VAIN LAUSUNTOKÄYTTÖÖN

Transkriptio

1 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio PAALUTUSOHJE 2010 Osa 1 Lausuntoversio

2 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Yleistä Ohjeen soveltaminen (soveltamisala) Paalutyypit Maata syrjäyttävät paalut Kaivettavat paalut Termit ja määritelmät Käytetyt merkinnät Suunnittelujärjestelmä ja toteutuksen ohjeistus Kansalliset määräykset ja eurooppalaiset standardit, ohjeiden hierarkia Eri hallinnonalojen määräykset ja ohjeet Geotekninen luokka Suunnittelijan pätevyys Materiaalien ja tuotteiden vaatimukset Eurokoodiin perustuva suunnittelujärjestelmä Ohje- ja standardiluettelo Pohjatutkimukset Yleiset vaatimukset Perustuskohtaiset erityispiirteet Geotekniset luokat Helpot kohteet (GL1) Vaativat kohteet (GL2) Erittäin vaativat kohteet (GL3) Suositeltavat kairausmenetelmät eri geoteknisissä luokissa Perustusten vahvistuskohteet Aggressiivinen maaperä Pohjatutkimusten esittäminen Vaatimukset Geoteknisten tietojen esittäminen Geoteknisten tietojen arviointi Johdettujen arvojen todentaminen Suunnittelu Yleistä Mitoitusrajatilat Kuormat ja mitoitustilanteet Yleistä Maapohjan siirtymistä aiheutuvat kuormitukset Yleistä Negatiivinen vaippahankaus (negatiivinen vaippakitka) Nousu (postitiivinen vaippahankaus) Poikittainen kuormitus Geoteknisen käyttäytymisen mitoitusmenetelmät ja -tarkastelut Mitoitusmenetelmät Mitoitustarkastelut Paalujen koekuormitukset Yleistä Staattiset koekuormitukset Yleistä Kuormitusmenetelmä Koepaalut Perustuspaalut Dynaamiset koekuormitukset Koekuormitusraportti Aksiaalisesti kuormitetut paalut...37

3 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Yleistä Rajatilamitoitus Kokonaisvakavuus Maapohjan puristuskestävyys Yleistä Puristuskestävyys staattisten koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa Puristuskestävyys pohjatutkimustulosten perusteella murtorajatilamitoituksessa Puristuskestävyys dynaamisten koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa Puristuskestävyys dynaamisten paalutuskaavojen perusteella murtorajatilamitoituksessa Kantokestävyyden varmistaminen jälkilyöntien yhteydessä Vetokestävyys Yleistä Vetokestävyys paalujen koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa Vetokestävyys pohjatutkimustulosten perusteella murtorajatilamitoituksessa Paaluperustusten pystysuuntaiset siirtymät (Tuetun rakenteen käyttökelpoisuus) Poikittaissuunnassa kuormitetut paalut Yleistä Poikittainen kuormituskestävyys paalujen koekuormitusten perusteella Poikittainen kuormituskestävyys pohjatutkimustulosten ja paalun lujuusparametrien perusteella Poikittainen siirtymä Paalujen rakenteellinen mitoitus Esivalmisteisten paalurakenteiden mitoituksessa huomioitavat olosuhteet ja rasitukset Lyönninkestävyys Aksiaalisesti kuormitetun paalun nurjahduskestävyys Käytön aikaiset paalumateriaalien ja rakenteiden pysyvyyteen vaikuttavat olosuhteet Teräspaalujen korroosio Betonipaalun turmeltuminen Laastin ja betonin suojausvaikutus...80

4 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Yleistä 1.1 Ohjeen soveltaminen (soveltamisala) Tässä ohjeessa esitetään maata syrjäyttävien ja kaivettavien paalujen suunnittelun (Osa 1 Suunnittelun perusteet) ja tekemisen (Osa 2 Paalutusohje) yleiset periaatteet. Nämä ohjeet on tarkoitettu pääsääntöisesti uudisrakentamiseen. Ohjeet voidaan käyttää soveltuvin osin myös korjausrakentamiseen huomioiden hankekohtaiset erityispiirteet. Ohjetta sovelletaan yksittäisille paaluille ja paaluryhmille. 1.2 Paalutyypit Eurooppalaisten toteutusstandardien mukaan paalut on jaettu kahteen pääryhmään: maata syrjäyttäviin paaluihin (SFS-EN 12699) ja kaivettaviin paaluihin (SFS-EN 1536). Pienpaaluille on oma toteutusstandardi (SFS-EN 14199), mutta toimintatavaltaan pienpaalu voi esiintyä molemmissa ryhmissä asennustavasta riippuen. Pienpaalustandardi käsittelee porattavia pienpaaluja, joiden varren läpimitta on korkeintaan 300 mm ja maahan tungettavia paaluja, joiden varren läpimitta on korkeintaan 150 mm. Luvuissa ja on lueteltu yleisesti Suomessa käytettyjä paalutyyppejä, paalukokoja ja paalumateriaaleja. Ohje soveltuu kuitenkin myös muun tyyppisille ja kokoisille paaluille Maata syrjäyttävät paalut Maata syrjäyttävät paalut ovat rakenteita, jotka siirtävät voimia maahan ja jotka voivat sisältää kuormaa siirtäviä elementtejä, jotka suoraan tai epäsuorasti siirtävät kuormia tai rajoittavat muodonmuutoksia. Niiden varren ja kärjen vastusta voidaan parantaa injektoinnilla. Maata syrjäyttävät paalut asennetaan maahan kaivamatta tai poistamatta maasta materiaalia, lukuun ottamatta maanpinnan nousun tai tärinän rajoittamista, vaikeasti läpäistäviä esteitä tai tunkeutumisen helpottamista. Paalut asennetaan maahan lyömällä, täryttämällä, puristamalla tai näiden yhdistelminä. Tämän ohjeen käsittelemän maata syrjäyttävän paalun materiaali voi olla terästä valurautaa betonia, laastia puuta valmistettu yhdistämällä em. materiaaleja. Tämä ohje käsittelee säännöllisenmuotoisia maata syrjäyttäviä paaluja, jotka ovat esivalmistettuja tai paikalla valettuja tai jotka on valmistettu näitä kahta menetelmää yhdistämällä. Tässä ohjeessa ei esitetä paalun varren tai kärjen laajentumaa, hoikkuutta, pituutta tai kaltevuutta koskevia rajoituksia, lukuun ottamatta niiden tavanomaisen käytön asettamia vaatimuksia Kaivettavat paalut Kaivettava paalu asennetaan suojaputken avulla tai ilman sitä kaivamalla tai poraamalla maahan paalukaivanto, joka täytetään raudoitetulla tai raudoittamattomalla betonilla.

5 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Maata syrjäyttämättömät paalut ovat rakenteellisia osia, jotka siirtävät voimia maahan ja jotka voivat sisältää kuormaa siirtäviä elementtejä, jotka suoraan tai epäsuorasti siirtävät kuormia tai rajoittavat muodonmuutoksia. Maata syrjäyttävät paalut tehdään maahan kaivamalla tai poraamalla tai lyömällä (avoimet putkiprofiilit). Tämän ohjeen käsittelemän maata syrjäyttämättömän paalun materiaali voi olla raudoitetusta betonista raudoitetusta betonista, jossa on käytetty erityisraudoituksia kuten teräsputkia, -profiileja tai kuituja teräksestä Tämä ohje käsittelee paaluja, jotka voidaan kaivaa maahan jatkuvalla tai epäjatkuvalla menetelmällä, ja joiden kaivannon seinien tukemiseen käytetään vaadittaessa tukimenetelmiä. Ohje käsittelee ainoastaan sellaisia rakentamismenetelmiä, jotka sallivat suunnitellun poikkileikkauksen tekemisen. 1.3 Termit ja määritelmät alkusitoutuminen betonin sekoituksen jälkeinen vaihe, jolloin betoni muuttuu nestemäisestä kiinteäksi betonipaaluelementti täysin esivalmistettu raudoitettu tai esijännitetty betonipaalu, joka on valettu yksimittaisena tai useana toisiinsa liitettynä pituutena ja joka tavallisesti on asennettu lyömällä CFA-paalu kaivettava paalu, joka tehdään pitkällä auger-ruuvilla. Ruuvin onton varren läpi pumpataan betonia tai injektointiseosta samalla kun auger vedetään ylös dokumentointi paalutustyön ja siihen liittyvien näkökohtien pysyvä kirjaaminen dynaaminen kuormituskoe kuormituskoe, jossa paalun päähän kohdistetaan dynaaminen voima paalun kantokyvyn arvioimiseksi esivalmistettu (maata syrjäyttävä) paalu paalu tai paaluelementti, joka on valmistettu joko yhtenä kappaleena tai osina ennen asentamista geotekninen murtokestävyys empiirisellä laskentamenetelmällä tai koekuormituksessa mitatun paalun kuormittaman maan kestävyyden ääriarvo murtotilassa geoteknisen puristuskestävyyden mitoitusarvo Osavarmuuslukumenetelmän arvo, joka saadaan jakamalla geoteknisen puristuskestävyyden ominaisarvo paalutyypistä riippuvalla osavarmuusluvulla. Jos kestävyyden ominaisarvo on määritetty maaparametrien (kairausvastus tai kitkakulma ja koheesio) avulla, osavarmuuslukua korjataan riittävän varmuuden saavuttamiseksi mallikertoimella, jonka arvo esitetään EC 7-1:n kansallisessa liitteessä. geoteknisen puristuskestävyyden ominaisarvo osavarmuuslukumenetelmän arvo, joka saadaan jakamalla laskentamenetelmällä saatu tai koekuormituksessa mitattu geotekninen puristuskestävyys murtorajatilassa korrelaatiokertoimella. Korrelaatiokertoimen suuruus riippuu tehtyjen koekuormitusten tai empiiristen (kokemusperäisten) laskentojen perustana olevien maaprofiilien lukumäärästä, koe-/ laskentatulosten hajonnasta sekä

6 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio kestävyyden määritysmenetelmästä. Puristus-/vetokestävyyden ominaisarvo voidaan määrittää myös suoraan maaparametrien avulla (ilman korrelaatiokertoimia), jolloin osavarmuuslukua korjataan mallikertoimella (vrt. geoteknisen puristuskestävyyden mitoitusarvo). geotekninen puristuskestävyys murtorajatilassa osavarmuuslukumenetelmän arvo, jolla tarkoitetaan empiirisellä laskentamenetelmällä saatua tai koekuormituksessa mitattua paalun kuormittaman maan kestävyyden ääriarvoa murtorajatilassa. hajavirta maaperään johtunut tasavirta, joka saattaa aiheuttaa paalujen korroosiota impedanssi (dynaaminen jäykkyys) Paalutuksen simuloinneissa ja iskuaaltomittauksissa käytetty termi, joka riippuu paalun (järkäleen liikkuvan osan tai männän) poikkileikkauspinta-alasta, tiheydestä ja kimmomoduulista ts. Z=A(E) 1/2. injektointi nestemäisen sementtiseoksen (esim. injektointilaastin, laastin, juotosbetonin) ruiskuttaminen maan tai rakenteen sisään injektointiaine nestemäinen seos, jossa on kovettuvaa ainetta (tavallisesti sementtiä), hienoa kiviainesta ja vettä, joka kovettuu yleensä sen jälkeen, kun se on valettu injektoitu paalu esivalmistettu paalu, jossa on laajennettu paalukenkä niin, että osalle sen ympärystä tai sen ympäri muodostuu tila, joka paalun tunkemisen aikana täytetään injektointiseoksella, laastilla tai juotosbetonilla jatkamaton paalu paalu, jossa ei ole jatkoksia jatkettu paalu paalu, jossa on jatkoksia jatkoskappale Irrallinen tai kiinteästi paalun osaan kiinnitetty liitoselin. jatkos Jatkoskappaleen muodostama liitos. juotoslaasti hyvin hienojakoisia runkoaineita (< 8 mm) sisältävä betoni jälki-injektoitu paalu paalu, jonka varsi ja/tai pohja injektoidaan asentamisen jälkeen paaluun kiinnitettyä tai paaluun kuuluvaa putkea pitkin jälkilyönti järkäleellä lyötävä lisäiskusarja, jolla esivalmistetun paalun lyöntivastus voidaan varmistaa järkäle paalutuskoneen työkalu, jota käytetään paalun asentamiseen lyömällä (iskevä tai putoava massa) kaivettava paalu paalu, joka on tehty suojaputken avulla tai ilman sitä kaivamalla tai poraamalla maahan paalukaivanto ja täyttämällä se raudoitetulla tai raudoittamattomalla betonilla kaivinpaalun pohja

7 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio kovassa maassa (tavallisesti kalliossa) oleva paalun alapää kaivu (1) kallion tai täytön kaivamista, nostamista ja poistamista kaivannon tekemiseksi. (2) Kaivettavaa paalua varten tehty paalukaivanto. katkaisutaso ennalta määrätty taso, johon paalun yläpää katkaistaan tai johon paalun yläpää on nostettu, kun huonolaatuinen betoni on poistettu ja korvattu ennen paalun liittämistä päällä olevaan rakenteeseen. katodinen suojaus teräspaalujen korroosiosuojausmenetelmä, joka voi olla joko uhrautuva anodi tai ulkoinen jännitelähde kitkapaalu paalu, joka siirtää kuormat maahan pääasiassa paalun vaippapinnan ja viereisen maan välisen kitkan ja adheesion välityksellä koepaalu ennen varsinaista paalutustyötä tai työn osaa tehtävä paalu, jonka tarkoituksena on varmistaa valitun paalutyypin soveltuvuus ja/tai varmentaa sen suunnittelu, mitat ja kestävyys Koheesiopaalu Paalu, joka siirtää kuorman maakerroksiin vaippapinnalla vaikuttavan adheesion välityksellä. kokeilupaalu tehty paalu, jonka avulla arvioidaan paalutusmenetelmän käyttökelpoisuutta ja soveltuvuutta tiettyyn kohteeseen koekuormituspaalu paalu, jota kuormittamalla määritetään paalun kantokyky sekä painuman riippuvuus kuormituksesta ympäröivässä maakerroksessa kuormaa siirtävä elementti teräksestä tai muusta materiaalista valmistettu elementti, joka pystyy siirtämään kuormaa rakenteesta maahan laajennettu pohja paalun pohja, joka on muovattu poikkileikkaukseltaan suuremmaksi kuin paalun varsi. Kaivettaviin paaluihin se tehdään tavallisesti kaivannon kalvamis- tai avarrusvälineiden avulla maahan tungettava paalu paalu, joka on lyöty maahan järkäleellä, täryttämällä tai staattisen paineen avulla, jolloin syrjäytyy maata (maanpinnan tai paalun) nousu maan tai paalun nouseminen ylöspäin maata syrjäyttävä paalu paalu, joka asennetaan maahan kaivamatta tai poistamatta maata lukuun ottamatta maanpinnan nousun tai tärinän rajoittamista, vaikeasti läpäistävien esteiden poistamista tai tunkeutumisen helpottamista muotosuhde paalun tai osapaalun pituuden suhde paalun varren pienimpään poikkileikkausmittaan negatiivinen vaipanhankaus

8 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio kitkan ja/tai adheesion aiheuttama voima, jolla ympäröivä maa tai täyttö siirtävät kuormia alaspäin paalulle, kun maa tai täyttö painuu enemmän suhteessa paalun varteen. osapaalu jatketun paalun yksittäinen elementti osapaalun pituus yksittäisen elementin pituus, joka muodostaa osan paalun pituudesta paalu hoikka maassa oleva rakenneosa, joka siirtää kuormia. paaluhattu Paalun päähän katkaisun jälkeen sijoitettava osa, joka liittää paalun perustukseen ja siirtää kuormat perustukselta paalulle paalukenkä työputken tai paalun kärkeen kiinnitetty kenkä tai kappale, joka muodostaa paalun kärjen. paalun alaosa / alapää paalun alempi osa. paalun jatkos menetelmä, jolla kuormaa siirtävät elementit liitetään yhteen joko hitsaamalla tai mekaanisten liitosten avulla paalujatkos liitoselimet, joilla jatketun paalun osapaalut liitetään rakenteellisesti toisiinsa paalun katkaisu (1) pilaantuneen tai huonolaatuisen betonin poistamista paalun yläpäästä. (2) Ylimääräisen betonin poistamista suunnitellun katkaisutason yläpuolelta. paalun kärki paalun alapää paalun kärjen taso paalun alin taso. paalun pohja / alapinta paalun alapään pinta paalun pää / yläpää paalun yläpää. paalun tunkeminen maahan toimenpide, jolla pienpaalu saadaan maahan vaadittuun syvyyteen, esim. lyönti, tärytys, puristaminen, ruuvaaminen tai näiden tai muiden menetelmien yhdistelmä paalun vaakasuuntaisen sijainnin poikkeama toteutetun ja suunnitellun paalun akselin vaakasuuntainen etäisyys suunnitellulla katkaisutasolla paalun varsi paalun pään (yläpään) ja kärjen (alapään) välissä oleva paalun osa. paalun yläosa paalun ylempi osa paikalla valettava kaivettava paalu

9 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio paalu, joka on valettu joko maahan kaivettuun kaivantoon tai maahan tungettuun suojaputkeen. paikalla valettu (maata syrjäyttävä) paalu paalu, joka tehdään tunkemalla maahan toisesta päästä suljettu betoniputki tai pysyvä tai väliaikainen suojaputki ja täyttämällä näin muodostunut reikä raudoitetulla tai raudoittamattomalla betonilla paikalla valettu tungettava paalu paalu, joka on tehty tunkemalla maahan päästä suljettu, maahan jäävä tai väliaikainen suojaputki ja täyttämällä näin muodostunut reikä raudoittamattomalla tai raudoitetulla betonilla perustuspaalu rakenteen perustuksen paalu pienpaalu läpimitaltaan pieni paalu (porattavilla paaluilla varren läpimitta alle 300 mm ja maahan tungettavilla paaluilla varren läpimitta tai varren enimmäispoikkileikkaus korkeintaan 150 mm) poraus menetelmä, jolla maa-aines tai kallio poistetaan jaksottaisessa tai jatkuvassa prosessissa portaattainen kuormituskoe staattinen kuormituskoe, jossa koekuormituspaalun kuormaa lisätään vaiheittain niin, että jokaista kuormitusporrasta pidetään vakiona tietty aika tai niin kauan, että paalun liike on käytännössä lakannut tai se on saavuttanut asetetun rajan (ML-koe) puristettu paalu paalu, joka ottaa vastaan puristuskuormia sivukuorma Maan vaakasuuntaisen siirtymän seurauksena maasta paaluun kohdistuva kuorma. staattinen kuormituskoe kuormituskoe jossa paalun päähän kohdistetaan pysty- ja/tai vaakasuuntainen voima sen geoteknisen kestävyyden analysoimista varten tilaajan tekninen edustaja edustaa tilaajaa ja tuntee täysin kaikki pienpaalujen käyttöön liittyvien töiden näkökohdat ja on pienpaaluteknologian asiantuntija tukematon kaivettava paalu kaivettava paalu, joka on valmistettu riittävän stabiiliin maahan, joka ei vaadi paalukaivannon seinien tukemista. tukipaalu paalu, joka siirtää kuormia maahan pääasiassa sen kärkeen kohdistuvan puristuksen välityksellä työskentelytaso taso, jolla paalutuskone toimii tärytin paalutuskoneen työkalu, jota käytetään paalun, työputken tai suojaputken asentamiseen tai ylösnostoon tärinän avulla täyttö injektointi johon ei käytetä muuta painetta kuin injektointinesteen korkeudesta aiheutuvaa. Tätä kutsutaan toisinaan nimellä painovoimainjektointi tai valuinjektointi vaikeasti läpäistävä este

10 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio luonnollinen (tai tehty) kova kerros, lohkareet tai vastaava maa, jonka kaivu vaatii erityistyökaluja tai -menetelmiä vaippavastus kitkan ja/tai adheesion aiheuttama paalun pinnan vastus vakionopeudella tehtävä paalun kuormituskoe staattinen kuormituskoe, jossa paalu puristetaan maahan vakionopeudella ja voima mitataan (CRP-koe) valvonta aktiivisesti tehtävä paalutustyön valvonta ja johtaminen valutaso betonivalun päättämistaso, joka on katkaisutason yläpuolella. Tasojen välinen marginaali riippuu paalutusmenetelmästä. varren läpimitta paalun yläosan ja kärjen välissä olevan paalun osan halkaisija: suojaputkella varustetut paalut: yhtä suuri kuin suojaputken / työputken ulkopuolinen läpimitta ilman suojaputkea valmistetut paalut: yhtä suuri kuin poraustyökalun enimmäisläpimitta tai tunkemistyökalun enimmäispoikkileikkaus, esivalmistetut paalut: yhtä suuri kuin ulkopuolinen läpimitta tai poikkileikkaus vedetty paalu paalu, joka on suunniteltu ottamaan vastaan vetokuormia vinopaalu paalu, joka on asennettu vaakatasoon nähden kaltevaksi yhdistelmäpaalu, komposiittipaalu paalu, joka on tehty liittämällä yhteen kahden tai useamman tyyppisiä tai kokoisia paaluja. Osien väliset liitokset on suunniteltu siirtämään kuormaa ja estämään osien irtaantuminen toisistaan paalun rakentamisen aikana ja sen jälkeen. ylijäämätavara esivalmistettu osa, joka alun perin on valmistettu muita tarkoituksia varten mutta joka on hyväksytty käytettäväksi paaluna, esim. öljyn kuljetukseen tarkoitettu teräsputki 1.4 Käytetyt merkinnät Latinalaiset kirjaimet A b paalun pohjan ala A s;i paalun vaipan pinta-ala kerroksessa i C jousto c u maan suljettu leikkauslujuus c u;d suljetun leikkauslujuuden mitoitusarvo d halkaisija d eff paalun tehokas halkaisija nurjahdusmitoituksessa D syvyys E kimmomoduli E d avoimen tilan kimmomoduuli E s koheesiomaan vaakasuuntainen kimmomoduuli E u suljetun tilan kimmomoduuli EA paalun aksiaalijäykkyys

11 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio EI paalun taivutusjäykkyys f ck betonin puristuskestävyyden ominaisarvo f yk teräksen puristuskestävyyden ominaisarvo F c;d paaluun tai paaluryhmään kohdistuvan aksiaalisen puristuskuorman mitoitusarvo F d kuorman mitoitusarvo F k kuorman ominaisarvo F t;d vetopaaluun tai vetopaaluryhmään kohdistuvan aksiaalisen vetokuorman mitoitusarvo F tr;d paaluun tai paaluperustukseen kohdistuvan poikittaisen kuorman mitoitusarvo G stb;d vakauttavien pysyvien pystysuorien kuormien mitoitusarvo nosteelle mitoitettaessa h pudotuskorkeus i red redusoitu pintahitaussäde I pintahitausmomentti k 1 järkäletyypistä riippuva kerroin, alustavassa arvioinnissa k 2 iskutyynyn tehokkuus k 3 maaperäkerroin k s maan alustaluku K s tan a Vaippavastuskerroin K p passiivinen maanpainekerroin L Pituus L cr nurjahduspituus m moduuliluku M s maan kokoonpuristuvuusmoduuli M s:b paalun kärjen alapuolella olevan maan kokoonpuristuvuusmoduuli N q paalun kärjen kantavuuskerroin N u paalun poikkileikkauksen puristuskestävyys murtorajatilassa n h vaakasuuntainen alustalukukerroin karkearakeisessa maassa P cr suoran paalun nurjahdusmurtokestävyys P d;s taipuneen paalun nurjahdusmurtokestävyys maan murtuessa P d;p taipuneen paalun nurjahdusmurtokestävyys paalun murtuessa P neg negatiivisesta vaippahankauksesta aiheutuva lisäkuorma q b kärkivastus q pb tulppaantuneen paalun kärkivastus q s vaippavastus Q dst;d kaatavien muuttuvien pystysuorien kuormien mitoitusarvo nosteelle mitoitettaessa q b;k kärkikestävyyden ominaisarvo q s;i;k vaippakitkan ominaisarvo kerroksessa i R b;cal paalun kärkikestävyys laskettuna pohjatutkimustuloksista murtorajatilassa R b;d paalun kärkikestävyyden mitoitusarvo R b;k paalun kärkikestävyyden ominaisarvo R c;cal R c :n laskettu arvo R c;d R c :n mitoitusarvo R c;k R c :n ominaisarvo R c;m R c :n mitattu arvo yhden tai usean paalun koekuormituksessa R d kestävyyden mitoitusarvo R s;d paalun vaippakestävyyden mitoitusarvo R s;cal vaippakitka laskettuna maaparametrien koetuloksista (murtorajatilassa) R s;k paalun vaippakestävyyden ominaisarvo yksittäisen paalun vetokestävyys (murtorajatilassa) R t

12 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio R t;d paalun tai paaluryhmän vetokestävyyden mitoitusarvo, tai ankkurin rakenteellisen vetokestävyyden mitoitusarvo R t;k paalun tai paaluryhmän vetokestävyyden ominaisarvo R t;m yksittäisen paalun mitattu vetokestävyys yhden tai usean paalun koekuormituksessa R tr paalun kestävyys poikittaisille kuormille (murtorajatilassa) R tr;d poikittaisessa suunnassa kuormitetun paalun kestävyyden mitoitusarvo s painuma s 0 paalun kokonaispainuma s b paalun kärjen alapuolisen maan tai kallion kimmoinen kokoonpuristuma s p paalun varren kimmoinen kokoonpuristuma T d kokonaisleikkauskestävyyden mitoitusarvo, joka kehittyy sen maablokin ympärillä mihin vetopaaluryhmä on asennettu tai maan kanssa kontaktissa olevassa rakenteen osassa V dst;d rakenteeseen kohdistuvan kaatavan pystysuoran kuorman mitoitusarvo järkäleen liikkuvan osan paino W h Kreikkalaiset kirjaimet adheesiokerroin jännityseksponentti 0 paalun alkutaipuma f paalun fiktiivinen alkutaipuma g paalun geometrinen alkutaipuma jännitys v tehokas pystysuora jännitys v:b tehokas pystysuora jännitys paalun kärjen tasolla v:;i tehokas pystysuora jännitys paalun vaipalla maakerroksessa i cyl kallion yksiaksiaalinen puristuslujuus s betonin tai juotoslaastin ja kallion välinen vaippavastus tilavuuspaino ' a b c cu G;dst G;stb s Q;dst s;t t tehokas tilavuuspaino ankkurointien osavarmuusluku paalun kärkikestävyyden osavarmuusluku tehokkaan koheesion osavarmuusluku suljetun leikkauslujuuden osavarmuusluku pysyvän kaatavan kuorman osavarmuusluku pysyvän vakauttavan kuorman osavarmuusluku paalun vaippakestävyyden osavarmuusluku hydraulisen murtuman aiheuttavan kaatavan kuorman osavarmuusluku paalun vetokestävyyden osavarmuusluku paalun kokonaiskestävyyden osavarmuuskuku leikkauskestävyyskulman kitkakulman osavarmuuskuku (tällä luvulla jaetaan tan ) 1 ; 2 korrelaatiokertoimet paalujen staattisten koekuormitusten tulosten arvioimiseen 3 ; 4 korrelaatiokertoimet paalun kestävyyden johtamiseksi pohjatutkimustuloksista, ilman paalun koekuormituksia 5 ; 6 korrelaatiokertoimet paalun kestävyyden johtamiseksi dynaamisista koekuormituksista t tulpaantumiskerroin leikkauskestävyyskulma ( kitkakulma ) tehokkaiden jännitysten perusteella

