TEKNINEN KESKUS / GEOTEKNIIKKAYKSIKKÖ PKTO-14 PUTKIKAIVANTOJEN TUENTAOHJE 30.9.2014 1401/GT
2 SISÄTÖ: 1 YEISTÄ 2 OHJEEN KÄYTTÖAUE 3 MITOITUKSEN ÄHTÖKOHAT 4 MITOITUS 5 TYÖTEKNIIKKA IITTEET iite 1 Saven leikkauslujuus 5 kn/m, yksi tukitaso iite 2 Saven leikkauslujuus 7 kn/m 2, yksi tukitaso iite 3 Saven leikkauslujuus 10 kn/m 2, yksi tukitaso iite 4 Saven leikkauslujuus 10 kn/m 2, kaksi tukitasoa iite 5 Saven leikkauslujuus 15 kn/m 2, yksi tukitaso iite 6 Saven leikkauslujuus 15 kn/m 2, kaksi tukitasoa iite 7 Veden kyllästämä löyhä kitkamaa iite 8 Tuentaelementtien käyttö Espoon kaupunki / Tekninen keskus P 41 (käyntiosoite: Virastopiha 2 C) 02070 ESPOON KAUPUNKI Puhelin (asiakaspalvelu): 09 8162 5000 www.espoo.fi FINNMAP Infra Oy / Iikka Kärki, Elise Ruohonen Ratapihantie 11 00521 HESINKI Puhelin: 09 8565 3800 www.finnmap-infra.fi
3 1 YEISTÄ FINNMAP Infra Oy on Espoon kaupungin toimeksiannosta tehnyt putkikaivantojen tuentaohjeen. Työhön ovat osallistuneet Teknisestä keskuksesta Matti Kaurila, Jouni Hartikainen ja Hannu ehtikankare sekä Finnmap Infra Oy:stä Iikka Kärki ja Elise Ruohonen. Toimeksiannon tarkoitus on ollut huomioida edellisen vuonna 1997 laaditun Putkikaivantojen tuentaohjeen jälkeen tapahtunut teräslaatujen tekninen kehitys sekä ottaa huomioon nykykaivantojen vaatimukset. 2 OHJEEN KÄYTTÖAUE Ohje soveltuu tavallisimpien putkijohtokaivantojen rakentamiseen Espoossa tyypillisimmissä olosuhteissa. Ohjeen oikea käyttö edellyttää, että kohteesta on käytettävissä riittävästi pohjatutkimuksia. Putkikaivannon linjalta on oltava riittävästi painokairauksia maakerrosrajojen määrittämiseksi luotettavasti sekä vähintään yksi siipikairaus maan leikkauslujuuden määrittämiseksi. Käytettäessä syvästabilointia, kevennysleikkausta tai erityyppisiä arinarakenteita tuennan apuna, tulee mitoitus tehdä aina tapauskohtaisesti. Ohjeessa kaivannot on mitoitettu 8 ja 12 metrin ponttipituuksille käyttäen yhtä tai kahta tukitasoa. 3 MITOITUKSEN ÄHTÖKOHAT Kaivannot on mitoitettu Espoon tavallisten savityyppien mukaisesti enimmillään 4,5 5 metrin kaivusyvyyteen asti, jotka ovat syvimpiä tavanomaisia putkikaivantotyyppejä. Kaivannon leveys on 1,5 4,0 metriä. Jos pohjavedenpinnan asemasta ei ole luotettavaa tietoa, oletetaan sen olevan 0,5 metrin syvyydellä maanpinnasta. Mitoitus on tehty viidelle eri maatyypille. Savet on jaoteltu leikkauslujuuden perusteella neljään ryhmään ja viidentenä on löyhä kitkamaa, jossa pohjavesi on lähellä maanpintaa. Työkonekuormat on huomioitu. Pehmeissä savissa työkonekuorma johtaa alhaiseen kaivusyvyyteen, joten työ on edullista toteuttaa siten, ettei kaivannon reunoja kuormiteta, eli työkone työskentelee kaivannon päädyssä eikä massoja läjitetä kaivannon sivulle. isäksi on käsitelty tuentaelementtien käyttöalueet eri maalajeissa.
