Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 1 PAALUTUSOHJE 2010 Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 2 1 Yleistä...4 1.1 Ohjeen soveltaminen (soveltamisala)...4 1.2 Paalutyypit...4 1.2.1 Maata syrjäyttävät paalut...4 1.2.2 Kaivettavat paalut...4 1.3 Termit ja määritelmät...5 1.4 Käytetyt merkinnät...10 2 Suunnittelujärjestelmä ja toteutuksen ohjeistus...13 2.1 Kansalliset määräykset ja eurooppalaiset standardit, ohjeiden hierarkia...13 2.2 Eri hallinnonalojen määräykset ja ohjeet...13 2.3 Geotekninen luokka...13 2.4 Suunnittelijan pätevyys...15 2.5 Materiaalien ja tuotteiden vaatimukset...15 2.6 Eurokoodiin perustuva suunnittelujärjestelmä...16 2.7 Ohje- ja standardiluettelo...17 3 Pohjatutkimukset...18 3.1 Yleiset vaatimukset...18 3.2 Perustuskohtaiset erityispiirteet...18 3.2.1 Geotekniset luokat...18 3.2.1.1 Helpot kohteet (GL1)...19 3.2.1.2 Vaativat kohteet (GL2)...19 3.2.1.3 Erittäin vaativat kohteet (GL3)...21 3.2.2 Suositeltavat kairausmenetelmät eri geoteknisissä luokissa...21 3.2.3 Perustusten vahvistuskohteet...22 3.2.4 Aggressiivinen maaperä...23 3.3 Pohjatutkimusten esittäminen...24 3.3.1 Vaatimukset...24 3.3.2 Geoteknisten tietojen esittäminen...24 3.3.3 Geoteknisten tietojen arviointi...26 3.3.4 Johdettujen arvojen todentaminen...27 4 Suunnittelu...28 4.1 Yleistä...28 4.2 Mitoitusrajatilat...28 4.3 Kuormat ja mitoitustilanteet...28 4.3.1 Yleistä...28 4.3.2 Maapohjan siirtymistä aiheutuvat kuormitukset...29 4.3.2.1 Yleistä...29 4.3.2.2 Negatiivinen vaippahankaus (negatiivinen vaippakitka)...30 4.3.2.3 Nousu (postitiivinen vaippahankaus)...32 4.3.2.4 Poikittainen kuormitus...32 4.4 Geoteknisen käyttäytymisen mitoitusmenetelmät ja -tarkastelut...33 4.4.1 Mitoitusmenetelmät...33 4.4.2 Mitoitustarkastelut...33 4.5 Paalujen koekuormitukset...34 4.5.1 Yleistä...34 4.5.2 Staattiset koekuormitukset...35 4.5.2.1 Yleistä...35 4.5.2.2 Kuormitusmenetelmä...35 4.5.2.3 Koepaalut...36 4.5.2.4 Perustuspaalut...36 4.5.3 Dynaamiset koekuormitukset...36 4.5.4 Koekuormitusraportti...37 4.6 Aksiaalisesti kuormitetut paalut...37
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 3 4.6.1 Yleistä...37 4.6.1.1 Rajatilamitoitus...37 4.6.1.2 Kokonaisvakavuus...38 4.6.2 Maapohjan puristuskestävyys...39 4.6.2.1 Yleistä...39 4.6.2.2 Puristuskestävyys staattisten koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa...40 4.6.2.3 Puristuskestävyys pohjatutkimustulosten perusteella murtorajatilamitoituksessa...42 4.6.2.4 Puristuskestävyys dynaamisten koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa...50 4.6.2.5 Puristuskestävyys dynaamisten paalutuskaavojen perusteella murtorajatilamitoituksessa...52 4.6.2.6 Kantokestävyyden varmistaminen jälkilyöntien yhteydessä...54 4.6.3 Vetokestävyys...54 4.6.3.1 Yleistä...54 4.6.3.2 Vetokestävyys paalujen koekuormitusten perusteella murtorajatilamitoituksessa...56 4.6.3.3 Vetokestävyys pohjatutkimustulosten perusteella murtorajatilamitoituksessa...58 4.6.4 Paaluperustusten pystysuuntaiset siirtymät (Tuetun rakenteen käyttökelpoisuus)...59 4.7 Poikittaissuunnassa kuormitetut paalut...60 4.7.1 Yleistä...60 4.7.2 Poikittainen kuormituskestävyys paalujen koekuormitusten perusteella 61 4.7.3 Poikittainen kuormituskestävyys pohjatutkimustulosten ja paalun lujuusparametrien perusteella...61 4.7.4 Poikittainen siirtymä...65 4.8 Paalujen rakenteellinen mitoitus...67 4.8.1 Esivalmisteisten paalurakenteiden mitoituksessa huomioitavat olosuhteet ja rasitukset...67 4.8.2 Lyönninkestävyys...72 4.8.3 Aksiaalisesti kuormitetun paalun nurjahduskestävyys...72 4.8.4 Käytön aikaiset paalumateriaalien ja rakenteiden pysyvyyteen vaikuttavat olosuhteet...77 4.8.4.1 Teräspaalujen korroosio...78 4.8.4.2 Betonipaalun turmeltuminen...80 4.8.4.3 Laastin ja betonin suojausvaikutus...80
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 4 1 Yleistä 1.1 Ohjeen soveltaminen (soveltamisala) Tässä ohjeessa esitetään maata syrjäyttävien ja kaivettavien paalujen suunnittelun (Osa 1 Suunnittelun perusteet) ja tekemisen (Osa 2 Paalutusohje) yleiset periaatteet. Nämä ohjeet on tarkoitettu pääsääntöisesti uudisrakentamiseen. Ohjeet voidaan käyttää soveltuvin osin myös korjausrakentamiseen huomioiden hankekohtaiset erityispiirteet. Ohjetta sovelletaan yksittäisille paaluille ja paaluryhmille. 1.2 Paalutyypit Eurooppalaisten toteutusstandardien mukaan paalut on jaettu kahteen pääryhmään: maata syrjäyttäviin paaluihin (SFS-EN 12699) ja kaivettaviin paaluihin (SFS-EN 1536). Pienpaaluille on oma toteutusstandardi (SFS-EN 14199), mutta toimintatavaltaan pienpaalu voi esiintyä molemmissa ryhmissä asennustavasta riippuen. Pienpaalustandardi käsittelee porattavia pienpaaluja, joiden varren läpimitta on korkeintaan 300 mm ja maahan tungettavia paaluja, joiden varren läpimitta on korkeintaan 150 mm. Luvuissa 1.2.1 ja 1.2.2 on lueteltu yleisesti Suomessa käytettyjä paalutyyppejä, paalukokoja ja paalumateriaaleja. Ohje soveltuu kuitenkin myös muun tyyppisille ja kokoisille paaluille. 1.2.1 Maata syrjäyttävät paalut Maata syrjäyttävät paalut ovat rakenteita, jotka siirtävät voimia maahan ja jotka voivat sisältää kuormaa siirtäviä elementtejä, jotka suoraan tai epäsuorasti siirtävät kuormia tai rajoittavat muodonmuutoksia. Niiden varren ja kärjen vastusta voidaan parantaa injektoinnilla. Maata syrjäyttävät paalut asennetaan maahan kaivamatta tai poistamatta maasta materiaalia, lukuun ottamatta maanpinnan nousun tai tärinän rajoittamista, vaikeasti läpäistäviä esteitä tai tunkeutumisen helpottamista. Paalut asennetaan maahan lyömällä, täryttämällä, puristamalla tai näiden yhdistelminä. Tämän ohjeen käsittelemän maata syrjäyttävän paalun materiaali voi olla terästä valurautaa betonia, laastia puuta valmistettu yhdistämällä em. materiaaleja. Tämä ohje käsittelee säännöllisenmuotoisia maata syrjäyttäviä paaluja, jotka ovat esivalmistettuja tai paikalla valettuja tai jotka on valmistettu näitä kahta menetelmää yhdistämällä. Tässä ohjeessa ei esitetä paalun varren tai kärjen laajentumaa, hoikkuutta, pituutta tai kaltevuutta koskevia rajoituksia, lukuun ottamatta niiden tavanomaisen käytön asettamia vaatimuksia. 1.2.2 Kaivettavat paalut Kaivettava paalu asennetaan suojaputken avulla tai ilman sitä kaivamalla tai poraamalla maahan paalukaivanto, joka täytetään raudoitetulla tai raudoittamattomalla betonilla.
