JULKINEN Rantaradan stabiliteetin parantaminen syvästabiloinnilla

Samankaltaiset tiedostot
KT51 Kirkkonummen syvä- ja massastabiloitu koerakenne LIITE 1 LIITTEET

Vastaanottaja Turun Satama. Asiakirjatyyppi Laadunseurantaraportti. Päivämäärä Elokuu, 2010 LIFE06 ENV/FIN/ STABLE TURUN SATAMA

NOLLAKUIDUN STABILOINTI, CASE HIEDANRANTA MATTI HOLOPAINEN UUMA2 - VUOSISEMINAARI UUMA 2 - VUOSISEMINAARI

Harjoitus 11. Betonin lujuudenkehityksen arviointi

Ramboll. Knowledge taking people further --- Turun satama. Pernon väylän TBT-massojen kiinteyttäminen stabiloimalla, tekniset tutkimukset

14132 Massastabiloidut maarakenteet

YLEISTÄ EUROKOODI MITOITUKSESTA

14131 Pilaristabiloidut rakenteet

TAMPERE-SEINÄJOKI, NOPEUDEN NOSTO, KOERAKENNUSKOHDE N:O 90 (Km ) LAADUNVALVONTA- JA ASIANTUNTIJATYÖN RAPORTTI

RATA Betonisiltojen lujuusongelmat. Jani Meriläinen

Gallträskin rantojen stabiliteettilaskelmat Kauniaisten kaupunki

LIUKOISUUDET RAKENTEISSA NOORA LINDROOS, RAMBOLL FINLAND OY

Teräsbetonipaalun mitoitus PO-2016 mukaan

RAK Computational Geotechnics

3.a. Helposti rakennettavaa aluetta -Sr, Hk, Mr, Si. Vaikeasti rakennettava pehmeikkö lyhyehkö paalutus 2-5m

Nro 53/2006/3 Dnro LSY 2006 Y 29 Annettu julkipanon jälkeen

Sideaineet eri käyttökohteisiin

Väyläviraston ohjeet

Naantalin kaupunki Asuntomessualue LUONNOS KUSTANNUS- Matalalahden rantarakenteiden geotarkastelu

LIIKENNEVIRASTON OHJEITA. Syvästabiloinnin suunnittelu Tien pohjarakenteiden suunnitteluohjeet

RAK Computational Geotechnics

Syvästabiloinnin suunnitteluohje. Tarkistettu verkkojulkaisu v-04

Sideaineen ja työtavan vaikutus pilaristabiloinnissa

Syvästabilointi Laadunvalvonta geofysikaalisilla reikämittausmenetelmillä ja mekaanisilla kairausmenetelmillä

STABILOINNIN HYÖDYNTÄMINEN RAUTATIEN STABILITEETIN PARANTAMISESSA

VAHVISTETTU MAAVALLI, KEHÄ 1:N JA KIVIKONTIEN ERITASOLIITTYMÄ SUUNNITTELU JA MITOITUS

SYVÄSTABILOINNIN TYÖSELOSTUS

Johanna Tikkanen, TkT, Suomen Betoniyhdistys ry

Veli-Matti Uotinen

Korkealujuusbetonin suhteitus, suhteituksen erikoistapauksia. Harjoitus 6

4 LABORATORIOKOERAPORTTI. 4.1 Johdanto

Lumen teknisiä ominaisuuksia

TÄRINÄ JA MUUT YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET. Lyöntipaalutustärinä Tärinän ohjearvot Tärinämittauskohde, Lahti Maan tiivistyminen Maan syrjäytyminen

SYVÄSTABILOINNIN PITKÄAIKAISET SEURANTATUTKIMUKSET. Miia Paatsema Heikki Kangas

Nopeasti lujittuva betonimassa isoihin korjausvaluihin

SYVÄSTABILOINNIN TYÖSELOSTUS

SIPOREX-HARKKOSEINÄÄN TUKEUTUVIEN TERÄSPALKKIEN SUUNNITTELUOHJE

Naantalin kaupunki Asuntomessualue LUONNOS KUSTANNUS- Matalalahden rantarakenteiden geotarkastelu

Turvemaan pintakerroksen lujuuden mittalaite piikkisiipikaira. Jari Ala Ilomäki

TUTKIMUSRAPORTTI VTT-R Menetelmäkuvaus tartuntavetotankojen

Massastabiloinnin laatuun ja toteutettavuuteen vaikuttavia tekijöitä

Helsinki-Turku nopea junayhteys

Ajankohtaista pohjarakenteista. Siltatekniikan päivät , Geoasiantuntija Jaakko Heikkilä

VANTAA. Vesiuomien stabiliteettilaskenta. Ohje

DEEP MIXING 2015 (SAN FRANCISCO) JA MASS STABILISATION 2015 (LAHTI) KONFERENSSIT, MASSASTABILOINTIKÄSIKIRJA SEKÄ MUUTA AJANKOHTAISTA

NURMIJÄRVEN KUNTA VIIRINLAAKSO SYVÄSTABILOINTIURAKKA

Massastabiloinnin laadunvarmistuskairaukset

EC7 Kuormien osavarmuusluvut geoteknisessä suunnittelussa, vaihtoehtoja nykyarvoille

Betonirakenteiden suunnittelussa käytettävää betonin lujuutta kutsutaan suunnittelu- eli nimellislujuudeksi f ck (aiemmin ns. K-lujuus).

GeoCalc Stabiliteetti Vianova Systems Finland Oy Versio

Betonin lujuuden määrittäminen rakenteesta. Betonitutkimusseminaari Risto Mannonen

Massastabilointikoneen ohjaus- ja paikkatietojärjestelmän

TAMPEREEN KAUPUNKI HIEDANRANNAN KOE- STABILOINTI LOPPURAPORTTI

Betonin lujuus ja rakenteiden kantavuus. Betoniteollisuuden kesäkokous Hämeenlinna prof. Anssi Laaksonen

14341 Sivu- ja niskaojat

STABILOINTIRAKENNE LIIKENNETÄRINÄN TORJUNTAKEINONA

Good Vibrations. Betonin koostumuksen vaikutus tiivistettävyyteen. Tilaustutkimus Aalto-yliopistossa. Jouni Punkki

RADAN STABILITEETIN LASKENTA, OLEMASSA OLEVAT PENKEREET

TUTKIMUSRAPORTTI VTT-R Betonin halkeamien injektointiaineiden,

Johanna Tikkanen, TkT

SEINÄJOKI, ROVES STABILOITAVUUSTUT- KIMUSTEN RAPORTTI

Betonipaalun käyttäytyminen

RIL KAIVANTO - OHJE KOULUTUSTILAISUUS ANKKUREIDEN MITOITUS JA KOEVETO (Aku Varsamäki Sito Oy)

MITÄ BETONILLE TAPAHTUU, KUN SE LÄHTEE

BETONIMURSKEEN HYÖTYKÄYTTÖ MAARAKENTAMISESSA

FCG Finnish Consulting Group Oy JOENSUUN KAUPUNKI MARJALAN KAAVA-ALUE RAKENNETTAVUUSSELVITYS P13815

Kalajoentie Kalajoki MAAPERÄTUTKIMUS KALAJOELLA: LANKIPERÄ, KALAJOKI

Haitta-aineiden sitoutuminen sedimenttien stabiloinnissa. Satamien ympäristöverkon teemapäivä,

TAMPEREEN KANSI JA AREENA - RD PAALUTUS

sulkuaineiden SILKO-koeohjelma 2015-v4

Aurajoen TBT-massojen kiinteyttäminen stabiloimalla, sideainereseptointi vuoden 2008 pilotointia varten

Ramboll Finland Oy, valvojana DI Harri Jyrävä

Hilkka Kallio Geologian tutkimuskeskus

Ohje Valmiiseen emulsioon ei saa lisätä tartuketta.

