Täryttämällä asennettujen teräsputkipaalujen kantavuuden määrittäminen
Kopra, Aki (2013)
Kopra, Aki
2013
Rakennustekniikan koulutusohjelma
Tuotantotalouden ja rakentamisen tiedekunta - Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2013-09-04
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201309101322
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201309101322
Tiivistelmä
Siltatyömailla käytetään pääasiassa lyöntikalustoa paalujen asentamiseen. Väliaikaisten rakenteiden, kuten työtelineiden paaluperustuksia on kuitenkin asennettu myös kaivinkoneeseen kiinnitetyn täryttävän putkeniskijän avulla. Työmaalle ei tällöin tarvita erillistä lyöntipaalutusurakoitsijaa ja kaivinkone soveltuu muuhun työhön paalutuksen päätyttyä. Paalutustyö on tällä menetelmällä todennäköisesti myös sujuvampaa, koska paalujen siirto ja asennus onnistuu samalla laitteella.
Menetelmä ei ole kuitenkaan ohjeiden mukainen tapa asentaa tukipaaluja ja tärytetty paalu vaatii loppulyönnit lyöntikalustolla tai PDA-mittauksella määritetyn kantavuuden ollakseen hyväksytty tukipaalu. Tutkimuksen tavoitteena on tuottaa työmaakäyttöön soveltuva selkeä laskenta- tai tarkistusmenetelmä täryttämällä asennetun paalun kantokyvyn määrittämiseen sekä tietoa paalun asennettavuuden arviointiin pohjaolosuhteiden perusteella.
Tämä diplomityö koostuu kahdesta osasta. Kirjallisuustutkimusosassa käydään läpi paalujen asentamiseen käytettävän täryttimen toimintaperiaate ja maaperäolosuhteiden ja tärytysparametrien vaikutus asentamisen onnistumiseen. Työn toisessa osassa tärytetyn paalun kantavuuden määrittämistä ja kantavuuteen vaikuttavia tekijöitä tutkitaan maastokokeiden avulla.
Kokeissa tärytettävän paalun asennusvoimaa ja tärytyksen taajuutta mitattiin koepaaluihin kiinnitetyillä venymäliuskoilla. Samalla paalun tunkeutumisen nopeutta seurattiin videokameralla. Pysähtymiseen asti tärytetyn paalun kantavuus mitattiin PDA-mittauksella. Jälkeenpäin tutkittiin millainen vaikutus tärytyksen taajuudella, asennusvoimalla ja tunkeutumisnopeudella on paalulle saatavaan loppukantavuuteen.
Tutkimus osoittaa, että täryttämällä asennetuille paaluille on mahdollista saada työtelinekäyttöön riittäviä kantavuuksia. Kantavuus voidaan todeta paalun lopputärytyksen aikaisen tunkeutumisnopeuden avulla. Vaatimuksena on, että paalun lopputärytys tehdään paalun päältä, jolloin täryttimen koko dynaaminen voima saadaan kohdistettua täysin paaluun. Täryttämällä paalujen asentamisen sujuvuus riippuu maaperäolosuhteista, mutta tutkimuksessa havaittiin, että täryttämällä paalujen asentaminen on varsinkin kitkamaassa merkittävästi nopeampaa, kuin tavallisesti käytetyllä lyöntikalustolla asentamalla.
Tärytetyn paalun kantavuuden toteamisen luotettavuuden lisäämiseksi on tehtävä lisää paalutuskokeita erilaisissa maaperäolosuhteissa ja pidemmillä paaluilla. Jotta paalun kantavuuden ja tärytysparametrien välistä yhteyttä voitaisiin paremmin hahmottaa, olisi hyödyllistä asentaa koepaaluihin myös kiihtyvyysanturit.
Menetelmä ei ole kuitenkaan ohjeiden mukainen tapa asentaa tukipaaluja ja tärytetty paalu vaatii loppulyönnit lyöntikalustolla tai PDA-mittauksella määritetyn kantavuuden ollakseen hyväksytty tukipaalu. Tutkimuksen tavoitteena on tuottaa työmaakäyttöön soveltuva selkeä laskenta- tai tarkistusmenetelmä täryttämällä asennetun paalun kantokyvyn määrittämiseen sekä tietoa paalun asennettavuuden arviointiin pohjaolosuhteiden perusteella.
Tämä diplomityö koostuu kahdesta osasta. Kirjallisuustutkimusosassa käydään läpi paalujen asentamiseen käytettävän täryttimen toimintaperiaate ja maaperäolosuhteiden ja tärytysparametrien vaikutus asentamisen onnistumiseen. Työn toisessa osassa tärytetyn paalun kantavuuden määrittämistä ja kantavuuteen vaikuttavia tekijöitä tutkitaan maastokokeiden avulla.
Kokeissa tärytettävän paalun asennusvoimaa ja tärytyksen taajuutta mitattiin koepaaluihin kiinnitetyillä venymäliuskoilla. Samalla paalun tunkeutumisen nopeutta seurattiin videokameralla. Pysähtymiseen asti tärytetyn paalun kantavuus mitattiin PDA-mittauksella. Jälkeenpäin tutkittiin millainen vaikutus tärytyksen taajuudella, asennusvoimalla ja tunkeutumisnopeudella on paalulle saatavaan loppukantavuuteen.
Tutkimus osoittaa, että täryttämällä asennetuille paaluille on mahdollista saada työtelinekäyttöön riittäviä kantavuuksia. Kantavuus voidaan todeta paalun lopputärytyksen aikaisen tunkeutumisnopeuden avulla. Vaatimuksena on, että paalun lopputärytys tehdään paalun päältä, jolloin täryttimen koko dynaaminen voima saadaan kohdistettua täysin paaluun. Täryttämällä paalujen asentamisen sujuvuus riippuu maaperäolosuhteista, mutta tutkimuksessa havaittiin, että täryttämällä paalujen asentaminen on varsinkin kitkamaassa merkittävästi nopeampaa, kuin tavallisesti käytetyllä lyöntikalustolla asentamalla.
Tärytetyn paalun kantavuuden toteamisen luotettavuuden lisäämiseksi on tehtävä lisää paalutuskokeita erilaisissa maaperäolosuhteissa ja pidemmillä paaluilla. Jotta paalun kantavuuden ja tärytysparametrien välistä yhteyttä voitaisiin paremmin hahmottaa, olisi hyödyllistä asentaa koepaaluihin myös kiihtyvyysanturit.