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 5 Maata syrjäyttämättömät paalut ovat rakenteellisia osia, jotka siirtävät voimia maahan ja jotka voivat sisältää kuormaa siirtäviä elementtejä, jotka suoraan tai epäsuorasti siirtävät kuormia tai rajoittavat muodonmuutoksia. Maata syrjäyttävät paalut tehdään maahan kaivamalla tai poraamalla tai lyömällä (avoimet putkiprofiilit). Tämän ohjeen käsittelemän maata syrjäyttämättömän paalun materiaali voi olla raudoitetusta betonista raudoitetusta betonista, jossa on käytetty erityisraudoituksia kuten teräsputkia, -profiileja tai kuituja teräksestä Tämä ohje käsittelee paaluja, jotka voidaan kaivaa maahan jatkuvalla tai epäjatkuvalla menetelmällä, ja joiden kaivannon seinien tukemiseen käytetään vaadittaessa tukimenetelmiä. Ohje käsittelee ainoastaan sellaisia rakentamismenetelmiä, jotka sallivat suunnitellun poikkileikkauksen tekemisen. 1.3 Termit ja määritelmät alkusitoutuminen betonin sekoituksen jälkeinen vaihe, jolloin betoni muuttuu nestemäisestä kiinteäksi betonipaaluelementti täysin esivalmistettu raudoitettu tai esijännitetty betonipaalu, joka on valettu yksimittaisena tai useana toisiinsa liitettynä pituutena ja joka tavallisesti on asennettu lyömällä CFA-paalu kaivettava paalu, joka tehdään pitkällä auger-ruuvilla. Ruuvin onton varren läpi pumpataan betonia tai injektointiseosta samalla kun auger vedetään ylös dokumentointi paalutustyön ja siihen liittyvien näkökohtien pysyvä kirjaaminen dynaaminen kuormituskoe kuormituskoe, jossa paalun päähän kohdistetaan dynaaminen voima paalun kantokyvyn arvioimiseksi esivalmistettu (maata syrjäyttävä) paalu paalu tai paaluelementti, joka on valmistettu joko yhtenä kappaleena tai osina ennen asentamista geotekninen murtokestävyys empiirisellä laskentamenetelmällä tai koekuormituksessa mitatun paalun kuormittaman maan kestävyyden ääriarvo murtotilassa geoteknisen puristuskestävyyden mitoitusarvo Osavarmuuslukumenetelmän arvo, joka saadaan jakamalla geoteknisen puristuskestävyyden ominaisarvo paalutyypistä riippuvalla osavarmuusluvulla. Jos kestävyyden ominaisarvo on määritetty maaparametrien (kairausvastus tai kitkakulma ja koheesio) avulla, osavarmuuslukua korjataan riittävän varmuuden saavuttamiseksi mallikertoimella, jonka arvo esitetään EC 7-1:n kansallisessa liitteessä. geoteknisen puristuskestävyyden ominaisarvo osavarmuuslukumenetelmän arvo, joka saadaan jakamalla laskentamenetelmällä saatu tai koekuormituksessa mitattu geotekninen puristuskestävyys murtorajatilassa korrelaatiokertoimella. Korrelaatiokertoimen suuruus riippuu tehtyjen koekuormitusten tai empiiristen (kokemusperäisten) laskentojen perustana olevien maaprofiilien lukumäärästä, koe-/ laskentatulosten hajonnasta sekä
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 6 kestävyyden määritysmenetelmästä. Puristus-/vetokestävyyden ominaisarvo voidaan määrittää myös suoraan maaparametrien avulla (ilman korrelaatiokertoimia), jolloin osavarmuuslukua korjataan mallikertoimella (vrt. geoteknisen puristuskestävyyden mitoitusarvo). geotekninen puristuskestävyys murtorajatilassa osavarmuuslukumenetelmän arvo, jolla tarkoitetaan empiirisellä laskentamenetelmällä saatua tai koekuormituksessa mitattua paalun kuormittaman maan kestävyyden ääriarvoa murtorajatilassa. hajavirta maaperään johtunut tasavirta, joka saattaa aiheuttaa paalujen korroosiota impedanssi (dynaaminen jäykkyys) Paalutuksen simuloinneissa ja iskuaaltomittauksissa käytetty termi, joka riippuu paalun (järkäleen liikkuvan osan tai männän) poikkileikkauspinta-alasta, tiheydestä ja kimmomoduulista ts. Z=A(E) 1/2. injektointi nestemäisen sementtiseoksen (esim. injektointilaastin, laastin, juotosbetonin) ruiskuttaminen maan tai rakenteen sisään injektointiaine nestemäinen seos, jossa on kovettuvaa ainetta (tavallisesti sementtiä), hienoa kiviainesta ja vettä, joka kovettuu yleensä sen jälkeen, kun se on valettu injektoitu paalu esivalmistettu paalu, jossa on laajennettu paalukenkä niin, että osalle sen ympärystä tai sen ympäri muodostuu tila, joka paalun tunkemisen aikana täytetään injektointiseoksella, laastilla tai juotosbetonilla jatkamaton paalu paalu, jossa ei ole jatkoksia jatkettu paalu paalu, jossa on jatkoksia jatkoskappale Irrallinen tai kiinteästi paalun osaan kiinnitetty liitoselin. jatkos Jatkoskappaleen muodostama liitos. juotoslaasti hyvin hienojakoisia runkoaineita (< 8 mm) sisältävä betoni jälki-injektoitu paalu paalu, jonka varsi ja/tai pohja injektoidaan asentamisen jälkeen paaluun kiinnitettyä tai paaluun kuuluvaa putkea pitkin jälkilyönti järkäleellä lyötävä lisäiskusarja, jolla esivalmistetun paalun lyöntivastus voidaan varmistaa järkäle paalutuskoneen työkalu, jota käytetään paalun asentamiseen lyömällä (iskevä tai putoava massa) kaivettava paalu paalu, joka on tehty suojaputken avulla tai ilman sitä kaivamalla tai poraamalla maahan paalukaivanto ja täyttämällä se raudoitetulla tai raudoittamattomalla betonilla kaivinpaalun pohja
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 7 kovassa maassa (tavallisesti kalliossa) oleva paalun alapää kaivu (1) kallion tai täytön kaivamista, nostamista ja poistamista kaivannon tekemiseksi. (2) Kaivettavaa paalua varten tehty paalukaivanto. katkaisutaso ennalta määrätty taso, johon paalun yläpää katkaistaan tai johon paalun yläpää on nostettu, kun huonolaatuinen betoni on poistettu ja korvattu ennen paalun liittämistä päällä olevaan rakenteeseen. katodinen suojaus teräspaalujen korroosiosuojausmenetelmä, joka voi olla joko uhrautuva anodi tai ulkoinen jännitelähde kitkapaalu paalu, joka siirtää kuormat maahan pääasiassa paalun vaippapinnan ja viereisen maan välisen kitkan ja adheesion välityksellä koepaalu ennen varsinaista paalutustyötä tai työn osaa tehtävä paalu, jonka tarkoituksena on varmistaa valitun paalutyypin soveltuvuus ja/tai varmentaa sen suunnittelu, mitat ja kestävyys Koheesiopaalu Paalu, joka siirtää kuorman maakerroksiin vaippapinnalla vaikuttavan adheesion välityksellä. kokeilupaalu tehty paalu, jonka avulla arvioidaan paalutusmenetelmän käyttökelpoisuutta ja soveltuvuutta tiettyyn kohteeseen koekuormituspaalu paalu, jota kuormittamalla määritetään paalun kantokyky sekä painuman riippuvuus kuormituksesta ympäröivässä maakerroksessa kuormaa siirtävä elementti teräksestä tai muusta materiaalista valmistettu elementti, joka pystyy siirtämään kuormaa rakenteesta maahan laajennettu pohja paalun pohja, joka on muovattu poikkileikkaukseltaan suuremmaksi kuin paalun varsi. Kaivettaviin paaluihin se tehdään tavallisesti kaivannon kalvamis- tai avarrusvälineiden avulla maahan tungettava paalu paalu, joka on lyöty maahan järkäleellä, täryttämällä tai staattisen paineen avulla, jolloin syrjäytyy maata (maanpinnan tai paalun) nousu maan tai paalun nouseminen ylöspäin maata syrjäyttävä paalu paalu, joka asennetaan maahan kaivamatta tai poistamatta maata lukuun ottamatta maanpinnan nousun tai tärinän rajoittamista, vaikeasti läpäistävien esteiden poistamista tai tunkeutumisen helpottamista muotosuhde paalun tai osapaalun pituuden suhde paalun varren pienimpään poikkileikkausmittaan negatiivinen vaipanhankaus
