RR-paalutusohje. Suunnittelu- ja asennusohjeet lyötäville RR-paaluille

RR-paalutusohje Suunnittelu- ja asennusohjeet lyötäville RR-paaluille Päivitetty 01/20

1. Yleistä Tämä ohje käsittelee lyömällä asennettavia RR75- RR220-paaluja. Ruukin valmistama RR-paalu TM on rekisteröity tuotemerkki. RR-paalut ja niissä käytettävät osat valmistetaan kontrolloiduissa tehdasolosuhteissa ja tuotteiden valmistuksen laatua valvoo VTT. RR-paalutusohje perustuu Suomen Rakennusinsinöörien Liiton (RIL ry) ja Suomen Geoteknillisen yhdistyksen (SGY r.y.) julkaisemaan Pienpaalutusoh-jeeseen (PPO-2007). Tämä ohje korvaa aikaisemmin julkaistut Ruukin ohjeet RR-paalutusohje ja RR-paalutusohjekirja. Loppulyöntiehtoja on eri lyöntilaitteilla asennettaville RR-paaluille esitetty Ruukin ohjeessa RR-paalut, Loppulyöntitaulukot. Ohje on saatavissa osoitteesta www.ruukki.com. Ruukki on metalliosaaja, johon voit tukeutua alusta loppuun, kun tarvitset metalleihin pohjautuvia materiaaleja, komponentteja, järjestelmiä ja ratkaisukokonaisuuksia. Kehitämme jatkuvasti toimintaamme ja tuotevalikoimaamme vastaamaan tarpeitasi. 2

RR-paalutusohje 2. Käyttökohteet RR-paaluja käytetään erilaisten rakennusten ja rakenteiden kuten pientalojen, kerrostalojen, teollisuusrakennusten, liikenneväylien ja siltojen perustamisessa. RR-paalut soveltuvat myös erittäin hyvin käytettäväksi perustusten vahvistamisessa, koska paalujen jatkaminen on luotettavaa ja nopeaa. RR-paalujen keskeisimpiä etuja ovat: Laaja mittavalikoima, jolloin paalutyyppi voidaan optimoida vastaamaan kuormitusta. Nopea ja kustannustehokas jatkostekniikka, jolloin materiaalihukka on vähäinen ja paaluelementtien pituus voidaan valita olosuhteiden ja asennuskaluston mukaan. Suuri kantavuus suhteessa paalun kokoon, jolloin maan siirtymät ja asentamisesta aiheutuva tärinä ovat pieniä. Soveltuvien asennuskalustojen monipuolisuus, jolloin lyöntilaitteiden ja peruskoneiden koot ja ominaisuudet voidaan valita olosuhteiden mukaan. 3. Pohjatutkimukset Yleistä RR-paalujen suunnittelua varten tehtäviä pohjatutkimuksia säätelevät yleisellä tasolla Suomen rakentamismääräyskokoelman osa B3 ja SFS-EN 1997-1. Yksityiskohtaisempia ohjeita ja suosituksia pohjatutkimuksista on annettu PPO-2007:ssa. RR-paalujen tarvittavat pituudet voidaan luotettavimmin määrittää heijari- tai porakonekairauksen avulla. Myös painokairausta voidaan eräissä pohjasuhteissa pitää riittävän luotettavana menetelmänä. Pehmeiden eloperäisten ja hienorakeisten maakerrosten suljettu leikkauslujuus määritetään joko suoraan esimerkiksi siipikairauksella tai arvioidaan välillisesti esimerkiksi painokairausvastuksen perusteella. Paalutuskohteen vaativuudesta ja paalujen toimintatavasta riippuen voi olla tarpeellista ottaa maanäytteitä hienorakeisista ja eloperäisistä maakerroksista esimerkiksi lujuus- ja kokoonpuristuvuusominaisuuksien määrittämiseksi laboratoriokokeiden avulla. Korroosio-olosuhteiden tavanomaisuus todetaan tavanomaisilla pohjatutkimuksilla tilanteissa, joissa ei ole aihetta olettaa maapohjan pilaantumista. Epävarmoissa olosuhteissa todetaan erikoistutkimuksien perusteella, että aggressiivisen olosuhteen raja-arvot eivät ylity. Tavanomaisesta poikkeavien olosuhteiden määrittämistä on käsitelty PPO-2007:ssa. 4. RR-paalujen materiaalit ja varusteet Yleistä RR-paalujen rakenne ja osat on esitetty kuvassa 1. Teräslajit ja standardit RR-paalujen teräslaji on S440J2H, jonka kemiallinen koostumus ja mekaaniset ominaisuudet on esitetty taulukossa 1. 3

Paalujen tekniset toimitusehdot ovat standardin SFS-EN 219-1 ja mitat sekä toleranssit standardin SFS-EN 219-2 mukaisia. Paaluputket ja -elementit RR-paalujen mitat ja poikkileikkaussuureet on esitetty taulukossa 6. RR-paalut toimitetaan joko paaluputkina tai valmiina paaluelementteinä, jolloin elementin toiseen päähän on valmiiksi asennettu ulkopuolinen holkkijatkos. Paaluputket valmistetaan paalutyyppiin RR115/6,3 asti 6 m pituisina. Tätä suuremmat koot katkaistaan valmistuslinjalla 12 m pituuteen. Paaluelementtien suositeltavat projektikohtaiset pituudet ovat 12 m jako-osia (6, 4, 3, 2, 1,5, 1,2 ja 1,0 m), jolloin katkaisusta ei synny hukkaa (taulukko 2). Erikoismittoja valmistetaan sopimuksen mukaan. RR-paaluelementit varustetaan jatkoksen tai sen välittömään läheisyyteen kiinnitetyllä teipillä, jossa on Ruukki -nimen lisäksi teksti RR-paalu sekä tyyppihyväksyntänumero. Vaihtoehtoisesti samat tiedot esitetään paaluelementin kyljessä mustesuihkulla merkittynä. Taulukko 1. Teräslajin S440J2H ominaisuudet Paaluputket toimitetaan taakkalapuilla varustettuina, joista ilmenee valmistajan ja mittatietojen lisäksi RR-paalujen teräslaji S440J2H. Ilman näitä merkintöjä paaluputkea ei saa käyttää RR-paalussa. Varusteet Kärkikappaleet Paalun kärki suojataan joko maa- tai kalliokärjellä. Yleisin tyyppi on maakärki. Kärkikappaleet kiinnittyvät paaluun kitkan välityksellä. Kalliokärjen dubbi valmistetaan karkaistusta erikoisteräksestä, jolla varmistetaan hyvä tunkeutumiskyky kallioon. Pohjarakennesuunnittelija valitsee kärkikappaleen tyypin olosuhteiden mukaan. Kärkikappaleet toimitetaan pakkauksessa, joka on varustettu tyyppihyväksyntäteipillä. Jatkokset RR-paaluissa käytetään kitkaan perustuvia jatkoksia, jotka täyttävät PPO-2007 jäykkäjatkoksille asetetut vaatimukset (taulukko 3). RR60-RR115 paaluissa jatkos on aina ulkopuolinen kaksoiskartioitu holkkijatkos. Ulkopuolisen jatkoksen Kemiallinen koostumus max. C [%] Mn [%] P [%] S [%] CEV 0,16 1,60 0,020 0,018 0,39 Paaluhattu Mekaaniset ominaisuudet f y min f u A 5 min Iskusitkeys* ) [MPa] [MPa] [%] T [ o C] KV min [J] 440 490-630 17-40 27 *) Yli mm ainepaksuudella iskusitkeysvaatimus on sovittava erikseen. Taulukko 2. Paaluelementtien pituudet Ulkopuolinen jatkos Paalutyyppi RR75 RR90 RR115/6,3 RR115/8 RR140/8 RR140/ RR170/ RR170/12,5 Sisäpuolinen jatkos 12 m O X X X X O 6 m X X X X X X O O 4 m O O O O O O O O 3 m O O O O O O O O 2 m O O O O O O O O 1,5 m O O O O O O O O 1,2 m O O O O O O O O 1,0 m O O O O O O O O Maakärki Kalliokärki X=varastomitta O=projektikohtainen mitta =ei valmistuksessa Kuva 1. RR-paalun rakenne ja osat 4

