Paalutusohje 2010, Osa 2 1 PAALUTUSOHJE 2010 Osa 2
Paalutusohje 2010, Osa 2 2 1 Soveltamisala paalutyypeittäin... 5 1.1 Yleistä... 5 1.2 Maata syrjäyttävät paalut... 5 1.3 Maata syrjäyttämättömät paalut... 5 2 Termit ja määritelmät... 6 2.1.1 Yleismääritelmiä... 6 2.1.2 Lyöntipaaluihin liittyviä määritelmiä... 8 2.1.3 Kaivinpaaluin ja porapaaluihin liittyviä määritelmiä... 10 2.1.4 Puristuspaaluihin liittyviä määritelmiä... 12 2.1.5 Injektoituihin paaluihin liittyviä määritelmiä... 12 3 Materiaalit ja varusteet... 13 3.1 Yleiset vaatimukset... 13 3.2 Rakenneteräs... 14 3.2.1 Teräsputket... 14 3.2.2 Pyörötangot... 14 3.2.3 Kierrepintaiset tangot... 14 3.3 Pallografiittirauta... 15 3.4 Betoni... 15 3.4.1 Esivalmistetut paalut... 15 3.4.2 Paikallavalettavat paalut... 15 3.4.3 Betonin, juotoslaastien ja injektointiaineiden ainesosat... 16 3.4.3.1 Sementti ja sementtiä korvaavat seosaineet... 16 3.4.3.2 Kiviaines... 17 3.4.3.3 Vesi... 17 3.4.3.4 Lisäaineet... 17 3.5 Betoniteräs... 17 3.6 Puu... 18 3.7 Varusteet... 19 3.7.1 Yleistä... 19 3.7.2 Esivalmistettujen teräsbetonipaalujen jatkaminen... 19 3.7.3 Teräspaalujen jatkaminen... 20 3.7.4 Paalun kärjen suojaaminen ja kärjen kiinnitys kallioon... 22 3.7.4.1 Maakärjet... 22 3.7.4.2 Kalliokärjet... 23 3.7.4.3 Porapaalujen kärkiosat... 25 4 Paalutuksen suunnittelu... 25 4.1 Yleistä, alustavan suunnitelman täydentäminen... 25 4.2 Työtä varten tarvittava aineisto... 26 4.3 Paalujen sijoitus... 28 4.3.1 Katkaisutaso... 28 4.3.1.1 Liitokset päällä olevaan rakenteeseen... 28 4.3.2 Keskiöetäisyydet... 28 4.3.3 Paaluanturan reunan etäisyys paaluista... 29 4.3.4 Paalujen etäisyydet muista rakenteista... 30 4.3.5 Paalujen kaltevuudet... 30 4.4 Sallitut sijaintipoikkeamat... 30 4.5 Asennuksen suunnittelu... 32 4.5.1 Yleistä... 32 4.5.2 Esivalmistettujen paalujen lyönnin suunnittelu... 33 4.5.2.1 Esivalmistetut betonipaalut... 33 4.5.2.2 Teräspaalut... 33 4.5.2.3 Puupaalut... 33 4.5.3 Kaivin- ja porapaalujen asennuksen suunnittelu... 34 4.5.4 Asennusjärjestys... 34
Paalutusohje 2010, Osa 2 3 4.5.5 Asentamisen apukeinojen tarve... 34 4.6 Paalujen raudoittaminen... 35 4.6.1 Yleistä... 35 4.6.1.1 Pitkittäisraudoitus... 35 4.6.1.2 Poikittainen raudoitus... 36 4.7 Paalujen suojaus... 36 4.8 Paalutuksen vaikutus jo asennettuihin paaluihin, muihin pohjarakenteisiin ja lähiympäristöön... 37 4.8.1 Ympäristön asettamat vaatimukset... 37 4.8.2 Maan syrjäytyminen... 37 4.8.3 Maan häiriintyminen, huokospaineen nousu ja paineellinen pohjavesi. 38 4.8.4 Maan tiivistyminen tai löyhtyminen... 39 4.8.5 Maan nousu... 39 4.8.6 Tärinä ja melu... 39 4.8.6.1 Tärinän ohjearvot ja mittaus... 40 4.8.6.2 Melutaso... 43 4.9 Erikoistapaukset... 43 4.9.1 Paalujen pohjan laajennus... 43 4.9.2 Yhdistelmäpaalut... 44 4.9.3 Paaluista muodostuva seinä... 44 5 Paalutustyö... 44 5.1 Työsuunnitelma... 44 5.2 Paaluttajalle asetettavat vaatimukset... 46 5.2.1 Yleiset vaatimukset... 46 5.2.2 Paalutustyönjohtaja... 46 5.2.3 Paalutuskoneen käyttäjä... 47 5.3 Työmaa-alueen valmistelu... 47 5.4 Paalutustyön suoritus maata syrjäyttävät paalut... 47 5.4.1 Yleistä... 47 5.4.2 Paalutuskalusto... 48 5.4.2.1 Yleisvaatimukset... 48 5.4.2.2 Lyöntipaalutuskalustot... 49 5.4.2.3 Puristuspaalujen asennuskalustot... 51 5.4.2.4 Injektoitujen paalujen asennuskalustot... 52 5.4.3 Paalujen varastointi ja käsittely työmaalla... 53 5.4.4 Paalujen asennus... 53 5.4.4.1 Teräsbetoniset lyöntipaalut... 53 5.4.4.2 Teräksiset lyöntipaalut... 54 5.4.4.3 Lyötävät puupaalut... 56 5.4.4.4 Puristuspaalut... 56 5.4.4.5 Injektoidut lyöntipaalut... 57 5.4.4.6 Väliaikaisen suojaputken avulla tehtävä paalu... 58 5.5 Paalutustyön suoritus maata syrjäyttämättömät paalut... 58 5.5.1 Yleistä kaivinpaalut... 58 5.5.2 Porapaalutus... 60 5.5.3 Kaivettavat paalut... 65 5.5.3.1 Yleistä... 65 5.5.3.2 Paalukaivantojen tukeminen suojaputkien avulla... 65 5.5.3.3 Kaivu pitkillä auger-ruuveilla... 66 5.5.3.4 Tukemattomat kaivannot... 67 5.5.3.5 Paalun kärjen luistamisen estäminen kaltevalla kallion pinnalla... 68 5.5.4 Kaivinpaaluseinät... 69 5.6 Raudoitus... 69 5.6.1 Raudoituskehikkojen kokoaminen... 69 5.6.2 Liitokset... 70
Paalutusohje 2010, Osa 2 4 5.6.3 Ohjaimet ja keskistäjät... 71 5.6.4 Asennus... 71 5.7 Hitsaus... 72 5.8 Betonointi maahaan jäävään paaluputkeen... 75 5.9 Betonointi työputken sisään... 76 5.9.1 Yleistä... 76 5.9.2 Betonointi kuivissa olosuhteissa... 78 5.9.3 Vedenalainen betonointi... 78 5.9.4 Suojaputkien vetäminen ylös... 79 5.9.5 Maahan jäävät suojaputket tai vaippaputket... 80 5.9.6 CFA-paalujen betonointi... 80 5.9.7 Vedenalaisen betonin valuputken tai työputken nouseminen... 81 5.9.8 Paikalla valettavien paalujen ulkopuolinen injektointi... 82 6 Laadunvalvonta, seuranta- ja mittaustarkkailu ja testaus... 82 6.1 Valvonta... 82 6.1.1 Yleistä... 82 6.1.2 Materiaalien laadunvalvonta... 83 6.1.3 Paalutustyön johtaminen ja valvonta... 84 6.2 Seuranta- ja mittaustarkkailu asentamisen ja tekemisen aikana... 86 6.2.1 Maata syrjäyttävät paalut... 86 6.2.1.1 Paalujen painuman mittaus asennuksen aikana... 87 6.2.1.2 Lyöntipaalun jouston mittaus... 87 6.2.1.3 Teräsputkipaalujen suoruuden mittaus... 88 6.2.1.4 Paalutuksen sijainnin ja korkeustason mittaukset... 88 6.2.2 Kaivettavat paalut... 89 6.2.3 Porapaalut... 90 6.3 Testaus... 90 6.3.1 Koekuormitukset... 90 6.3.1.1 Staattinen koekuormitus... 91 6.3.1.2 Dynaamiset koekuormitukset... 93 7 Paalutustyön dokumentointi... 95 7.1 Rakennustyön tarkastusasiakirja... 95 7.2 Paalutuspöytäkirja... 95 7.2.1 Yleistä... 95 7.2.2 Yleinen osa... 96 7.2.3 Paalutustyötä koskevat erityistiedot... 97 7.3 Muut dokumentit... 100 7.4 Paalutuksen toteutumapiirustus... 100 8 Erityisvaatimukset... 101 8.1 Yleistä... 101 8.2 Turvallisuus... 101 8.3 Melun ja tärinän torjunta... 101 8.4 Ympäristöhaitat (saastuminen)... 102 8.5 Vaikutukset ympäröiviin rakenteisiin ja luiskiin... 102 8.6 Päästöt ja vaaralliset aineet... 103 Liite 1: Rakenneterästen toleranssivaatimukset... 104 Liite 2: Esivalmistettujen teräsbetonipaalujen toleranssivaatimukset... 106 Liite 3: Esimerkkejä paalutuspöytäkirjoista ja paalutustyön yhteenvedosta... 108 Liite 4: Lopppulyöntiohjeen laskeminen iskuaaltoanalyysillä tukipaaluille... 109