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 8 kitkan ja/tai adheesion aiheuttama voima, jolla ympäröivä maa tai täyttö siirtävät kuormia alaspäin paalulle, kun maa tai täyttö painuu enemmän suhteessa paalun varteen. osapaalu jatketun paalun yksittäinen elementti osapaalun pituus yksittäisen elementin pituus, joka muodostaa osan paalun pituudesta paalu hoikka maassa oleva rakenneosa, joka siirtää kuormia. paaluhattu Paalun päähän katkaisun jälkeen sijoitettava osa, joka liittää paalun perustukseen ja siirtää kuormat perustukselta paalulle paalukenkä työputken tai paalun kärkeen kiinnitetty kenkä tai kappale, joka muodostaa paalun kärjen. paalun alaosa / alapää paalun alempi osa. paalun jatkos menetelmä, jolla kuormaa siirtävät elementit liitetään yhteen joko hitsaamalla tai mekaanisten liitosten avulla paalujatkos liitoselimet, joilla jatketun paalun osapaalut liitetään rakenteellisesti toisiinsa paalun katkaisu (1) pilaantuneen tai huonolaatuisen betonin poistamista paalun yläpäästä. (2) Ylimääräisen betonin poistamista suunnitellun katkaisutason yläpuolelta. paalun kärki paalun alapää paalun kärjen taso paalun alin taso. paalun pohja / alapinta paalun alapään pinta paalun pää / yläpää paalun yläpää. paalun tunkeminen maahan toimenpide, jolla pienpaalu saadaan maahan vaadittuun syvyyteen, esim. lyönti, tärytys, puristaminen, ruuvaaminen tai näiden tai muiden menetelmien yhdistelmä paalun vaakasuuntaisen sijainnin poikkeama toteutetun ja suunnitellun paalun akselin vaakasuuntainen etäisyys suunnitellulla katkaisutasolla paalun varsi paalun pään (yläpään) ja kärjen (alapään) välissä oleva paalun osa. paalun yläosa paalun ylempi osa paikalla valettava kaivettava paalu
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 9 paalu, joka on valettu joko maahan kaivettuun kaivantoon tai maahan tungettuun suojaputkeen. paikalla valettu (maata syrjäyttävä) paalu paalu, joka tehdään tunkemalla maahan toisesta päästä suljettu betoniputki tai pysyvä tai väliaikainen suojaputki ja täyttämällä näin muodostunut reikä raudoitetulla tai raudoittamattomalla betonilla paikalla valettu tungettava paalu paalu, joka on tehty tunkemalla maahan päästä suljettu, maahan jäävä tai väliaikainen suojaputki ja täyttämällä näin muodostunut reikä raudoittamattomalla tai raudoitetulla betonilla perustuspaalu rakenteen perustuksen paalu pienpaalu läpimitaltaan pieni paalu (porattavilla paaluilla varren läpimitta alle 300 mm ja maahan tungettavilla paaluilla varren läpimitta tai varren enimmäispoikkileikkaus korkeintaan 150 mm) poraus menetelmä, jolla maa-aines tai kallio poistetaan jaksottaisessa tai jatkuvassa prosessissa portaattainen kuormituskoe staattinen kuormituskoe, jossa koekuormituspaalun kuormaa lisätään vaiheittain niin, että jokaista kuormitusporrasta pidetään vakiona tietty aika tai niin kauan, että paalun liike on käytännössä lakannut tai se on saavuttanut asetetun rajan (ML-koe) puristettu paalu paalu, joka ottaa vastaan puristuskuormia sivukuorma Maan vaakasuuntaisen siirtymän seurauksena maasta paaluun kohdistuva kuorma. staattinen kuormituskoe kuormituskoe jossa paalun päähän kohdistetaan pysty- ja/tai vaakasuuntainen voima sen geoteknisen kestävyyden analysoimista varten tilaajan tekninen edustaja edustaa tilaajaa ja tuntee täysin kaikki pienpaalujen käyttöön liittyvien töiden näkökohdat ja on pienpaaluteknologian asiantuntija tukematon kaivettava paalu kaivettava paalu, joka on valmistettu riittävän stabiiliin maahan, joka ei vaadi paalukaivannon seinien tukemista. tukipaalu paalu, joka siirtää kuormia maahan pääasiassa sen kärkeen kohdistuvan puristuksen välityksellä työskentelytaso taso, jolla paalutuskone toimii tärytin paalutuskoneen työkalu, jota käytetään paalun, työputken tai suojaputken asentamiseen tai ylösnostoon tärinän avulla täyttö injektointi johon ei käytetä muuta painetta kuin injektointinesteen korkeudesta aiheutuvaa. Tätä kutsutaan toisinaan nimellä painovoimainjektointi tai valuinjektointi vaikeasti läpäistävä este
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 10 luonnollinen (tai tehty) kova kerros, lohkareet tai vastaava maa, jonka kaivu vaatii erityistyökaluja tai -menetelmiä vaippavastus kitkan ja/tai adheesion aiheuttama paalun pinnan vastus vakionopeudella tehtävä paalun kuormituskoe staattinen kuormituskoe, jossa paalu puristetaan maahan vakionopeudella ja voima mitataan (CRP-koe) valvonta aktiivisesti tehtävä paalutustyön valvonta ja johtaminen valutaso betonivalun päättämistaso, joka on katkaisutason yläpuolella. Tasojen välinen marginaali riippuu paalutusmenetelmästä. varren läpimitta paalun yläosan ja kärjen välissä olevan paalun osan halkaisija: suojaputkella varustetut paalut: yhtä suuri kuin suojaputken / työputken ulkopuolinen läpimitta ilman suojaputkea valmistetut paalut: yhtä suuri kuin poraustyökalun enimmäisläpimitta tai tunkemistyökalun enimmäispoikkileikkaus, esivalmistetut paalut: yhtä suuri kuin ulkopuolinen läpimitta tai poikkileikkaus vedetty paalu paalu, joka on suunniteltu ottamaan vastaan vetokuormia vinopaalu paalu, joka on asennettu vaakatasoon nähden kaltevaksi yhdistelmäpaalu, komposiittipaalu paalu, joka on tehty liittämällä yhteen kahden tai useamman tyyppisiä tai kokoisia paaluja. Osien väliset liitokset on suunniteltu siirtämään kuormaa ja estämään osien irtaantuminen toisistaan paalun rakentamisen aikana ja sen jälkeen. ylijäämätavara esivalmistettu osa, joka alun perin on valmistettu muita tarkoituksia varten mutta joka on hyväksytty käytettäväksi paaluna, esim. öljyn kuljetukseen tarkoitettu teräsputki 1.4 Käytetyt merkinnät Latinalaiset kirjaimet A b paalun pohjan ala A s;i paalun vaipan pinta-ala kerroksessa i C jousto c u maan suljettu leikkauslujuus c u;d suljetun leikkauslujuuden mitoitusarvo d halkaisija d eff paalun tehokas halkaisija nurjahdusmitoituksessa D syvyys E kimmomoduli E d avoimen tilan kimmomoduuli E s koheesiomaan vaakasuuntainen kimmomoduuli E u suljetun tilan kimmomoduuli EA paalun aksiaalijäykkyys
