RD-paalutusohje. Suunnittelu- ja asennusohjeet porattaville RD - ja RDs-paaluille

Transkriptio

1 RD-paalutusohje Suunnittelu- ja asennusohjeet porattaville RD - ja RDs-paaluille Päivitetty 01/2010

2 Kuva: Reino Heikinheimo 2. Käyttökohteet 3. Pohjatutkimukset 1. Yleistä Tämä ohje käsittelee poraamalla asennettavia RD - ja RDs-paa luja. RD-paalutusohje perustuu Pienpaalutusohjeeseen (PPO-2007) sekä Tiehallinnon Porapaalutusohjeeseen. Ohjeessa merkintä RD kattaa sekä RD- että RDs-paalut, ellei toisin ole mainittu. RD-paalu on poraamalla asennettava, yleensä kärjellä kalliossa kantava teräsputkipaalu. RD-paaluissa paksuseinämäinen teräsputki toimii porauksen aikana porausputkena ja valmiissa paalussa kantavana rakenteena. voidaan tarvittaessa betonoida ja raudoittaa ja suunnitella teräksen ja betonin liittorakenteena. RD-paalut jatketaan joko kierreholkkijatkoksella tai hitsaamalla. Porapaalu on mahdollista asentaa kaikkien maakerrosten läpi haluttuun syvyyteen aina kallioon asti. Porapaalutuksen ympäristövaikutukset, kuten maan syrjäytyminen, painuminen, tärinä ja pohjavedenpinnan aleneminen, ovat vähäisiä. Porauslaitteet ja -menetelmät valitaan kohteen vaatimusten mukaisesti. Laitteen ja menetelmän oikealla valinnalla saavutetaan suunniteltu lopputulos ja minimoidaan ympäristövaikutukset. RD-paalun suoruus sekä kärjen kalliokontakti voi daan tarkastaa asennuksen jälkeen. RD-paalujen korkea laatutaso mahdollistaa paalun rakenteen kestävyyden korkean käyttöasteen. RD-paalujen käyttö on riskitöntä. tuksen kesto on lyhyt ja tarkasti ennakoitavissa. Tästä on hyötyä erityisesti teollisuus-, silta- ja väylärakenta misessa, joissa suunnitellun aikataulun toteutuminen on tärkeää. Porapaalut soveltuvat käytettäväksi erityisesti seuraavissa kohteissa: Maassa on vaikeasti läpäistäviä esteitä kuten kiviä, lohkareita tai vanhoja perustusrakenteita. tustyö tehdään lähellä olemassa olevia rakennuksia tai rakenteita: tiukat rajoitukset paalutuksen ympäristövaikutuksille, kuten tärinälle, maaperän painumille ja siirtymille matalat ja ahtaat tilat. t halutaan saada varmasti tukeutumaan kallioon: puristus- tai vetorasitetut kallioon tukeutuvaksi suunnitellut paalut tunkeutumistasovaatimus esimerkiksi alikulkusiltojen rakentamisessa. Perustukseen kohdistuu suuria keskittyneitä kuormituksia paaluperustusta edellyttävissä pohjasuhteissa, jolloin tavanomaisten paalujen käyttö johtaa suureen paalumäärään ja suuren anturaan. Perustukseen kohdistuu suuria keskittyneitä kuormituksia kitkamaa-alueilla, jolloin tavanomainen maanvarainen anturaperustus johtaa suureen anturaan ja suuriin maansiirtotöihin. Kalliopinta on vino, jolloin paalujen liukuminen kalliopinnalla estetään poraamalla paalut kallioon. Kalliopinta on lähellä maanpintaa, jolloin jäykkä kiinnitys perustuksen stabiliteetin saavuttamiseksi varmistetaan poraamalla paalut kallioon. tukselle on asetettu korkeat tarkkuus- ja laatuvaatimukset: RD-paalut saadaan asennettua tarkasti suunnitelman mukaisesti, jolloin paalutukselle voidaan asettaa esimerkiksi normaalia tiukemmat sijainti- ja kaltevuuspoikkeamavaatimukset. Asennusmenetelmä mahdollistaa paalun ja kalliokontaktin tarkastuksen asennuksen jälkeen. Pohjatutkimusten tekemistä säätelevät yleisellä tasol la Suomen rakentamismääräyskokoelman osa B3 sekä Eurokoodit SFS-EN ja SFS-EN Porapaalujen suunnittelua varten tehtäviä pohjatutkimuksia on käsitelty tarkemmin Tiehallinnon Porapaalutusohjeessa ja Pienpaalutusohjeessa (PPO-2007). Pohjatutkimuksissa selvitetään esimerkiksi seuraavia asioita kohteen vaativuus huomioon ottaen: Kalliopinnan sijainti ja kallion laatu pituuden määrittäminen n tukeutumis- ja toimintatavan määrittäminen Maakerrokset ja niiden ominaisuudet sekä pohja vedenpinnan taso Lähtötiedot paalun geotekniseen ja rakenteen suunnitteluun Porattavuus, kuten kivet ja lohkareet sekä muut asentamista vaikeuttavat esteet Ympäristövaikutusten huomioon ottaminen Maaperän mahdollinen aggressiivisuus Porapaalun dokumentoitua asentamista voidaan tietyin edellytyksin pitää porakonekairausta vastaa vana pohjatutkimusmenetelmänä. 2 3

