Käytettäessä Leca -kevytsoraa painumien vähentämiseksi tulee ottaa huomioon seuraavat asiat:

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Käytettäessä Leca -kevytsoraa painumien vähentämiseksi tulee ottaa huomioon seuraavat asiat:"

Tuomo Kalle Toivonen
5 vuotta sitten
Katselukertoja:

Kevytsoraa käytetään pääasiassa kevennysmateriaalina vähentämään tai tasaamaan painumia tai estämään ne kokonaan, parantamaan penkereen tai alueen vakavuutta sekä pienentämään taustatäytön

1 20/12/2018 PAINUMAT Leca -kevytsora tarjoaa suuria etuja, kun täytyy ratkaista painumiin liittyviä ongelmia. Se tarjoaa tehokkaat ratkaisut tehokkaalla ja nopealla rakentamisella ja matalilla kustannuksilla. Kevytsoraa käytetään pääasiassa kevennysmateriaalina vähentämään tai tasaamaan painumia tai estämään ne kokonaan, parantamaan penkereen tai alueen vakavuutta sekä pienentämään taustatäytön aiheuttamaa tukirakenteeseen kohdistuvaa maanpainetta. Lisäksi näissä tarkoituksissa kevytsora voi samalla toimia kuivatusta tehostavana kerroksena sekä routasuojauksena. Kevytsorakerroksen suunnittelu edellyttää kohteen kokonaisuuden arviointia. Ennen mitoitusta kartoitetaan kohteen geotekniset erityisvaatimukset ja määritellään kriittiset tekijät. Geoteknisiin sovelluksiin tarkoitetulla Leca-kevytsoralla tilavuuspaino kuivana on vain % perinteiseen materiaaliin verrattuna. Koska pohjamaahan kohdistuva kuormitus vähenee, myös vajoamista esiintyy vähemmän. Katso videolta, kuinka Leca-soraa voidaan käyttää infrarakentamisessa: Käytettäessä Leca -kevytsoraa painumien vähentämiseksi tulee ottaa huomioon seuraavat asiat: Kuinka suuren kuormituksen perusrakenne pystyy kantamaan ilman painumariskiä Kuinka suuri painumisen määrä on hyväksyttävää? Kuinka suuri epätasainen painuma voidaan hyväksyä? Mille ajalle painumat lasketaan? Miten pohjaveden taso vaihtelee? Onko olemassa riski, että Leca-kevytsora nousee?

2 Perusratkaisuja Leca-kevytsoran kykyä vähentää painumista aiheuttavaa kuormitusta käytetään usein alla kuvatulla tavalla. Kuva 1 Tiepenger, vaakatasoinen pohjarakenne, arvioitu kuormitus ja painumakäyrä laskettuna ilman Leca-kevytsoraa ja Leca-kevytsoralla. Kuva 1 Kuva 2 Tiepenger, kalteva pohjarakenne, arvioitu kuormitus ja painumakäyrä laskettuna ilman Leca-

3 kevytsoraa ja Leca-kevytsoralla. Kuva 2 Kuva 3 Rautatiepenger, vaakatasoinen pohjarakenne, arvioitu kuormitus- ja painumakäyrä Leca-kevytsoralla (kuva 3a) ja LLP:llä (kuva 3b). Huom. LLP:llä tehty rakennus tarkoittaa pienempää painolastia ja kevyempää täyttöä. Tämä vähentää kaivantojen ja/tai kevyen täytön tarvetta.

4 Kuva 3a Kuva 3b

5 Kuva 4 Sillan maatuki, vaakatasoinen perusrakenne, arvioitu kuormitus- ja painumakäyrä Leca-kevytsoralla (kuva 4a) ja LLP:llä (kuva 4b. Huom. LLP:llä tehty rakenne tarkoittaa pienempää painolastia ja kevyempää täyttöä. Tämä vähentää kaivantojen ja/tai kevyen täytön tarvetta. Kuva 4a

6 Kuva 4b Kuva 5 Kevennysperustus, esimerkki rakennuksen pohjalaatasta, arvioitu kuormitus ja painuma laskettuna Leca-kevytsoralle. Huom. Huomioi, että vähäisempi painuminen vähentää rakenteisiin kohdistuvaa rasitusta. Tämä tuo säästöjä esim. betonilaattojen mitoituksessa ja raudoituksessa.