13 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Suunnittelujärjestelmä ja toteutuksen ohjeistus 2.1 Kansalliset määräykset ja eurooppalaiset standardit, ohjeiden hierarkia Tämä ohje pohjautuu Suomen rakentamismääräyskokoelman (RakMK) määräyksiin ja eurokoodeihin ja niiden ympäristöministeriön vahvistamiin kansallisiin liitteisiin. Eurokoodien ja rakentamismääräyskokoelman määräykset ovat velvoittavia. Eurokoodi -järjestelmää ei saa käyttää yhdessä muiden määräysten, normien tai ohjeiden kanssa, ellei tätä ole erikseen sallittu. Muiden suunnitteluohjeiden käyttö on sallittu, kunhan ne eivät ole ristiriidassa eurokoodien kanssa. Tällaisia tilanteita voi tulla vastaan esimerkiksi tapauksissa, joissa suunniteltava kohde on sellainen, ettei sitä koskevaa ohjeistusta suoranaisesti ole eurokoodissa. Lisäksi paalutustyössä, laadunvalvonnassa ja eräissä suunnitteluasioissa on noudatettava eurooppalaisia toteutus- tuote ja materiaalistandardeja. Kun eurooppalainen standardi on vahvistettu vain englanninkielellä, pätee ristiriitatapauksissa englanninkielinen teksti. Paalutuksessa annettuihin ohjetason julkaisuihin nähden ristiriita-tapauksissa pätevät eurooppalaiset standardit. 2.2 Eri hallinnonalojen määräykset ja ohjeet Eri hallinnonalojen viranomaisilla voi olla kansallinen liite, joka voi täydentää ympäristöministeriön kansallista liitettä tai poiketa siitä. 2.3 Geotekninen luokka Geoteknisten suunnitteluvaatimusten määrittämiseen voidaan käyttää kolmea geoteknistä luokkaa 1, 2 ja 3. Geotekniseen luokkaan 1 kuuluvat rakenteet: joissa perusvaatimusten täyttyminen voidaan varmistaa kokemuksen ja kvalitatiivisten geoteknisten tutkimusten avulla joista ei aiheudu merkittävää riskiä Geoteknisen luokan (GL1) rakennuspaikka on tyypillesti kallio- tai moreenialueella tai karkearakeisten maalajien alueella. Mikäli kooltaan ja rakenteiltaan tavanomaisen pientalon perustaminen voidaan tehdä riskittömästi paaluilla perustamalla, voidaan pääsääntöisesti yksikerroksiset paaluille perustetut pientalot tulkita kuuluvan geotekniseen luokkaan 1. Geotekniseen luokkaan 2 kuuluvat rakenteet: joissa vaaditaan tavallisesti kvantitatiivisia geoteknisiä lähtötietoja ja analyysejä, jotta voidaan varmistua siitä, että suunnittelun perusvaatimukset täyttyvät. joihin ei liity tavanomaisesta poikkeavia riskejä tai epätavallisia tai erikoisen vaikeita pohjatai kuormitusolosuhteita

14 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Paalutuskohde kuuluu geotekniseen luokkaan 2 (GL2) perustettaessa paaluilla rakennuksia, joissa on pysyvään asumiseen tai työskentelyyn tarkoitettuja tiloja tai perustettaessa vaativia rakenteita. Yksikerroksiset, paaluille perustetut pientalot kuuluvat kuitenkin geotekniseen luokkaan 1, mikäli sekä rakenne että pohjasuhteista johtuvat riskit, kuten painumat ja stabiliteetti, voidaan tavanomaisella paalutuksella yksiselitteisesti eliminoida. Geotekniseen luokkaan 3 (GL3) kuuluvat rakenteet tai rakenteen osat, jotka eivät kuulu geoteknisiin luokkiin 1 ja 2. Geotekniseen luokkaan 3 kuuluvat: erittäin suuret tai epätavalliset rakenteet rakenteet, joihin liittyy normaalista poikkeavia riskejä tai joissa on epätavallisen tai poikkeuksellisen vaikeita pohja- tai kuormitusolosuhteita rakenteet alueilla, missä todennäköisesti riittämätön vakavuus tai jatkuva maapohjan liikkuminen edellyttävät erillisiä tutkimuksia tai erityistoimenpiteitä Erittäin vaativia pohjarakennuskohteita (GL3) voivat olla mm. seuraavat tapaukset. Kulloinkin sovellettavan geoteknisen luokan harkitsee vastaava pohjarakennussuunnittelija. Geotekninen luokka voidaan valita kuvan 2.1 kaavion mukaisesti. rakennus perustetaan eloperäisen maaperän varaan rakennuksessa on pohjavedenpinnan tai naapurirakennusten perustusten alapuolelle ulottuvia tiloja rakenteisiin kohdistuu dynaamisia tai muuten poikkeuksellisia kuormia tai niille asetetaan erityisiä vaatimuksia rakenteisiin käytetään uusia suunnittelumenetelmiä tai materiaaleja taikka käytetään muita kuin tavanomaisia pohjarakennus -menetelmiä rakenteet perustetaan tätä tarkoitusta varten suunnittelemattomalle täytteelle tai täytteelle, jota ei ole tiivistetty kerroksittain rakennuksen perustuksia vahvistetaan tai korjataan tai rakennus suunnitellaan rakennuspaikalle, jonka maaperä sisältää pilaantuneita maa-aineksia tai jossa on maaperän sortuman vaara paalutusalueella on häiriintymisherkkiä maakerroksia paalutustyö tehdään vesialueella paalujen tukeutumiskerroksena on paksu lohkareinen moreeni paalutusalueella on syviä (> 3 m) kaivantoja paalutusalueella on suuria työnaikaisia kuormia paalutusalueen vakavuus on huono paaluun tai paaluryhmään kohdistuu pysyvä veto- tai vaakakuorma käytetään yksittäisten paalujen perustuksia

15 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Onko rakenne pieni ja suhteellisen yksinkertainen? ei Onko rakenne erittäin suuri ja epätavallinen? kyllä kyllä ei Tunnetaanko pohjatutkimukset vertailukelpoisen paikallisen kokemuksen kautta ja ovatko ne riittävän helpot, jotta tavanomaisia menetelmiä voidaan käyttää perustusten suunnittelussa ja rakentamisessa? kyllä Jos kaivu ulottuu vedenpinnan alapuolelle, osoittavatko vertailukelpoiset paikalliset kokemukset sen yksinkertaiseksi toteuttaa? kyllä Onko kokonaisvakavuuden tai maapohjan liikkeiden suhteen merkityksetön? kyllä Geotekninen luokka 1 GL1 Kuva 2.1. Geoteknisen luokan valintaperusteet 2.4 Suunnittelijan pätevyys Suunnittelijan pätevyyden toteamisessa menetellään, kuten Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa A2 on säädetty. 2.5 Materiaalien ja tuotteiden vaatimukset ei ei ei Liittyykö siihen normaalista poikkeavia riskejä? ei Ovatko pohjasuhteet epätavallisia ja poikkeuksellisen vaikeita? ei Ovatko kuormitusolosuhteet epätavallisia ja poikkeuksellisen vaikeita? ei Ovatko rakenteet alueilla, missä on todennäköisesti riittämätön vakavuus tai maapohja liikkuu jatkuvasti? ei Geotekninen luokka 2 GL2 Kaikkien paalujen tekemiseen käytettävien materiaalien ja tuotteiden ominaisuudet osoitetaan ensisijaisesti CE-merkinnällä, jolloin tarkistetaan, että ilmoitetut ominaisuudet täyttävät käyttökohteen mukaiset kansalliset vaatimukset. Mikäli tuotteen ominaisuuksia ei ole osoitettu CE-merkinnällä, asiakirjoissa vaaditut tuotteen ominaisuudet voidaan osoittaa luotettavasti ao. ministeriön hyväksymän tarkastuselimen myöntämällä varmennustodistuksella. Varmennustodistus myönnetään alkutarkastuksen ja valmistuksen laadunvalvonnan jatkuvan varmentamisen perusteella (tarkastettu valmistus). kyllä kyllä kyllä kyllä Geotekninen luokka 3 GL3

16 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Paalujen valmistuksen tulee olla tarkastettua ja valmistajalla tulee olla ao. ministeriön hyväksymän toimielimen varmentama tehtaan sisäinen laadunhallintajärjestelmä tai tuotteiden tulee olla CE - merkittyjä. Vaatimus tarkastetusta valmistuksesta koskee myös paalujen kuormia siirtäviä varusteita. Rakennustuotteita koskevien yhdenmukaistettujen teknisten materiaali- ja laatuvaatimusten ja rakennuskohteita koskevien teknisten sääntöjen on tarpeen olla keskenään ristiriidattomia. Lisäksi kaikissa rakennustuotteiden CE-merkintään liittyvissä tiedoissa, joissa viitataan Eurocodestandardeihin, tulee selvästi mainita, mitä kansallisia parametreja on otettu huomioon. Paalun on kestettävä riittävällä varmuudella sille tulevat kuormitukset sekä käsittelyn, kuljetuksen ja asennuksen aiheuttamat rasitukset ja paalujen ominaisuuksien on vastattava suunnitelmia. Mittatoleranssien tulee olla ko. eurooppalaisten standardien mukaisia. Kuormia siirtävät varusteet, kuten jatkokset, kärkiosat ja paaluhatut suunnitellaan Eurokoodisuunnittelujärjestelmän määräykset ja ohjeet sekä tässä ohjeessa esitetyt seikat huomioon ottaen. Materiaalien alkuperä tulee dokumentoida. Valmistajan tuotannonsuunnittelu ja laadunohjaus on oltava dokumentoitua. Paalut suunnitellaan, valmistetaan ja asennetaan siten, että asennettujen paalujen tavoiteltu käyttöikä on vähintään sama kuin niiden varaan rakennettujen rakenteiden käyttöikä. Tavoite käyttöikä merkitään suunnitelmiin. Uudelleen käyttöön otettavien, kuormia siirtävien teräsosien dimensioiden ja materiaaliominaisuuksien on vastattava suunniteltuja arvoja. Niissä ei saa olla vaurioita tai vahingollisia aineita, jotka voivat vaikuttaa lujuuteen tai säilyvyyteen. Ennen niiden käyttöä on materiaalin toimittajan osoitettava standardin SFS-EN edellyttämä vaatimustaso erikseen vähintään samassa laajuudessa. Esivalmistetuilla teräsbetonipaaluilla betonin valmistuksessa sovelletaan standardin SFS-EN ja sen viitestandardeja kuten SFS-EN ja SFS-EN Eurokoodiin perustuva suunnittelujärjestelmä Eurokoodi-suunnittelujärjestelmä perustuu sekä paalun rakenteen että geoteknisen mitoituksen osalta osavarmuuslukumenetelmään. Järjestelmän periaatteet on kuvattu standardissa SFS-EN 1990 Eurokoodi - Rakenteiden suunnitteluperusteet. Eri eurokoodiin viittaus sisältää myös viittauksen ympäristöministeriön tai liikenne- ja viestintäministeriön vahvistamaan kansalliseen liitteeseen, vaikka asiaa ei erikseen mainittaisikaan. Paalujen rakenteen mitoitus tehdään paalumateriaalin mukaisesti standardien SFS-EN 1992 (betonirakenteet), SFS-EN 1993 (teräsrakenteet), SFS-EN 1994 (liittorakenteet) ja SFS-EN 1995 (puurakenteet) mukaisesti. Paaluille aiheutuvat kuormitukset, kuormitusyhdistelyt ja kuormien osavarmuusluvut määritetään standardien SFS-EN 1990 ja SFS-EN 1991 mukaisesti. Paalujen geotekninen mitoitus tehdään standardin SFS-EN vaatimusten mukaisesti. Standardi perustuu osavarmuuslukumenetelmään, jossa mitoitus tehdään sekä murto- että käyttörajatilat huomioon ottaen.

17 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Ohje- ja standardiluettelo Seuraavassa on lueteltu tämän ohjeen soveltamisalaan kuuluvat Suomen rakentamismääräyskokoelman (RakMK) osat: A1 Rakentamisen valvonta ja tekninen tarkastus Määräykset ja ohjeet 2006 A2 Rakennuksen suunnittelijat ja suunnitelmat Määräykset ja ohjeet 2009 Seuraavassa kohdassa on lueteltu suunnittelua koskevat eurokoodit: SFS-EN 1990 Eurokoodi Rakenteiden suunnitteluperusteet SFS-EN Eurokoodi 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1-1: Yleiset kuormat. Tilavuuspainot, oma paino ja rakennusten hyötykuormat SFS-EN Eurokoodi 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1-3: Yleiset kuormat. Lumikuormat SFS-EN Eurokoodi 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1-4: Yleiset kuormat. Tuulikuormat SFS-EN Eurokoodi 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1-5: Yleiset kuormat. Lämpötilakuormat SFS-EN1991-2: Eurocode 1: Actions on structures. Part 2: Traffic loads on bridges SFS-EN : Eurokoodi 2: Betonirakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt SFS-EN Eurokoodi 3: Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt SFS-EN Eurokoodi 3: Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-8: Liitosten suunnittelu SFS-EN Eurokoodi 3: Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-9: Väsyminen SFS-EN Eurokoodi 3: Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 5: Paalut SFS-EN : Eurokoodi 4: Betoni-teräs liittorakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt SFS-EN Eurokoodi 5: Puurakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt SFS-EN1997-1: Eurokoodi 7: Geotekninen suunnittelu. Osa 1: Yleiset säännöt SFS-EN1997-2: Eurokoodi 7: Geotekninen suunnittelu. Osa 2: Pohjatutkimus ja koestus Tässä kohdassa on lueteltu Suomessa julkaistut eurooppalaiset (SFS-EN) standardit, joita noudatetaan paaluja suunniteltaessa ja tehtäessä. Standardeista noudatetaan kulloinkin voimassa olevaa laitosta. SFS-EN 791: Porauslaitteet. Turvallisuus SFS-EN 996: Paalutuskoneet. Turvallisuusvaatimukset SFS-EN 1536: Pohjarakennustyöt. Kaivettavat paalut SFS-EN 1538en: Pohjarakennustyöt. Kaivantoseinät SFS-EN 5867:

18 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Teräsrakenteiden toteuttaminen. Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt sekä lujia teräksiä koskevat lisäsäännöt SFS-EN 12063: Pohjarakennustyöt. Tukiseinät SFS-EN 12699: Pohjarakennustyöt. Maata syrjäyttävät paalut SFS-EN 12794: Betonivalmisosat. Perustuspaalut SFS-EN 14199: Pohjarakennustyöt. Pienpaalut Paalujen valmistamiseen käytettävien materiaalien ja työtapoja koskevia standardeja ei ole lueteltu tässä. Materiaaleja koskevat määräykset on esitetty kohdassa Pohjatutkimukset 3.1 Yleiset vaatimukset Maastotutkimuksen yleisiä vaatimuksia koskevat standardit SFS-EN ja SFS-EN sekä huomioon otettavat kansalliset asiakirjat (niin kauan, kun käytettävissä ei ole vastaavia eurooppalaisia standardeja). Geoteknisten tutkimusten tulee tuottaa riittävästi tietoja, jotka koskevat pohja- ja pohjavesiolosuhteita rakennuspaikalla ja sen ympäristössä ja joita tarvitaan oleellisten maapohjan ominaisuuksien asianmukaiseen kuvaamiseen ja mitoituslaskelmissa käytettävien maaparametrien ominaisarvojen luotettavaan arviointiin. Pohjatutkimus on ulotettava niin syvälle ja laajalle alueelle, että tunnistetaan kaikki maapohjan muodostumat ja kerrostumat, joilla voi olla vaikutusta paalutustyöhön, ja että tunnetaan maan lujuus- ja muodonmuutosominaisuudet. Käytettäessä tukipaaluja pohjatutkimuksen tulee osoittaa, ettei välittömästi perustamistasona toimivan maakerroksen alla ei ole pehmeää maakerrosta, joka saattaisi johtaa lävistysmurtumaan tai painumaan, joka ei ole hyväksyttävissä. Pohjatutkimusten laajuutta määritettäessä otetaan huomioon kokemus vastaavasta perustustyöstä samanlaisissa olosuhteissa ja/tai työmaan läheisyydessä. Rakennushankkeen vastaava pohjarakennesuunnittelija huolehtii pohjatutkimusten ohjelmoinnista, johon sisältyy käytettävien tutkimusmenetelmien valinta sekä tutkimuspisteiden määrän ja sijainnin suunnittelu. Pohjarakennesuunnittelija seuraa pohjatutkimuksen edistymistä ja sen tuloksia sekä tarvittaessa täydentää tutkimusohjelmaa. Jos pohjatutkimus ei ole riittävä, sitä täydennetään ennen rakennustöiden aloittamista. 3.2 Perustuskohtaiset erityispiirteet Geotekniset luokat Geoteknisten tutkimusten sisältö ja määrä tulee sovittaa tiettyyn tutkimusvaiheeseen ja geotekniseen luokkaan. Jos tutkimusten luonne ja laajuus liittyvät rakenteen geotekniseen luokkaan, niin pohjaolosuhteet, jotka voivat vaikuttaa geoteknisen luokan valintaan, selvitetään tutkimuksissa niin aikaisin kuin mahdollista. Tutkimuksiin kuuluvat visuaaliset rakennuspaikan tarkastukset, jotta mitoitusoletukset voidaan varmistaa rakentamisen aikana.

19 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Helpot kohteet (GL1) Jos rakennuspaikalta on käytettävissä kaavoituksen tai muissa yhteyksissä tehtyjen pohjatutkimusten tuloksia tai muita tietoja laajuudeltaan ja laadultaan riittävinä siten, että niiden perusteella pohjarakenteiden suunnittelu ja pohjarakentaminen voidaan toteuttaa luotettavasti ja turvallisesti, pohjatutkimusta ei tarvitse tehdä rakennushankkeen yhteydessä helpoissa (GL1) ja vaativissa (GL2) pohjarakennuskohteissa. (Geoteknisen luokan valinta ks. Luku 2.3). Helpoissa (GL1) pohjarakennuskohteissa selvitykseksi voi riittää perustelluista syistä ennakolta tehty asiantuntijan suorittama maastokatselmus, jonka perusteella tehdyt päätelmät rakennuspaikan pohjasuhteista aina esitetään kirjallisesti ja liitetään rakennuskohteen muuhun suunnitelmaraporttiin. Tavanomaisesti maastokatselmus varmistetaan vähintään paino- tai porakonekairauksella perustettavan rakennuksen jokaisen nurkan tai yksittäisen rakenteen kohdalta. Suositeltavin kairausmenetelmä on heijarikairaus, jonka avulla voidaan paalujen pituudet määrittää luotettavammin kuin painokairauksella. Puristinheijarikairaus on rinnastettavissa heijarikairaukseen lyöntivaiheen osalta. Jos rakennuspaikalta on käytettävissä kaavoituksen tai muissa yhteyksissä tehtyjen pohjatutkimusten tuloksia tai muita tietoja laajuudeltaan ja laadultaan riittävinä siten, että niiden perusteella pohjarakenteiden suunnittelu ja pohjarakentaminen voidaan toteuttaa luotettavasti ja turvallisesti, ei erillisiä pohjatutkimuksia tarvitse tehdä rakennushankkeeseen. Helpoissa kohteissa voidaan lyöntipaalun dokumentoitua asentamista tietyin edellytyksin pitää heijarikairausta vastaavana pohjatutkimusmenetelmänä. Paalujen geotekninen murtokestävyys määritetään tällöin yleensä paalutuskaavaan perustuvan loppulyöntiehdon perusteella. Vastaavasti voidaan porapaalun dokumentoitua asentamista tietyin edellytyksin pitää porakonekairausta vastaavana pohjatutkimusmenetelmänä. Paalujen geotekninen kestävyys varmistetaan tällöin poraamalla paalu riittävän syvälle, yleensä 0,5 1,0 m ehjään kallioon, ja/tai lyömällä poravasaralla loppulyönnit paalun yläpäähän. Geoteknisen luokan 1 menetelmiä voidaan käyttää vain, kun riski kokonaisvakavuuden tai maapohjan liikkeiden suhteen on merkityksetön, tai pohjaolosuhteissa, jotka ovat vastaavista kohteista saadun vertailukelpoisen kokemuksen perusteella riittävän yksinkertaisia. Näissä tapauksissa rutiinimenetelmiä voidaan käyttää perustusten suunnitteluun ja rakentamiseen. Geoteknisen luokan 1 menetelmät ovat riittäviä ainoastaan silloin, kun kaivu ei ulotu vedenpinnan alapuolelle tai jos paikalliset vertailukelpoiset kokemukset osoittavat, että ehdotettu vedenpinnan alapuolelle ulottuva kaivanto on yksinkertainen toteuttaa Vaativat kohteet (GL2) Vaativissa (GL 2) pohjarakennuskohteissa tehdään riittävän yksityiskohtaiset ja laajat pohjatutkimukset, että niiden perusteella pohjarakenteiden suunnittelu ja pohjarakentaminen voidaan toteuttaa luotettavasti ja turvallisesti.

20 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Pohjatutkimukset on ulotettava niin laajalle alueelle, että maapohjan geotekniset ominaisuudet saadaan selvitettyä paalutuksen koko vaikutusalueella vaatimustason mukaisesti. Pohjatutkimukset ulotetaan niin syvälle, että kaikki maapohjassa olevat kerrostumat, joilla voi olla vaikutusta rakenteisiin, paalujen asentamiseen ja geotekniseen kestävyyteen tai maapohjan muodonmuutosominaisuuksiin, saadaan selvitettyä. Geoteknisen luokan 2 suunnittelussa kenttä- ja laboratoriokokeissa sekä suunnittelussa ja toteutuksessa voidaan käyttää rutiinimenetelmiä. Vastaavan pohjarakennesuunnittelijan on tarkistettava, että pohjatutkimuspisteitä on riittävästi ja että pohjatutkimus on tehty rakennuskohteen vaativuuden huomioon ottaen sopivalla pohjatutkimusmenetelmällä. Paalutuksen suunnittelua varten käytetään pohjatutkimusmenetelminä vaativissa kohteissa painokairauksen lisäksi esimerkiksi heijari-, puristin-, puristinheijari- ja porakonekairausta. Tavanomaisesti suositellaan käytettäväksi vähintään kahta eri kairausmenetelmää. Suunniteltaessa lyöntipaaluja voidaan heijarikairaus korvata painokairauksella, jos varmistutaan, että paalut ulottuvat tiiviiseen karkearakeiseen maa- tai moreenikerrokseen, jonka alapuolella ei ole pehmeitä maakerroksia. Tutkimuspisteet sijoitetaan vähintään perustettavan rakennuksen tai rakenteen jokaiseen nurkkaan ja pohjasuhteiden vaihtelun jyrkkyydestä riippuen 5 15 m välein. Kairaukset pyritään ulottamaan vähintään 1 2 m paalujen oletetun tavoitetason alapuolelle. Porakonekairaukset ulotetaan vähintään 3 m kallioon ja 2 m paalun kärjen tavoitetason alapuolelle. Suunniteltaessa injektoituja paaluja löyhiin kitkamaakerroksiin, voidaan paalujen vaippavastusta arvioida yleensä luotettavammin puristin- ja painokairauksen kuin heijarikairauksen perusteella. Kallioon tukeutuvien porapaalujen suunnittelua varten tehdään vähintään porakonekairauksia. Maakerrosten porattavuuden arvioimiseksi voi olla tarpeellista tehdä myös heijarikairauksia. Jos paino- tai heijarikairauksia ei tehdä, suositellaan otettavaksi häiriintyneet näytteet yhdestä pisteestä neljää kairauspistettä kohti maakerrosrajojen määrittämiseksi. Paalun nurjahduskestävyyden laskennassa tarvittavan hienorakeisen maakerroksen suljetun leikkauslujuuden määrittämiseksi tehdään pehmeissä eloperäisissä ja hienorakeisissa maakerroksissa yleensä siipikairauksia. Suositeltavaa on lisäksi ottaa maanäytteet, joista määritetään kokoonpuristuvuus- ja/tai lujuusominaisuudet ödometri- ja/tai kolmiaksiaalikokeella Jos painokairausten perusteella voidaan luotettavasti varmistua siitä, että paalun nurjahduskestävyys ei ole mitoittava, ei siipikairausta kuitenkaan tarvitse tehdä. Jos esimerkiksi painokairausvastus on kierron puolella, voidaan suljetun leikkauslujuuden riittävällä varmuudella otaksua olevan vähintään 10 kpa. Paineellisen pohjaveden esiintyminen arvioidaan ja tarvittaessa mitataan.

21 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Erittäin vaativat kohteet (GL3) Erittäin vaativille kohteille noudatetaan vähintään kohdassa esitettyjä vaatimuksia. On mahdollista, että SFS-EN määritelty tutkimusten laajuus ei ole riittävä täyttämään mitoitusvaatimuksia erittäin suurille tai epätavallisille rakenteille sekä rakenteille, joihin liittyy epätavallisia riskejä tai epätavallisen tai poikkeuksellisen vaikeita pohja- tai kuormitusolosuhteita. Erittäin vaativissa kohteissa pohjatutkimus tehdään jokaisen perustuksen kohdalta sekä suurten perustusten esimerkiksi siltojen paaluanturoiden jokaiselta nurkalta. Kallion päällä olevien maakerrosten ominaisuudet selvitetään. Maalajit ja niiden kerrosrajat määritetään ottamalla riittävästi maanäytteitä. Erityistä tarkkuutta vaaditaan suunniteltaessa lyöntipaaluja, kun kallion pinnalla ei ole riittävän sivuvastuksen muodostavaa kerrosta, joka estäisi paalun kärjen luistamisen. Tällaisia tapauksia ovat esimerkiksi, kun: hienorakeiset maakerrokset ulottuvat kaltevaan kallionpintaan asti kaltevan kalliopinnan päällä on löyhä karkearakeinen maatai moreenikerros kaltevan kalliopinnan päällä oleva tiivis karkearakeinen maatai moreenikerros on niin ohut, että paalujen alapään sivuttaissuuntainen tuki ei ole riittävä Käytettäessä paalun kestävyyttä sivukuormituksessa hyväksi esimerkiksi vaakakuormitetuissa tai taivutusrasitetuissa paaluissa selvitetään erityisesti paalun yläosaa tukevien maakerrosten lujuus- ja muodonmuutosominaisuudet Suositeltavat kairausmenetelmät eri geoteknisissä luokissa Taulukkoon 3.1 on koottu suositeltavat kairausmenetelmät eri geoteknisissä luokissa paalun asennustavan mukaan. Kairausmenetelmien valintaan ja kairausten laajuuteen vaikuttavat myös paalun toimintatapa (koheesio-, kitka vai tukipaalu), paalun kärjen tukeutumistaso, paalutyyppi, mahdollinen paalun jälki-injektointi ja pohjasuhteiden vaihtelut. Taulukko 3.1. Suositeltavat kairausmenetelmät eri geoteknisissä luokissa. GL1 GL2 GL 3 Lyöntipaalut DP, WST DP, WST, B DP, WST, B Puristuspaalut DP, WST DP, WST, CPT/CPTU DP, WST, B, CPT/CPTU Porapaalut B DP, WST, B DP, WST, B Kaivinpaalut WST, B DP, WST, B DP, WST, B Taulukossa käytetyt lyhenteet SFS-EN mukaisesti, porakonekairausta ei esitetty SFS-EN Painokairaus WST Heijarikairaus DP Porakonekairaus B Puristinkairaus CPT/CPTU (CPTU on puristinkairaus huokosvedenpaineen mittauksella) Lisäksi paalun nurjahduskestävyyden laskennassa tarvittavan hienorakeisen maakerroksen suljetun leikkauslujuuden määrittämiseksi tehdään pehmeissä eloperäisissä ja hienorakeisissa maakerroksissa yleensä siipikairauksia (FVT).