zz RR-paalutusohje pysyminen paikoillaan lyönnin aikana varmistetaan hitsillä, joka tehdään tehtaalla jatkosholkin kiinnittämisen yhteydessä. Työmaahitsauksia ei tarvita. RR140 ja RR170/ paalut voidaan jatkaa joko ulkotai sisäpuolisella jatkoksella. RR170/12,5 ja RR220 paalut jatketaan aina sisäpuolisella jatkoksella. Sisäpuoliset jatkokset toimitetaan irrallisina pakkauksessa, joka on varustettu tyyppihyväksyntäteipillä. Hitsaamalla jatkettaessa noudatetaan PPO-2007 ohjeita. Ruukin ohjeessa Teräsputkipaalujen jatkaminen hitsaamalla (www.ruukki.com) on annettu suosituksia hitsattujen jatkosten tekemiseen. Paaluhatut RR-paalun yläpäähän asennetaan yleensä paaluhattu, jonka avulla ylärakenteiden kuormat siirretään paalulle. Paaluhattu keskitetään paaluvarteen sisäpuolisella holkilla, jolloin holkin tehtävänä on pitää paaluhattu paikallaan. Paaluhattujen vakiokoot on esitetty taulukossa 4. Ruukin paaluhatut toimitetaan pakkauksessa, joka on varustettu tyyppihyväksyntäteipillä. Taulukko 3. Jatkosten lujuus- ja jäykkyysominaisuuksien vähimmäisarvot. Paalutyyppi Vetolujuus Puristuslujuus Myötömomentti M Taivutusjäykkyys EI (0,3-0,8 M) RR75 74 RR90 87 RR115/6,3 114 RR115/8 176 RR140/8 218 RR140/ 269 RR170/ 328 RR170/12,5 404 RR220/ 434 RR220/12,5 535 P paalu M paalu 0,75xEI paalu Taulukko 4. RR-paaluhattujen varastokoot Paalutyyppi Paaluhatun mitat [mm x mm x mm] RR75, RR90 150 x 150 x 15 RR115/6,3 200 x 200 x 20 RR115/8, RR140 250 x 250 x 25 RR170, RR220 300 x 300 x 30 5

5. Suunnittelu Yleistä RR-paalut suunnitellaan Suomen rakentamismääräyskokoelman B-osien määräysten tai Eurokoodi-suunnittelujärjestelmän mukaisesti. Molemmat suunnittelujärjestelmät on esitetty PPO-2007:ssa. RR-paalujen mitoitus käsittää ainakin seuraavat tarkastelut: Geotekninen kestävyys Paalun rakenteen kestävyys poikkileikkauksen taivutusmurtokestävyys paalun nurjahdus maan sivuvastuksen murtoarvon ylittyessä Siirtymät Pitkäaikaiskestävyys Mikäli tarkempia laskelmia tai selvityksiä ei tehdä, rajoitetaan RR-paalun kestävyyttä PPO-2007 mukaan asettamalla teräspoikkileikkauksen keskeiselle puristusjännitykselle käyttörajatilassa eri paalutusluokissa taulukon 5 mukainen maksimiarvo. Taulukon 5 perusteella ja kahdella eri korroosiovaralla lasketut suurimmat suositeltavat RR-paalujen sallitut kantavuudet (P sall ) on esitetty taulukossa 11. Geotekninen kestävyys RR-paalujen geotekninen kestävyys määritetään PPO- 2007 ohjeiden mukaisesti. Tukipaalut RR-paalut suunnitellaan yleensä kärjellään kantaviksi tukipaaluiksi, jolloin paaluille määritetään loppulyöntiehto, jolla tarvittava geotekninen kestävyys saavutetaan. Loppulyöntiehdon määrittämisestä on annettu ohjeita PPO-2007:ssa. Loppulyöntiehtoja eri lyöntilaitteiden ja RR-paalutyyppien yhdistelmille on esitetty Ruukin ohjeessa RR-paalut, Loppulyöntitaulukot (www.ruukki.com). Taulukko 5. Lyöntipaalun teräsosan suurin suositeltava keskeinen puristusjännitys käyttörajatilassa (PPO-2007) Paalutusluokka III II IB IA Suurin keskeinen puristusjännitys 0,33f y 0,40f y 0,50f y 0,58f y f y = 440 MPa RR-paalulle Taulukko 6. RR-paalujen poikkileikkaussuureet A = Teräspoikkileikkauksen pinta-ala Korroosiovähennetyt poikkileikkaussuureet D A u = Paalun vaipan pinta-ala W el = Taivutusvastus A 1,2 = Poikkileikkausala 1,2 mm A b = Paalun kärjen pinta-ala EI = Taivutusjäykkyys korroosiovähennyksen jälkeen Paalu D [mm] t [mm] M [kg/m] A [mm 2 ] A u [m 2 /m] A b [mm 2 ] W el [cm 3 ] EI [knm 2 ] A 1,2 [mm 2 ] EI 1,2 [knm 2 ] A 2,0 [mm 2 ] EI 2,0 [knm 2 ] RR75 76,1 6,3,8 1381 0,24 4548 22,3 178 99 137 916 111 RR90 88,9 6,3 12,8 1635 0,28 6207 31,6 295 1304 228 89 186 RR115/6,3 114,3 6,3 16,8 2138 0,36 261 54,7 657 1711 514 1432 423 RR115/8 114,3 8,0 21,0 2672 0,36 261 66,4 797 2245 654 1966 563 RR140/8 139,7 8,0 26,0 33 0,44 15328 3,1 1513 2788 1250 2445 82 RR140/ 139,7,0 32,0 4075 0,44 15328 123,4 18 3553 1547 3209 1379 RR170/ 168,3,0 39,0 4973 0,53 22246 185,9 3284 4343 2823 3928 2526 RR170/12,5 168,3 12,5 48,0 6118 0,53 22246 222,0 3924 5488 3462 5073 3165 RR220/ 219,1,0 51,6 6569 0,69 37703 328,5 7557 5748 6533 5205 5869 RR220/12,5 219,1 12,5 63,7 8113 0,69 37703 396,6 9123 7291 8 6749 7436 6

