Puupaalujen käyttö infrarakentamisessa

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2020-10-19
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Geoengineering (GEO)
Language
fi
Pages
110 + 107
Series
Abstract
Puupaalujen käytöstä ja puumateriaalin käyttäytymisestä eri olosuhteissa on tietoa pitkältä aikaväliltä, koska niitä on käytetty jo yli 6000 vuoden ajan. Puupaalujen käyttö infrarakentamisessa on vähentynyt Suomessa merkittävästi viimevuosikymmenien aikana. Syynä tähän on mm. paalujen ja kuormansiirtorakenteiden asennuksessa tehdyt virheet sekä väärät käyttökohteet. Puupaalujen käyttöön kannustaa kuitenkin ratkaisun taloudellisuus ja ekologisuus verrattuna useimpiin muihin vaihtoehtoihin. Puupaalujen kansallinen ohjeistuksen kattavuus on heikko verrattuna esimerkiksi teräs- tai teräsbetonipaaluihin. Työn tavoitteena on tuoda puupaaluperustaminen osaksi infrarakentamista sekä selvittää millaisissa infrarakenneratkaisuissa tai -kohteissa puupaalut ovat järkeviä, ekonomisia, ekologisia ja riskittömiä. Puupaaluperustus oikein suunniteltuna sekä toteutettuna on kestävä ja ekologinen ratkaisu. Puupaalu toimii pitkän aikavälin hiilivarastona koko elinkaarensa ajan ja vielä sen jälkeenkin. Tässä työssä käsitellään puupaaluihin liittyvää ohjeistusta sekä mitoitusperiaatteita ja käydään läpi 2010-luvulla toteutettuja puupaalukohteita: Vuosaaren kaatopaikan vastapenger, Vartiokylänlahden tulvavalli ja Valtatie E4 Sundsvall liittymä 113. Tulevina puupaalukohteina työssä on tarkasteltu Vantaan kaupungin kadun korjauskohdetta Kuninkaantiellä sekä Helsingin kaupungin Suurmetsän meluvallia, joka on suunniteltu perustettavan pehmeikölle puupaalu-geolujite yhdistelmäratkaisulla. Työssä käsitellään puun rakennetta, puupaalujen vaurioiden syitä, tarkastellaan puupaaluihin yleisesti käytettyjä kyllästysmenetelmiä sekä tutkitaan vähemmän tunnettuja potentiaalisia kyllästysmenetelmiä. Työssä on ideoitu puupaalun ja Betonipaalun yhdistämiseen soveltuvaa liitoskappale. Tällä hetkellä markkinoilla on jatkoskappale, joka vaatii betonivalun työmaalla. Mikäli valmiita tehdasvalmistettuihin ja standardoituihin betonipaaluihin sopivia liitoskappaleita olisi tarjolla, olisi asentaminen vaivattomampaa. Työssä on tuotu esille puupaalurakenteelle sopivia käyttökohteita ja -olosuhteita sekä esitelty jatkotutkimustarpeita.

The use of timber piles and the behavior of wood material under different conditions has been known for a long time, as they have been used for more than 6000 years. The use of timber piles in infrastructure construction has decreased significantly in Finland in recent decades. This is caused i.a. due to mistakes made in the installation as well as incorrect applications of piles and load transfer structures. However, the use of timber piles is encouraged by the economics and ecology of the solution compared to other alternatives. The National guideline for the coverage of timber piles is weak compared to, for example, steel or reinforced concrete piles. The aim of this work is to bring the foundation of timber piles into infrastructure construction and to find out in what kind of infrastructure solutions or sites timber piles are sensible, economical, ecological and risk-free. Properly designed and implemented, a timber pile foundation is a sustainable and ecological solution. The timber pile acts as a long-term carbon store throughout its life cycle and beyond. This work deals with the guidelines and sizing principles related to timber piles and reviews the timber pile projects implemented in the 2010s: the loading berm of the Vuosaari landfill, the Vartiokylänlahti flood embankment and motorway E4 Sundsvall junction 113. The road repair site of the City of Vantaa on Kuninkaantie and the noise wall of the City of Helsinki’s Suurmetsä have been examined as future timber pile sites. The Suurmetsä noise barrier is designed to be founded on a combined geotextile and timber pile structure. The work deals with the structure of the wood, the causes of damages to timber piles and examines the impregnation methods commonly used for timber piles, as well as investigating less known impregnation methods. A joint piece suitable for joining a timber pile and concrete pile has been devised in the work. Currently, there is an extension piece on the market that still needs to be cast-in concrete. If prefabricated fittings suitable for prefabricated and standardized concrete piles were available, installation would be more effortless. The work presents the applications and conditions suitable for the timber pile structure and presents the needs for further research.
Description
Supervisor
Korkiala-Tanttu, Leena
Thesis advisor
Napari, Matias
Häkkänen, Juha
Keywords
puupaalu, pohjanvahvistus, perustaminen, infrarakentaminen, geotekniikka, kestävä kehitys
Other note
Citation