22 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Perustusten vahvistuskohteet Vaativissa (GL2) ja erittäin vaativissa (GL3) korjausrakentamiskohteissa tehdään riittävän yksityiskohtainen kuntotutkimus, jolla selvitetään kantavien rakenteiden toiminta ja perustusten kestävyys perustusten suunnitellun käyttöiän aikana. Muutostöiden aikaiset väliaikaiset kuormitustilanteet otetaan huomioon. Kuntotutkimuksen osana selvitetään perustusten ja maanvastaisten rakenteiden kosteus- ja lämpötekninen toimivuus sekä tarvittaessa radonriskit, rakennuspaikan pilaantuneet maakerrokset ja rakentamisessa käytetyt muut terveydelle ja ympäristölle vaaralliset aineet sekä ympäröivien toimintojen aiheuttama tärinätaso. Syyt perustusten vaurioitumiseen selvitetään. Perustusten vahvistuskohteissa olemassa olevien pohjarakenteiden ja pohjasuhteiden selvittäminen aloitetaan arkistotietojen inventoinnilla, joita rakennuksesta tai ympäristöstä on saatavilla. Perustamistapa voidaan selvittää myös koekuoppatutkimuksella tai koetinkairauksella. Koekuoppatutkimuksissa todetaan perustamistavan lisäksi perustusten kunto. Koekuopat kaivetaan sisätiloissa yleensä lapiotyönä ja rakennuksen ulkopuolella kaivinkoneella. Havainnot dokumentoidaan valokuvien ja piirrosten avulla. Erikseen kirjattavia asioita voivat olla esimerkiksi perustusten mitat ja korkeustasot, perustusten kunto, alapohjan rakenne ja kunto, anturan alla oleva mahdollinen tyhjätila, veden virtaus koekuoppaan, havainnot vanhoista paaluista, niiden koosta ja keskinäisestä sijainnista jne. Koekuoppatutkimusten yhteydessä tehtävien näytteenottojen tavoitteena on selvittää perustusrakenteiden jäljellä oleva käyttöikä. Esimerkiksi puupaalujen lahoisuus, maaperän aggressiivisuus, betonin lujuus kuormansiirtorakenteiden suunnittelua varten, PAH-aineiden (esimerkiksi kreosootti) mahdollinen olemassaolo jne. selvitetään tarvittaessa. Ennen maastotutkimuksiin ryhtymistä on kohteessa suositeltavaa suorittaa kuitenkin maastokatselmus, jonka perusteella laaditaan varsinainen pohjatutkimussuunnitelma. Perustusten vahvistuskohteiden tutkimuksissa käytettävät kairausmenetelmät ja laboratoriotutkimukset ovat pääasiassa samoja kuin uudisrakentamisessakin. Erityistä huomiota on kuitenkin kiinnitettävä siihen, että kairauspisteiden kohdilta selvitetään kaapeleiden ja johtojen sijainti. Pohjaveden painetaso määritetään olemassa olevista havaintoputkista tai asentamalla uusia havaintoputkia rakennuksen sisä- ja/tai ulkopuolelle. Paalutustyön suunnittelua varten selvitetään tärinäherkät rakenteet ja laitteet. Selvitysalueen laajuudeksi otaksutaan yleensä m tärinälähteestä. Tärinäherkät laitteet luetteloidaan, selvitetään sallitut tärinärajat ja tutkitaan mahdollisuus tärinävaimentaa laitteet sekä mahdollinen työaikoja koskeva rajoitus. Paalutustyön aikana suoritetaan tärinän tarkkailua mittauksin ja muutetaan valittuja työmenetelmiä tarpeen mukaan. Paalutyypin ja paalutustyön suunnittelua varten selvitetään myös käytettävissä olevien tilojen mitat.

23 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Aggressiivinen maaperä Geoteknisessä suunnitteluvaiheessa ympäristöolosuhteiden aggressiivisuus tulee arvioida säilyvyyden kannalta, jotta voidaan ryhtyä varotoimenpiteisiin materiaalien suojaamiseksi tai tarkoituksenmukaisen vastustuskyvyn aikaansaamiseksi. Paaluille käytettävien materiaalien säilyvyyttä suunniteltaessa seuraavat seikat otetaan huomioon: b) betonille: aggressiiviset aineet, kuten hapot tai sulfaattisuolat, pohjavedessä, maassa tai täyttömateriaalissa b) teräkselle: altistuminen kemialliselle syöpymiselle, jos perustuksen osat on upotettu maahan, joka on riittävän läpäisevää, jotta pohjaveden ja hapen suotautuminen on mahdollista vapaan veden kanssa kosketuksissa olevien pintojen korroosio, erityisesti keskivesivyöhykkeessä halkeilleessa tai huokoisessa betonissa olevan teräksen pistekorroosio, erityisesti valssatulla teräksellä, jolla valssihilse voi toimia korroosioparin katodina puhtaan pinnan toimiessa anodina teräspaalujen korroosiota, säilyvyyttä ja mitoituksessa käytettäviä korroosiovaroja käsitellään tarkemmin kohdassa 4.8 b) puulle: sienet ja aerobiset bakteerit hapen läsnä ollessa Maaperän aggressiivisuudesta johtuvan korroosion lisäys tulee ottaa huomioon teräspaaluilla, mikäli odotettavissa on merkittävää teräksen seinäpaksuuden ohenemista. Tavanomaisissa ja eräissä aggressiivisiksi luettavissa olosuhteissa teräspaalujen korroosio otetaan tavallisesti huomioon ns. korroosiovarana. Olosuhteiden tavanomaisuus todetaan pohjatutkimuksilla ja alueen historiatietojen perusteella tilanteissa, joissa ei ole aihetta olettaa maapohjan pilaantumista. Epävarmoissa olosuhteissa voidaan tehdä erityistutkimuksia, joiden perusteella todetaan, että erikseen määritetyt aggressiivisen olosuhteen raja-arvot eivät ylity. Korroosio-olosuhteita voidaan pitää tavanomaisina, kun maaperä koostuu ei-aggressiivisista ja kivennäismaalajeista muodostuneista luonnonmaakerroksista ja karkearakeisista täytöistä pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella. Tavanomaisesta poikkeaviksi ja eräissä tapauksissa aggressiivisiksi olosuhteiksi katsotaan yleensä: o runsaasti orgaanista ainesta sisältävät maapohjat (maaperän humuspitoisuus on suurempi kuin 6 %) o runsaasti rikkiä sisältävät maakerrokset (myös luonnonmaakerrokset, mm. sulfidimaakerrokset) o löyhät täytöt olosuhteissa, joissa täyttöön pääsee rikastumaan suoloja (mm. löyhät täytöt, joihin suolainen merivesi tunkeutuu) o kaikki pilaantuneet maapohjat o maa-alueet, joissa esiintyy tasavirtalähteiden aiheuttama potentiaalikenttä

24 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Tavanomaisista poikkeavissa olosuhteissa voidaan paalujen korroosioriskiä arvioida maanäytteistä tehtävillä kemiallisilla analyyseilla. Kemialliset määritykset tulee tehdä mahdollisimman nopeasti näytteenoton jälkeen, koska mm. sulfidipitoisuus ja ph-arvo muuttuvat hapen päästessä näytteeseen. Näytteiden käsittelyssä tulee mahdollisuuksien mukaan estää hapettuminen. Hapettumiselle herkät määritykset tulee tehdä isojen näytteiden sisältä otetuista osanäytteistä. Teräsbetonipaaluja käytettäessä on otettava huomioon betonin ja terästen vahingoittumisriski, jonka aiheuttaa esimerkiksi syövyttävä maa tai vesi. 3.3 Pohjatutkimusten esittäminen Vaatimukset Betonia syövyttäviä ovat mm. happamat jätevedet ja suolainen merivesi ja eräät teollisuusjätteet sekä rikkipitoiset maakerrokset, esimerkiksi sulfidisavet, varsinkin silloin, kun ne sijaitsevat pohjavedenpinnan yläpuolella. Geoteknisen tutkimuksen tulokset tulee koota pohjatutkimusraporttiin, jonka tulee muodostaa geoteknisen suunnitteluraportin osa. Pohjatutkimusraporttiin tulee kuulua tarpeen mukaan: esitys, joka kattaa kaiken käytettävissä olevan geoteknisen tiedon mukaan lukien geologiset ominaispiirteet ja siihen liittyvät tiedot kertyneen tiedon geotekninen arviointi, jolloin mainitaan koetulosten tulkinnassa tehdyt oletukset. Kertynyt tieto voidaan esittää yhtenä raporttina tai erillisinä osina. Pohjatutkimusraporttiin saattaa kuulua johdettuja arvoja. Pohjatutkimusraportissa tulee tarvittaessa mainita tulosten tunnetut rajoitukset. Pohjatutkimusraportissa ehdotetaan aikaisemman tutkimuksen lisäksi tarvittavat kenttä- ja laboratoriotutkimukset sekä kommentit, joilla perustellaan tämän lisätyön tarve. Tällaisiin ehdotuksiin liitetään suoritettavien lisätutkimusten yksityiskohtainen ohjelma. Vastaavan pohjarakennesuunnittelijan on tarkastettava, että pohjatutkimusraportti on riittävä ja sisältää rakennuskohteen vaativuuden huomioon ottaen tarpeellisen tiedon suunnittelun ja mitoituksen suorittamiseksi Geoteknisten tietojen esittäminen Geoteknisten tietojen esittelyn tulee sisältää: kaikkien kenttä- ja laboratoriotöiden todenperäinen kuvauksen dokumentoinnnin kenttä- ja laboratoriokokeissa käytetyistä menetelmistä. Dokumentoinnin tulee perustua EN :ssa kuvattuihin koeraportteihin. Lisäksi todenperäinen kuvaus sisältää seuraavat tiedot kyseeseen tulevilta osilta: kaikkien konsulttien ja aliurakoitsijoiden nimet

25 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio geoteknisten tutkimusten tavoite, sovellusalue ja esityksen kohteen geotekniseksi luokitukseksi päivämäärät, joiden välisenä aikana kenttä- ja laboratoriotyöt tehtiin; projektin yleisen alueen kenttäkatselmuksen kirjauksen, jossa pannaan merkille erityisesti: tiedot pohjavedestä läheisyydessä olevien rakenteiden käyttäytyminen avoimet louhokset ja maanottoalueet epävakaat alueet vaikeudet kaivun aikana; rakennuspaikan historia rakennuspaikan geologia, mukaan lukien kallion ruhjevyöhykkeet mittaustiedot paikalliset kokemukset alueelta näytteenotossa ja näytteiden kuljetuksessa ja varastoinnissa käytetyt menetelmät käytetyt kenttälaitteet kenttä- ja laboratoriotutkimusten lukumäärät taulukoituna ja kuvaus valvovan kenttähenkilökunnan pohjatutkimusten aikana tekemistä kenttähavainnoista tiedot pohjaveden korkeustason vaihtelusta kairarei'issä kenttätöiden aikana ja huokospaineen mittausputkissa kenttätöiden päätyttyä kairauspöytäkirjojen kokoamisen, mukaan lukien valokuvat kairasydännäytteistä sekä pinnanalaisten muodostelmien kuvaukset in situ koetulosten ja laboratoriokokeiden tulosten perusteella ja tiedot maalajien routivuudesta Maastotutkimusraportissa tulee olla yleisen geologisen kuvauksen lisäksi seuraavat tiedot kyseeseen tulevilla osilla: maanpinnan korkeus kaikissa tutkimus- tai testauspisteissä sidottuna tunnettuun kansalliseen korkeusjärjestelmään tai sovittuun vertailupisteeseen tiedot suurista kivistä, lohkareista tai muista maanalaisista luonnonesteistä tai rakennutuista esteistä, jotka voivat vaikeuttaa paalutusta tai joiden läpäisy tai poistaminen voivat vaatia erityismenetelmiä tai erikoistyökaluja tiedot karkeista, erityisen läpäisevistä maa-aineksista tai onkaloista (luonnollisista tai rakennetuista), jotka saattavat aiheuttaa esimerkiksi kaivettavilla paaluilla äkillistä porareikää tukevan lietteen hävikkiä ja porareiän epästabiiliutta ja saattavat siksi edellyttää erityistoimenpiteitä. tiedot sellaisista pehmeistä kerroksista, niiden lujuudesta ja muodonmuutosominaisuuksista, kuten hyvin pehmeän saven tai turpeen kerroksista, jotka saattavat aiheuttaa hankaluuksia (kaivettavilla paaluilla porareiän muodonmuutos tai epästabiilius, nurjahdusriski) paalujen tekemisen tai kuormituksen aikana kantavan maakerroksen alla olevan pehmeän maakerroksen paksuus, taso ja ominaisuudet, jotka saattaa vaikuttaa paaluperustuksen toimintaan taikka asentamiseen sellaisten maakerrosten sijainti, laajuus ja paksuus, jotka ovat herkkiä paalutustyökalujen (kuten lyönti tai tärytys) aiheuttamalle veden suotautumiselle tai jännityksille pohjaveden huokosvedenpaineen tasot vaihtelualueineen, mukaan lukien paineelliset pohjavedenpinnat ja vesikaivot maakerrokset, joissa on suuria pohjaveden virtausnopeuksia pohjaveden tai maapohjan aggressiivisuus, joka saattaa vaikuttaa paalujen materiaalin pitkäaikaislujuuteen tai kovettumiseen kalliopinnan taso ja viettosuhteet mahdollisen rapautuneen kallion kerrospaksuus ja laajuus kallion tyyppi ja laatu, erityisesti seuraavat:

26 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio lujuus kulumisen aste ontelot avoimet tai täyttyneet saumat heikkousvyöhykkeet kaivettavilla paaluilla maa-aineksen ominaisuuksien huonontuminen, kun ne ovat kosketuksessa veden kanssa. tiedot sellaisen saastuneen maa-aineksen tai jätteen sijainnista, laajuudesta, paksuudesta ja luonteesta, joka voi vaikuttaa syntyneen kaivujätteen hävittämiseen ja saattaa merkitä erityistoimenpiteitä työntekijöiden suojaamiselle ja turvallisuudelle työmaan alla tapahtuva louhinta ja työmaan vakavuusriskit Maastotutkimusraportin tulee olla käytettävissä yhdessä kaikkien niiden tietojen kanssa, joiden tiedetään vaikuttavan paalutusmenetelmän valintaan Geoteknisten tietojen arviointi Geoteknisten tietojen arvioinnin tulee sisältää soveltuvin osin: kenttä- ja laboratoriotöiden tarkastelu. Kaikki tietoihin liittyvät rajoitukset tulee osoittaa ja kommentoida (esimerkiksi virheellistä, epäoleellista, riittämätöntä tai epätarkkaa). Näytteenotto-, kuljetus- ja varastointimenetelmät tulee ottaa huomioon koetulosten tulkinnassa. Kaikkia erityisen poikkeavia koetuloksia tulee tarkastella huolellisesti, jotta voidaan päättää, ovatko ne harhaanjohtavia vai edustavatko ne todellista ilmiötä, joka on otettava huomioon suunnittelussa; geoteknisten parametrien johdettujen arvojen tarkastelu; ehdotukset tarvittavista täydentävistä kenttä- ja laboratoriotutkimuksista perusteluineen. Näiden ehdotusten tulee sisältää yksityiskohtainen ohjelma tehtävien lisätutkimusten laadusta ja tarkat viittaukset asioihin, joihin haetaan lisäselvitystä. Lisäksi geoteknisen tiedon arviointi sisältää tarvittaessa seuraavaa: taulukkomuotoinen ja graafinen esitys projektin vaatimuksia koskevista kenttä- ja laboratoriotutkimusten tuloksista, ja jos sitä pidetään muuten tarpeellisena; merkittävimpiä tietoja koskevien arvojen vaihtelualuetta ja niiden jakaumaa havainnollistavat graafiset esitykset; pohjavedenpinnan syvyys ja sen kausivaihtelut; maanpinnanalaiset profiilit (pituus-/poikkileikkaukset), joissa esitetään eriteltyinä erilaiset muodostumat; yksityiskohtaiset kuvaukset kaikista muodostumista sisältäen niiden muodonmuutos- ja lujuusominaisuudet ja muut tarvittavat fysikaaliset ominaisuudet; huomautukset epäsäännöllisyyksistä, kuten painanteista ja onkaloista;

27 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio jokaisen maalajikerroksen geoteknisten tietojen johdettujen arvojen ryhmittely ja vaihtelualue. Geoteknisen tiedon arviointia dokumentoitaessa otetaan tarpeen mukaan huomioon hankkeen vaatimuksiin nähden olennaisten maakerrostumien ja kalliomuodostumien kenttätutkimusten sekä laboratoriokokeiden tulosten taulukoinnit ja graafiset esitykset sekä niiden kerrosrajojen ja pohjavesipinnan asemat geoteknisten parametrien arvot kussakin maakerrostumassa tai kalliomuodostumassa geoteknisten parametrien johdetut arvot (ks. kohta 3.3.3). Keskiarvojen laskeminen voi peittää näkyvistä heikomman vyöhykkeen olemassaolon ja sellaista on syytä käyttää harkiten. On tärkeää, että heikot vyöhykkeet havaitaan. Geoteknisten parametrien tai kertoimien vaihtelut voivat ilmaista tutkimuspaikan olosuhteiden merkittäviä vaihteluita. Dokumentointiin sisällytetään erityisiä tulosvertailuja, jotka sisältävät kutakin geoteknistä parametria koskevaa kokemusta. Tällöin otetaan erityisesti huomioon samaa geoteknistä parametria samassa geoteknisessä kerroksessa eri laboratorio- ja kenttäkokeista saatavien tulosten keskinäisiin poikkeavuuksiin.. Arvioinnin dokumentoinnissa maakerrostumia, joissa maapohjan parametrit eroavat vain vähän toisistaan, voidaan pitää samana maakerrostumana. Hienojakoisia päällekkäisiä kerroksia, joiden koostumus tai mekaaniset ominaisuudet vaihtelevat suuresti, voidaan pitää yhtenä kerrostumana, jos kokonaiskäyttäytyminen on yksiselitteinen ja käyttäytymistä voidaan riittävän tarkasti käsitellä maakerrostumalle valittujen edustavien parametrien avulla. Maapohjan eri kerrosten välistä rajapintaa ja pohjaveden pinnan korkeutta määritettäessä voidaan joutua interpoloimaan lineaarisesti tutkimuspisteiden välillä, mikäli niiden välinen etäisyys on riittävän pieni ja geologiset olosuhteet ovat riittävän homogeenisia. Tällaisista lineaarisista interpoloinneista ja niiden perustelusta mainitaan raportissa Johdettujen arvojen todentaminen Jos geoteknisten parametrien tai kertoimien johtamiseen on käytetty korrelaatioita, korrelaatiot ja niiden sovellettavuus tulee dokumentoida.

28 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Suunnittelu 4.1 Yleistä Tämä ohje koskee lyömällä, poraamalla tai kaivamalla asennettuja puu-, teräsbetoni-, teräs- ja liittorakennepaaluja. Paalut voidaan tehdä maahan injektoituna tai ilman injektointia. Tässä ohjeessa käsiteltävät paalut voivat olla toimintatavaltaan tuki-, kitka- tai koheesiopaaluja ja paaluihin voi kohdistua aksiaalisen puristusrasituksen lisäksi vetoa ja poikittaissuuntaisia kuormia. Tämän ohjeen määräyksiä ei sovelleta suoraan sellaisten paalujen mitoitukseen, jotka on tarkoitettu vähentämään painumia, kuten joissakin paalutetuissa yhtenäisissä laattaperustuksissa. Paalutuksessa noudatettavat ohjeet on annettu osassa 2, jotka perustuvat standardeihin SFS-EN1536:1999 Pohjarakennustyöt. Kaivettavat paalut. SFS-EN12699:2000 Pohjarakennustyöt. Maata syrjäyttävät paalut SFS-EN14199: 2005 Pohjarakennustyöt. Pienpaalut SFS-EN12063: 1999 Pohjarakennustyöt. Tukiseinät 4.2 Mitoitusrajatilat Seuraavat rajatilat tulee tarkistaa, mikäli ne ovat hankkeessa merkityksellisiä alueellisen kokonaisvakavuuden menetys paaluperustuksen kantokestävyyden ylittyminen paaluperustuksen vetokestävyyden ylittyminen paaluperustuksen nousu paaluperustuksen poikittaisen kuormituksen aiheuttama maapohjan murtuminen paalun rakenteellinen murtuminen puristuksesta, vedosta, taivutuksesta, nurjahduksesta tai leikkausrasituksesta paaluperustuksen ja maapohjan yhdistetty murtuminen siirtymät: liian suuret painumat, liian suuri nousu, liian suuri vaakasuuntainen liike Mitoitusrajatilojen lisäksi hankekohtaisesti tulee huomioida mm. seuraavia ympäristövaikutuksia tärinät, joita ei voida hyväksyä ympäristön siirtymät huokosveden paineen muutokset 4.3 Kuormat ja mitoitustilanteet Yleistä Mitoitustilanteita valittaessa otetaan huomioon seuraavat kuormitukset. Kuormien mitoitusarvojen tulee olla EN 1991 ja sen kansallisen liitteen mukaisia. Nämä on sovel-

29 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio tamisohjeohjeineen sisällytetty RIL Kuormien on vastattava toteutuvaa tilannetta ja rakenteen ja maapohjan välinen yhteistoiminta tulee ottaa tarvittaessa huomioon. Geoteknisessä mitoituksessa otetaan huomioon seuraavat kuormiin sisällytettävät tekijät. Laaja luettelo on esitetty suunnitteluohjeen RIL luvussa 2.4.2: pysyvät ja hyötykuormat rakenteista maan, kallion ja veden paino jännitykset maapohjassa; maanpaineet ja pohjavedenpaine mukaanlukien suotovirtauksesta aiheutuvat paineet veden ja jään paineet työkone-, liikenne- ja muut pintakuormat rakentamisen vaikutuksesta syntyvät kuormat mukaanlukien maan kaivu ja läjitykset liukumisen tai painumisen aiheuttamat siirtymät sekä muut siirtymät ja muodonmuutokset räjäytyksistä, tärinästä tai dynaamisista kuormituksista aiheutuvat siirtymät ja kiihtyvyydet lämpöliikkeet ja routakuormat negatiivinen vaippahankaus Mitoitustilanteina tulee huomioida sekä lyhytaikaiset että pitkäaikaiset rasitustilanteet ja niiden yhdistelmät kulloinkin soveltuvin osin. Ympäristön asettamina reunaehtoina säilyvyyteen tulee huomioida: syöpymisen, eroosion ja kaivun vaikutukset, jotka johtavat maanpinnan geometrian muutoksiin kemiallisen korroosion vaikutukset jäätymisen vaikutukset pohjaveden pinnan vaihtelut mukaanluettuna esimerkiksi kuivatuksen, mahdollisen tulvimisen, kuivumisen, kuivatusjärjestelmän vaurioitumisen ja vedenkäytön vaikutukset muut ajan ja ympäristön vaikutukset Paalutusta ja paaluperustuksia suunniteltaessa tulee huomioida perustettavan rakenteen herkkyys muodonmuutoksille sekä rakentamisen ja rakenteen vaikutukset jo olemassa oleviin rakenteisiin, kaapeleihin ja johtoihin sekä paikalliseen ympäristöön Maapohjan siirtymistä aiheutuvat kuormitukset Yleistä Paaluja ympäröivässä maapohjassa voi tapahtua siirtymiä, jotka ovat seurausta konsolidaatiosta, maan noususta, viereisistä kuormituksista, plastisista muodonmuutoksista ja maan vaakasuuntaisista liikkeistä ja liiketilasta. Nämä ilmiöt vaikuttavat paaluihin aiheuttaen negatiivista vaippahankausta, nousua, venymiä, poikittaisia kuormia ja siirtymiä. Siirtymistä ja liikkeistä aiheutuviin vaikutuksiin tulee kiinnittää huomiota. Näissä tilanteissa siirtyvän maapohjan lujuuden ja jäykkyyden mitoitusarvoina tulee tavallisesti käyttää yläarvoa. Suunnittelussa tulee käyttää jompaakumpaa seuraavista lähestymistavoista:

30 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio maapohjan siirtymää käsitellään kuormana. Vuorovaikutusanalyysi tehdään tällöin voimien, siirtymien ja muodonmuutosten määrittämiseksi paalussa maapohjasta paaluun välittyvän voiman yläraja-arvoa tulee käyttää mitoituskuormana. Tätä voimaa arvioitaessa tulee ottaa huomioon maan lujuus ja kuormituksen aiheuttaja, joka voi olla siirtyvän maamassan paino tai kokoonpuristuminen tai häiritsevien kuormien suuruus Negatiivinen vaippahankaus (negatiivinen vaippakitka) Paaluun syntyy negatiivista vaippahankausta, kun maa paalun ympärillä painuu enemmän kuin paalu. Jos murtorajatilan mitoituslaskelmat tehdään käsittelemällä negatiivista vaippahankausta kuormana, tulee sen arvona käyttää suurinta kuormaa, jonka maapohjan alaspäin suuntautuva liike suhteessa paaluun voi aiheuttaa. Vaippahankauksen maksimiarvoa laskettaessa otetaan huomioon leikkauskestävyys maan ja paalun vaipan rajapinnalla sekä maapohjan alaspäin suuntautuva liike, joka johtuu maan oman painon aiheuttamasta kokoonpuristumisesta ja kunkin paalun ympärillä olevasta pintakuormasta. Negatiivisen vaippahankauksen yläraja-arvo on maksimissaan paalun tai paaluryhmän vaippavastus. Negatiivisen vaippahankauksen yläraja-arvo paaluryhmälle voidaan laskea painumaa aiheuttavan lisäkuormituksen painosta ottaen huomioon pohjaveden alenemisesta, konsolidaatiosta tai paalun lyönnistä aiheutuvat pohjaveden paineen muutokset. Jos oletetaan, että maapohjan painuma paalun asennuksen jälkeen on pieni, voidaan taloudellinen suunnitteluratkaisu saavuttaa käsittelemällä maapohjan painumaa kuormana (maan painon ja maan pinnan kuorman osavarmuusluvut G = Q =1 ja paalun geoteknisen kestävyyden osavarmuusluvut c = = cu =1) ja tekemällä vuorovaikutusanalyysi. Maapohjan painuman mitoitusarvo tulee laskea ottaen huomioon materiaalien tilavuuspainot ja kokoonpuristuvuus Negatiivisen vaippahankauksen laskenta tehdään samoilla periaatteilla kuin vaippavastuksen laskenta. Paaluryhmän vaikutus otetaan huomioon. Negatiivinen vaippahankaus on otettava huomioon aina paalun rakenteellisessa mitoituksessa vaikuttavana kuormana. Paalun painuma vähentää vaippahankauksen vaikutusta. Vuorovaikutuslaskelmissa otetaan huomioon paalun siirtymä suhteessa ympäröivään liikkuvaan maapohjaan, maan leikkauskestävyys paalun vaipan pituudella, maan paino ja oletettu negatiivista vaippahankausta aiheuttava pintakuorma kunkin paalun ympärillä. Tavallisesti negatiivista vaippahankausta ja tilapäistä kuormitusta ei tarvitse ottaa huomioon samanaikaisesti kuormitusyhdistelmissä. Negatiivisen vaippahankauksen aiheuttamaa paalun tai paaluryhmän lisäkuormaa laskettaessa voidaan negatiivisen vaippahankauksen otaksua mobilisoituvan sellaiseen syvyyteen saakka, missä paaluja ympäröivän maakerroksen painuma on 5 mm suurempi kuin paalun painuma.