Kuva 5 RAKENNE-ESIMERKKEJÄ Esimerkki 1: Kuormituksen kompensaatio Leca -kevytsoralla Pinta tulee nostaa 1,5 m painuvan maan, tässä tapauksessa irtonaisen saven, yläpuolelle.

7 Kuva 5 RAKENNE-ESIMERKKEJÄ Esimerkki 1: Kuormituksen kompensaatio Leca -kevytsoralla Pinta tulee nostaa 1,5 m painuvan maan, tässä tapauksessa irtonaisen saven, yläpuolelle. Laskelmat tehdään kolmelle eri ratkaisulle sekä ratkaisun 1.3 tapauksessa kohoamisen turvaamiselle. 1.1 Ei kuormituksen kompensaatiota 1.2 Osittainen kuormituksen kompensaatio 1.3 Täysi kuormituksen kompensaatio 1.4 Suoja kevytsoratäytön kohoamiselle

8 Painumalaskelmat suoritetaan tietokonesimulaationa ohjelmalla Plaxis 8.2. Laskelmat perustuvat pakkausanalyysiin, joka käsittää laskelmat ensisijaisesta painumasta, jota esiintyy kun suuri paine vähenee. Tässä esimerkissä ei huomioida virumista. Materiaaliominaisuudet, joita tässä laskelmassa käytetään, on esitetty alla olevassa taulukossa. Materiaali Sora Savi Hiekka Lecakevytsora 8-20 mm Paino pohjavedenpinnan yläpuolella Paino pohjavedenpinnan alapuolella Emoduuli E?? [kn/m²] [kn/m³] [kn/m³] Suppeuma- Kitkaluku kulma Läpäisevyys K v? [m/päivässä] ,2 0,3 0, , Ei kuormituksen kompensaatiota Kuva 1 Kuvassa 1 esitetään ensimmäinen ratkaisu ja tässä tapauksessa nosto suoritetaan soralla ilman minkäänlaista kuormituksen kompensaatiota.

9 Kuva 2 Kuvassa 2 näkyy käyrä Plaxiksella laskettu painuma aika-akselilla. Laskelmat osoittavat 151 mm painuman. Content 1.2 Osittainen kuormituksen kompensaatio

riittävänä, sekä 1m paksuisella kerroksella 8-20 mm:n Leca-kevytsoraa.

10 Kuva 3 Kuvassa 3 esitetään toinen ratkaisumalli, osittainen kuormituksen kompensaatio, joka toteutetaan 1m paksulla sorakerroksella, jota pidetään riittävänä, sekä 1m paksuisella kerroksella 8-20 mm:n Leca-kevytsoraa. Kuva 4 Kuvassa 4 on esitetty painumakäyrä - osittainen kuormituksen kompensaatio.

11 1.3 Täysi kuormituksen kompensaatio Kuva 5 Täysi kuormituksen kompensaatio toteutetaan niin, että osa hiekasta kaivetaan pois ja korvataan Leca-kevytsoralla. Täytteen paino (1 m soraa ja 0,5 m kevytsoraa): 1, ,5 4 = 22 kpa Kaivuusyvyys hiekassa kompensaatiota varten: d (18 4) = 22 kpa d = 1,6 m Kevytsoran kokonaispaksuus: 0,5 + 1,6 = 2,1 m 1.4 Suoja nousemista vastaan

12 Kevytsoramateriaalin pieni paino johtaa nosteeseen, kun se peittyy vedellä. Tämä tulee ottaa laskelmissa huomioon. Suoja nostetta vastaan lasketaan tilanteessa, jossa pohjavesitaso nousee alkuperäisen maanpinnan tasolle (0 m). Sora ja kevytsoran ylempi kerros toimii lastina:? sora + 0,5 m kevytsora = 1, ,5 4 = 22 kpa Leca-kevytsoran 8-20 mm alustava ominaispaino antaa 6,0 kn/m³ nosteen. Tämä johtaa tehokkaaseen ominaispainoon:? = 6,0 10 = - 4 kn/m³ Mikä puolestaan antaa nosteen, jonka paine on:? kevytsoran nosto = 1,6 4 = 6,4 kpa Suoja nousemista vastaan Esimerkki 2: Täyttö Leca-kevytsoralla Maantie täytyy rakentaa maakerrokselle, joka ei ole erityisen pitävä. Tyypillisessä välissä 0,2 m paksu pintamaakerros on saven päällä, jonka kuivakerros on 1,3 m. Materiaaliominaisuudet, joita tässä laskelmassa käytetään, on esitetty alla olevassa taulukossa Materiaali Paino Paino pohjaveden- pohjavedenjäykkyys Jäykkyys pinnan pinnan MO ML yläpuolella alapuolella OC [kn/m²] Läpäisevyys K [kn/m²] [kn/m²] x ?? [kn/m³] [kn/m³] Perinteiset täyttömateriaalit 20 Kuivakuori Savi [m/päivässä]

