Pilarianturan geo- ja rakennetekninen mitoitus

Abstract

Pilarianturan geo- ja rakennetekninen mitoitus on olennainen osa rakennesuunnitelmien kokonaisuutta. Mitoittajalla tulee olla vahva tietämys sekä geotekniikasta että rakennemitoituksesta. Tämän työn tarkoituksena oli kehittää laskentapohja, jonka perusteella mitoitus voidaan suorittaa luotettavasti ja nopeasti. Työn ohjaajina toimivat professori Tim Länsivaara ja tekniikan tohtori Olli Kerokoski Tampereen yliopistosta. Työssä esitettiin geoteknisen kantavuuden määrittäminen maanvaraiselle pilarianturalle sekä anturan murto- ja käyttörajatilamitoitus. Anturan geoteknisen kantavuuden ja kaatumisvarmuuden määrittäminen suoritettiin standardin SFS-EN 1997+NA mukaisesti. Painumien arviointi ja laskeminen rajattiin työn ulkopuolelle. Työssä havaittiin, että kaatumisvarmuuden mitoitusohjeet ovat muuttuneet usein lyhyen ajan sisällä. Liikenneviraston voimassa olevassa Eurokoodin soveltamisohje Geotekninen suunnittelu – NCCI 7 -ohjeessa EQU-rajatila käsitellään eurokoodin mukaisesti. Tällöin anturan alapuolisen maan lujuudella ei ole merkitystä rajatilan toteutumisen kannalta ja anturan kaatumiskiertopiste sijaitsee anturan reunassa. Työssä päädyttiin kuitenkin rajoittamaan EQU-rajatilan kuormilla muodostuvaa epäkeskisyyttä, jotta saataisiin lisävarmuutta kaatumisen suhteen. Lisäksi työssä käsiteltiin joitakin oleellisia geoteknisessä mitoituksessa huomioitavia asioita kallionvaraisista ja maanvaraisista perustuksista. Kantavuuteen vaikuttavia asioita ovat muun muassa perustuksien välinen korkeusero ja etäisyys, pohjaveden pinnan korkeus, anturan kaltevuus ja anturaa ympäröivän maan kaltevuus. Kulmakiertymien ja louhintatärinöiden hallinnan kannalta on helpompaa, jos rakennus on perustettu murskearinan varaan. Anturan rakennetekninen mitoitus suoritettiin pääasiassa standardin SFS-EN 1992-1-1+NA mukaisesti. Työssä käsiteltiin lävistysmitoitusta standardin SFS-EN 1992-1-1+NA, Betonirakenteiden suunnittelun oppikirjan by211 osa 2 sekä RIL 202-2011 Betonirakenteiden suunnitteluohjeen by61 mukaisesti. Tutkimuksessa tehtyjen vertailulaskemien ja FEM-laskelmien perusteella todettiin, että lävistysmitoitus on turvallisempaa suorittaa kumotun Suomen rakentamismääräyskokoelman osan B4 mukaisesti. Tutkimuksen aikana selvisi, että eurokoodien päivittyessä lävistysmitoitus tulee muuttumaan nykyiseen verrattuna. Uudistettua lävistysmitoitustapaa odotellessa voidaan edelleen käyttää varmalle puolelle johtavaa Suomen rakentamismääräyskokoelman osan B4 mukaista mitoitustapaa.