Kaivinpaaluseinän geotekninen ja rakenteellinen toimintatapa ja mitoitusmenettelyt Suomessa ja Baltiassa

Thumbnail Image

Files

master_Anttila_Laura_2016.pdf (7.01 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2016-11-21

Department

Major/Subject

Pohja- ja kalliorakentaminen

Mcode

IA3028

Degree programme

Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan koulutusohjelma

Language

fi

Pages

61 + 22

Series

Abstract

Kaivinpaaluseinien geoteknistä ja rakenteellista mitoitusta ei käsitellä kovin kattavasti alan kirjallisuudessa. Työn tavoitteena oli selvittää, kuinka kaivinpaaluseinän geotekninen ja rakenteellinen mitoitus etenee, sekä tarkastella eri maiden (Suomen, Viron ja Latvian) välisiä eroja mitoituksessa. Työssä lisäksi selvitettiin laskentaohjelman GeoCalc käytettävyyttä kaivinpaaluseinien mitoituksessa, ja luotiin Excel-laskentapohja kaivin-paalujen alustavaan rakenteelliseen mitoitukseen Lemminkäinen Infra Oy:n käyttöön. Kaivinpaaluseinä voidaan rakentaa eri kaivinpaalujen rakentamistavoilla, kuten kahma-rikauhamenetelmällä tai Kelly-menetelmällä. Kaivinpaaluseinät rakennetaan betonista, ja seinärakenne koostuu raudoittamattomista primaaripaaluista sekä näitä leikkaavista raudoitetuista sekundaaripaaluista. Vierekkäisten paalujen väliset liitokset eivät ole raudoitettuja. Kaivinpaaluseinän geotekninen mitoitus etenee muiden tukiseinien tavoin. Käytettävät mitoitustavat sekä osavarmuuslukujen suuruudet vaihtelevat hieman maittain. Sen sijaan rakenteelliseen mitoitukseen ei voida suoraan käyttää muiden seinätyyppien mitoitustapoja. Rakenteellisessa mitoituksessa tulee kaivinpaaluja käsittelevän standardin mukaan huomioida vain raudoitetut paalut kuormaa kantavana rakenteena, jolloin sekundaaripaalut mitoitetaan sekä primaari- että sekundaaripaalun alueelle kohdistuvalle kuormalle. Tämän lisäksi Eurokoodi määrää kohdistamaan paalupoikkileikkauksen jäykkyyteen ja kestävyyteen useita varmuuskertoimia, joiden johdosta mitoitus on hyvin konservatiivinen, mikä puolestaan johtaa raskaaseen rakenteeseen. Laskentaohjelmaa GeoCalc voidaan käyttää kaivinpaaluseinän mitoituksessa, mutta se vaatii ohjelman ulkopuolista laskentaa erityisesti rakenteellista mitoitusta tehtäessä. Laskentaa varten GeoCalciin voidaan määrittää käyttäjän syöttämillä parametreilla tukiseinätyyppi, joka saadaan kuvaamaan kaivinpaaluseinää varsin hyvin.

The geotechnical and structural design of a secant pile wall is not widely covered in the literature. They are structurally different from other retaining walls, and therefore cannot be wholly designed using the same designing principles. This thesis describes the geotechnical and structural designing methods of a secant pile wall as well as the differences in design approaches between Finland, Estonia and Latvia. The thesis assesses the usability of calculation program GeoCalc in the design of secant pile wall. Furthermore, an Excel-program for primary structural design of a secant pile wall was created for the use of Lemminkäinen Infra Oy. Secant pile walls can be constructed using different bored pile construction methods, such as chisel grab or Kelly methods. Secant pile wall is constructed using concrete. The structure consists of unreinforced primary piles and reinforced secondary piles, which are bored through the primary piles. The joints of adjacent piles are not reinforced. The geotechnical design of a secant pile wall is similar to other retaining walls. Design approaches and partial factors differ slightly depending on the country, which results to differences in the design. Even though the geotechnical design is similar to other retaining walls, the structural design of a secant pile wall is different and therefore the same design principles cannot be fully applied. According to the bored pile standard only the reinforced secondary piles can be taken into account during structural design, which results to them being designed for a load from the area of a primary and a secondary pile. On top of this, the Eurocode advises to apply several safety factors in the stiffness and strength of the pile. This leads to a conservative design, which results in a heavy structure. The calculation program GeoCalc can be used in designing a secant pile wall, but especially the structural design demands calculations outside the program. A user defined wall type can be created in the program, which imitates the secant pile wall fairly well.

Description

Supervisor

Korkiala-Tanttu, Leena

Thesis advisor

Hakanen, Tommi

Keywords

kaivinpaaluseinä, mitoittaminen, Eurokoodi, GeoCalc, rakenteellinen mitoitus, geotekninen mitoitus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201612085851

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG