RIL Paalutusohje 2011 PO Osa 1: Suunnittelun perusteet Osa 2: Paalutusohje

Transkriptio

1 RIL Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry Suomen Geoteknillinen Yhdistys SGY ry Paalutusohje 2011 PO-2011 Osa 1: Suunnittelun perusteet Osa 2: Paalutusohje

2 2 RIL JULKAISIJA JA KUSTANTAJA: Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry MYYNTI: Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry Töölönkatu 4, Helsinki Puh , fax , ISBN ISSN Painopaikka: Saarijärven Offset Oy, 2011 Tämän teoksen osittainenkin kopiointi ja saattaminen yleisön saataviin on tekijänoikeuslain (404/61, siihen myöhemmin tehtyine muutoksineen) mukaisesti kielletty ilman nimenomaista lupaa. Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry

3 RIL Alkusanat Paalutusohjeen uudistamistyön keskeisenä tavoitteena on siirtää paalutusohjeet eurokoodiaikaan. Nykyinen kansallinen järjestelmä poistuu käytöstä vähitellen. Uudet rakentamismääräyskokoelman B-osat julkaistaan eurokoodijärjestelmän kanssa yhteensopivana asetuksena. Uutta paalutusohjetta RIL 254 käytetään yhdessä eurokoodijärjestelmän kanssa. RIL on julkaissut kuormitusperusteita ja kuormituksia, eri materiaaleja ja geotekniikkaa koskevia eurokoodien suunnitteluohjeita (RIL ). Aiempia paalutusohjeita SPO-2001 (RIL 212), LPO-2005 (RIL 223) ja PPO-2007 (RIL 230) käytetään nykyisen kansallisen järjestelmän mukaan suunniteltavissa ja toteutettavissa töissä. Paalutusohjeen osassa 1 käsitellään suunnittelun perusteita. Eri paalutyypeille on esitetty mahdollisimman yhtenäiset, toiminnalliset laatuvaatimukset. Tarkoituksena on erityisesti edistää tuotekehitystä. Osassa 2 esitetään paalutuksen toteutuksen laatuvaatimukset ja suunnittelun paalutyyppikohtaiset ohjeet. Ohjeessa käsiteltyjen paalujen materiaali voi olla terästä, pallografiittirautaa, betonia, puuta tai ne on valmistettu yhdistämällä em. materiaaleja. Maata syrjäyttävät paalut voidaan asentaa maahan lyömällä, täryttämällä, puristamalla, ruuvaamalla tai näiden menetelmien yhdistelmillä. Maata syrjäyttämättömät paalut tehdään maahan kaivamalla tai poraamalla. Paalut voivat olla esivalmistettuja tai paikalla valettuja tai ne on valmistettu näitä kahta menetelmää yhdistämällä. Paalutustyö voidaan tehdä kolmessa paalutustyöluokassa (PTL3...PTL1). Luokkakohtaisesti on asetettu vaatimuksia työn suoritukselle, käytettävälle kalustolle ja paalutuskoneen käyttäjälle. Paalun rakenteen pitää vastata ao. luokan vaatimuksia. Kohteen seuraamusluokka ja geotekninen luokka otetaan huomioon paalutustyöluokan valinnassa. Suomen Geoteknillisen Yhdistyksen kotisivuilla on tarkempaa tietoa pätevyysvaatimuksista ja ajantasainen luettelo vaatimukset täyttävistä paaluista. RIL Paalutusohje PO-2011 on toteutettu Suomen Geoteknillisen Yhdistyksen ja Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry:n toimeksiannosta yhteistyössä valmistajien, suunnittelijoiden, tutkimuslaitosten, urakoitsijoiden sekä rakennuttajien kanssa. Ohjeen ovat rahoittaneet SGY Suomen Geoteknillinen Yhdistys ry, Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry, RTT Rakennustuoteteollisuus ry, TRY Teräsrakenneyhdistys ry, Infra ry, Liikennevirasto, Helsingin kaupunki, Espoon kau-