RR-paalutusohje Taulukko 7. RR-paalun kaarevuussäde R taskulampun avulla R [m] Valo näkyy [m] Kitkapaalut Paksuissa kitkamaakerroksissa RR-paalut voidaan suunnitella kitkapaaluiksi, jolloin osa geoteknisestä kestävyydestä muodostuu paalun vaipan ja maan välisestä kitkasta eli vaippavastuksesta. Vaippavastusta voidaan parantaa ja paalupituutta lyhentää käyttämällä injektoitua RR-paalua. Kitkapaalujen geotekninen mitoitus on esitetty PPO-2007:ssa. Sivukuormitetut paalut RR-paalujen sivukuormakestävyys määritetään PPO- 2007 mukaisesti. Rakenteen kestävyys RR-paalun rakenteen kestävyys määritetään PPO-2007 mukaisesti. Nurjahduskestävyyden laskentaa varten on oletettava tai arvioitava paalun käyryys sekä tunnettava ympäröivän maaperän leikkauslujuus ja korroosioominaisuudet. Laskennoissa käytetään korroosiovähennettyjä poikkileikkaussuureita. Suunnitteluvaiheessa käyryyden oletetaan olevan PPO-2007 mukaisesti: L /400 jatketulla paalulla cr L /600 jatkamattomalla paalulla cr L cr kriittinen nurjahduspituus Maahan asennetun paalun kaarevuussädettä voidaan arvioida paaluun lasketun lampun ja taulukon 7 avulla. Tarkempi mittaus voidaan tehdä inklinometrillä. Taulukossa 11 on esitetty RR-paalujen rakenteen puristuskestävyyksiä nurjahduksen suhteen kahdella RR75 RR90 RR115/6,3 RR115/8 RR140/8 RR140/ RR170/ RR170/12,5 RR220/ RR220/12,5 80 1 190 90 130 220 1 170 290 1 170 290 140 2 350 140 2 350 170 250 420 170 250 420 220 330 550 220 330 550 6,4 7,5 9,8 7,4 8,9 11,6 9,5 11,8 15,4 9,3 11,6 15,1 11,8 14,4 18,6 11,6 14,2 18,3 14,2 17,2 22,3 14,0 16,9 21,9 18,7 22,9 29,6 18,5 22,6 29,2 eri alkukäyryydellä ja kuudella eri suljetulla leikkauslujuudella. Laskennat on tehty käyttäen kahta eri korroosiovaraa. Taulukossa on lisäksi esitetty PPO-2007 mukaiset suurimmat suositeltavat sallitut kantavuudet eri paalutusluokissa. Kuvissa 2 11 on esitetty rakenteen puristuskestävyydet nurjahduksen suhteen kun käyryys ilmoi-tetaan kaarevuussäteenä. Pienin kaarevuussäde edustaa vaikeita asennusolosuhteita ja lyhyitä paalu-elementtejä kun taas suurin kaarevuussäde soveltuu helppoihin asennusolosuhteisiin ja pitkiin paaluelementteihin. Mikäli paalua kuormittaa puristavan normaalivoiman lisäksi taivutusmomentti/vääntömomentti tai leikkausvoima, mitoitetaan paalu yhdistetyille rasituksille. Paalun kestävyys loppulyöntien aiheuttamille jännityksille tarkastetaan PPO-2007 mukaisesti. 7

Paalun kiinnittäminen yläpuolisiin rakenteisiin Paalun ja yläpuolisen rakenteen liitos voidaan mitoittaa nivelenä. Poikkeuksena ovat lyhyet alle 3 m:n pituiset paalut, jotka pyritään kiinnittämään ylärakenteeseen jäykästi. Paalu kiinnittyy ylärakenteeseen jäykästi yleensä silloin, kun paalun pää on vähintään 2 x D, kuitenkin vähintään 200 mm, betonin sisällä. Valua tärytettäessä on kiinnitettävä huomiota siihen, ettei paaluhattu nouse. Liitettäessä paalun yläpää suoraan yläpuoliseen teräsrakenteeseen, saadaan jäykkä kiinnitys tehtyä hitsaamalla. 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 korroosio-ominaisuuksista. Tavanomaisesta poikkeavien olosuhteiden määrittämistä on käsitelty esimerkiksi PPO-2007:ssa. Taulukossa 9 on esitetty SFS-EN 1993-5 mukaiset suositeltavat korroosiovarat tavanomaisissa ja eräissä aggressiivisissa olosuhteissa. Vaihtoehtoisesti voidaan betonilla täyttämättömien RR-paalujen korroosion suuruuden arvioinnissa käyttää eräissä tavanomaisissa olosuhteissa taulukon 8 mukaisia arvoja. Taulukko perustuu korroosiohavaintojen tilastolliseen käsittelyyn, jossa olosuhteisiin liittyvä riski on otettu huomioon ns. kuoppakorroosiotekijällä ja mahdollinen sisäpuolinen korroosio teoreettisilla laskelmilla. Taulukko 8. Betonoimattomien RR-paalujen mitoittava korroosio vuodessa eri olosuhteissa.* Olosuhteet Korroosio vuodessa [mm] Homogeeniset luonnonmaaolosuhteet pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella 1,2 Tiivistetyt kivennäismaatäytöt pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella 1,5 Tiivistämättömät kivennäismaatäytöt pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella 2,0 *) Jouko Törnqvist: Teräsputkipaalujen korroosio - Mitoitus empiiriseen aineistoon pohjautuen, VTT 2004. Myös ulkopuolisen pinnoitteen käyttö korroosiosuojana on mahdollista, vaikka seinämäpaksuuden ylimitoitus on yleensä suositeltava menetelmä. Pinnoite on valittava siten, että se kestää asennuksenaikaiset rasitukset. Maassa olevat kivet ja lohkareet voivat vaurioittaa pinnoitetta. Sähköisiä suojausmenetelmiä käytettäessä on otettava huomioon järjestelmän vaatima sähkövirta tai uhrautuvien anodien vaihdettavuus/kestoikä. Siirtymät Pystysuuntaiset siirtymät syntyvät sekä paalun varren että maaperän muodonmuutoksista. Karkearakeiseen maakerrokseen tai kallioon tukeutuvan tukipaalun pystysuuntainen siirtymä on yhtä suuri kuin paalun varren kimmoinen kokoonpuristuma. Vaakasuuntaiset siirtymät voidaan määrittää esimerkiksi alustaluku- tai moduulimenetelmillä PPO- 2007 mukaisesti. Siirtymien on pysyttävä ylärakenteen sallimissa rajoissa. 6. Paalutustyö Yleistä Paalutustyö tehdään PPO-2007 mukaisesti. Lyöntilaitteet Asennuskalustoista ja lyöntilaitteista on annettu ohjeita PPO-2007 kappaleessa 7.3.2. RR-paalujen asentamiseen soveltuvat lyöntilaitteet voidaan jakaa seuraaviin luokkiin: Pudotus- ja hydraulijärkäleet Paineilmavasarat Hydraulivasarat Pudotus- ja hydraulijärkäleet Pudotusjärkäleen pudotuskorkeus voidaan valita yleensä vapaasti ottaen kuitenkin huomioon kalustokohtaiset rajoitukset. Hydraulijärkäleillä suurin mahdollinen pudotuskorkeus vaihtelee yleensä välillä 0,4-1,5 m. Hydraulijärkäleet voivat olla joko kiihdytettyjä tai vapaasti putoavia. Taulukossa on esitetty PPO-2007 suositusten mukaiset järkäleen liikkuvan osan massan pienimmät ja suurimmat arvot RR-paaluille. Paineilma- ja hydraulivasarat Paineilmavasarat ovat nopeaiskuisia ja erityisesti sisätiloissa tapahtuvaan asennukseen soveltuvia lyöntilaitteita. Niiden tekniset ominaisuudet voivat vaihdella mallista ja vasaran kunnosta riippuen. 8

RR-paalutusohje Taulukko 9. Korroosion aiheuttama seinämäpaksuuden menetys [mm] maassa oleville suojaamattomille teräspaaluille pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella (SFS-EN 1993-5). Tavoitekäyttöikä 5 vuotta 25 25 vuotta 50 50 vuotta 75 75 vuotta vuotta Tavanomaiset olosuhteet Häiriintymättömät luonnonmaat (hiekka, siltti, savi, liuskekivi) 0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,20 Tiivistämättömät Tiivistetyt kivennäismaatäytöt kivennäismaatäytöt pohjavedenpinnan ylä- ja 0,18 0,70 1,20 1,70 2,20 0,18 0,70 1,20 1,70 2,20 alapuolella Tavanomaisesta poikkeavat tai aggressiiviset olosuhteet Saastuneet luonnonmaat ja teollisuusalueiden Tavanomaisesta maa-alueet poikkeavat 0,15 tai aggressiiviset 0,75 olosuhteet 1,50 2,25 3,00 Aggressiiviset Saastuneet luonnonmaat luonnonmaat ja (suo, teollisuusalueiden räme, turve) maa-alueet 0,20 0,15 1,00 0,75 1,75 1,50 2,50 2,25 3,25 3,00 Tiivistämättömät Aggressiiviset luonnonmaat ja aggressiiviset (suo, täyttömaat räme, turve) (tuhka, kuona) 0,50 0,20 2,00 1,00 3,25 1,75 4,50 2,50 5,75 3,25 Tiivistämättömät ja aggressiiviset täyttömaat (tuhka, kuona) 0,50 2,00 3,25 4,50 5,75 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 Hydraulivasarat ovat alun perin kiven ja lohkareiden rikotukseen tarkoitettuja laitteita, jotka ovat osoittautuneet tehokkaiksi RR-paalujen asennuslaitteiksi. Paineilma- ja hydraulivasaroiden tyypillisiä teknisiä ominaisuuksia ja suositeltavia männän massoja on esitetty PPO-2007 kappaleessa 7.3.2.2. Ruukin ohjeessa RR-paalut, Loppulyöntitaulukot (www.ruukki.com) on esitetty yksityiskohtaisia teknisiä ominaisuuksia Suomessa paalutuskäytössä oleville paineilma- ja hydraulivasaroille. Muut mahdolliset asennuslaitteet Täryttimen käyttö RR-paalun asentamisessa voi olla edullista tapauksissa, joissa paalut asennetaan määräsyvyyteen, kuten esimerkiksi meluesteiden paaluperustuksissa. Mikäli täryttimellä asennetuille paaluille on suunniteltu merkittäviä pystykuormia, on asentamisen lopetuskriteeri syytä varmistaa muilla lyöntilaitteilla tehtävillä tarkastuslyönneillä tai koekuormituksilla. Perustusten vahvistuskohteissa RR-paalut voidaan asentaa hydraulisilla tunkeilla puristamalla. Paalun asentaminen Yleistä Paalun asentamisesta on annettu ohjeita PPO-2007 kappaleessa 7.5.2. Lyönnin aloittaminen Paalun lyönti aloitetaan yleensä jatkoksettomalla paalun osalla, esimerkiksi aiemmin katkaistun paalun hukkapalalla, jonka työmaalla katkaistuun päähän kiinnitetään kärkikappale (maa- tai kalliokärki) esimerkiksi lekalla lyömällä, tai muuten varmistutaan kärkikappaleen paikalla pysymisestä. Lyönti voidaan aloittaa myös paaluelementillä, jolloin ulkopuolinen jatkosholkki on ylöspäin. Paalun lyöntityö Lyöntien on oltava paalun pituusakselin suuntaisia ja keskeisiä. Erityistä huomiota on kiinnitettävä iskun keskeisyyteen käytettäessä painavia pudotus- ja hydraulijärkäleitä. Pehmeissä maakerroksissa käytetään pienempää lyöntienergiaa kuin loppulyönneissä, jolloin pysyvä painuma iskua kohti on kohtuullinen. Liian suuren Taulukko. Pudotus- ja hydraulijärkäleiden liikkuvan osan massat Paalu Paalu Järkäleen liikkuva osa [kg] [kg/m] min max RR75,8 300 0 RR90 12,8 350 1500 RR115/6,3 16,8 500 1500 RR115/8 21,0 500 2000 RR140/8 26,0 500 3000 RR140/ 32,0 500 3000 RR170/ 39,0 0 4000 RR170/12,5 48,0 0 5000 RR220/ 51,6 1500 5000 RR220/12,5 63,7 1500 5000 9