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 11 EI paalun taivutusjäykkyys f ck betonin puristuskestävyyden ominaisarvo f yk teräksen puristuskestävyyden ominaisarvo F c;d paaluun tai paaluryhmään kohdistuvan aksiaalisen puristuskuorman mitoitusarvo F d kuorman mitoitusarvo F k kuorman ominaisarvo F t;d vetopaaluun tai vetopaaluryhmään kohdistuvan aksiaalisen vetokuorman mitoitusarvo F tr;d paaluun tai paaluperustukseen kohdistuvan poikittaisen kuorman mitoitusarvo G stb;d vakauttavien pysyvien pystysuorien kuormien mitoitusarvo nosteelle mitoitettaessa h pudotuskorkeus i red redusoitu pintahitaussäde I pintahitausmomentti k 1 järkäletyypistä riippuva kerroin, alustavassa arvioinnissa k 2 iskutyynyn tehokkuus k 3 maaperäkerroin k s maan alustaluku K s tan a Vaippavastuskerroin K p passiivinen maanpainekerroin L Pituus L cr nurjahduspituus m moduuliluku M s maan kokoonpuristuvuusmoduuli M s:b paalun kärjen alapuolella olevan maan kokoonpuristuvuusmoduuli N q paalun kärjen kantavuuskerroin N u paalun poikkileikkauksen puristuskestävyys murtorajatilassa n h vaakasuuntainen alustalukukerroin karkearakeisessa maassa P cr suoran paalun nurjahdusmurtokestävyys P d;s taipuneen paalun nurjahdusmurtokestävyys maan murtuessa P d;p taipuneen paalun nurjahdusmurtokestävyys paalun murtuessa P neg negatiivisesta vaippahankauksesta aiheutuva lisäkuorma q b kärkivastus q pb tulppaantuneen paalun kärkivastus q s vaippavastus Q dst;d kaatavien muuttuvien pystysuorien kuormien mitoitusarvo nosteelle mitoitettaessa q b;k kärkikestävyyden ominaisarvo q s;i;k vaippakitkan ominaisarvo kerroksessa i R b;cal paalun kärkikestävyys laskettuna pohjatutkimustuloksista murtorajatilassa R b;d paalun kärkikestävyyden mitoitusarvo R b;k paalun kärkikestävyyden ominaisarvo R c;cal R c :n laskettu arvo R c;d R c :n mitoitusarvo R c;k R c :n ominaisarvo R c;m R c :n mitattu arvo yhden tai usean paalun koekuormituksessa R d kestävyyden mitoitusarvo R s;d paalun vaippakestävyyden mitoitusarvo R s;cal vaippakitka laskettuna maaparametrien koetuloksista (murtorajatilassa) R s;k paalun vaippakestävyyden ominaisarvo yksittäisen paalun vetokestävyys (murtorajatilassa) R t
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 12 R t;d paalun tai paaluryhmän vetokestävyyden mitoitusarvo, tai ankkurin rakenteellisen vetokestävyyden mitoitusarvo R t;k paalun tai paaluryhmän vetokestävyyden ominaisarvo R t;m yksittäisen paalun mitattu vetokestävyys yhden tai usean paalun koekuormituksessa R tr paalun kestävyys poikittaisille kuormille (murtorajatilassa) R tr;d poikittaisessa suunnassa kuormitetun paalun kestävyyden mitoitusarvo s painuma s 0 paalun kokonaispainuma s b paalun kärjen alapuolisen maan tai kallion kimmoinen kokoonpuristuma s p paalun varren kimmoinen kokoonpuristuma T d kokonaisleikkauskestävyyden mitoitusarvo, joka kehittyy sen maablokin ympärillä mihin vetopaaluryhmä on asennettu tai maan kanssa kontaktissa olevassa rakenteen osassa V dst;d rakenteeseen kohdistuvan kaatavan pystysuoran kuorman mitoitusarvo järkäleen liikkuvan osan paino W h Kreikkalaiset kirjaimet adheesiokerroin jännityseksponentti 0 paalun alkutaipuma f paalun fiktiivinen alkutaipuma g paalun geometrinen alkutaipuma jännitys v tehokas pystysuora jännitys v:b tehokas pystysuora jännitys paalun kärjen tasolla v:;i tehokas pystysuora jännitys paalun vaipalla maakerroksessa i cyl kallion yksiaksiaalinen puristuslujuus s betonin tai juotoslaastin ja kallion välinen vaippavastus tilavuuspaino ' a b c cu G;dst G;stb s Q;dst s;t t tehokas tilavuuspaino ankkurointien osavarmuusluku paalun kärkikestävyyden osavarmuusluku tehokkaan koheesion osavarmuusluku suljetun leikkauslujuuden osavarmuusluku pysyvän kaatavan kuorman osavarmuusluku pysyvän vakauttavan kuorman osavarmuusluku paalun vaippakestävyyden osavarmuusluku hydraulisen murtuman aiheuttavan kaatavan kuorman osavarmuusluku paalun vetokestävyyden osavarmuusluku paalun kokonaiskestävyyden osavarmuuskuku leikkauskestävyyskulman kitkakulman osavarmuuskuku (tällä luvulla jaetaan tan ) 1 ; 2 korrelaatiokertoimet paalujen staattisten koekuormitusten tulosten arvioimiseen 3 ; 4 korrelaatiokertoimet paalun kestävyyden johtamiseksi pohjatutkimustuloksista, ilman paalun koekuormituksia 5 ; 6 korrelaatiokertoimet paalun kestävyyden johtamiseksi dynaamisista koekuormituksista t tulpaantumiskerroin leikkauskestävyyskulma ( kitkakulma ) tehokkaiden jännitysten perusteella
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 13 2 Suunnittelujärjestelmä ja toteutuksen ohjeistus 2.1 Kansalliset määräykset ja eurooppalaiset standardit, ohjeiden hierarkia Tämä ohje pohjautuu Suomen rakentamismääräyskokoelman (RakMK) määräyksiin ja eurokoodeihin ja niiden ympäristöministeriön vahvistamiin kansallisiin liitteisiin. Eurokoodien ja rakentamismääräyskokoelman määräykset ovat velvoittavia. Eurokoodi -järjestelmää ei saa käyttää yhdessä muiden määräysten, normien tai ohjeiden kanssa, ellei tätä ole erikseen sallittu. Muiden suunnitteluohjeiden käyttö on sallittu, kunhan ne eivät ole ristiriidassa eurokoodien kanssa. Tällaisia tilanteita voi tulla vastaan esimerkiksi tapauksissa, joissa suunniteltava kohde on sellainen, ettei sitä koskevaa ohjeistusta suoranaisesti ole eurokoodissa. Lisäksi paalutustyössä, laadunvalvonnassa ja eräissä suunnitteluasioissa on noudatettava eurooppalaisia toteutus- tuote ja materiaalistandardeja. Kun eurooppalainen standardi on vahvistettu vain englanninkielellä, pätee ristiriitatapauksissa englanninkielinen teksti. Paalutuksessa annettuihin ohjetason julkaisuihin nähden ristiriita-tapauksissa pätevät eurooppalaiset standardit. 2.2 Eri hallinnonalojen määräykset ja ohjeet Eri hallinnonalojen viranomaisilla voi olla kansallinen liite, joka voi täydentää ympäristöministeriön kansallista liitettä tai poiketa siitä. 2.3 Geotekninen luokka Geoteknisten suunnitteluvaatimusten määrittämiseen voidaan käyttää kolmea geoteknistä luokkaa 1, 2 ja 3. Geotekniseen luokkaan 1 kuuluvat rakenteet: joissa perusvaatimusten täyttyminen voidaan varmistaa kokemuksen ja kvalitatiivisten geoteknisten tutkimusten avulla joista ei aiheudu merkittävää riskiä Geoteknisen luokan (GL1) rakennuspaikka on tyypillesti kallio- tai moreenialueella tai karkearakeisten maalajien alueella. Mikäli kooltaan ja rakenteiltaan tavanomaisen pientalon perustaminen voidaan tehdä riskittömästi paaluilla perustamalla, voidaan pääsääntöisesti yksikerroksiset paaluille perustetut pientalot tulkita kuuluvan geotekniseen luokkaan 1. Geotekniseen luokkaan 2 kuuluvat rakenteet: joissa vaaditaan tavallisesti kvantitatiivisia geoteknisiä lähtötietoja ja analyysejä, jotta voidaan varmistua siitä, että suunnittelun perusvaatimukset täyttyvät. joihin ei liity tavanomaisesta poikkeavia riskejä tai epätavallisia tai erikoisen vaikeita pohjatai kuormitusolosuhteita