31 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Paalujen asennus pehmeään, normaalisti konsolidoituneeseen saveen aiheuttaa tavallisesti maanpinnan nousua ja sen jälkeen painumaa. Sen vuoksi tapauksissa, joissa tapahtuu huomattavaa massojen syrjäytymistä, pitää negatiivinen vaippahankaus aina ottaa huomioon. Sen suuruus voidaan määrittää samoilla periaatteilla kuin vaippavastus. Negatiivisen vaippahankauksen suuruuden voidaan olettaa olevan esimerkiksi puolikas maan suljetusta leikkauslujuudesta (q s;i = c u;i /2). Yksittäisiä paaluja kuormittaa todennäköisesti suurin mahdollinen negatiivisesta vaippahankauksesta aiheutuva lisäkuorma. Paaluryhmissä paaluun kohdistuvan lisäkuorman suuruus riippuu paalujen keskiöetäisyydestä ja paalujen lukumäärästä. Tiheiden ja suurien paaluryhmien kokonaislisäkuorma, P neg, voidaan laskea kaavojen (4.1) ja (4.2) sekä kuvan 4.1 perusteella. Paaluryhmän mitoituksessa voidaan käyttää pienempää näin saaduista arvoista. Yksittäisen paalun lisäkuorma saadaan jakamalla kokonaiskuorma paalujen lukumäärällä. B L q 2 ( B L) D cu Pneg (4.1) n tai D D ( B ) ( L ) q P neg 2 2 (4.2) n c u suljettu leikkauslujuus n paalujen lukumäärä q täytöstä aiheutuva tasainen pintakuorma paalujen ympärillä B paaluryhmän leveys (kuva 4.1) L paaluryhmän pituus (kuva 4.1) D syvyys, jossa maan painuma on 5 mm suurempi kuin paalujen (kuva 4.1)

32 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Leikkaus A - A B + D/2 D/4 B D/4 Täyte q kn/m 2 A Turve, lieju tai pehmeä savi Kiinteä savi, siltti tai hiekka Moreeni L + D/2 L B + D/2 B s = 5 mm A D Kuva 4.1. Negatiivisen vaippahankauksen aiheuttaman kokonaislisäkuorman laskeminen paaluryhmälle Nousu (postitiivinen vaippahankaus) Tarkasteltaessa maan nousun vaikutusta tai ylöspäin vaikuttavia voimia, jotka voivat kehittyä paalun vaipalla, maapohjan liikettä tulee yleensä käsitellä kuormana Poikittainen kuormitus Maan nousu voi johtua kuormitusten poistumisesta, maan kaivusta, routaantumisesta tai viereisten paalujen lyönnistä. Maapohjan nousua voi tapahtua rakentamisen aikana ennen kuin rakenne kuormittaa paaluja, ja se voi aiheuttaa paalujen nousua, jota ei voida hyväksyä, tai paalujen rakenteellisen murtumisen. Paalun ympärillä tapahtuvien maapohjan liikkeiden aiheuttamat poikittaissuuntaiset kuormitukset tulee ottaa huomioon ulkoisten kuormien lisäksi. Seuraavan luettelon mukaiset mitoitustilanteet, jotka voivat aiheuttaa poikittaisia kuormia paaluun, otetaan huomioon: lisäkuormituksen suuruus paaluperustuksen eri puolilla on erilainen (esimerkiksi penkereessä tai lähellä pengertä) kaivutaso paaluperustuksen eri puolilla on erilainen (esimerkiksi leikkauksessa tai lähellä leikkausta)

33 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio paaluperustus on rakennettu luiskaan, jossa tapahtuu virumaa vinopaalut painuvassa maapohjassa Poikittaista kuormitusta arvioidaan tavallisesti tarkastelemalla paalujen ja liikkuvan maamassan välistä vuorovaikutusta käsitellen paaluja jäykkinä tai joustavina palkkeina. Kun heikkojen maakerrosten vaakasuuntainen muodonmuutos on suuri ja paalut ovat kaukana toisistaan, seurauksena olevan poikittaisen kuormituksen suuruus riippuu pääasiassa heikkojen maakerrosten leikkauslujuudesta. 4.4 Geoteknisen käyttäytymisen mitoitusmenetelmät ja -tarkastelut Mitoitusmenetelmät Mitoituksen tulee perustua johonkin seuraavista menettelyistä: staattisten koekuormitusten tuloksiin, joiden on laskelmin tai muulla tavoin osoitettu vastaavan muita kyseeseen tulevia kokemuksia kokemusperäisiin tai analyyttisiin laskentamenetelmiin, joiden paikkansapitävyys on osoitettu staattisilla koekuormituksilla vastaavissa olosuhteissa tai yleisesti hyväksytyllä analyyttisellä laskentamenetelmällä ilman koekuormitusta dynaamisten koekuormitusten tuloksiin, joiden paikkansapitävyys on osoitettu staattisilla koekuormituksilla vastaavissa olosuhteissa Dynaamisia koekuormituksia voidaan riittävän luotettavasti käyttää Suomessa yleisesti käytetyillä tukipaaluilla ilman staattisten lisäkoekuormitusten tekemistä rakennusalueella, käyttäen taulukon 4.10 korrelaatiokertoimia. vastaavanlaisen paaluperustuksen havaittuun käyttäytymiseen edellyttäen, että pohjatutkimusten ja muiden kokeiden tulokset tukevat tätä menettelyä. Staattiset koekuormitukset voidaan tehdä koetarkoituksessa asennetuilla paaluilla tai toimivilla paaluilla, jotka muodostavat osan perustusta Mitoitustarkastelut Yksittäisten paalujen ja paaluryhmien käyttäytyminen sekä paaluja yhdistävän rakenteen jäykkyys ja lujuus tulee ottaa huomioon. Valittaessa laskentamenetelmiä ja parametriarvoja sekä käytettäessä koekuormitustuloksia tulee ottaa huomioon kuormituksen kesto ja aikavaihtelu. Suunniteltu tuleva kuormittavan maakerroksen lisäys tai poisto tai mahdolliset muutokset pohjavesijärjestelmässä tulee ottaa huomioon sekä laskelmissa että koekuormitustulosten tulkinnassa. Paalutyypin, paalumateriaalin ja asennusmenetelmän valinnassa tulee ottaa huomioon: pohjaolosuhteet ja pohjavesiolosuhteet rakennuspaikalla, mukaan lukien maapohjassa olevat esteet paaluihin asennuksen aikana syntyvät jännitykset mahdollisuus ylläpitää ja tarkistaa asennetun paalun ehjyys paalujen asennusmenetelmän ja asennusjärjestyksen vaikutus jo asennettuihin paaluihin, viereisiin rakenteisiin tai toimintoihin

34 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio toleranssit, joiden sisällä paalut voidaan luotettavasti asentaa maapohjassa olevien kemikaalien mahdollinen vahingollinen vaikutus paalumateriaaliin paineellisen pohjaveden patoamiskerroksen läpäisyn haitat paalujen käsittely ja kuljetus paalurakenteen vaikutukset lähellä oleviin rakennuksiin. Tarkasteltaessa edellä esitettyjä näkökohtia seuraavat kohdat vaativat huomiota: paalujen välimatkat paaluryhmissä paalun asennuksesta aiheutuvat siirtymät ja tärinä viereisissä rakenteissa käytettävän järkäleen tai täryttimen tyyppi dynaamiset jännitykset paalussa lyönnin aikana kaivettavissa paalutyypeissä, joissa käytetään nestettä kaivureiässä paalun teon aikana, tarve pitää nestepaine tietyllä tasolla, jotta varmistetaan, ettei paalureikä sorru eikä pohjan hydraulista murtumista tapahdu kaivetun reiän pohjan ja joskus vaipan puhdistaminen häiriintyneen materiaalin poistamiseksi, erityisesti käytettäessä bentoniittia paalua varten kaivetun reiän paikallinen epästabiilius betonoinnin aikana, mikä voi aiheuttaa maa-aineksen sekoittumisen paaluun maan tai veden pääsy paikalla valettavan paalun osaan ja läpivirtaavan veden aiheuttama kovettumattoman betonin mahdollinen häiriintyminen paalua ympäröivien osittain kyllästyneiden hiekkakerrosten aiheuttama veden imeytyminen betonista maassa olevien kemikaalien lujittumista hidastava vaikutus syrjäyttävien paalujen lyönnin aiheuttama maan tiivistyminen maan häiriintyminen paalua varten tehtävän reiän kaivamisen takia. 4.5 Paalujen koekuormitukset Yleistä Paalujen koekuormituksia tulee tehdä seuraavissa tilanteissa: käytettäessä paalutyyppiä tai asennusmenetelmää, josta ei ole vertailukelpoista kokemusta kun paaluja ei ole aikaisemmin koekuormitettu vastaavissa pohja- ja kuormitusolosuhteissa kun paaluihin kohdistuu kuormitus, josta teoria ja kokemus eivät anna riittävää varmuutta mitoitukseen. Paalun koekuormitusmenetelmässä käytettävän kuormituksen tulee vastata ennakoitua kuormitusta. kun paalujen asennuksen aikana tehdyt havainnot osoittavat paalujen käyttäytymisen poikkeavan merkittävästi ja epäedullisella tavalla pohjatutkimusten tai kokemusten perusteella oletetusta käyttäytymisestä ja kun lisäpohjatutkimukset eivät selitä poikkeaman syytä. Paalujen koekuormituksia voidaan käyttää:

35 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio rakentamismenetelmän sopivuuden arvioimiseen määrittämään edustavan paalun ja ympäröivän maapohjan kuormitusvastetta sekä painuman että rajakuorman suhteen mahdollistamaan koko paaluperustuksen arviointia Staattiset koekuormitukset Yleistä Tapauksissa, joissa koekuormitukset eivät sovellu käytettäviksi kuorman vaihtelujen mallintamisvaikeuksien takia (esim. syklinen kuormitus), käytetään materiaaliominaisuuksille hyvin varovaisia mitoitusarvoja. Jos tehdään yksi koekuormitus, tulee se tavallisesti tehdä paikassa, jossa uskotaan esiintyvän epäedullisimmat pohjasuhteet. Jos tämä ei ole mahdollista, tulee puristuskestävyyden ominaisarvoa johdettaessa tehdä vähennys. Jos koekuormituksia tehdään kahdelle tai useammalle paalulle, koekuormituskohtien tulee edustaa paaluperustuksen rakennuspaikkaa ja yksi koepaaluista tulee sijoittaa kohtaan, jossa epäedullisimpien pohjaolosuhteiden uskotaan esiintyvän. Koepaalun asennuksen ja koekuormituksen aloituksen välillä tulee olla riittävä aika, jotta voidaan varmistua, että paalumateriaalin vaadittu lujuus on saavutettu ja huokosvedenpaineet ovat palautuneet alkuperäisiin arvoihinsa. Joissakin tapauksissa voi olla tarpeen merkitä muistiin paalun asennuksen aiheuttamat huokosvedenpaineet ja niiden poistuminen, jotta osataan valita sopiva aloittamisajankohta koekuormitukselle. Geoteknisesssä luokassa 3 lyötävien paalujen geotekninen kestävyys varmistetaan aina joko dynaamisilla tai staattisilla koekuormituksilla. Varmistettuun, ehjään kallioon tukeutuvia porapaaluja ei yleensä tarvitse koekuormittaa geoteknisen kestävyyden selvittämiseksi. Kallion ehjyys selvitetään porakonekairauksen avulla ja siitä varmistutaan kallioporausvaiheessa tarkkailemalla porauksen syöttö- ja pyörityspaineita. Tukipaaluilla referenssimenetelmänä voidaan Suomessa käyttää staattisen koekuormituksen sijaan luotettavasti tehtyjä dynaamisia koekuormituksia Kuormitusmenetelmä Paalun koekuormitusmenetelmän 1, erityisesti ajatellen kuormitusportaiden määrää, kestoa ja kuormitussyklejä, tulee olla sellainen, että paalusta tehtyjen mittausten perusteella voidaan tehdä johtopäätöksiä paaluperustuksen muodonmuutoskäyttäytymisestä, virumasta ja palautumisesta. Koepaaluilla kuormituksen tulee olla sellainen, että myös paalun murtokuormasta voidaan tehdä johtopäätöksiä. 1 Koekuormitus tulisi tehdä ISSMFE:n kenttä- ja laboratoriokokeiden alakomitean suositusmenetelmän Axial Pile Loading Test, Suggested Method mukaisesti. Menetelmä on julkaistu lehdessä ASTM Geotechnical Testin Journal kesäkuussa 1985 sivuilla

36 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Koepaalut Voimien, jännitysten tai venymien ja siirtymien määrityslaitteet kalibroidaan ennen koetta. Koekuormituksessa käytetyn voiman suunta on veto- tai puristuspaalun pituusakselin suuntainen. Yleensä vetopaaluperustuksen suunnittelua varten tehtävät paalujen koekuormitukset jatketaan murtoon asti. Vetokuormituskokeiden kuormitus-siirtymäkäyrien ekstrapolointia ei tehdä. Suunnittelun varmentamiseksi tarvittavien koepaalujen määrä tulee valita seuraavien seikkojen perusteella: pohjaolosuhteet ja niiden vaihtelut rakennuspaikalla rakenteen geotekninen luokka aikaisemmat dokumentoidut kokemukset saman paalutyypin toiminnasta samanlaisissa pohjaolosuhteissa perustussuunnittelussa käytettävät paalutyypit ja paalujen kokonaismäärä. Pohjaolosuhteet koekuormituspaikalla tulee tutkia yksityiskohtaisesti. Kairaukset tai kenttäkokeet tulee ulottaa riittävän syvälle, jotta voidaan varmistaa maapohjan laatu sekä paalun ympärillä että paalun kärjen tason alapuolella. Tutkimusten tulee kattaa kaikki maakerrokset, jotka todennäköisesti vaikuttavat merkittävästi paalun muodonmuutoskäyttäytymiseen. Koepaalujen asennusmenetelmä tulee dokumentoida täydellisesti kohdassa 4.9 esitetyn mukaisesti Perustuspaalut Perustuspaalujen koekuormitusten määrä tulee valita paaluille ennakoitujen kuormitusten luonne ja pohjasuhteiden vaihtelu huomioiden Dynaamiset koekuormitukset Koekuormitusten lukumäärä tulee tarvittaessa tarkentaa rakennustyön aikana tehtyjen havaintojen perusteella. Perustuspaalujen koekuormituksessa käytettävän kuorman tulee olla vähintään yhtä suuri kuin perustuksesta paalulle kohdistuva mitoituskuorma. Dynaamisia koekuormituksia 2 voidaan käyttää puristuskestävyyden arvioimisessa edellyttäen, että on tehty riittävät pohjatutkimukset ja menetelmä on kalibroitu staattisilla koekuormituksilla vastaavissa pohjaolosuhteissa samantyyppisillä, samanpituisilla ja vastaavan poikkileikkausalan omaavilla paaluilla, (ks ). Geoteknissä luokissa 2 ja 3 vastaava pohjarakennesuunnittelija yhdessä dynaamisen koekuormituksen suorittajan kanssa arvioivat tarpeen kalibroida tuloksia suhteessa staattisiin koekuormituksiin. 2 Ks.: ASTM Designation D 4945, Standard Test Method for High-Strain Dynamic Testing of Piles.

37 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Jos käytetään useampaa kuin yhtä dynaamista koekuormitustyyppiä, erilaisten dynaamisten koetyyppien tuloksia tulee aina tarkastella suhteessa toisiinsa. Dynaamisia kuormituskokeita voidaan käyttää myös paalujen ehjyyden osoittamiseen ja geotekniseltä kantokestävyydeltään heikkojen paalujen paljastamiseen. Osan 2 luvussa on esitetty dynaamisten koekuormitusten tekemiseen liittyviä asioita Koekuormitusraportti Kaikista koekuormituksista tulee tehdä tosiasioihin perustuva raportti. Raportin tulee sisältää soveltuvin osin seuraavat tiedot (S=staattinen koekuormitus, D=dynaaminen koekuormitus): kuvaus rakennuspaikasta (S, D) pohjaolosuhteet pohjatutkimusten perusteella (S, D) paalutyyppi (S, D) kuvaus paalun asennuksesta ja töiden aikana havaituista ongelmista (S, D) kuvaus kuormitus- ja mittauslaitteistosta (S, D) sekä vastapainojärjestelmästä (S) kuormitussellien, tunkkien (S) ja antureiden kalibrointiasiakirjat (S, D) koepaalujen paalutuspöytäkirjat (S, D) valokuvatallenteet paalusta ja koealueesta (S, D) koetulokset numeerisessa(s) tai graafisessa (S, D) muodossa aika- siirtymäkuvaajat kullekin käytetylle kuormitusportaalle, jos käytetään portaittaista kuormitusta (S) mitattu kuormitus-siirtymäkäyttäytyminen (S, D) perustelut syille, joiden takia on poikettu edellä esitetyistä vaatimuksista. (S; D) perusteet paalun kimmomoduulin valinnalle (D) perusteet käytetyn dynaamisen vaimennuskertoimen käytölle (D) käytetty lyöntilaite ja sen ominaisuudet (lyöntienergia, iskuluku, tehokas pudotuskorkeus, iskusuojarakenne tai vastaava) (D) paalun painuma koekuormitusiskulla (D) 4.6 Aksiaalisesti kuormitetut paalut Yleistä Rajatilamitoitus Mitoituksen tulee osoittaa, että seuraavien rajatilojen ylittyminen on riittävän epätodennäköistä: yksittäisen paalun puristus- tai vetokestävyyden murtorajatilat koko paaluperustuksen puristus- tai vetokestävyyden murtorajatilat

38 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio paaluperustuksen liian suuren siirtymän tai epätasaisten siirtymien aiheuttama tuetun rakenteen romahtamisen tai vakavan vaurion murtorajatilat paalujen siirtymän aiheuttamat käyttörajatilat tuetussa rakenteessa. Tukipaalujen siirtymiä ei ole yleensä tarpeen tarkastella Geoteknisissa luokissa 1 ja 2. Suunnittelun murtokestävyytenä tavanomaisessa suunnittelussa voidaan pitää kuormaa, jossa paalun siirtymä kuorman kasvaessa merkittävästi lisääntyy. Tavallisesti suunnittelussa tarkastellaan varmuusmarginaalia suhteessa puristus- tai vetokestävyysmurtoon, jolloin paaluperustukset siirtyvät merkittävästi alaspäin tai ylöspäin eikä niiden kestävyys enää merkittävästi lisäänny tai pienene siirtymän kasvaessa, ks ja Puristuspaaluille on usein vaikea määritellä murtorajatilaa kuorma-painumakuvaajasta, joka esittää jatkuvaa kaarevuutta. Näissä tapauksissa valitaan murtokriteeriksi paalun kärjen painuma, joka vastaa 10 % paalun pohjan halkaisijasta, ks kuva ,1 x d Siirtymä R cm Kuorma Paalun kimmoinen kokoonpuristuma Kuva 4.2. Paalun murtorajan tulkinta kuorma-painumakuvaajasta. Paaluilla, jotka painuvat paljon, paalun kannattaman rakenteen murtorajatila voi esiintyä ennen kuin paalun geotekninen kestävyys on täysin mobilisoitunut. Tällaisissa tapauksissa paalun mitoituksessa käytettävä arvo valitaan alhaisemmaksi kuin paalun täysin mobilisoitunut murtokestävyys kannatettava rakenne huomioiden Kokonaisvakavuus Kokonaisvakavuuden tarkastelussa paaluperustuksilla, joissa on puristettuja paaluja ja joissa voi tapahtua paalujen ja maapohjan yhdistetty murtuminen, tulee tarkastella maan ja paalun vuorovaikutusta ottaen huomioon erot niiden suhteellisissa jäykkyyksissä. Tapauksissa, joissa on mahdollisuus epästabiiliuteen, tarkastellaan sekä paalujen alapuolelta kulkevat että paaluja leikkaavat murtopinnat. Paalut sisältävän maablokin nousemisesta johtuva murtuminen tulee tarkistaa kohdan mukaisesti.

39 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Maapohjan puristuskestävyys Yleistä Jotta voidaan osoittaa, että paaluperustus kantaa mitoituskuorman riittävällä varmuudella puristusmurtuman suhteen, on seuraavan epäyhtälön toteuduttava kaikilla murtorajatilan kuormilla ja kuormayhdistelmillä: F c;d R c;d (4.1) Tavanomaisessa tilanteessa paaluilla tuetun paaluperustuksen mitoituskuormaan (F c;d ) ei ole tarpeen lisätä paalujen omaa painoa eikä kestävyydestä (R c;d ) vähentää perustuksen alapuolisen, paaluja ympäröivän, maan painoa. Paaluryhmillä tulee ottaa huomioon kaksi murtumismekanismia: yksittäisten paalujen puristuskestävyysmurto paalujen ja niiden välisen maan muodostaman yhtenäisen blokin puristuskestävyysmurto. Kestävyyden mitoitusarvoksi tulee ottaa pienempi näiden kahden mekanismin aiheuttamista arvoista. Blokkina toimivan paaluryhmän puristuskestävyys voidaan laskea käsittelemällä blokkia yksittäisenä suuriläpimittaisena paaluna. Paaluryhmän paaluja yhdistävän rakenteen jäykkyys ja lujuus tulee ottaa huomioon, kun johdetaan perustuksen kestävyyden mitoitusarvoa. Jos vähintään 9 paalua käsittävä perustusrakenne on jäykkä ja siten mitoitettu, että paalujen lyönnistä johtuvat tavanomaiset sijaintipoikkeamat eivät sanottavasti vaikuta paaluvoimien suuruuteen, voidaan yksittäisen paalun geoteknisen kestävyyden mitoitusarvoa korottaa 10 %. Mikäli ylärakenne ei ole herkkä siirtymille ja perustus on jäykkyydeltään niin pieni, ettei se siirrä kuormia enemmän painuvilta paaluilta vähemmän painuville paaluille, voidaan yksittäisen paalun geoteknisen kestävyyden mitoitusarvoa korottaa 10 %. Jos paalut kannattavat jäykkää rakennetta, voidaan käyttää hyväksi rakenteen kykyä jakaa kuormitusta paaluille. Rajatila saavutetaan vain, jos merkittävä osa paaluista murtuu yhdessä. Edellisen mukaan murtumistapausta, jossa vain yksi paalu murtuu, ei yleensä ole tarpeen tarkastella. Kuitenkin, jos paaluja on kannatettavaa erillisperustusta kohden vähemmän kuin viisi, on tarkastelu tehtävä aina. Jatkuvan sortuman vaara on kuitenkin otettava huomioon. Rakennuksen tai sen osan kaatumavarmuus ei saa kuitenkaan alittua, vrt. EN 1990 tasapainorajatila. Jos paalut kannattavat joustavaa rakennetta, oletetaan, että heikoimman paalun puristuskestävyys määrää rajatilan toteutumisen. Erityistä huomiota kohdistetaan paaluryhmän reunapaalujen mahdolliseen murtumiseen tuetun rakenteen aiheuttaman vinon tai epäkeskisen kuorman vaikutuksesta. Jos paaluja kantavan maakerroksen alapuolella on pehmeä maakerros, tulee sen vaikutus perustuksen puristuskestävyyteen ottaa huomioon.

40 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Paalutuksen suunnittelussa ja paalukuormien laskennassa otetaan huomioon epäedullisimpana yhdistelmänä, että paaluryhmässä paalujen saama kuorma voi vaihdella mm. seuraavista syistä: erot paalupituuksissa erot tukeutumisessa maa- tai kalliopohjaan paalujen sijainti ja sijaintipoikkeamat paalujen kaltevuus ja kaltevuuspoikkeamat Paaluperustus voidaan suunnitella sopivissa olosuhteissa myös siten, että osa ylärakenteesta tulevista kuormituksista siirtyy maakerroksille paaluanturan välityksellä. Paalun kestävyys suunnitellaan tällöin kussakin tapauksessa erikseen. Kitkapaaluryhmän geoteknisen kantokyvyn suunnittelussa otetaan huomioon, että maata syrjäyttävät lyöntipaalut voivat aiheuttaa maan tiivistymistä ja näin ollen yksittäisen paalun geoteknisen kestävyyden ja asennusvastuksen kasvua. Vaikutus ei kuitenkaan ole sama ryhmän keskiosalla ja ulkoreunalla. Koheesiopaaluryhmän geotekninen kantokyky on yleensä pienempi kuin ryhmän yksittäisten paalujen kantokykyjen summa. Tämän vuoksi koheesiopaaluryhmän kantokyky on aina tarkistettava erikseen. Paalun pohjan ylä- ja alapuolella olevan maavyöhykkeen lujuus tulee ottaa huomioon, kun lasketaan paalun pohjan kestävyyttä. Tukeutumisvyöhyke voi ulottua useita kertoja paalun halkaisijan verran paalun pohjan ylä- ja alapuolelle. Mikäli tässä vyöhykkeessä on heikkoa maata, sillä on suhteellisen suuri vaikutus pohjan kestävyyteen. Lävistysmurto otetaan huomioon, jos pehmeää maata esiintyy paalun kärjen alapuolella alle 4 kertaa pohjan halkaisijaa vastaavalla syvyydellä. Poikkileikkauksiltaan pienillä (D, B < 300 mm) paaluilla kärjen alapuolisen kantavan maakerroksen paksuus valitaan suuremmaksi kuin edellä on esitetty. Mikäli paalun pohjan halkaisija on suurempi kuin vaipan halkaisija, tulee muodon vaikutus ottaa huomioon. Paalun vaippakitka kitka- ja koheesiopaaluissa tulee huomioida lyötävissä paaluissa, joissa pohjan halkaisija on jo lyötäessä vaipan halkaisijaa suurempi. Vaippakitkaa voidaan parantaa injektoinnilla. Alapäästään avoimille, halkaisijaltaan yli 500 mm syrjäyttäville putkipaaluille, joissa tulppaantumista ei ole erityisesti varmistettu, rajoitetaan pohjan kestävyys pienempään seuraavista: leikkauskestävyys maatulpan ja paalun sisäpinnan välillä pohjan kokonaispoikkileikkauspinta-alan perusteella johdettu pohjan kestävyys Puristuskestävyys staattisten koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa Eurokoodin paalun kestävyyden määrittäminen perustuu keskieurooppalaiseen geologiaan, jossa pohjoismaissa useimmiten käytetty tukipaalu harvoin tulee käyttöön. Tämän vuoksi eurokoodi korostaa staattista koekuormitusta referenssimenettelynä. Keski-Euroopassa kitka- /koheesiomaakerrokset ovat paksuja, eikä selkeää ja lujaa kalliopintaa tavoiteta usein taloudellisella paalupituudella. Suomen harvoissa kitkapaaluolosuhteissa eurokoodimenettelyjä voidaan käyttää, mutta useimmiten sovellettavaksi tulevat tukipaaluratkaisut.