energian käyttäminen pehmeitä maakerroksia läpäistäessä voi aiheuttaa paaluun huomattavia vetojännityksiä, jolloin paalun jatkokset saattavat aueta. Jatkokset sulkeutuvat tiiviisti yleensä vasta loppulyöntivaiheessa tai kun paalun kärki on tiiviissä maakerroksessa. Jatkaminen Ulkopuolinen jatkos Paalu jatketaan asentamalla seuraava elementti edellisen päälle jatkosholkki alaspäin. Lyötäessä paalua jatkosholkki ylöspäin, on käytettävä sovitekappaletta, joka välittää lyönnin jatkosholkin ohi paaluputkeen. Paalun jatkosholkkiin ei saa lyödä! Sisäpuolinen jatkos Käytettäessä sisäpuolista jatkosta asennetaan jatkoskappale alapaalun yläpäähän siten, että jatkoskappaleessa oleva kevennysura osuu paalun pituussaumahitsin kohdalle. Jatkoskappale painetaan tai lyödään varovasti hieman kiinni. Paalun ja jatkoskappaleen olkapäiden väliin jää tällöin rako. Seuraava paaluelementti asennetaan vastaavasti jatkoksen päälle siten, että kevennysura osuu paalun pituussaumahitsin kohdalle. Loppulyönnit Paalun lyönti voidaan lopettaa, kun paalun kärki on tunkeutunut lähelle pohjatutkimusten perusteella suunniteltua tavoitetasoa ja/tai paalulle määritetyt loppulyöntiehtovaatimukset täyttyvät. RR-paalujen loppulyöntiehtoja on esitetty Ruukin ohjeessa RR-paalut, Loppulyöntitaulukot (www.ruukki.com). Paalujen katkaisu Paalut katkaistaan suunnitelmien mukaisesta katkaisukorkeudesta kohtisuoraan paalun akselia vastaan. Katkaisun suoruuspoikkeama saa olla enintään 1/50 paalun akselin kohtisuoruuteen nähden, ellei suunnitelmissa toisin mainita. Paalujen päät on suljettava asennuksen jälkeen, jotta niiden sisälle ei pääse sinne kuulumattomia aineita. Matalalla sijaitsevat yläpäästään avoimet paalut muodostavat lisäksi turvallisuusriskin. Paalutuksen dokumentointi Paalutustyö dokumentoidaan työ- ja laatusuunnitelman mukaisesti esimerkiksi PPO-2007 mukaisiin tai Ruukin RR-paalutuspöytäkirjoihin. 7. RR-paalujen mitoitustaulukot ja -käyrästöt Yleistä Taulukossa 11 ja kuvissa 2-12 on esitetty RR-paalujen rakenteen puristuskestävyyksiä nurjahduksen suhteen sekä PPO-2007 mukaiset suurimmat suositeltavat sallitut kantavuudet eri paalutusluokissa (P sall ). P sall -arvot on laskettu kertomalla paalun korroosiovähennetty poikkileikkauspinta-ala taulukon 5 mukaisella paalutusluokasta riippuvalla suurimmalla suositellulla keskeisellä puristusjännityksellä käyttörajatilassa. Rakenteen puristuskestävyydet käyttörajatilassa nurjahduksen suhteen on saatu jakamalla PPO-2007 mukaisen murtorajatilamitoituksen kestävyyden mitoitusarvot (minimiarvo (P d;s ; P d;p )) kuormien yhdistetyllä osavarmuusluvulla γ sum. Laskennassa on käytetty seuraavia parametreja: Alustaluku γ s = 50 x c uk /d Sivuvastuksen ääriarvo p m = 9 x c uk Teräksen materiaaliosavarmuus γ s1 = 1,0 Leikkauslujuuden osavarmuusluku γ cu = 1,5 Kuormien yhdistetty osavarmuusluku γ sum = 1,4 Yhdistetty osavarmuusluku vastaa kuormitustilannetta jossa paalun kuormasta puolet on pysyvää ja puolet muuttuvaa kuormaa. Taulukossa ja kuvaajissa esitettyjä puristuskestävyyksiä käyttörajatilassa ja kantavuuksia verrataan ominaiskuormiin tai niiden aiheuttamiin rasituksiin. Taulukkojen ja kuvaajien käyttö RR-paalut suunnitellaan yleensä käyttämällä paalutusluokan mukaisia P sall - arvoja. Nurjahdusriskiä voidaan arvioida taulukon 11 ja maan suljetun leikkauslujuuden avulla. Kuvissa 2-12 esitetyt P sall -arvot voidaan tapauskohtaisen harkinnan perusteella ylittää, kun: paalun kestävyys on laskettu toteutuneiden sijainti-, kaltevuus- ja suoruustietojen perusteella paalun geotekninen kestävyys (loppulyöntitiukkuus) on riittävä kuormaan nähden Jos muuttuvan ja pysyvän kuorman suhde poikkeaa oletetusta (50/50), voidaan yhdistetty osavarmuusluku laskea kaavalla: γ sum = γ G G%+γ Q Q% γ G on pysyvien kuormien osavarmuusluku G% on pysyvän kuorman osuus kokonaiskuormasta γ Q on muuttuvan kuorman osavarmuusluku Q% on muuttuvan kuorman osuus kokonais - kuormasta

RR-paalutusohje Paalujen puristuskestävyyttä voidaan vastaavasti korjata kertoimella: Kγ = 1,4 γ sum P sall -arvoja ei kuitenkaan voi korjata. Esimerkki: Paalu: RR140/, useita jatkoksia Maan suljettu leikkauslujuus c uk = kpa Paalutusluokka II Taulukko 11: L cr /400 => Nurjahduskestävyys käyttörajatilassa 663 kn P sall =625 kn Tämän esitteen sisällön oikeellisuus on tarkastettu mahdollisimman huolellisesti. Emme kuitenkaan vastaa mahdollisista virheistä tai tietojen väärästä soveltamisesta aiheutuneista välittömistä vahingoista. Oikeudet muutoksiin pidätetään. Nurjahdusriski ei siis rajoita PPO-2007 suurinta suositeltua sallittua kantavuutta. 11

Taulukko 11. RR-paalujen rakenteen puristuskestävyydet nurjahduksen suhteen käyttörajatilassa sekä suurimmat suositellut sallitut kantavuudet eri paalutusluokissa (PPO-2007) Paalu RR75 Alkutaipuma Suljettu leikkauslujuus, c uk [kpa] P sall (PPO-2007) δ g 5 7 15 20 30 III II IB IA Lcr/400 138 168 200 222 236 254 Lcr/600 157 189 212 235 249 266 160 193 242 280 RR90 RR115/6,3 RR115/8 RR140/8 RR140/ RR170/ RR170/12,5 RR220/ RR220/12,5 Lcr/400 180 219 250 274 290 309 Lcr/600 204 238 264 290 305 324 Lcr/400 276 321 351 381 399 420 Lcr/600 306 339 370 401 418 439 Lcr/400 305 371 426 469 496 529 Lcr/600 345 405 450 495 523 555 Lcr/400 427 5 559 6 641 677 Lcr/600 483 538 591 642 673 708 Lcr/400 467 568 663 733 777 830 Lcr/600 530 630 700 773 819 871 Lcr/400 639 778 856 936 986 45 Lcr/600 723 820 904 987 37 94 Lcr/400 695 847 6 1115 1184 1270 Lcr/600 790 952 62 1177 1249 1333 Lcr/400 991 1114 1211 1306 1364 1432 Lcr/600 70 1176 1277 1373 1429 1493 Lcr/400 84 1313 1444 1577 1660 1759 Lcr/600 1226 1385 1524 1663 1745 1840 189 230 287 333 248 301 376 437 326 395 494 573 405 491 613 711 516 625 782 907 631 764 956 18 797 966 1207 1401 835 12 1264 1467 59 1283 1604 1861 Paalu RR75 Korroosiovara 2,0 mm Alkutaipuma Suljettu leikkauslujuus, c uk [kpa] P sall (PPO-2007) δ g 5 7 15 20 30 III II IB IA Lcr/400 126 153 175 192 203 217 Lcr/600 142 166 184 203 214 227 133 161 201 234 RR90 RR115/6,3 RR115/8 RR140/8 RR140/ RR170/ RR170/12,5 RR220/ RR220/12,5 Lcr/400 165 198 217 237 249 264 Lcr/600 186 209 229 240 262 276 Lcr/400 253 281 304 328 342 358 Lcr/600 270 296 321 344 358 373 Lcr/400 285 347 385 421 444 471 Lcr/600 322 368 406 444 467 494 Lcr/400 401 463 505 547 572 603 Lcr/600 442 488 533 575 601 629 Lcr/400 443 540 614 675 714 760 Lcr/600 502 585 648 713 752 797 Lcr/400 608 722 792 862 905 957 Lcr/600 687 762 836 908 951 0 Lcr/400 668 813 948 47 11 1186 Lcr/600 758 900 1 15 1170 1245 Lcr/400 944 33 1118 1201 1251 1309 Lcr/600 996 90 1178 1261 1309 1364 Lcr/400 43 1240 1360 1480 1555 1643 Lcr/600 1178 1309 1435 1559 1633 1717 158 192 240 278 208 252 315 365 285 346 433 502 355 430 538 624 466 565 706 819 570 691 864 2 737 893 1116 1295 756 916 1145 1328 980 1188 1485 1722 12

RR-paalutusohje Teräsrakenteen puristuskestävyys 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 280 kn 242 kn 193 kn 160 kn RR75 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 190 m R = 1 m R = 80 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 234 kn 202 kn 161 kn 133 kn RR75 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa Korroosiovara 2,0 mm γ sum = 1,4 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 190 m R = 1 m R = 80 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 2 RR75 13

