Vaakakuormitettua paalua tarkastellaan usein mallilla, jossa maaperä on kuvattu vaakasuuntaisina jousina. Suunnittelussa maaperän jousien jäykkyyksien määrittäminen alustalukujen avulla nykyisten suunnitteluohjeiden perusteella on osoittautunut ongelmalliseksi. Suomalaisissa suunnitteluohjeissa on annettu vaakasuuntaisten alustalukujen laskentaa varten yhtälöitä ja kuvia, mutta laskennan taustalla olevaa teoriaa ei ole avattu ja usein myös lähdeviittaukset puuttuvat. Suunnitteluohjeet sisältävät osin myös ristiriitaisia tietoja alustalukujen laskennan osalta. Diplomityön tavoitteena oli selvittää suomalaisten suunnitteluohjeiden mukaisen vaakasuuntaisten alustalukujen laskennan teoriaa. Diplomityössä selvitettiin mitä alustalukujen laskentamenetelmiä erityisesti suomalaisissa suunnitteluohjeissa on esitetty, ja miten maan ja paalun on oletettu käyttäytyvän vaakakuormituksen alaisena. Myös eurokoodeja käsiteltiin alustalukujen ja vaakasiirtymien näkökulmasta. Työssä tutkittiin alustalukujen herkkyyttä maaparametrien muutoksille suunnitteluvaiheessa olevan Syväyksen kevytliikennesiltakohteen avulla ja etsittiin parhaiten mitattuja siirtymiä vastaavia alustalukujen laskentamenetelmiä kitka-, koheesio- ja kerroksellisessa maassa koekuormitettujen kohteiden avulla. Lisäksi suunnittelua helpottamaan kehiteltiin alustalukujen laskennan excel-taulukko.
Alustalukujen herkkyysanalyysissa todettiin kitkamaassa Terzaghin ja Poulosin menetelmien olevan mitoituksen kannalta riittävän vakaita maaparametrien muutoksille, kun maaparametrit on tulkittu maalajin mukaisesti kairausvastukseen perustuen. Suunnitteluohjeissa esitetyllä leikkauskestävyyskulman perusteella määräytyvät alustaluvut olivat puolestaan hyvin herkkiä jo pienille leikkauskestävyyskulman muutoksille. Koheesiomaassa suljettuun leikkauslujuuteen perustuva menetelmä todettiin herkkyysanalyysin perusteella suunnitteluun hyvin soveltuvaksi menetelmäksi sekä lyhyt- että pitkäaikaisissa kuormitustilanteissa, kun suljettu leikkauslujuus on arvioitu esimerkiksi siipikairausten perusteella. Poulosin menetelmä soveltuu myös koheesiomaan pitkäaikaisten vaakakuormitusten tarkasteluun.
Mitattuja siirtymiä hienossa hiekassa vastasivat parhaiten Terzaghin ja Poulosin mukaisilla alustaluvuilla lasketut siirtymät. Siltissä kaikki laskentamenetelmät antoivat mitattua siirtymää huomattavasti suurempia siirtymän arvoja. Siltissä laskennoissa mukana ollut Vesicin menetelmä, jota ei ole esitetty suomalaisissa suunnitteluohjeissa, antoi samaa suuruusluokkaa olevia siirtymän tuloksia kuin muutkin laskentamenetelmät. Selvää eroa siirtymien arvoissa ei tullut siitä, oliko siltti todettu kitka- vai koheesiomaaksi. Koheesiomaan osalta todettiin lisää lyhyt- ja pitkäaikaisia koekuormituksia tarvittavan.
Tarkasteluissa oli mukana myös koekuormitettu paaluryhmä kerroksellisessa maassa. Redusoimalla alustalukuja saatiin laskennalliset siirtymät paaluryhmässä vastaamaan parhaiten mitattuja siirtymiä, kun alustaluvut laskettiin kitkamaaosuudella Terzaghin tai Poulosin menetelmillä ja koheesiomaaosuudella lyhytaikaisen kuormituksen leikkauslujuuden menetelmällä. Suunnitteluohjeiden mukainen redusointimenetelmä ei huomioi kuormituksen jakautumista epätasaisesti eri paalurivien kesken. Jotta kuormituksen epätasainen jakautuminen voidaan huomioida, tulee selvittää esimerkiksi ulkomailla yleisesti käytössä olevan paaluun kohdistuvan maan sivuvastuksen pienennyskertoimiin (”reduction factor”) perustuvan menetelmän soveltamista suomalaisiin suunnitteluohjeisiin ja FEM-jousi -malliin.
Työn yhteydessä löydettiin useita jatkotutkimustarpeita. Tutkimuksessa selvisi, että myös Ruotsissa ja Norjassa vaakakuormitettuja paaluja on tutkittu varsin vähän. Työn perusteella suomalaisia suunnitteluohjeita tulee täydentää ja selkeyttää alustalukulaskennan osalta.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:oulo.fi/oai:oulu.fi:nbnfioulu-201409021806 |
| Date | 08 September 2014 |
| Creators | Rasi-Koskinen, H. (Hanna) |
| Publisher | University of Oulu |
| Source Sets | University of Oulu |
| Language | Finnish |
| Detected Language | Finnish |
| Type | info:eu-repo/semantics/masterThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, © Hanna Rasi-Koskinen, 2014 |
Page generated in 0.002 seconds