41 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Koekuormitusmenetelmän tulee olla kohdan 4.5 mukainen ja se tulee eritellä geoteknisessä suunnitteluraportissa. Etukäteen kuormitettavat koepaalut tulee asentaa samalla tavalla ja ulottaa samaan maakerrokseen kuin perustuspaalut. Jos koepaalujen halkaisija poikkeaa perustuspaalujen halkaisijasta, otetaan puristuskestävyyttä arvioitaessa huomioon mahdolliset erot toiminnassa erikokoisten paalujen välillä. Johdettaessa puristuskestävyyden ominaisarvoa murtorajatilassa, R c;k, yhdestä tai useammasta koekuormituksesta määritetystä R c;m :n arvosta tulee ottaa huomioon pohjaolosuhteiden vaihtelevuus ja paalutuksen vaikutuksen vaihtelut. Rakenteilla, joilla ei ole kykyä siirtää kuormia "heikoilta" paaluilta "vahvoille" paaluille, vähintään seuraavan ehdon tulee täyttyä: R ck ; Min R cm ; mean = ; 1 R cm ; min missä 1 ja 2 ovat korrelaatiokertoimia, jotka riippuvat koekuormitettujen paalujen lukumäärästä ja jotka kohdistetaan mitattujen R c;m -arvojen keskiarvoon (R c;m ) mean ja minimiarvoon (R c;m ) min, vastaavassa järjestyksessä. R c:m = paalun geotekninen puristuskestävyys murtorajatilassa, R c;k = R c :n ominaisarvo, R c;d = R c :n mitoitusarvo. Käytä taulukossa 4.1 esitettyjä korrelaatiokertoimien arvoja. Taulukko 4.1. Korrelaatiokertoimet ominaisarvon johtamiseksi staattisista koekuormituksista (n = koekuormitettujen paalujen lukumäärä) n* 1 / 2% 2/ 10% 3 / 50% 4 / 75% 5 / 100% 1 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 2 1,40 1,20 1,05 1,00 1,00 *Taulukon 4.1 arvoista valitaan lukema ensisijaisesti prosenttiosuuden mukaan. Jos tällöin koekuormitettujen paalujen lukumäärä on pienempi kuin taulukossa esitetyssä sarakkeessa oleva lukumäärä, korrelaatiokerroin valitaan lukumäärän osoittamasta sarakkeesta. Väliarvot voidaan interpoloida. Taulukkoarvot koskevat puristettuja paaluja. Vedettyjä paaluja mitoitettaessa taulukkoarvot kerrotaan mallikertoimella 1,25. Rakenteilla, joilla on riittävä jäykkyys ja lujuus kuormien siirtämiseksi "heikoilta" paaluilta "vahvoille" paaluille, arvot 1 ja 2 voidaan jakaa 1,1:llä, edellyttäen että 1 on aina vähintään 1,0. Taulukko 4.2 Korrelaatiokertoimet jäykille rakenteille. Vertaa taulukko 4.1 lisäteksteineen. n 1 / 2% 2 / 10% 3 / 50% 4 / 75% 5 / 100% 1 1,27 1,18 1,09 1,00 1,00 2 1,27 1,09 1,00 1,00 1,00 Systemaattiset ja satunnaiset vaihtelut pohjaolosuhteissa otetaan huomioon paalujen koekuormitusten tulkinnassa. Staattisten koekuormitusten korrelaatiokertoimet soveltuvat käytettäväksi hitaalle koekuormitusmenettelylle 3. Jos koekuormitus tehdään rakentamisen yhteydessä esimerkiksi liitettäessä paaluja (4.3) 3 Koekuormitus tulisi tehdä ISSMFE:n kenttä- ja laboratoriokokeiden alakomitean suositusmenetelmän Axial Pile Loading Test, Suggested Method mukaisesti. Menetelmä on julkaistu lehdessä ASTM Geotechnical Testin Journal kesäkuussa 1985 sivuilla

42 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio perustuksiin korjausrakentamisessa, tulee huomioida koekuormitusmenettelyn epävarmuus suhteessa em. koekuormitusmenettelyyn. Nopeissa koekuormituksissa taulukkojen 4.1 ja 4.2 korrelaatiokertoimet kerrotaan luvulla 1,2. Nopeissakin kuormituksissa suurimman kuorman kuormitusportaan siirtymää tulee seurata vähintään 10 minuutin ajan. Painumanopeus seurantajakson viiden viimeisen minuutin aikana tulee olla alle puolet ensimmäisen viiden minuutin jakson aikana. Koepaalujen paalutuspöytäkirjat tulee tarkistaa ja kaikki poikkeamat normaaleista työn toteutusolosuhteista tulee selvittää. Maan geoteknisen puristuskestävyyden ominaisarvo, R c;k, voidaan johtaa kärkikestävyyden, R b;k, ja vaippakestävyyden, R s;k, ominaisarvoista siten että: R c;k = R b;k + R s;k (4.4) Nämä osatekijät voidaan johtaa suoraan staattisista koekuormitustuloksista instrumentoiduilla koepaaluilla, arvioida likimäärin pohjatutkimustulosten tai dynaamisten koekuormitustulosten ja signaalinsovitus -tarkastelun perusteella. Kestävyyden mitoitusarvo, R c;d, tulee laskea joko kaavalla: R c;d = R c;k / t (4.5) tai R c;d = R b;k / b + R s;k / s (4.6) Paalutyypistä riippuen käytetään seuraavissa taulukoissa esitettyjä osavarmuuslukujen arvoja. Taulukko 4.3 Maata syrjäyttävien, kaivettavien ja CFA- paalujen kestävyyden osavarmuusluvut puristukselle Kestävyys Merkintä Kärki b 1,20 Vaippa s 1,20 Kokonais- / yhdistetty t 1, Puristuskestävyys pohjatutkimustulosten perusteella murtorajatilamitoituksessa Pohjaolosuhteiden vaihtelu voidaan ottaa huomioon kahdella vaihtoehtoisella tavalla määritettäessä paalun puristuskestävyyttä pohjatutkimusten perusteella ns. mallipaalumenetelmällä ja vaihtoehtoisella menetelmällä. Menetelmien, joita käytetään paaluperustusten puristuskestävyyden arvioimiseen pohjatutkimustulosten perusteella, tulee olla riittävän tunnettu (luvut 3.1 ja 3.2) ja suunnittelijalla on oltava siitä riittävä kokemus (luku 2.3) Jos tulosten muuntamisessa käytetään mallikerrointa, otetaan huomioon seuraavat seikat: analyysimenetelmän tulosten epävarmuusalue tiedossa olevat analyysimenetelmään liittyvät systemaattiset virheet. Kun mallikertoimelle ei esitetä selvästi numeroarvoa, suunnittelijat voivat käyttää oman valintansa mukaista arvoa. Kyseeseen tulevat valinnat tulee tehdä niin, että kansallinen kokonaisvarmuustaso säilyy. Mallikertoimia on esitetty paaluja käsittelevissä kohdissa , , ja Paalun puristuskestävyyden mitoitusarvo, R c;d, tulee laskea kaavalla: R c;d = R b;d + R s;d (4.7)

43 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Kullekin paalulle tulee johtaa R b;d ja R s;d kaavalla: R b;d = R b;k / b ja R s;d = R s;k / s (4.8) Paalutyypistä riippuen käytetään kohdan taulukoissa esitettyjä osavarmuuslukujen arvoja. Ominaisarvot R b;k ja R s;k tulee joko määrittää kaavalla: R R c; k R b; k + R s; k b; cal + R s; cal R = c; cal Min R c; cal mean R c; cal min = = = ; missä 3 ja 4 ovat korrelaatiokertoimia, jotka riippuvat tutkimusprofiilien lukumäärästä, n, ja jotka kohdistetaan seuraavasti, mainitussa järjestyksessä: keskiarvoihin (R c;cal ) mean = (R b;cal + R s;cal ) mean = (R b;cal ) mean + (R s;cal ) mean ja minimiarvoihin (R c;cal ) min = (R b;cal + R s;cal ) min, tai kohdassa esitetyllä menetelmällä. R s;cal = vaippakitka laskettuna maaparametrien koetuloksista (murtorajatilassa) ja R b;cal = paalun kärkikestävyys laskettuna pohjatutkimustuloksista murtorajatilassa. R c = paalun geotekninen puristuskestävyys murtorajatilassa, R c;cal = R c:n laskettu arvo, R c;d = R c:n mitoitusarvo, R c;k = R c :n ominaisarvo. Taulukko 4.4 Korrelaatiokertoimet ominaisarvon johtamiseksi pohjatutkimustuloksista (n = tutkimusprofiilien* lukumäärä) n ,85 1,77 1,73 1,69 1,65 1,62 1,60 4 1,85 1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1,40 *suunnittelualueen samantyyppisissä pohjasuhteissa laskettujen, likimain samanpituisten paalujen lukumäärä. Kunkin lasketun paalun laskennassa tulee olla käytettävissä paalun sijainnin luotettavasti tulkitseva pohjatutkimusaineisto. Tutkimusprofiilien lukumäärän tulee olla vähintään yhtä suuri kuin tarkasteltavien paalujen lukumäärä. Maapohjan vaihtelun systemaattiset ja satunnaiset osat tulee tunnistaa pohjatutkimusten tulkinnassa ja kestävyyksien laskennassa. Rakenteilla, joilla on riittävä jäykkyys ja lujuus siirtämään kuormia heikoilta paaluilta vahvoille paaluille, kertoimet 3 ja 4 voidaan jakaa 1,1:llä, edellyttäen että 3 on aina vähintään 1,0. Taulukko 4.5. Korrelaatiokertoimet jäykille rakenteille. Vertaa taulukko 4.4 lisäteksteineen. n ,68 1,61 1,57 1,54 1,50 1,47 1,45 4 1,68 1,50 1,45 1,41 1,36 1,32 1,27 Vaihtoehtoisessa menetelmässä ominaisarvot voidaan saada laskemalla: R b;k = A b q b;k ja = R s; k A s; i i q s; i;k (4.10) missä q b;k ja q s;i;k ovat maaparametrien arvoilla saadut kärkikestävyyden ja vaippakitkan ominaisarvot eri kerroksissa. (4.9)

44 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Vaihtoehtoinen menetelmä: Osavarmuuslukuja korjaavan mallikertoimen arvo: Käytettävä mallikertoimen arvo on kitkapaaluilla vähintään 1,60. Koheesiopaaluilla mallikertoimen arvo on > 1,95 pitkäaikaisessa kuormituksessa ja > 1,40 lyhytaikaisessa kuormituksessa. Arvioitaessa pohjatutkimustuloksiin perustuvan mallin paikkansapitävyyttä tarkastellaan seuraavia kohtia: maalaji mukaan lukien rakeisuus, tiheys, kokoonpuristuvuus, vedenläpäisevyys ja savilla esikonsolidaatioaste paalun asennusmenetelmä, mukaan lukien kaivu- tai lyöntimenetelmä paalun pituus, halkaisija, materiaali sekä paalun vaipan ja kärjen muoto (esimerkiksi laajennettu pohja) pohjatutkimusmenetelmät. Pohjatutkimustuloksiin perustuva mitoitus on koheesiopaaluja lukuun ottamatta Suomen olosuhteissa yleensä alustava ja se tarkistetaan aina kun se on mahdollista luotettavaksi todetulla paalutuskaavalla tai dynaamisella koekuormituksella. Maakerrokseen tukeutuvan paalun geotekninen kestävyys Arvioitaessa paalun geoteknistä kestävyyttä staattisilla kantavuuskaavoilla määritetään maan sisäinen kitkakulma paalun vaipalla ja kärkivyöhykkeessä laboratoriossa tehtävillä kolmiaksiaalikokeilla, in situ -menetelmillä tai kairausvastuksen perusteella. Staattisen kantavuuskaavan käyttö edellyttää kokemusta sen käyttökelpoisuudesta kulloisissakin pohjasuhteissa. Paalun kärkivyöhykkeeksi katsotaan maakerros, joka ulottuu 5 D paalun kärjen yläpuolelle (kuitenkin vähintään 1 m) ja 3 D kärjen alapuolelle (kuitenkin vähintään 1 m), jossa D on paalun läpimitta. Kitkakulmaa voidaan arvioida likimäärin kairausvastuksen perusteella esimerkiksi taulukon 4.6 avulla. Taulukossa 4.6 esitetyt arvot sisältävät merkittävän määrän epävarmuutta, joten ne soveltuvat siten alustavaan suunnitteluun. Arvot on varmennettava hankekohtaisesti. Taulukko 4.6. Maalajien mekaanisten ominaisuuksien likimääräisarviointi kairausvastuksen perusteella Puristinkairaus Painokairaus Heijarikairaus Moduuliluku Jännityseksponentti Kitkakulma Maalaji q c [MPa] Pk/0,2 m L/0,2 m m Karkea siltti Hienohiekka d10<0,06 Hiekka d10>0,06 Sora Moreeni Löyhä < 7 < 40 < ,3 28 Keskitiivis ,3 30 Tiivis > 15 > 100 > ,3 36 Löyhä < ,5 30 Keskitiivis ,5 33 Tiivis > 20 > 100 > ,5 36 Löyhä < ,5 32 Keskitiivis ,5 35 Tiivis > 14 > 60 > ,5 38 Löyhä < 5, ,5 34 Keskitiivis 5, ,5 37 Tiivis > 12 > 50 > ,5 40 Hyvin löyhä < 10 < 40 < ,5 34 Löyhä > ,5 36 Keskitiivis > ,5 38 Tiivis Lyömällä > ,5 40 Kärkivastus karkearakeisessa maakerroksessa saadaan kaavalla:

45 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio q ' b v; b N q (4.11) N q paalun kärjen kantavuuskerroin (kuva 6.6) v;b tehokas pystysuora jännitys paalun kärjen tasolla Tehokas pystysuora jännitys ' v paalun kärjen tasolla voidaan laskea siten, että paalun kärjen yläpuolisten maakerrosten tehokas paino otetaan huomioon kymmentä paalun läpimittaa vastaavalta paksuudelta. Arvioitaessa halkaisijaltaan alle 400 mm olevien paalujen geoteknistä kestävyyttä staattisilla kantavuuskaavoilla voidaan tehokas pystyjännitys laskea kaikkien yläpuolisten maakerrosten painon perusteella. Kestävyyden maksimiarvo rajataan kuitenkin arvoon 15 MN/m². Avoimen tulppaantuneen paalun kärkivastus arvioidaan tulppaantumiskertoimen t avulla seuraavasti: D t = 0,8 ; kun 10 moreenissa d = 0,8 D d t D ; kun 15 hiekassa ja sorassa d on paalun upotussyvyys tulppaavaan maakerrokseen, on paalun halkaisija. Tulppaantuneen paalun kärkivastus saadaan suljetun paalun kärkivastuksesta seuraavasti: q q q b pb t b on halkaisijaltaan tulppaantunutta paalua vastaavan suljetun paalun kärkivastus. Suhteen D/d pienentyessä kerrointa t pienennetään lineaarisesti. Paalun voidaan olettaa olevan tulppaantunut, kun paalun sisällä olevan maanpinnan painuma on vähintään puolet paalun painumasta tulppaavassa maakerroksessa.

46 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Kantavuuskerroin N q 100 Maata syrjäyttävät paalut Maata syrjäyttämättömät paalut Maan sisäinen kitkakulma [ o ] Kuva 4.3. Kantavuuskerroin N q maan sisäisen kitkakulman funktiona K s tana 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Staattista kantavuuskaavaa ei suositella käytettäväksi arvioitaessa tukipaaluiksi suunniteltavien lyöntipaalujen kärkivastusta tiiviissä karkearakeisessa maakerroksessa tai moreenikerroksessa, koska lyöntityön tiivistävää vaikutusta paalun kärkivyöhykkeessä on vaikea ottaa luotettavasti huomioon. Paalun vaippavastus karkearakeisessa maakerroksessa saadaan kaavasta: q K tan (4.12) ' s ; i v; i s a v;i tehokas pystysuora jännitys paalun vaipalla maakerroksessa i K s tan a paalutyypistä ja maan sisäisestä kitkakulmasta riippuva vaippavastuskerroin, kuva 4.4, taulukko 4.7 Maata syrjäyttävät paalut Maata syrjäyttämättömät paalut Maan sisäinen kitkakulma [ o ] Kuva 4.4. Paalun vaippavastuskerroin K s tan a maan sisäisen kitkakulman funktiona. Vaippavastuskerroin K s tan a on injektoiduilla paaluilla karkearakeisissa maakerroksissa yleensä selvästi suurempi kuin kuvassa 4.4 on esitetty. Jos mitoituksessa käytetty geotekninen halkaisija on li-

47 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio kimain yhtä suuri kuin avartimen tai porakruunun halkaisija, voidaan geoteknisen kestävyyden arvioinnissa karkearakeisissa maalajeissa käyttää taulukon 4.7 mukaisia vaippavastuskertoimia. Taulukko 4.7 Vaippavastuskerroin K s tan a injektoiduille paaluille karkearakeisissa maalajeissa Maan sisäinen kitkakulma [ o ] K s tan a 1,2 1,3 1,5 1,7 2,1 2,5 2,9 3,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 L p d p 120 Injektoidun paalun vaippavastuksen laskentaa on tarkemmin käsitelty julkaisussa Pålkommissionen: Injekterade pålar, Rapport 102. Linköping Paalun vaippavastus hienorakeisessa maakerroksessa on paalun ja maan välinen adheesio, jota voidaan arvioida kaavalla: maakerroksen suljetun leikkauslujuuden c u ja adheesiokertoimen avulla: q (4.13) s c u 0 0 0,5 1 1,5 c u /' v adheesiokerroin (kuva 4.5) maakerroksen suljettu leikkauslujuus c u Paalun ja maan välisen adheesion täydellinen kehittyminen kestää useita kuukausia maaperän ja paalun vaippapinnan ominaisuuksista riippuen. Hienorakeisen maakerroksen yläpuolella sijaitsevalle karkearakeiselle maakerrokselle ei saa laskea vaippavastusta (vrt. negatiivinen vaippahankaus kohta ) Paalun vaippavastuksen laskentaa hienorakeisessa maakerroksessa on tarkemmin käsitelty julkaisussa Pålkommissionen: Kohesionspålar, Rapport 100. Linköping L p d p 50 L p = paalun pituus d p = paalun halkaisija Kuva 4.5. Paalun ja hienorakeisen maakerroksen välinen adheesiokerroin. Paalun geoteknistä kestävyyttä voidaan arvioida suoraan heijari-, paino- tai puristinkairausvastuksien perusteella. Arvioita kärki- ja vaippavastuksen murtoarvoista on esitetty taulukossa 4.8

48 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Taulukko 4.8. Kärki- ja vaippavastuksen murtoarvojen arviointi kairausvastukseen perustuen karkearakeisissa maalajeissa voidaan tehdä alustavissa tarkasteluissa Tiiviys Kitkakulma [ o ] Painokairaus [pk/0,2 m] Heijarikairaus N 20 [l/0,2 m] CPT q c [MPa] Kärkivastus q b [MPa] Lyönti- ja Porapaalut puristuspaalut Injektoidut paalut < 10 < 5 < 3 < 1,0 < 1,0 < 50 < 15 < 15 Vaippavastus q s [kpa] Lyönti- ja puristuspaalut Porapaalut Erittäin löyhä Löyhä ,0 2,0 1,0..1, Keskitiivis 2,5 1, ,0 3, Tiivis 2, ,0 4,0 3, Erittäin ,0 8,0 3,5 7,0 tiivis Eri kairausmenetelmillä saatujen kairausvastuksien karkea keskinäinen vertailu perustuu taulukkoon 4.6. Lyöntipaalun kärkivastuksen kvantitatiivinen arviointi kairausvastukseen perusteella tiiviissä ja erittäin tiiviissä moreenissa ei ole erityisen luotettavaa. Lyöntipaalut tunkeutuvat yleensä verraten helposti heijarikairauksen päättymistason alapuolelle. Maakerrokseen tukeutuvan porapaalun kärkivastusta arvioitaessa otetaan huomioon huuhtelun määrän ja tyypin vaikutus. Sileäpintaisten teräspaalujen vaippavastus suositellaan ilman kohteessa tehtäviä koekuormituksia rajoitettavaksi arvoon q s,max =150 kpa ja injektoitujen paalujen arvoon q s,max =250 kpa. Kallioon tukeutuvat paalut Ehjään suomalaiseen kallioon tukeutuvan paalun kärkivastus ei yleensä ole mitoittava, vaan kestävyys määräytyy paalun rakenteen kestävyyden perusteella. Kallioon tukeutuvan paalun kärjen geoteknisen murtoarvon voidaan otaksua olevan 7 cyl qb [ MPa] (4.14) 0,2 d cyl MPa on suomalaisten syväkivilajien yksiaksiaalinen puristuslujuus d paalun halkaisija [cm] Kärkivastus kalliossa pienenee toistuvassa kuormituksessa, jolloin lukuisten lyöntikertojen ( ) jälkeen lyöntipaalun kärkivastuksen murtoarvon voidaan otaksua olevan q b =2 cyl. Teräksisten lyöntipaalujen kalliokärkien karkaistut kärkitapit tunkeutuvat suhteellisen helposti kovaankin kallioon, jolloin kärkivastus kohdistuu kokonaan tai osittain paalun pohjan pinta-alalle. Sydänteräspaalujen pyörötangot kantavat kalliossa koko poikkileikkauksellaan, mutta tästä huolimatta on erityistä huomiota kiinnitettävä tangon ja porareiän pohjan välisen kontaktin kiristämiseen esimerkiksi lyömällä tankoa asentamisen jälkeen. Keskisellä porausmenetelmällä porattavien teräsputkipaalujen alapään kalliokontakti säilyy upotuksen lopetuksen jälkeen. Erilaiset maankengät sekä avarrin- ja rengaskruunut lisäävät yleensä paalun

49 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio kärjen teräspinta-alaa merkittävästi. Kun porattava teräsputkipaalu täytetään juotoslaastilla tai betonilla osittain tai kokonaan, siirtyvät kuormat paalulta kallioon koko paalun pohjan pinta-alan kautta. Kaivamalla upotettavilla paaluilla kalliokontakti on varmistettava ennen paalun valua paalukaivannon pohjalta tehtävällä meislauksella. Kallioon tukeutuvilla kaivinpaaluilla rapautunut tai huonosti kantava kallion pintakerros on poistettava paalukaivannon pohjalta ennen paalun valua. Kaivinpaaluilla kalliokontaktin varmistamiseen epäselvissä tapauksissa voidaan käyttää paalukaivannon pohjalta tehtävää porakonekairausta. Geoteknisessä luokassa 3 on kallioon tukeutuvilla kaivinpaaluilla varattava mahdollisuus kalliokontaktin varmistamiseen ja parantamiseen injektoimalla paalun valun jälkeen. Ehjään kallioon tukeutuvan kaivinpaalun kärkivastus voidaan mitoittaa paalumateriaalin lujuuden perusteella, jos kalliokontakti varmistetaan. Paalun kärki oletetaan kallioon tukeutuvaksi, kun sekä poraus- tai lyöntihavainnot että pohjatutkimukset tukevat tulkintaa samanaikaisesti. Lyöntipaalujen kalliokontakti voidaan varmistaa epäselvissä tapauksissa dynaamisella koekuormituksella. Lyöntipaalujen kalliokontaktin laatu vinolla kalliopinnalla varmistetaan meislaamalla kärki kallioon aluksi pienellä lyöntienergialla, jota nostetaan vähitellen riittävän geoteknisen kestävyyden edellyttämään tasoon. Jos kärki ei näillä loppulyönneillä luista, voidaan kontaktin laadun otaksua olevan riittävän hyvä myös käyttötilassa. Porapaalujen kalliokontaktin laatu varmistetaan poraamalla paalu vähintään 3 d, kuitenkin vähintään 0,5 m ehjään kallioon. Suuremmilla, yli 300 mm halkaisijaltaan olevilla porapaaluilla turvallinen upotussyvyys kallioon suunnitellaan tapauskohtaisesti. Yli 1,5 m syvyydelle kallioon poraaminen ei ole yleensä tarkoituksenmukaista Suomen kallioperässä. Rikkonaisessa kalliossa paalut porataan syvemmälle tai käytetään injektointia. Jos vierekkäisten paalujen kärkien tasot poikkeavat merkittävästi, ulotetaan lyhyemmät paalut syvemmälle. Jos kallion pinta on huomattavan jyrkkä, saattaa olla tarpeellista tehdä lisäkairauksia paalujen ympäriltä riittävän poraussyvyyden varmistamiseksi. Porattavien teräsputkipaalujen kalliokontakti porauksen päättymisen jälkeen varmistetaan lyömällä loppu- tai tarkastuslyönnit poravasaralla paalun yläpäähän. Porapaalujen geoteknisessä mitoituksessa voidaan käyttää hyväksi paalun vaippavastusta kalliossa. Vaippavastuksen hyödyntäminen saattaa tulla kysymykseen esimerkiksi, jos paalu tukeutuu kallion heikkousvyöhykkeeseen tai paaluun kohdistuu vetokuormituksia. Porapaalun vaippavastusta kalliossa voidaan hyödyntää esimerkiksi poraamalla porausputki aluksi kallion pintaan, jonka jälkeen porausta jatketaan syvemmälle kallioon. Porareikä huuhdellaan puhtaaksi, täytetään juotoslaastilla tai betonilla, jonka jälkeen reikään asennetaan keskittäjillä varustettu pyörötanko tai teräsputki. Käyttämällä in-

50 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio jektoitua porapaalua ja sopivaa injektointikruunua, ei erillistä kallioporausta tarvita. Otaksumalla betonin tai juotoslaastin ja kallion välinen tartuntajännitys tasaisesti jakaantuneeksi porareiän pituudelle, voidaan paalun vaipan geotekninen murtokestävyys R s laskea kaavalla: R s d D (4.15) porareikä porareikä s d porareikä porareiän halkaisija D porareikä porareiän syvyys kalliossa s betonin tai juotoslaastin ja kallion välinen vaippavastus, taulukko 6.8 Taulukko 4.9. Betonin tai juotoslaastin ja kallion välinen vaippavastus Kivilaji s [MPa] Graniitti 2,0 5,0 Kalkkikivi 1,0 3,0 Hiekkakivi 0,5 2, Puristuskestävyys dynaamisten koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa Mikäli paalun dynaamista koekuormitusta käytetään arvioitaessa yksittäisten puristettujen paalujen kestävyyttä, tulee tulosten paikkansapitävyyden perustua aikaisempiin kokemuksiin hyväksyttävästä toimivuudesta. Aikaisemmat kokemukset staattisissa koekuormituksissa samalla paalutyypillä, samalla paalun pituudella ja poikkileikkausalalla ja vastaavista pohjaolosuhteista ovat suositeltavia sovellettaessa taulukoita 4.10 ja Mikäli vastaava kokemus on vähäinen, tulee taulukkojen 4.10 ja 4.11 korrelaatiokertoimet kertoa vähintään luvulla 1,05. Tämän tyyppinen koekuormitus voi myös sisältää signaalinsovitusprosessin mitattuihin iskuaaltokuvaajiin. Signaalinsovitus mahdollistaa paalun vaippa- ja kärkikestävyyksien likimääräisen arvioinnin sekä kuorma-painumakäyttäytymisen mallintamisen. Lyöntienergian tulee olla riittävän korkea, jotta saadaan tarkoituksenmukainen tulkinta paalun kantokyvystä vastaavasti riittävän korkealla jännitystasolla. Kuvassa 4.6 on esitetty dynaamisen koekuormituksen suoritus ja siitä saatu tulos.