3 4. RD-paalujen materiaalit ja tarvikkeet Yleistä RD-paalujen rakenne on esitetty sivuilla 4 ja 5 olevissa kuvissa. RD-paalu koostuu paaluputkesta tai paaluelementistä (RD90 - RD220 ja RDs90-RDs220), paalun alapäässä olevasta maakengästä ja avarrinkruunusta (käytettässä keskistä porausmenetelmää), ulkopuolisesta kierreholkkijatkoksesta (RD90-RD220 ja RDs90- RDs220) sekä paalun yläpäähän mahdollisesti asennettavasta paaluhatusta. Teräslajit ja standardit RD-paalujen RD90 - RD320 vakioteräslaji on. RDs-paalujen RDs90-RDs220 teräslaji on. Teräslajia voidaan käyttää myös paaluissa RD270 - RD320. RD400 - RD800 paalujen vakioteräslaji on S355J2H. Teräslajit X60 ja X70, ja ovat myös mahdollisia. jen tekniset toimitusehdot ovat standardien SFS-EN (S355J2H, ja ) tai DIN (X60 ja X70; teräslajit standardin API 5L mukaan) mukaisia ja mitat ja toleranssit standardin SFS-EN mukaisia. materiaalista toimitetaan vähintään standardin SFS-EN tyypin 2.2 mukainen ainestodistus. putket ja -elementit RD-paalujen poikkileikkaussuureet on esitetty taulukossa 5. t toimitetaan joko paaluputkina (RD90- RD800) tai RD-paaluelementteinä, joissa on kierteytetyt päät (RD90-RD220 ja RDs90-RDs220). RD-paaluputkien ja -elementtien pituudet ovat taulukon 3 mukaisia. RD-paaluputkista ja RD-paaluelementeistä RD90-RD320 voidaan tilauksesta tarvittaessa poistaa projektikohtaisesti putken pituussauman sisäpurse. Käytettäessä yleisimpiä pilottikruunuja ei sisäpurseen poisto ole yleensä välttämätöntä, mutta purseen vaikutus pilottikruunun valintaan on syytä ottaa huoomioon. 4. Taulukko 1: RD - ja RDs-paalujen teräslajit. Teräslaji Teräslaji fy min [MPa] 3. Kemiallinen koostumus, max C [%] Mn [%] P [%] S [%] Mekaaniset ominaisuudet fu [MPa] A 5 min [%] 2. T [ C] Iskusitkeys 1. KV min [J] S355J2H * ) * ) 27 X ** ) 27 X ** ) 27 CEV [%] S355J2H 0,22 1,60 0,030 0,030 0,39 0,16 1,60 0,020 0,018 0,39 0,12 1,90 0,020 0,015 0,43 X60 0,19 1,75* ) 0,030 0,030 0,43 X70 0,19 2,00* ) 0,030 0,030 0,43 * ) Mangaanipitoisuutta voidaan nostaa, jos hiilipitoisuutta lasketaan. API 5L/ISO 3183 Taulukko 4, huomautus b. *) Yli 10 mm seinämäpaksuuksilla iskusitkeysarvot määritetään erikseen **) API 5L mukainen vaatimus; muu vaatimus sovitaan erikseen RD-paaluputket ja -elementit toimitetaan taakkalapuilla varustettuina, joista ilmenee valmistajan ja mittatietojen lisäksi RD-paalujen teräslaji. Ilman näitä merkintöjä paaluputkea ei saa käyttää RD-paaluissa. Jatkokset RD-paalut jatketaan joko ulkopuolisella kierreholkkijatkoksella (RD90 - RD220 ja RDs90-RDs220) tai hitsaamalla. Jatkaminen kierreholkkijatkoksella RD- ja RDs-paalujen kierreholkkijatkokset on esitetty kuvassa 1. RDs-paalun jatkosholkki on paalumitoiltaan vastaavan RD-paalun jatkosholkkia pidempi ja siinä on holkin päissä kierteyttämätön suora osuus. RDs-paaluelementissä on vastaava suora sorvattu osuus, mutta RD-paaluelementissä ei. RD- ja RDs-paalujen jatkosholkkeja ei eri paalutyypeissä saa käyttää ristiin. Ruukin valmistamat kierreholkkijatkokset täyttävät PPO-2007:ssa ja standardin , osan 5 kansallisessa liitteessä mekaanisille jatkoksille asetetut kestävyysja jäykkyysvaatimukset. Jatkoksen vetokestävyydeksi taataan 50 % paalun puristuskestävyydestä. Käyttämällä kierreholkkijatkosta RDs-paalun jatkamisessa, teräksen suuri lujuus 550 MPa voidaan huomioida täysimääräisesti paalun kantokyvyssä. Kierreholkkijatkoksen muita etuja ovat helppo ja nopea jatkaminen, hyvä väsytyskestävyys sekä korkealaatuinen lopputulos vaikeissakin asennusolosuhteissa. elementtien päissä tai tarvittaessa vain toisessa päässä, kun kyseessä on aloitus- tai lopetusputki, on kierteet. Uppovasarakalustoa käytettäessä paaluputken ja holkin kierteet ovat vasenkätiset ja päältälyövää vasaraa käytettäessä oikeakätiset. Taulukossa 2 on esitetty kierreholkkijatkosten ulkohalkaisijat ja pituudet sekä suositeltavat avarrinkruunujen tyypit ja mitat. Kierreholkkijatkoksen holkin ulkohalkaisija on 3,4 11 mm pienempi kuin suositeltavien avarrinkruunujen halkaisijat, jolloin hankalissakin maaperäolosuhteissa paalut saadaan asennettua luotettavasti. 2. RD Kuva 1: RD - ja RDs-paalujen jatkosholkit. 1. RDs Jatkaminen hitsaamalla Hitsaamalla jatkettaessa paalut toimitetaan tilauksen mukaisilla hitsausviisteillä, joiden kulma on yleensä 30. Mekanisoitua hitsausta varten voidaan hitsausviisteeseen koneistaa pontti, joka toimii juuritukena. Pienpaaluohjeessa PPO-2007 sekä Tiehallinnon Porapaalutusohjeessa on esitetty vaatimukset hitsaajille, hitsaukselle, hitsien tarkastuksille ja testaukselle. Tarkastusja testaustoimenpiteet riippuvat pohjarakennuskohteen vaativuudesta. Ruukin ohjeessa Teräsputkipaalujen jatkaminen hitsaamalla ( annetaan suosituksia hitsaustyön tekemiselle, hitsien laatuvaatimuksille ja tarkastukselle. 5. RD-pienpaalun rakenne, RD90-RD320 ja RDs90-RDs hattu, ks. taulukko 9 2. Lopetusputki (kierteytys vain toisessa päässä) 3. Kierreholkkijatkos (RD90-RD220 ja RDs90-RDs220) tai hitsattu jatkos (RD90-RD320) 4. Jatkoputki (kierteytykset molemmissa päissä) 5. Aloitusputki (kierteytys vain toisessa päässä) 6. Maakenkä / avarrinkruunu, ks. taulukko 2 3. RD-suurpaalun rakenne, RD400-RD Kierresaumahitsattu paaluputki 2. Hitsattu jatkos, ks. Ruukin ohje Teräsputkipaalujen jatkaminen hitsaamalla 3. Maakenkä / avarrinkruunu 4 5

4 Taulukko 2: RD - ja RDs-paalujen kierreholkkijatkosten ulkohalkaisijat ja pituudet sekä suositeltavat avarrinkruunujen tyypit ja mitat. RD-paalu Jatkosholkki D tuotteet L RDs-paalu Jatkosholkki D L Atlas Copco Avarrinkruunun ulkohalkaisija Porakruunut Robit Avarrinkruunun ulkohalkaisija RD90 101,6 110 RDs90 101,6 140 Symmetrix P89/8-RD * 107 ROX+ RD90/8 * 105 RD115/6,3 127,0 120 RDs115/6,3 127,0 150 Symmetrix P114/8-RD 132 DTH-ROX+ RD115/ RD115/8 127,0 120 RDs115/8 127,0 150 Symmetrix P114/8-RD 132 DTH-ROX+ RD115/ RD140/8 152,4 140 RDs140/8 152,4 180 Symmetrix P140/8-RD 158 DTH-ROX+ RD140/ RD140/10 152,4 140 RDs140/10 152,4 180 Symmetrix P140/10-RD 158 DTH-ROX+ RD140/ RD170/10 181,9 180 RDs170/10 181,9 210 Symmetrix P168/12.5-RD 188 DTH-ROX+ RD170/12,5 188 RD170/12,5 181,9 180 RDs170/12,5 181,9 210 Symmetrix P168/12.5-RD 188 DTH-ROX+ RD170/12,5 188 RD220/10 229,0 180 RDs220/10 234,9 210 Symmetrix P219/10-RD 239 DTH-ROX+ RD220/12,5 240 RD220/12,5 234,9 180 RDs220/12,5 234,9 210 Symmetrix P219/12.5-RD 239 DTH-ROX+ RD220/12,5 240 Huom. Kaikki porakruunut ovat uppovasarakalustolle, paitsi tähdellä (*) merkityt, jotka ovat tarkoitettu päältälyövälle kalustolle. Uppovasarakalustoa käytettäessä paalujatkosten kierteytyksen tulee olla vasenkätinen ja päältä lyövää kalustoa käytettäessä oikeakätinen. Porakruunut ja maakengät RD-paalut porataan joko keskisellä tai epäkeskisellä porausmenetelmällä, jolloin paalun alapää varustetaan porausmenetelmän edellyttämällä avarrinkruunulla ja/ tai maakengällä. Taulukko 3: RD - ja RDs-paalujen pituusvalikoima. pituus RD90 RDs90 RD115 RDs115 RD140 - RD220 RDs140-RDs220 1 m O O O O O 1,2 m O O O O O 1,5 m O O O O O 2 m O O O O O 3 m O O O O O 4 m O O O O O 6 m X X O O O 12 m X X X X m O O O O m O RD270 - RD320 RD-paaluputket: X = varastomitta O = projektikohtainen mitta = ei valmistuksessa = saatavana kierteytettynä RD- ja RDs-paaluelementtinä RD400-RD800 Avarrinkruunu ja/tai maakenkä jäävät osaksi paalun kantavaa rakennetta, jolloin niiden on kestettävä niihin kohdistuvat rasitukset. Kallion ja avarrinkruunun tai maakengän välisen kontaktin on oltava sellainen, että kuormat siirtyvät luotettavasti paalusta kallioon. Porakruunu tai maakenkä ei esimerkiksi saa tukeutua kalliohyllylle mikäli paalua ei ole täytetty juotoslaastilla tai betonilla. Suositeltavaa