Paalutusohje 2010, Osa 2 5 1 Soveltamisala paalutyypeittäin 1.1 Yleistä Tässä ohjeessa käsitellään maata syrjäyttävien ja maata syrjäyttämättömien paalujen tekemistä koskevat yleiset periaatteet. Ohjetta sovelletaan yksittäisille paaluille ja paaluryhmille ja paaluista valmistetuille tukiseinille. Ohjetta voidaan käyttää soveltuvin osin myös kaivantoseinien suunnittelussa. Tämä ohje ei koske pilareita, jotka tehdään käyttämällä maapohjan vahvistusmenetetemiä, kuten paikalla sekoitettuja, suihkuinjektoimalla, tiivistysinjektoimalla tai täryhuuhtelun avulla valmistettuja pilareita tai kivipilareita. 1.2 Maata syrjäyttävät paalut Maata syrjäyttävien paalujen tekemisessä noudatetaan standardeja SFS-EN 14119 (paalun läpimitta alle 150 mm) ja SFS-EN 12699 (läpimitta suurempi 150 mm) soveltuvin osin. Suomessa yleisimmin käytettäviä maata syrjäyttäviä paalutyyppejä ovat: teräsbetoniset lyöntipaalut, yleisesti 250x250 mm 2, 300x300 mm 2 ja 350x350 mm 2 lyötävät tai puristettavat pienpaalut, halkaisija 30 mm d 300 mm, paalumateriaali tavallisesti terästä tai pallografiittirautaa lyötävät suuriläpimittaiset teräsputkipaalut, halkaisija d 300 mm puupaalut halkaisija d 150 mm Paalut ja niiden materiaalit ja dimensiot voivat olla myös edellisistä poikkeavia, kunhan ne voidaan mitoittaa käytettävissä olevien eurokoodien mukaisesti. 1.3 Maata syrjäyttämättömät paalut Maata syrjäyttämättömien paalujen tekemisessä noudatetaan standardeja SFS-EN 14119 (porapaalut, joiden läpimitta alle 300 mm) ja SFS-EN 1536 soveltuvin osin (varren halkaisija yli 300 mm). Suomessa yleisimmin käytettäviä kaivettavia paalutyyppejä ovat: kaivinpaalut porattavat pienpaalut, halkaisija 30 mm d 300 mm porattavat suuriläpimittaiset teräsputkipaalut, halkaisija d 300 mm avoimet lyötävät teräsputkipaalut CFA-paalut
Paalutusohje 2010, Osa 2 6 2 Termit ja määritelmät Paalutusohjeen osassa 1 on esitetty paalutukseen liittyviä yleisiä termejä, joita ei ole tässä lueteltu uudestaan. Tässä esitetyt termit liittyvät erityisesti paalutustyön toteutukseen. 2.1.1 Yleismääritelmiä ehjyyskoe tehdylle paalulle suoritettava testi, jolla todennetaan materiaalien ja paalun geometrian ehjyys esilävistys valmisteleva kaivutapahtuma lähinnä pintakerrosten läpäisemiseksi tai vaikeasti läpäistävien esteiden poistamiseksi esiporaus poraaminen vaikeasti läpäistävien esteiden tai sellaisten materiaalien läpi, jotka ovat liian tiiviitä suunnitellulla paalutyypillä ja asennuskalustolla läpäistäviksi esirei'itys (kevennyskairaus) maa-aineksen poistaminen sydännäytteen ottajalla (esim. vähentämään maanpinnan nousun vaikutusta paalua tungettaessa) jatkosmuhvi ulkopuolinen laite, jolla raudoituksen tai kuormaa siirtävän elementin muodostavat teräkset tai putket liitetään yhteen keskistäjä laite, jolla raudoitus sijoitetaan porareiän tai suojaputken keskelle low strain-ehjyyskoe ehjyystesti, jossa iskuaallot kulkevat paalun betonissa lähettimen ja vastaanottimen välillä. Vastaanottimen aaltojen ominaisuuksia mitataan ja arvioidaan niiden avulla paalun varren jatkuvuutta ja poikkileikkauksen muutoksia ohjain laite, jolla varmistetaan vaadittu injektointiaine-, juotoslaasti- tai betonipeite tai etäisyys raudoituselementtien välillä paalun pohjan injektointi injektointiseoksen injektoiminen paineellisena asennetun paalun pohjan alle paalun kuormituskestävyyden parantamiseksi. Sitä varten asennetaan injektointiputkia tai tehdään varaus paalun pohjaan. 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 varren injektointi
Paalutusohje 2010, Osa 2 7 injektointiseoksen injektoiminen paalun betonin alkukovettumisen jälkeen vaippavastuksen parantamiseksi käyttämällä yhdessä paalun raudoituksen kanssa asennettavia injektointiputkia. pirstoutuminen puukuitujen irtoaminen puupaalun yläosasta tai kärjestä raudoituskehikko pitkittäisteräksistä koostuva paalujen raudoitus. Ne on aseteltu niin, että ne muodostavat lieriön tai suorakulmaisen särmiön, jonka ympärille sidotaan ja kiinnitetään poikittaistangot, kierrehaat tai kierteet. rengaskruunu suojaputken pohjassa oleva osa, joka tavallisesti on vahvistettu ja jossa on hampaita maahan tunkeutumisen helpottamiseksi. ripustustangot teräslaitteita, jotka estävät paalun yläosan raudoituskehikkoa putoamasta kaivannon pohjalle. sisäpuolinen jatkos sisäpuolinen laite, jolla raudoituksen tai kuormaa siirtävän elementin muodostavat putket liitetään yhteen tarkastus passiivisesti tehtävä paalutuksen teknisen laadun tarkkailu tunkemisen apukeino menetelmä, jolla autetaan paalua tunkeutumaan maahan, esim. vesihuuhtelu, esiporaus, ennakolta räjäytys, esitunkeminen tunkemisen lopetuskriteerit ehdot, jotka paalun täytyy täyttää tunkemisen loppuvaiheessa työputki teräsputki, jota käytetään syrjäyttämään maata, kun tehdään paikalla valettua maata syrjäyttävää paalua. Työputki vedetään pois injektoinnin tai betonoinnin aikana. ultraäänimittaus ääniaaltojen etenemiseen perustuva paalun betonin ehjyystesti, joka suoritetaan paalun varteen poratuista rei istä tai betoniin asennetuista putkista vaippaputki tavallisesti ohuesta teräslevystä tehty putki, joka muodostaa osan paalun varresta. Sitä käytetään esimerkiksi suojaamaan paalun vartta pehmeässä tai aggressiivisessa maassa tai vähentämään negatiivista vaipanhankausta vanne paalun sen yläpään tai alapään vahvistamiseksi tai suojaamiseksi kiinnitetty osa vedenalaisen betonin valuputki, tremieputki vesitiiviillä liitoksilla varustettu valuputki vedenalaiseen betonin valuun. Valun aikana putken alapään tulee olla betonimassan sisällä. vesihuuhtelu
Paalutusohje 2010, Osa 2 8 paineellisen veden käyttäminen paalun tunkemisen helpottajana siten, että osa maaaineksesta syrjäytetään hydraulisesti ylijäämätavara esivalmistettu osa, joka alun perin on valmistettu muita tarkoituksia varten mutta joka on hyväksytty käytettäväksi paaluna, esim. öljyn kuljetukseen tarkoitettu teräsputki 2.1.2 Lyöntipaaluihin liittyviä määritelmiä apupaalu paalun asennuksen aikana käytetty tilapäinen paalun jatke, joka mahdollistaa paalun yläosan tunkemisen maan- tai veden pinnan tason alapuolelle tai alemmaksi kuin paalun asennuslaitteisto ylettää irtoamatta paalujohteista hydraulijärkäle lyöntilaite, jossa järkäleen liikkuva osa nostetaan hydraulisesti ja pudotus on vapaa pois lukien öljyn virtauksen aiheuttama vastus. Laitteet voivat olla myös kiihdytettyjä. Hydraulijärkäleen liikkuvan osan massa pienpaaluja asennettaessa on yleensä 250 5000 kg. Iskuluvut laitteilla vaihtelevat yleensä välillä 30 150 iskua/min. hydraulivasara kevyt, hydraulisesti toimiva lyöntilaite, jonka liikkuvan osan tai männän massa pienpaaluja asennettaessa on yleensä 10 200 kg. Lyöntilaitteen liikkuva osa iskee teräosaa, joka puolestaan iskee paalua. Iskuluvut laitteilla vaihtelevat yleensä välillä 300 2000 iskua/min. Hydraulivasaroita käytetään yleensä kiven rikotukseen. iskuaalto lyöntilaitteen iskun paaluun aiheuttama pitkittäinen aaltoliike, joka etenee paalussa sen materiaalin ominaisuuksista riippuvalla nopeudella. iskuluku Järkäleen tai vasaran lyöntien lukumäärä minuutissa. iskun nopeus järkäleen liikkuvan osan tai iskumännän nopeus sen kohdatessa iskutyynyn, iskukappaleen tai teräosan. iskusarja paalua lyödään tavallisesti yhtäjaksoisesti useilla peräkkäisillä iskuilla, jotka muodostava iskusarjan. Iskusarja käsittää yleensä 10 lyöntiä tai nopeaiskuisilla lyöntilaitteilla 30 s tai 60 s ajanjakson lyönnit. iskusuoja kehyksen ja esivalmistetun betonipaalun väliin sijoitettava kappale, joka tavallisesti on pehmeää puuta iskutyyny yleensä pudotus- ja hydraulijärkäleen sekä paalun pään väliin asetettava kappale, joka suojaa paalun päätä ja jakaa iskuvoiman tasaisesti paalun päähän. Iskutyyny koostuu jousto-osasta ja kehyksestä. jousto lyöntilaitteen iskun aiheuttama maan ja paalun kimmoinen (palautuva) painuma eli paalun suurimman painuman ja pysyvän painuman erotus.
