Kaivantorakenteisiin kohdistuvien kuormien vaikutusten arviointi geoteknisen monitoroinnin perusteella
Salovaara, Joni (2018)
Salovaara, Joni
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201804034061
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201804034061
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tavoitteena oli selvittää teräsponttiseinin tuetun vaativan kaivannon mitoitustarkkuutta tutkimuskohteessa. Mitoituksen tarkkuutta parantamalla päästään tulevaisuuden kohteissa taloudellisempaan suunnittelutulokseen turvallisuutta heikentämättä. Työssä pohdittiin tulosten perusteella myös monitoroinnin tarkoitusta, hyötyjä ja haasteita.
Tutkimus suoritettiin arvioimalla ja vertailemalla laskennallisia ja monitoroituja kuormituksia. Mittausaineisto työtä varten kerättiin kaivantotyömaalta Helsingistä vuoden 2017 aikana ja tutkimustyö tehtiin keväällä 2018. Mittaustietoa oli kaivannon ympäristön painumista, pohjavedentasosta ja tärinästä. Lisäksi seurattiin tukirakenteissa tapahtuvia siirtymiä ja niihin kohdistuvia tukivoimia. Laskelmat tehtiin kaivutyövaiheittain MsTuki-, GeoCalc- ja Plaxis 2D -ohjelmilla.
Työn aikana todettiin, että eri ohjelmilla voidaan saada toisistaan eriäviä tuloksia. Laskennan tulokset vastasivat silti suurimmaksi osaksi hyvin monitoroituja arvoja. Laskennan avulla onnistuttiin arvioimaan ja saamaan tietoa monitoroitujen suureiden vaihteluiden syistä tutkimuskohteessa. Tutkimuksen aikana havaittiin sekä laskennallisesti että monitoroimalla pintakuormien vaikutuksen tukirakenteen siirtymiin ja ankkurivoimiin olevan lähtöoletusta pienempi.
Tutkimuksen aikana huomattiin, että laskennassa syntyy epävarmuuksia lähtöaineistosta riippumatta. Laskentaohjelmissa käytetyt mallit nykyisellään yksinkertaistavat aina todellista tilannetta tavalla tai toisella. Suunnittelijan arvioitavaksi jäävät täten sekä laskentamallin oikeellisuus että lähtöaineiston laatu. Tutkimuksesta voidaan päätellä, että mitoituslaskennan tuloksia riittävän kriittisesti tarkastelemalla ja ottaen huomioon eri ohjelmien laskentamallien rajoitukset voidaan mitoituksessa päästä hyvään tarkkuuteen. Työn perusteella monitoroinnin suunnittelussa ja toteutuksessa on kehitettävää, mikäli monitorointia halutaan hyödyntää tulevaisuudessa laajemmin kuin loppuraportointia varten.
Tutkimus suoritettiin arvioimalla ja vertailemalla laskennallisia ja monitoroituja kuormituksia. Mittausaineisto työtä varten kerättiin kaivantotyömaalta Helsingistä vuoden 2017 aikana ja tutkimustyö tehtiin keväällä 2018. Mittaustietoa oli kaivannon ympäristön painumista, pohjavedentasosta ja tärinästä. Lisäksi seurattiin tukirakenteissa tapahtuvia siirtymiä ja niihin kohdistuvia tukivoimia. Laskelmat tehtiin kaivutyövaiheittain MsTuki-, GeoCalc- ja Plaxis 2D -ohjelmilla.
Työn aikana todettiin, että eri ohjelmilla voidaan saada toisistaan eriäviä tuloksia. Laskennan tulokset vastasivat silti suurimmaksi osaksi hyvin monitoroituja arvoja. Laskennan avulla onnistuttiin arvioimaan ja saamaan tietoa monitoroitujen suureiden vaihteluiden syistä tutkimuskohteessa. Tutkimuksen aikana havaittiin sekä laskennallisesti että monitoroimalla pintakuormien vaikutuksen tukirakenteen siirtymiin ja ankkurivoimiin olevan lähtöoletusta pienempi.
Tutkimuksen aikana huomattiin, että laskennassa syntyy epävarmuuksia lähtöaineistosta riippumatta. Laskentaohjelmissa käytetyt mallit nykyisellään yksinkertaistavat aina todellista tilannetta tavalla tai toisella. Suunnittelijan arvioitavaksi jäävät täten sekä laskentamallin oikeellisuus että lähtöaineiston laatu. Tutkimuksesta voidaan päätellä, että mitoituslaskennan tuloksia riittävän kriittisesti tarkastelemalla ja ottaen huomioon eri ohjelmien laskentamallien rajoitukset voidaan mitoituksessa päästä hyvään tarkkuuteen. Työn perusteella monitoroinnin suunnittelussa ja toteutuksessa on kehitettävää, mikäli monitorointia halutaan hyödyntää tulevaisuudessa laajemmin kuin loppuraportointia varten.