Avoinprofiilisen porapaaluseinän käyttökohteet ja asennettavuus karkearakeisiin kitkamaihin
Röman, Teemu (2018)
Röman, Teemu
2018
Rakennustekniikka
Talouden 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
2018-06-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201804261569
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201804261569
Tiivistelmä
Rakentamisen yhteydessä lähes joka kohteessa rakenteet ulottuvat maanpinnan alapuolelle, jolloin tarvitaan kaivantoja. Kaivannot voidaan tehdä luiskaten tai tuennan avulla. Rakentaminen keskittyy jatkuvasti enemmän jo rakennettuun ympäristöön, jolloin luiskaten tehdyille kaivannoille on harvoin tilaa, joten tarvitaan kaivannon tuentaa. Kaivannon tuentaan ei ole olemassa valmista ratkaisua, vaan jokaiseen kohteeseen valitaan parhaiten sopiva vaihtoehto kaivannon syvyyden, maaperäolosuhteiden ja ympäristön perusteella. Tästä syystä kaivannon suunnittelua helpottavat kehittyvät tuentaratkaisut, jotka sopivat erilaisiin olosuhteisiin.
Tässä tutkimuksessa tavoitteena oli selvittää avoinprofiilisen porapaaluseinän (myöhemmin CT-porapaaluseinän) käyttökelpoisuutta karkearakeisissa kitkamaissa sekä mahdollisia käyttökohteita seinälle. Osatavoitteena oli myös selvittää CT-porapaaluseinän uusiokäyttömahdollisuutta.
Työn alussa tehtiin kirjallisuustutkimus, jossa selvitettiin maanpaineseinän mitoittamisperusteet ja kaivannon toiminnallisen suunnittelun periaatetta. Tämän lisäksi kirjallisuustutkimuksessa vertailtiin eri vaihtoehtoja kaivannon tuennalle. Työn toisessa osassa tehtiin CT-porapaaluseinälle koeasennus, jossa havainnoitiin aiheuttavatko haastavat maaperäolosuhteet ongelmia seinän asennuksessa. Koeasennuksessa kaivettiin seinän taustalle kaivanto, jonka jälkeen mitattiin seinässä maanpaineen vaikutuksesta tapahtuvia siirtymiä. Koetilannetta mallinnettiin laskennallisesti ja verrattiin laskennallisia siirtymiä kokeessa mitattuihin. Koeasennuksen jälkeen paalut nostettiin ylös, ja havainnoitiin mahdollisesti syntyviä ongelmia uusiokäytön näkökulmasta.
Koeasennuksen perusteella ei havaittu ongelmia asennuksessa karkearakeisiin kitkamaihin, eikä kallioon, johon osa paaluista ulottui. Paalujen ylösnostossa havaittiin ongelmia liittyen nostotekniikkaan, joka vaurioitti paaluja. Koeasennuksen mallinnuksessa saadut laskennalliset siirtymät olivat suurempia, kuin mitatut.
Mahdollisista käyttökohteista käsiteltiin käyttämistä väliaikaisena tai pysyvänä tukiseinänä, lämpöä eristävänä seinänä, pilaantuneiden maiden eristysrakenteena, satamarakentamisessa, lopullisena kantavana rakenteena ja suurina liittorakennepaaluina. Näistä kaikki osoittautuivat mahdollisiksi toteuttaa CT-porapaaluseinällä. Jatkotutkimuksissa tulee kuitenkin selvittää paalun mekaanisia sekä toiminnallisia ominaisuuksia suuremmassa mittakaavassa.
Tässä tutkimuksessa tavoitteena oli selvittää avoinprofiilisen porapaaluseinän (myöhemmin CT-porapaaluseinän) käyttökelpoisuutta karkearakeisissa kitkamaissa sekä mahdollisia käyttökohteita seinälle. Osatavoitteena oli myös selvittää CT-porapaaluseinän uusiokäyttömahdollisuutta.
Työn alussa tehtiin kirjallisuustutkimus, jossa selvitettiin maanpaineseinän mitoittamisperusteet ja kaivannon toiminnallisen suunnittelun periaatetta. Tämän lisäksi kirjallisuustutkimuksessa vertailtiin eri vaihtoehtoja kaivannon tuennalle. Työn toisessa osassa tehtiin CT-porapaaluseinälle koeasennus, jossa havainnoitiin aiheuttavatko haastavat maaperäolosuhteet ongelmia seinän asennuksessa. Koeasennuksessa kaivettiin seinän taustalle kaivanto, jonka jälkeen mitattiin seinässä maanpaineen vaikutuksesta tapahtuvia siirtymiä. Koetilannetta mallinnettiin laskennallisesti ja verrattiin laskennallisia siirtymiä kokeessa mitattuihin. Koeasennuksen jälkeen paalut nostettiin ylös, ja havainnoitiin mahdollisesti syntyviä ongelmia uusiokäytön näkökulmasta.
Koeasennuksen perusteella ei havaittu ongelmia asennuksessa karkearakeisiin kitkamaihin, eikä kallioon, johon osa paaluista ulottui. Paalujen ylösnostossa havaittiin ongelmia liittyen nostotekniikkaan, joka vaurioitti paaluja. Koeasennuksen mallinnuksessa saadut laskennalliset siirtymät olivat suurempia, kuin mitatut.
Mahdollisista käyttökohteista käsiteltiin käyttämistä väliaikaisena tai pysyvänä tukiseinänä, lämpöä eristävänä seinänä, pilaantuneiden maiden eristysrakenteena, satamarakentamisessa, lopullisena kantavana rakenteena ja suurina liittorakennepaaluina. Näistä kaikki osoittautuivat mahdollisiksi toteuttaa CT-porapaaluseinällä. Jatkotutkimuksissa tulee kuitenkin selvittää paalun mekaanisia sekä toiminnallisia ominaisuuksia suuremmassa mittakaavassa.