Paalutusohje 2010, Osa 2 9 jousto-osa laite tai kappale, joka sijoitetaan järkäleen ja kehyksen väliin suojaamaan järkälettä ja paalun yläpäätä suoran iskun aiheuttamilta vaurioilta. Jousto-osan materiaalin tulee olla riittävän jäykkää, niin että jousto-osa siirtää järkäleen energian tehokkaasti paaluun kalliokärki rakenne, jonka tarkoituksena on kallioon luotettavasti ja keskeisesti tukeutumalla estää paalun kärjen liukuminen sivusuunnassa ja keskistää paalun kärkivastus. kehys tavallisesti teräksestä valmistettu kappale, joka sijoitetaan järkäleen pohjan ja paalun tai lyöntiputken väliin jakamaan järkäleen isku tasaisesti paalun yläpäähän. Ks. liitteen A kuva A.6 liikkuva osa liikkuvalla osalla tarkoitetaan sitä lyöntilaitteen osaa, jonka liike-energiaa käytetään paalun upotukseen. loppulyönnit paalun lyönnin viimeiset iskusarjat, joiden painuma-arvojen perusteella tukipaalun asennustyö lopetetaan. lyöntipaalu lyöntipaalu on maata syrjäyttävä paalu, joka asennetaan maahan lyömällä sitä jollakin iskevällä laitteella kuten järkäleellä. paalujohde teräksinen rakenne, jota käytetään asennustyökalun ja/tai paalujen ohjaamiseen paineilmavasara paineilmalla toimiva kevyt lyöntilaite, jonka liikkuvan männän massa vaihtelee yleensä välillä 10 400 kg. Iskuluvut laitteilla vaihtelevat yleensä välillä 200 500 iskua/min. pudotusjärkäle lyöntilaite, jossa liikkuva osa nostetaan mekaanisesti yleensä vaijerilla. Pudotus ei yleensä ole yhtä tehokas kuin hydraulijärkäleillä. Pudotusjärkäleen liikkuvan osan massa pienpaaluja asennettaessa on yleensä 250 5000 kg. Iskuluvut laitteilla vaihtelevat yleensä välillä 30 60 iskua/min. pysyvä painuma iskusarjasta mitattu paalun keskimääräinen tunkeutuminen maahan yhtä iskua kohden tarkistusjälkilyönti yksittäinen järkäleen isku esivalmistettuun paaluun. Paaluun siirtyvän energian määrää tarkkaillaan ja paalun jännitystä/kiihtyvyyttä ja/tai paalun pysyvää painumaa mitataan paalun geoteknisen kestävyyden arvioimiseksi tärytin laite, jossa pareittain vastakkaisiin suuntiin pyörivien epäkeskisten massojen avulla paaluun aikaansaadaan sinimuotoinen liike, jonka seurauksena paalua ympäröivä maa häiriintyy ja paalu tunkeutuu maahan oman ja täryttimen painon seurauksena. Aaltoliikkeen taajuus on yleensä suurempi kuin 5 Hz, mutta suositeltava taajuus
Paalutusohje 2010, Osa 2 10 paaluja asennettaessa on suurempi kuin 25 Hz. Tärytintä käytetään yleisesti ponttien asentamisessa. 2.1.3 Kaivinpaaluin ja porapaaluihin liittyviä määritelmiä auger varrellinen työkalu, jossa on kierteittäiset siivet ja leikkausterä tai -teriä ja jota käytetään jaksoittaiseen kaivuun tai jatkuvaan kaivuun avarrinkruunu keskisessä porausmenetelmässä käytettävä kruunu, joka aikaansaa porausputkea suuremman reiän maahan tai kallioon. Avarrinkruunu kiinnittyy maakengän välityksellä porausputkeen ja kruunu jää yleensä osaksi valmista paalua. bentoniitti luonnossa esiintyvä tai teollisesti valmistettu natrium- tai kalsiummontmorillonaattisavi. Kun mineraaleja kastellaan, ne paisuvat ja muodostavat lietteen, joka on neste, kun sitä sekoitetaan, mutta tiksotrooppisuutensa takia liete geeliytyy, kun se saa seistä bentoniittiliete bentoniitin ja veden muodostama paalukaivantoa tukeva liete. epäkeskinen porausmenetelmä epäkeskisessä porausmenetelmässä käytetään pilottikruunua ja tähän kiinteästi liittyvää epäkeskistä avarrinkruunua. Porauksessa epäkeskinen avarrinkruunu avartaa pilottikruunun tekemän porareiän hieman suuremmaksi kuin porausputken halkaisija. Porausputki vedetään maahaan porakruunun ja porausputkeen hitsatun maakengän avulla. keskinen porausmenetelmä keskisessä porausmenetelmässä porausputken alapäähän kiinnitetään maakengän välityksellä avarrinkruunu, joka pääsee pyörimään ilman että porausputki pyörii. Porauksen aikana avarrinkruunu on lukittuna pilottikruunuun. Porauksen päätyttyä pilottikruunu irrotetaan avarrinkruunusta ja nostetaan ylös. kuivavaluputki useista toisiinsa liitetyistä putkipituuksista koostuva betonivaluun käytettävä metalliputki, jonka päässä on valusuppilo tai valukouru maahan jäävä suojaputki paikalla valettavan paalun ympärillä oleva jatkuva rakenne, joka on suunniteltu tukemaan paalukaivannon seiniä ja/tai toimimaan suojaavana tai kantavana osana. maakenkä rengasmainen osa, joka kiinnitetään hitsaamalla porausputken alapäähän putken sisälle. Maakenkää käytetään sekä uppovasaralla että yleensä myös päältälyövällä vasaralla asennettaessa. Maakengän tehtävänä on mm. välittää vasaran energia porausputkeen ja kiinnittää keskisessä porausmenetelmässä avarrinkruunu. maakärki rakenne, joka vahvistaa ja suojaa paalun kärkeä tai muodostaa paalun kärjen. meisseli
Paalutusohje 2010, Osa 2 11 työkalu, jolla murskataan paalukaivannossa olevia vaikeasti läpäistäviä esteitä tai jolla tehdään paalun pohjasyvennys kovaan maahan tai kallioon. paalukaivantoa tukeva liete veteen sekoitettua savea, bentoniittia tai muuta materiaalia, joka tukee paalukaivannon seiniä ja pohjaa epästabiilissa maassa pilottikruunu keskeisesti pyörivä porakruunu, joka kiinnittyy uppovasaraan tai päältälyövää vasaraa käytettäessä poratankoon. Pilottikruunu ei ole kertakäyttöinen. päältälyövä porauslaite (tophammer) päältälyövässä porauslaitteessa pyöritys- ja lyöntiyksiköt ovat yhdessä, jolloin iskuenergia ja pyöritys kohdistetaan poratangon tai porausputken yläpäähän. Laitteet toimivat joko hydraulisesti tai pneumaattisesti. Laitteita käytetään yleensä halkaisijaltaan enintään 200 mm ja pituudeltaan alle 30 m olevien paalujen porauksessa. porakauha Kelly-tangon päässä oleva lieriömäisen säiliön muotoinen työkalu, jota käytetään jaksoittaiseen kaivuun. Siinä on leikkausteriä tai -hampaita ja sen saranoidussa pohjalevyssä on vastaavat aukot materiaalin sisäänottoa varten. porapaalu poraamalla asennettava maata syrjäyttävä tai syrjäyttämätön paalu. Iskevässä porauksessa käytetään puristavaa voimaa, iskua, pyöritystä ja huuhtelua. porareikää tukeva liete porareiän seinämien stabilointiin