on, että osaksi paalun kantavaa rakennetta jäävät porakruunu tai maakenkä ulottuvat porareiän pohjan tasolle. Käytettäessä kierreholkkijatkoksia porakruunut suositellaan valittavaksi taulukon 2 mukaan. Erilaisia maaperässä olevia esteitä, kuten puupaaluja ja betonirakenteita, varten on olemassa erikoiskruunuja. Taulukko 4: RD - ja RDs-paalujen teräslajivalikoima ja jatkaminen. S355J2H Teräslaji Jatkaminen RD90 - RD220/12,5 X X X RDs90 - RDs220/12,5 X X X RD270/10 X X X X RD270/12,5 X X X X RD320/10 X X X X RD320/12,5 X X X X RD400 X X X X X X RD500 X X X X X X RD600 X X X X X X RD700 X X X X X X RD800 X X X X X X X60 X70 Kierreholkki Hitsaus 5. Suunnittelu Yleistä Porapaalujen suunnittelu voidaan tehdä joko Suomen rakentamismääräyskokoelman tai Eurokoodi-suunnittelujärjestelmän mukaisesti. Molempien suunnittelujärjestelmien mukainen mitoitus on esitetty PPO-2007:ssa. Eurokoodi-suunnittelujärjestelmän mukainen mitoitusmenettely kaikille (pora)paaluille tullaan esittämään vuonna 2010 julkaistavassa tusohje julkaisussa. jen on riittävällä varmuudella kestettävä niille tulevat rasitukset koko käyttöiän ajan ja täytet tävä muut niille asetetut vaatimukset. RD-paalujen mitoitus käsittää ainakin seuraavat tarkastelut: geotekninen kestävyys paalun rakenteen kestävyys poikkileikkauksen kestävyys stabiliteetin menetys paalun nurjahtaessa siirtymät pitkäaikaiskestävyys. Taulukko 5: RD - ja RDs-paalujen poikkileikkausuureita. D t D A=Teräspoikkileikkauksen pinta-ala Au=n vaipan pinta-ala Ab=n kärjen pinta-ala t M [kg/m] A [mm 2 ] Au [m 2 /m] W el = Taivutusvastus EI = Taivutusjäykkyys Ab [mm 2 ] Wel [cm 3 ] EI [knm 2 ] Korroosiovähennetyt poikkileikkaussuureet A1,2=Poikkileikkausala 1,2 mm korrosiovähennyksen jälkeen A1,2 [mm 2 ] EI1,2 [knm 2 ] A2,0 [mm 2 ] EI2,0 [knm 2 ] RD/RDs90 88,9 6,3 12, , , RD/RDs115/6,3 114,3 6,3 16, , , RD/RDs115/8 114,3 8,0 21, , , RD/RDs140/8 139,7 8,0 26, , , RD/RDs140/10 139,7 10,0 32, , , RD/RDs170/10 168,3 10,0 39, , , RD/RDs170/12,5 168,3 12,5 48, , , RD/RDs220/10 219,1 10,0 51, , , RD/RDs220/12,5 219,1 12,5 63, , , RD270/10 273,0 10,0 64, , RD270/12,5 273,0 12,5 80, , , RD320/10 323,9 10,0 77, , RD320/12,5 323,9 12,5 96, , , RD400/10 406,4 10,0 97, , , RD400/12,5 406,4 12,5 121, , , RD500/12,5 508,0 12,5 152, , , RD500/14,2 508,0 14, RD600/12,5 610,0 12,5 184, , , RD600/14,2 610,0 14, , RD600/16 610,0 16, , RD700/12,5 711,0 12,5 215, , , RD700/14,2 711,0 14, , RD700/16 711,0 16, , RD800/12,5 813,0 12,5 246, , , RD800/14,2 813,0 14, , RD800/16 813,0 16, ,

5 Taulukko 6: Kierreholkkijatkosten kestävyydet ja suositeltavat esikiristysmomentit. Taulukko 7: Korroosion aiheuttama seinämäpaksuuden menetys maassa oleville suojaamattomille teräspaaluille pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella (SFS-EN ). Vetokestävyys [kn] Vetokestävyys [kn] Puristuskestävyys Taivutuskestävyys Taivutusjäykkyys EI (0,3 0,8 M) Suositeltava kiristysmomentti [knm] Tavoitekäyttöikä 5 vuotta 25 vuotta 50 vuotta 75 vuotta 100 vuotta RD RDs Täyttää PPO-2007:n ja standardin SFS-EN Eurocode 3: Teräsrakenteiden suunnittelu, osa 5, paalut, kansallisen liitteen vaatimukset Täyttää PPO-2007:n ja standardin SFS-EN Eurocode 3: Teräsrakenteiden suunnittelu, osa 5, paalut, kansallisen liitteen vaatimukset Täyttää PPO-2007:n ja standardin SFS-EN Eurocode 3: Teräsrakenteiden suunnittelu, osa 5, paalut, kansallisen liitteen vaatimukset RD115/6,3 470 RDs115/6, ,0 RD115/8 590 RDs115/ ,0 RD140/8 730 RDs140/ ,0 RD140/ RDs140/ ,0 RD170/ RDs170/ ,0 RD170/12, RDs170/12, ,0 RD220/ RDs220/ ,0 RD220/12, RDs220/12, ,0 1,0 Häiriintymättömät luonnonmaat (hiekka, siltti, savi, liuskekivi) Tiivistämättömät, ei-aggressiiviset kivennäismaatäytöt (savi, liuskekivi, hiekka, siltti) Pilaantuneet luonnonmaat ja teollisuusalueiden maa-alueet Aggressiiviset luonnonmaat (suo, räme, turve) Tiivistämättömät ja aggressiiviset täytemaat (tuhka, kuona) Tavanomaiset