Dimensioneringsguide /3. Ischebeck TITAN stag och påle. de neef

Transkript

1 Diensioneringsguide /3 Ischebeck TITAN stag och påle de neef

2 BAKGRUND & SYFTE Diensioneringsguiden syftar fräst till att hjälpa konstruktörer, entreprenörer och beställare att snabbt välja läplig TITAN-diension ed rätt längd för olika applikationer, speciellt i ett tidigt skede av ett projekt. Slutlig diensionering bör dock utföras av en erfaren geotekniker, helst efter att beräkningsförutsättningarna kontrollerats geno provdragning. När vi nu lanserar en 3:e utgåva av Diensioneringsguiden beror det på att det har koit både nya ståldiensioner och nya norer, rapporter och forskningsstudier. Förutsättningarna för att använda TITAN-stål har däred blivit ännu bättre och det vill vi inte undanhålla någon. Satidigt har vi sorterat o aterialet och lagt till referenser, så att guiden blir er användarvänlig. Vi väljer att inte inkludera TITAN IBO, so är ett injekteringsstål ed rundgängor till skillnad från Ischebeck TITAN so har djupa kagängor. Vi använder IBO so bergbult en inte so jordförankring, efterso R-gängor är grundare (säre vidhäftning betong / stål), glesare (större sprickor, ceentskiktet inte korrosionsskydd) och lätta att skarva på och av (svårare att installera). Diensioneringen av TITAN injekteringsstål följer saa princip, oavsett o det används so stag, spik eller påle. Utgående från geotekniken på den aktuella platsen och de laster so räknats fra att verka på konstruktionen, kontrolleras lastkapaciteten (hos stålaterialet) och den geotekniska bärförågan (förankringslängd, ev. knäckning). METODBESKRIVNING Ischebeck TITAN injekteringsstål kan användas so förankringsstag, jordspik eller påle (tryck/dragbelastad). O borrstålens rakhet skall kontrolleras, går det att utföra efterso stålet är ihåligt. De helgängade stålen kapas till valfri längd och det är lätt att skarva och förlänga ed skarvhylsor, vilket är viktigt vid låg takhöjd. Installationen går fort, efterso borrning och injektering sker satidigt. En annan fördel ed installation geno borrning är att ogivningen inte påverkas till följd av skadliga vibrationer eller assundanträngning. Betong, trärester och stenar i undergrunden kan lätt penetreras ed riktigt vald borrkrona. Generellt sett är Ischebeck-systeet est läpat i friktionsjord och vid besvärliga grundförhållanden, ed sprängsten, fyllning eller gala betongkonstruktioner. En annan typisk situation är o tidspress råder eller o intilliggande byggnader riskerar att bli skadade av vibrationer från konventionell pålning. TITAN används so spontförankring i berg och lösassor, jordspik i både naturliga och schaktade slänter, påle för såväl ny grundläggning so grundförstärkning, spiling i tunnlar vid svaghetszoner eller liten bergtäckning. Ceentsuspensionen so injekteras geno stagen under installationen fungerar so spolvätska under borrningen, bildar en ceentkropp okring stålet för effektiv lastöverföring till ogivande jord, sat utgör korrosionsskydd. Borrstålets kaar är utforade på så sätt att det vid dragbelastning uppkoer ånga sprickanvisningar i ceentkroppen. Det edför att sprickorna fördelas jänt längs stålet och däred blir sprickvidden så liten att ceentskiktet runt stålet kan klassas so rostskyddande (se sid. 9-10). 1 Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad 2004

3 Ischebeck TITAN injekteringsstål består av ett finkornigt byggstål (utgångsaterial S460 NH enligt DIN EN ) och dess sträckgräns höjs geno kalldragning vid tillverkningen av borrstålet. Teknisk inforation saanfattas i Tabell 1. TITAN-systeet kan erbjuda en rad olika borrkronor (se vidare i prislistan från De Neef) i tabell 2 rekoenderas läplig typ / diension för olika geotekniska förhållanden. Tabell 1. TEKNISKA DATA 3 Tabell 2. Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad

4 DIMENSIONERING Diensionering av Ischebeck TITAN injekteringsstål följer i stort sett saa princip; utgående från aktuell geoteknik och de laster so verkar på konstruktionen, kontrolleras lastkapaciteten (hos stålet) och den geotekniska bärförågan (förankringslängd, knäckning). På sista sidan av Diensioneringsguide/3 redovisas en beräkningsgång för diensionering på vanligt sätt ed en alsäkerhetsfaktor. Där visas också principfigurer för placering av förankringszonen, beroende på o injekteringsstålet används so stag, spik eller påle. Valt beräkningssätt (konventionellt ed alsäkerhetsfaktor eller enligt partialkoefficientetoden), sat gällande norer, gör att lastkapaciteten.a.p. stålaterialet blir olika stor. Aktuell applikation för TITANstålet och naturlig variation i hållfasthetsparaetrar gör att också den geotekniska bärförågan varierar. Partialkoefficientetoden innebär ju att osäkerheter i den använda beräkningsodellen, laster so ingår i odellen sat aterialegenskaper beaktas geno att egna partialkoefficienter väljs och läggs på. Diensionerande lasteffekt S d blir däred större edan diensionerande bärföråga R d för staget blir indre. I partialkoefficientetoden är diensioneringsvillkoret att diensionerande bärföråga skall vara inst lika stor so diensionerande lasteffekt. För pålar i lösa jordarter rekoenderas att ett foderrör installeras vid arkytan. Detta för att säkerställa ceentsuspensionens kvalitet och tjocklek, inska eventuella påhängslaster, erbjuda en god övergång ellan grundplattan och pålen, sat öka knäcklasten (se sid. 7). För att öka TITAN-stagens tillåtna lastkapacitet.a.p. stålet respektive knäcklast kan ett ståläne enkelt gjutas in i det ihåliga borrstålet. STÅLETS LASTKAPACITET Lastkapaciteten ed hänsyn till stålaterialet beräknas här dels enligt konventionellt beräkningssätt ed alsäkerhetsfaktor (för dragförankring), dels enligt partialkoefficientetoden (för dragförankring sat påle). Last ed alsäkerhetsfaktor I Diensioneringsguide/2 presenterades tillåten lastkapacitet beräknad på konventionellt sätt i enlighet ed anvisningar i Förankrade sponter (1979) av P O Sahlströ och H Stille. Tillåten last beräknas där ed en alsäkerhetsfaktor och so provlast väljs insta värdet av 75% av brottlasten eller 90% av sträcklasten. För Ischebeck TITAN innebär detta att lastkapaciteten.a.p. tillåten stålpåkänning för dragförankringar beräknas från 90% av sträcklasten enligt foreln; F till µ s P y där µ s korrektionsfaktor för dragkraft, sätts till 0,90 P y stålets sträcklast alsäkerhetsfaktor, sätts till 1,3 för teporärt och 1,5 för peranent stag enligt Förankrade sponter (1,3-1,5 för teporärt sat 1,5-2,0 för peranent enligt Handboken Bygg Geoteknik, 1984) Tabell 3 presenterar tillåten lastkapacitet ed hänsyn till stålaterialet enligt konventionellt betraktelsesätt, beräknad enligt sabandet ovan ed olika alsäkerhetsfaktorer. Tabell 3. 3 Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad 2004