tai huuhtomiseen käytetty vesi tai bentoniitti-, polymeeri- tai saviliete vedessä, sementin tai muiden lisäaineiden kanssa tai ilman niitä poratanko tanko, joka välittää päältälyövän vasaran iskun ja jonka kautta kulkee uppovasaraa käyttävä aine sekä porakruunun huuhteluaine ja joka välittää pyöritysvoiman pilottikruunuun. Poratanko sijaitsee porausputken sisällä. Joissakin päältälyövissä vasaroissa voidaan käyttää myös umpinaista poratankoa. porausjohde jatkuvaan kaivuun tarkoitettu työkalukokoonpano. Sen muodostavat kaivutyökalu, (porakruunu, auger, porakauha) ja porausjohde (esim. porausputket, Kelly-tangot, tukijalat, vastapainot). porausneste/porausliete lietettä, jossa on vettä ja bentoniittia, polymeerejä tai savea ja jossa on tai ei ole sementtiä ja muita seosaineita. Sitä käytetään paalukaivannon seinien stabilointiin ja huuhteluun. porausputki porausputki, joka voidaan jättää maahan tai nostaa ylös ja joka voi toimia paalun kantavana rakenteena joko yksinään tai liittorakenteen osana. Maahan jätettävän porausputken avulla voidaan myös varmistaa valun onnistuminen. Tunnetaan myös nimellä maaporauksen suojaputki. porrastettu injektointi
Paalutusohje 2010, Osa 2 12 korkeapaineinjektointi, joka suoritetaan mansettiputken, erityisten venttiilien tai jälkiinjektointiputkien läpi sen jälkeen, kun porareikään aiemmin tuotu injektointiaine on sitoutunut päältälyövä porauslaite (tophammer) päältälyövässä porauslaitteessa pyöritys- ja lyöntiyksiköt ovat yhdessä, jolloin iskuenergia ja pyöritys kohdistetaan poratangon tai porausputken yläpäähän. Laitteet toimivat joko hydraulisesti tai pneumaattisesti. Laitteita käytetään yleensä halkaisijaltaan enintään 200 mm ja pituudeltaan alle 30 m olevien paalujen porauksessa. suojaputki teräsputki, joka tukee paalun varren seinämiä tilapäisesti tai pysyvästi paalun tekemisen aikana. Pysyvä suojaputki voi toimia suojarakenteena tai kantavana rakenteena tartuntateräkset paalun yläosan betonimassaan sijoitettavia terästankoja, jotka osittain työntyvät ulos ja muodostavat liitoksen päällä olevaan rakenteeseen. tyhjä paalukaivannon osa kaivannon osa työskentelytasolta valutasolle tai ennalta määrättyyn paalun yläosaan. uppovasaraan perustuvat porauslaitteet (down-the-hole hammer, DTH) uppovasaraan perustuvissa porauslaitteissa pyöritys- ja lyöntiyksiköt ovat erillään. Pyöritysyksiköllä pyöritetään porausputken sisäpuolista poratankoa, jonka alapäähän on puolestaan kiinnitetty uppovasara. Uppovasarat ovat joko pneumaattisia tai vesikäyttöisiä. (vasara)kahmarikauha kaivutyökalu, jossa on kaksi tai useampi leukaa tai kauhaa, jolla poistetaan maata tai roskaa kaivannosta jaksottaisena toimintana 2.1.4 Puristuspaaluihin liittyviä määritelmiä loppupuristus puristuspaalun asennuksen lopetuskriteeri, joka koostuu suunnitellusta määrästä tietynkestoisia loppupuristusjaksoja, joille asetetaan painuma-arvo. puristuspaalu, puristettava paalu puristuspaalulla tarkoitetaan yleensä perustusten vahvistamisessa käytettävää halkaisijaltaan noin 100 150 mm olevaa teräspaalua, joka puristetaan maahan käyttämällä vastapainona olemassa olevia rakenteita. Puristuspaalun geoteknistä kestävyyttä voidaan parantaa yleensä asentamisen jälkeen tehdyllä kärkiinjektoinnilla. 2.1.5 Injektoituihin paaluihin liittyviä määritelmiä avarrin injektoidussa lyöntipaalussa käytetty irrallinen tai kiinteä kärkikappale, jonka avulla maahan muodostuu paalua suurempi reikä, johon injektointiaine syötetään injektointireikien kautta. Irrallinen avarrin voidaan esimerkiksi pujottaa paalun kärjen kautta ja lukita se ensimmäistä paalujatkosta vasten. Vaihtoehtoisesti irrallinen avarrin voi olla välittömästi paalun kärjen alle asetettu kauluksellinen pohjalevy.
Paalutusohje 2010, Osa 2 13 injektointiadapteri injektointiadapteri on paalun ja lyöntilaitteen tai päältälyövän porauslaitteen väliin asennettu sovitin, jonka kautta injektointiaine syötetään paalun sisälle asennuksen aikana. injektointiporakruunu injektoidun porapaalun alapäähän liitettävä paaluputkea suurempi kärkiosa, joka varmistaa paalun vaaditun tavoitetason saavuttamisen sekä muodostaa maahan paalua suuremman reiän. injektointireikä injektointiaine syötetään paalun päästä paaluputkeen ja se purkautuu paaluputkea ympäröivään maassa olevaan tilaan injektointireikien läpi. Injektointireikä tai -reiät sijaitsevat lyömällä asennettavan paalun avartimen läheisyydessä ja poraamalla asennettavan paalun porakruunussa. injektoidun paalun varren läpimitta avartimen tai injektointiporakruunun läpimitta. 3 Materiaalit ja varusteet 3.1 Yleiset vaatimukset Kaikkien paalujen tekemiseen käytettävien materiaalien ja tuotteiden tulee olla asiaankuuluvien eurooppalaisten standardien (tai niin kauan kun käytettävissä ei ole vastaavia eurooppalaisia standardeja, sovellettavien kansallisten ohjeiden) ja työtä koskevien teknisten vaatimusten ja suunnitelman mukaisia. Paalut on suunniteltava asianomaisten eurokoodien mukaisesti. Tuotteen ominaisuudet osoitetaan ensisijaisesti CEmerkinnällä, jolloin tarkistetaan, että ilmoitetut ominaisuudet täyttävät käyttökohteen mukaiset kansalliset vaatimukset. Mikäli tuotteen ominaisuuksia ei ole osoitettu CEmerkinnällä, asiakirjoissa vaaditut tuotteen ominaisuudet voidaan osoittaa luotettavasti ao. ministeriön hyväksymän tarkastuselimen myöntämällä varmennustodistuksella. Varmennustodistus myönnetään alkutarkastuksen ja valmistuksen laadunvalvonnan jatkuvan varmentamisen perusteella (tarkastettu valmistus). Paalun on kestettävä riittävällä varmuudella sille tulevat kuormitukset sekä käsittelyn, kuljetuksen ja asennuksen aiheuttamat rasitukset. Paalut suunnitellaan, valmistetaan ja asennetaan siten, että asennettujen paalujen suunniteltu käyttöikä on vähintään sama kuin niiden varaan rakennettujen rakenteiden suunniteltu käyttöikä. Suunniteltu käyttöikä merkitään suunnitelmiin. Tuotteiden alkuperä tulee dokumentoida. Mittatoleranssien tulee olla ko. eurooppalaisten standardien mukaisia.