olosuhteet 0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 0,18 0,70 1,20 1,70 2,20 Tavanomaisesta poikkeavat tai aggressiiviset olosuhteet 0,15 0,75 1,50 2,25 3,00 0,20 1,00 1,75 2,50 3,25 0,50 2,00 3,25 4,50 5,75 Geotekninen kestävyys Ehjään suomalaiseen kallioon tukeutuvan porapaalun kärkivastus ei yleensä ole mitoittava, vaan kestävyys määräytyy rakenteen kestävyyden perusteella. t porataan yleensä vähintään 0,5 m tai kolmen halkaisijamitan verran ehjään kallioon, kuitenkin enintään 1,5 m. Pysyvän vetorasituksen kuormittaessa paalua, se toimii ankkurina ja se suunnitellaan noudattaen ankkuroinnista annettuja ohjeita. Maakerroksiin tukeutuvien paalujen geotekninen puristus- ja sivukuormakestävyys suunnitellaan PPO-2007 tai Tiehallinnon Porapaalutusohjeen mukaan. Siirtymät Pystysuuntaiset siirtymät syntyvät sekä paalun varren että maaperän muodonmuutoksista. Kallioon tukeutuvan paalun pystysuuntainen siirtymä on yhtä suuri kuin paalun varren kimmoinen kokoonpuristuma. Vaakasuuntaiset siirtymät voidaan määrittää esim. alustaluku- tai moduulimenetelmällä PPO-2007 mukaisesti. Siirtymien on pysyttävä ylärakenteen sallimissa rajoissa. Rakenteen kestävyys n rakenteen kestävyyden laskenta tehdään PPO tai Tiehallinnon Porapaalutusohjeen mukaisesti. n rakenne voidaan mitoittaa joko teräsrakenteena tai teräsbetoniliittorakenteena. Mikäli paalua kuormittaa puristavan normaalivoiman lisäksi taivutusmomentti/vääntömomentti tai leikkausvoima, on paalu mitoitettava yhdistetyille rasituksille. Taulukossa 10 on esitetty rakenteen mitoituskestävyydet eri olosuhteissa paaluille RD90-RD320 ja paaluille RDs90-RDs220. Kestävyydet on laskettu kahdella eri geometrisella alkutaipumalla, joista PPO-2007 mukaan /600 voidaan käyttää jatkamattomalla ja Lcr/400 jatketulla paalulla. Mitoitusarvot on laskettu kuudelle eri maan leikkauslujuuden arvolle. Teräsrakennemitoituksessa korroosiovaroina on käytetty 1,2 mm ja 2,0 mm ja liittorakennemitoituksessa on käytetty 2,0 mm:n korroosiovaraa. Karkearakeisessa maakerroksessa taipuneen paalun taivutusmurtokestävyyden voidaan arvioida olevan vähintään sama kuin jos kestävyys lasketaan hienorakeisen maakerroksen leikkauslujuudella 50 kpa. Tarkemmin taipuneen paalun taivutusmurtokestävyys karkearakeisessa maakerroksessa voidaan määrittää esimerkiksi elementtimenetelmillä tai elementtijousimallilla. Ruukin www-sivuilta ( on ladattavissa RR-ja RD-pienpaalujen rakenteen mitoitusohjelma, jossa paalujen rakenne voidaan mitoittaa PPO-2007 mukaisesti teräsrakenteena tai liittorakenteena. Liittorakennemitoitus voidaan tehdä betonoidulle paalulle tai raudoitetulle ja betonoidulle paalulle. Huom. Korroosionopeudet tiivistetyissä täytöissä ovat pienempiä kuin tiivistämättömissä. Tiivistetyssä täytössä yllä olevat arvot voidaan jakaa kahdella. Annetut arvot ovat vain ohjeellisia. Paikalliset olosuhteet tulee ottaa huomioon. 5 ja 25 vuodelle esitetyt arvot perustuvat mittauksiin, muut arvot on ekstrapoloitu. Korroosio ilmassa sadalle vuodelle: 1 mm normaali-ilmastossa ja 2 mm lähellä merta. Korroosio Tavanomaisissa ja eräissä aggressiivisiksi luettavissa olosuhteissa teräspaalujen korroosio otetaan huomioon tavallisesti ns. korroosiovarana. Korroosiovaran käyttäminen tai ylimitoitus tarkoittaa paalun seinämäpaksuuden kasvattamista siten, että se on arvioidun käyttöiän tavoitekäyttöiän aikana tapahtuvan syöpymisen jälkeenkin vielä riittävä kantamaan rakenteelle suunnitellut kuormat. Tarvittava korroosiovara riippuu rakenteen tavoitekäyttöiästä sekä paalun ympäristön korroosioominaisuuksista. Taulukko 8: Betonoimattomien pienpaalujen mitoittava korroosio 100 vuodessa eri olosuhteissa. Arvoissa on huomioitu keskimääräinen sisäpuolinen korroosio (0,2 mm). Olosuhteet Homogeeniset luonnonmaaolosuhteet pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella Korroosio 100 vuodessa 1,2 Tiivistetyt kivennäismaatäytöt pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella Tiivistämättömät kivennäismaatäytöt pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella 1,5 2,0 Lähde: Jouko Törnqvist, Teräsputkipaalujen korroosio - Mitoitus empiiriseen aineistoon pohjautuen, VTT

