1 20.3.2013 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen
Teräspaalujen vastaanotto, käsittely ja asentaminen PO-2011 koulutuspäivä 20.3.2013 2 20.3.2013 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen
Sisältö 3 20.3.2013 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen
Teräspaalutoimituksen vastaanotto, tarkastus ja kuorman purkaminen Vastaanottotarkastuksessa: varmistetaan, että toimitus on tilauksen mukainen ja että paalulementtien ja varusteiden tulee vastata suunnitelmassa esitettyjä hyväksytty toimitus kuitataan kuormakirjaan; sisällöltään, laadultaan virheellinen tai väärästä toimituksessa välitön ilmoitus myyjälle ja merkintä kuormakirjaan. Virheellistä tai väärää tuotetta ei saa asentaa. Kuorman purkauspaikka: kulkutie purkupaikalle asianmukaisessa kunnossa purkupaikka kantava ja tasainen sekä tila riittävä lumen ja jään poisto vaaratilanteiden estämiseksi Kuorman purkaminen: nosturilla auton viereen tasaiselle maalle tai tukien varaan rinnakkain suositellaan käytettäväksi alus-/välipuita paaluja ei saa heittää tai vierittää kuormasta maahan! 4 20.3.2013 10.5.2012 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen
Kuorman purkaminen, nostot Paino (paalu tai paalunippu) on merkitty paaluun tai paalunipun taakkalappuun Koko paalunippua ei saa nostaa kohdistamalla nostovoimaan yksittäiseen paaluun Suurpaaluihin merkitty tasapainokohta, yli 20 metrin mittaisia paaluja ei saa nostaa päästä ilman tarkempaa tarkastelua 5 20.3.2013 10.5.2012 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen
Kuorman purkaminen, nostot Nostoketjujen käyttö 6 20.3.2013 10.5.2012 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen
Kuorman purkaminen, nostot Trukki paalut tasapainossa, kulkutie oltava tasainen, tarvittaessa taakka sidotaan Nostoliinat 7
Kuorman purkaminen, varastointi Suurpaalut välipuiden nouseminen ja paalujen vieriminen estetään kiinnittämällä vähintään reunimmaiset välipuut kuormaliinoilla lavan koukkuihin Varastointi etukäteissuunnittelu siirtojen minimoimiseksi suositellaan käytettäväksi alus- ja välipuita, suurpaaluilla käytettävä kiilapaloja paalunippujen päällä ei saa kävellä Paalunippujen purku suurta varovaisuutta noudatettava paalujen vieriminen estettävä esim. käyttämällä trukkia, henkilöiden oltava tuen takana katkaistaan ensin keskimmäiset vanteet ja lopuksi päässä olevat vanteet asettumalla seisomaan paalunipun päähän 8
Turvallisen käsittelyn perusteet 9
Paalujen asentaminen, tarkastus ja pystyynnosto Ennen asentamista paalutuotteet tarkastetaan, että ne ovat pysyneet vahingoittumattomina varastoinnin ja mahdollisten siirtojen aikana Paaluelementin nosto yleensä nostovaijerilla tms. paalun pään läheltä Teräspaalun omasta painosta aiheutuvan taipuman aiheuttama rasitus ei ole koskaan kriittinen RR- tai RD-pienpaaluja nostettaessa Suurpaaluilla päästänoston rajapituus on 20 m, sitä pidempien paalujen nosto paalun päästä tarkistettava laskelmilla Erityisesti suurpaaluilla tulee huomioida paalutuskoneen stabiliteetti ja nostoissa on aina huomioitava koneelle asetetut noston paino- ja ulottumarajoitukset tai ohjeet 10
RR-lyöntipaalujen asentaminen Peruskoneet (esimerkkejä) 11 Lyöntilaitteet pudotus- ja hydraulijärkäleet, hydrauli- ja paineilmavasarat täryttimet, hydrauliset tunkit Asennuksen aloittaminen: asemointi tarkasti paikoilleen, pystysuoruuden tai suunnitellun kaltevuuden tarkistaminen vatupassilla tai kallistuksenmittauslaitteilla keskeinen lyönti alkuvaiheessa paalun kaltevuuden ja sijainnin tarkistaminen pieniä kaltevuuden muutoksia voidaan pyrkiä oikaisemaan maston kaltevuuden muutoksilla asennuksen alkuvaiheessa, mutta paalua ei saa vääntää paikoilleen/suunniteltuun kaltevuuteen
