Permanent sekantpålning med CCFA-metoden i urbana miljöer. Utförande och klimatpåverkan.

Abstract (Swedish)

I denna rapport jämförs två olika grundläggningsmetoder med fokus på deras praktiska
tillämpning och tillhörande klimatpåverkan i urbana miljöer. Syftet är att undersöka,
belysa och öka kunskapen om mindre beprövade grundläggningsmetoder i Sverige,
samt öka förståelsen för deras potentiella fördelar. Jämförelsen fokuserar på hur en
permanent bärande sekantpålevägg utförd med CCFA-metoden kan vara ett alternativ
till sedvanlig profilerad stålspont som stödkonstruktion och en på plats formad och
gjuten källarvägg.

Sekantpålar är förekommande grundläggningskonstruktioner i större infrastrukturprojekt men användas sällan för kommersiella fastigheter i urbana miljöer. CCFA-metoden
erbjuder flera fördelar vilket gör det intressant att utreda och jämföra mot vad branschen
idag anser är praxis d.v.s stålspont och traditionellt platsgjutna konstruktioner.
Inledningsvis presenteras bakgrundsfakta för olika metoder för att belysa deras skillnader
samt för- och nackdelar. Därefter skapades ett hypotetiskt projekt i syfte att ge
metoderna likadana platsspecifika förutsättningar så att en kvantitativ och rättvis
jämförelse kan genomföras. En spontdimensionering genomfördes för att undersöka
nedslagningsdjupet vilket krävdes för att mängda stålsponten till klimatkalkylen.

I Sverige tas klimatpåverkan från förberedande markarbeten och grundläggningskonstruktioner sällan med i projekts klimatberäkningar. Tidigare rapporter påvisar att
byggnaders totala klimatavtryck i Sverige underskattas med 50 %. Därför genomfördes
en klimatkalkyl för metoderna med syftet att utreda det mest klimatsnåla alternativet. Klimatpåverkan analyserades genom olika scenarier beroende på cementtyp och
stålspontens ålder. Resultaten påvisar att alternativet med stålspont och platsgjuten källarvägg genererar 10-19 % mer ton koldioxidekvivalenter (tCO2e) jämfört med
sekantpåleväggarna.

Rapporten visar att sekantpåleväggarna reducerar resurstiden med 40 % vilket är en
fördel i särskilt utmanande markförhållanden som de i Skåne. Vidare tyder rapportens
resultat på att alternativet med sekantpålar genererar mindre omgivningspåverkan i
form av buller och vibrationer, vilka utgör en stor risk för att sättningar och skador
uppkommer hos byggnader intill byggarbetsplatsen. Slutligen genererar sekantpåleväggen en större bruttoarea vilket ger möjlighet att producera fler och/eller större
lägenheter.

Abstract

This report presents a comparative analysis of two foundation methods, focusing on their
practical implementation and environmental impact in urban environments. The aim is
to examine and enhance understanding of less commonly used foundation techniques in
Sweden, while also evaluating their potential advantages. The comparison specifically
investigates whether a permanently load-bearing secant pile wall constructed using the
Cased Continuous Flight Auger (CCFA) method can serve as a viable alternative to
conventional profiled steel sheet piling as a support structure and an in-situ formed
and cast basement wall.

Although secant piles are frequently used in large-scale infrastructure projects, secant
pile walls are relatively rare in properties within urban areas. Given the numerous
advantages offered by the CCFA method, this study seeks to critically assess its viability
against current industry standards, which predominantly favor steel sheet piling and
traditional cast-in-place construction.

Initially, background facts are presented to different methods to highlight their advantages
and disadvantages. Afterward, a hypothetical project was developed with the aim
of giving the methods the same site-specific conditions and enabling a quantitative and
fair comparison. A sheet piling design was carried out to investigate the neccessary
penetration depth, that was required to quantify the steel sheet piling for the report’s
climate calculation.

In Sweden, climate impacts from preparatory groundworks and foundation constructions
are rarely included in a project’s total climate impact. Previous reports show that the
total climate footprint of buildings in Sweden is underestimated by 50 %. Therefore,
a climate calculation was conducted to identify the most sustainable option. Various
scenarios were evaluated, considering both the cement type and the age of the steel
sheet pile. The results show that the steel sheet piling and cast-in-place basement wall
option generates 10-19 % more tCO2e compared to the secant pile walls.

The report shows that the secant pile walls reduce the resource time by 40 %, which
is an advantage in particularly challenging ground conditions such as those in Skåne.
Furthermore, the results of the report indicate that the alternative with secant piles
generates less environmental impact in the form of noise and vibrations, which otherwise
pose a great risk of subsidence and damage to buildings next to the construction site.
Finally, the secant pile wall generates a larger gross area which enables more and/or
larger apartments to be produced.

Popular Abstract (Swedish)

Alternativa grundläggningsmetoder i urbana miljöer – ett behov för samhället
Examensarbetare: Edward Marks
I samband med att städer blir tätare måste ett allt större fokus riktas mot hur vi använder och nyttjar ytorna i urbana miljöer. Samhället kommer med stor säkerhet i framtiden behöva nyttja våra ytor alltmer effektivt, vilket ställer högre krav på olika tekniker och utformningen på konstruktionerna. I stället för att bygga på bredden borde vi snarare bygga på höjden – men också på djupet.

I Sverige dominerar idag traditionella byggmetoder för källarväggar. Vanligtvis när vi anlägger en källarvägg i Sverige inleds arbetet med att installera temporär stålspont, därefter schaktas jordmassorna bort, sedan formsätts, armeras och gjuts källarväggen tillbyggnaden. När källarväggen är färdigställd återfylls området med schaktmassorna och stålsponten tas bort, ibland. När stålspont installeras ger detta upphov till kännbara vibrationer och buller. Det är en högljudd process som kan skada grunden till befintliga byggnader intill byggarbetsplatsen - särskilt i tät stadsmiljö. I vissa fall kan inte stålsponten dras upp och får då lämnas kvar i marken. Däremot finns det andra mer effektiva metoder som är väletablerade runtom i Europa, men som är mindre beprövade i Sverige. En av dessa är att anlägga en sekantpålevägg med Cased Continuous Flight Auger-metoden [CCFA].
CCFA-metoden innebär att man gräver och gjuter cylindriska pålar i marken. Pålarna överlappar varandra något, vilket bildar en sammanhängande källarvägg, se figur 1. Sekantpåleväggen syftar även till att upprätthålla en stabil schaktvägg, i stället för att använda temporära stålspont. CCFA-metoden har flera fördelar och kombinerar stegen från det traditionella sättet att anlägga en källarvägg. Metoden i sig är mer skonsam, den alstrar mindre vibrationer och buller. Metoden fungerar däremot bäst i hårdare jordar som exempelvis lermorän. Detta möjliggör att sekantpåle-väggen kan anläggas närmare befintliga byggnader. På så vis blir även ytan större, varför det också går att konstruera större byggnader sett till bredden och längden på dessa. En utmaning byggbranschen står inför är att minska sitt klimatavtryck. En väg till att reducera byggindustrins klimatavtryck kan vara att implementera nya och mindre beprövade tekniker i syfte att optimera sitt sätt att arbeta med koldioxid-utsläppet. CCFA-metoden visar sig i jämförelse med stålspont och en traditionellt platsgjuten källarvägg generera 10–19% mindre koldioxidekvivalenter (CO2e). En annan fördel med CCFA-metoden är den lägre resurstid som krävs för att uppföra källarväggen. Det visar sig vara närmare bestämt 40% lägre. Det finns tydliga fördelar med att använda sekantpåleväggar i täta stadsmiljöer. Med tanke på Sveriges behov, av mer hållbara och effektiva sätt att bygga på, kan en bredare implementering av CCFA-metoden vara en viktig del av framtidens stadsutveckling. Det är dags att börja tänka om, och ta klivet mot att testa beprövade metoder från Europa i vår svenska byggbransch.

• author: Marks, Edward
• supervisor: Patrik Hyberg; Erika Tudisco; Per Lindh
• organization: Structural Mechanics; Department of Construction Sciences
• course: VGTM01 20242
• year: 2025
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Bored piles, CCFA, Secant Pile Wall
• publication/series: TVGT-5078
• report number: 5078
• ISSN: 0349-4977
• language: Swedish
• id: 9187645
• date added to LUP: 2025-05-15 10:35:29
• date last changed: 2025-05-15 10:35:29