyrare än kostnaden för en ny påle. Det kommer även orsaka en upplösning av det geotekniska tillståndet, vilket kommer leda till en negativ påverkan för andra grundkonstruktioner som är kvar i marken. Jord fungerar normalt bäst om den får ligga orörd, eftersom den troligtvis har funnits där i sitt ursprungliga tillstånd och jämviktstillstånd i flera decennier eller århundraden. Förstöra jord genom att ta bort grundkonstruktioner kan då ändra flödesmönstret hos grundvattnet under en byggnad, vilket kan ge följdeffekten på jorden. Tryckpåkänningar i jorden som är där för att tillhandahålla den nödvändiga friktionen för att hålla en intilliggande friktionspåle på plats kan då frigöras. I och med detta kan det horisontella jordtrycket minska på den intilliggande byggnadens grundkonstruktioner och därmed kan dessa grundkonstruktioner flytta sig, vilket i sin tur kan medföra att byggnaden ovanför deformeras och alternativt spricka.

Alternativ 3 – Komplett återanvändning:

Att återanvända grundkonstruktioner kräver enligt Andersson et al. (2007) undersökningar och verifiering av de befintliga grundkonstruktionernas kapacitet. Vid mindre förändringar på aktuell plats kan dessa kontroller av den befintliga grundkonstruktionen bli så omfattande att de i sin tur kan medföra högre kostnader. Erfarenheter har dock visat att återanvändning av existerande grundkonstruktion för tillfället är genomförbart där:

- pålkonstruktioner redan finns och att det omkringliggande området består av ännu tidigare pålar, arkeologi eller andra underjordiska verksamheter såsom tunnlar.

- nybyggnationen ger optimal matchning med pelarens rutnät och placering av de föregående grundkonstruktionerna.

- information om de befintliga grundkonstruktionerna är lättillgängliga och tillräckliga för att kunna skapa en tillförlitlighet för dess återanvändbarhet.

Alternativ 4 – Återanvändning och ny grundläggning (kombinerade grundkonstruktioner):

Nya grundkonstruktioner kan enligt Andersson et al. (2007) grundläggas för att komplettera kapaciteten hos de redan befintliga grundkonstruktionerna som ska återanvändas. Denna hybridlösning kan användas där de nya lasterna är högre än vad den befintliga grundläggningen klarar av eller om det finns osäkerheter med den ursprungliga pålkapacitet eller pålarnas kvalitet. Återanvändning kan enligt Butcher et al. (2006a) utföras genom tre olika metoder; global grundförändring, förbättring av lokala element eller kompletterande element. Global grundförändring innebär att utförandet av grundläggningen kan medföra en förändrad omgivning som påverkar grundläggningens förutsättningar, till exempel förändring

av bortforsling av jordmassor eller grundvattennivån. Att förbättra ett

grundkonstruktionselement lokalt kan innebära att öka dess bärighet eller minska eventuella lokala moment. Om denna förbättring inte är en tillräcklig åtgärd kan ett annat element adderas för att stödja eller komplettera det befintliga elementet.

15

3.4 Återanvändning av grundkonstruktioner

I detta kapitel berörs bland annat bakgrunden till återanvändning av grundkonstruktioner samt vilka fördelar som fås då grundkonstruktioner återanvänds. Dessutom förklaras olika

undersökningsmetoder som används vid förarbetet inför återanvändning samt

återanvändningsalternativ och kontrolltester av befintliga grundkonstruktioner.