Teräsrakenteen puristuskestävyys 350 300 250 200 150 333 kn 287 kn 230 kn 189 kn RR90 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 220 m R = 130 m R = 90 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 350 300 250 200 150 278 kn 240 kn 192 kn 158 kn RR90 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa Korroosiovara 2,0 mm γ sum = 1,4 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 220 m R = 130 m R = 90 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 3 RR90 14

RR-paalutusohje Teräsrakenteen puristuskestävyys 500 450 400 350 300 250 200 150 437 kn 376 kn 301 kn 248 kn RR115/6,3 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 290 m R = 170 m R = 1 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 500 450 400 350 300 250 200 150 365 kn 315 kn 252 kn 208 kn RR115/6,3 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa Korroosiovara 2,0 mm γ sum = 1,4 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 290 m R = 170 m R = 1 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 4 RR115/6,3 15

Teräsrakenteen puristuskestävyys 600 500 400 300 573 kn 494 kn 395 kn 326 kn RR115/8 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 200 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 290 m R = 170 m R = 1 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 600 500 400 300 502 kn 433 kn 346 kn 285 kn RR115/8 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa Korroosiovara 2,0 mm γ sum = 1,4 200 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 290 m R = 170 m R = 1 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 5 RR115/8 16

RR-paalutusohje Teräsrakenteen puristuskestävyys 800 700 600 500 400 300 711 kn 613 kn 491 kn 405 kn RR140/8 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 200 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 350 m R = 2 m R = 140 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 800 700 600 500 400 300 624 kn 538 kn 430 kn 355 kn RR140/8 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa Korroosiovara 2,0 mm γ sum = 1,4 200 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 350 m R = 2 m R = 140 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 6 RR140/8 17

Teräsrakenteen puristuskestävyys 0 900 800 700 600 500 400 907 kn 782 kn 625 kn 516 kn RR140/ Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 300 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 350 m R = 2 m R = 140 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 0 900 800 700 600 500 400 819 kn 706 kn 565 kn 466 kn RR140/ Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa Korroosiovara 2,0 mm γ sum = 1,4 300 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 350 m R = 2 m R = 140 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 7 RR140/ 18

RR-paalutusohje Teräsrakenteen puristuskestävyys 1200 1 0 900 800 700 600 500 18 kn 956 kn 764 kn 631 kn RR170/ Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 400 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 420 m R = 250 m R = 170 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 1200 1 0 900 800 700 600 500 2 kn 864 kn 691 kn 570 kn RR170/ Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 400 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 420 m R = 250 m R = 170 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 8 RR170/ 19

Teräsrakenteen puristuskestävyys 1400 1300 1200 1 0 900 800 700 600 500 1401 kn 1207 kn 966 kn 797 kn RR170/12,5 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 400 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 420 m R = 250 m R = 170 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 1400 1300 1200 1 0 900 800 700 600 500 1295 kn 1116 kn 893 kn 737 kn RR170/12,5 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa Korroosiovara 2,0 mm γ sum = 1,4 400 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 420 m R = 250 m R = 170 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 9 RR170/12,5 20

RR-paalutusohje Teräsrakenteen puristuskestävyys 1600 1400 1200 0 800 1467 kn 1264 kn 12 kn 835 kn RR220/ Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 600 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 550 m R = 330 m R = 220 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 1600 1400 1200 0 800 1328 kn 1145 kn 916 kn 756 kn RR220/ Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 600 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 550 m R = 330 m R = 220 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva RR220/ 21

Teräsrakenteen puristuskestävyys 2000 1800 1600 1400 1200 0 800 1861 kn 1604 kn 1283 kn 59 kn RR220/12,5 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa γ sum = 1,4 600 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 550 m R = 330 m R = 220 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Teräsrakenteen puristuskestävyys 2000 1800 1600 1400 1200 0 800 1722 kn 1485 kn 1188 kn 980 kn RR220/12,5 Alkukäyrän paalun puristuskestävyys käyttörajatilassa Korroosiovara 2,0 mm γ sum = 1,4 600 0 5 15 20 25 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] p m = 9 x c uk k s = 50c uk /d Kaarevuussäteiden (R) mukaiset puristuskestävyydet ja PPO-2007 mukaiset suurimmat suositellut kantavuudet (P sall ) R = 550 m R = 330 m R = 220 m Paalutusluokka IA Paalutusluokka IB Paalutusluokka II Paalutusluokka III Kuva 11 RR220/12,5 22

23 RR-paalutusohje

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 03.001FI/0 1.20 1 0/Lönnberg Rautaruukki Oyj Harvialantie 420, 13300 Hämeenlinna 020 59 11 o2o 592 5656 www.ruukki.com/infra/fi Copyright 2009 Rautaruukki Oyj. Kaikki oikeudet pidätetään. Ruukki, More With Metals ja RR-paalu ovat Rautaruukki Oyj:n rekisteröityjä tavaramerkkejä.

RR-paalutusohje RR270- ja RR320-paalut Tämä ohje täydentää RR-paalutusohjetta. Ohjeessa esitetään RR270- ja RR320-paalujen ominaisuudet, suunnittelu sekä suositukset paalutustyöhön. Käyttökohteet toimisto- ja liikerakennukset teollisuusrakentaminen voimalaitokset urheilurakentaminen asuinrakentaminen julkinen rakentaminen liikenneväylärakenteiden perustukset Ruukki on metalliosaaja, johon voit tukeutua alusta loppuun, kun tarvitset metalleihin pohjautuvia materiaaleja, komponentteja, järjestelmiä ja ratkaisukokonaisuuksia. Kehitämme jatkuvasti toimintaamme ja tuotevalikoimaamme vastaamaan tarpeitasi. 1

RR-paalutusohje RR270-RR320-paalut Yleistä Tämä ohje käsittelee lyömällä asennettavia RR270- ja RR320-paaluja. Ohje täydentää Ruukin RR-paalutusohjetta, joka käsittelee Ruukin RR-paalut paalukoosta RR60 paalukokoon RR220 saakka. Käyttökohteet RR270-RR320-paaluja käytetään erilaisten rakennusten ja rakenteiden kuten kerrostalojen, teollisuusrakennusten, liikenneväylien, meluesteiden ja siltojen perustamisessa. RR270-RR320-paalujen keskeisimpiä etuja ovat suuri kantavuus, muodosta johtuvat suuri jäykkyys ja taivutuskestävyys sekä teräksen lujuudesta johtuva hyvä asennuskestävyys. RR270-RR320-paalujen tyypillinen kantavuus käyttörajatilassa vaihtelee 900-2500 kn välillä. Pohjatutkimukset RR270-RR320-paalujen suunnittelua varten tehtäviä pohjatutkimuksia säätelevät yleisellä tasolla Suomen rakentamismääräyskokoelman osa B3 ja standardi SFS- EN 1997-1. Yksityiskohtaisempia ohjeita ja suosituksia pohjatutkimuksista on annettu PPO-2007:ssa ja RR-paalutusohjeessa. Paalujen materiaalit ja varusteet Teräslajit ja standardit RR270-RR320 paalujen teräslaji on joko S355J2H tai S440J2H, joiden kemialliset koostumukset ja mekaaniset ominaisuudet on esitetty taulukossa 1. Paalujen tekniset toimitusehdot ovat standardin SFS-EN 219-1 ja mitat sekä toleranssit standardin SFS-EN 219-2 mukaisia. Taulukko 1. Teräslajien S355J2H ja S440J2H ominaisuudet. Kemiallinen koostumus max. Teräslaji C [%] Mn [%] P [%] S [%] CEV [%] S355J2H 0,22 1,60 0,035 0,035 0,39 S440J2H 0,18 1,60 0,020 0,018 0,39 Mekaaniset ominaisuudet Teräslaji f y min f u A 5 min Iskusitkeys* ) [MPa] [MPa] [%] T [ o C] KV min [J] S355J2H 355 490-630 20-40 27 S440J2H 440 490-630 17-40 27 *) Yli mm ainepaksuudella iskusitkeysvaatimus on sovittava erikseen. Paaluputket RR270-RR320-paalut valmistetaan pituussaumahitsatusta teräsputkesta. Paalut toimitetaan paaluelementteinä, joihin on valmiiksi kiinnitetty haluttu kärkikappale. Paalun rakenne on esitetty kuvassa 1. Paalut voidaan toimittaa myös paaluputkina ilman kärkikappaletta. Paaluputket voidaan valmistaa määrämittaisina pituusvälillä 6-16 metriä. Yleisin varastopituus on 12 metriä. Paaluputket ja -elementit toimitetaan taakkalapuilla varustettuina, joista ilmenee valmistajan ja mittatietojen lisäksi RR-paalujen teräslaji. Ilman näitä merkintöjä paaluputkea ei saa käyttää RR-paaluissa. Paalujen RR270 ja RR320 mitat ja poikkileikkaussuureet on esitetty taulukossa 2. 2

