Arabianrannan pohjarakenteiden. pitkäaikainen toimivuus. SGY:n Pohjanvahvistuspäivä

Transkriptio

1 Arabianrannan pohjarakenteiden SGY:n Pohjanvahvistuspäivä pitkäaikainen toimivuus Paavo Lahdenperä, Juha Forsman, Antero Olaste Ramboll Finland Oy Ilkka Vähäaho, Kalle Rantala, Osmo Korhonen, Miia Paatsema Helsingin kaupungin Kiinteistöviraston geotekninen osasto Helena Färkkilä-Korjus Helsingin kaupungin KSV Leena Korkiala-Tanttu, Aalto yliopisto

2 Jatkoa artikkelisarjalle... Vähäaho, I Deep wet soil-mixing test at Old City Bay in Helsinki. Proc. 4 th Int. Conf. Ground Improvement Geosystems, Helsinki, pp Vähäaho, I Deep mixing at Old City Bay in Helsinki. Tokyo Workshop 2002 on Deep Mixing. Kitazume, M. and Terashi, M. (eds.), Port and Airport Research Institute & Costal Development Institute of Technology, Tokyo, pp Vähäaho, I., Kangas, H., Takahashi, H. and Kitazume, M Effect of permeability and stiffness of treated column on consolidation phenomenon of improved ground. Proc. 16 th Int. Conf. Soil Mech. & Found. Engng. Osaka p Vähäaho, I Long-term follow-up monitoring of column treated ground. Int. Symp. on Deep Mixing & Admixture Stabilization, Okinawa, Lahdenperä, P., Forsman, J., Vähäaho, I., Rantala, K., Korhonen, O. and Korkiala-Tanttu, L. Long-term performance of a deep mixed column-wall at Arabianranta (Helsinki, Finland). San Francisco, 2015.

3 Taustatietoa Alue vanhaa merenpohjaa Täytöt tehty pääasiassa viimeisen 100 vuoden aikana Pohjamaa savea ja liejusavea (paksuus 0 25 m) Kova pohja viettää merelle päin Rantapuistoalue valmistunut 1980-luvulla Asuinkäytössä 2000-luvulla Uusi kuormitustilanne --> Pysty- ja vaakasiirtyminen Paaluperustusten toimivuus? à Maan vaakasiirtymät hallintaan salpaseinällä?

4 Maaperän geoteknisiä ominaisuuksia (Vähäaho 2000)

5 Täyttöhistoria Arabianranta, ilmakuva v. 1932, muokattu. ( Arabianranta, ilmakuva v (

6 Salpaseinän rakenne ja geometria 1/2: Suunniteltiin pysäyttämään maan vaakasuuntaiset siirtymät (paaluperustusten toimivuus haluttiin varmistaa) Testirakennetta koekuormitettiin ja instrumentointiin. Seinämä myös FEM-mallinnettiin. Laaja instrumentointi ja laadunvalvonta Leikkauslujuusvaatimus pilareiden ylä- ja alaosille 400/750 kpa

7 Salpaseinän rakenne ja geometria 2/2: Salpaseinän kokonaispituus 680 m Koostuu liki stabilointipilarista. Seinämän koerakenneosio tehtiin syvästabiloinnin märkämenetelmällä Seinämän loput osat tehtiin kuivamenetelmällä(soveltui paremmin Arabianrantaan) Sideainemäärä: sementti ( kg/m 3 ) Syvästabilointia kuivamenetelmällä Arabianrannassa.

8 Rakennusvaiheet

9 Maan vaakasiirtymänopeudet [mm/vuosi] mm/vuosi 0 5 mm/vuosi Ennen rakennustöitä Rakennustöiden jälkeen

10 Kokonaisvaakasiirtymät rakennustöiden jälkeen [mm]

11 Pystysiirtymät (Painumat) Painumat olleet suuria eteenkin rantapuiston kohdalla.

12 Vaurioituneet inklinometriputket Maan painuminen aiheuttanut negatiivista vaippahankausta à Inklinometriputken nurjahtaminen? Epäluotettava mittatieto?