3.4.1 RuFUS

De senaste årtiondena har inställningen till att återanvända grundkonstruktioner börjat förändrats. I och med EU-projektet RuFUS (Reuse of Foundations for Urban Sites) började nämligen pålitliga tekniska värderingar bli utvecklade och testade. Alternativet med att återanvända grundkonstruktioner börjar därmed bli mer och mer aktuellt. I en intervju med Holm17 berättar han att bakgrunden till RuFUS-projektet var en modernisering av de centrala delarna i London under de första åren på 2000-talet. De gamla byggnaderna revs och nya skulle uppföras på samma plats. Efter rivningen av de äldre husen fanns bara grundläggningen kvar och då introducerades idén om att återanvända de befintliga pålarna. Frågorna om det var möjligt och om de äldre grundläggningarna klarade av de nya lastfallen förblev dock obesvarade. Det visade sig att detta problem även fanns i andra stora städer i Europa. Det fanns inte heller några Eurokoder att tillämpa vid återanvändning istället resulterade det ofta i komplicerade beräkningar vilket kunde leda till många bekymmer till exempel problem med garantier och försäkringar. Resultatet av RuFUS blev bland annat en handbok, Reuse of

foundations for urban sites – a best practice handbook, som bland annat tar upp olika metoder

för att undersöka den befintliga grundläggningen och för att kunna tolka resultatet samt identifiera eventuella risker.

3.4.2 Faktorer för återanvändning

I urbana miljöer finns det olika nutida och framtida faktorer som påverkar återanvändning av grundkonstruktioner. Nedan kommer några att beröras. Fortsättningen av kapitlet 3.4.2 kommer referera till handboken skriven av Butcher et al. (2006a), om ingen annan källa anges.

Markbrist

Huvudanledningen till varför återanvändningen kan komma att öka i framtiden är bristen på utrymme i marken, något som redan nämnts i detta examensarbete. En del kan bero på att gammal grundläggning inte kan tas bort vid ersättning av ny grundläggning. När det kommer till grundläggning med pålar är det mer kostsamt att ta bort gamla pålar och ersätta med nya än att låta de äldre vara kvar i marken. Det är inte bara gamla fundament som grävts ner i marken utan också infrastruktur, servicerör och annan underjordisk service, se figur 2. Det är dyrt att flytta, reparera eller byta ut servicerör eller infrastruktur som kan finnas i marken. Detta leder till att deras placering måste tas i beaktning vid placering av nybyggnationer. När nya grundkonstruktioner ska uppföras får existerande tunnlar, rör etcetera inte påverkas, då vissa av dessa kan var känsliga för sättningar och annat. Detta kan leda till extra arbete som

17

16

grundundersökningar, modellering av konstruktionen samt mätningar under och efter uppbyggandet av konstruktionen. Allt detta kan bli kostsamma utgifter för projektet. Återanvändning av grundkonstruktioner kan lösa många av dessa problem eftersom marken då inte kommer påverkas i samma utsträckning.

Troligtvis finns det arkeologiska intressen i nästan alla stadskärnor. I vissa områden som är viktiga ur ett arkeologiskt perspektiv tillåts endast den grundkonstruktion som gör minst skada. Närliggande äldre byggnader och monument kan ta skada vid schaktning för nybyggnation eller annat som kan störa markens stöttande funktion. Dessutom kan ny grundläggning orsaka vibrationsskador på historiska byggnader, återanvändning av grundkonstruktioner tar bort denna riskfaktor.

I Sverige regleras det arkeologiska intresset genom Kulturmiljölagen (SFS 1988:950) som skyddar fornlämningar. Denna lag innebär att de inte får grävas ur, täckas eller flyttas utan tillstånd som utfärdas av Länsstyrelsen. Lagen innefattar även skydd av byggnadsminnen.

Figur 2 Bilden visar vad som kan leda till brist på utrymme i marken (Butcher et al. 2006a). Tekniska faktorer

De tekniska faktorerna kan vara den ökande förståelsen om den befintliga grundkonstruktionens beteende som kan tillåta högre belastning utan att riskerna blir större. För att kunna utnyttja hela grundkonstruktionens kapacitet behöver oftast både den nya och ursprungliga lasten bestämmas. De existerande grundkonstruktioner kan ha extra kapacitet, eftersom överkapacitet ofta inkluderades i den ursprungliga lasten som en säkerhetsfaktor. Förr användes inte noggranna beräkningsmetoder utan konstruktioner överdimensionerades oftast, denna överkapacitet kan användas vid återanvändning av grundkonstruktioner.