4 4 RIL punki, Vantaan kaupunki, Rakennustuotteiden Laatusäätiö, Destia Oy, Ramboll Finland Oy, Pöyry Infra, SITO Oy ja FCG Planeko. Ohjeen pääkirjoittaja on Teemu Riihimäki. Paalun rakenteellista mitoitusta koskevan osan on laatinut Jouko Törnqvist. Asiantuntijoina työhön ovat osallistuneet Hannu Jokiniemi, Juha Kinnunen, Antti Laitakari, Tim Länsivaara, Petri Mannonen, Pekka Merinen, Olli-Heikki Pietikäinen ja Veli-Matti Uotinen. Työtä on ohjannut SGY:n paalutustoimikunta, jonka puheenjohtajana on ollut Pentti Salo ja sihteerinä Teemu Riihimäki. RILin puolesta on julkaisuprojektista vastannut Gunnar Åström. Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL sekä Suomen Geoteknillinen Yhdistys kiittävät ohjeen rahoittajia, kirjoittajia, lausunnonantajia ja kaikkia muita ohjeen laadintaan osallistuneita tahoja, jotka ovat kannanotoillaan ja tiedoillaan vaikuttaneet myönteisesti ohjeen sisältöön. Maaliskuussa 2011 SUOMEN RAKENNUSINSINÖÖRIEN LIITTO RIL ry Ralf Lindberg puheenjohtaja Helena Soimakallio toimitusjohtaja SUOMEN GEOTEKNILLINEN YHDISTYS ry Jouko Viitala puheenjohtaja

5 RIL Sisällysluettelo OSA 1: SUUNNITTELUN PERUSTEET 1. YLEISTÄ Ohjeen soveltaminen Paalutyypit Yleistä Maata syrjäyttävät paalut Maata syrjäyttämättömät paalut Termit ja määritelmät Käytetyt merkinnät SUUNNITTELUJÄRJESTELMÄ JA TOTEUTUKSEN OHJEISTUS Kansalliset määräykset ja eurooppalaiset standardit talonrakentamisessa Ohjeet ja eurooppalaiset standardit infra-alalla 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 Mitoitusrajatilat Kuormat ja mitoitustilanteet Yleistä Maapohjan siirtymistä aiheutuvat kuormitukset Yleistä Negatiivinen vaippahankaus (negatiivinen vaippakitka) Maan ja paalun nousu Poikittainen kuormitus Geoteknisen käyttäytymisen mitoitusmenetelmät ja -tarkastelut

6 6 RIL Mitoitusmenetelmät Mitoitustarkastelu Paalujen koekuormitukset Yleistä Staattiset koekuormitukset Yleistä Kuormitusmenetelmä Koepaalut Perustuspaalut Dynaamiset koekuormitukset Koekuormitusraportti Aksiaalisesti kuormitetut paalut Yleistä Rajatilamitoitus Kokonaisvakavuus Paalun geotekninen purituskestävyys murtorajatilamitoituksessa Yleistä Geotekninen puristuskestävyys staattisten koekuormitusten perusteella Geotekninen puristuskestävyys pohjatutkimustulosten perusteella Geotekninen puristuskestävyys dynaamisten koekuormitusten perusteella Geotekninen puristuskestävyys paalutuskaavojen perusteella Geotekninen puristuskestävyys iskuaaltoanalyysin avulla Geoteknisen kestävyyden varmistaminen jälkilyöntien yhteydessä Vetokestävyys murtorajatilamitoituksessa Yleistä Vetokestävyys paalujen koekuormitusten perusteella Geotekninen vetokestävyys pohjatutkimustulosten perusteella Paaluperustusten pystysuuntaiset siirtymät Poikittaiskuormitetut paalut Yleistä Poikittaiskuormitettujen paalujen geotekninen kestävyys koekuormitusten perusteella Poikittaiskuormitettujen paalujen geotekninen kestävyys pohjatutkimustulosten ja paalun lujuusparametrien perusteella Poikittaissiirtymä Paalujen rakenteen mitoitus Esivalmisteisten paalurakenteiden mitoituksessa huomioitavat olosuhteet ja rasitukset Yleistä

