Paalutusohje koulutustilaisuus Ravintola Vaunun auditorio

Transkriptio

1 RIL PO 2011 Paalutusohje koulutustilaisuus Ravintola Vaunun auditorio Paaluosien tekniset vaatimukset Yleiset vaatimukset Paalujen jatkaminen / jatkokset Paalujen kärjet

2 Yleiset vaatimukset PO Yleiset vaatimukset Esivalmistettujen paalujen jatkosten tulee pystyä pitämään paaluelementit halutussa linjassa ja paikoillaan asentamisen aikana. Niiden tulee myös kestää riittävällä varmuudella käsittelyn, asentamisen sekä rakenteen ja ympäröivän maan vaikutuksista johtuvat jännitykset. Teräs- ja teräsbetonipaalut on varustettava kalliokärjellä, kun paalu lyödään kallioon tai todennäköiseen kallioon, vinoon kalliopintaan tai kiviseen tai lohkareiseen maakerrokseen.

3 Paalujen jatkaminen teräsbetonipaalut Esivalmistettujen teräsbetonipaalujen ja jännebetonipaalujen jatkosten on oltava standardin SFS-EN mukaisia. Paalujatkokset testataan standardin SFS-EN mukaisesti. Kansallinen vaatimus: Lyöntikokeen jälkeen paalun on paalujatkoksen kohdalla täytettävä seuraavat vaatimukset: taivutusjäykkyyden EI on oltava 60% halkeilleen betonipaalupoikkileikkauksen taivutusjäykkyydestä jännitystasolla 0,75 M c;k;paalu paalujatkoksen myötömomentin on oltava vähintään paalun myötömomentti vetokestävyyden on oltava sama kuin paalun vetokestävyys

4 Jatkosten testaus teräsbetonipaalut Suoritetaan lyöntikoe (Haluttu luokka A 28MPa, B 22 MPa, C 17MPa, D 17MPa), jossa jännitystaso riippuu halutusta luokasta Lyöntikokeessa paalua lyödään luokissa A, B, C 1000 lyöntiä ja D luokassa 500 lyöntiä, jatkoksen suoruutta seurataan kokeen aikana Tehdään lyödylle paalulle taivutuskoe luokissa A, B, C Verrataan tuloksia vaatimuksiin

5 Lyöntikoe

6 Taivutuskoe

7 Paalujen jatkaminen teräspaalut Mekaaniset jatkokset Teräspaalujen liitoselementtien on oltava SFS-EN vaatimusten mukaisia. Liitoselementit tulee mitoittaa ottaen huomioon kaikki rasitukset, jotka saattavat kohdistua niihin käsittelyn, kuljetuksen ja asennuksen aikana. Lyöntipaaluille tehdään lyöntikoe, joka on esitetty SFS-EN kansallisessa liitteessä

8 Lyöntikoe Lyöntipaaluissa käytettävien mekaanisten jatkosten on läpäistävä seuraava lyöntikoe: iskujen lukumäärä lyöntikokeessa on vähintään 500, jos järkäleen liikkuvan osan massa on yli 20 kertaa paalun metrimassa ja muussa tapauksessa vähintään 2000 jännitystaso valitaan paalutustyöluokassa PTL1: 0,5 A f yk, paalutustyöluokassa PTL2: 0,6 A f yk ja paalutustyöluokassa PTL3: 0,75 A f yk. A on paalun lyönninaikainen poikkileikkausala. Vaatimukset taivutuskoe: puristuskestävyys F yk;paalu vetokestävyys 0,15 F yk;paalu taivutuskestävyys M ck;paalu taivutusjäykkyys EI (0,3-0,8M ck;paalu ) 0,75 EI paalu

9 Lyöntikoe ja taivutuskoe

10 Puristus ja vetokoe

11 Paalun kärjen suojaaminen Lyötävien paalujen kärjet suojataan yleensä joko maa- tai kalliokärjellä. Maa- ja kalliokärjet mitoitetaan puristusrasitukselle siten, että ne kestävät kuormaa vähintään yhtä paljon kuin paalun edellytetään kestävän. Jos paalut suunnitellaan tukeutuviksi hienorakeisiin tai kivettömiin, löyhiin karkearakeisiin maakerroksiin, voidaan ne suunnitella alapäästään avoimina (putkiprofiilit) tai käytettäväksi ilman maakärkeä (teräsbetonipaalut). Avoimissa suuriläpimittaisissa teräsputkipaaluissa käytetään yleensä kärkivahviketta suojaamaan paalun alapäätä. Kärkivahvike on yleensä 150 mm tai 200mm leveä teräspanta, joka hitsataan paalun kärkeen vaipan ulkopinnalle. Teräspannan levypaksuus on yleensä 10, 15 tai 20mm.

12 Vaatimukset kalliokärjille Eurooppalaiset standardit eivät tunne kalliokärkeä Kalliokärkeä käytetään lähinnä Suomessa, Ruotsissa ja Norjassa Kalliokärjille on esitetty kansallisia vaatimuksia PO 2011 Liikennevirasto: Teräsputkipaalun kalliokärjen tekniset vaatimukset

13 Kalliokärjet Eri paalutyypit ja kalliokärkityypit: Teräsbetonipaalun kalliokärki, kitkalla pienpaaluun kiinnittyvä kalliokärki, hitsaamalla suurpaaluihin kiinnitettävät kalliokärjet varustettuna rakenneteräskärkitapilla ja pintakarkaistulla kärkitapilla