17

Ekonomiska faktorer

I de projekt där grundkonstruktioner återanvänds finns potentialen att minska kostnader för markundersökning, minska tiden för rivning och byggtiden av den nya grundkonstruktionen. Vid alla större byggarbetsplatser behöver en inventering göras av vad som finns i marken, vilka förutsättningar marken har samt hur den kan användas för att bära den aktuella byggnaden.

Produktionen är en kostsam del i projekten och grundläggningen är ett kritiskt läge, speciellt i urbana miljöer där det finns begränsat med plats och mycket folk i rörelse. All aktivitet som innebär en minskning av transport kan även minska projektets tid och kostnader. Exempelvis kan bortforsling av schaktmassor och material från den befintliga grundkonstruktionen i samband med framtagandet av en ny grundkonstruktion minskas vid återanvändning. Detta i sin tur innebär minskade transporter och därmed mindre kostnader. Priser för deponi förväntas att stiga framöver. Till exempel har Sveriges riksdag höjt deponiskatten tidigare i år (Avfall Sverige, 2015). Dessa höjningar kommer troligtvis leda till en ökad materialåtervinning. Även kostnaderna för tillverkning av konstruktionselement förväntas öka på grund av högre energikostnad och minskad tillgång på råvaror. Eventuella besparingarna som kan fås genom att återanvända grundkonstruktioner bör vägas mot de extra kostnaderna för överföring av struktur, ändring av befintliga pålens topp och undersökning av eventuella brister i pålen, se tabell 1.

Tabell 1 Potentiella extra kostnader och besparingar för återanvändning av grundkonstruktioner enligt Butcher et

al. (2006a). Potentiella besparingar med

återanvändning

Potentiella extra kostnader vid återanvändning

Byggtid för ny konstruktion Hoppassning med den nya

överbyggnaden

Råvaror och bearbetat material Utforma eller placera överbyggnaden

på nytt Bortforsling av material och

schaktmassor

Byggtid för lagning av eller ny grundkonstruktion

Miljöpåverkan av den nya grundkonstruktionen

Undersökning av befintlig grundkonstruktion

Ny design av grundkonstruktion i samband med projektering

Lagning av befintlig eller ny grundkonstruktion

18

Miljömässiga faktorer

Återanvändning av grundkonstruktioner kan leda till minskad användning av råmaterial eftersom nya fundament aldrig behöver skapas eller att den befintliga konstruktionen deponeras. Den totala energin som används blir lägre då mindre material nyttjas samt att viss produktion och transport uteblir. I rapporten Analys av lämpliga åtgärder för att öka

återanvändning och återvinning av bygg- och rivningsavfall (2015) skriven av Fråne et al.

nämner författarna EU:s avfallsdirektiv 2008/98/EC. I detta direktiv beskrivs återvinningsmålet för byggavfall som ska uppnå en återvinningsgraden motsvarande 70 procent senast år 2020. I början av 2015 var återvinningsgraden omkring 50 procent och därmed måste återvinningen enligt Fråne et al. (2015) öka markant de närmaste 5 åren för att klara av målet.

Transporter och grävning vid byggarbetsplatsen kan medföra mycket oljud och föroreningar i luften. För att minska utsläpp och oönskade ljud i urbana miljöer kan det finnas olika restriktioner i vissa städer till exempel att transporter till och från byggarbetsplatsen endast får ske under vissa tillåtna tider. En annan fördel med att återanvända grundkonstruktioner kan vara att risken för föroreningar eller nivåändringar i grundvattnet minskar.