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 14 Paalutuskohde kuuluu geotekniseen luokkaan 2 (GL2) perustettaessa paaluilla rakennuksia, joissa on pysyvään asumiseen tai työskentelyyn tarkoitettuja tiloja tai perustettaessa vaativia rakenteita. Yksikerroksiset, paaluille perustetut pientalot kuuluvat kuitenkin geotekniseen luokkaan 1, mikäli sekä rakenne että pohjasuhteista johtuvat riskit, kuten painumat ja stabiliteetti, voidaan tavanomaisella paalutuksella yksiselitteisesti eliminoida. Geotekniseen luokkaan 3 (GL3) kuuluvat rakenteet tai rakenteen osat, jotka eivät kuulu geoteknisiin luokkiin 1 ja 2. Geotekniseen luokkaan 3 kuuluvat: erittäin suuret tai epätavalliset rakenteet rakenteet, joihin liittyy normaalista poikkeavia riskejä tai joissa on epätavallisen tai poikkeuksellisen vaikeita pohja- tai kuormitusolosuhteita rakenteet alueilla, missä todennäköisesti riittämätön vakavuus tai jatkuva maapohjan liikkuminen edellyttävät erillisiä tutkimuksia tai erityistoimenpiteitä Erittäin vaativia pohjarakennuskohteita (GL3) voivat olla mm. seuraavat tapaukset. Kulloinkin sovellettavan geoteknisen luokan harkitsee vastaava pohjarakennussuunnittelija. Geotekninen luokka voidaan valita kuvan 2.1 kaavion mukaisesti. rakennus perustetaan eloperäisen maaperän varaan rakennuksessa on pohjavedenpinnan tai naapurirakennusten perustusten alapuolelle ulottuvia tiloja rakenteisiin kohdistuu dynaamisia tai muuten poikkeuksellisia kuormia tai niille asetetaan erityisiä vaatimuksia rakenteisiin käytetään uusia suunnittelumenetelmiä tai materiaaleja taikka käytetään muita kuin tavanomaisia pohjarakennus -menetelmiä rakenteet perustetaan tätä tarkoitusta varten suunnittelemattomalle täytteelle tai täytteelle, jota ei ole tiivistetty kerroksittain rakennuksen perustuksia vahvistetaan tai korjataan tai rakennus suunnitellaan rakennuspaikalle, jonka maaperä sisältää pilaantuneita maa-aineksia tai jossa on maaperän sortuman vaara paalutusalueella on häiriintymisherkkiä maakerroksia paalutustyö tehdään vesialueella paalujen tukeutumiskerroksena on paksu lohkareinen moreeni paalutusalueella on syviä (> 3 m) kaivantoja paalutusalueella on suuria työnaikaisia kuormia paalutusalueen vakavuus on huono paaluun tai paaluryhmään kohdistuu pysyvä veto- tai vaakakuorma käytetään yksittäisten paalujen perustuksia
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 15 Onko rakenne pieni ja suhteellisen yksinkertainen? ei Onko rakenne erittäin suuri ja epätavallinen? kyllä kyllä ei Tunnetaanko pohjatutkimukset vertailukelpoisen paikallisen kokemuksen kautta ja ovatko ne riittävän helpot, jotta tavanomaisia menetelmiä voidaan käyttää perustusten suunnittelussa ja rakentamisessa? kyllä Jos kaivu ulottuu vedenpinnan alapuolelle, osoittavatko vertailukelpoiset paikalliset kokemukset sen yksinkertaiseksi toteuttaa? kyllä Onko kokonaisvakavuuden tai maapohjan liikkeiden suhteen merkityksetön? kyllä Geotekninen luokka 1 GL1 Kuva 2.1. Geoteknisen luokan valintaperusteet 2.4 Suunnittelijan pätevyys Suunnittelijan pätevyyden toteamisessa menetellään, kuten Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa A2 on säädetty. 2.5 Materiaalien ja tuotteiden vaatimukset ei ei ei Liittyykö siihen normaalista poikkeavia riskejä? ei Ovatko pohjasuhteet epätavallisia ja poikkeuksellisen vaikeita? ei Ovatko kuormitusolosuhteet epätavallisia ja poikkeuksellisen vaikeita? ei Ovatko rakenteet alueilla, missä on todennäköisesti riittämätön vakavuus tai maapohja liikkuu jatkuvasti? ei Geotekninen luokka 2 GL2 Kaikkien paalujen tekemiseen käytettävien materiaalien ja tuotteiden ominaisuudet osoitetaan ensisijaisesti CE-merkinnällä, jolloin tarkistetaan, että ilmoitetut ominaisuudet täyttävät käyttökohteen mukaiset kansalliset vaatimukset. Mikäli tuotteen ominaisuuksia ei ole osoitettu CE-merkinnällä, asiakirjoissa vaaditut tuotteen ominaisuudet voidaan osoittaa luotettavasti ao. ministeriön hyväksymän tarkastuselimen myöntämällä varmennustodistuksella. Varmennustodistus myönnetään alkutarkastuksen ja valmistuksen laadunvalvonnan jatkuvan varmentamisen perusteella (tarkastettu valmistus). kyllä kyllä kyllä kyllä Geotekninen luokka 3 GL3
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 16 Paalujen valmistuksen tulee olla tarkastettua ja valmistajalla tulee olla ao. ministeriön hyväksymän toimielimen varmentama tehtaan sisäinen laadunhallintajärjestelmä tai tuotteiden tulee olla CE - merkittyjä. Vaatimus tarkastetusta valmistuksesta koskee myös paalujen kuormia siirtäviä varusteita. Rakennustuotteita koskevien yhdenmukaistettujen teknisten materiaali- ja laatuvaatimusten ja rakennuskohteita koskevien teknisten sääntöjen on tarpeen olla keskenään ristiriidattomia. Lisäksi kaikissa rakennustuotteiden CE-merkintään liittyvissä tiedoissa, joissa viitataan Eurocodestandardeihin, tulee selvästi mainita, mitä kansallisia parametreja on otettu huomioon. Paalun on kestettävä riittävällä varmuudella sille tulevat kuormitukset sekä käsittelyn, kuljetuksen ja asennuksen aiheuttamat rasitukset ja paalujen ominaisuuksien on vastattava suunnitelmia. Mittatoleranssien tulee olla ko. eurooppalaisten standardien mukaisia. Kuormia siirtävät varusteet, kuten jatkokset, kärkiosat ja paaluhatut suunnitellaan Eurokoodisuunnittelujärjestelmän määräykset ja ohjeet sekä tässä ohjeessa esitetyt seikat huomioon ottaen. Materiaalien alkuperä tulee dokumentoida. Valmistajan tuotannonsuunnittelu ja laadunohjaus on oltava dokumentoitua. Paalut suunnitellaan, valmistetaan ja asennetaan siten, että asennettujen paalujen tavoiteltu käyttöikä on vähintään sama kuin niiden varaan rakennettujen rakenteiden käyttöikä. Tavoite käyttöikä merkitään suunnitelmiin. Uudelleen käyttöön otettavien, kuormia siirtävien teräsosien dimensioiden ja materiaaliominaisuuksien on vastattava suunniteltuja arvoja. Niissä ei saa olla vaurioita tai vahingollisia aineita, jotka voivat vaikuttaa lujuuteen tai säilyvyyteen. Ennen niiden käyttöä on materiaalin toimittajan osoitettava standardin SFS-EN 10219-1 edellyttämä vaatimustaso erikseen vähintään samassa laajuudessa. Esivalmistetuilla teräsbetonipaaluilla betonin valmistuksessa sovelletaan standardin SFS-EN 12794 ja sen viitestandardeja kuten SFS-EN 13369 ja SFS-EN 206-1. 