Ajankohtaista pohjarakenteista Siltatekniikan päivät 31.1. 1.2.2018, Geoasiantuntija Jaakko Heikkilä
Sisältö NCCI7 / TIELIIKENNEKUORMAN VAIKUTUKSET JUNAKUORMIEN VAIKUTUKSET SUIHKUINJEKTOINTI SIVUKUORMITETTUJEN PYLVÄSPERUSTUSTEN SUUNNITTELUOHJE LO32/2016 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 2
NCCI 7; tieliikennekuorma Ajoneuvoasetuksen mukainen 3-aks. telin max. Paino on 270 kn Laskentatelin kokonaispaino 555kN Laatikkomallin kokonaispaino 600kN Kokonaispaino määräytyi mitattujen akselien tilastollisen analyysin perusteella 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 3
NCCI 7; tieliikennekuorma Kuorman pystysuuntaisen vaikutuksen laskenta Boussinesq 2:1 menetelmä Viereisissä kuvissa on esitetty pystysuuntaisen jännityksen arvo syvyyden funktiona seuraavilla laskentatavoilla: 2:1 menetelmä Boussinesq (kimmoinen puoliavaruus) FEM, jossa siirtymätön laatta laskentatasossa FEM paalulaatalla => laskentamenetelmät, joissa ei pystysuuntaista siirtymää ole estetty laskentatasossa (2:1 ja Boussinesq) aliarvioivat jännitystä 20 50% 31.12018 Jaakko Heikkilä 4
NCCI 7; tieliikennekuorma Keskitetyn pintakuorman aiheuttama jännitysjakauma laatan pinnalla. Paalun kantamalle pinta-alalle laskettu keskimääräinen pystysuuntainen pintakuorman aiheuttama jännitys on funktio: Pintakuorman koko ja muoto Penkereen paksuus Paalujako 31.12018 Jaakko Heikkilä 5
NCCI 7; tieliikennekuorma Keskimääräinen jännitys paalulaatan pinnalla eri paaluilla. Kuorma 40kPa 3*5m 2 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 6
NCCI 7; tieliikennekuorma APROKSIMAATIO 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 7
NCCI 7; tieliikennekuorma Nykyisin käytetyn käsin laskenta menetelmän tarkistus Yliarvio vaakasuuntaista jännitystä n. 85% 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 8
NCCI 7; tieliikennekuorma RESULTANTIN PAIKKA 40 deg kuorman keskipisteestä 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 9
NCCI 7; tieliikennekuorma JÄNNITYSJAKAUMAN PITUUS SEINÄN SUUNNASSA 2*kuorman leveys 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 10
NCCI 7; tieliikennekuorma RESULTANTIN SUURUUS Valittiin arvo K o * pystykuorma Johtaa noin 30% suurempaan vaakaresultantiin kuin vastaava FEM laskenta. 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 11
NCCI 7; tieliikennekuorma LOPPUTULOS Resultantin korkeus vastaa FEM laskentaa Resultantin suuruus noin 30% suurempikuin vastaava FEM laskenta. Jakauman muoto sovitettu FEM laskentaan 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 12
Junakuorman vaikutukset Selvityksen 1. vaihe Jarrukuorman välittyminen laatan pintaan? 24.1.2017 Veli-Matti Uotinen 13
Junakuorman vaikutukset Tarkastellut kuormakaaviot LM71 E4 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 14
Junakuorman vaikutukset Junakuorman aiheuttama leikkausjännitys laatan keskilänjalla. Harmaa viiva kuvaa pystykuorman ja täyden vaakakuorman (25% pystykuormasta) yhteisvaikutusta Sininen viiva kuvaa pelkän pystykuorman vaikutusta 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 15
Junakuorman vaikutukset Junakuorman vaakakomponentin aiheuttama jännitys laata2n pinnassa. 100% kuvaa tilannetta, jossa vaakakuorma on 25% pystykuormasta. 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 16
Junakuorman vaikutukset Pystysuuntainen jännitys laatan keskilinjalla. LM71 max sisältää 3 teliparia ilman nauhakuormaa. 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 17
Junakuorman vaikutukset Vaaka jännitys laatan keskilinjalla. 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 18
Junakuorman vaikutukset Toimiiko superpositioperiaate? Vaaleanruskea viiva esittää tuloksen laskennasta, jossa mallinnettiin 3 teliparia. Sininen harmaa ja keltainen esittävät yksittäisen telin vaikutuksia. Tummanruskea viiva kuvaa yksittäisten teliparien vaikutusten summaa => Toimii 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 19