3.4.3 Metoder för återanvändning av grundkonstruktioner

För att avgöra om återanvändning av grundkonstruktioner är möjlig finns det olika metoder, vilka utgår från den befintliga grundkonstruktionens förutsättningar såsom dess kapacitet och aktuella plats. Några av dessa metoder, RuFUS-, CIRIA- och SPeAR- metoden presenteras nedan.

RuFUS-metoden

I handboken, Reuse of foundations for urban sites – a best practice handbook, skriver Butcher et al.(2006a) om RuFUS-metoden, däribland redovisas metoden genom ett flödesschema för återanvändning av pålar, se figur 3. Det kan vara bra att använda flödesschemat vid start av nya projekt för att komma fram till om återanvändning är möjligt. Flödesschemat tar bland annat upp frågor gällande platsundersökningen, acceptansen hos intressenterna och om återanvändning skulle vara fördelaktigt för projektet. Genom att svara ja eller nej på de olika frågorna och sedan följa svaret till nästa fråga nås slutligen ett av de fyra alternativen; återanvända hela eller delar av den befintliga grundkonstruktionen, återanvända den befintliga grundkonstruktionen och komplettera med nya, installera ny grundkonstruktion och ta bort befintliga eller installera ny grundkonstruktion och tänka på framtida användning.

19

Figur 3. RuFUS-metodens flödesschema för återanvändning av pålar (Farrell & Laefer, 2014) CIRIA-metoden

En annan metod som också använder flödesschema är CIRIA-guiden, se figur 4. Guiden är enligt Anderson et al (2007) avsedd för alla typer av återanvändning av grundkonstruktioner. Några fördelar som kan uppnås vid återanvändning för alla grundtyper är den goda potentialen för hållbarhet och avfallsminimering. Merparten av forskningsinsatser har dock påvisat särskilda problem med återanvändning av pålar, då alternativen är färre på belastade platser med gammal djupgrundläggning.

20

Farrell & Laefer (2014) skriver att CIRIA-bedömningen ansågs identifiera viktiga punkter med aktuellt grundläggningsfall såsom kompabiliteten hos befintliga grundkonstruktioner och den nya tilltänkta konstruktionen. Dessutom antyddes den kunna identifiera kapaciteten och tillförlitligheten hos grundkonstruktionerna samt utreda tillgängligheten för alternativ grundkonstruktionslösning. Trots detta framhävdes några nackdelar med bedömningen såsom att många platser inte tog hänsyn till bristen på markutrymme, områdesgränser och arkeologi.

Figur 4. CIRIA-metodens flödesschema för återanvändning (Farrell & Laefer, 2014) SPeAR -metod

Den tredje metoden som Farrell & Laefer (2014) skriver om är den modifierade SPeAR-metoden, vilket är en förkortning för Sustainable Project Appraisal Routine (SPEAR) och utvecklades av företaget ARUP år 2000.

Syftet med SPeAR-metoden var enligt Farrell & Laefer (2014) att betona huvudsakliga nyttor med en återanvändningslösning. Principen med metoden byggde på att kvantitativ ingångsdata baserad på plats- och samhällsrelaterade faktorer tillämpades för att ta fram en visuell utgångsdata, se figur 5 och 6. Den visuella utgångsdatan bestod utav indikatorer med olika nivåer som redovisade metodens slutgiltiga resultat. För resultat som hamnade på nivåerna 1-3 betydde detta att återanvändningspotentialen var hög. Om resultaten däremot förekom på nivåerna 4-6 innebar detta i stället att återanvändbarheten var liten.

Fördelen med denna metod var enligt Farrell & Laefer (2014) dess förmåga att skapa en förståelse för återanvändningspotentialen för en plats. En nackdel med metoden var dock att säkerställd ingångsdata ibland ansågs vara svåra att erhålla, då metoden krävde att relaterade samhällsdata för aktuell plats måste hittas. Ytterligare en nackdel med metoden var att den saknade relaterad och djupgående överväganden från ingenjörsmässigt perspektiv. Trots att SPeAR-metoden tydligt indikerade de möjliga fördelarna med återanvändning av

21

grundkonstruktioner för en plats, ansågs detta vara otillräcklig information för att göra en faktisk bedömning med hänsyn till platsspecifika faktorer.