4 4 MITOITUS Mitoitus on tehty MS-Tuki -ohjelmalla ja tarkistettu käsinlaskennalla sekä liukupintatarkasteluna. Varmuuskerroin ponttiseinän alapään vakavuudelle on 1,5 ja yläpäiden teräsrakenteiden sallittuna jännityksenä on käytetty 220 N/mm 2. Ponttiseinän sallittuna taivutusvastuksena on käytetty 1200 cm 3, joka vastaa uriin lyötyjen arssen 603 -tyypin ponttien taivutusvastusta. Kaivannon kerralla aukiolevaa pituutta ei ole rajoitettu. Niissä tuentatapauksissa, joissa kaivannon sivulla ei sallita työkonekuormaa eikä maiden läjitystä, tulee kaivumaat läjittää koneen taakse tai vähintään ponttipituuden etäisyydelle kaivannon reunasta. Ohjeen mukaisia kaivantoja ei saa tehdä ponttipituutta lähemmäksi olemassa olevia rakenteita esim. rakennuksen perustukset. Tällaiset tapaukset tulee tarkastella erikseen. 5 TYÖTEKNIIKKA Tukirakenteina käytetään HEB-palkeista valmiiksi hitsattuja suorakaiteen muotoisia kehikkoja. Kehikoissa on nostolenkit, joista ne ripustetaan ketjulla pontteihin. Tällöin kaivu- ja tuentatyössä ei tarvita hitsausta. Putkikaivannon kohdalla tehdään tarvittaessa ensin 0,5 1,0 metrin alkukaivu, jonka jälkeen tukikehikot asennetaan paikalleen. Pontit asennetaan tukikehikkoja ohjureina käyttäen kaivinkoneen täryvasaralla.
IITE 1 POHJAMAAN EIKKAUSUJUUS 5 kn / m² YHETÄ TASOTA TUETTU KAIVANTO q = 0 tai 10 kn / m² TYÖOHJE: - Tukikehikkojen asennus. - Pontit asennetaan käyttäen tukikehikkoja ohjureina. - Tukikehikot ripustetaan pontteihin ketjuilla. - Kun pintakuormaa ei sallita (q=0) kaivannon kaivu tapahtuu kaivannon päästä poikittain lyödyn ponttiseinän takaa. Kaivannon sivuilla ei saa liikkua työkoneilla eikä maita saa läjittää kaivannon sivuille. - Kun sallitaan 10 kn/m2 pintakuormaa kaivannon sivuilla saa olla enintään 21 tonnin työkone tai kaivumaita yli puolen metrin etäisyydellä. - Tukikehikot poistetaan ja pontit vedetään ylös. SUURIN JA VASTAAVAT TUKIRAKENTEET = 8 m (q=10 kn/m2) = 1.6 m = 8 m (q=0) * = 2.2 m = 12 m (q=10 kn/m2) = 2.0 m = 12 m (q=0) * = 2.6 m * EEYTTÄÄ POIKITTAISTA PONTTISEINÄÄ KAIVANNON PÄÄTYYN Kun ponttien alapäät ovat vähintään 1 metrin silttikerroksessa: = 8 m (q=10 kn/m2) = 2.8 m k 6 m Tällöin tulee hydraulisen murtuman vaara tarkistaa.
IITE 2 POHJAMAAN EIKKAUSUJUUS 7 kn / m² YHETÄ TASOTA TUETTU KAIVANTO q = 0 tai 10 kn / m² TYÖOHJE: - Tukikehikkojen asennus. - Pontit asennetaan käyttäen tukikehikkoja ohjureina. - Tukikehikot ripustetaan pontteihin ketjuilla. - Kun pintakuormaa ei sallita (q=0) kaivannon kaivu tapahtuu kaivannon päästä poikittain lyödyn ponttiseinän takaa. Kaivannon sivuilla ei saa liikkua työkoneilla eikä maita saa läjittää kaivannon sivuille. - Kun sallitaan 10 kn/m2 pintakuormaa kaivannon sivuilla saa olla enintään 21 tonnin työkone tai kaivumaita yli puolen metrin etäisyydellä. - Tukikehikot poistetaan ja pontit vedetään ylös. SUURIN JA VASTAAVAT TUKIRAKENTEET = 8 m (q=10 kn/m2) = 2.2 m = 8 m (q=0) * = 2.5 m = 12 m (q=10 kn/m2) = 2.9 m k 6 m = 12 m (q=0) * = 3.4 m k 6 m * EEYTTÄÄ POIKITTAISTA PONTTISEINÄÄ KAIVANNON PÄÄTYYN Kun ponttien alapäät ovat vähintään 1 metrin silttikerroksessa: = 8 m (q=10 kn/m2) = 3.2 m k 6 m Tällöin tulee hydraulisen murtuman vaara tarkistaa.
