Tuettujen kaivantojen sortumien tapaustutkimus

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Ruuti, Pekka
dc.contributor.author Salojärvi, Sampo
dc.date.accessioned 2017-11-27T13:00:03Z
dc.date.available 2017-11-27T13:00:03Z
dc.date.issued 2017-10-30
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/28953
dc.description.abstract Rakennuskaivantojen sortumia tapahtuu vuosittain useita, vaikka suunnittelun ohjeistusta kehitetään jatkuvasti. Sortumien laajuus ja vakavuus vaihtelevat. Aina sortumatapausten jälkeen ei suoriteta kovinkaan perusteellista tutkimusta tapahtumaan johtaneiden syiden tunnistamiseksi. Työn tavoitteena oli tutkia hyvin dokumentoituja kaivantosortumia ja tunnistaa tutkimuksen kohteena olleiden tapausten sortumamekanismit ja selvittää sortumien syyt. Tulosten perusteella pohdittiin ratkaisuja, joilla sortumat oltaisiin voitu välttää. Tutkimukseen valittiin tapauksia, joiden sortumahetkellä vallinneet olosuhteet tunnettiin mahdollisimman hyvin. Tutkimuksen apuna käytettiin suunnitelma-asiakirjoja, kairausdiagrammeja, raportteja, kuvia, työmaahavaintoja sekä suunnittelijoiden näkemyksiä tapauksista. Työssä tutkittiin kolmea erityyppistä teräspontein toteutettua kaivantoa. Kaivannot erosivat toisistaan niin maaperän kuin tuentatapojenkin suhteen. Kaikki tutkittavat kaivantosortumat olivat sattuneet vuonna 2015. Kaksi tutkittavista kaivannoista olivat sisäpuolisesti tuettuja putkikaivantoja, joista toisessa oli käytetty hyödyksi kalkkipilaristabilointia. Kolmas tapaus oli ankkuroidun tukiseinän sortuma. Ensin kohteiden maaparametreille pyrittiin löytämään mahdollisimman edustavat arvot. Tässä käytettiin mahdollisuuksien mukaan apuna tilastollisia menetelmiä. Sortumakohdan vakavuutta tarkistettiin laskelmin. Laskelmat tehtiin sekä ominaisarvoilla että eurokoodin mukaisella osavarmuuslukumenetelmällä. Lopuksi kaivannot mallinnettiin GeoCalc-, Plaxis-, ja Optum G2 -ohjelmistoilla, ja tuloksia verrattiin laskelmilla saatuihin tuloksiin. Laskelmilla päästiin hyvin samankaltaisiin lopputuloksiin kuin numeerisella mallinnuksella. Laskennoilla saavutetut tulokset vastasivat hyvin todellisia tilanteita, joten suoritetuilla laskennoilla oltaisiin voitu ennustaa suhteellisen tarkasti kaivannon sortumatapa sekä kaivusyvyys, jolla stabiliteetti menetetään. Tämän perusteella voitiin olettaa, että kaikista tutkittavista tapauksista ei joko oltu tehty riittäviä laskelmia suunnitteluvaiheessa tai olosuhteet olivat eronneet merkittävästi siitä, mitä suunnittelussa oletettiin. Ensimmäinen tutkittu sortuma johtui liian lyhyestä ponttipituudesta. Toisen kaivannon oletettu vakavuus perustui virheelliseen oletukseen stabilointipilareiden lujittavasta vaikutuksesta. Kolmannessa tapauksessa sortuma johtui tukiseinän liian pienestä pystystabiliteetista. Jokaisen sortuman osalta tutkittiin myös käytettyjen työtapojen vaikutusta sortumaan ja pohdittiin laajemmin, millä muutoksilla kukin kaivantosortuma oltaisiin voitu estää. fi
dc.description.abstract Despite the constant development of planning instructions, multiple excavation collapses occur every year. The extent and gravity of collapses differ between cases. In many cases, proper investigation is not conducted for recognizing the reasons behind the incident. The aim of the present study was to find out the reasons and collapse mechanisms behind the excavation failure incidents investigated. Solutions to avoid the collapses were discussed on the basis of the results. The cases for the study were chosen based on the extent of the soil investigation data and observations of the circumstances of the incidents available. The data consist of planning documents, borehole logs, reports, pictures, site observations and the planners’ interpretations about the cases. Three different cases of supported sheet pile excavation collapse were investigated. The soil conditions and the excavation support mechanisms differed between the cases. All the incidents occurred in the year 2015 in Finland. Two of the cases were failures of pipe excavation in clay soil with internal bracing and the third one was a failure of anchored excavation in silty sand. At first, the best representatives of the soil parameters were determined. This was done with statistical methods when the available soil data were large enough. The ultimate limit states of the designed excavations were checked with calculations. The calculations were made with characteristic values and also with the Eurocode partial safety factor method. Then the excavations were modelled with GeoCalc, Plaxis and Optum G2 softwares. The hand calculation results were compared with the results of the modelling. The results of the hand calculations and the numerical modelling were quite simlar. The calculation and modelling results corresponded well to the sight observations. Based on the results, it seems that some critical parts of the planning procedure were neglected or the soil, groundwater, or workload conditions were significantly different from what was expected in planning. In every case, the main reasons for the collapses were found out. Based on the study, the first collapse investigated could have been prevented by using longer sheet piles that would have reached the sand layer beneath clay. In the other incident, the designed stability of the sheet pile wall was highly trusted by the strength of the lime stabilization. In the third case, the vertical stability of the sheet pile wall was not sufficient. The collapse could have been prevented for example by using longer sheet piles. The applied working methods were also evaluated en
dc.format.extent 85
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso fi en
dc.title Tuettujen kaivantojen sortumien tapaustutkimus fi
dc.title A case study of supported excavation failures en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword tuettu kaivanto fi
dc.subject.keyword sortuma fi
dc.subject.keyword tukiseinä fi
dc.subject.keyword kaivannon mitoitus fi
dc.subject.keyword maaparametrien määrittäminen fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201711277763
dc.programme.major Pohja- ja kalliorakentaminen fi
dc.programme.mcode IA3028 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Korkiala-Tanttu, Leena
dc.programme Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan koulutusohjelma fi
local.aalto.electroniconly yes
local.aalto.openaccess yes


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account