The settlement of drilled steel tube piles under load can be caused by deformation in the rock mass beneath the pile tip or the deformation of the pile material itself. The aim of this study was to determine what kind of information about the bedrock is necessary to be obtained in order to evaluate the pile’s geotechnical strength, and how that information can be obtained in a way that’s both practical and reliable. An-other goal was to identify the factors that might increase the risk of pile settlement when the structure is under load.
This study looked at several ways to gather information about the bedrock. These included dynamic load testing of piles, observations made during the pile’s drilling process, and different geological survey methods. Among the survey methods re-viewed were rotary drilling, measurement while drilling or MWD, borehole imaging, and diamond coring. Data from different projects were compared and analyzed to determine how useful and efficient each method is. To support the findings, the study also included a literature review and interview with a pile driller.
Results indicated that poor rock mass quality at the pile tip (Q’=0…1) increases risk of settlement. If rock mass quality is poor, loading the pile casing before it’s been filled with concrete can increase the risk as well. Based on these findings, it is important to know the rock mass quality under the pile tip. In other words, it is important to ensure that the rock mass quality is good enough at the pile tip and up to a certain depth below.
Based on the findings of this study, the most reliable method of determining the geotechnical strength of a pile is the dynamic loading test, followed by acoustic borehole imaging, optical borehole imaging, diamond coring, MWD, percussion drilling and pile driller’s observations. The reliability and practicality of the methods seem to be roughly inversely proportional. The examined methods support each other, which is why quality assurance should continue to be a combination of these methods. The used combination of methods should be evaluated based on the project’s needs.Porapaalun painuminen kuormitustilanteessa johtuu sen kärjen alapuolisessa kalliomassassa tapahtuvista muodonmuutoksista tai paaluputken vaurioitumisesta. Tässä työssä pyrittiin määrittämään, mitä tietoja kallioperästä tarvitaan ja millä menetelmillä ne voidaan saada, jotta porapaalun geotekninen kestävyys eli paalun alaisen kallion kantavuus voidaan arvioida kätevimmin, mutta samanaikaisesti riittävällä luotettavuudella. Lisäksi haluttiin selvittää, millaiset tekijät voivat lisätä porapaalun painumisriskiä kuormitustilanteessa.
Työssä keinoina hankkia tietoja kallioperästä tarkasteltiin porapaalujen dynaamisia koekuormituksia, porapaalujen poraushavaintoja sekä eri kallioperätutkimusmenetelmiä. Tarkastellut kallioperätutkimusmenetelmät olivat porakonekairaus, measurement while drilling eli MWD, kallioreikäkuvaus ja kallionäytekairaus. Näitä menetelmiä vertailtiin keskenään eri kohteista saadun aineiston perusteella. Lisäksi työssä tehtiin kirjallisuuskatsaus ja paaluporarin haastattelu havaintojen tueksi.
Työn tuloksena saatiin selville, että riskin porapaalun painumiselle kuormituksessa luo varsin heikko kalliolaatu (Q’=0…1) paalun kärjen tasolla. Jos edellinen ehto täyttyy, lisää painumisriskiä todennäköisesti myös ainakin paaluputken kuormittaminen ilman betonitäyttöä. Näiden syiden perusteella kallioperästä tulisi tietää porapaalun kärjen alapuolinen kalliolaatu, tai toisin sanoen varmistaa, että porapaalun kärjen alla oleva kallio on riittävän ehjää riittävän pitkältä matkalta.
Tarkastelluista menetelmistä luotettavin tapa varmistaa paalun geotekninen kestävyys on dynaaminen koekuormitus, ja tämän jälkeen järjestyksessä, ABI-kuvaus, OBI-kuvaus, kallionäytekairaus, MWD, porakonekairaus ja paalujen poraushavainnot. Menetelmien kätevyys ja luotettavuus vaikuttavat olevan karkeasti kääntäen verrannollisia toisiinsa nähden. Tarkastellut menetelmät usein tukevat toinen toisiaan, minkä vuoksi laadunvarmistuksen tulisi jatkossakin perustua yhdistelmään eri menetelmiä, joiden hyödyntämistä voidaan arvioida kohdekohtaisesti.