IITE 3 POHJAMAAN EIKKAUSUJUUS 10 kn / m² YHETÄ TASOTA TUETTU KAIVANTO q = 10 kn / m² TYÖOHJE: - Tukikehikkojen asennus. - Pontit asennetaan käyttäen tukikehikkoja ohjureina. - Tukikehikot ripustetaan pontteihin ketjuilla. - Kaivun tapahtuessa kaivannon päästä, kaivuluiskan tulee olla loivempi kuin 1:2. - Kaivannon sivuilla saa olla enintään 21 tn työkone tai kaivumaita yli puolen metrin etäisyydellä. - Tukikehikot poistetaan ja pontit vedetään ylös. SUURIN JA VASTAAVAT TUKIRAKENTEET = 8 m = 2.7 m = 12 m = 3.2 m
IITE 4 POHJAMAAN EIKKAUSUJUUS 10 kn / m² KAHETA TASOTA TUETTU KAIVANTO q = 10 kn / m² 1.5 m TYÖOHJE: - Asennetaan kahdet tukikehikot päällekkäin. - Pontit asennetaan käyttäen tukikehikkoja ohjureina. - Ylempi kehikko ripustetaan pontteihin, alempi ripustetaan ylempään kehikkoon ketjuilla. - Kaivun tapahtuessa kaivannon päästä, kaivuluiskan tulee olla loivempi kuin 1:2 - Kaivannon sivuilla saa olla enintään 21 tn työkone tai kaivumaita yli puolen metrin etäisyydellä. - Tukikehikot poistetaan ja pontit vedetään ylös. SUURIN JA VASTAAVAT TUKIRAKENTEET Ponttipituus Kaivusyvyys Alempi tukitaso Vaakapalkki Poikkituki = 8 m = 3.3 m k 3 m = 12 m = 4.0 m k 3 m Ylempi tukitaso vastaava kuin yhdeltä tasolta tuetussa kaivannossa.
IITE 5 POHJAMAAN EIKKAUSUJUUS 15 kn / m² YHETÄ TASOTA TUETTU KAIVANTO q = 10 kn / m² TYÖOHJE: - Tukikehikkojen asennus. - Pontit asennetaan käyttäen tukikehikkoja ohjureina. - Tukikehikot ripustetaan pontteihin ketjuilla. - Kaivun tapahtuessa kaivannon päästä, kaivuluiskan tulee olla loivempi kuin 1:1. - Kaivannon sivuilla saa olla enintään 21 tn työkone tai kaivumaita yli puolen metrin etäisyydellä. - Tukikehikot poistetaan ja pontit vedetään ylös. SUURIN JA VASTAAVAT TUKIRAKENTEET = 8 m = 3.8 m = 12 m = 4.5 m
IITE 6 POHJAMAAN EIKKAUSUJUUS 15 kn / m² KAHETA TASOTA TUETTU KAIVANTO q = 10 kn / m² 1.5 m TYÖOHJE: - Asennetaan kahdet tukikehikot päällekkäin. - Pontit asennetaan käyttäen tukikehikkoja ohjureina. - Ylempi kehikko ripustetaan pontteihin, alempi ripustetaan ylempään kehikkoon ketjuilla. - Kaivun tapahtuessa kaivannon päästä, kaivuluiskan tulee olla loivempi kuin 1:1 - Kaivannon sivuilla saa olla enintään 21 tn työkone tai kaivumaita yli puolen metrin etäisyydellä. - Tukikehikot poistetaan ja pontit vedetään ylös. SUURIN JA VASTAAVAT TUKIRAKENTEET Ponttipituus Kaivusyvyys Alempi tukitaso Vaakapalkki Poikkituki = 8 m = 4.7 m k 3 m = 12 m = 5.0 m k 3 m Ylempi tukitaso vastaava kuin yhdeltä tasolta tuetussa kaivannossa.
VEEN KYÄSTÄMÄ ÖYHÄ KITKAMAA IITE 7 YHETÄ TASOTA TUETTU KAIVANTO q = 10 kn / m² gw Ø = 30 ү= 20 kn / m³ ү = 10 kn / m³ = 8 m = 4.5 m k 6 m = 12 m = 5.3 m k 6 m KAHETA TASOTA TUETTU KAIVANTO q = 10 kn / m² gw Ø = 30 ү= 20 kn / m³ ү = 10 kn / m³ 1.5 m Ponttipituus Kaivusyvyys Alempi tukitaso Vaakapalkki Poikkituki = 8 m = 5.5 m k 3 m = 12 m = 6.5 m k 3 m Ylempi tukitaso vastaava kuin yhdeltä tasolta tuetussa kaivannossa. Esitetyillä kaivusyvyyksillä hydraulisen murtuman vaara todennäköinen. Pohjaveden alennuksen tarve selvitettävä.
IITE 8 TUENTAEEMENTTIEN KÄYTTÖ EURO VERBAU -EEMENTIT TAI VASTAAVAT q = 0 tai 10 kn / m² TUENTAEEMENTTIEN SUURIN KÄYTTÖSYVYYS SAVEN EIKKAUSUJUUEN JA PINTAKUORMAN MUKAAN Su ( kn / m² ) 5 7 10 10 15 15 max ( m ) 1.5 2.0 2.2 2.8 3.5 4.1 q ( kn / m² ) 0 0 10 0 10 0 Kitkamaassa ja tätä syvemmissä kaivannoissa tulee mitoitus tehdä tapauskohtaisesti. Hydraulisen murtuman vaara tulee aina tarkistaa.