22

Figur 6. SPeAR-diagram för återanvändning (Farrell & Laefer, 2014). Sammanfattning av metoder

Sammanfattningsvis anser Farrell & Laefer (2014) att det kan finnas en viss oklarhet i RuFUS-metoden angående vilka olika faktorer som bör beaktas och att flödesschemat inte lyfte fram betydelsen av den befintliga grundkonstruktionens kapacitet. I jämförelse med RuFUS-metoden ansågs CIRIA-metoden vara mer fokuserad på grundkonstruktionsmaterial, kompabilitet, tillförlitlighet och kapacitet. CIRIA-guiden ansågs därmed ha bättre genomtänkta uppgifter om platsen, nämligen kompabiliteten mellan befintliga konstruktioner och de nya tilltänkta såväl som kvaliteten hos de tillgängliga handlingarna.

Vidare var det ingen av metoderna enligt Farrell & Laefer (2014) som hade beaktat de socioekonomiska och platsspecifika faktorerna. Om dessa aspekter inte beaktas kan fördelarna med en återanvändningslösning för grundkonstruktioner oavsiktligt förbises. Dock påpekades att SPeAR-metoden tog hänsyn till dessa faktorer, då denna metod behandlade platsspecifika faktorer såsom markvärdet, pengaflöde, hållbarhet och arkeologi. Slutligen kan det konstateras att ingen av metoderna tagit hänsyn till framtida återanvändning.

Utöver dessa metoder har även en föreslagen metod enligt Farrell & Laefer (2014) tagits fram vilket är en hybrid av de tre ovannämnda metoderna. Denna hybridlösning bygger på två steg, där steg 1 är en tillämpning av SPeAR-metoden. Medan steg 2 kombinerar element från både RuFUS- och CIRIA-metoderna för att producera ett alternativt flödesbedömningsschema.

23

3.4.4 Kontrolltester av befintliga grundkonstruktioner

Vid återanvändning av grundkonstruktioner är det enligt Butcher et al. (2006a) fördelaktigt att ha mycket information om den befintliga grundläggningen. Om det bara finns lite dokumentationen kan olika tester utföras för att samla in mer data kring bland annat utformningen och olika egenskaper.

NDT – Non Destructive Test

För att ta reda på grundkonstruktioners utformning, placering och egenskaper kan NDT (Non

Destructive Test) utföras. Enligt Butcher et al. (2006a) är NDT ett samlingsnamn för olika

tester som kan utföras på den befintliga grundkonstruktionen utan att den förstörs. På svenska kallas detta samlingsnamn för icke-förstörande metoder. Några av de vanligaste testmetoder presenteras nedan.

- Betong test Hammer är en av de mest använda NDT-metoderna och den ger snabbt resultat (Kuo et al. 2013). Testet utförs genom att trycka instrumentet mot pålens betong för att därefter få fram dess hållfasthet genom att mäta hårdheten på ytan och använda konverteringskurvor, se figur 7.

Figur 7. Betong test Hammer (Spectro, 2015)

- Ultraljudseko kan enligt Kohl et al., (2008) användas för mätning av tjocklek eller lokalisering av objekt. En sändare skickar ut ultraljudsimpulser som till viss del reflekteras när den stöter på annat material, se figur 8 (Kohl et al., 2008). Tiden för impulsen att komma tillbaka beräknas och då kan ett område med dålig betong upptäckas, eftersom tiden är längre än vid betong av bra kvalitet.

24

- Radar används för att upptäcka metall som till exempel armeringsstänger i betong. Enligt Kohl et al. (2008) går metoden ut på att en generator skickar elektromagnetiska impulser genom betongen som träffar armeringsstången som sedan reflekteras tillbaka, se figur 9. En mottagare fångar upp reflektionen och omvandlar den till tolkningsbar information.