Paalutusohje 2010, Osa 2 14 3.2 Rakenneteräs 3.2.1 Teräsputket Teräspaalujen materiaalien ja valmistuksen tulee olla vähintään SFS-EN 1993-5 mukaisia. Uudelleenkäytettävien ja ylijäämätavaraa olevien teräspaalujen tulee täyttää vähintään paalutustyön suunnitelmissa esitetyt niiden tyyppiä, kokoa, toleransseja, laatua ja teräslaatua koskevat vaatimukset eikä niissä saa olla vaurioita tai korroosiota, joka voisi vaikuttaa niiden lujuuteen ja pitkäaikaiskestävyyteen. Teräspaaluissa käytettävien kuormia siirtävien teräsputkien materiaalit ovat standardin SFS-EN 10219-1 (kylmämuovatut teräkset) ja SFS-EN 10210-2 (kuumamuovatut teräkset) vaatimusten mukaisia. Suomessa paaluissa käytettävien teräsputkien teräslajit ovat yleensä S355J2H, S440J2H, S550J2H, X60 tai X70. Teräsputket valmistetaan yleensä kuumavalssatusta teräsnauhasta joko pituus- tai kierresaumahitsaamalla. Myös muilla menetelmillä valmistettuja teräsputkia voidaan käyttää, kun ne täyttävät tässä ohjeessa esitetyt vaatimukset. Teräsputkien valmistaja tai toimittaja toimittaa paalumateriaalista standardin SFS-EN 10204 tyypin 2.2 mukaiset ainestodistukset tilaajalle ennen paalutustyön aloittamista. Ainestodistusten on oltava rakennuttajan saatavilla. Kuormia siirtävien teräsputkien mittojen ja massojen toleranssivaatimukset ovat standardin SFS-EN 10219-2 tai SFS-EN 10210-2 mukaisia. Toleranssit on esitetty liitteen 1 taulukoissa 1 ja 2. Näitä vaatimuksia voidaan pitää riittävinä myös katkaistulle paalun osalle, jota käytetään toisen paalun jatkamisessa. 3.2.2 Pyörötangot Sydänteräspaaluissa käytettävien pyörötankojen materiaalit ovat standardien SFS- EN 10025-1 ja SFS-EN 10025-2 vaatimusten mukaisia. Sydänteräspaalujen pyörötangoissa käytetty teräslaji on yleensä S355J0 tai S355J2G3. Pyörötankojen tyypilliset halkaisijat ovat 80-200 mm. Sydänteräspaaluissa käytettävien pyörötankojen mittojen ja muotojen toleranssivaatimukset ovat standardin SFS-EN 10060 mukaisia. Toleranssit on esitetty liitteen 1 taulukossa 3. 3.2.3 Kierrepintaiset tangot Injektoiduissa porapaaluissa käytettävien kierrepintaisten tankojen materiaalit ovat standardien SFS-EN 10210-1 ja SFS-EN 10210-2 vaatimusten mukaisia. Perusmateriaalin teräslaji on esimerkiksi S460 NH.
Paalutusohje 2010, Osa 2 15 Jatkuva kierrepinta tehdään sileään tankoon kylmämuovaamalla. Kylmämuovaus nostaa myötörajaa perusmateriaalin arvosta, mutta pienentää sitkeyttä. Kuormia siirtävien tankojen mittojen ja massojen toleranssivaatimukset ovat standardin SFS-EN 10210-2 mukaisia. Mitat ja toleranssit on esitetty liitteen 1 taulukossa 4. 3.3 Pallografiittirauta Valurautapaalujen tulee olla valmistajan tuoteselosteen ja suunnitelman mukaisia. Pallografiittiraudasta valmistettujen paalujen materiaalista toimitetaan laajuudeltaan standardin SFS-EN 10204 tyypin 2.2 mukaiset ainestodistukset rakennuttajalle ennen paalutustyön aloittamista. Paalujen mittojen ja massojen toleranssivaatimukset ovat soveltuvin osin kappaleen 3.2.1 mukaisia tai valmistajan ilmoittamia. 3.4 Betoni 3.4.1 Esivalmistetut paalut Esivalmistetuilla teräsbetonipaaluilla betonin valmistuksessa sovelletaan standardin SFS-EN 12794 ja sen viitestandardeja kuten SFS-EN 13369 ja SFS-EN 206-1. Esivalmistetuissa betonipaaluissa betonin nimellislujuus on vähintään C35/45 (K45), mikäli muut syyt kuten paalun lyönninaikaiset jännitykset esimerkiksi kalliokärkiä käytettäessä niin vaativat, betonin nimellislujuudeksi valitaan C40/50 (K50) tai enemmän. Paalun betonin lujuusvaatimus paalun asennushetkellä on nimellislujuusvaatimus. Betonin kelpoisuus puristuslujuuden osalta osoitetaan joko rakennekoekappaleiden tai olosuhdekoekappaleiden avulla. Kuormia siirtävien teräsbetonipaalujen mittojen toleranssivaatimukset ovat standardin SFS-EN 12794 mukaisia. Nämä toleranssivaatimukset on esitetty liitteessä 2. 3.4.2 Paikallavalettavat paalut Betonin valmistuksessa ja kelpoisuuden toteamisessa noudatetaan standardia SFS- EN 206-1. Ellei suunnitelmissa toisin ole määritelty, paikallavalettaviin paaluihin käytettävän betonin suunnittelulujuusluokan tulee olla välillä C 20/25 ja C 30/37 ja sekoitussuhteen ja notkeuden taulukoiden 3.1 ja 3.2 mukaisia. Korkeamman lujuusluokan betonia voidaan käyttää, jos sitä vaaditaan suunnittelussa ja jos se soveltuu pohjaolosuhteisiin ja rakentamismenettelyyn. Paaluun käytettävällä betonilla tulee olla seuraavat ominaisuudet: hyvä erottumiskestävyys
Paalutusohje 2010, Osa 2 16 hyvä plastisuus ja koossapysyvyys hyvä juoksevuus kyky itsetiivistymiseen ja riittävä työstettävyys valun ajan mahdollisen työputken poistoon saakka. Taulukko 3.1. Sekoitussuhteet Sementtipitoisuus kuivavalu vedenalainen valu Vesi-sementtisuhde (W/C) < 0,6 Hienoainespitoisuus d < 0,125 mm (mukaan lukien sementin hienoainespitoisuus) karkea kiviaines d > 8 mm karkea kiviaines d 8 mm Taulukko 3.2. Betonimassan notkeusalueet eri olosuhteissa Leviämän halkaisija, mm Painuma, mm 325 kg/m 3 375 kg/m 3 400 kg/m 3 450 kg/m 3 460 Ø 530 130 H 180 kuivabetonointi Tyypillisiä käyttöolosuhteita (esimerkkejä) 530 Ø 600 H 160 betonointi pumppaamalla tai vedenalainen betonointi betonin valuputken avulla 570 Ø 630 H 180 vedenalainen betonointi betonin valuputken avulla paalukaivantoa tukevan lietteen alla HUOM. Mitattu painuma (H) tai leviämän halkaisija (Ø) pyöristetään lähimpään 10 mm:iin. Jos taulukoiden 1 ja 2 mukaisella sekoitussuhteilla ja notkeusalueilla betonimassalle ei saada tarpeeksi suurta tiheyttä, sementtipitoisuutta ja notkeusaluetta voidaan muuttaa. Betonimassa voidaan suojata luotettavasti nopeaa, mahdollista huuhtomisvaikutusta aiheuttavaa pohjaveden virtausta vastaan maahan jäävällä suojaputkella tai maahan jäävällä vaippaputkella 3.4.3 Betonin, juotoslaastien ja injektointiaineiden ainesosat 3.4.3.1 Sementti ja sementtiä korvaavat seosaineet Betonin, juotoslaastin ja injektointiaineen valmistuksessa käytettävä rakennussementti on oltava CE-merkittyä ja standardin SFS-EN 197-1 vaatimusten mukaista. Muitakin sementtilaatuja, pois lukien aluminaattisementtiä, voidaan käyttää, jos niiden koostumus on määritelty yksityiskohdittain ja niiden käyttäytyminen tunnetaan vastaavissa olosuhteissa.