2.6 Eurokoodiin perustuva suunnittelujärjestelmä Eurokoodi-suunnittelujärjestelmä perustuu sekä paalun rakenteen että geoteknisen mitoituksen osalta osavarmuuslukumenetelmään. Järjestelmän periaatteet on kuvattu standardissa SFS-EN 1990 Eurokoodi - Rakenteiden suunnitteluperusteet. Eri eurokoodiin viittaus sisältää myös viittauksen ympäristöministeriön tai liikenne- ja viestintäministeriön vahvistamaan kansalliseen liitteeseen, vaikka asiaa ei erikseen mainittaisikaan. Paalujen rakenteen mitoitus tehdään paalumateriaalin mukaisesti standardien SFS-EN 1992 (betonirakenteet), SFS-EN 1993 (teräsrakenteet), SFS-EN 1994 (liittorakenteet) ja SFS-EN 1995 (puurakenteet) mukaisesti. Paaluille aiheutuvat kuormitukset, kuormitusyhdistelyt ja kuormien osavarmuusluvut määritetään standardien SFS-EN 1990 ja SFS-EN 1991 mukaisesti. Paalujen geotekninen mitoitus tehdään standardin SFS-EN 1997-1 vaatimusten mukaisesti. Standardi perustuu osavarmuuslukumenetelmään, jossa mitoitus tehdään sekä murto- että käyttörajatilat huomioon ottaen.
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 17 2.7 Ohje- ja standardiluettelo Seuraavassa on lueteltu tämän ohjeen soveltamisalaan kuuluvat Suomen rakentamismääräyskokoelman (RakMK) osat: A1 Rakentamisen valvonta ja tekninen tarkastus Määräykset ja ohjeet 2006 A2 Rakennuksen suunnittelijat ja suunnitelmat Määräykset ja ohjeet 2009 Seuraavassa kohdassa on lueteltu suunnittelua koskevat eurokoodit: SFS-EN 1990 Eurokoodi Rakenteiden suunnitteluperusteet SFS-EN 1991-1-1 Eurokoodi 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1-1: Yleiset kuormat. Tilavuuspainot, oma paino ja rakennusten hyötykuormat SFS-EN 1991-1-3 Eurokoodi 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1-3: Yleiset kuormat. Lumikuormat SFS-EN 1991-1-4 Eurokoodi 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1-4: Yleiset kuormat. Tuulikuormat SFS-EN 1991-1-5 Eurokoodi 1: Rakenteiden kuormat. Osa 1-5: Yleiset kuormat. Lämpötilakuormat SFS-EN1991-2: Eurocode 1: Actions on structures. Part 2: Traffic loads on bridges SFS-EN1992-1-1: Eurokoodi 2: Betonirakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt SFS-EN 1993-1-1 Eurokoodi 3: Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt SFS-EN 1993-1-8 Eurokoodi 3: Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-8: Liitosten suunnittelu SFS-EN 1993-1-9 Eurokoodi 3: Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-9: Väsyminen SFS-EN 1993-5 Eurokoodi 3: Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 5: Paalut SFS-EN1994-1-1: Eurokoodi 4: Betoni-teräs liittorakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt SFS-EN 1995-1-1 Eurokoodi 5: Puurakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt SFS-EN1997-1: Eurokoodi 7: Geotekninen suunnittelu. Osa 1: Yleiset säännöt SFS-EN1997-2: Eurokoodi 7: Geotekninen suunnittelu. Osa 2: Pohjatutkimus ja koestus Tässä kohdassa on lueteltu Suomessa julkaistut eurooppalaiset (SFS-EN) standardit, joita noudatetaan paaluja suunniteltaessa ja tehtäessä. Standardeista noudatetaan kulloinkin voimassa olevaa laitosta. SFS-EN 791: Porauslaitteet. Turvallisuus SFS-EN 996: Paalutuskoneet. Turvallisuusvaatimukset SFS-EN 1536: Pohjarakennustyöt. Kaivettavat paalut SFS-EN 1538en: Pohjarakennustyöt. Kaivantoseinät SFS-EN 5867:
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 18 Teräsrakenteiden toteuttaminen. Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt sekä lujia teräksiä koskevat lisäsäännöt SFS-EN 12063: Pohjarakennustyöt. Tukiseinät SFS-EN 12699: Pohjarakennustyöt. Maata syrjäyttävät paalut SFS-EN 12794: Betonivalmisosat. Perustuspaalut SFS-EN 14199: Pohjarakennustyöt. Pienpaalut Paalujen valmistamiseen käytettävien materiaalien ja työtapoja koskevia standardeja ei ole lueteltu tässä. Materiaaleja koskevat määräykset on esitetty kohdassa 2.4. 3 Pohjatutkimukset 3.1 Yleiset vaatimukset Maastotutkimuksen yleisiä vaatimuksia koskevat standardit SFS-EN 1997-1 ja SFS-EN 1997-2 sekä huomioon otettavat kansalliset asiakirjat (niin kauan, kun käytettävissä ei ole vastaavia eurooppalaisia standardeja). Geoteknisten tutkimusten tulee tuottaa riittävästi tietoja, jotka koskevat pohja- ja pohjavesiolosuhteita rakennuspaikalla ja sen ympäristössä ja joita tarvitaan oleellisten maapohjan ominaisuuksien asianmukaiseen kuvaamiseen ja mitoituslaskelmissa käytettävien maaparametrien ominaisarvojen luotettavaan arviointiin. Pohjatutkimus on ulotettava niin syvälle ja laajalle alueelle, että tunnistetaan kaikki maapohjan muodostumat ja kerrostumat, joilla voi olla vaikutusta paalutustyöhön, ja että tunnetaan maan lujuus- ja muodonmuutosominaisuudet. Käytettäessä tukipaaluja pohjatutkimuksen tulee osoittaa, ettei välittömästi perustamistasona toimivan maakerroksen alla ei ole pehmeää maakerrosta, joka saattaisi johtaa lävistysmurtumaan tai painumaan, joka ei ole hyväksyttävissä. Pohjatutkimusten laajuutta määritettäessä otetaan huomioon kokemus vastaavasta perustustyöstä samanlaisissa olosuhteissa ja/tai työmaan läheisyydessä. Rakennushankkeen vastaava pohjarakennesuunnittelija huolehtii pohjatutkimusten ohjelmoinnista, johon sisältyy käytettävien tutkimusmenetelmien valinta sekä tutkimuspisteiden määrän ja sijainnin suunnittelu. Pohjarakennesuunnittelija seuraa pohjatutkimuksen edistymistä ja sen tuloksia sekä tarvittaessa täydentää tutkimusohjelmaa. Jos pohjatutkimus ei ole riittävä, sitä täydennetään ennen rakennustöiden aloittamista. 3.2 Perustuskohtaiset erityispiirteet 3.2.1 Geotekniset luokat Geoteknisten tutkimusten sisältö ja määrä tulee sovittaa tiettyyn tutkimusvaiheeseen ja geotekniseen luokkaan. Jos tutkimusten luonne ja laajuus liittyvät rakenteen geotekniseen luokkaan, niin pohjaolosuhteet, jotka voivat vaikuttaa geoteknisen luokan valintaan, selvitetään tutkimuksissa niin aikaisin kuin mahdollista. Tutkimuksiin kuuluvat visuaaliset rakennuspaikan tarkastukset, jotta mitoitusoletukset voidaan varmistaa rakentamisen aikana.