RR-pienpaalujen asentaminen paaluputken päähän esim. lekalla asentaen maa- tai kalliokärki riittävän tiukasti, työstetty ura sisäpurseen kohdalle, kalliokärjen karkaistuun tappiin ei saa lyödä, kärki kiristyy loppulyöntien yhteydessä ulkopuolinen holkkijatkos (RR90-RR220) yleensä alaspäin jos ulkopuolinen holkkijatkos on ylöspäin, on käytettävä sovitinkappaletta, mikä välittää lyönnin paaluputkeen holkin ohi, suoraan holkkiin ei saa lyödä sisäpuolisia jatkoksia (RR140-RR220) käytettäessä jatkos asennetaan alapaaluun siten, että jatkoskappaleessa oleva työstetty ura tulee sisäpurseen kohdalle, lopullinen jatkokset kiristyvät loppulyöntien yhteydessä 12
RR-paalujen asentaminen pudotus- ja hydraulijärkäleillä Ei yleensä iskutyynyä PTL3:ssa käytettävä paalun pään ja lyöntipesän välillä sovitinkappaletta iskun keskittämiseksi PTL2: RR220 (tb250), RR270 (tb300) ja RR320 (tb350) epäkeskeinen isku: riski paalu vaurioitumiselle kasvaa riski paalun käyristymiselle kasvaa tärinät kasvaa hitaampi tunkeutuminen pitkillä paaluelementeillä lyönnin aikainen nurjahdusriski kasvaa EI NÄIN! 13
RR-paalujen asentaminen pudotus- ja hydraulijärkäleillä Upotuslyönnit pehmeissä maakerroksissa suuruusluokaltaan 100mm painuma (ei riskiä mekaanisten jatkosten irtoamiselle) vastuksesta riippuen sopivaa energiaa ja iskulukua, että paalun upotus on tehokasta PTL3:ssa jännitys 90% myötörajasta (PTL2 72 %) maksimipudotuskorkeus/iskuenergia on PTL3:n mukainen max ennen loppulyöntejä kohdatessa kivi/lohkare käytetään enintään n. 80% max iskuenergiasta kiven/lohkareen läpäisemissä Lopetuslyönnit / tukipaalut: paalun tukeutuessa maakerrokseen, on ehdot täyttäviä loppulyöntisarjoja (10 iskua/pysyvä painuma 10mm PTL1/PTL2), tehtävä vähintään 3 sarjaa kalliokärki / kallion pintaan lyönti: vähennetään lyöntienergiaa kallion pintaa lähestyttäessä ja tapin upottamisessa kallioon; kunnes kärkitappi tunkeutunut kallioon, nostetaan lyöntienergia loppulyöntitasolle, kun tappi tunkeutunut kallioon, yksi ehdot täyttävä loppulyöntisarja riittää kalliokärkien mitoitusarvot ovat keskeiselle kuormitukselle (tapin pohja kokonaan kallion sisässä= loppulyöntisarjan jälkeen muutama isku pienellä iskunpituudella PTL 3: lopulliset loppulyöntiehdot dynaamisten kantavuusmittausten perusteella 14
RR-paalujen asentaminen pudotus- ja hydraulijärkäleillä, loppulyöntitaulukot Mallinnus: 90% kärjellä, 10% vaipalla kantava paalu, vaipan Smithin vaimennuskerroin 0.23s/m, mikä vastaa tyypillistä paalutusolosuhdetta, missä puolet paalusta on koheesiomaassa ja puolet kitkamaassa, vaippavastus kolmionmuotoisesti jakautunut 3 9 t järkäleet mallinnettu Junttanin HHK-järkäleillä Taulukon R d -arvot ei-jäykille rakenteille 15
RR-paalujen asentaminen hydrauli- ja paineilmavasaroilla Hydraulivasarat useita merkkejä, paalutuskäytössä olevilla teoreettiset lyöntienergiat noin 800 5300 Nm välillä iskuluku tyypillisesti 300 600 iskua/min männän nopeus ~ 10 m/s Paineilmavasarat paalutuskäytössä olevilla teoreettiset lyöntienergiat noin 1200 3400 Nm välillä (todellinen tehokkuus riippuu voimakkaasti käyttöolosuhteista ja laitteen kulumisesta) iskuluku tyypillisesti 200 300 iskua/min männän nopeus ~ 4 6 m/s Paalun pään lyöntiterän/kappaleen välissä käytettävä lyöntisovitinta PTL3:ssa on käytettävä paalutuskeiliä, minkä avulla isku saadaan keskeiseksi (vasaran ja paalun akseli yhdensuuntaiset), erittäin suositeltavaa myös PTL1 ja PTL2 ei suositeltavaa 16