RR-paalutusohje RR270-RR320-paalut Varusteet Kärkikappaleet Kärjellä kantavat RR270-RR320-paalut varustetaan yleensä kalliokärjellä. Yleisin kärkityyppi on karkaistulla tuurnalla varustettu kalliokärki. Paalut on mahdollista varustaa myös rakenneteräskalliokärjellä tai pohjalevyllä. Kärkikappaleet kiinnitetään paaluun konepajalla hitsaamalla. Pohjarakennesuunnittelija valitsee kärkikappaleen tyypin maaperäolosuhteiden mukaan. Taulukko 3. Paaluhattujen mitat. Paalutyyppi Paaluhatun mitat [mm x mm x mm] RR270 350 x 350 x 30 RR320 400 x 400 x 30 Suunnittelu RR270-RR320-paalut suunnitellaan Suomen rakentamismääräyskokoelman B-osien määräysten tai Eurokoodisuunnittelujärjestelmän mukaisesti. Molemmat suunnittelujärjestelmät on esitetty PPO-2007:ssa. RR320 -paalut on mahdollista suunnitella myös Suurpaalutusohjeen SPO- 2001 mukaisesti. RR-paalujen geoteknisen kestävyyden, paalun rakenteen kestävyyden, siirtymien ja pitkäaikaiskestävyyden mitoitus sekä paalun kiinnittäminen yläpuolisiin rakenteisiin on esitetty RR-paalutusohjeessa. Nurjahduskestävyyden laskentaa varten arvioidaan paalun käyryys sekä ympäröivän maaperän leikkauslujuus ja korroosio-ominaisuudet. Kuva 1: RR270-RR320-paalun rakenne. Paaluhatut Paalun yläpäähän asennetaan yleensä paaluhattu, jonka avulla ylärakenteiden kuormat siirretään paalulle. Paaluhattu keskitetään paaluvarteen sisäpuolisella holkilla, jolloin holkin tehtävänä on pitää paaluhattu paikallaan. Vakiopaaluhattujen mitat ovat taulukon 3 mukaiset. Korroosio Tavanomaisissa ja eräissä aggressiivisiksi luettavissa olosuhteissa teräspaalujen korroosio otetaan huomioon tavallisesti ns. korroosiovarana. Tarvittava korroosiovara riippuu rakenteen tavoitekäyttöiästä sekä paalun ympäristön korroosio-ominaisuuksista. Tavanomaisesta poikkeavien olosuhteiden määrittämistä on käsitelty esimerkiksi PPO- 2007:ssa. Taulukossa 4 on esitetty SFS-EN 1993-5 mukaiset suositeltavat korroosiovarat tavanomaisissa ja eräissä aggressiivisissa olosuhteissa. Taulukko 2. Paalujen mitat ja poikkileikkaussuureet. D t A = Teräspoikkileikkauksen pinta-ala A u = Paalun vaipan pinta-ala A b = Paalun kärjen pinta-ala W el = Taivutusvastus EI = Taivutusjäykkyys Korroosiovähennetyt poikkileikkaussuureet A 1,2 = Poikkileikkausala 1,2 mm korroosiovähennyksen jälkeen Paalu D [mm] t [mm] M [kg/m] A [mm 2 ] A u [m 2 /m] A b [mm 2 ] W el [cm 3 ] EI [knm 2 ] A 1,2 [mm 2 ] EI 1,2 [knm 2 ] A 2,0 [mm 2 ] EI 2,0 [knm 2 ] RR270/ 273,0,0 64,9 8262 0,86 58535 524 15024 7238 13037 6560 11741 RR270/12,5 273,0 12,5 80,3 230 0,86 58535 637 18265 9205 16278 8527 14982 RR320/ 323,9,0 77,4 9861 1,02 82397 751 25533 8645 22207 7839 20031 RR320/12,5 323,9 12,5 96,0 12229 1,02 82397 917 31178 112 27852 206 25676 3