Teräspaalupäivä TRIPLA, YIT RAKENNUS OY Juha Vunneli. yit.fi

EUROKOODIN VAIKUTUS PILARISTABILOIDUN MAAN VARAAN PERUSTETUN RATAPENKEREEN MITOITUKSEEN

EPS-SOLUMUOVIN KÄYTTÖMAHDOLLISUUDET MELUESTERAKENTEISSA

TERRAFAME OY:N KAIVOSHANKE. Geosuunnitelma Primary heap, lohkot 5 ja 6. Primary heap, lohkot 5 ja 6

Kestävä kaivostoiminta II

Jäteveden ja purkuvesistön mikrobitutkimukset kesällä 2016

Insinööritoimisto Geotesti Oy TÄRINÄSELIVITYS TYÖNRO Toijalan asema-alueen tärinäselvitys. Toijala

Esityksen sisältö Tuotelehti PO-2016 mukaiseen paalutukseen: - Ohjeita suunnittelijalle Teräsbetonipaaluseminaari

EUROKOODI 7 KÄYTTÖÖNOTTOTILANNE

Johanna Tikkanen, TkT

Ruiskubetonin vaatimuksenmukaisuus. Lauri Uotinen

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M19/3733/91/1/82 Pohjois-Suomen aluetoimisto Malmitutkimus Risto Vartiainen

TTY Mittausten koekenttä. Käyttö. Sijainti

Elinkaaritehokas päällyste - Tyhjätila Tulosseminaari Ari Hartikainen

RIL Kaivanto-ohje

Betonirakenteiden suunnittelussa käytettävää betonin lujuutta kutsutaan suunnittelu- eli nimellislujuudeksi f ck (aiemmin K-lujuus).

Martti Heikkinen. Havupuuhake pengertäytteenä. Tielaitos. Käyttökokeilun seurantatulokset. Oulu Geokeskus Oulun kehitysyksikkä L'I]

Betonilaboratorio, käyttämätön voimavara?

RAKENNETTAVUUSSELVITYS

Pohjarakentamisen kustannustietoja

Ilmavaivaista betonia?

Paadenmäen kalliokiviainesselvitykset Paavo Härmä ja Heikki Nurmi

Selvitys P-lukubetonien korkeista ilmamääristä silloissa Siltatekniikan päivät

Infrabetonien valmistusohje Kommentoiniversio Jouni Punkki, Aalto-yliopisto

/ Lehtonen Kari. S14 Tiehallinnon rooli ylläpitotekniikoiden kehittämisessä

Betonin valamisen vaikeudesta

Transkriptio:

syvästabiloinnilla Seppo Hakala

Sisällysluettelo Lähtötiedot ja mitoitus Laboratoriokokeet ja sideaineen valinta Koestabilointi ja tuotantopilarointi Laadunvalvonta Seurantamittaukset Johtopäätökset ja jatkotoimenpide-ehdotukset Urakoitsijan näkökulma (Risto Lindroos/Ralf Ajalin Oy)

Lähtötiedot ja laskennat Suunnittelualueet Rantaradalla V. 2014-2015 km 166, 189 ja 195 V. 2015-2016 km 175-181 Aiemmin tai työn alussa tehty stabiliteettilaskennat ja pohjavahvistussuunnitelmat, joissa vahvistus ulottui rautatiealueen ulkopuolelle. Tämä vaatisi ratasuunnitelman laatimista. Livi sai korjausrahaa ja halusi toteuttaa kohteet ilman ratasuunnitelman laatimista Mahdollisia vahvistusmenetelmiä tällöin tilasta ja tilanteesta riippuen ojan putkitus+vastapenger Ankkuroitu teräsponttiseinä stabilointi 3