Paalutusohje 2010, Osa 2 17 3.4.3.2 Kiviaines Betonin valmistukseen käytetty kiviaines on oltava SFS-EN 12620 vaatimusten mukaisia. 3.4.3.3 Vesi Kiviaineksen maksimiraekoko on enintään 32 mm tai 1/4 pääterästen vapaasta etäisyydestä tai 1/6 betonointiputken sisähalkaisijasta sen mukaan, mikä edellä mainituista arvoista on pienin. Sydänteräspaaluilla kiviaineksen maksimiraekoko on 1/6 porausputken ja pyöröteräksen välisestä etäisyydestä. Pyöreärakeinen kiviaines on suositeltavaa käytettäessä valuputkea Betonin, juotoslaastin ja injektointiaineen valmistukseen tarvittava vesi on standardin SFS-EN 1008 vaatimusten mukaista. Juomakelpoinen vesi on hyväksyttävää betonin, juotoslaastin ja injektointiaineen valmistuksessa. Jos valmistukseen käytettävää vettä ei oteta vesijohtoverkosta, on siitä testattava erityisesti kloridi-, sulfaatti- ja humuspitoisuus sekä hyväksytettävä veden käyttö. Näytteenotto, testaus ja veden soveltuvuuden arviointi tehdään standardin SFS-EN 1008 vaatimusten mukaisesti. 3.4.3.4 Lisäaineet Betonin, juotoslaastin ja injektointiaineen valmistuksessa käytettävät lisäaineet ovat standardien SFS-EN 206-1 ja SFS-EN 934-2 vaatimusten mukaisia. Seuraavia lisäaineita voidaan käyttää: veden tarvetta vähentävät ja plastisuutta lisäävät notkistimet hidastimet huokostimet paisuttavat lisäaineet Lisäaineet eivät saa sisältää vahingollisia ainesosia niin, että ne heikentävät betonin, juotoslaastin tai injektointiaineen säilyvyysominaisuuksia tai aiheuttavat terästen korroosiota. Käytettäessä useampia lisäaineita selvitetään niiden yhteisvaikutus. Kloridipitoisten lisäaineiden käyttö on kielletty. Lisäaineet ja seossuhteet esitetään suunnitelmissa tai hyväksytetään ennen käyttöä. 3.5 Betoniteräs Paalujen raudoitteina käytettävät teräkset tulee olla standardin SFS-EN 10080 mukaisia.
Paalutusohje 2010, Osa 2 18 Muita teräksiä voidaan käyttää, mikäli terästen ominaisuudet täyttävät SFS-EN1992-1-1 (kohdat 3.2.2 3.2.6 ja liitteen C) vaatimukset. 3.6 Puu Paalujen raudoitteina käytettävät betoniteräkset ovat voimassa olevien SFS-standardien, kuten SFS 1215 (A500HW), SFS 1216 (A700HW) SFS 1257 (B500K), SFS 1260 (B700K), SFS 1268 (B500B) ja SFS 1269 (B500C1) vaatimusten mukaisia. Valittaessa betoniteräksen teräslajia on kiinnitettävä huomiota raudoitteen koottavuuteen ja hitsattavuuteen. Puu-, puu-teräsbetoni- ja puu-teräspaaluja tulee käyttää ensisijaisesti toisarvoisissa rakenteissa. Puupaaluja voidaan käyttää paalutusluokassa 1 ja 2. Puupaalujen materiaalien ja käsittelyn tulee olla julkaisun EN 1995-1-1 mukaisia. Veistetyt paalut tulee viistota tasaisesti. Poikkileikkauksen mitan ei tulisi muuttua enempää kuin 0,015 m/m. Paalujen suoruuspoikkeama ei saa olla suurempi kuin 1 % paalun pituudesta. Paalut toimitetaan yhtenä kappaleena, ellei toisin ole sovittu. Mikäli puupaaluissa käytetään jatkoksia, on näiden oltava suunnitelmien mukaisia. Puupaaluja saa jatkaa yleensä vain silloin, kun paalun kokonaispituus on yli 14 m. Samassa paalussa on vältettävä useamman kuin yhden jatkoksen käyttämistä. Jatkoksessa puun tyvet sijoitetaan tavallisesti vastakkain. Puupaalujen jatkosten pitää kestää kuormaa myös paalun asennuksen jälkeen vähintään yhtä paljon kuin jatkamaton paalu. Jatkokset suunnitellaan siten, että jatkos kestää paalun lyönnin aiheuttamat rasitukset. Jatkokset tehdään yleensä teräsputkesta. Putken pituus on oltava vähintään 800 mm ja seinämän paksuuden vähintään 5 mm. Sisähalkaisija on yleensä 200-250 mm. Teräsputken keskikohdalle voidaan asettaa esimerkiksi 2 mm paksuinen välilevy sekä halkaisijaltaan 18 mm terästangosta tehty, 200 mm pituinen keskitappi. Teräsputki kiinnitetään paaluihin tavallisesti galvanoiduilla 6 nauloilla tai galvanoiduilla 8 mm puuruuveilla. (8-16 kpl/pää) Asennettaessa puupaaluja pehmeisiin maakerroksiin ei yleensä tarvita paalun kärjen suojausta. Muissa maakerroksissa kärki tulee suojata, ellei kokemus toisin osoita. Puun suojausmenetelmän tulee olla suunnitelman mukainen. Puun suojauksen tulee täyttää ympäristövaatimukset.
Paalutusohje 2010, Osa 2 19 3.7 Varusteet Puupaalujen sopivan katkaisutason määrittämistä varten selvitetään alin odotettavissa oleva pohjavedenpinnan korkeusasema sekä pohjaveden laatu. Puupaalut eivät lahoa, jos pohjavesi on saastumatonta ja paalut ovat joko kokonaan alimman pohjavesipinnan alapuolella tai koheesiomaakerroksessa siten, että ne pysyvät maan kapillaarisuuden johdosta märkinä ja ilmatiiviissä tilassa. Puupaalujen yläpäitä ei saa jättää halkeamia sisältävään koheesiomaan kuivakuorikerrokseen. 3.7.1 Yleistä Esivalmistettujen maata syrjäyttävien paalujen ja maata syrjäyttävien yhdistelmäpaalujen jatkosten tulee pystyä pitämään paaluelementit halutussa linjassa ja paikoillaan asentamisen aikana. Niiden tulee myös kestää riittävällä varmuudella käsittelyn, tunkemisen sekä rakenteen ja ympäröivän maan vaikutuksista johtuvat jännitykset. Maata syrjäyttävien paalujen kärki suunnitellaan sellaiseksi, että paalun asentamisen aikana vettä ei pääse työputkeen. Esivalmistettuihin maata syrjäyttäviin teräs- ja betonipaaluihin tulisi suunnitella paalun kärkiosa, kun paalu lyödään kovaan kallioon, kallioon, jonka pinta on vino, todennäköiseen kovaan kallioon tai kun läpäistään kovia kiviä sisältäviä maakerroksia. 3.7.2 Esivalmistettujen teräsbetonipaalujen jatkaminen Esivalmistettujen teräsbetonipaalujen ja niiden liitosten materiaalien ja valmistuksen tulee olla standardin SFS-EN 12794 mukaisia. Paalujatkoksen jatkoskappaleet tulee kiinnittää osapaaluihin. Ne tulee asentaa osapaalun valuun siten, että niiden sijainti voidaan tarkastaa valmistuksen aikana ja valmiista tuotteesta. Paalun valmistaja vastaa tilaajalle myös muiden rakenteellisten osien, esim. osapaalujen liittämiseen asennuspaikalla tarvittavien lukitusosien, laadusta. Osapaalujen välisten paalujatkosten tulee olla samankeskisiä osapaalujen kanssa, ja niiden tulee muodostaa osapaalujen väliin samankeskinen liitos. Paalujen ylä- ja alapintojen tulee olla kohtisuorassa osapaalujen akselia vastaan. Seuraavia toleransseja tulee noudattaa: valuun asennettujen osien keskipisteiden poikkeama paalun/osapaalun keskiakselista saa olla enintään 10 mm o osapaalujen jatkospintojen kulmapoikkeama saa olla enintään 1:150. Paalujatkokset testataan standardin SFS-EN 12794 mukaisesti.