7 RIL Paalutustyöluokat Lyömällä asennettavat paalut Paalun lyönnin- ja momentinkestävyys Jatketun paalun lyönninkestävyys Poraamalla ja puristamalla asennettavat paalut Rakenteen käsittelyn ja kuljetuksen aiheuttama dynaaminen kuormitus Aksiaalisesti kuormitetun paalun nurjahduskestävyys Yleistä Paalun nurjahdusmurtokestävyyden laskeminen Käytön aikaiset paalumateriaalien ja rakenteiden pysyvyyteen vaikuttavat olosuhteet Teräspaalujen korroosio Betonipaalun turmeltuminen Laastin ja betonin suojausvaikutus LIITE 1. Paalun suunnittelu: lyömällä asennettava teräsbetonipaalu LIITE 2. Paalutustyön simulointi paaluun asennuksen aikana kohdistuvien jännitysten ja loppulyöntien määrittämiseksi LIITE 3. Tavanomaisesta poikkeavat olosuhteet OSA 2: PAALUTUSOHJE 1. SOVELTAMISALA PAALUTYYPEITTÄIN Yleistä Maata syrjäyttävät paalut Maata syrjäyttämättömät paalut TERMIT JA MÄÄRITELMÄt Yleismääritelmiä Lyöntipaaluihin liittyviä määritelmiä Kaivinpaaluin ja porapaaluihin liittyviä määritelmiä Puristuspaaluihin liittyviä määritelmiä Injektoituihin paaluihin liittyviä määritelmiä Käytetyt merkinnät MATERIAALIT JA VARUSTEET Yleiset vaatimukset Rakenneteräs Teräsputket Pyörötangot Kierrepintaiset tangot Pallografiittirauta Betoni Esivalmistetut paalut

8 8 RIL Paikallavalettavat paalut Betonin, juotoslaastien ja injektointiaineiden ainesosat Sementti ja sementtiä korvaavat seosaineet Kiviaines Vesi Lisäaineet Betoniteräs Jänneteräs Puu Varusteet Yleistä Esivalmistettujen teräsbetonipaalujen ja jännebetonipaalujen jatkaminen Teräspaalujen jatkaminen Mekaaniset jatkokset Hitsatut jatkokset Paalun kärjen suojaaminen ja kärjen tukeutuminen kallioon Maakärjet Kalliokärjet Porapaalujen kärkiosat Injektoidut lyöntipaalut Injektoidut porapaalut Paaluhatut PAALUTUKSEN SUUNNITTELU Yleiset suunnitteluperusteet Työtä varten tarvittava aineisto Paalujen sijoitus Katkaisutaso Liitokset päällä olevaan rakenteeseen Keskiöetäisyydet Paaluanturan reunan etäisyys paaluista Paalujen etäisyydet muista rakenteista Paalujen kaltevuudet Sallitut sijaintipoikkeamat Yleistä Suuriläpimittaiset teräsputkipaalut ja kaivinpaalut Lyötävät teräsbetonipaalut ja pienpaalut Porapaalut Asennuksen suunnittelu Yleistä Esivalmistettujen paalujen lyönnin suunnittelu Teräsbetonipaalut Teräspaalut Puupaalut Porapaalujen asennuksen suunnittelu Puristuspaalujen asennuksen suunnittelu Kaivinpaalujen asennuksen suunnittelu Asennusjärjestys Asentamisen apukeinojen tarve

9 RIL Paikalla valettavien paalujen raudoittaminen Yleistä Paalujen raudoittaminen tangoilla Paalujen raudoittaminen teräsputkilla tai -profiileilla Paalutuksen vaikutus jo asennettuihin paaluihin, muihin pohjarakenteisiin ja lähiympäristöön Ympäristön asettamat vaatimukset Maan siirtyminen ja syrjäytyminen Maan häiriintyminen, huokosvedenpaineen nousu ja paineellinen pohjavesi Maan tiivistyminen tai löyhtyminen Tärinä ja melu Tärinän ohjearvot ja mittaus Melutaso Erikoistapaukset Paalujen pohjan laajennus Yhdistelmäpaalut Paaluista muodostuva seinä PAALUTUSTYÖ Paalutustyön toteutus- ja laatusuunnitelma Paaluttajalle asetettavat vaatimukset Yleiset vaatimukset Paalutustyönjohtaja Paalutuskoneen käyttäjä Työmaa-alueen valmistelu Paalutustyön toteutus Yleistä Paalutuskalusto Yleisvaatimukset Lyöntipaalutuskalustot Porapaalutuskalustot ja porausmenetelmät Puristuspaalujen asennuskalustot Injektoitujen paalujen asennuskalustot Kaivinpaalujen valmistuksessa käytettävät työkalut ja menetelmät Paalujen varastointi ja käsittely työmaalla Esivalmistettujen paalujen asennus Teräsbetoniset lyöntipaalut Teräksiset lyöntipaalut Porapaalut Puupaalut Puristuspaalut Injektoidut lyöntipaalut Väliaikaisen suojaputken avulla tehtävä paalu Kaivinpaalujen tekeminen Yleistä Paalukaivantojen tukeminen suojaputkien avulla Kaivu pitkillä augerruuveilla Tukemattomat kaivannot