Stabilointi on mahdollista toteuttaa kapealle rautatiealueelle 4

Stabiloinnin mitoitus ohjeissa Syvästabiloinnin suunnitteluohje lähtee oletuksesta, että pilarit tehdään penkereen alle (aktiivipuoli) Tällöin huomioidaan sekä maan että pilareiden lujuus RATO 3 kieltää stabiloinnin liikennöitävän raiteen alla ilman tarkempaa selvitystä. Stabilointia voidaan käyttää liikennöitävän radan sivulla. Toteutetut pilaririvit sijaitsivat pääsääntöisesti liukupinnan passiivipuolella, jolloin maan lujuutta ei otettu huomioon mitoituksessa NCCI7 Suunnittelu: Pilarin leikkauslujuuden ominaisarvo max 200 kpa sp/su < 15 Valmis pilari: Pilarin leikkauslujuuden ominaisarvo max 300 kpa sp/su < 20 5

Stabiloinnin mitoitus ohjeessa Syvästabiloinnin suunnittelu Livi 11/2010 6

Stabiloinnin mitoitus Työnaikaiselle tilanteelle kokonaisvarmuuden vaatimustaso oli F>1,3 ja lopulliselle tilanteelle F>1,5 Lähtökohtana suunnittelussa pilarin nopeasti tapahtuva lujittuminen, jolla varmistetaan työnaikainen stabiliteetti Pilaristabiloinnin mallinnus tehtiin blokkeina. Blokki on toisiaan leikkaavien pilareiden (=lamellien) ja väliin jäävän maa. Blokin leveys, syvyys ja vaadittava leikkauslujuus määritettiin liukupintalaskelmilla, siten että F>1,5 Tämän jälkeen määritettiin lamellien keskinäiset etäisyydet radan suunnassa (k/k-väli) ja pilareilta vaadittava leikkauslujuus Yleisimmät k/k-välit radan suunnassa 1,5 m ja 2,0 m Pilarit D700 ja niiden k/k-väli 0,6 m Lamellin suositeltava vähimmäisleveys 6-7 pilaria Poikkeustapauksissa lyhyillä osuuksilla vähemmän esim. ratajohtopylvään kohta Tarvittaessa k/k-jakoa voidaan tihentää radan suunnassa 7

Esimerkkilaskenta 8

Laboratoriokokeet Sideainetyypin ja -määrän alustava valinta perustui laboratoriossa tehtyihin näytekappaleiden puristuskokeisiin Laboratoriossa testattiin eri sideaineita ja niiden seossuhteita Eri sideainemääriä 100-175 (200) kg/m 3 Ennakkokokeet 1 ja 3 vrk tehtiin kaikista sideaineista 7, 28 ja 60 vrk erikseen valituista näytteistä Osa näytteistä säilytettiin kylmiössä, osa huoneenlämmössä Kylmiölämpötilan oletettiin vastaavan paremmin maan lämpötilaa. 9

Eri laboratorioiden välillä oli tuloksissa suuria eroja JULKINEN 120 CaO+Rapid 3:7, säilytys kylmiössä, 3 vrk 113 100 90 99 Leikkauslujuus [kpa] 80 60 40 54 30 61 33 29 79 43 58 34 60 55 78 46 64 71 P1 A P2 B P3 A P4 B P6 A P7 B 20 18 17 19 0 100 kg/m3 125 kg/m3 150 kg/m3 175 kg/m3 10

Sideaineen valintaperusteet GTC-sideaineen lujittumisen todettiin riippuvan voimakkaasti lämpötilasta Kylmiössä puristuslujuudet olivat selvästi alle puolet huoneenlämmössä säilytettyihin näytteisiin verrattuna Huoneenlämmössä hyviä lujuuksia, kylmiössä selvästi heikompi kuin CaO+Rapid Plus-sementillä lujittuminen oli selvästi hitaampaa kuin Rapidilla Tarvittavan työnaikaisen ja lopullisen lujuuden saavuttamiseksi, sideaineeksi valittiin CaO+Rapid suhteessa 3:7 Sideainemäärä valittiin alustavasti laboratoriokokeiden mukaan Lopullinen päätös sideainemäärästä tehtiin stabiliteettilaskelmien ja koepilarointien perusteella 11