51 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Koekuormitusisku Kuva 4.6 Dynaamisen koekuormituksen kulku. Paalun geoteknisen puristuskestävyyden mitoitusarvo, R c;d, tulee johtaa kaavasta: R c;d = R c;k / t (4.16) jossa Maksimipudotuskorkeus Nostetaan pudotuskorkeutta 0 s < s murto mitattu < f paalu Lyöntilaite ei kykene mobilisoimaan paalun geoteknistä murtokestävyyttä. Geoteknisen murtokestävyyden mobilisoiminen edellyttää tehokkaampaa lyöntikalustoa R ck ; Min R cm ; mean R cm ; min = ; s < s murto mitattu = f paalu Paalun rakenteellinen kestävyys pienempi kuin geotekninen kestävyys Tarkistetaan jännitys mitattu, mitataan painuma s s > s murto mitattu < f paalu Paalun geotekninen murtokestävyys (4.17) missä 5 ja 6 ovat korrelaatiokertoimia, jotka riippuvat koekuormitettujen paalujen lukumäärästä, n, ja jotka kohdistetaan mitatun R c;m -arvon keskiarvoon (R c;m ) mean ja minimiarvoon (R c;m ) min vastaavassa järjestyksessä. Taulukko Korrelaatiokertoimet ominaisarvojen johtamiseksi dynaamisista koekuormituksista (n = koestettujen paalujen lukumäärä) n* 2-4 / 2-5% 5-9 / 5-40% / 40-65% / 65-90% 20 / % 5 1,60 1,50 1,45 1,42 1,40 6 1,50 1,35 1,30 1,25 1,25

52 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio *Taulukon 4.1 arvoista valitaan lukema ensisijaisesti prosenttiosuuden mukaan. Jos tällöin koekuormitettujen paalujen lukumäärä on pienempi kuin taulukossa esitetyssä sarakkeessa oleva lukumäärä, korrelaatiokerroin valitaan lukumäärän osoittamasta sarakkeesta. Väliarvot voidaan interpoloida. -arvot voidaan kertoa mallikertoimella 0,9, kun käytetään signaalinsovitusta. Mikäli perustuksessa on erilaisia paaluja, niin samanlaisten paalujen ryhmät käsitellään erillisinä, kun paalujen lukumäärää n määritetään. -arvot voidaan kertoa luvulla 0,9 myös ilman signaalinsovitusta silloin, kun paalut tukeutuvat luotettavasti varmistettuun kallioon ja paalun kestävyys riippuu lähinnä sen rakenteellisesta kestävyydestä. Rakenteilla, jotka ovat riittävän jäykkiä ja lujia siirtämään kuormia heikoilta paaluilta vahvoille paaluille, kertoimet 5 ja 6 voidaan jakaa luvulla 1,1. Lukumäärällä n tarkoitetaan geoteknisen kestävyyden kannalta samanlaisissa pohjasuhteissa tehtyjen samanlaisten paalujen mittausten lukumäärää tai osuutta paalujen kokonaismäärästä (50 %,..100 %). Taulukko 4.11 Korrelaatiokertoimet jäykille rakenteille. Vertaa taulukko 4.10 ja sen lisäteksti. n* 2-4 / 2-5% 5-9 / 5-40% / 40-65% / 65-90% 20 / % 5 1,45 1,36 1,32 1,29 1,27 6 1,36 1,23 1,18 1,14 1, Puristuskestävyys dynaamisten paalutuskaavojen perusteella murtorajatilamitoituksessa Paalutuskaavoja tulee käyttää vain, jos maakerrosrajat ovat määritetty. Jos paalutuskaavoja käytetään perustuksen yksittäisten paalujen puristuskestävyyden arvioimiseen, kaavojen paikkansapitävyyden tulee perustua aikaisempiin kokeellisiin osoituksiin hyvästä toimivuudesta staattisissa koekuormituksissa samantyyppisillä, samanpituisilla ja vastaavan poikkileikkausalan omaavilla paaluilla samanlaisissa pohjaolosuhteissa. Kitkamaahan lyödyillä tukipaaluilla puristuskestävyyden mitoitusarvo, R c;d, tulee arvioida samalla menetelmällä kuin kohdassa Kun paalutuskaavoja käytetään paalun puristuskestävyyden varmistamiseen, paalun lyöntikoe tehdään vähintään 5 paalulla, jotka sijaitsevat riittävän välimatkan päässä toisistaan paalutusalueella, jotta voidaan varmistaa sopiva lyöntimäärä loppulyöntisarjoja varten. Jokaisen paalun kärjen tunkeuma loppulyöntisarjoilla kirjataan ylös. Taulukko 4.12 Korrelaatiokertoimet ominaisarvojen johtamiseksi dynaamisista paalutuskaavoista a,b, (n = koestettujen paalujen lukumäärä) n / 50 % / 100 % 5 1,76 1,65 1,60 1,56 1,54 6 1,65 1,49 1,43 1,38 1,38 a -arvot kerrotaan mallikertoimella 1,15 silloin, kun käytetään paalutuskaavaa eikä lyönnin aikana mitata paalun pään näennäiselastista joustoa. Jokaisen paalun painuma loppulyöntisarjoilla mitataan. Jos painuman mittaus tehdään kalibroidulla painumanmittauslaitteistolla, -arvot kerrotaan mallikertoimella 1,09. b Mikäli perustuksessa on erilaisia paaluja, niin samanlaisten paalujen ryhmät käsitellään erillisinä, kun paalujen lukumäärää n määritetään.

53 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Rakenteilla, jotka ovat riittävän jäykkiä ja lujia siirtämään kuormia heikoilta paaluilta vahvoille paaluille, kertoimet 5 ja 6 voidaan jakaa luvulla 1,1. Kun käytetään paalutuskaavoja, maakerrosrajat tulee olla määritetty ja joustomittaus on tehtävä vähintään 5 paalulla pohjatyyppiä ja paalun pituutta kohden. Jokaisen paalun kärjen tunkeuma loppulyöntisarjoilla mitataan. Paalun geoteknistä kestävyyttä voidaan arvioida esimerkiksi seuraavalla paalutuskaavalla R k 1 k 2 k 3 p W h h s C k1 k2 Wh h k3 (4.18) 1 s C 2 järkäletyypistä riippuva kerroin, alustavassa arvioinnissa: 0,80 pudotusjärkäle 0,90 hydraulijärkäle 1,00 kiihdytetty hydraulijärkäle iskutyynyn tehokkuus 0,8 1,0 maaperäkerroin 0,85 tiivis moreeni 1,00 kallio järkäleen liikkuvan osan paino pudotuskorkeus painuma iskua kohti jousto Paaluvalmistajat antavat paalujen lopetuslyöntiehdot kalustokohtaisesti eri paalupituuksille. Lopetuslyöntiehtojen määrittämisen periaatteet iskuaaltoanalyysin avulla on esitetty osan 2 liitteessä 4. Erityistapauksena paalun puristuskestävyyttä voidaan arvioida myös iskuaaltoanalyysin avulla. Iskuaaltoyhtälöanalyysillä tarkoitetaan menettelyä, jossa simuloidaan paalujärkäleen, iskutyynyn, paalun ja maapohjan vuorovaikutusta numeerisesti. Iskuaaltoyhtälöanalyysiä tulee käyttää vain, jos maakerrosrajat on määritetty kairauksilla ja kenttäkokeilla. Mikäli yksittäisen puristetun kitka- tai koheesiopaalun kestävyyttä arvioidaan iskuaaltoyhtälöanalyysillä, tulee tulosten paikkansapitävyyden perustua aikaisempiin kokemuksiin staattisissa koekuormituksissa samalla paalutyypillä, samalla paalun pituudella ja poikkileikkausalalla, vastaavissa pohjaolosuhteissa. Tukipaaluilla analyysimenettelyn käyttäjän tulee olla perehtynyt menettelyyn ja sen taustateoriaan. Useiden edustavien paalujen iskuaaltoyhtälöanalyysien tuloksista johdettu puristuskestävyyden mitoitusarvo, R c;d, tulee arvioida samalla menetelmällä kuin kohdassa käyttäen paikalliseen kokemukseen perustuvia -arvoja. Iskuaaltoyhtälöanalyysi perustuu maan, paalun ja lyöntilaitteiston matemaattiseen malliin ilman iskuaaltomittauksia paikan päällä. Menetelmää käytetään tavallisesti järkäleen toimivuuden, dynaamisten maaparametrien ja jännitysten tutkimiseen paalussa lyönnin aikana. Mallien perusteella on myös mahdollista määrittää tarvittava lyöntivastus (lyöntimäärä), jolla on tavallisesti yhteys paalun odotettuun puristuskestävyyteen.

54 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Kantokestävyyden varmistaminen jälkilyöntien yhteydessä Jälkilyönneillä on lisäarvoa hiekkaisissa, silttisissä maissa, joissa geoteknisen kestävyyden palautuminen täyteen arvoon kestää asennuslyönnin jälkeen tunneista kuukausiin. Mitoituksessa tulee määritellä jälkilyötävien paalujen lukumäärä. Jos jälkilyönti antaa alempia tuloksia, näitä tulee käyttää murtorajatilan puristuskestävyyden arvioinnin perustana. Jos jälkilyönti antaa suurempia tuloksia, ne voidaan ottaa huomioon Vetokestävyys Yleistä Kitkapaalujen jälkilyönti savisissa maissa tavallisesti johtaa alentuneeseen puristuskestävyyteen. Vedettyjen paalujen mitoituksessa tulee noudattaa soveltuvin osin kohdan suunnittelusääntöjä. Tässä kohdassa on esitetty suunnittelusääntöjä, jotka koskevat erityisesti vedettyjä paaluja sisältäviä perustuksia. Jotta voidaan osoittaa, että perustus kantaa mitoituskuorman riittävällä varmuudella vetomurtuman suhteen, on seuraavan epäyhtälön oltava voimassa murtorajatilassa kaikilla kuormitustapauksilla ja kuormitusyhdistelmillä: F t;d R t;d (4.19) Vetopaaluilla on tarkasteltava kahta murtumismekanismia: paalujen ulosveto maamassasta paalujen ja paalut sisältävän maan muodostaman blokin nousu. Mitoitus paalut sisältävän maablokin nousuna (ks. kuva 4.1) tapahtuvaa murtotilannetta vastaan tulee seuraavalla tavalla: Mitoitus nosteelle (UPL) tehdään tarkistamalla, että kaatavien pysyvien ja muuttuvien pystysuorien kuormien yhdistelmän mitoitusarvo (V dst;d ) on pienempi tai yhtäsuuri kuin vakauttavien pysyvien pystysuorien kuormien mitoitusarvon (G stb;d ) ja muun lisäkestävyyden mitoitusarvon (R d ) summa: V dst,d G stb;d + R d (4.20) missä V dst,d = G dst;d +Q dst;d Nosteen lisäkestävyys voidaan käsitellä myös vakauttavana pysyvänä pystysuorana kuormana (G stb;d ). Yhtälössä (4.20) tulee käyttää taulukoissa 4.13 ja 4.14 määriteltyjä osavarmuuslukuja G dst;d :lle, Q dst;d :lle, G stb;d :lle ja R d :lle normaalisti vallitsevissa ja tilapäisissä tilanteissa.

55 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Taulukko 4.13 Kuormien osavarmuusluvut ( F ) (nosterajatila UPL) Kuorma Merkintä Arvo Pysyvä: Epäedullinen a G,dst 1,1 K FI Edullinen b G,stb 0,9 Muuttuva: Epäedullinen a Q,dst 1,5 K FI a Kaatava kuorma b Vakauttava kuorma K FI on luotettavuusluokasta riippuva kuormakerroin. K FI riippuu SFS-EN1990:n liitteen B taulukon B2 mukaisesta luotettavuusluokasta seuraavasti: luotettavuusluokassa RC3 K FI = 1,1 (50 vuoden jaksolla >4,3; on luotettavuusindeksi) luotettavuusluokassa RC2 K FI = 1,0 (50 vuoden jaksolla >3,8) luotettavuusluokassa RC1 K FI = 0,9 (50 vuoden jaksolla >3,3) Taulukko Osavarmuusluvut maaparametreille ja kestävyyksille (nosterajatila UPL) Maaparametri Merkintä Arvo Leikkauskestävyyskulma a ( Kitkakulma ) 1,25 Tehokas koheesio c 1,25 Suljettu leikkauslujuus cu 1,5 Vedetyn paalun kestävyys s,t 1,5 Ankkurin kestävyys a 1,5 a Tällä varmuusluvulla jaetaan tan Yksittäisen paalun vetokestävyys lasketaan GEO -rajatilan varmuuslukujen mukaisesti, maablokki UPL:n mukaisesti. Yksittäisillä vedetyillä paaluilla tai paaluryhmällä murtomekanismin voi määrätä maakartion ulosvetokestävyys, erityisesti paaluilla, joilla on laajennettu kärki tai kallioon upotettu kärki. Kun tarkastellaan paalut sisältävän maablokin nousua, leikkauskestävyys T d blokin sivuilla voidaan lisätä kuvassa 4.7 esitettyihin vastustaviin voimiin. Blokkivaikutus määrää tavallisesti vetokestävyyden mitoitusarvon, jos paalujen välinen etäisyys on yhtä suuri tai pienempi kuin paalun halkaisijan ja paalun tunkeuman tulon neliöjuuri eniten vastustavaan maakerrokseen. Ryhmävaikutus voi alentaa tehokkaita pystyjännityksiä maassa ja siten alentaa ryhmässä olevan yksittäisen paalun vaippavastusta. Ryhmävaikutus tulee ottaa huomioon, kun tarkastellaan paaluryhmän vetokestävyyttä. Syklisen kuormituksen tai kuorman poistojen tai suunnanvaihdon vakava vetokestävyyttä alentava vaikutus tulee ottaa huomioon. Tätä vaikutusta arvioitaessa sovelletaan paalujen koekuormituksiin perustuvia vertailukelpoisia kokemuksia. Erittäin vaativissa GL 3 suunnittelukohteissa, joissa vetokuormitukset ovat usein toistuvia tai syklisiä, määritetään geotekninen vetokestävyys vetopaalun todellista kuormitusta vastaavilla kuormituskokeilla. Mitoituksessa voidaan tarvittaessa ottaa huomioon paalun paino. Hienorakeisten maakerrosten osalta ei vaippavastusta voida käyttää hyväksi pitkäaikaisessa vetokuormituksessa.

56 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Lyöntipaalujen geoteknistä murtokestävyyttä vetokuormituksessa voidaan lisäksi arvioida dynaamiselle koekuormitukselle tehdyn signaalin sovituksen avulla, jolla saadaan selville vaippavastuksen jakautuma paalun pituudella. Paalun alaosan vaippavastuksen erottaminen kärkivastuksesta on mallinnuksessa kuitenkin tulkinnanvaraista, mikä on otettava huomioon mitoituksessa. Jos paaluun kohdistuu pitkäaikaisen vetokuormituksen aikana tärinää, otetaan se huomioon geoteknistä vetokestävyyttä määritettäessä. Vaativissa suunnittelukohteissa GL 2 paalujen vetokestävyyslaskelmat voidaan tehdä myös pohjatutkimusten perusteella. Jos paaluun kohdistuu sellaisia vetorasituksia, ettei paalun vaippavastus pysty siirtämään niitä riittävällä varmuudella ympäröivään maahan, voidaan paalu ankkuroida kallioon tai joissakin erikoistapauksissa myös maakerrokseen. Ankkureita käytettäessä koko paaluun vaikuttava vetovoima on otettava ankkureilla Vetokestävyys paalujen koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa Paalujen koekuormitukset yksittäisen paalun murtorajatilan vetokestävyyden, R t, määrittämiseksi tulee tehdä kohtien 4.5.1, ja mukaisesti ja ottaen huomioon kohdan Vetokestävyyden mitoitusarvo, R t;d, tulee johtaa kaavasta: R t;d = R t;k / s;t (4.21) Käytä osavarmuusluvulle s;t paalutyypistä riippuen taulukoissa 4.15 esitettyjä arvoja. Taulukko 4.15 Syrjäyttävien, kaivettavien ja CFA- paalujen kestävyyden osavarmuusluvut vedolle Kestävyys Merkintä Vedetty vaippa -lyhytaikainen kuormitus s,t 1,35 -pitkäaikainen kuormitus s,t 1,50

57 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio maanpinta 2 pohjaveden pinta 3 blokin sivu, jolla kestävyys T d kehittyy Kuva 4.7. Esimerkkejä paaluryhmän noususta (UPL). F t;d on vetopaaluun tai vetopaaluryhmään kohdistuvan aksiaalisen vetokuorman mitoitusarvo, G stb;d on vakauttavien pysyvien pystysuorien kuormien mitoitusarvo nosteelle mitoitettaessa, T d on kokonaisleikkauskestävyyden mitoitusarvo, joka kehittyy sen maablokin ympärillä mihin vetopaaluryhmä on asennettu tai maan kanssa kontaktissa olevassa rakenteen osassa ja V dst;d on rakenteeseen kohdistuvan kaatavan pystysuoran kuorman mitoitusarvo. Tavallisesti, jos paaluun kohdistuu vetokuormitus, edellytetään, että useampia kuin yksi paalu koekuormitetaan. Tapauksessa, jossa perustuksessa on useita vetopaaluja, vähintään 2 % paaluista koekuormitetaan. Koepaalujen paalutuspöytäkirjat tarkistetaan ja kaikki poikkeamat normaaleista rakennusolosuhteista otetaan huomioon paalujen koekuormitustulosten tulkinnassa. Paalun vetokestävyyden ominaisarvo tulee määrittää kaavasta: R tk ; Min R tm ; mean R tm ; min = ; (4.22) missä 1 ja 2 ovat korrelaatiokertoimia, jotka riippuvat koekuormitettujen paalujen lukumäärästä, n, ja jotka kohdistetaan, vastaavassa järjestyksessä, mitatun vetokestävyyden keskiarvoon (R t;m ) mean ja minimiarvoon (R t;m ) min. Taulukko Osavarmuusluvut vetokuormitukselle staattisten koekuormitusten perusteella kun n = 1 2 3/50% 4 5/100% 1 1,75 1,63 1,5 1,38 1,25 2 1,75 1,5 1,31 1,25 1,25

58 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Vetokestävyys pohjatutkimustulosten perusteella murtorajatilamitoituksessa Pohjaolosuhteiden vaihtelu voidaan ottaa kahdella vaihtoehtoisella tavalla huomioon määritettäessä paalun puristuskestävyyttä pohjatutkimusten perusteella ns. mallipaalumenetelmällä ja vaihtoehtoisella menetelmällä. Pohjatutkimustuloksiin perustuvat menetelmät paaluperustusten vetokestävyyden arviointiin tulee varmistaa koekuormituksilla ja vertailukelpoisella kokemuksella. Kohdassa kuvattua mallikerrointa voidaan käyttää varmistamaan, että ennustettu vetokestävyys on riittävän turvallinen. Paalun vetokestävyyden mitoitusarvo, R t;d, tulee laskea kaavasta: R t;d = R t;k / s;t (4.23) missä: R t;k = R s;k (4.24) Käytä osavarmuusluvulle s;t paalutyypistä riippuen taulukossa 4.15 esitettyjä arvoja, ks. luku Ominaisarvo R t;k tulee määrittää joko kaavalla: R tk ; Min R s; cal mean R s; cal min = ; (4.25) missä 3 ja 4 ovat korrelaatiokertoimia, jotka riippuvat tutkimusprofiilien lukumäärästä, n, ja jotka kohdistetaan mainitussa järjestyksessä R s;cal :n keskiarvoon (R s;cal ) mean ja minimiarvoon (R s;cal ) min tai kohdassa esitetyllä menetelmällä. Taulukko 4.17 Korrelaatiokertoimet ominaisarvon johtamiseksi pohjatutkimustuloksista (n = tutkimusprofiilien* lukumäärä) kun n = ,85 1,77 1,73 1,69 1,65 1,62 1,60 4 1,85 1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1,40 *suunnittelualueen samantyyppisissä pohjasuhteissa laskettujen, likimain samanpituisten paalujen lukumäärä. Kunkin lasketun paalun laskennassa tulee olla käytettävissä paalun sijainnin luotettavasti tulkitseva pohjatutkimusaineisto. Tutkimusprofiilien lukumäärän tulee olla vähintään yhtä suuri kuin tarkasteltavien paalujen lukumäärä. Maapohjan vaihtelujen systemaattiset ja satunnaiset osat tulee tunnistaa lasketun vetokestävyyden tulkinnassa. Vetokestävyyden ominaisarvo voidaan saada kaavalla: R tk ; = A si ; q si;k ; i (4.26) missä q s;i;k on maapohjan ominaisuuksien avulla saatu vaippakitkan ominaisarvo eri kerroksissa. Vaihtoehtoinen menetelmä: Osavarmuuslukua s;t korjaavan mallikertoimen arvo: Käytettävä arvo sekä lyhytaikaisessa että pitkäaikaisessa kuormituksessa on vähintään 1,50. Pohjatutkimustuloksiin perustuvan mallin paikkansapitävyyden tulisi olla kohdan vaatimusten mukainen.

59 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Paaluperustusten pystysuuntaiset siirtymät (Tuetun rakenteen käyttökelpoisuus) Tiiviiseen moreeniin tai kallioon tukeutuvilla tukipaaluilla painumien tarkastelua ei tarvitse tehdä, mikäli paalujen murtorajatilatarkastelut on tehty. Pystysuuntaiset siirtymät käyttörajatilassa arvioidaan tarvittaessa ja niitä verrataan RIL :n (B3) kohdissa ja esitettyihin vaatimuksiin. Paalun painumasta johtuva siirtymäraja-arvojen toteutuminen tuetussa rakenteessa tulee tarkistaa ottaen huomioon negatiivinen vaippahankaus, mikäli se on todennäköinen. Kun paalun kärki on keskitiiviissä tai tiiviissä kerroksessa kallion tai erittäin kovan maakerroksen päällä, murtorajatilan osavarmuusluvut ovat tavallisesti riittäviä täyttämään ehdot, eikä käyttörajatilan siirtymiä tarvitse mitoittaa. Painumien arvioinnin tulee sisältää sekä yksittäisen paalun painuman että ryhmävaikutuksesta johtuvan painuman sekä arvion mahdollisesti esiintyvistä epätasaisista painumista. Vedetyissä paaluissa ylöspäin suuntautuvien siirtymien arviointi tulee tehdä samojen periaatteiden mukaisesti Jos käyttörajatilalle on asetettu erittäin tiukat kriteerit, ylöspäin suuntautuvista siirtymistä tulee tehdä erillinen tarkastelu. Yksittäisten paalujen ja paaluryhmien pystysuuntaiset siirtymät arvioidaan ensisijaisesti käyttörajatilassa ja niitä verrataan vastaaviin rakenteesta ja rakennusmateriaalista riippuviin siirtymäraja-arvoihin. Murtorajatilatarkastelussa arvioidaan murtokestävyyden saavuttamisen edellyttämän siirtymän suuruutta paalun ja rakenteiden sietämään arvoon. Laskelmissa mahdollinen paaluun kohdistuva negatiivinen vaippahankaus otetaan huomioon paalun kärjen lisäkuormana. Negatiivista vaippahankausta ei tarvitse ottaa huomioon yhtä aikaa lyhytaikaisten kuormien kanssa. Paalujen painumatarkasteluissa tarkastetaan: yksittäisten paalujen painumat paalujen mahdollisen ryhmävaikutuksen aiheuttamat lisäpainumat epätasaisesta painumasta aiheutuvat rakenteen kiertymät ja kaltevuuden muutokset Maakerrokseen tai kallioon tukeutuvan paalun kokonaispainumaa s 0 voidaan arvioida esimerkiksi seuraavasti: s 0 s p s b (4.27) ( P kärki P s vaippa Db 4 P ) E A M s p paalun varren kimmoinen kokoonpuristuma s b paalun kärjen alapuolisen maan tai kallion kimmoinen kokoonpuristuma P kärki kärkivastus käyttörajatilassa P vaippa vaippavastus käyttörajatilassa s 0,5 tasaisesti jakautuneelle vaippavastukselle 0,66 kolmiomaisesti jakaantuneelle vaippavastukselle D b paalun kärjen syvyys maanpinnasta E A paalun aksiaalijäykkyys M s,b paalun kärjen alapuolella olevan maan kokoonpuristuvuusmoduuli d paalun halkaisija kärki s, b d

60 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Poikittaissuunnassa kuormitetut paalut Yleistä Hiekan ja soran kokoonpuristuvuusmoduulin paalun kärjen alapuolella lyönnin jälkeen voidaan arvioida olevan MN/m² ja moreenin MN/m². Kallioon tukeutuvan paalun kärjen alapuolinen kimmoinen kokoonpuristuma on niin pieni verrattuna paalun varren kimmoiseen kokoonpuristumaan, että sitä ei yleensä tarvitse ottaa huomioon Jos kantavan karkearakeisen maakerroksen alapuolella on maakerroksia, joissa voi tapahtua konsolidaatiopainumaa, otetaan se huomioon painumalaskelmissa. Paaluryhmän pystysuuntaisissa siirtymätarkasteluissa tarkastetaan: yksittäisten paalujen siirtymät paalujen mahdollisen ryhmävaikutuksen aiheuttamat lisäsiirtymät siirtymistä aiheutuvat rakenteen painumat, kiertymät ja kaltevuuden muutokset Kitkapaaluryhmän siirtymätarkastelussa voidaan käyttää kuvan 6.13 mukaista yksinkertaista menetelmää, jossa fiktiivisen perustuksen otaksutaan sijaitsevan ¾ asennussyvyydessä kantavassa maakerroksessa ja jonka aiheuttama lisäjännitys jakautuu syvemmälle 2:1. Maanpinta Savi Q/A Hiekka sora tai moreeni 2 1 0,75 D k D k Paineen jakautuminen Kuva 4.8. Kitkapaaluryhmän yksinkertaisen siirtymätarkastelun periaate Poikittaissuunnassa kuormitettujen paalujen suunnittelun tulee noudattaa soveltuvin osin kohtien 4.4 ja 4.5 suunnittelusääntöjä. Tässä kohdassa on esitetty erityisesti poikittaissuunnassa kuormitettuja paaluja sisältäviä perustuksia koskevia suunnittelusääntöjä. Paalun riittävä varmuus poikittaisen mitoituskuormituksen suhteen osoitetaan seuraavan epäyhtälön toteutumisella kaikilla murtorajatilan kuormitustapauksilla ja kuormitusyhdistelmillä: F tr;d R tr;d (4.28) Tarkastellaan kyseeseen tuleva seuraavista murtomekanismeista: lyhyillä paaluilla paalun kiertymä tai siirtymä jäykkänä kappaleena Q

61 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio pitkillä, hoikilla paaluilla paalun taivutusmurto yhdistettynä paikalliseen maan myötäämiseen ja siirtymiseen paalun yläpään lähellä. Ryhmävaikutus tulee ottaa huomioon, kun arvioidaan poikittain kuormitettujen paalujen kestävyyttä. Paaluryhmään kohdistuva poikittaissuuntainen kuorma voi aiheuttaa yksittäiseen paaluun puristus-, veto- ja poikittaisten kuormien yhdistelmän. Yksittäiseen paaluun syntyy tietyssä paaluanturaan kohdistuvassa kuormien yhdistelmässä joko puristus- tai vetorasitus mahdollisen poikittaisen rasituksen lisäksi Poikittainen kuormituskestävyys paalujen koekuormitusten perusteella Poikittaiset paalun koekuormitukset tulee tehdä kohdan mukaisesti. Päinvastoin kuin kohdassa 4.5 kuvaillussa kuormitusmenetelmässä, poikittain kuormitetuilla paaluilla koetta ei normaalisti ole tarpeen jatkaa murtoon asti. Koekuormituksessa kuorman suuruus ja suunta jäljittelevät paalun mitoituskuormitusta. Valittaessa koekuormitettavien paalujen määrää ja johdettaessa poikittaisen kestävyyden mitoitusarvoa koekuormitusten perusteella tulee ottaa huomioon maapohjan vaihtelevuus erityisesti muutamien metrien alueella paalun yläpäässä. Koepaalujen paalutuspöytäkirjat tarkistetaan ja kaikki poikkeamat normaaleista rakennusolosuhteista otetaan huomioon koekuormitustulosten tulkinnassa. Johdettaessa poikittaista kestävyyttä paaluryhmille yksittäisten koepaalujen koekuormitustuloksista otetaan huomioon paalujen keskinäisen vuorovaikutuksen ja yläpään kiinnityksen vaikutukset Poikittainen kuormituskestävyys pohjatutkimustulosten ja paalun lujuusparametrien perusteella Paalun tai paaluryhmän poikittainen kestävyys tulee laskea kuormien, maan vastuksen ja siirtymien yhteensopivien rakenteellisten vaikutusten perusteella. Poikittaissuunnassa kuormitetun paalun analysointiin tulee sisältyä paalun maassa olevan osan rakenteellisen murtumisen mahdollisuus. Poikittaisen kestävyyden laskeminen pitkälle, hoikalle paalulle voidaan tehdä käyttämällä teoriaa päästä kuormitetulle palkille, jota tukee deformoituva väliaine. Väliaineen mallintamiseen käytetään maan vaakasuuntaista alustalukua. Luiskassa poikittaisen kestävyyden laskeminen voidaan tehdä Ratahallintokeskuksen ratajohtopylväsperusteiden suunnitteluohjeen mukaan [XXX]. Paalujen kiertymävapausasteen määrä paalujen ja rakenteen yhtymäkohdassa tulee ottaa huomioon arvioitaessa perustuksen poikittaista kestävyyttä. Sivukuormitetun paalun käyttäytyminen riippuu maan ja paalun suhteellisesta jäykkyydestä sekä paalun kiinnityksestä rakenteeseen (kuva 4.9). Sivukuormitetun paalun käyttäytymistä voidaan alustavasti arvioida hienorakeisessa maassa parametrilla R ja karkearakeisessa maassa parametrilla T. EI E s R 4 (4.29 a)