5 Last ed partialkoefficientetoden Tillåten lastkapacitet ed hänsyn till stålaterialet beräknas nedan enligt anvisningar i Sponthandboken (1996) av A Ryner, A Fredriksson och H Stille. Sponthandboken använder partialkoefficientetoden för beräkning av sponter. Diensionerande lastkapacitet för Ischebeck TITAN so dragförankring ed hänsyn till stagaterialet beräknas enligt partialkoefficientetoden till: N Rd A f n yk n P y där A stagets tvärsnittsarea f yk karakteristisk hållfasthet hos stagaterialet, dvs stålets sträckgräns n beror av säkerhetsklass, en sätts till 1,0 vid olyckslast (stagbortfall) 1,0 (för stålaterial) Tabell 4 presenterar tillåten lastkapacitet ed hänsyn till stålaterialet, beräknad enligt partialkoefficientetoden enligt sabandet ovan. Villkoret N Rd N Sd skall vara uppfyllt, där N Rd är den insta lastkapaciteten ed hänsyn tagen till stagaterialet eller förankringszonen och N Sd är största belastning på staget. Tabell Beräkningarna för lastkapaciteten ed hänsyn till stålaterialet för Ischebeck TITAN so påle baseras på riktlinjer givna i fraförallt rapporterna 84a, 96:1 och 97 från svenska IVA Pålkoissionen. Även i dessa rapporter används partialkoefficientetoden vid diensioneringen. Det so skiljer från beräkningen av lastkapaciteten för stag enligt ovan är en korrektionsfaktor µ s so beror av inverkan av drivning och stoppslagning under pålningen och so brukar ligga ellan 0,7-0,9. Med tanke på det skonsaa installationssättet för TITAN-pålen kunde troligen µ s sättas till 1,0, en den sätts ändå till 0,9. Diensionerande lastkapacitet för Ischebeck TITAN so påle ed hänsyn till stålaterialet beräknas alltså enligt partialkoefficientetoden till: N d µ s A f n yk µ s n P y Tabell 5 presenterar tillåten lastkapacitet ed hänsyn till stålaterialet för ett Ischebeck TITAN injekteringsstål so används so påle, beräknad enligt partialkoefficientetoden. Villkoret N Rd N Sd skall vara uppfyllt, där N Rd är det insta värdet av lastkapaciteten ed hänsyn tagen till pålaterialet eller den geotekniska bärförågan (förankringslängd eller ev. knäckning, se följande avsnitt) och N Sd är den diensionerande lasteffekten på pålen. Tabell 5. Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad

6 GEOTEKNISK BÄRFÖRMÅGA Den geotekniska bärförågan för Ischebeck TITAN so används so påle är den lasteffekt so ogivande jord axialt kan uppta. Efterso den rörelse so erfordras för att obilisera pålens antelbärföråga noralt är betydligt indre än rörelsen so krävs för att obilisera spetsbärförågan, sätts den geotekniska bärförågan lika ed den last anteln kan bära. Geno att injekteringen ger en fördyling ellan ceentkroppen och undergrunden blir lastöverföringen längs antelytan ycket effektiv. Mantelfriktionen q s längs ett stag eller en påle i friktionsjord är i prinicip proportionell ot effektiv noralspänning och råhet. Konventionella beräkningsetoder för antelbärande pålar kan dock inte användas för injekterade pålar av typ Ischebeck TITAN. När pålen installeras geno borrning och satidig tryckinjektering ökar noralspänningen ot antelytan och däred antelfriktionen. Skillnaden ellan den odränerade skjuvhållfastheten hos lera och antelfriktionen, beror fräst på att en radiell förspänning runt förankringen erhålls under injekteringen och öjligen på en konsoliderande effekt i leran runt förankringen p.g.a. ceentens hydratation. Det är av stor vikt att efterinjektera ed ceent ed lågt vattenceenttal (vct 0,4) och avsätta tillräcklig tid före provdragning. Det är viktigt att kunna uppskatta storleken på gränsantelfriktionen q s och graden av efterinjektering har alltså en avgörande betydelse för dess storlek. I en koande rapport från Pålkoissionen (s.k. BIPrapport) redovisas de värden på q s för olika geotekniska förhållanden, so erhållits i en rad studier. Dessa resultat verifierar storleksordningen på riktvärdena so presenteras i tabell 6. Tabell 6. Runt ett installerat Ischebeck TITAN-stål, so under borrningen injekterats ed ceent, blir i friktionsjord förankringskroppens diaeter D ellan 1,2-2,5 gånger större än borrkronans diaeter d. De lägre värdena erhålls fräst i lågpereabel jord, edan de högre värdena erhålls i friktionsjord ed hög pereabilitet. Överslagsässigt väljs ofta diaeterförhållandet K 1 2,0 för sand. I kohesionsjord kan ceentkroppens diaeter bli ellan 1,0-1,4 gånger större än borrkronans, en värdet på K 1 ansätts läpligen till 1,2. Ceentkroppens diaeter i lera kan bli avsevärt större o s k Mono jet utförs (kontakta leverantören för er inforation). I berg blir ceentkroppens diaeter ofta något större än borrkronans diaeter, en det är vanligt att ändå bara använda K 1 1,0. 5 Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad 2004