Figur 9. Radar (Butcher et al. 2006a).

- PIT, (Pålens Integritet Test), används enligt Butcher et al. (2006a) för att mäta slagna pålars längd och deras egenskaper. En sensor placeras på pålen som samlar in responsen från ett slag med en slägga, se figur 10. Provningen bör utföras på pålens topp eftersom resultaten blir enklare att tolka än om provningen utförs längs sidan. När pålar är skarvade kan det enligt Holm & Rankka (2006) vara svårt att identifiera pålspetsen och man kan därför inte utvärdera pålens integritet.

- PS, (Parallell Seismisk), kan enligt Butcher et al. (2006a) tillämpas för att uppskatta pålarnas längd samt användas som en referens mot PIT. Metoden utförs genom att sensorer placeras på olika djup i marken, se figur 10. Därefter mäts responsen i marken från slaget vid pålens topp.

Figur 10. Modellen t.v. visar PIT-metoden och modellen t.h. PS-metoden (Butcher et al. 2006a).

- Mise-á-la-masse används enligt Butcher et al. (2006a) för att lokalisera ett förstärkningsområde på pålarna och för att mäta längden av stålpålar eller armering i betongpålar. Ett par strömelektroder används till denna metod där den positiva änden sätts fast på pålens topp vid en ledad del och den negativa änden placeras bredvid pålen, i ett nyborrat hål, se figur 11. De negativa elektroderna kan också placeras en

25

bit bort från pålen på marken (Mustopa et al., 2011). Vid båda fallen används en jordströmbrytare som placeras en bit bort från testplatsen. Genom de positiva elektroderna skickas signaler som den ledade delen av pålen sedan sänder ut och fångas upp av de negativa elektroderna. Därefter tolkas signalerna i en dator som tar fram önskad data.

’

Figur 11. Mise-á-la-masse med negativa elektroder i ett borrat hål (Butcher et al. 2006a). Konstruktionstest avseende kapacitet och användbarhet

Vid återanvändning av grundkonstruktioner behövs både dess kapacitet och beteende. Det kan vara nödvändigt att testa den befintliga grunden för att kontrollera att den kommer att klara av det nya lastfallet. Enligt Butcher et al. (2006a)beror valet av metod på vilken typ av last som ska tas fram. Nedan presenteras tre metoder som refereras till Butcher et al. (2006a).

- Statisk lasttest används för att få fram lastförskjutningen och kapaciteten hos pålar. Utförandet går ut på att belasta grundkonstruktionen med en bestämd last under en viss tid för att sedan kontrollera vad som har hänt med konstruktionen. Testet tar lång tid att utföra, är dyrt och tar mycket plats. Trots detta är metoden vanlig och är standardiserad både nationellt och internationellt.

- Dynamisk lasttest utförs genom att slå med en hejare på pålen och mäta resultantkraften samt rörelse intill pålen för att få fram pålens bärförmåga. Det går snabbare att genomföra dynamisk lasttest jämfört med statisk lasttest samt att flera pålar kan testas på samma dag. De höga belastningarna kräver att konstruktionen är kapabel att ta dessa laster utan att konstruktionsfel uppstår. För att ta fram den maximala belastningen hos pålen, utsätts pålen för iterativa belastningar tills brottgränstillståndet uppnås hos aktuell påle. Det vill säga det tillstånd, då pålen kan gå sönder.

- Snabbt belastningstest går ut på att en massa accelererar och träffar pålen som förs nedåt. Testet kan få fram belastningsförskjutningskurvor direkt med förbehåll för eventuella småfel. Detta test går relativt snabbt att utföra, vilket leder till att flera pålar kan kontrolleras samma dag. För att kunna tolka resultatet kan nya analysmetoder behövas och vid framtagning av pålens maxbelastning finns risk att den går sönder.