13 Laskentapoikkileikkaus alueelta 4 -A), B) ja C) kuvastavat inklinometriputkien sijainteja. -Poikkileikkauksen inklinometriputket mitattu Hyvä poikkileikkaus tarkempaa tutkimusta varten -FEM-mallin tulokset mittaustulosten kanssa samaa luokkaa

14 Salpaseinän pitkäaikaistoimivuus A) Salpaseinän mantereen puoli B) Salpaseinän kohta C) Salpaseinän rannan puoli Kolmen eri inklinometrin tulokset rakennusalueelta 4.

15 Salpaseinän pitkäaikaistoimivuus Salpaseinä on kallistunut hieman paalulaattaa kohti. Maanpaine on erisuuruinen eri puolilla salpaseinää.

16 Salpaseinän kohdistuva maanpaine Taso, Z [m] Maanpaine [kn/m 2 ] Maanpaine paalulaatan puolella (mantereen puoli) Maanpaine meren puolella Paalulaatan takia maanpaine onkin suurempi salpaseinän meren puolella! Mittaukset sekä FEM-laskenta antoivat saman tuloksen.

17 FEM-mallinnus (PLAXIS-2D), Herkkyystarkastelu ja mahdolliset kehitysideat?

18 FEM-mallinnus, vaakasiirtymät FEM-mallin tulokset linjassa mittatulosten kanssa Ennuste tulevalle Salpaseinä Meri 700 mm Maan vaakasiirtymät ennustettu FEM:illä (v ).

19 FEM-mallinnus & Herkkyystarkastelu Sisäistä lujuutta olisi voinut hieman pienentää? Kyseinen tulos tarkasteltu tosin vain tältä rakennusalueelta Pysyvän rakenteen kokonaisvarmuutta ei myöskään pidä unohtaa Kokonaissiirtymä v [mm] 180 kpa Pilareiden leikkauslujuus(pilareiden ylä-/alaosille): 1 = 400/750 kpa 0.5 = 200/375 kpa 0 = 20/30 kpa

20 FEM-mallinnus & Herkkyystarkastelu Mallinnetussa poikkileikkauksessa salpaseinä oli 13,8 m leveä ja 12,8 m korkea. Toimivassa FEM-mallissa salpaseinää kavennettiin à ei esiintynyt ongelmia Poikkileikkauksen kohdalla minimileveys seinämälle oli 7,0 m kaatumista vastaan(laskettu käsin). Salpaseinä

21 FEM-mallinnus & Herkkyystarkastelu Salpaseinän puuttuessa muodostuu stabiliteettiongelma paalulaatan alle (salpaseinän päätyjen alueet. Salpaseinä toimii paalujen suojarakenteena. Ei salpaseinää

22 Johtopäätökset ja yhteenveto 1/2 Salpaseinä ja tiheä paalutus ovat hidastaneet maan sivusuuntaista liikettä paljon (alkuperäinen liikenopeus jopa 50 mm/vuosi) Rantapuisto painuu ja siirtyy vaakasuunnassa kohden merta nyt ja tulevaisuudessa ( mm/vuosi?) Mantereen puolella salpaseinää maan sivusiirtymät ovat pieniä tai pysähtyneet (0 5 mm/vuosi) Salpaseinä pysyy paikallaan (0 1 mm/vuosi) Salpaseinän päätyjen vieressä liike on suurinta (4 mm/vuosi)

23 Johtopäätökset ja yhteenveto 2/2 Salpaseinä toimii paalujen suojaseinänä Suurimmat maan liikkeet eteläpään paalujen kohdalla ovat olleet 88 mm ja ennusteen perusteella lopullinen sivusiirtymä olisi 115 mm. Päätyjen lähelle sekä rantapuiston kohdalle ehdotettiin uusia inklinometriputkia jatkoseurannan vuoksi. Inklinometriputken nurjahtamista olisi hyvä tutkia vastaisuudessa. Arabianrannan salpaseinä toimii.

24

25 Salpaseinä (Alue 1) pysyy paikallaan. Rantapuisto painuu ja siirtyy vaakasuunnassa kohti merta.

26 Kiitos! Kysymyksiä / kommentteja? Koko versio diplomityöstä on vapaasti saatavilla internetistä Aalto Docs -arkistosta.