17 RR-paalujen asentaminen hydrauli- ja paineilmavasaroilla Upotuslyönnit pehmeissä maakerroksissa suuruusluokaltaan 100mm painuma (ei riskiä mekaanisten jatkosten irtoamiselle) niillä vasara-paaluyhdistelmillä, joilla loppulyöntikuvaajiin on merkitty tehokkuutta 80% pienempi tehokkuus (tai käytetään liian suurta vasaraa paalukokoon nähden), lyöntijännitys voi lähestyä 90% myötörajasta tai ylittyä, jos paalun tunkeutuminen pysähtyy äkillisesti esim. isoon lohkareeseen lyönti keskeytettävä ja iskuvoimaa on vähennettävä käyttöpainetta muuttamalla Lopetuslyönnit / tukipaalut: paalun kärki on tavoitetasossa ja loppulyöntiehdot täyttyvät loppulyöntisarjoissa mitataan 30 s pysyvää painumaa, loppulyöntiehdot täyttäviä sarjoja yleensä kolme kappaletta kun paalun kärki kohtaa kallioon, loppulyöntisarjan pituus voi olla 10s (tällöin taulukoiden ja käyrien painuma-ajat jaetaan kolmella) tilanteissa, missä kallionpinta on vino eikä kallion päällä ole paalua tukevia kerroksia, voi olla tarpeen vähentää iskuvoimaa ja iskulukua kärjen luistamisen estämiseksi, kärkitapin tunkeutumisen jälkeen iskuvoiman nosto maksimiin PTL 3: lopulliset loppulyöntiehdot dynaamisten kantavuusmittausten perusteella
RR-paalujen asentaminen hydrauli- ja paineilmavasaroilla, loppulyöntitaulukot- ja käyrät Esimerkki. Furukawa F19, RRs115/8 L=10m, PTL2, a) R d = 535 kn ja b) R d = 560 kn (ei-jäykkä rakenne) a) 32 mm/30s b) R c = 1.2 x 1.47 x 560 kn = 988 kn 16 mm/30s c) jäykkä-rakenne: R d = 660 kn R c = 1.2 x 1.47 x 0.9 x 560 kn = 1058 kn <2mm/30s RMX [kn] 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 HAMK - Hydraram SG800 RRs115/8 PDA-mittaustulosten vertailu GRLWEAP:llä määritettyihin yleisiin loppulyöntiehtoihin Kun vasara ei mallinnuksen perusteella mobilisoi riittävää geoteknistä murtokestävyyttä, on geotekninen kestävyys varmistettava dynaamisilla koekuormituksilla (joka tapauksessa aina PTL3). 300 0 50 100 150 200 Painuma [mm/10s] PDA-mittaustulokset PDA-mittausten sovitusfunktio GRLWEAP L=10m 18
RR-paalujen asentaminen täryttimillä Suositeltava täryttimen taajuus yli 25 Hz Yleensä nopea tapa asentaa määräsyvyyteen (esim. meluestepaalut) helpoissa olosuhteissa paalut voidaan asentaa tiiviiseen moreenikerrokseen tai kallionpintaan täryttimille ei (toistaiseksi) ole voitu määrittää loppulyöntiehtoja, jolloin loppulyönnit on tehtävä muulla lyöntilaitteella; selkeissä ja riittävästi tutkituissa pohjaolosuhteissa PTL1:ssä voidaan varmistua riittävästä geoteknisestä kantavuudesta, jos paalupituudet ja pohjatutkimustulokset tukevat toisiaan mekaanisissa jatkoksissa suositeltavaa käyttää rasvaa, jotta jatkos menee kiinni riittävästi ennen upotuksen jatkamista, jatkoksen kiristyminen luotettavasti edellyttää loppulyöntejä muulla lyöntilaitteella 19
RD-paalujen asentaminen, asennuskalusto Raskas porapaalutuskalusto: n. RD400 RD1200, > 40 t 90 t Keskiraskas porapaalutuskalusto n. RD115 RD500, > 15 50 t 20 Kevyt porapaalutuskalusto, perustusten vahvistukset RD90 RD300, < 12 15 t
RD-paalut Porauskalustot Uppovasarakalustot pneumaattinen tai vesikäyttöinen (Wassaran vesivasara RD320 saakka) pitkille paaluille jopa D=1220 mm halkaisijoille (Suomessa normaali max 700 800 mm) Päältälyövät kalustot pneumaattinen tai hydraulinen paalupituus yleensä enintään 30 m paalun halkaisija yleensä enintään 200 mm injektoitaville porapaaluille 20.3.2013 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen
RD-paalut Porausmenetelmät (perinteinen) epäkeskinen porausmenetelmä sekä päältälyövälle että uppovasarakalustolle pilottikruunun yläpuolella epäkeskinen avarrinosa. D=90 355 mm Keskinen porausmenetelmä sekä päältälyövälle että uppovasarakalustolle paalun alapäässä avarrinkruunu, joka pyörii ilman että putki pyörii. D=90 1220 mm Siipipilotti pilottikruunussa 2 tai useampia avautuvia segmenttejä tai siipiä; ei erillistä avarrinkruunua D=320 1016 mm? soveltuvuus Pohjoismaiden maaperäolosuhteisiin? 20.3.2013 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen
RD-paalujen asentaminen Valitaan olosuhteisiin sopiva poraus- ja huuhtelumenetelmä Varmistetaan, että maakenkä ja mahdollinen avarrinkruunu kestää paalulle tulevat kuormitukset Noudatetaan porauksessa vasaran ja porakruunujärjestelmän ohjeita, pyöritysnopeus, syöttövoima, huuhteluaine ja huuhtelupaine Kun kohdataan iso kivi/lohkare tai kallio syöttövoimaa pienennetään ja nostetaan pyöritysnopeutta vähennetään riskiä paalun liialliselle sivusiirtymälle, kallistumiselle tai käyristymiselle Maaperästä poistuvan maa-aineksen määrän tulee olla hieman pienempi tai enintään sama kuin RD-paalun tilavuus ja veden määrän vastata huuhtelussa käytettävä vähennetään riskiä maakerrosten häiriintymiselle ja mammuitointi-ilmiölle Poraus kallioon suunnitelman mukaisesti (0.5m tai 3D tai suunnitelmassa määritetty) Epäkeskisellä porausmenetelmällä ja mahdollisesti siipipilotilla paalu jää kalliohyllyn varaan, mikä on huomioitava geoteknisessä kestävyydessä, suunnittelussa ja tarkastustoimenpiteissä Tarkastuslyönnit porauskaluston ylösnoston jälkeen! 23
24 RD-paalujen jatkaminen, kierreholkkijatkos Paaluelementtien ja kierreholkkien tarkastus suojausten poiston jälkeen siirroissa tai varastoinnissa vioittunutta jatkosta ei asenneta Varmistetaan, että porakruunukalusto on yhteensopiva kierreholkkijatkosten kanssa Ennen asennusta varmistutaan/varmistetaan puhdistamalla paaluelementin pään että kierreholkin kierteiden puhtaudesta holkki kierretään käsin asennettuun paaluun ja esikiristetään ketjuavaimilla tai paalutuskaluston pyöritysyksiköllä ylempi paaluelementti asennetaan / kierretään holkkijatkokseen ja lopullinen kiristys tehdään pitämällä ote alemmasta paalu- ja ylemmästä paaluelementistä, erityisesti koneellisesti kiristettäessä holkista ei saa puristaa, kiristysmomentti RD90-RD170 1 knm, RD220 3 knm
Teräspaalujen jatkaminen hitsaamalla Hitsaussuunnitelma Hitsauksen laatuvaatimukset Hitsaajilla oltava voimassa oleva pätevyys SFS-EN287-1 Hitsausprosessit: puikkohitsaus ja täytelankahitsaus Oikeat hitsauslisäaineet Hitsausolosuhteet: tuulelta ja sateelta suojautuminen teräksen (esi)lämmitys kosteuden poistamiseksi ja alle 10 asteen lämpötilassa +50 100 asteen lämpötilaan Railot (tilauksen mukaan) työmaalla tehtävät railot Hitsauksen suorittaminen paalujen päiden puhtaus riittävä ilmarako läpihitsautuminen paalun päiden kohdistaminen paalun suoruus jatkoksessa pohjapalko käsin hitsatessa 2.5mm puikolla, täyttöpalot 3.2mm Huolellinen työ kestävä hitsiliitos turvallinen jatkos EI NÄIN! 25
Teräspaalut paalun katkaisu, paaluhatut, puhdistus, betonointi Katkaisu paalun akselia kohtisuoraa (<2.0% suorakulmaisuus ja pään tasomaisuus <2mm) Paalun päiden sulkeminen (turvallisuus, vieraiden esineiden/maan pääsyn estäminen paaluputkeen) Betonoitavien paalujen puhtauden tarkistaminen ennen betonointia, RD-paaluilla porauslieteen poistaminen vedellä Betonoinnista runsaasti ohjeistusta: materiaalilaadut (raudoitteet, vesi, kiviaines, sementti, lisäaineet) raudoituskehikoissa ohjaimet ja keskittäjät suojabetonikerros >10 mm(juotoslaasti) 25 mm (betoni) RR/RD75-RR/RD170 juotoslaasti, RR/RS220 betoni aina kun mahdollista kuivavaluna vedenalainen valu contractor-valuna Paaluhattujen asennus liittorakennemitoitetuilla paaluilla huolehdittava, että paaluhatun alle ei jää tyhjää tilaa, tarvittaessa jälki-injektointi (reiällinen paaluhattu) jos paaluhattuun kohdistuu leikkaus- tai momenttirasituksia, hitsataan hattu kiinni paaluputkeen jos paineellista pohjavettä, voi hatun kiinnihitsaus olla perusteltua 26
Yhteenveto http://www.ruukki.fi/tuotteet-jaratkaisut/infrastruktuuriratkaisut/lataa-esitteita-jaohjelehtia 27
28 20.3.2013 www.ruukki.com Veli-Matti Uotinen