Koestabilointi Koestabilointi tehtiin jokaisella pehmeiköllä kolmella eri sideainemäärällä Pilareita tehtiin 8 kappaletta jokaisella sideainemäärällä eli yhteensä 24 kappaletta/koepilarointikenttä. Koestabilointi tehtiin ennalta määrättyjen lamellirivien neljään uloimpaan pilariin siten, että yhdessä lamellissa oli vain yhtä sideainemäärää Pilarikairauksia 1 vrk ja 3 vrk iässä Stabilointityötä jatkettiin vasta, kun koepilareista tehdyt pilarikairaukset oli analysoitu. Tämä 1-2 viikon odotus sanottiin työselostuksessa ja huomioitiin urakassa. Koestabiloinnin perusteella määritettiin lopullinen käytettävä sideainemäärä kohdekohtaisesti 12

Koestabilointi 13

Tuotantopilarointi ja laadunvalvontakairaukset Aloitettiin koepilarointien perusteella tehdyn suunnitelman tarkistuksen jälkeen Työnaikainen varmuus varmistettiin työjärjestyksellä tekemällä lamellit hyppimällä aluksi 1/10 tai 1/5 Stabiloidun lamellin viereen sai tulla aikaisintaan 24 h kuluttua Tarkemmin toteutuksesta urakoitsijan esityksessä Laadunvalvonta pilarikairauksilla Laadunvalvontakairauksia tehtiin eri-ikäisistä pilareista (0-146 vrk). Urakkaan kuului kairauksia 1% pilarimäärästä. Kairaukset analysoitiin ja niitä verrattiin lujuusvaatimuksiin Vain muutama yksittäinen pilari alitti lujuusvaatimukset -> eivät aiheuttaneet toimenpiteitä, sillä samalle alueelle ei osunut useita heikkoja pilareita, eikä löytynyt heikkousvyöhykkeitä Pilarin pituudella lujuus vaihtelee maakerroksista riippuen. Pilareissa mahdollisesti ylikovia kerroksia. 14

Pilarikairaukset Pilarikairauksen tulos tulkitaan normaalia 100 cm 2 kärkeä käyttäen leikkauslujuuksiksi seuraavaa kaavaa käyttäen: Leikkauslujuus c (kpa) = 0,1 * kärkivastus (MPa) Leikkauslujuus c=10*n lyönnit/0,2m kpa 15

Pilarikairaustuloksia 16

Lujuuden kehittyminen pilarissa Lujuuden kasvu on nopeinta ensimmäisen vuorokauden aikana Osalla kohteista lujuuden kasvu hidastuu merkittävästi 3 vrk jälkeen, osalla jo aiemmin Lujuus kasvaa kuitenkin myös 3 vrk jälkeen hitaasti Tämä pitää ottaa huomioon sideainemäärän valinnassa Lujuuskehitys on erilaista kuin laboratoriossa Laboratoriossa lujuus kasvaa hitaammin, mutta näytteistä mitatut lopulliset lujuudet olivat suurempia kuin maastossa havaitut 17

Lujuuden kehittyminen pilarissa 160 140 120 Lujuus [kpa] 100 80 60 40 P4 100 P1 125 P2 125 P4 125 P6 150 P1 150 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Pilarin ikä [vrk] 18

Lujuuden kehittyminen pilarissa ja laboratoriossa 160 P4 140 Leikkauslujuus [kpa] 120 100 80 60 40 100 P4 LAB 100 P4 PIL 125 P4 LAB 125 P4 PIL 150 P4 LAB 150 P4 PIL 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 vrk 19