6 Taulukko 9: hattujen mitat ja ohjeelliset paalukuormat. hatun mitat [mm x mm x mm] Sallittu ohjeellinen paalukuorma [kn] RD/RDs x 150 x RD/RDs 115/6 200 x 200 x RD/RDs 115/8 250 x 250 x RD/RDs 140/8 ja 140/ x 250 x RD/RDs 170/10 ja 170/12,5 300 x 300 x RD/RDs 220/ x 300 x RD220/ x 300 x RDs220/ x 350 x RD270/ x 350 x 30 * 2100 RD270/12,5 350 x 350 x 30 * 2100 RD320/ x 400 x 30 * 2700 RD320/12,5 400 x 400 x 30 * 2700 RD270/ x 400 x 30 * 2300 RD270/12,5 450 x 450 x 40 * 2900 RD320/ x 450 x 40 * 3200 RD320/12,5 500 x 500 x 40 * 3450 *) Ei varastoitava tuote 6. tustyö Yleistä Ennen paalutuksen aloittamista tehdään paalutuksen työ- ja laatusuunnitelma, jossa esitetään työmenetelmät ja -laitteet, joilla paalutustyö suoritetaan sekä mittaukset ja tarkastukset, joilla laatu osoitetaan. Työ- ja laatusuunnitelman sisältöä on kuvattu yksityiskohtaisemmin PPO-2007:ssa. Varsinainen paalutustyö koostuu pääsääntöisesti seuraavista työvaiheista: paaluelementtien tarkastus asentaminen maaputkiporaus jatkaminen kallioporaus tarkastuslyönnit katkaisu paalun puhdistus (raudoitus ja betonointi). RD-paalujen asentamisessa käytettävät porauslaitteet ovat joko päältälyövään vasaraan tai uppovasaraan perustuvia. Molemmilla laitteilla voidaan käyttää joko epäkeskistä tai keskistä porausmenetelmää. Päältälyövällä porauslaitteella voidaan porata halkaisijaltaan enintään noin 200 mm porausputkea. Suurin mahdollinen paalupituus päältälyövällä porauslaitteella asennettaessa on noin 30 m. Uppovasaraan perustuvilla porauslaitteilla on mahdollista porata halkaisijaltaan jopa 800 mm porausputkea. n pituudella ei ole suurta vaikutusta poraustehoon ja asennusnopeuteen. Suurin mahdollinen paalupituus uppovasaralla asennettaessa ei yleensä ole merkityksellinen ja laitteella on asennettu jopa 70 m pitkiä paaluja. Olosuhteiden tavanomaisuus todetaan tavanomaisilla pohjatutkimuksilla tilanteissa, joissa ei ole aihetta olettaa maapohjan pilaantumista tai epävarmoissa olosuhteissa erikoistutkimuksilla, joiden perusteella todetaan, että aggressiivisen olosuhteen raja-arvot eivät ylity. Tavanomaisesta poikkeavien olosuhteiden määrittämistä on käsitelty esimerkiksi PPO-2007:ssa. Taulukossa 7 on esitetty SFS-EN mukaiset suositeltavat korroosiovarat tavanomaisissa ja eräissä aggressiivisissa olosuhteissa. Vaihtoehtoisesti voidaan betonilla täyttämättömien pieniläpimittaisten porapaalujen korroosion suuruuden arvioinnissa käyttää eräissä tavanomaisissa olosuhteissa taulukon 8 mukaisia arvoja. Taulukko perustuu korroosiohavaintojen tilastolliseen käsittelyyn, jossa olosuhteisiin liittyvä riski on otettu huomioon ns. kuoppakorroosio tekijällä ja mahdollinen sisäpuolinen korroosio teoreet tisilla laskelmilla. Myös ulkopuolisen pinnoitteen käyttö korroosiosuojana on mahdollista, vaikka seinämäpaksuuden ylimitoitus on yleensä suositeltava menetelmä. Pinnoite on valittava siten, että se kestää asennuksenaikaiset rasitukset. Vaikka porakruunu tekeekin hieman poikkileikkausta suurempaa reikää maahan, niin maassa olevat kivet ja lohkareet voivat vaurioittaa pinnoitetta. Sähköisiä suojausmenetelmiä käytettäessä on otettava huomioon järjestelmän vaatima sähkövirta tai uhrautuvien anodien vaihdettavuus/kestoikä. n kiinnittäminen yläpuolisiin rakenteisiin n ja yläpuolisen rakenteen liitos voidaan mitoittaa nivelenä. Lyhyet, alle 3 metrin pituiset paalut pyritään kiinnittämään ylärakenteeseen jäykästi. Tarvittaessa voidaan myös pidemmät paalut kiinnittää jäykästi yläpuolisiin rakenteisiin. Jäykästi kiinnitettäessä tulee paalun yläpään momenttikestävyys tarkistaa. RD-paaluissa voidaan käyttää taulukossa 9 esitettyjä RRpaalujen vakiopaaluhattuja. hattujen