Junakuorman vaikutukset Montako teliparia tarvitaan? Viereisen kuvan mukaa 3 teliparilla ei aivan saavuteta maksimi yhteisvaikutusta. 6 teliparin laskentatuloksessa jännitys vakiintuu. => 5 teliparia 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 20
Junakuorman vaikutukset Laatan poikkisuuntaisen rajallisuuden vaikutus? Laatta kavennettiin mallissa 8,2m levyiseksi. Mikä osuus vaakavoimasta kohdistuu laattaan? 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 21
Junakuorman vaikutukset Ylemmässä kuvassa on esitetty vaakajännitys laatan pituussuunnassa keskilinjalla Alemmassa kuvassa on esitetty laatan pituussuuntainen vaakajännityksen jakauma laatan poikkisuunnassa Vihreä kuvaa mallin levyistä laataa Punainen kuvaa 8,2m levyistä laatta => Koko vaakakuorma kohdistuu laattaan 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 22
Junakuorman vaikutukset Laskettujen vaikutusten vertailu EN1991 mukaisiin arvoihin EN1991 JARRUKUORMA EN1991 VETOKUORMA Lasketut leikkausjännitykset laatan pinnassa on summattu metrikuormiksi. 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 23
Suihkuinjektointi Suihkuinjektointiohje on laadinnassa Valmistuu 2018 aikana 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 24
Suihkuinjektointi Menetelmäkuvaus: 1-Vaihemenetelmä 1. Poraus 2. Nostetaan poratankoa ylös ja suihkutetaan sideainetta 3. Valmis pilari 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 25
Suihkuinjektointi 2-Vaihemenetelmä 3-vaihemenetelmä 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 26
Suihkuinjektointi Sideaineena vesi-sementtisuspensio. Vesisementtisuhde ~1.0 Injektointipaine 250 600 bar Sideaine syrjäyttää hienorakeisen maaaineksen. Karkearakeinen aines jää osaksi pilaria Lopputuloksena syntyy raudoittamaton sementtilaasti/betoni pilari 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 27
Suihkuinjektointi Kalusto: Oikealla keskiraskas Vasemmalla kevyt Läpäisykyky sama kuin kallioporalla 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 28
Suihkuinjektointi Viereisessä kuvassa keskimääräisiä puristuslujuuden arvoja eri maalajeissa. Sininen ruutu rajaa tyypillisen käyttöalueen 31.1.2028 Jaakko Heikkilä 29
Suihkuinjektointi Viereisessä taulukossa tyypillisiä vaihteluvälejä: Puristuslujuus Kimmomoduuli Vedenläpäisevyys 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 30
Suihkuinjektointi Tyypilliset pääkäyttökohteet ovat: 1. Kantava rakenne 1. Uudet rakenteet. Harvinainen 2. Vanhojen perustusten korjaus 1. Maanvaraiset anturat 2. Puupaalut 2. Tiivistysrakenne 1. Tukiseinien kalliokontaktin tiivistys 2. Tukiseinien saumojen tiivistys 3. Leikkauksen pohjan tiivistys 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 31
Suihkuinjektointi Työjärjestys: 1. Pontit 2. Suihkuinjektointi 3. Kaivuu Suihkuinjektointi toimii: 1. Tukitasona ponttien välissä 2. Vesitiiviinä laattana kaivannon pohjalla 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 32
Suihkuinjektointi Suihkuinjektoinnilla tiivistetään teräsponttiseinän ja kallion sauma 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 33
Suihkuinjektointi Suihkuinjektointi muodostaa sesitiiviin seinän ponttien alapäiden ja kallionpinnan väliin. Vaihtoehtoisesti veden virtaus voitaisiin estää ponttien väliin tehtävällä suihkuinjektointi laatalla. 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 34
Sivukuormitettujen pylväsperustusten suunnitteluohje LO32/2016 Ratajohtopylväät, meluesteet, portaalit ja muut sivukuormitetut pylväsperustukset (ei koske pieniä varusteita) Suunnitteluperusteet Kuormat Perustustyypit ja perustamisolosuhteet Maanvarainen anturaperustus Kallionvarainen perustus Paaluperustukset Kokeellinen mitoitus Routasuojaus Suunnitelman sisältö 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 35
Sivukuormitettujen pylväsperustusten suunnitteluohje LO32/2016 31.1.2018 Jaakko Heikkilä 36
Kiitokset mielenkiinnosta, kysymyksiä? Lisätietoja: Jaakko.heikkila@liikennevirasto.fi;