10 10 RIL Paalun kärjen luistamisen estäminen kaltevalla kallion pinnalla Paalun ankkurointi vetovoimia vastaan Paalun kalliokontaktin parantaminen injektoinnilla Kaivinpaaluseinät Raudoitus Raudoituskehikkojen kokoaminen Liitokset Ohjaimet ja keskistäjät Asennus Paalujen jatkaminen Mekaaniset jatkokset Jatkaminen hitsaamalla Betonointi Yleistä Betonointi kuivissa olosuhteissa Vedenalainen betonointi Vedenalaisen betonin valuputken tai työputken nouseminen Paalut, joissa on esivalmistettuja betonielementtejä, raudoitusputkia tai maahan jääviä suojaputkia Suojaputkien vetäminen ylös Maahan jäävät suojaputket tai vaippaputket CFA-paalujen betonointi Paikalla valettavien paalujen ulkopuolinen injektointi Paalujen esikuormitus perustusten vahvistuskohteissa LAADUNVALVONTA, SEURANTA- JA MITTAUSTARKKAILU JA TESTAUS Valvonta Yleistä Materiaalien laadunvalvonta Paalutustyön johtaminen ja valvonta Seuranta- ja mittaustarkkailu asentamisen ja tekemisen aikana Maata syrjäyttävät paalut Paalujen painuman mittaus asennuksen aikana Lyöntipaalun jouston mittaus Teräsputkipaalujen suoruuden mittaus Paalutuksen sijainnin ja korkeustason mittaukset Kaivettavat paalut Porapaalut Testaus Koekuormitukset Staattinen koekuormitus Dynaamiset koekuormitukset PAALUTUSTYÖN DOKUMENTOINTI Rakennustyön tarkastusasiakirja Paalutuspöytäkirja Yleistä

11 RIL Yleinen osa Paalutustyötä koskevat erityistiedot Muut dokumentit Paalutuksen toteutumapiirustus ERITYISVAATIMUKSET Yleistä Turvallisuus Melun ja tärinän torjunta Ympäristöhaitat, häiriöt ja saastuminen Vaikutukset ympäröiviin rakenteisiin ja luiskiin Päästöt ja vaaralliset aineet LIITE 1: Rakenneterästen toleranssivaatimukset LIITE 2: Esivalmistettujen teräsbetonipaalujen toleranssivaatimukset Ilmoittajat Ilmoitukset julkaisun lopussa. Auran Paalutus Oy Emeca Oy FinMeas Oy Geomachine Oy Geopalvelu Oy Geotek Oy Ilmi Foundation Oy Insinööritoimisto Pohjatekniikka Oy ITS-Vahvistus Oy Junttan Oy Junttapojat Oy Leimet Oy Lemminkäinen Infra Oy Lujabetoni Oy Maanrakennusliike E.M. Pekkinen Oy Niskasen Maansiirto Oy Parma Oy Pöyry Finland Oy Ramboll Finland Oy Oy Robit Rocktools Ltd Rudus Betonituote Oy Ruukki Saint-Gobain Weber Oy Ab Sito Oy Solcon Oy Styrud Boreal Oy Suomen Teräspaalutus Oy Suunnittelutoimisto Aluetekniikka Oy Taratest Oy Unisto Oy Uudenmaan Pohjatutkimus Oy WSP Finland Oy YIT Rakennus Oy