kestävyys on tarkistettava paaluhatun teräsrakenteen ja paaluhatun päällä olevan betonin puristuskestävyyden ja lävistyskapasiteetin mukaan, kun paalukuorma on noin % taulukossa 9 esitetystä ohjeellisesta paalukuormasta. ja betonoitaessa varmistetaan, että paaluhattu pysyy paikoillaan. Liittorakennemitoituissa paaluissa varmistetaan, että paaluhatun alapuolelle ei synny betoni- tai juotosvalun jälkeen tyhjätilaa. Tarvittaessa paaluhattuihin voidaan tehdä keskelle reikä ja jälkivalun avulla varmistaa, että paaluhattu on kiinteästi kontaktissa paalun betoniin. Liitettäessä paalun yläpää suoraan yläpuoliseen teräsrakenteeseen, saadaan jäykkä kiinnitys hitsaamalla. jen kiinnitys ylärakenteisiin RD-suurpaaluilla tehdään yleensä tuomalla paalujen sisäpuoliset raudoitteet betonirakenteiden sisään elementtien tarkastus Vastaanoton yhteydessä tarkastetaan, että paaluelementtien materiaali ja mitat vastaavat suunniteltuja ja että elementeissä ei ole vaurioita. Kierrejatkosten suojauksien poistoa ja paaluelementtinippujen tarpeetonta purkua ennen asennusta on vältettävä. Asentaminen RD-paalujen asentamisessa noudatetaan PPO-2007 tai Tiehallinnon Porapaalutusohjetta

7 Maaputkiporaus Maaputkiporauksen aikana tarkkaillaan asennuksen vaikutusta ympäristöön. Erityisesti kiinnitetään huomiota siihen, että huuhteluaineen mukana ylösnouse van veden määrä vastaa huuhteluun käytetyn veden määrää ja että ylösnousevan maa-aineksen tilavuus ei merkittävästi ylitä paalun tilavuutta. Jatkaminen Jatkaminen tehdään joko kierreholkkijatkoksella tai hitsaamalla. RD- ja RDs-paaluelementit toimitetaan kierteet kevyesti suojattuina. RD- ja RDs-paaluelementtejä käsiteltäessä työmaalla kierteet pidetään puhtaana esimerkiksi käyttämällä suojahattua. Ennen holkin kiertämistä paikoilleen tulee varmistua sekä paaluelementin pään että holkin kierteiden puhtaudesta ja ehjyydestä. Tarvittaessa kierteet puhdistetaan harjaamalla, vedellä tai paineilmalla. Holkki kierretään paaluelementtiin taulukossa 6 esitettyyn kireyteen. Ylempi paaluelementti kierretään vastaavalla tavalla ja kireydellä holkkiin kiinni. Kun paalu on jatkettu, liitos kykenee kontaktipinnoillaan siirtämään paalulle tulevan kuorman jatkoksen läpi paaluelementiltä toiselle. Tarvittaessa paalujen päiden kontakti on varmistettavissa mittaamalla. Erillisiä jatkostekniikan laadunvarmistustoimenpiteitä ei työmaalla tarvita. Lisätietoja paalun jatkamisesta kierreholkkijatkoksella on esitetty ohjeessa RD ja RDs-paalun kierreholkkijatkos, asennusohje ( Hitsatuille jatkoksille on esitetty suosituksia Ruukin ohjeessa Teräsputkipaalujen jatkaminen hitsaamalla ( Kallioporaus porataan kallioon suunnitelmien mukaiseen syvyyteen. Kallioporausvaiheessa kiinnitetään huomiota porauslietteen väriin, porauksen tunkeutumisnopeuteen ja huuhteluveden ylösvirtaukseen. Näiden perusteella on mahdollista arvioida kallion laatua. Tarkastuslyönnit Kallioon tukeutuvat porapaalut tarkastuslyödään aina poratankojen ja pilottikruunun ylösnoston jälkeen. Menettely on tärkeä, koska sillä varmistetaan hyvä kalliokontakti ja porapaalun geotekninen kestävyys. Tarkastuslyönnit voidaan tehdä esimerkiksi poravasaralla paaluputken yläpäähän käyttämällä vasaran ja paalun yläpään välissä teräslevyä. Lyöntejä jatketaan kunnes paalua ei saada enää painumaan. lutusohjetta. Betonointi tehdään kuivavaluna aina kun se vain on mahdollista. Mikäli paaluputkeen virtaa vettä, tehdään valu vedenalaisena. Tällöin valuputken alapää ulotetaan paalureiän pohjalle betonointia aloitettaessa ja putken alapää pidetään koko valun ajan betonimassan sisällä. tustyön dokumentointi tustyö dokumentoidaan työ- ja laatusuunnitelman mukaisesti esimerkiksi PPO-2007 tai Tiehallinnon Porapaalutusohjeen mukaisiin paalutuspöytä kirjoihin. n katkaisu t katkaistaan suunnitelmien mukaisista katkaisukorkeuksista kohtisuoraan paalun pituusakselia vas taan. Katkaisu voidaan tehdä katkaisulaikalla tai polttoleikkaamalla. Mahdolliset katkaisun epätasaisuudet poistetaan laikalla hiomalla. n puhdistus Betonoitavien paalujen puhtaus tarkastetaan porauksen jälkeen. un jäänyt porausliete huuhdellaan tarvittaessa vedellä. Tarkempia ohjeita paalun puhdistuksesta annetaan PPO- 2007:ssa ja Tiehallinnon Porapaalutusohjeessa. Raudoitus ja betonointi Puhdistuksen jälkeen asennetaan mahdollinen raudoitus ja paalu betonoidaan. Raudoituksessa ja betonoinnissa noudatetaan PPO-2007 tai Tiehallinnon Porapaa