Paalutusohje 2010, Osa 2 20 Lyöntikokeen jälkeen paalun on täytettävä seuraavat vaatimukset: taivutusjäykkyyden EI on oltava 60% halkeilleen betonin taivutusjäykkyydestä momenttialueella 03My-0,8My paalujatkoksen myötömomentin on täytettävä osan 1 luvussa 4.8 esitetyt vaatimukset vetokestävyys on oltava sama kuin paalun vetokestävyys (Koska jatkoksen toiminta testataan kokeellisesti, jatkoksen kestävyysvaatimukset lasketaan käyttäen teräksen ominaislujuutta ilman varmuuslukuja.) 3.7.3 Teräspaalujen jatkaminen Teräspaalut jatketaan hitsaamalla tai mekaanisilla jatkoksilla. Jatkosmuhvien ja sisäpuolisten jatkosten poikkileikkaus, jota kierteen johdosta vähennetään, tulee laskea nimellisläpimitan (pienin osa) perusteella. Liitoselementit tulee mitoittaa ottaen huomioon kaikki rasitukset, jotka saattavat kohdistua niihin käsittelyn, kuljetuksen ja asennuksen aikana. Jatkokset mitoitetaan tai suojataan korroosiota vastaan yleensä samalla tavalla kuin varsinaiset paaluelementit. Lyöntipaalujen mekaaniset jatkokset ovat yleensä joko ulkopuolisia holkkijatkoksia tai irrallisia sisäpuolisia jatkoksia. Molemmissa tapauksissa kiinnitys jatkoskappaleen ja paalun välillä perustuu kartiomuodoista johtuvaan kitkaan. Hitsatun jatkoksen kestävyys varmistetaan pääsääntöisesti suunnitelmien mukaisilla NDTtarkastuksilla. Vaihtoehtoisesti hitsatun jatkoksen kelpoisuus voidaan osoittaa kokeellisesti, jolloin jatkoksen taivutusjäykkyys ja -kestävyys täyttävät mekaaniselle jatkokselle asetetut vaatimukset.. Kokeellinen menetelmä soveltuu erityisesti mekanisoidusti hitsattujen jatkosten kestävyyden varmistamiseen. Paalujen jatkamisessa työmaalla voidaan käyttää puikko- tai täytelankahitsausta. Täytelankahitsauksena etuina ovat tehokkuus, tasainen hitsin laatu ja mekanisoitavuus. Mekanisointi parantaa mahdollisuuksia hitsata ahtaissa tiloissa, esimerkiksi perustusten vahvistuskohteissa, joissa jatkosten lukumäärä on lisäksi suuri. Konepajahitsauksessa voidaan käyttää kaikkia hiiliterästen hitsausmenetelmiä. Porapaalujen mekaaniset jatkokset ovat yleensä erilaisia kierrejatkoksia. Kierrejatkos voi olla ns. urosnaaras-jatkos tai holkillinen jatkos. Sydänteräspaalujen raudoituksena käytettävät pyörötangot voidaan jatkaa ns. API-jatkoksella, joka on tyypiltään lähinnä urosnaaras-jatkos, tai ulkopuolisella holkkijatkoksella.
Paalutusohje 2010, Osa 2 21 Mikäli suunnitelmissa ei toisin esitetä, saa asennetun paalun suunnan muutos jatkoksessa olla enintään: 1:200 paalutusluokassa 3 1:150 paalutusluokassa 2 1:100 paalutusluokassa 1 Paaluissa käytettävien mekaanisten jatkosten on läpäistävä seuraava lyöntikoe: o iskujen lukumäärä lyöntikokeessa on vähintään 500, jos järkäleen liikkuvan osan massa on yli 20 kertaa paalun metrimassa ja muussa tapauksessa vähintään 2000 o jännitystaso valitaan paalutusluokassa 1: 50%F y, paalutusluokassa 2: 60%F y ja paalutusluokassa 3: 75%F y Lyöntipaalun jatkoksen on täytettävä lyöntikokeen jälkeen ja porapaalun kierrejatkosten kiinnikiristyksen jälkeen seuraavat vaatimukset: puristuskestävyys P Paalu vetokestävyys 0,15 P Paalu taivutuskestävyys M Paalu taivutusjäykkyys EI (0,3-0,8M Paalu ) 0,75 EI Paalu L + 0,4 m + 0,1 m L / 3 L / 3 L / 3 P L / 6 + d l L > 3 m L / 6 + d A/455/VH/05/1105/KUVA 5_3 Kuva 3.1. Jatketun paalun taivutuskoejärjestelyt (SFS-EN1993-5 kansallinen liite). Vastaavasti teräsbetonipaalulle halkaisija d korvataan paalun poikkileikkauksen paksuudella h (SFS-EN 12794) Taivutusjäykkyys EI [knm 2 ] lasketaan kaavalla: P 2 M l EI (3.1) 8 M l taivutusmomentti [knm] mittauspisteiden etäisyys [m] paalun taipuma mittauspisteiden välillä [m]
Paalutusohje 2010, Osa 2 22 Lyömällä asennettavan paalun geoteknisen kestävyyden N k,geo arvo rajataan jatkoksen ominaisuuksien perusteella ottaen huomioon osan 1 luvussa 4.8 esitetyt vaatimukset paalutusluokittain. 3.7.4 Paalun kärjen suojaaminen ja kärjen kiinnitys kallioon Lyötävien paalujen kärjet suojataan yleensä joko maa- tai kalliokärjellä. Jos paaluissa on kärkivahvikkeet, niiden tulee olla samankeskisiä paalun kanssa. Paalun kärkivahvikkeen tulee olla kohtisuorassa paalun akselia vastaan. Seuraavia toleransseja tulee noudattaa: paalun kärkivahvikkeen keskiakselin poikkeama paalun/osapaalun keskiakselista saa olla enintään 10 mm paalun kärkivahvikkeen kulmapoikkeama saa olla enintään 1:75. Maa- ja kalliokärjet mitoitetaan puristusrasitukselle siten, että ne kestävät kuormaa vähintään yhtä paljon kuin paalun edellytetään kestävän. Jos paalut suunnitellaan tukeutuviksi hienorakeisiin tai kivettömiin, löyhiin karkearakeisiin maakerroksiin, voidaan ne suunnitella alapäästään avoimina (putkiprofiilit) tai käytettäväksi ilman maakärkeä (teräsbetonipaalut). Avoimissa suurpaaluissa käytetään yleensä kärkivahviketta suojaamaan paalun alapäätä. Kärkivahvike on yleensä 150 mm tai 200mm leveä teräspanta, joka hitsataan paalun kärkeen vaipan ulkopinnalle. Teräspannan levypaksuus on yleensä 10, 15 tai 20mm. 3.7.4.1 Maakärjet Paalun kärki voidaan vahvistaa tai suojata esimerkiksi maakärjellä silloin, kun maapohja ei ole suurikivistä, yli 200 mm, eikä lohkareista ja kun paalun kärki ei tukeudu kallioon. Maakärki on rakenteeltaan sellainen, että se suojaa paalun alaosaa vaurioitumiselta asennuksen aikana. Maakärkenä teräsbetonipaalussa voidaan käyttää esimerkiksi kuvan 3.2 mukaista teräslaatikkoa. Kuvassa 3.3 on esitetty teräspaalujen maakärkiä. 100 4 mm 4 mm Kuva 3.2 Suositeltava laatikkokärki teräsbetonipaaluun
Paalutusohje 2010, Osa 2 23 3.7.4.2 Kalliokärjet Kuva 3.3 Kitkalla teräspaaluun kiinnittyvä maakärki ja hitsaamalla kiinnitettävä rivoilla jäykistetty maakärki. Kalliokärkeä käytetään, kun paalun kärki tukeutuu kallioon tai suurikiviseen tai lohkareiseen maapohjaan. Kalliokärjen käytöstä päättää kohteen geotekninen suunnittelija. Kalliokärki mitoitetaan puristusrasitukselle siten, että kärkikappale ja -tappi kestävät siihen kohdistuvat rasitukset. Kärkitapin ja kärkikappaleen kiinnitys mitoitetaan vetorasitukselle siten, että lyönnin aiheuttamat vetoaallot eivät irrota kärkitappia tai - kappaletta. Kalliokärjen taivutusrasitus ennen kovametallipalan tunkeutumista kallioon riippuu kallion pinnan kaltevuudesta ja lyöntivoimasta. Kalliokärjen mitat (pituus) määritetään siten, että pohjalevyn ja paalun alapään vaurioituminen estetään lyötäessä paalua vinoa kalliopintaa vasten. Vaatimuksen voidaan katsoa täyttyvän, kun kalliokärjen ja paaluvarren liittymäkohdan ja kalliokärjen kärjen välinen kulma on vähintään 60 astetta. Poikkeuksellisen vaativissa olosuhteissa voidaan liukuminen estää kalliokärjen läpiporattavalla terästapilla. Tällöin käytetään kalliokärkiä, joissa on betonilla suljettu reikä läpiporattavaa tappia varten. Tästä seuraa, että kärjen poikkileikkausala tulee niin suureksi, ettei kärjen lyöminen kallioon rikkoutumatta ole yleensä mahdollista. Kalliokärjen valmistuksen on oltava kolmannen osapuolen valvonnassa. Kalliokärjellä varustetun teräsbetonipaalun ja kalliokärjen tulee rikkoutumatta ja muotoaan haitallisesti muuttamatta kestää samansuuruisen lyöntirasituksen kuin paalun jatkoksen tulee kestää, kohdat 3.7.1 ja 3.7.2. Kärkitappi valmistetaan erikoisteräksestä ja sen pinta pitää olla karkaistu 520 640 HV kovuuteen, sisäosan sen sijaan pitää pysyä sitkeänä. Teräspaaluissa voidaan käyttää esimerkiksi kuvan 3.4 mukaisia kalliokärkiä
