Kalvoton vakuumikonsolidointi Luhtaanmäen koekentällä
Loading...
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
2017-12-11
Department
Major/Subject
Pohja- ja kalliorakentaminen
Mcode
IA3028
Degree programme
Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
104+44
Series
Abstract
Diplomityön tavoitteena on esittää vakuumikonsolidoinnin käyttöä pohjanvahvistusmenetelmänä ja suunnitella koekohteen vakuumikonsolidoinnin toteutus. Tavoitteena on vertailla tarvittavan pystyojavälin mitoittamista kahdella analyyttisella käsinlaskentamenetelmällä, jotka ovat Hansbon (1981) sekä Rujikiatkamjornin ja Indraratnan (2009) menetelmä. Lisäksi työn tavoitteena on vertailla GeoCalc-ohjelman sekä Plaxis-ohjelman vakuumikonsolidoinnin laskentaa ja tuloksia. Koekohde sijaitsee Vantaan Luhtaanmäen peltoalueella. Työssä suunnitellaan tarvittavat lisätutkimukset sekä koekentän monitorointi. Lisäksi työssä lasketaan alustava kustannusarvio yhdelle koekentälle. Sen sijaan koekentän rakentamista ja kokeen jälkeisten tulosten analysointia ei käsitellä tässä diplomityössä, koska koekenttää ei toteutettu diplomityön aikana. Tässä työssä pystyojista puhuttaessa tarkoitetaan liuskapystyojia. Hiekkapystyojien käsittely on rajattu pois työstä. Työssä pystyojaväliksi valittiin kokemusperäisten tietojen perusteella 0,8 metriä. Pystyojavälin 0,8 m laskennallista toimivuutta tutkittiin Hansbon (1981) sekä Rujikiatkamjornin ja Indraratnan (2009) menetelmillä. GeoCalc-ohjelmistolla suoritettiin stabiliteetti- ja painumalaskelmat koekentälle. Plaxis-ohjelmistolla demonstroitiin vakuumikonsolidoinnin mallintaminen ja laskettiin muutokset pystysuuntaisessa kokonaisjännityksessä ja tehokkaassa jännityksessä, muodonmuutokset sekä huokosvedenpaineet tietyillä ajanhetkillä. Mallintaminen ja laskenta tehtiin yhdelle pystyojalle pyörähdyssymmetrisessä mallissa sekä usealle pystyojalle koko koekentän poikkileikkaukselle tasomuodonmuutostilassa. Laskentojen perusteella vakuumikonsolidointi vaikuttaa sopivalta ja tehokkaalta pohjavahvistusmenetelmältä Luhtaanmäen koekohteeseen. Alustavien laskentojen perusteella koekentän kokonaispainuma 690…750 mm saavutetaan noin 250 päivässä, kun alipaineen pumppaaminen lopetetaan 146 päivän kohdalla. Jälkipainumia ei ole erikseen työssä laskettu, koska ne oletetaan pieniksi. Analyyttisten käsinlaskentamenetelmien tulosten perusteella koekohteen pystyojaväliä voitaisiin kasvattaa, mutta kustannustehokkaampaa olisi todennäköisesti lyhentää alipaineen pumppausaikaa, kuin kasvattaa pystyojaväliä 0,8 metristä suuremmaksi.The aim of this thesis is to describe the characteristics of vacuum consolidation and to design a vacuum consolidation test field. The aim is to compare drain spacing design with two analytic calculation models which are Hansbo (1981) model and Rujikiatkamjorn and Indraratna (2009) model. In addition, the aim is to compare vacuum consolidation modelling and results of the GeoCalc- and Plaxis-softwares. The test field is located in Luhtaanmäki Vantaa. A preliminary cost estimation is included in this study. However, the construction and the results gained from the constructed test field are not included in this thesis because the test was not put in practice. In this thesis, the sand drains are excluded from the study. Drain spacing of 0,8 meters was chosen based on empirical knowledge. Draing spacing of 0,8 m was analysed with Hansbo (1981) and Rujikiatkamjorn and Indraratna (2009) models. Stability and settlement calculations were done by using GeoCalc. Vacuum consolidation was modelled and the changes of stresses, deformations and excess pore water pressures were calculated. Plaxis modelling was performed in axisymmetric and plane strain models. Based on calculations, vacuum consolidation seems to be applicable and efficient ground improvement method for Luhtaanmäki test field. Based on preliminary calculations, the total settlement is 690…750 mm in 250 days, when pumping is stopped at day 146. Secondary settlement is assumed to be small. Based on the analytic calculations, the drain spacing could be increased. However, it is propably more cost-effective to shorten the vacuum time than increase the drain spacing.Description
Supervisor
Korkiala-Tanttu, LeenaThesis advisor
Birling, TimoKangas, Heikki
Keywords
vakuumikonsolidointi, pystyoja, alipaine, Luhtaanmäki, konsolidaatio