62 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio EI n h T 5 (4.29 b) EI E s n h paalun taivutusjäykkyys koheesiomaan vaakasuuntainen kimmomoduuli vaakasuuntainen alustalukukerroin karkearakeisessa maassa Kun paalun upotussyvyyden ja parametrien suhde D/R tai D/T eli jäykkyyssuhde on enintään kaksi, käsitellään paalua maassa kiertyvänä jäykkänä kappaleena, jolloin paalun muodonmuutoksia ei tarvitse ottaa huomioon. Kiertokeskuksen paikka lasketaan momenttitasapainoehdon perusteella. Homogeenisessä maassa kiertokeskus sijaitsee likimain syvyydellä, joka on 70 % paalun asennussyvyydestä. Maan murtuminen tapahtuu tällöin ennen paalun murtumista. Jäykkyyssuhteen arvoa neljä vastaavaa paalupituutta voidaan pitää sivuvastuksen suhteen paalun toiminnallisen pituuden ääriarvona, jonka jälkeen asennussyvyyden lisääminen ei vaikuta paalun toimintaan. Paalun murtuminen tapahtuu tällöin ennen maan murtumista. Jäykkyyssuhteen ollessa välillä 2-4 voidaan väliarvot interpoloida riittävällä tarkkuudella. c) Vapaa pää a) e D P u a) jäykkyyssuhde D/R tai D/T 2 b) jäykkyyssuhde D/R tai D/T 4 Kiinnitetty pää D P u d) c) jäykkyyssuhde D/R tai D/T < 2 d) jäykkyyssuhde D/R tai D/T e) jäykkyyssuhde D/R tai D/T >4 D Kuva 4.9. Jäykkyyssuhteen vaikutus paalun murtomekanismiin, D on paalun upotussyvyys P u Laskettaessa paalun taivutusjäykkyyttä, voidaan paalun sisäpuolinen laasti tai betoni sekä raudoitus ottaa huomioon. Injektoitujen paalujen ulkopuolisen laastivaipan ottamista huomioon taivutusjäykkyyden laskennassa ei suositella ilman että vaipan halkeilun tai irtoamisen mahdollisuuden vaikutus paalun kestävyyteen ja säilyvyyteen analysoidaan. Sivuvastuksen ja sivukuormituksen ääriarvot määritetään maan murtotilan mukaan maanpaineteoriaan perustuen. b) e D e) P u D P u f f

63 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Karkearakeisessa maassa ja moreenissa sivuvastuksen ääriarvon (murtoarvon) oletetaan kasvavan lineaarisesti syvyyden kasvaessa (kuva 4.10 a). Hienorakeisessa maassa sivuvastuksen ääriarvo oletetaan vakioksi syvyydestä riippumatta. Pintakerros syvyydelle 1,5 d jätetään ottamatta huomioon (kuva 4.10 b). Sivukuormituksen ääriarvo saadaan karkearakeisessa maassa sivuvastusta vastaavasti (kuva 4.10 c). Hienorakeisessa maassa sivukuorman ääriarvoa laskettaessa pintakerroksen osuus otetaan huomioon (kuva 4.10 d). a) b) Kuorma Siirtymä Siirtymä p m = 4 x ' x d x K p Kuorma c) d) p m = 4 x ' x d x K p Siirtymä Siirtymä 1,5 x d p m = 6 x c u pysyville kuormille, p m = 9 x c u lyhytaikaisille kuormille p m = 6 x c u pysyville kuormille, p m = 9 x c u lyhytaikaisille kuormille Kuva Sivuvastuksen ääriarvot pm (ominaisarvot) jäykälle paalulle; a) karkearakeisessa maassa, b) hienorakeisessa maassa ja sivukuormituksen murtoarvot jäykälle paalulle; c) karkearakeisessa maassa, d) hienorakeisessa maassa K p passiivinen maanpainekerroin tehokas tilavuuspaino d paalun halkaisija tai sivun pituus suljettu leikkauslujuus c u Injektoiduilla paaluilla voidaan käyttää paalua tukevan maan leveytenä laastivaipan halkaisijaa, jonka suuruus on ilman erillistä varmistusta enintään injektointiporakruunun tai -avartimen halkaisija. Löyhissä karkearakeisissa maakerroksissa ja käytettäessä suurta injektointipainetta, voi laastivaipan halkaisija olla selvästi suurempi kuin injektointiporakruunun tai -avartimen halkaisija. Eurokoodi-suunnittelujärjestelmän mukaisessa osavarmuuslukumenetelmässä käytetään leikkauslujuudelle osavarmuuslukuja cu =1,40 ja =1,25 (kohdistetaan suureeseen tan ).

64 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Paaluryhmän sivukuormakestävyys määräytyy siten, että paaluryhmä asennuksen jälkeen riittävällä varmuudella eri kuormitustapauksissa kestää sille tulevat sivukuormat ja että sivusuuntaiset siirtymät pysyvät rakenteen sallimissa rajoissa. Paaluryhmään kohdistuva maan sivuvastus on pienempi seuraavista raja-arvoista: yksittäisten paalujen sivuvastuksien summa paalujen muodostaman ryhmän sivuvastus, olettaen ryhmä yhtenäiseksi perustukseksi Jos paalut ovat rivissä liikettä vastaan poikkisuunnassa, niin yksittäisen paalun sivuvastus riippuu paalujen keskiöetäisyyksistä maan puristuessa paalujen väleistä. Liikettä vastaan ensimmäisessä rivissä olevan yksittäisen paalun sivuvastus voidaan otaksua hienorakeisessa maakerroksessa kasvavan paaluvälillä a = 3 10 x d kuvan 6.14 mukaisesti. Yksittäisten paalujen sivuvastusten summa ei voi ylittää yhtenäiseksi oletetun perustuksen sivuvastusta. P/P 0 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0 0,1 0,2 0,3 d/a P 0 Yksittäisen paalun sivukuorma P Paalun sivukuorma rivissä Voiman vaikutussuunta a a d d 2 Voiman vaikutussuunta Kuva Paalun sivukuorman ja paaluvälin vuorosuhde hienorakeisessa maakerroksessa eräiden mallikokeiden mukaan. Paaluryhmän pituus liikkeen suunnassa voidaan ottaa huomioon sivukuormakestävyyden mitoituksessa ottamalla mukaan paaluryhmän liikkeen suuntaisten pintojen leikkausvoima. Paaluryhmän vaakasuuntaisten siirtymien raja-arvot määräytyvät ylärakenteen ja rakennusmateriaalin mukaan. Paaluryhmän vaakasuuntaisten siirtymien arvioimisessa otetaan huomioon seuraavat tekijät: maan jäykkyys yksittäisten paalujen taivutusjäykkyys paalun ja rakenteen välisen liitoksen momenttijäykkyys ryhmävaikutus kuormituksen suunnan muutokset tai syklisen kuorman vaikutukset siirtymistä aiheutuvat rakenteen kiertymät ja kaltevuuden muutokset Paaluryhmän vaakasuuntaisen siirtymän ollessa suuri, redusoidaan alustalukuja sivuvastusta laskettaessa yleensä seuraavasti: a > 8 d => alustalukua laskettaessa d = d a < 2,5 d => alustalukua laskettaessa d = a

65 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Poikittainen siirtymä a paalujen keskiöetäisyys liikettä vastaan kohtisuorassa suunnassa d paalun sivumitta Väliarvot voidaan interpoloida lineaarisesti. Paalujen siirtymien ollessa millimetrin suuruusluokkaa alustalukuja ei yleensä tarvitse redusoida paaluryhmissä, joissa paalujen keskiöetäisyydet ovat > 3 d. Maasta paaluryhmän yksittäisiin paaluihin kohdistuvan sivukuormituksen laskemiseen soveltuvat alustaluvut selvitetään kussakin tapauksessa erikseen, esimerkiksi toispuoleisen täytön tai luiskassa olevien paalujen osalta. Jos paalut ovat lyhyitä (< 5 m), eikä niitä ympäröivä maa anna riittävää sivutukea, tarkistetaan sivusuuntaisen tuennan riittävyys sallittujen kaltevuuspoikkeamien suhteen. Alle 3,0 m pituiset paalut kiinnitetään anturaan yleensä jäykästi, jolloin myös paalun yläpään momenttikestävyys on tarkistettava. Jos momenttikestävyys ylittyy, voidaan tilannetta muuttaa lisäämällä paalujen määrää tai jäykistämällä paalua. Tarkoituksenmukaista on kuitenkin usein ottaa vaakavoimat vastaan muilla rakenteilla, jolloin paalujen vaakasuora kuormitus pienenee. Porapaalut, joiden alapää kiinnitetään kallioon juotoslaastilla, voidaan katsoa kärjestään jäykästi kiinnitetyiksi eikä riskiä paalun kiepahdukselle ole. Pienin hyväksytty lyöntipaalun pituus maahan asennettuna on 1,5 m. Asennettaessa lyhyitä lyöntipaaluja erityisesti pehmeisiin maakerroksiin on kiinnitettävä erityistä ja jatkuvaa huomiota paalujen paikallaan pysymisen sekä paalun kärjen ja kiinteän pohjan välisen kosketuksen varmistamiseen. Pakkasen vaikutukselle alttiissa tapauksissa kiinnitetään suunnittelussa erityistä huomiota lyhyisiin paaluihin kohdistuvaan roudan nostovoimaan routivassa maassa. Paaluperustuksen poikittaisten siirtymien arvioimisessa tulee ottaa huomioon: maapohjan jäykkyys ja sen vaihtelu jännitystason mukaan yksittäisten paalujen taivutusjäykkyys paalujen momenttijäykkyys rakenteeseen liittymiskohdassa ryhmävaikutus kuorman poistojen tai jaksollisen kuormituksen vaikutukset. Paaluperustuksen siirtymän yleinen analyysi perustuu odotettuihin kinemaattisen liikkeen vapausasteisiin. Paalun sivusuuntaiset siirtymät voidaan laskea esimerkiksi alustaluku- tai moduulimenetelmillä. Alustaluku- ja moduulimenetelmillä voidaan määrittää kuorman ja siirtymän välinen vuorosuhde. Sivukuormitus tai sivuvastus ei voi missään tilanteessa ylittää murtotilatarkastelulla saatua arvoa.

66 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Kuvassa 4.11 on esitetty suositeltavia alustaluvun sivupainesiirtymäyhteyksiä. p m a) p m /2 b) c) p m p m /2 p m p m /2 k s k s y m /6 k s y m /4 0,33 k s y m /5 y m 0,4 k s 0,5 k s y m Kuva Paalun sivupaine-siirtymäyhteys a) karkearakeisessa maassa, b) lyhytaikainen kuormitus hienorakeisessa maassa ja c) pitkäaikainen kuormitus hienorakeisessa maassa. Maan alustaluku ja moduuli ovat muodonmuutosominaisuuksia ja niinä käytetään ominaisarvoja. Varmuus kohdistetaan maan ja paalun lujuusominaisuuksiin. Mikäli alustaluvun k s määritys perustuu likimääräiseen korrelaatioon leikkauslujuuden kanssa, käytetään määrityksessä leikkauslujuuden ominaisarvoa. Alustaluvut eivät ole maan maaparametreja, vaan niihin vaikuttavat myös paalun mitat. Erittäin vaativissa pohjarakennuskohteissa (GL3) alustaluku k s suositellaan määritettäväksi karkearakeisessa maassa joko kokoonpuristuvuusmoduulin M s tai avoimen tilan kimmomoduulin E d avulla, joka määritetään ödometri- tai kolmiaksiaalikokein. k s M s Ed (4.30) d d 0,83 0,95 hiekalle Poissonin vakion vaihdellessa vastaavasti välillä 0,25 0,15 d paalun halkaisija M s ja E d riippuvat sekä muodonmuutos- että jännitystasosta, jolloin ne on määritettävä oikealla jännitys-muodonmuutosalueella. Vaativissa pohjarakennuskohteissa (GL2) alustaluku k s suositellaan määritettäväksi karkearakeisessa maassa kuten erittäin vaativissa (GL3) kohteissa. y m

67 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Paalujen rakenteellinen mitoitus Vaihtoehtoisesti jännitysriippuvainen kokoonpuristuvuusmoduuli M s voidaan määrittää myös kairausvastukseen perustuen taulukon 4.6 avulla arvioidun moduuliluvun m ja jännityseksponentin sekä kaavan (4.31) perusteella. 1 v M s m 100 (4.31) 100 ' v tehokas pystyjännitys [kn/m²] m moduuliluku (taulukko 4.6) jännityseksponentti (taulukko 4.6) Erittäin vaativissa pohjarakennuskohteissa (GL3) alustaluku k s suositellaan määritettäväksi hienorakeisessa maassa ja pitkäaikaisessa kuormitustilanteessa ödometrikokeella määritetyn kokoonpuristuvuusmoduulin M s kautta, jolloin alustaluku k s on k s M s (4.32) d 0,46 0,74 savelle Poissonin vakion vaihdellessa vastaavasti välillä 0,4 0,3 0,62 0,83 siltille Poissonin vakion vaihdellessa vastaavasti välillä 0,35 0,25 Erittäin vaativassa pohjarakennuskohteissa (GL3) alustaluku k s suositellaan määritettäväksi hienorakeisessa maassa ja lyhytaikaisessa kuormitustilanteessa kolmiaksiaalikokeella määritetyn suljetun tilan kimmomoduulin E u kautta, jolloin alustaluku k s on Eu ks d (4.33) Vaativissa pohjarakennuskohteissa (GL2) alustaluku k s voidaan määrittää suljetun leikkauslujuuden c u perusteella. Pitkäaikaisessa kuormituksessa alustaluvun vaihteluväliksi hienorakeisessa maassa voidaan otaksua: k s cu (4.34) d Lyhytaikaisessa kuormituksessa alustaluvun vaihteluväliksi hienorakeisessa maassa voidaan otaksua: k s cu (4.35) d Esivalmisteisten paalurakenteiden mitoituksessa huomioitavat olosuhteet ja rasitukset Paalut ja paaluosat tulee mitoittaa rakenteellista murtumista vastaan materiaalikohtaisten eurokoodien SFS-EN 1992 (betonirakenteet), SFS-EN 1993 (teräsrakenteet), SFS-EN 1994 (liittorakenteet) ja SFS-EN 1995 (puurakenteet) mukaisesti. Paalujen rakenne tulee suunnitella kaikkien niiden olennaisten tilanteiden varalle, joihin paalu käyttöikänsä aikana joutuu. Sellaisia rasituksia ja olosuhteita, jotka tulee huomioida, ovat seuraavat. Asennusaikaiset olosuhteet ja rasitukset:

68 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio esivalmisteisten paalujen ja paalunosien valmistuksen, kuljetuksen ja työn aikaisen käsittelyn rasitukset maahan tungettavilla paaluilla lyöntien aikaansaamat rasitukset pohjasuhteista aiheutuvat suorat ja epäsuorat rasitukset kuten tiiviiden maatäyttöjen läpäisy, lohkareet ja jyrkästi kaltevat kalliopinnat tunkeutumisvastuksessa ilmenevät nopeat muutokset, kuten täytteen läpäisy lyönninaikaiselta vastukseltaan merkittävästi pehmeämpään maakerrokseen sekä kallion kohtaaminen pehmeä maakerroksen jälkeen iskun merkittävä epäkeskeisyys ja paalun poikittaisvärähtely lyötäessä asennettavuuteen vaikuttavat muut tekijät, mukaan lukien jatkosten laatu; jatkosten suunnanmuutos, jatkosraot ja iskuaallon takaisinheijastuminen Käytön aikaiset kuormat: paaluun ylärakenteista kohdistuva aksiaalisuuntainen kuorma, poikittaiskuorma, epäkeskeisyydestä ja muista syistä johtuva momentti ja näiden yhdistelmät. Kuormien mahdollinen dynaamisuus sekä erilaiset pakkomuodonmuutoksista aiheutuvat rasitukset. paaluun maan liikkeistä kohdistuvat kuormat kuten maan liiketila luiskissa taikka epätasaisista täytöistä ja toispuolisista hyötykuormista, maan kokoonpuristumisesta johtuvat kuormat kuten nk. negatiivinen vaippahankaus taikka vinoon paalun kohdistuvat kuormat painuvista maakerroksista maan, paalun ja ylärakenteen yhteistoiminnasta aiheutuvat kuormat kuten rasitukset paalujen keskenään erilaisista akselisuuntaisen jäykkyyden tai taivutusjäykkyyden sekä ylärakenteen kuormanjakamisominaisuuksista johtuvat vuorovaikutuskuormat Käytön aikaiset paalumateriaalien ja rakenteiden säilyvyyteen vaikuttavat olosuhteet: maakerroksissa luonnostaan olevat taikka ihmisen toiminnan seurauksena paalun kanssa kontaktiin joutuvat turmeltumista aikaansaavat aineet kuten teräksen, betonin taikka puun korroosiota aikaansaavat aineet turmeltumisnopeutta lisäävät lämpö- ja kosteusolosuhteet, jäätymissulamis-syklit jne. mekaanista turmeltumista ja kulumista lisäävät rasitukset ja olosuhteet; veden virtaus, jään liike jne. Perustettavan rakenteen rakenteellisessa suunnittelussa tulee ottaa huomioon paalutyypille määritetyt rakennustoleranssit, kuormituskomponentit, paaluperustuksen toimivuus sekä ylärakenteen kyky jakaa paaluihin kohdistuvia rasituksia omalla jäykkyydellään.

69 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Paalun rakennevaatimukset Paalun rakenne määräytyy tavanomaiset kuormitus- ja rasitustilat huomioivan paalutusluokan perusteella, PL1 PL3. Paalutusluokka on sekä rakenteen että toteutuksen huomioiva luokitus (ks. osa 2). Luokituksella on pyritty varmistamaan se, että esivalmisteisia paaluja ja paaluvarusteita on mahdollista valmistaa varastoon ja käyttötarkoitukseen sopivan paalun valinta olisi riittävän yksinkertaista. Tavanomaisessa kuormitustilanteessa paalun kohdistuu lähes pelkästään sen akselin suuntaisia kuormia. Mikäli rakennuskohteen olosuhteet taikka kuormitukset poikkeavat tavanomaisista ja tässä luvussa esitetyistä, tulee paalujen rakenteelliset vaatimukset sekä asennuksen erityisvaatimukset määrittää hankekohtaisesti. Esivalmisteisten paalujen ja paaluvarusteiden valmistajat osoittavat paalun rakenteellisesti täyttävän paalutusluokan vaatimukset. Suomen Geoteknillinen Yhdistys ry pitää vaatimukset täyttävistä paaluista ajantasaista luetteloa internetissä sivuilla Paalujen käsittelyn, asennuksen ja muiden paalujen käyttöön liittyvistä asioista valmistaja tai toimittaja antaa erityisohjeet tämän paalutusohjeen yleisperiaatteita noudattaen. Paalutusluokka määräytyy kohteen seuraamusluokan (CC1 CC3, vrt. SFS-EN 1990 Kansallinen liite) ja geoteknisen luokan (GL1 GL3, luku 2.3) perusteella taulukossa 4.18 esitetyllä tavalla. Taulukossa 4.18 esitetty paalutusluokka on asianomaisessa seuraamisluokassa ja geoteknisessä luokassa vaadittava alhaisin luokka. Taulukko Paalutusluokat PL1, PL2 ja PL3 tavanomaisessa rakentamisessa. Geotekninen luokka, ks. kohta 2.3 Seuraamusluokka, ks. SFS-EN 1990 CC1 CC2 CC3 GL1* PL1 PL1 PL2 GL2 PL1 PL2 PL3 GL3 PL2 PL2 PL3 *ei ole yleensä paaluttamista edellyttävä kohde Materiaaleille ja valmistustyölle on annettu eri standardeissa (esim. SFS-EN ) paalunosien ja paalujen varusteiden valmistukseen liittyviä, suoraan seuraamisluokasta riippuvia vaatimuksia. Paalutusluokan luokkanumeron ollessa alhaisempi kuin seuraamusluokka, valmistuksessa on nämä vaatimukset huomioitava. Tuotevalmistuksessa käytetty alin seuraamusluokka on merkittävä tuotteen tuotetunnisteeseen. Lyömällä tai iskumaisella rasituksella asennetun paalun rakenteen ja paaluvarusteiden tulee taulukon 4.18 paalutusluokissa kestää taulukossa 4.19 esitetyt vaatimukset. Paaluun saadaan paalutusluokassa PL3 asennettaessa aikaansaada enintään keskimääräinen puristusjännitys, jonka suuruus on teräkselle 90 % materiaalin puristuskestävyyden ominaisarvosta f yk betonille 80 % materiaalin puristuskestävyyden ominaisarvosta f ck ja puulle 55 % materiaalin puristuskestävyyden ominaisarvosta f ck Keskimääräinen, paalun kärkeen välittyvä jännitys määrää geoteknisen kestävyyden, N k,geo, ylärajan.

70 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Asennuksessa lyöntilaitteen ja paalun yläpään välisen kontaktin epäkeskeisyydestä aiheutuu laitteistosta ja lyöntityön laadusta riippuen keskimääräisen jännityksen ylittäviä reunajännityksiä. Havaintojen mukaan reunajännitykset voivat olla jopa 30 % keskimääräisen jännityksen ylittäviä niin betoni kuin teräspaaluillakin varsinkin kun paalu on lyhyt ja vastassa peräänantamaton kallio. Myös lyöntilaitteen iskusuojilla on suuri merkitys. Paalutusohjeen osassa 2 on esitetty vaatimuksia eri paalutusluokissa paalutuskoneen kuljettajalle (5.2.3) ja paalutuskalustolle ( ). Paalutusluokassa PL3 paalun rakenteellisen lyöntikestävyyden tulee olla vähintään 1.8-kertainen paalun geoteknisen kestävyyden arvoon verrattuna (4.36) N k,geo N rakenteellinen lyöntikestävyys /1.8 (4.36) Paalun rakenteellinen lyönninkestävyys määritetään vähintään 1000 iskun aikaansaamalle maksimirasitukselle. Paalutusluokassa PL2 paaluun saadaan aikaansaada enintään jännitys joka on 80 % paalutusluokan PL3 rasituksesta ja paalutusluokassa PL1 vastaavasti 60 %. Geoteknisen kantokestävyyden yläraja rajautuu vastaavasti materiaalisen kestävyyden mukaan. Paalun lyönninkestävyyden ylärajat ja vastaavat geoteknisen kantokestävyyden ylärajat paalumateriaaleittain on esitetty taulukossa Taulukko Suurin puristuskestävyys ja kantokestävyyden ominaisarvon maksimiarvo lyömällä asennettavilla paaluilla. Paalutusluokka PL3 PL1 Teräspaalu PL3 PL1 Teräsbetonipaalu PL3 PL1 Puupaalu Suurin lyöntivoima asennettaessa, puristuskestävyys N lyönti(-) Suurin käyttötilan ajaksi lyömällä osoitettavissa olevan kantokestävyyden ominaisarvo N k,geo,max N lyönti(-) 0.9f yk A netto N lyönti(-) /1.8 N lyönti(-) 0,8f ck A c [N lyönti(-) 0,8f ck A c +0.9f ck A s n] a N lyönti(-) /1.8 N lyönti(-) 0,55f ck A min N lyönti(-) /1.8 a Lyönninkestävyys osoitettava SFS-EN mukaisella lyöntikokeella. Taulukkoa 4.19 sovelletaan myös paaluille, joiden geotekninen kestävyys määritetään asennuksen jälkeen lyömällä taikka iskumaisella rasituksella. Vaatimukset osoitetaan laskennallisesti sekä todennetaan vähintään kolmella asennuksen edellyttämän rasituksen jälkeisellä testauksella. Mikäli ao. materiaalikohtaisen Eurokoodin (SFS-EN 1992 (betonirakenteet), SFS-EN 1993 (teräsrakenteet), SFS-EN 1994 (liittorakenteet) ja SFS-EN 1995 (puurakenteet)) mukaisen laskennallisen, analyyttisen tarkastelun tulos poikkeaa kokeellisen testauksen tuloksesta siinä määrin, ettei laskennallisen tarkastelun voida arvioida kuvaavan rakenteen todellista käyttäytymistä rasitettuna, analyyttisen menettelyn sijaan tarkastelu voidaan tehdä numeerisella simuloinnilla. Laskennallisen

71 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio tarkastelun sijaan kelpoisuus voidaan osoittaa kokeellisella mitoituksella. Kokeellisessa mitoituksessa kokeiden lukumäärän on oltava vähintään kuusi. Kokeellinen kelpoisuuden toteaminen voidaan rajoittaa vain osaan paalujen ja varusteiden kokoja, jos erikokoisilla paaluilla niiden toimintatapa rasitettuna on yhteneväinen ja yksityiskohtien mittasuhteet keskenään verrannolliset ja laskennallisen tarkastelun tulos vastaa riittävän tarkasti kokeiden tuloksia. Näissä mitoiltaan erilaissa sarjoissa kokeet tulee kuitenkin tehdä sarjan pienimmille ja suurimmille poikkileikkauksille sekä välikoon rakenteille, jos rakenteen määräävä dimensio yleensä ulkohalkaisija/sivumitta edellisestä kokeellisesti testatusta poikkeaa enemmän kuin 25 %. Kokeellisessa testauksessa tulee kiinnittää huomio materiaalien ja mittojen toleransseihin. Kokeisiin tulee pyrkiä näistä valitsemaan epäedullisin yhdistelmä taikka yhdistelmät. Tarvittaessa kokeiden lukumäärää kasvatetaan toleranssien vaikutusten selvittämiseksi. Teräbetonipaalun osalta kelpoisuuden osoittaminen tehdään harmonisoidun tuotestandardin SFS-EN mukaisella menettelyllä. Paalun lyönninaikainen puristuskestävyys on vain yksi paalun käyttötilan kantokestävyyttä rajoittava arvo. Paalun nurjahdusriski ja alkukäyryys voivat pienentää geoteknisen kantokestävyyden arvoa. Samoin lyönninkestävyyttä saattaa rajoittaa paalun ja sen varusteiden vetojännityksen kestävyys. Paalujen rakenteellisen momentinkestävyyden perusvaatimus lasketaan kaavasta (4.37). Vaadittava momentinkestävyys määritetään suhteessa kantokestävyyden ominaisarvon maksimiin siten, että paalun ja paalujatkosten on rakenteellisesti kestettävä momentti M N k,geo i red (4.37) missä i red on redusoitu pintahitaussäde [m] i red I 6 A 0.57 missä I on pintahitausmomentti käyttötilassa [m 4 ] A pinta-ala käyttötilassa [m 2 ] (4.38) Momentinkestävyysvaatimuksen perusarvo kerrotaan PL3:ssa luvulla 1.2 ( 20 % reunapuristusjännityksen lisäys epäkeskisestä lyönnistä), PL2:ssa vaatimus kerrotaan suhteella 1,04 (=0.8*1.3) ja PL1:ssä 0,78 (=0.6*1.3). N k,geo on suurin mahdollinen tuottajan tuotteelleen ilmoittama geoteknisen kantokestävyyden arvo. Jos tämä arvo rajataan pienemmäksi kuin edellä on ilmoitettu, momenttivaadetta voidaan vastaavasti pienentää. Teräspaalun jatkoksen tulee täyttää SFS-EN kansallisessa liitteessä esitetyt vaatimukset. Mikäli kaavoilla 4.37 ja 4.38 määritetty ja paalutusluokkakohtaisella kertoimella kerrottu momentinkestävyysvaatimus johtaa siihen, että laskennallinen reunapuristusjännitys ylittää materiaalikohtaisen kestävyyden ominaisarvon, tulee lyönnin aikaansaamaa suurinta lyöntijännitystä vastaavasti rajoittaa, vrt. taulukko Tällöin myös kaavalla 4.36 määräytyvää paalun geoteknisen kestävyyden arvoa vastaavasti rajoitetaan. Sovellusesimerkki. Teräsputkipaalu, jonka teräksen lujuuden ominaisarvo f yk on 355 MN/m 2, paalun ulkohalkaisja on 150 mm ja seinämänpaksuus on 15 mm. Paalun poikkileikkausala (A) on 6362 mm2 ja pin-