8 7. RD-paalujen puristuskestävyyden mitoitusarvot Kestävyyden laskennassa käytetyt arvot: Teräksen lujuuden osavarmuusluku 1,0 teräsrakenteena mitoitettaessa Teräksen lujuuden osavarmuusluku 1,1 liittorakenteena mitoitettaessa Betonin lujuuden osavarmuusluku 1,5 liittorakenteena mitoitettaessa c uk d Maan alustaluku Maan murtoarvo Maan leikkauslujuuden osavarmuusluku 1,5 Mitoituskestävyyden muuttaminen sallituksi kantavuudeksi (RakMk) Mitoituskestävyydet voidaan muuttaa sallituiksi kantavuuksiksi jakamalla kestävyydet kuormien yhdistetyllä osavarmuusluvulla, joka voidaan laskea kaavalla: on pysyvien kuormien osavarmuusluku on pysyvän kuorman osuus kokonaiskuormasta on muuttuvan kuorman osavarmuusluku on muuttuvan kuorman osuus kokonaiskuormasta Eurokoodin mukainen mitoitus Eurokoodien mukaisessa mitoituksessa tarkistetaan, että osavarmuusluvuilla laskettu paalun puristuskestävyyden mitoitusarvo on suurempi kuin osavarmuusluvuilla laskettu voimasuuren mitoitusarvo. Voimasuureen mitoitusarvo riippuu hyötykuorman ja pysyvän kuorman suhteesta eurokoodin SFS-EN Rakenteiden suunnitteluperusteet kaavan 6.10 mukaisesti sekä kuormakertoimesta KFI. Esimerkki 1 (RakMk:n mukainen mitoitus) : RD170/10 Teräslaji: Korroosiovara: 1,20 mm Jatkamaton paalu: δ g = /600 Maan suljettu leikkauslujuus c uk = 15 kpa ==> Rakenteen mitoituskestävyys taulukosta 10 R d = 1601 kn Osavarmuusluvut Suomen rakentamismääräyskokoelman mukaisesti: = 1,2 (pysyvät kuormat) = 1,6 (muuttuvat kuormat) Kuormitus: G% = 60% (pysyvät kuormat) Q% = 40% (muuttuvat kuormat) ==> Yhdistetty osavarmuusluku = 1,2. 60% + 1,6. 40% = 1,36 ==> Sallittu kantavuus Esimerkki 2 (Eurokoodin mukainen mitoitus) Hyötykuorma: Q = 800 kn Pysyvä kuorma: G= 1300 kn Rakenteen seuraamusluokka CC2, luotettavuusluokka RC2, kuormakerroin K FI = 1.0 Kuormien mitoitusarvo E d = 1.5. K FI. Q K FI. G = 2695 kn Korroosiovara: 2,0 mm Jatkamaton paalu: δ g = /600 Maan suljettu leikkauslujuus: 15 kpa Mitoitusehdon mukaisia paaluja ovat esim: RDs220/12,5 () (2724 kn liittorakenteena) RD270/10 (2750 kn) ja RD270/12,5 (2870kN). Tämän esitteen sisällön oikeellisuus on tarkastettu mahdollisimman huolellisesti. Emme kuitenkaan vastaa mahdollisista virheistä tai tietojen väärästä soveltamisesta aiheutuneista välittömistä vahingoista. Oikeudet muutoksiin pidätetään. Taulukko 10: RD - ja RDs-paalujen puristuskestävyyden mitoitusarvot TERÄSRAKENNEMITOITUS LIITTORAKENNEMITOITUS* Korroosiovara 1,2 mm Korroosiovara 2,0 mm Korroosiovara 2,0 mm Teräslaji δ g Leikkauslujuus c uk [kpa] Leikkauslujuus c uk [kpa] Leikkauslujuus c uk [kpa] RD90 RDs90 RD115/6,3 RDs115/6,3 RD115/8 RDs115/8 RD140/8 RDs140/8 RD140/10 RDs140/10 RD170/10 RDs170/10 RD170/12,5 RDs170/12,5 RD220/10 RDs220/10 RD220/12,5 RDs220/12,5 RD270/10 RD270/12,5 RD320/10 RD320/12,5 *) Betoni K35 / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

9 Ruukki on metalliosaaja, johon voit tukeutua alusta loppuun, kun tarvitset metalleihin pohjautuvia materiaaleja, komponentteja, järjestelmiä ja ratkaisukokonaisuuksia. Kehitämme jatkuvasti toimintaamme ja tuotevalikoimaamme vastaamaan tarpeitasi. CFI FI/ /PR/Hämeen kirjapaino Rautaruukki Oyj U Harvialantie 420, Hämeenlinna S X w Copyright 2010 Rautaruukki Oyj. Kaikki oikeudet pidätetään. Ruukki, Rautaruukki, More With Metals ja RD-paalu ovat Rautaruukki Oyj:n tavaramerkkejä tai rekisteröityjä tavaramerkkejä.