14 Kalliokärkien vaatimukset PO 2011 Teräs- ja teräsbetonipaalut on varustettava kalliokärjellä, kun paalu lyödään kallioon tai todennäköiseen kallioon, vinoon kalliopintaan tai kiviseen tai lohkareiseen maakerrokseen. Kalliokärjen käytöstä päättää kohteen vastaava pohjarakennesuunnittelija. Kalliokärki mitoitetaan puristusrasitukselle siten, että kärkikappale ja -tappi kestävät siihen kohdistuvat rasitukset. Kärkitapin ja kärkikappaleen kiinnitys mitoitetaan vetorasitukselle siten, että lyönnin aiheuttamat vetoaallot eivät irrota kärkitappia tai - kappaletta. Taivutusrasitusta kalliokärkeen kohdistuu lyötäessä paalua lohkareisen tai kivisen maakerroksen läpi sekä kärjen kohdatessa vinon kalliopinnan. Kalliokärjen taivutusrasitus ennen kärkitapin tunkeutumista kallioon riippuu kallion pinnan kaltevuudesta ja lyöntivoimasta. Kalliokärjen valmistuksen on oltava kolmannen osapuolen valvonnassa.

15 Kelpoisuuden osoittaminen PO 2011 Teräsbetonipaalujen ja kitkalla paaluputkeen kiinnittyvien pienpaalujen kalliokärkien kelpoisuus voidaan varmistaa lyöntikokeella. (vrt. jatkokset) Kalliokärkien puristuskestävyys osoitetaan lyöntikokeella siten, että kalliokärjen on kestettävä lyöntikoe ilman, että kalliokärkeen tulee toimintaa haittaavia muodonmuutoksia. Lyöntikokeen jälkeen kalliokärjen on siirrettävä paaluun seuraavat momentit, leikkausvoimat ja vetovoimat:

16 Kalliokärjen testaus

17 Kelpoisuuden osoittaminen PO 2011 Suuriläpimittaisten teräspaalujen, joiden kalliokärki kiinnitetään paaluun hitsaamalla, mitoitus tehdään ja kelpoisuus osoitetaan ensisijaisesti laskelmien perusteella. Suuriläpimittaisten teräspaalujen kalliokärkien valmistaja ilmoittaa kärkien kestävyyden. Vaihtoehtoisesti mitoitus voidaan tehdä koejärjestelyillä. Kalliokärkien kiinnihitsauksessa vaadittu hitsiluokka on sama kuin jatkoksilla Laskennallisessa tarkastelussa kalliokärjen sekä kalliokärjen ja paaluvarren liitoksen materiaalilujuuksina käytetään niiden ominaisarvoja. Laskennat suositellaan tehtäväksi elementtimenetelmällä, jossa kuormituksen epäkeskisyys otetaan huomioon luotettavalla tavalla.

18 Teräsputkipaalujen tekniset vaatimukset

19 Teräsputkipaalujen tekniset vaatimukset

20 Teräsputkipaalujen tekniset vaatimukset

21 Kalliokärkien vauriot

22 Jatkoksen vauriot

23 Kalliokärjen vauriot

24 Kalliokärjen vauriot

25 Kalliokärjen vaurioita

26 Mistä edelliset vauriot johtuvat? 1. Liian kova lyönti? 2. Vino kallio? 3. Epäkeskinen lyönti? 4. Huono tuuri?

27 Liian kova lyönti, paalupituus?

28 Liian kova lyönti Iskuaaltoteorian mukaan kärkiheijastus teoreettisesti voi olla 2 kertaa alkuiskuaalto. Tällainen tilanne on mahdollinen kun lyhyt paalu on kalliossa: F=vZ, Z=EA/c, Jos esimerkiksi paalua lyödään 1,2 m pudotuskorkeutta käyttäen alkuiskuaalto aiheuttaa noin 200 MPa:n jännityksen paaluun, jos alkuiskuaalto kaksinkertaistuu -> jännitys noin 400 MPa Jos käytetään 1,5m pudotuskorkeutta alkuiskuaalto 220 MPa, heijastus noin 440 MPa Tätä ei välttämättä tiedosteta, jolloin lyhyt paalu voi vaurioitua kallioon törmätessään. Tilanne pahenee kärjen kannalta, jos kallion pinta on vino ja paalun kärki tukeutuu vain osittain erittäin kovaan kallioon.

29 Epäkeskinen lyönti Epäkeskinen lyönti aiheuttaa vaurioita yleensä paalun yläpäähän.

30 Franki-järkäleen käyttö 2000-luvun alkupuolella käytettiin paljon ns. Franki-järkälettä paalun upottamisessa. Tällöin paalua lyödään suoraan paalun pohjaan, tällöin on riskinä hyvinkin suuret puristusjännitykset paalun kärkeen, koska yleensä upotuksen kannalta jouduttiin käyttämään suuria pudotuskorkeuksia. Edellisissä kuvissa vaurioituneiden teräspaalujen upotuksessa oli käytetty Franki- järkälettä. Huono tuuri: erittäin vino kallio ja vähän liian kova isku

31 Yhteenveto Eri viranomaiset voivat vaatia tuotteille vaatimuksia Liikennevirasto laatii tekniset vaatimukset paaluosille (kalliokärjet, jatkokset yms..) TTY on laatinut esiselvityksen selvitettävistä asioista Vaatimuksilla helpotetaan paalutuksen suunnittelua ja parannetaan paalutustyön laatua (minimoidaan vaurioita) Suomessa perinteisesti käytetyt paalujen osat (teräsbetonipaalujen ja pienpaalujen mekaaniset jatkokset ja kalliokärjet) on testattu lyönti- ja taivutuskokein

32 PO 2011 koulutus Kiitoksia mielenkiinnosta! Kysymyksiä?