72 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio tahitausmomentti (I) on mm4. Momentinkestävyyden perusarvo on I M 0.9 f yk A A Nmm 66kNm Paalutusluokassa PL3 momenttikestävyyden vaatimus on lyönnin epäkeskisyysriski huomioiden 1.2 kertaisesti perusarvo eli 79.3 knm. Tämä momentti aikaansaa laskennallisen jännityksen reunalla 405 MN/m 2, mikä ylittää materiaalin lujuuden ominaisarvon 355 MN/m 2. Paalua voidaan lyönnissä rasittaa keskeisellä rasituksella, joka on siis enintään 355/4050.9f yk A eli voimalla 1780 kn. Paalun suurin geoteknisen kantokestävyyden arvo rajoittuu siten paalun rakenteellisen kestävyyden perusteella arvoon N k,geo = 1780/1.8 = 990 kn. Tämän suuruisen geoteknisen kantokestävyyden edellyttämä rakenteellisen momentinkestävyyden arvo on paalutusluokassa PL3 edellä laskettu M = 66 knm Lyönninkestävyys Lyöntikalustokohtaisesti lyöntilaitteen lyöntiohjeet asetetaan siten, ettei taulukossa 4.19 esitettyjä voimia ylitetä keskeisessä lyönnissä. Lyönnin epäkeskeisyys taikka lyönnin vinous tulee ohjata siten, ettei epäkeskeisyyden aikaansaama lisärasitus paalun reunalla ylitä 20 % keskeisen voiman aikaansaamasta lyöntijännityksestä Teräsbetonipaaluilla vain paalun pääterästen oletetaan toimivan vetoa vastaanottavana rakenteena. Tarkemmat lyöntilaitteen valintaan ja lyöntirasituksiin liittyvät ohjeet on annettu osan 2 luvuissa ja Paalujatkoksen on kestettävä lyönnin aikana vetovoima, joka vastaa 15 % paalulta puristuskestävyysvaatimuksesta asennettaessa. Tuotteen vaatimuksenmukaisuus osoitetaan asennuksen jälkeisellä testauksella. Paalujen liitososien tulee kestää vetoa niille lyönnissä aiheutuvan mahdollisen vetojännityksen verran paalujatkoksen aukeamatta taikka vaurioitumatta Aksiaalisesti kuormitetun paalun nurjahduskestävyys Jos paalun iskua ja paalun painumaa rajoitetaan paalutustyön aikana, lyönnillä osoitettavan paalun geoteknisen kantokestävyyden ylärajaa voidaan muuttaa 15 % säännöstä. Paaluvalmistajat antavat tarvittavat täydentävät ohjeen lyöntitapahtumalle ja lyöntikalustoille. Perusohjeet annetaan paalutusohjeen osassa 2, luku Paalujen puristuskestävyys nurjahduksen suhteen tarkistetaan olosuhteissa, joissa paalut saattavat nurjahtaa riittävän sivutuen puuttuessa. Nurjahdusta vastaan riittämättömästi tuetuiksi paaluiksi katsotaan paalut, jotka ovat osittain tai kokonaan ilmassa, vedessä tai maakerroksessa, jonka redusoitu, siipikairauksella määritetty suljettu leikkauslujuus on pienempi kuin 10 kn/m². Maan sivutuentaa ei yleensä käytetä hyväksi, kun paalun ympärillä olevan eloperäisen maakerroksen leikkauslujuus on pienempi kuin 5 kn/m 2. Erittäin hoikilla paaluilla, joiden taivutusjäykkyys on alle (60 knm 2 ), nurjahdus tulee tarkistaa myös pienen leikkauslujuuden omaavilla maapohjilla, alle 20 kn/m

73 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Aksiaalisesti kuormitettujen paalujen nurjahdustarkasteluissa otetaan huomioon asentamisen jälkeinen alkutaipuma ennen kuormitusta. Seuraavassa on esitetty suositeltava käsinlaskentamenetelmä aksiaalisesti kuormitetun paalun nurjahduskestävyydelle olosuhteissa, joissa paalu on koko nurjahduspituudeltaan hienorakeisen maakerroksen ympäröimä (kuva 4.12). Kuormittamattoman paalun käyristyneisyyden suuruus riippuu paalun ja jatkosten mittapoikkeamista, paalun jatkosten määrästä, paalun mitoista, paalun asennustavasta ja pohjasuhteista. Nurjahdustarkasteluissa voidaan käyttää esimerkiksi taulukon 6.14 mukaisia alkutaipumia g, kun paalun suoruutta ei mitata. Arvot perustuvat ruotsalaisiin ohjeisiin ja ne on tarkoitettu käytettäväksi lähinnä lyöntipaaluilla riippumatta jatkostyypistä. Jatketulle paalulle suositeltua arvoa käytetään ainoastaan, jos jatkos sijaitsee nurjahduspituudella L cr pehmeässä maakerroksessa. Taulukko Paalun geometrinen alkutaipuma nurjahdustarkasteluissa Jatkamaton paalu Jatkettu paalu Alkutaipuma g [m] L cr /300 L cr /600 L cr /200 L cr /400 Suomalaisen kokemuksen perusteella lyöntipaalujen kaarevuussäteet vaikeissa olosuhteissa ja käytettäessä lyhyitä paaluelementtejä ovat olleet pienimmillään noin 1000 x d (d on paalun halkaisija). Upotuksen kannalta helpoissa olosuhteissa ja käytettäessä pitkiä paaluelementtejä kaarevuussäteet ovat olleet noin x d. Poraamalla asennettavat paalut ovat kokemuksen mukaan selvästi suorempia kuin lyöntipaalut. Jos paalun suoruus mitataan esimerkiksi taskulampulla tai inklinometrilla, voidaan suunnittelussa käyttää mittausten perusteella määritettyä kaarevuussädettä. L cr Paalu taipuu sinikäyrän muotoisesti y p L cr p p m k s g y 0 y m Kaarevuussäteen ja taipuman välille otaksutaan yhteys L cr g = 8R Paalun muoto nurjahduspituudella 2 y L cr p m Kosketuspaine paalun ja maan välissä, kun maan murto on saavutettu Kuva Paalun nurjahduskestävyyden laskentamalli hienorakeisessa maakerroksessa Alkutaipuman määrittämisessä (taulukko 4.18) tarvittava kriittinen nurjahduspituus saadaan kaavasta:

74 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio L cr EI k d 4 (4.36) s eff EI paalun taivutusjäykkyys k s maan alustaluku (esimerkiksi kaavat (4.34) ja (4.35)) d eff paalun tehokas halkaisija tai sivumitta nurjahdusmitoituksessa, joka injektoiduilla paaluilla on injektointiporakruunun tai - avartimen halkaisija tai muutoin luotettavasti todennettu paalun halkaisija Liittorakennemitoituksessa taivutusjäykkyys saadaan kaavasta: EI E I E I E I (4.37) cd c s1 s1 s2 s2 E cd juotoslaastin tai betonin kimmomoduulin mitoitusarvo E s1, E s2 paaluputken ja raudoitteen kimmomoduulit I c, I s1, I s2 poikkileikkauksen betonin ja terästen jäyhyysmomentit Alkukäyrää paalua kuormitettaessa se taipuu, jolloin maahan syntyy vastaavan suuruinen vaakasuuntainen muodonmuutos. Näin syntyvä maan tukireaktio voidaan määrittää jousina alustalukujen avulla (kts.4.7.4). Aksiaalisesti kuormitetun paalun murtokestävyys nurjahduksen suhteen saavutetaan, kun paalun taipumasta aiheutuva sivupaine ylittää paalua ympäröivän maan sivuvastuksen murtoarvon p m (kuva 4.12) paalun poikkileikkauksen taivutusmurtokestävyys ylittyy Mikäli paalua kuormittaa normaalivoiman lisäksi ulkoinen taivutusmomentti ja/tai vääntömomentti ja/tai leikkausvoima, on paalut tai se osa paalua, johon kyseinen rasitus kohdistuu, mitoitettava yhdistetyille rasituksille. Paalun taipumasta aiheutuva sivupaine ylittää maan sivuvastuksen murtoarvon p m Taipuneen paalun nurjahdusmurtokestävyys maan murtuessa saadaan kaavasta: P cr d ; s (4.38) ks g P 1 p m P d;s taipuneen paalun nurjahdusmurtokestävyys maan murtuessa P cr suoran paalun nurjahdusmurtokestävyys g paalun geometrinen alkutaipuma (esimerkiksi taulukko 4.18 tai kuva 4.12) p m sivuvastuksen ääriarvo (murtokestävyys) (kuva 4.10) Suoran paalun nurjahdusmurtokestävyys maan murtuessa saadaan kaavasta: P cr 2 k d EI (4.39) s eff Paalun poikkileikkauksen taivutusmurtokestävyys ylittyy Taivutusmurtokestävyyttä laskettaessa teräksen valmistuksesta johtuvat jäännösjännitykset ja alkukäyryys voidaan ottaa huomioon esimerkiksi ns. fiktiivisellä alkutaipumalla.

75 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Taulukko 4.19 Fiktiivinen alkutaipuma Ryhmä a b c Fiktiivinen alkutaipuma f 0,0003 L cr 0,0013 L cr 0,0025 L cr Pituus- ja kierresaumahitsatut teräsputket kuuluvat ryhmään b ja massiiviset pyörötangot puolestaan ryhmään c. Laskennassa käytettävä alkutaipuma on siten geometrisen alkutaipuman taulukko 4.18 ja taulukon 4.19 mukaisen fiktiivisen alkutaipuman summa: 0 g f (4.40) Mitoitus teräsrakenteena Paalun poikkileikkauksen taivutusmurtokestävyys saadaan kaavasta: 2 B B ; C (4.41) 2 4 P d p Aputermit B ja C saadaan kaavoista (4.41) ja (4.42) B P N 0,5 P 0 N / M (4.42) cr u cr u C P cr N u (4.43) u P cr suoran paalun nurjahdusmurtokestävyys, kaava (4.39) N u paalun poikkileikkauksen puristuskestävyys murtorajatilassa, kaava (4.44) M u paalun poikkileikkauksen taivutuskestävyys murtorajatilassa, kaava (4.45) 0 alkutaipuma, kaava (4.40) N M u f yd A s u W el A f (4.44) s yd W f (4.45) el yd teräsputken tai pyörötangon lujuuden mitoitusarvo teräsputken tai pyörötangon poikkileikkauspinta-ala korroosiovähennys huomioon otettuna teräsputken tai pyörötangon taivutusvastus korroosiovähennys huomioon otettuna poikkileikkausluokasta riippuva muotokerroin; 1,2 poikkileikkausluokassa 2 Mitoitus liittorakenteena Paalun poikkileikkauksen taivutusmurtokestävyys saadaan kaavasta: 2 B B ; C (4.46) 2 4 P d p Aputermit B ja C saadaan kaavoista (4.47) ja (4.48) B P N ) / M (4.47) cr u 0,5 Pcr 0 ( Nu Nu, c C P cr N u (4.48) P cr suoran paalun nurjahdusmurtokestävyys, kaava (4.39) N u paalun poikkileikkauksen puristuskestävyys murtorajatilassa, kaava (4.44) u

76 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio N u,c paalun poikkileikkauksen juotoslaastin tai betonin puristuskestävyys murtorajatilassa M u paalun poikkileikkauksen taivutuskestävyys murtorajatilassa, kaava (4.45) 0 alkutaipuma, kaava (4.40) by26:n mukaan betonitäytteisen poikkileikkauksen liittorakennemitoitus on mahdollinen, jos betoniosakerroin on välillä 0,1 c 0,8. N f A u, c cd c c (4.49) Nu Nu f cd A c N u f yd1 A s1 f yd2 A s2 c juotoslaastin tai betonin puristuslujuuden mitoitusarvo laasti- tai betonipoikkileikkauksen pinta-ala A f A f A f (4.50) cd s1 yd1 s2 yd 2 teräsputken lujuuden mitoitusarvo teräsputken poikkileikkauspinta-ala korroosiovähennys huomioon otettuna raudoitteen lujuuden mitoitusarvo raudoitteen poikkileikkauspinta-ala korroosiovähennys huomioon otettuna Liittorakennepoikkileikkauksen taivutuskestävyyden laskennassa käytetään kuvan 4.13 mukaisia merkintöjä. 2 d r d c d Kuva 4.13.Liittorakennepoikkileikkauksen taivutuskestävyyden laskennassa käytettävät merkinnät Raudoitteen betonipeitteen on täytettävä ehto d c d max( 60 mm, d / 4) (4.51) r Betonipoikkileikkauksen halkaisija on t d c c d 2 t (4.52) teräsputken seinämäpaksuus Apusuureiden (4.53) - (4.58) avulla saadaan laskentamomenttivarsi (4.59) ja taivutuskestävyys murtorajatilassa (4.60). p (4.53) 0.5 f cd / f yd1 ( As 1 As 2 f yd 2 / f yd1) 1 (4.54) d f r yd 2 2 As 1 As2 p dc / 4 d f yd1 2 p dc 2 (4.55) f yd 2 4( As 1 As 2 ) f yd1

77 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio (4.56) 1 2 sin( 1) 1 e s sin d 3 d 3 2 d d 3 c 2 c (4.57) 3 2 dc sin e c (4.58) 3 (2 sin 2 ) e n M e c 2 ( e s 1.2 A ec ) n A s2 s1 f f yd 2 yd1 d r (4.59) u As1 f yd1 en (4.60) Sydänteräspaalujen ja injektoitujen paalujen teräsvarren ja ulkopuolisen injektointiaineen tai juotoslaastin muodostaman vaipan välisen tartuntalujuuden riittävyys on tarkistettava Käytön aikaiset paalumateriaalien ja rakenteiden pysyvyyteen vaikuttavat olosuhteet Suojaustarpeet ja -toimenpiteet tulee määritellä suunnitelmassa. Paalut tulee suojata eliöiltä, aggressiivisilta aineilta, korroosiolta ja hajavirralta silloin kun näitä riskejä on. Paaluun asennettujen teräselementtien korroosiosuojauksessa tulee ottaa huomioon seuraavaa: ympäristön aggressiivisuus (pohjavesi, maaperä, hajavirrat jne.) paalun tyyppi kuormituksen tyyppi (veto vai puristus) teräksen tyyppi suunnitelmassa edellytetty käyttöikä. Korroosiosuojauksen tulee koostua jostakin seuraavista: toimivasta peitteestä asianmukaista injektointiainetta, juotoslaastia tai betonia korroosiolle uhrattavasta kerroksesta terästä erityisistä varotoimenpiteistä. Ohjeita asianmukaisen injektointiaineen, juotoslaastin tai betonin vähimmäispeitteeseen ja uhrattavan teräskerroksen paksuuden ylimitoituksesta on käsitelty osan 1 kohdassa Erityisiä varotoimia voidaan määritellä korroosion ehkäisyyn ja niihin voivat sisältyä seuraavat toimenpiteet: erityissementin käyttö sopivan teräslaadun käyttö katodinen suojaus suojaputkien tai vaippaputkien käyttö pinnoitus. Injektointiaineen, juotoslaastin ja betonin koostumuksen ja ominaisuuksien valinnassa tulee ottaa huomioon standardissa SFS-EN esitetty ympäristön rasitusluokka. Ympäristön rasitusluokka tulisi valita erityisen huolellisesti ja ajasta riippuvainen aggressiivisuuden kehitys tulisi ottaa huomioon. Erityiset varotoimet eivät saa huonontaa paalun muita ominaisuuksia.

78 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Jos käytetään jänneteräksestä valmistettuja osia, korroosiosuojauksen tulee olla standardin SFS- EN 1537 mukainen. Liitoselementteihin tulee soveltaa samoja korroosiosuojaussääntöjä kuin muihinkin teräselementteihin. Erityisesti tulee huolehtia korroosiosuojauksen jatkuvuudesta liitoselementeissä. Paalujen maalien, pinnoitteiden ja muiden korroosiosuojausmenetelmien tai puun suojausmenetelmien tulee olla suunnitelmassa viitattujen materiaalivaatimusten mukaisia ja niitä tulee käyttää valmistajan ohjeiden mukaisesti. Puupaaluja tulee käyttää pysyvissä rakenteissa rakenteen käyttöiän aikana vain alimman oletetun pohjavedenkorkeuden tai vapaan vedenpinnan alapuolella ellei ole varmistettu riittävää suojausta paalujen lahoamista vastaan Teräspaalujen korroosio Suojaamattoman teräspaalun keskimääräiseksi korroosioksi tavanomaisissa olosuhteissa maan sisällä otaksutaan vähintään 1,2 mm sadassa vuodessa paalun ulkopuolista syöpyvää pintaa kohti. Korroosio voidaan jättää huomioon ottamatta alapäästään suljettujen teräsputkipaalujen ja betonilla täytettyjen paalujen sisäpinnoilla. Korroosion suuruus riippuu paalua ympäröivistä olosuhteista. Olosuhteiden jako tavanomaisiin ja tavanomaisista poikkeaviin on esitetty kappaleessa 4.4. Taulukossa 6.10 on esitetty suuntaa-antavia arvoja teräspaalujen korroosion aiheuttaman keskimääräisen pinnan syöpymistä varten eräissä olosuhteissa. Taulukon suositukset on alun perin esitetty standardissa SFS-EN Taulukko Korroosion aiheuttama keskimääräinen pinnan syöpymä [mm] maassa oleville suojaamattomille teräspaaluille pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella. Tavoite käyttöikä 5 vuotta 25 vuotta 50 vuotta 75 vuotta 100 vuotta Tavanomaiset olosuhteet Häiriintymättömät luonnonmaat (hiekka, siltti, savi, ) Tiivistämättömät, ei-aggressiiviset kivennäismaatäytöt (savi, hiekka, 0,00 0,18 0,30 0,70 0,60 1,20 0,90 1,70 1,20 2,20 siltti, ) Tavanomaisesta poikkeavat tai aggressiiviset olosuhteet Saastuneet luonnonmaat ja teollisuusalueiden maa-alueet Aggressiiviset luonnonmaat (suo, räme, turve, ) Tiivistämättömät, aggressiiviset täytöt (tuhka, kuona, ) 0,15 0,20 0,50 0,75 1,00 2,00 1,50 1,75 3,25 2,25 2,50 4,5 3,00 3,25 5,75 Huom. Korroosionopeudet tiivistetyissä täytöissä ovat pienempiä kuin tiivistämättömissä. Tiivistetyissä täytöissä tiivistämättömän täytön luvut voidaan jakaa kahdella. Annetut arvot ovat ohjeellisia. Paikalliset olosuhteet täytyy ottaa huomioon 5 ja 25 vuoden käyttöikää vastaavat arvot perustuvat mittauksiin; muut arvot on ekstrapoloitu Korroosio ilmassa sadassa vuodessa: 1 mm normaali-ilmastossa ja 2 mm lähellä merta. Vaihtoehtoisesti voidaan betonilla täyttämättömien paalujen korroosion suuruuden arvioinnissa käyttää eräissä tavanomaisissa olo-

79 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio suhteissa taulukon 4.15 mukaisia arvoja. Taulukko perustuu korroosiohavaintojen tilastolliseen käsittelyyn, jossa olosuhteisiin liittyvä riski on otettu huomioon ns. kuoppakorroosiotekijällä ja mahdollinen sisäpuolinen korroosio teoreettisilla laskelmilla. Taulukko Betonoimattomien pienpaalujen mitoittava korroosio 100 vuodessa eri olosuhteissa Olosuhteet Korroosio 100 vuodessa [mm] Homogeeniset luonnonmaaolosuhteet pohjavedenpinnan ylä- ja 1,2 alapuolella Tiivistetyt kivennäismaatäytöt pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella 1,5 Tiivistämättömät kivennäismaatäytöt pohjavedenpinnan ylä- ja 2,0 alapuolella Tavanomaisesta poikkeavien olosuhteiden arvioiminen maanäytteistä voidaan tehdä taulukon 4.16 perusteella maanäytteistä ja taulukon 4.17 perusteella huokosvesi/vesinäytteistä. Taulukko Korroosiotutkimusohjelman sisältö ja aggressiivisen ympäristön raja-arvot tavanomaisille olosuhteille Mitattava ominaisuus Menetelmä Määrä Raja-arvo maalaji seulonta ja areometri tai sedigraph ISO pohjatutkimusten yhteydessä, selvitetään kerrosjärjestys merkittävimpiä hienorakeiset maalajit ja eloperäiset maalajit vesipitoisuus, w uunikuivaus 105ºC:ssa ISO pohjatutkimusten yhteydessä jos w > kyllästysraja, korroosio hidasta ISO/TS humuspitoisuus hehkutushäviö pohjatutkimusten yhteydessä > 6% SFS 3008 ph ilmakuivaus tai < 40º, < 2 mm fraktio, vesiliuoksesta kaksi rinnakkaista näytettä, näytteitä eri syvyyksiltä ph < 4,5 ph > 9 1:5 elektro- dilla ISO sähkönjohtavuus (1 ilmakuivaus, < 2 mm kaksi rinnakkaista näytettä, > 50 ms/m fraktio, suodatetusta vesiliuoksesta 1:5 elektrodilla ISO 11265:1994/Cor 1:1996 näytteitä eri sy- vyyksiltä ominaisvastuksen mittaamista suoraan maastossa pohjatutkimusten yhteydessä maan pinnasta paalujen tunkeutumissyvyyteen < 50 m sulfaatti ISO 11048, kiviainekselle näytteitä eri syvyyksiltä SO 2-4 > 500 mg/kg SFS-EN tai SO 2-4 > 100 mg/l kloridit esim. vesiuutto SFS- 3006, kiviaines SFS- EN näytteitä eri syvyyksiltä vesiliuoksessa Cl - > 100 mg/kg tai Cl - > 50 mg/l vesiliuoksessa Taulukko Pohja- ja maaveden korroosiotutkimusohjelma ja aggressiivisen ympäristön rajaarvot tavanomaisille olosuhteille

80 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Mitattava ominaisuus Menetelmä Raja-arvo ph ISO 10523, SFS 3021 < 6,5 sähkönjohtavuus SFS-EN 27888, ISO 7888 > 50 ms/m liuenneen hapen määrä kloridit SFS-EN jodometrinen menetelmä (ISO 5813:1983) tai SFS-EN elektrokemiallinen menetelmä (ISO 1584:1990) SFS 3002 titraus Mohrin menetelmällä tai SFS 3006 Potentiometrinen titraus tai SFS-EN ISO määritys ionikromatografialla. alle 2 mg/l tai alle 8 % 25 mg/l sulfaatit SFS 5738 Nefelometrinen menetelmä Alle 150 mg/l kalsium SFS-EN ISO 7980 Atomiabsorptiospektrometrinen < 10 mg/l menetelmä tai SFS 3001 titrimetrinen menetelmä tai SFS 3018 määritys atomiabsorptiospektrometrisesti liekkimenetelmällä tai SFS-EN ISO määritys ionikromatografialla alkaliteetti SFS 3005 potentiometrinen titraus, < 0,5 mmol/l SFS-EN ISO 9963 kovuus SFS 3003 titrimetrinen < 0,5 mmol/l kokonaisrikkipitoisuus esikäsittely VH , SO4-määritys SFS 4738 Mikäli pohjasuhteet osoittautuvat tavanomaisesta poikkeaviksi, voidaan soveltaen noudattaa taulukkoa Epäselvissä tapauksessa on syytää käyttää korotettua ylimitoitusta tai käyttää korroosion-suojausmenetelmiä Betonipaalun turmeltuminen Raudoituksen betonipeitteen nimellisarvo on vähintään 25 mm. Rasitusluokkaa XC2 ankarammissa korroosiorasituksissa määritetään betonipeite betonirakenteiden säilyvyysohjeiden mukaan (SFS-EN luku 4). Betonipaalun turmeltumiseen varautuminen tehdään SFS-EN kansallisen liitteen mukaan tavanomaiselle suunnittelukäyttöiälle Laastin ja betonin suojausvaikutus Käytettäessä sementtipohjaista injektointiainetta, juotoslaastia tai betonia teräspaalujen korroosiosuojauksena, voidaan taulukon 4.18 mukaisilla suojakerroksen paksuuksilla otaksua saavutettavan täydellinen suojaus 100 vuoden käyttöiälle tavanomaisissa maaperäolosuhteissa. Taulukko Ulkopuolisen suojakerroksen vähimmäispaksuudet [mm] tavanomaisissa maaperäolosuhteissa ja rasitusluokissa XC1-XC4. Puristusrasitettu paalu Vetorasitettu paalu Sementtipohjainen injektointiaine Juotoslaasti Betoni Vaihtoehtoisesti voidaan injektoidun paalun laastiosuuden säilyvyyden ja suojauskyvyn suunnittelussa käyttää taulukkoa Taulukko on laadittu 100 vuoden suunnittelukäyttöiälle sekä sementtipohjaiselle injektointiaineelle (I) että juotoslaastille (J).

81 Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio Taulukko Vaatimukset injektoidun pienpaalun laastiosuudelle, jonka säilyvyyden ja suojauskyvyn suunnittelukäyttöikä paalussa on 100 vuotta. Vaatimukset on annettu erikseen sementtipohjaiselle injektointiaineelle (I) ja juotoslaastille (J). Rasitustekijä Kemiallinen rasitus Kloridien aiheuttama korroosio Jäätymis- /sulamisrasitus Karbonatisoitumisen aiheuttama korroosio Kuivuminen ja halkeiluriski Ei kemiallista aggressiivisuutta Heikosti aggressiivinen Kohtalaisesti aggressiivinen Voimakkaasti aggressiivinen Kostea, harvoin kuiva (vrt. XD2) Kostea ja kuiva vaihtelevat (vrt. XD3) Suuri vedellä kyllästyminen Jatkuvasti märkä (vrt. XC1) Ajoittainen kuivuminen mahdollista (vrt. XC2-XC4) Suhteellinen kosteus jatkuvasti tai ajoittain alle 95% Suurin w/c I/J 0,55/0,6 0 0,50/0,5 5 0,50/0,4 5 0,45/0,4 0 0,50/0,5 0 0,40/0,4 0 0,50/0,5 0 0,60/0,6 0 0,50/0,5 0 0,50/0,5 0 Pienin lieriölujuus [MPa] I/J Ympäristöolosuhde Laastikerroksen vähimmäis-paksuus [mm] I/J 25/25 20/35 30/30 20/35 Muut vaatimukset 30/35 25/40 Sulfaatinkestävä sementti 35/40 30/40 Sideaine tapauskohtaisesti 30/30 25/30 40/40 35/40 30/30 20/35 Pakkasenkestävyys todettava 25/25 20/35 30/30 25/40 30/30 30/35 Halkeamat <0,1 mm