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 19 3.2.1.1 Helpot kohteet (GL1) Jos rakennuspaikalta on käytettävissä kaavoituksen tai muissa yhteyksissä tehtyjen pohjatutkimusten tuloksia tai muita tietoja laajuudeltaan ja laadultaan riittävinä siten, että niiden perusteella pohjarakenteiden suunnittelu ja pohjarakentaminen voidaan toteuttaa luotettavasti ja turvallisesti, pohjatutkimusta ei tarvitse tehdä rakennushankkeen yhteydessä helpoissa (GL1) ja vaativissa (GL2) pohjarakennuskohteissa. (Geoteknisen luokan valinta ks. Luku 2.3). Helpoissa (GL1) pohjarakennuskohteissa selvitykseksi voi riittää perustelluista syistä ennakolta tehty asiantuntijan suorittama maastokatselmus, jonka perusteella tehdyt päätelmät rakennuspaikan pohjasuhteista aina esitetään kirjallisesti ja liitetään rakennuskohteen muuhun suunnitelmaraporttiin. Tavanomaisesti maastokatselmus varmistetaan vähintään paino- tai porakonekairauksella perustettavan rakennuksen jokaisen nurkan tai yksittäisen rakenteen kohdalta. Suositeltavin kairausmenetelmä on heijarikairaus, jonka avulla voidaan paalujen pituudet määrittää luotettavammin kuin painokairauksella. Puristinheijarikairaus on rinnastettavissa heijarikairaukseen lyöntivaiheen osalta. Jos rakennuspaikalta on käytettävissä kaavoituksen tai muissa yhteyksissä tehtyjen pohjatutkimusten tuloksia tai muita tietoja laajuudeltaan ja laadultaan riittävinä siten, että niiden perusteella pohjarakenteiden suunnittelu ja pohjarakentaminen voidaan toteuttaa luotettavasti ja turvallisesti, ei erillisiä pohjatutkimuksia tarvitse tehdä rakennushankkeeseen. Helpoissa kohteissa voidaan lyöntipaalun dokumentoitua asentamista tietyin edellytyksin pitää heijarikairausta vastaavana pohjatutkimusmenetelmänä. Paalujen geotekninen murtokestävyys määritetään tällöin yleensä paalutuskaavaan perustuvan loppulyöntiehdon perusteella. Vastaavasti voidaan porapaalun dokumentoitua asentamista tietyin edellytyksin pitää porakonekairausta vastaavana pohjatutkimusmenetelmänä. Paalujen geotekninen kestävyys varmistetaan tällöin poraamalla paalu riittävän syvälle, yleensä 0,5 1,0 m ehjään kallioon, ja/tai lyömällä poravasaralla loppulyönnit paalun yläpäähän. Geoteknisen luokan 1 menetelmiä voidaan käyttää vain, kun riski kokonaisvakavuuden tai maapohjan liikkeiden suhteen on merkityksetön, tai pohjaolosuhteissa, jotka ovat vastaavista kohteista saadun vertailukelpoisen kokemuksen perusteella riittävän yksinkertaisia. Näissä tapauksissa rutiinimenetelmiä voidaan käyttää perustusten suunnitteluun ja rakentamiseen. Geoteknisen luokan 1 menetelmät ovat riittäviä ainoastaan silloin, kun kaivu ei ulotu vedenpinnan alapuolelle tai jos paikalliset vertailukelpoiset kokemukset osoittavat, että ehdotettu vedenpinnan alapuolelle ulottuva kaivanto on yksinkertainen toteuttaa. 3.2.1.2 Vaativat kohteet (GL2) Vaativissa (GL 2) pohjarakennuskohteissa tehdään riittävän yksityiskohtaiset ja laajat pohjatutkimukset, että niiden perusteella pohjarakenteiden suunnittelu ja pohjarakentaminen voidaan toteuttaa luotettavasti ja turvallisesti.
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 20 Pohjatutkimukset on ulotettava niin laajalle alueelle, että maapohjan geotekniset ominaisuudet saadaan selvitettyä paalutuksen koko vaikutusalueella vaatimustason mukaisesti. Pohjatutkimukset ulotetaan niin syvälle, että kaikki maapohjassa olevat kerrostumat, joilla voi olla vaikutusta rakenteisiin, paalujen asentamiseen ja geotekniseen kestävyyteen tai maapohjan muodonmuutosominaisuuksiin, saadaan selvitettyä. Geoteknisen luokan 2 suunnittelussa kenttä- ja laboratoriokokeissa sekä suunnittelussa ja toteutuksessa voidaan käyttää rutiinimenetelmiä. Vastaavan pohjarakennesuunnittelijan on tarkistettava, että pohjatutkimuspisteitä on riittävästi ja että pohjatutkimus on tehty rakennuskohteen vaativuuden huomioon ottaen sopivalla pohjatutkimusmenetelmällä. Paalutuksen suunnittelua varten käytetään pohjatutkimusmenetelminä vaativissa kohteissa painokairauksen lisäksi esimerkiksi heijari-, puristin-, puristinheijari- ja porakonekairausta. Tavanomaisesti suositellaan käytettäväksi vähintään kahta eri kairausmenetelmää. Suunniteltaessa lyöntipaaluja voidaan heijarikairaus korvata painokairauksella, jos varmistutaan, että paalut ulottuvat tiiviiseen karkearakeiseen maa- tai moreenikerrokseen, jonka alapuolella ei ole pehmeitä maakerroksia. Tutkimuspisteet sijoitetaan vähintään perustettavan rakennuksen tai rakenteen jokaiseen nurkkaan ja pohjasuhteiden vaihtelun jyrkkyydestä riippuen 5 15 m välein. Kairaukset pyritään ulottamaan vähintään 1 2 m paalujen oletetun tavoitetason alapuolelle. Porakonekairaukset ulotetaan vähintään 3 m kallioon ja 2 m paalun kärjen tavoitetason alapuolelle. Suunniteltaessa injektoituja paaluja löyhiin kitkamaakerroksiin, voidaan paalujen vaippavastusta arvioida yleensä luotettavammin puristin- ja painokairauksen kuin heijarikairauksen perusteella. Kallioon tukeutuvien porapaalujen suunnittelua varten tehdään vähintään porakonekairauksia. Maakerrosten porattavuuden arvioimiseksi voi olla tarpeellista tehdä myös heijarikairauksia. Jos paino- tai heijarikairauksia ei tehdä, suositellaan otettavaksi häiriintyneet näytteet yhdestä pisteestä neljää kairauspistettä kohti maakerrosrajojen määrittämiseksi. Paalun nurjahduskestävyyden laskennassa tarvittavan hienorakeisen maakerroksen suljetun leikkauslujuuden määrittämiseksi tehdään pehmeissä eloperäisissä ja hienorakeisissa maakerroksissa yleensä siipikairauksia. Suositeltavaa on lisäksi ottaa maanäytteet, joista määritetään kokoonpuristuvuus- ja/tai lujuusominaisuudet ödometri- ja/tai kolmiaksiaalikokeella Jos painokairausten perusteella voidaan luotettavasti varmistua siitä, että paalun nurjahduskestävyys ei ole mitoittava, ei siipikairausta kuitenkaan tarvitse tehdä. Jos esimerkiksi painokairausvastus on kierron puolella, voidaan suljetun leikkauslujuuden riittävällä varmuudella otaksua olevan vähintään 10 kpa. Paineellisen pohjaveden esiintyminen arvioidaan ja tarvittaessa mitataan.