RR-paalutusohje RR270-RR320-paalut Taulukko 4. Korroosion aiheuttama keskimääräinen pinnan syöpymä [mm] maassa oleville suojaamattomille teräspaaluille pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella (SFS-EN 1993-5). Tavoitekäyttöikä 55 vuotta 25 25 vuotta 50 50 vuotta 75 75 vuotta vuotta Tavanomaiset olosuhteet Häiriintymättömät luonnonmaat (hiekka, (hiekka, siltti, savi, siltti, liuskekivi) savi) 0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 Tiivistämättömät, Tiivistetyt kivennäismaatäytöt ei aggressiiviset pohjavedenpinnan kivenäismaatäytöt ylä- ja alapuolella pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolella Tavanomaisesta poikkeavat tai aggressiiviset olosuhteet 0,18 0,70 1,20 1,70 2,20 0,18 0,70 1,20 1,70 2,20 Saastuneet luonnonmaat ja teollisuusalueiden Tavanomaisesta maa-alueet poikkeavat tai 0,15 aggressiiviset 0,75olosuhteet 1,50 2,25 3,00 Saastuneet Aggressiiviset luonnonmaat (suo, ja räme, teollisuusalueiden turve) maa-alueet 0,15 0,20 0,75 1,00 1,50 1,75 2,25 2,50 3,00 3,25 Aggressiiviset Tiivistämättömät ja luonnonmaat aggressiiviset täyttömaat (suo, räme, (tuhka, turve) kuona) 0,20 0,50 1,00 2,00 1,75 3,25 2,50 4,50 3,25 5,75 Tiivistämättömät ja aggressiiviset täyttömaat (tuhka, kuona) 0,50 2,00 3,25 4,50 5,75 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. Paalutustyö Yleistä Paalutustyö tehdään PPO-2007 luvun 7 mukaisesti. Lyöntilaitteet Asennuskalustoista ja lyöntilaitteista on annettu ohjeita PPO-2007 kappaleessa 7.3.2. RR270-RR320-paalujen asentamiseen soveltuvat pudotus- ja hydraulijärkäleet. Pudotusjärkäleen pudotuskorkeus voidaan valita yleensä vapaasti ottaen kuitenkin huomioon kalustokohtaiset rajoitukset. Hydraulijärkäleillä suurin mahdollinen pudotuskorkeus vaihtelee yleensä välillä 0,4-1,5 m. Hydraulijärkäleet voivat olla joko kiihdytettyjä tai vapaasti putoavia. Avoimet paalut voidaan asentaa myös täryttimillä. Taulukossa 5 on esitetty PPO-2007 suositusten mukaiset järkäleen liikkuvan osan massan pienimmät ja suurimmat arvot RR270-RR320-paaluille. Taulukko 5. Pudotus- ja hydraulijärkäleiden liikkuvan osan massat. Paalu Paalu Järkäleen liikkuva osa [kg] [kg/m] min max RR270/ 64,9 2000 6000 RR270/12,5 80,3 2500 7000 RR320/ 77,4 2500 7000 RR320/12,5 96,0 2500 7000 Paalun lyöntityö Lyöntien on oltava paalun pituusakselin suuntaisia ja keskeisiä. Erityistä huomiota on kiinnitettävä iskun keskeisyyteen käytettäessä painavia pudotus- ja hydraulijärkäleitä. Pehmeissä maakerroksissa käytetään pienempää lyöntienergiaa kuin loppulyönneissä, jolloin pysyvä painuma iskua kohti on kohtuullinen. Jatkaminen RR270-RR320-paalut jatketaan hitsaamalla. Hitsaamalla jatkettaessa noudatetaan PPO-2007 ohjeita. Ruukin ohjeessa Teräsputkipaalujen jatkaminen hitsaamalla (www. ruukki.com) on annettu suosituksia hitsattujen jatkosten tekemiseen. Loppulyönnit RR270-RR320-paalut suunnitellaan yleensä kärjellään kantaviksi tukipaaluiksi, jolloin paaluille määritetään loppulyöntiehto, jolla tarvittava geotekninen kestävyys saavutetaan. Paalun lyönti voidaan lopettaa, kun paalun kärki on tunkeutunut lähelle pohjatutkimusten perusteella suunniteltua tavoitetasoa ja/tai paalulle määritetyt loppulyöntiehtovaatimukset täyttyvät. RR270-R320-paalujen loppulyöntiehtoja on esitetty taulukoissa 7-9. Paalujen katkaisu Paalut katkaistaan suunnitelmien mukaisesta katkaisukorkeudesta kohtisuoraan paalun akselia vastaan. Katkaisun suoruuspoikkeama saa olla enintään 1/50 paalun akselin kohtisuoruuteen nähden, ellei suunnitelmissa toisin mainita. Paalujen päät on suljettava paalun asennuksen jälkeen, jotta paalun sisälle ei pääse sinne kuulumattomia aineita. Matalalla sijaitsevat yläpäästään avoimet paalut muodostavat lisäksi turvallisuusriskin. 4

RR-paalutusohje RR270-RR320-paalut Paalutuksen dokumentointi Paalutustyö dokumentoidaan työ- ja laatusuunnitelman mukaisesti esimerkiksi PPO-2007 mukaisiin tai Ruukin RRpaalutuspöytäkirjoihin. Paalujen mitoitustaulukot ja -käyrästöt Yleistä Taulukossa 6 on esitetty RR270-RR320-paalujen rakenteen puristuskestävyyksiä nurjahduksen suhteen kahdella eri alkukäyryydellä ja kuudella eri suljetulla leikkauslujuudella. Pienin kaarevuussäde edustaa vaikeita asennusolosuhteita, kun taas suurin kaarevuussäde soveltuu helppoihin asennusolosuhteisiin. Laskennat on tehty käyttäen kahta eri korroosiovaraa. Taulukossa on lisäksi esitetty PPO-2007 mukaiset suurimmat suositeltavat sallitut kantavuudet (P sall ) eri paalutusluokissa. Kuvissa 2-5 on esitetty rakenteen puristuskestävyydet käyttörajatilassa nurjahduksen suhteen kun käyryys ilmoitetaan kaarevuussäteenä. Rakenteen puristuskestävyydet käyttörajatilassa nurjahduksen suhteen on saatu jakamalla PPO-2007 mukaisen murtorajatilamitoituksen kestävyyden mitoitusarvot (minimiarvo (P d;s ; P d;p )) kuormien yhdistetyllä osavarmuusluvulla γ sum. Laskennassa on käytetty seuraavia parametreja: Alustaluku k s = 50 c uk /d Sivuvastuksen ääriarvo p = 9 c m uk Teräksen materiaaliosavarmuus γ s1 = 1,0 Leikkauslujuuden osavarmuusluku γ cu = 1,5 Kuormien yhdistetty osavarmuusluku γ sum = 1,4 Yhdistetty osavarmuusluku vastaa kuormitustilannetta, jossa paalun kuormasta puolet on pysyvää ja puolet muuttuvaa kuormaa. Taulukossa ja kuvaajissa esitettyjä puristuskestävyyksiä käyttörajatilassa ja kantavuuksia verrataan ominaiskuormiin tai niiden aiheuttamiin rasituksiin Taulukkojen ja kuvaajien käyttö RR-paalut suunnitellaan yleensä käyttämällä paalutusluokan mukaisia P sall - arvoja. Nurjahdusriskiä voidaan arvioida taulukon 6 ja maan suljetun leikkauslujuuden avulla. Kuvissa 2-5 esitetyt P sall -arvot voidaan tapauskohtaisesti harkinnan perusteella ylittää, kun: paalun kestävyys on laskettu toteutuneiden sijainti-, kaltevuus- ja suoruustietojen perusteella paalun geotekninen kestävyys (loppulyöntitiukkuus) on riittävä kuormaan nähden. Jos muuttuvan ja pysyvän kuorman suhde poikkeaa oletetusta (50/50), voidaan yhdistetty osavarmuusluku laskea kaavalla: γ sum = γ G G%+γ Q Q% γ G on pysyvien kuormien osavarmuusluku G% on pysyvän kuorman osuus kokonaiskuormasta γ Q on muuttuvan kuorman osavarmuusluku Q% on muuttuvan kuorman osuus kokonaiskuormasta Paalujen puristuskestävyyttä voidaan vastaavasti korjata kertoimella: Kγ = 1,4 γ sum P sall -arvoja ei kuitenkaan voi korjata. RR270-RR320-paalujen rakenteen kestävyys voidaan mitoittaa myös teräksen ja betonin liittorakenteena, kun paalu betonoidaan. Liittorakennemitoitus on suositeltavaa, kun tavoitellaan suuria kantavuuksia tai kun paaluja käytetään korroosion kannalta aggressiivisissa olosuhteissa. Kuvassa on esitetty esimerkki liittorakenteena mitoitetun RR270/-paalun rakenteen kestävyydestä, kun paalun ulkopinnan korroosiovara on 4 mm. Mitoitus on tehty PPO-2007 kohdassa 6..3 esitetyllä tavalla. Esimerkin mukaan ottamalla huomioon paalun sisäpuolinen betonointi saavutetaan 4mm:n korroosiovaralla likimain yhtäsuuri nurjahduskestävyys kuin teräsrakenteena 2mm:n korroosiovaralla (ks. kuvat 3 ja ). 5