Trafikverket planerar höghastighetsbanor i Sverige enligt riksdagsbeslut. De banor för höghastighetståg (250-320 km/h) som planeras för sträckorna Järna-Linköping respektive Göteborg-Borås bedöms att medföra omfattande behov av pålgrundlagda konstruktioner och bankpålningar. Detta med tanke på kraven avseende rörelse i spår som blir betydligt strängare än de som tidigare tillämpats för byggande av järnvägar. Speciellt för svenska förhållanden är att en stor del av pålningen utförs med slagna eller borrade slanka prefabricerade pålar i lösa eller mycket lösa jordar. Dessa pålar är ofta lämpliga och tekniskt/ekonomiskt optimala för grundläggning i svenska markförhållanden varför de kan förväntas användas även i framtida byggande av banor för höghastighetståg. 1.2 Syfte Projektet syftar till att utreda hur slanka spetsburna betongpålar slagna till fast botten genom lös jord påverkas av spårvibrationer och dynamiska laster på grund av höghastighetståg. 1.3 Omfattning av studie Projektet omfattar att genom litteraturstudier sammanställa ”State-of-Art” när det gäller vilken kunskap och forskning som finns tillgänglig respektive vilka utredningar som har gjorts avseende frågeställningen. Även övergripande kvarstående frågor som måste undersökas och utredas vidare ska sammanställas inom ramen av projektet. Utredningen avser endast spetsbärande slagna pålar av betong som nyttjas för grundläggning av påldäck och bankpålning. Rapporten består av 5 kapitel som har följande sammansättning. - Kapitel 1 ger en introduktion till frågeställning och studiens omfattning. - Kapitel 2 behandlar de aktuella geokonstruktionerna och gällande teknisk krav för höghastighetsbanor, samt dimensioneringsmetoder för geokonstruktionerna enligt svensk branschstandard. En kort genomgång av tåginducerade vibrationer och dess mekanism återges också i det kapitlet. - Kapitel 3 behandlar jords beteende vid cyklisk belastning för förståelse av problemställningen. - I kapitel 4 sammanfattas slutsatser av de i litteraturstudien hittad kunskap av cykliska lasters påverkan på pålar. - I kapitel 5 ges slutsatser från litteraturstudien, samt rekommendationer och behov av fortsatta studier och utredningar. 5 Slutsatser Frågeställningen, d.v.s. slagna spetsbärande slanka betongpålar under cyklisk belastning, har i sin helhet inte behandlats i litteraturen. Frågan har därför delats in i flera delfrågor och studerats separat för att sedan lägga ihop svaren för att få svar på ursprungsfrågan samt belysa de bitar som något svar inte har hittats. Följande slutsatser kan dras från föreliggande litteraturstudie: - Risk för kraftigt förstärkta vibrationsnivåer på grund av höghastighetsfenomen bedöms ej vara stor för järnvägsspår som är pålgrundlagda till fast botten för de i Sverige planerade tågfarter. För att helt kunna utesluta denna risk bör detta dock verifieras genom analys i numeriska beräkningsmodeller. - Pålens strukturella bärförmåga är beroende av den omgivande jordens styvhet och hållfasthet. Cykliska laster från påle kan ge upphov till att jordens styvhet och hållfasthet minskar och det kan i sin tur orsaka minskad strukturell bärförmåga för påle. - Med hjälp av numeriska beräkningsprogram kan pålens interaktion med jorden och jordens beteende modelleras på ett mer korrekt sätt i beräkning av pålens strukturella bärförmåga under cyklisk belastning än jämfört med elastiska linjens ekvation som används som praxis idag. - Risk kan finnas att sättningar uppstår för cyklisk belastade spetsbärande pålar p.g.a. att fenomen som cyklisk mobilitet eller cyklisk jordförvätskning uppstår i friktionsjorden. - För pålar under vertikal dynamisk belastning har man i litteraturen helt dominerande tittat på mantelbärande pålar. Mantelburna pålar får nedsatt geoteknisk bärförmåga vid cykliska belastning. Att spetsburna också får nedsatt bärförmåga går inte att frånskriva, men är troligen av betydligt mindre omfattning. - Samverkan av pålarna i pålgruppen under dynamisk belastning har större betydelse jämfört med statisk belastning av pålgruppen. - Dynamisk samverkan mellan pålarna i en pålgrupp är ett komplicerat fenomen som är frekvensberoende och avviker väsentligt från den statiska samverkan förutom i fallet av låga frekvenser. - Numeriska metoder bör användas för bedömning av pålgruppens respons under dynamisk belastning på grund av tågpassage.