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 21 3.2.1.3 Erittäin vaativat kohteet (GL3) Erittäin vaativille kohteille noudatetaan vähintään kohdassa 3.2.1.2 esitettyjä vaatimuksia. On mahdollista, että SFS-EN 1997-1 määritelty tutkimusten laajuus ei ole riittävä täyttämään mitoitusvaatimuksia erittäin suurille tai epätavallisille rakenteille sekä rakenteille, joihin liittyy epätavallisia riskejä tai epätavallisen tai poikkeuksellisen vaikeita pohja- tai kuormitusolosuhteita. Erittäin vaativissa kohteissa pohjatutkimus tehdään jokaisen perustuksen kohdalta sekä suurten perustusten esimerkiksi siltojen paaluanturoiden jokaiselta nurkalta. Kallion päällä olevien maakerrosten ominaisuudet selvitetään. Maalajit ja niiden kerrosrajat määritetään ottamalla riittävästi maanäytteitä. Erityistä tarkkuutta vaaditaan suunniteltaessa lyöntipaaluja, kun kallion pinnalla ei ole riittävän sivuvastuksen muodostavaa kerrosta, joka estäisi paalun kärjen luistamisen. Tällaisia tapauksia ovat esimerkiksi, kun: hienorakeiset maakerrokset ulottuvat kaltevaan kallionpintaan asti kaltevan kalliopinnan päällä on löyhä karkearakeinen maatai moreenikerros kaltevan kalliopinnan päällä oleva tiivis karkearakeinen maatai moreenikerros on niin ohut, että paalujen alapään sivuttaissuuntainen tuki ei ole riittävä Käytettäessä paalun kestävyyttä sivukuormituksessa hyväksi esimerkiksi vaakakuormitetuissa tai taivutusrasitetuissa paaluissa selvitetään erityisesti paalun yläosaa tukevien maakerrosten lujuus- ja muodonmuutosominaisuudet. 3.2.2 Suositeltavat kairausmenetelmät eri geoteknisissä luokissa Taulukkoon 3.1 on koottu suositeltavat kairausmenetelmät eri geoteknisissä luokissa paalun asennustavan mukaan. Kairausmenetelmien valintaan ja kairausten laajuuteen vaikuttavat myös paalun toimintatapa (koheesio-, kitka vai tukipaalu), paalun kärjen tukeutumistaso, paalutyyppi, mahdollinen paalun jälki-injektointi ja pohjasuhteiden vaihtelut. Taulukko 3.1. Suositeltavat kairausmenetelmät eri geoteknisissä luokissa. GL1 GL2 GL 3 Lyöntipaalut DP, WST DP, WST, B DP, WST, B Puristuspaalut DP, WST DP, WST, CPT/CPTU DP, WST, B, CPT/CPTU Porapaalut B DP, WST, B DP, WST, B Kaivinpaalut WST, B DP, WST, B DP, WST, B Taulukossa käytetyt lyhenteet SFS-EN 1997-2 mukaisesti, porakonekairausta ei esitetty SFS-EN1997-2. Painokairaus WST Heijarikairaus DP Porakonekairaus B Puristinkairaus CPT/CPTU (CPTU on puristinkairaus huokosvedenpaineen mittauksella) Lisäksi paalun nurjahduskestävyyden laskennassa tarvittavan hienorakeisen maakerroksen suljetun leikkauslujuuden määrittämiseksi tehdään pehmeissä eloperäisissä ja hienorakeisissa maakerroksissa yleensä siipikairauksia (FVT).
Paalutusohje 2010, Osa 1 Lausuntoversio 26.11.2009 22 3.2.3 Perustusten vahvistuskohteet Vaativissa (GL2) ja erittäin vaativissa (GL3) korjausrakentamiskohteissa tehdään riittävän yksityiskohtainen kuntotutkimus, jolla selvitetään kantavien rakenteiden toiminta ja perustusten kestävyys perustusten suunnitellun käyttöiän aikana. Muutostöiden aikaiset väliaikaiset kuormitustilanteet otetaan huomioon. Kuntotutkimuksen osana selvitetään perustusten ja maanvastaisten rakenteiden kosteus- ja lämpötekninen toimivuus sekä tarvittaessa radonriskit, rakennuspaikan pilaantuneet maakerrokset ja rakentamisessa käytetyt muut terveydelle ja ympäristölle vaaralliset aineet sekä ympäröivien toimintojen aiheuttama tärinätaso. Syyt perustusten vaurioitumiseen selvitetään. Perustusten vahvistuskohteissa olemassa olevien pohjarakenteiden ja pohjasuhteiden selvittäminen aloitetaan arkistotietojen inventoinnilla, joita rakennuksesta tai ympäristöstä on saatavilla. Perustamistapa voidaan selvittää myös koekuoppatutkimuksella tai koetinkairauksella. Koekuoppatutkimuksissa todetaan perustamistavan lisäksi perustusten kunto. Koekuopat kaivetaan sisätiloissa yleensä lapiotyönä ja rakennuksen ulkopuolella kaivinkoneella. Havainnot dokumentoidaan valokuvien ja piirrosten avulla. Erikseen kirjattavia asioita voivat olla esimerkiksi perustusten mitat ja korkeustasot, perustusten kunto, alapohjan rakenne ja kunto, anturan alla oleva mahdollinen tyhjätila, veden virtaus koekuoppaan, havainnot vanhoista paaluista, niiden koosta ja keskinäisestä sijainnista jne. Koekuoppatutkimusten yhteydessä tehtävien näytteenottojen tavoitteena on selvittää perustusrakenteiden jäljellä oleva käyttöikä. Esimerkiksi puupaalujen lahoisuus, maaperän aggressiivisuus, betonin lujuus kuormansiirtorakenteiden suunnittelua varten, PAH-aineiden (esimerkiksi kreosootti) mahdollinen olemassaolo jne. selvitetään tarvittaessa. Ennen maastotutkimuksiin ryhtymistä on kohteessa suositeltavaa suorittaa kuitenkin maastokatselmus, jonka perusteella laaditaan varsinainen pohjatutkimussuunnitelma. Perustusten vahvistuskohteiden tutkimuksissa käytettävät kairausmenetelmät ja laboratoriotutkimukset ovat pääasiassa samoja kuin uudisrakentamisessakin. Erityistä huomiota on kuitenkin kiinnitettävä siihen, että kairauspisteiden kohdilta selvitetään kaapeleiden ja johtojen sijainti. Pohjaveden painetaso määritetään olemassa olevista havaintoputkista tai asentamalla uusia havaintoputkia rakennuksen sisä- ja/tai ulkopuolelle. Paalutustyön suunnittelua varten selvitetään tärinäherkät rakenteet ja laitteet. Selvitysalueen laajuudeksi otaksutaan yleensä 30 50 m tärinälähteestä. Tärinäherkät laitteet luetteloidaan, selvitetään sallitut tärinärajat ja tutkitaan mahdollisuus tärinävaimentaa laitteet sekä mahdollinen työaikoja koskeva rajoitus. Paalutustyön aikana suoritetaan tärinän tarkkailua mittauksin ja muutetaan valittuja työmenetelmiä tarpeen mukaan. Paalutyypin ja paalutustyön suunnittelua varten selvitetään myös käytettävissä olevien tilojen mitat.