| Přispěvatelé: |
Rakennustekniikka - Civil Engineering, Talouden ja rakentamisen tiedekunta - Faculty of Business and Built Environment, Tampere University of Technology, Länsivaara, Tim, Birling, Timo, Rantala, Kalle |
| Popis: |
Geolujitettu kiviainespilari on maahan asennetun geolujitesukan sisään rakennettu kiviainespilari, jonka täyttömateriaalina käytetään useimmiten hiekkaa. Hiekan käyttö ei kuitenkaan ole suomessa ekotehokasta, eikä kasvukeskuksissa taloudellisesti kannattavaa, eikä menetelmän soveltuvuutta suomeen ole tutkittu. Tämän vuoksi geolujitetuista kiviainespilareista ja niiden käytöstä tarvitaan lisää tietoa. Diplomityön teoriaosuudessa käsiteltiin geolujitetun kiviainespilarin ominaisuuksia, toimintatapaa, laatuvaatimuksia sekä rakenteen Eurokoodin mukaista mitoitusta. Työn tutkimusosassa rakenteen kestävyyttä ja käyttäytymistä tutkittiin kahdella eri menetelmällä; analyyttisellä laskennalla sekä Plaxis 3D -elementtimenetelmällä. Saatuja tuloksia verrattiin valmistajan mitoitusohjelmalla tehtyihin mitoituksiin. Työn lopussa pohdittiin geolujitteen käyttöönottamiseksi tarvittavia jatkotoimenpiteitä. Laskennallisten tarkasteluiden perusteella mitoitusmenetelmä toimii odotetulla tavalla. Menetelmään voidaan soveltaa Eurokoodin mukaisia mitoitusmenettelyjä sekä osavarmuuksia. Rakenteellinen mitoitus on kuitenkin suositeltavaa tehdä perinteisestä DA2* menetelmällä tehtävästä mitoituksesta poiketen sekä DA2* että DA3 menetelmillä. Jotkin geolujitteen valmistajan käyttämät varmuuskertoimet poikkeavat eurokoodin soveltamisohjeen osavarmuuskertoimista. Erot menetelmien välillä ovat pieniä, mutta ne tulee tiedostaa. FEM-tarkastelun perusteella rakenne toimi oletetulla tavalla sekä savisessa että silttisessä pohjamaassa. Molempien kohteiden kestävyydessä on käyttämätöntä potentiaalia, ja rakennetta ja/tai materiaaleja muokkaamalla voidaan saavuttaa huomattavasti tarkasteltua rakennetta suurempi rakennepaksuus. Erityisesti silttisessä pohjamaassa tarkastellun rakenteeseen kohdistuva kuormitus on huomattavan alhainen verrattuna rakenteen potentiaaliseen maksimikestävyyteen. Käsinlaskennalla ja valmistajan mitoituksella saadut tulokset olivat hyvin saman kaltaisia FEM-tarkastelujen kanssa, ja mitoitusteknisestä näkökulmasta geolujitettujen kiviainespilarien voidaan sanoa soveltuvan lähtökohtaisesti hyvin saviseen ja silttiseen pohjamaahan. Turpeisessa pohjamaassa rakenne ei toiminut yhtä hyvin kuin savisessa ja silttisessä pohjamaassa. Voimakkaasti kokoonpuristuvana materiaalina turve antaa hyvin vähän sivuttaista tukea pilareille, eikä turve ota juuri pystysuuntaista kuormaa vastaan. Tämän vuoksi rakenteen painumat ja vaakasuuntaisen geolujitteen painumat sekä jännitykset ovat huomattavan suuria jo pienillä kuormilla. Yksinkertaistetun analyyttisen mitoituksen, valmistajan mitoituksen sekä elementtimenetelmällä tehtyjä tarkastelujen tulosten voidaan katsoa olevan saman suuntaisia. Mitoitustapauksissa elementtimenetelmällä saadut tulokset ovat pääosin varmalla puolella, ja menetelmien väliset erot ovat suhteellisen vähäisiä. Merkittävin poikkeama on analyyttisella laskennalla lasketut rakenteen painumat, jotka ovat muita laskennallisia painuman arvoja noin 30 % pienempiä koska laskenta ei huomioi geolujitteen aktivoitumislaajenemista. Jatkotoimenpiteinä suositellaan asennuskokeen järjestämistä käyttäen erilaisia kiviaineksia, josta saadaan tärkeää tietoa rakenteen kestävyyteen vaikuttavasta asennusvaurioitumisesta. Tämän jälkeen menetelmää voidaan kokeilla koerakenteessa, jonka avulla saadaan tietoa rakenteen todellisesta käyttäytymisestä sekä asennusmenetelmästä ja rakennuskustannuksista. |