Leca-kevytsora 4,7 0 - - - 100 Laskentaesimerkki 1 Ensimmäinen laskelma perustuu painavaan täytemateriaaliin (perinteinen materiaali) 1 m paksuisena kerroksena, kun pintamaa (0,2 m) on poistettu.

13 Leca-kevytsora 4, Laskentaesimerkki 1 Ensimmäinen laskelma perustuu painavaan täytemateriaaliin (perinteinen materiaali) 1 m paksuisena kerroksena, kun pintamaa (0,2 m) on poistettu. Kerroksen paksuus, geometria ja lopullinen kuormitus näkyvät kuvasta 6. Tiellä tulee olemaan kaksi ajokaistaa, kumpikin 3,75 + 0,75 m leveitä, joten kokonaisleveys on enimmillään 9 m. Korkeus on 0,8 m olemassa olevan maanpinnan yläpuolella 1:3 rinteessä. Noin 0,1 m painuma 40 vuoden aikana on hyväksyttävää. Alustavat laskelmat sallittava kuormituksen arvioimisessa riippuu painumavaatimuksista. Arvioitu painuma näkyy kuvassa 7. Nämä laskelmat pohjautuvat oletukselle, että saven painumista tapahtuu sen kuivakuoren alla ja huomioimatta kuormituksen jakamista, mikä mahdollistaisi suuremman kuormituksen. Arviot tehdään oletuksella, että 4 5 kpa kuormitus voidaan lisätä niin, että painumat ovat yhä hyväksyttävissä. Vahvistus tapahtuu tietokonesimulaation avulla.

Laskentaesimerkki 2 Painumavaatimukset eivät täyty ja lisäkuorma on yhteensä17 kpa. Kuormituksen kompensaatio toteutetaan poistamalla painavaa materiaalia ja korvaamalla se Leca -kevytsoralla.

14 Laskentaesimerkki 2 Painumavaatimukset eivät täyty ja lisäkuorma on yhteensä17 kpa. Kuormituksen kompensaatio toteutetaan poistamalla painavaa materiaalia ja korvaamalla se Leca -kevytsoralla. Laskelmat kevytsoralla tehdyn kuormituksen kompensaation osalta tehdään tien keskiosan kohdalta. Kuormituksen kompensaation tarve: 17 5 = 12 kpa Leca-kevytsoran määrä: x = 12 / (18-4,7) = 0,9 m

15 Kevytsora levitetään tiehen. Sitoutumattoman pintarakenteen soveltuvan korkeuden katsotaan olevan 0,7 m dokumentissa ATB Lättklinker i vägkonstruktioner (publ 2003:1) esitettyjen vaatimusten mukaisesti. Kevytsorakerroksen paksuus, geometria ja lopullinen kuormitus näkyvät kuvasta 8. Kevytsora levitetään niin, että aikaansaadaan tasainen painumajako koko tien leveydeltä. Sivuilla käytetään suurempaa kuormitusta painuman tasaamiseksi. Laskelmien mukaiset painumat ovat yhteensä 0,1 m ottamatta huomioon segmentin painumaeroja, katso kuva 9.

16 Kevytsoratäytteen lopullisen muodon saamiseksi tulee tehdä laskelmia eri kokoonpanoilla, kunnes lopputulokselta voidaan odottaa tasaista painumaa koko tien osalta. Esimerkissä otetaan huomioon vain ensisijainen painuma, eikä lainkaan virumista.

Samankaltaiset tiedostot

Perusratkaisuja MAANPAINE

Perusratkaisuja MAANPAINE 28/11/2018 MAANPAINE Kevyt täyttömateriaali soveltuu parhaiten maanpaineongelmien ratkaisuun. Kevyt paino vähentää maapainetta jopa 80 %:lla verrattuna perinteisillä materiaaleilla täyttämisellä. Tämä