Pilarin lämpötilamittaus Laboratorion ja maaston lujittumiserojen syyksi arveltiin pilarin lämmönkehitystä Yhteen pilariin asennettiin tekovaiheessa lämpötila-anturit sekä pilarin keskelle että reunalle Stabiloinnin lujittuessa prosessissa syntyy lämpöä, joka kiihdyttää lujittumista Pienessä laboratorionäytteessä lämpö karkaa Tämän vuoksi maastossa lujuus kehittyy nopeammin Lämpötila oli pilarissa suurimmillaan noin vuorokauden kuluttua pilarin tekemisestä 20

Pilarin lämpötila syvyydellä 2,5 m vrt. lujuuskehitys JULKINEN Pilarin leikkauslujuus [kpa] 300 250 200 150 100 50 0 23.2. 28.2. 4.3. 9.3. 14.3. 19.3. 24.3. 29.3. Aika 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Pilarista mitattu lämpötila [ C] Pilarin lujuus maastossa Lujuus laboratoriossa Pilarin keskiosan lämpötila Pilarin reunan lämpötila 21

Pilarin sitkeys ja hauraus Kalkki-sementin toimintaa voidaan kuvata yleisesti: mitä enemmän kalkkia sitä sitkeämpää ja mitä enemmän sementtiä sitä hauraampaa. Mitä lujempi pilari on, sitä pienempiä muodonmuutoksia pilari kestää CaO+Rapid 125 kg/m3 suhteessa 3:7, näyte 4-5 metrin syvyydeltä. 3 vrk käyrät A/B, 7 vrk käyrät C/D, 28 vrk käyrät E/F ja 60 vrk käyrät G/H 22

Pilarin sitkeys ja hauraus Pilarin vaakasuuntainen 2 vrk ikäinen koepala CaO+Rapid 125 kg/m3 suhteessa 3:7, esiin kaivettu pilari 2,5 metrin syvyydeltä, 2 vrk ja 21 vrk kuvaajat. 1=vaakasuuntainen koepala, 2=pystysuuntainen koepala 23

Seurantamittaukset Osalla kohteista inklinometriseuranta stabiloinnin aikana pilarointipaineesta johtuvaa siirtymää pilarista poispäin rataa kohti => savi häiriintyy ja stabiliteetti heikkenee 2 h jälkeen lujittumisen myötä siirtymä pysähtyi, eikä palautunut =>lujittuminen toimi ja varmuus parani Kaikilla kohteilla tehtiin radalta takymetrillä seurantamittauksia P1 kohteella painumaletku Stabilointia inklinometrin vieressä tehty 21.3. klo 15.40-16.13 24

Johtopäätökset ja jatkotoimenpide-ehdotukset JULKINEN Lamellistabilointi on käyttökelpoinen ja kustannustehokas pohjanvahvistusvaihtoehto, kun tila on rajallinen Kustannuksiltaan edullinen verrattuna ponttiseinään Lamellistabilointi työnaikaisen varmuuden kannalta hellävarainen menetelmä lähtökohtaisesti varmuudeltaan heikolla pehmeiköllä oikein toteutettuna. Massastabilointi ei sovellu vastaavalla tavalla herkkään paikkaan. Koestabilointi aina mukaan urakkaan. Vasta tämän jälkeen lopulliset suunnitelmat. Pilarit ovat lujittuneet maastossa hyvin Stabiliteettiongelmia ei ole havaittu stabilointien jälkeen Nopea lujittuminen ja työnaikainen stabiliteetti varmistetaan työjärjestyksellä Kairaukset sisällytetään urakkaan. Tulokset pitäisi kuitenkin saada suoraan suunnittelijalle. Sekä mitoituskäytännöille että laboratoriokokeille pitäisi saada yhteinen ohjeistus. Pilarikairausten tulkintaa puristin-heijarikairauksen osalta tulisi tarkentaa ainakin heijarivaiheen osalta. Leikkauslujuuden määritys epämääräistä lyönnin perusteella. Samoin esiporauksen vaikutus. => Stabilointiohjeen päivitys 25