Pilariharusankkureiden ylösvetokestävyys
Uusi-Piuhari, Teemu (2018)
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
2018-10-03
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201810032380
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201810032380
Tiivistelmä
Harustettujen voimajohtopylväiden tukemiseen käytetään pilariharusankkureita ja haruslaattoja. Pilariharusankkureiden ja haruslaattojen mitoitus poikkeaa useimmista muista perustuksista, sillä ne mitoitetaan vedolle eikä puristukselle. Suomessa haruslaattojen ylösvetokestävyyttä on tutkittu viimeksi 1960-luvulla. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää nykyisin käytettävien pilariharusankkureiden ylösvetokestävyys ja Suomessa käytettävien mitoituskaavojen oikeellisuus.
Diplomityön teoriaosuudessa käsiteltiin keskeisimmät ylösvetokestävyyteen vaikuttavat tekijät. Teoriaosuudessa esitettiin myös erilaisia ylösvetokestävyyden laskentaan käytettäviä laskentatapoja. Lisäksi teoriaosuudessa käsiteltiin voimajohtoihin vaikuttavia kuormia ja niiden luonnetta.
Diplomityön tutkimusosassa tehtiin ylösvetokokeita erilaisille pilariharusankkureille ja yhden kokoisella haruslaatalla kolmessa kohteessa, joissa oli erilaiset perustamisolosuhteet. Ensimmäisessä kohteessa pohjamaa oli savea ja täyttö tehtiin kaivumailla. Toisessa kohteessa pohjamaa oli savea ja täyttö tehtiin murskeella. Kolmannessa kohteessa pohjamaa oli moreenia ja täyttö tehtiin kaivumailla. Vetokokeiden tulosten perusteella tehtiin jälkilaskenta, jossa kalibroitiin nykyisen mitoituskaavan sisältämät vakiot siten, että laskentakaavalla saatiin vetokokeen tulosta vastaava ylösvetokestävyys. Lisäksi tehtiin FEM-mallinnuksia, joita vertailtiin ylösvetokeiden tuloksiin.
Tutkimuksessa havaittiin, että koheesiomailla ylösvetokestävyyden laskenta sisältää suurta epävarmuutta, koska täytön suljettu leikkauslujuus joudutaan arvioimaan häiriintymättömän pohjamaan ominaisuuden perusteella. Standardissa SFS-EN 50341-2-7 on esitetty suljetun leikkauslujuuden arvojen vaihteluväli erilaisille saville. Esitetyillä suljetun leikkauslujuuden vaihteluväleillä on mahdollisuus alimitoitukseen, jos suljettu leikkauslujuus valitaan liian suureksi.
Suomessa kitkamaille käytettävä mitoituskaava sisältää maan kitkasta riippuvan vakion. Tutkimuksessa havaittiin, että nykyisellä mitoituskaavalla ei pystytä laskemaan ylösvetokestävyyttä oikein pohjavedenpinnan ollessa perustamistason yläpuolella. Pohjavedenpinnan ollessa perustamistason alapuolella mitoituskaavalla voidaan laskea ylösvetokestävyys oikein. Täytön ollessa moreenia tämä edellyttää kitkasta riippuvan vakion valintaa standardissa SFS-EN 50341-2-7 esitetyn vaihteluvälin alarajalle. Vaihteluvälin yläpään arvojen käyttö johtaa ylösvetokestävyyden huomattavaan alimitoitukseen.
Diplomityön teoriaosuudessa käsiteltiin keskeisimmät ylösvetokestävyyteen vaikuttavat tekijät. Teoriaosuudessa esitettiin myös erilaisia ylösvetokestävyyden laskentaan käytettäviä laskentatapoja. Lisäksi teoriaosuudessa käsiteltiin voimajohtoihin vaikuttavia kuormia ja niiden luonnetta.
Diplomityön tutkimusosassa tehtiin ylösvetokokeita erilaisille pilariharusankkureille ja yhden kokoisella haruslaatalla kolmessa kohteessa, joissa oli erilaiset perustamisolosuhteet. Ensimmäisessä kohteessa pohjamaa oli savea ja täyttö tehtiin kaivumailla. Toisessa kohteessa pohjamaa oli savea ja täyttö tehtiin murskeella. Kolmannessa kohteessa pohjamaa oli moreenia ja täyttö tehtiin kaivumailla. Vetokokeiden tulosten perusteella tehtiin jälkilaskenta, jossa kalibroitiin nykyisen mitoituskaavan sisältämät vakiot siten, että laskentakaavalla saatiin vetokokeen tulosta vastaava ylösvetokestävyys. Lisäksi tehtiin FEM-mallinnuksia, joita vertailtiin ylösvetokeiden tuloksiin.
Tutkimuksessa havaittiin, että koheesiomailla ylösvetokestävyyden laskenta sisältää suurta epävarmuutta, koska täytön suljettu leikkauslujuus joudutaan arvioimaan häiriintymättömän pohjamaan ominaisuuden perusteella. Standardissa SFS-EN 50341-2-7 on esitetty suljetun leikkauslujuuden arvojen vaihteluväli erilaisille saville. Esitetyillä suljetun leikkauslujuuden vaihteluväleillä on mahdollisuus alimitoitukseen, jos suljettu leikkauslujuus valitaan liian suureksi.
Suomessa kitkamaille käytettävä mitoituskaava sisältää maan kitkasta riippuvan vakion. Tutkimuksessa havaittiin, että nykyisellä mitoituskaavalla ei pystytä laskemaan ylösvetokestävyyttä oikein pohjavedenpinnan ollessa perustamistason yläpuolella. Pohjavedenpinnan ollessa perustamistason alapuolella mitoituskaavalla voidaan laskea ylösvetokestävyys oikein. Täytön ollessa moreenia tämä edellyttää kitkasta riippuvan vakion valintaa standardissa SFS-EN 50341-2-7 esitetyn vaihteluvälin alarajalle. Vaihteluvälin yläpään arvojen käyttö johtaa ylösvetokestävyyden huomattavaan alimitoitukseen.