Paalutusohje 2010, Osa 2 24 Kuva 3.4 Kitkalla teräspaaluun kiinnittyvä kalliokärki ja hitsaamalla kiinnitettävät kalliokärjet rakenneteräksellä varustetulla kärkitapilla ja kovametallipalalla varustetulla kärkitapilla. Kalliokärjen on lyöntikokeen jälkeen siirrettävä paaluun seuraavat momentit, leikkausvoimat ja vetovoimat paalutusluokassa PL3: Momenttikestävyys 0.4 N k, geo ired Leikkauskestävyys 0.04 N k, geo Vetokestävyys 0.15 N k, geo N k,geo ja i red ks. osa 1 luku 4,8. Vetokestävyys katsotaan täyttyväksi, jos kalliokärki lyönnin aikana pysyy kaikissa olosuhteissa paalun kärjessä siten, että se kalliokärki kykenee asennuksen jälkeen välittämään momentin ja leikkausvoiman osalta asetetut vaatimukset. Kuva 3.5. Kalliokärjellä varustetun paalun taivutuskoejärjestelyt. Kuvan 3.5 koejärjestelyssä kuorman sijainti kalliokärjen puoleisesta tuesta voidaan harkita tapauskohtaisesti siten, että momentti ja leikkausvoima voidaan määrittää kalliokärjen ja paaluvarren liitoskohdassa yksiselitteisesti. Kuvan 3.5 koemenettelyllä ei leikkauskestävyyttä ja momentinkestävyyttä voida määrittää samanaikaisesti paaluilla, joiden varren momentinkestävyys on alhaisempi kuin paalun ja kalliokärjen välisen liitoksen momentinkestävyys. Kun tutkitaan pelkästään kalliokärjen kelpoisuutta, paaluvarren lujuutta voidaan testausta varten lisätä. Esimerkiksi teräsbetonipaaluilla tämä on tehtävissä
Paalutusohje 2010, Osa 2 25 paalun pääterästystä lisäämällä. Lyönti-, taivutus- ja leikkauskoe on kuitenkin vertailun mahdollistamiseksi tehtävä myös käytännössä käyttöön tulevilla paaluvarren lujuuksilla. Suuriläpimittaisten teräspaalujen kalliokärkien mitoitus tehdään ja kelpoisuus osoitetaan ensisijaisesti laskelmien perusteella. Vaihtoehtoisesti mitoitus voidaan tehdä koejärjestelyillä. 3.7.4.3 Porapaalujen kärkiosat Porattavien teräsputkipaalujen kärjet varustetaan yleensä vähintään maakengällä. Paalun kärkeen voi lisäksi pysyvästi jäädä erilaisia porakruunuja. Kallioon tukeutuvassa porapaalussa kuormia siirtävien porakruunujen on kestettävä kuormaa käyttötilassa vähintään yhtä paljon kuin paalun edellytetään kestävän. Periaatteena on, että porakruunun ja maakengän aksiaalinen puristuskestävyys vastaavat paalun aksiaalista puristuskestävyyttä. Porakruunujen mitoitus voidaan varmistaa tekemällä koekuormituksia laboratoriossa. Porakruunujen valmistuksen on oltava kolmannen osapuolen valvonnassa. 4 Paalutuksen suunnittelu 4.1 Yleistä, alustavan suunnitelman täydentäminen Maakengät valmistetaan yleensä rakenneteräksestä. Maakenkään voi kohdistua asennuksen aikana huomattavia väsytysrasituksia, jolloin niiden kiinnittämiseen porausputkeen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Asennettaessa pitkiä paaluja, voidaan maakenkien kestävyyttä parantaa karkaisemalla. Maakengät kiinnitetään porausputkeen hitsaamalla. Suositeltava hitsausmenetelmä on puikkohitsaus. Käytettäessä karkaistuja maakenkiä suositellaan esilämmitystä 150-200 o C. Hitsauksessa noudatetaan porakruunuvalmistajien ohjeita. Keskisissä porausmenetelmissä voi maakengän lisäksi osaksi pysyvää paalurakennetta jäädä ns. avarrin- tai rengaskruunu, joka on yleensä aina valmistettu karkaistusta metallista. Avarrinkruunu kiinnittyy maakenkään esimerkiksi bajonettiliitoksella, joka sallii kruunun pyörimisen, tai se voi olla myös irrallinen. Paalujen suunnittelun perusstandardit oat seuraavat: suunnitteluperusteet ja kuormat SFS-EN 1991-1 paikallavalettavat betonipaalut SFS-EN 1992-1-1 Esivalmistetut betonipaalut SFS-EN 1992-1-1 teräspaalujen suunnittelu SFS-EN 1993-5 betoni- teräsliittorakenteiden suunnittelu SFS EN 1994-1-1 puupaalujen suunnittelu SFS-EN 1995-1-1
Paalutusohje 2010, Osa 2 26 geotekninen suunnittelu SFS-EN 1997-1 Paalujen suunnittelussa tulee määritellä paalujen tyyppi ja koko sekä asennustapa, joka soveltuu kyseisiin pohja- ja ympäristöolosuhteisiin. Jos aikaisempaa vertailukelpoista paalutustyökokemusta ei ole, tulisi yksi tai useampia koe- tai kokeilupaaluja asentaa valittuihin paikkoihin ennen varsinaisen paalutustyön aloittamista. 4.2 Työtä varten tarvittava aineisto Koepaalun asennus tarjoaa mahdollisuuden tutkia työmenetelmiä ja laitteita sekä arvioida paalujen asennuksen vaikutusta maaperän ja ympäristön käyttäytymiseen Koepaalutuksia voidaan käyttää myös asennuskriteerien arviointiin ja antamaan ohjearvoja paalun pituudesta ja kantokyvystä. Paalujen asennusta voidaan tutkia myös erilaisilla paalutuksen simulointiohjelmilla esim GRLWEAPohjelmalla. Ohjelmilla saadaan tietoa mm. sopivan asennuskaluston valinnasta, saavutettavasta kantokyvystä ja asennuksen aikaisista jännityksistä. Kaikki paalutustyössä huomioon otettavat tiedot tulee toimittaa työtä koskevien ohjeiden mukana ja niiden tulee olla käytettävissä ennen työn aloittamista työmaalla Ennen työn aloittamista tulisi selvittää vähintään seuraavat tiedot, joiden tulisi olla käytettävissä: a) työmaan pohjatutkimusraportti tai -raportit sekä muut rakennuspaikan pohjamaata koskevat tiedot kuten se, onko paikalla rakenteiden ja perustusten jäännöksiä laitteita, johtoja/kaapeleita maaperä saastunutta tai sisältääkö se maanalaisia uhkatekijöitä täyttömateriaalia vaikeasti läpäistäviä esteitä b) paalutuksen suunnittelun ja toteutuksen ohjeet ja laatuvaatimukset sekä työn valvontaa, seuranta- ja mittaustarkkailua tai testausta koskevat lisävaatimukset c) maan pinnan topografiset tiedot kuten maanpinnan viettosuhteet, todellinen maan pinnan taso peruslinjojen koordinaatit ja vertailutaso paalutuksen työskentelytaso/-tasot suhteessa vertailutasoon d) paalutustyön suoritukseen mahdollisesti vaikuttavat työmaan olosuhteet ja rajoitukset kuten