7 Geotekniska paraetrar ger underlag för att uppskatta gränsantelfriktionen q s och ceentkroppens diaeter D (se sid. 5, tabell 6). q s och D används för beräkning av karakteristiskt antelotstånd µ k eller N Rk [kn/], dvs lastkapacitet per eter förankring utan säkerhetsfaktor (se figur 1). I figur 1 anges intervallen för ceentkroppens diaeter (vanligt heldraget, indre vanligt streckat) för de borrkronor so rekoenderas i Tabell 2. Figuren gör det enkelt att studera hur stor last an kan få ut. Det so föruto jordlagrens beskaffenhet och borrkronediaetern avgör hur tjockt ceentskiktet blir, är hur installationen går till. För att verifiera storleken på q s och D rekoenderas att provbelasta sat ev. gräva upp några stag (se sid 10). LERA & SILT SAND & GRUS Gränsantelfriktion qs [kpa] Figur [kn/] för lera och sand Karakteristiskt antelotstånd µ k stål i lera φ75 Ceentkroppens diaeter D [] 30-stål i sand φ75 40-stål i lera φ stål i sand φ90 52-stål i lera φ stål i sand φ stål i lera φ stål i sand φ stål i lera φ stål i sand φ175 Karakteristiskt antelotstånd µ k eller N Rk (kn/) so funktion av gränsantelfriktionen q s och diaetern D (5 kn/ ellan kurvorna). Bärföråga ed alsäkerhetsfaktor I Diensioneringsguide/2 presenterades diensionerande antelotstånd µ d [kn/] ed säkerhetsfaktorn 2,0 edan Handboken Bygg Geoteknik (1984) anger 1,5. Diensionerande antelotstånd ges av: µ d µ k qs π D O t ex jordarten antas vara sand ed en gränsantelfriktion q s på 150 kpa och ceentkroppens diaeter antas bli 150, blir karakteristiskt antelotstånd µ k drygt 70 kn/ (se figur 1). Med en säkerhet på 2,0 blir µ d 35 kn/ och för en diensionerande last på 150 kn behövs en förankringslängd på 4,3. Bärföråga ed partialkoefficientetoden Tillåten lastkapacitet ed hänsyn till förankringszonen kan också beräknas enligt Sponthandboken (1996) so använder partialkoefficientetoden. Vilkoret är att diensionerande bärföråga R d är inst lika stor so diensionerande lasteffekt S d och diensionerande lastkapacitet beräknas då enligt: N Rd n NRk η qs π D η n där N Rk karakteristisk lastkapacitet bestäd geno provbelastning/dragning n beror av säkerhetsklass, en sätts till 1,0 vid olyckslast (stagbortfall) η beaktar systeatiska skillnader ellan provning och verklighet, sätts noralt till 1,0 beaktar osäkerheten i bestäningen av lastkapaciteten, sätts till 1,15 för teporärt stag och 1,35 för peranent konstruktion För en teporär konstruktion i Sk 2 ( n 1,1) i sand ed q s 150 kpa och D 150, blir diensionerande antelotstånd N Rd 70 / 1,1 / 1,35 47 kn/, t ex för ett stag ed 75 borrkrona (dvs K 1 2,0). Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad

8 Last.a.p. knäckning Knäcklasten kan vara diensionerande i lösa jordarter där jordens sidostöd ot pålen inte är tillräcklig. Detta gäller fräst lösa leror, gyttja och löst lagrad silt under grundvattenytan. O det enligt den geotekniska undersökningen påträffas ett löst jordlager, så räknar an ut den spetsbärande Ischebeck TITAN-pålens knäcklängd. O jordlagrets tjocklek är ycket indre än knäcklängden är knäcklasten ej diensionerande. I den koande europanoren för ikropålar (nu pren 14199) anges att knäckning skall kontrolleras o lerans skjuvhållfasthet är indre än 15 kpa. Pålens lastkapacitet ed avseende på knäckning beräknas här enligt riktlinjer givna i rapporterna 84a, 96:1 och 97 från IVA Pålkoissionen. Ursprungligen gäller dessa rapporter för slagna systepålar. En tydlig praktisk skillnad ellan slagna pålar och borrade injekteringspålar är att pålaterialet inte utsätts för lika ycket påfrestningar när pålen installeras geno borrning (se koande s k BIP-rapport). Partialkoefficienterna so gäller för slagna pålar behöver därför inte nödvändigtvis gälla för borrade pålar. Knäckningsberäkningen för injekterade pålar ligger således på säkra sidan. Denna konservatis förstärks ofta geno att liten hänsyn tas till det täckande ceentskiktet okring Ischebeck TITAN-pålen. Diensioneringsguide/2 redovisade knäcklast ot skjuvhållfasthet för olika TITAN-stål och borrkronor. K 1 -värdet hade valts till 1,2. Till pålens böjstyvhet bidrog ceenten inuti borrstålet sat 1/3 av det yttre ceentskiktets tjocklek. För en Ischebeck TITAN 40/16-påle ed 110 borrkrona innebär det att endast 15 av ceentskiktet runt borrstålet edräknas i böjstyvheten. Detta beräkningsförfarande har flera gånger ifrågasatts av konsulter so antingen följer andra länders norer, inte vill ta hänsyn till initialutböjningen eller vill tillgodoräkna sig er av betongen. Istället för att låsa ingångsparaetrarna används därför ett exepel för att illustrera olika faktorers inverkan på beräknad knäcklast. Figur 2. Exepel på en uppgrävd TITAN-påle Figur 3. Lastkapacitet.a.p. knäckning för TITAN 40/16 ed 110 borrkrona ot andel av yttre ceentskiktet (Sk 2 - K 1 1,2 - olika c u - ed initialutböjning) Låt oss t ex säga att en TITAN 40/16-påle ed 110 borrkrona ska installeras i kohesionsjord ed odränerad skjuvhållfasthet c u 10 kpa. So grundförutsättning för beräkningen väljer vi Sk 2, diaeterförhållandet K 1 antas till 1,2 och vi räknar ed initialutböjning enligt IVA Pålkoissionens rapport 84a ff. Diagraen i figurerna 3-5 visar lastkapacitet ed avseende på knäckning då olika stor andel av ceentskiktet utanför stålet räknas so bidragande till pålens böjstyvhet EI s. Figur 3 visar knäcklasten i lera ed odränerad skjuvhållfasthet på 5, 10 respektive 15 kpa. Kurvorna följer varandra och skillnaden i knäcklast beroende på skjuvhållfastheten är lika stor procentuellt, oavsett hur stor andel av betongskiktet runt stålet so edräknas. 7 Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad 2004

9 O an ed ytterligare grundundersökningar kan konstatera att skjuvhållfastheten är 15 kpa och inte 10 kpa, kan ca 25% er last fås ut av pålen. Skulle å andra sidan skjuvhållfastheten inte vara er än 5 kpa blir knäcklasten 32% indre än o den är 10 kpa (se figur 35). Knäcklasten beror bl a på pålens tröghetsoent I so i sin tur beror på pålens ytterdiaeter. Förhållandet K 1 ellan diaetern för betongkroppen och borrkronan blir däred en viktig paraeter (se sid. 5-6). O an är osäker på installationsförfarandet kanske K 1 i lera ska väljas till 1,0, edan ett fullgott installationsförfarande kan resultera i K 1 1,4. So figur 4 visar spelar inte K 1 så stor roll när endast en liten andel av betongen räknas ed. Men o t ex halva betongskiktet förutsätts bidra till böjstyvheten EI s ökar knäcklasten ed 57% när K 1 är 1,4 jäfört ed 1,0 (dvs otsvarande borrkronans diaeter). Figur 4. Lastkapacitet.a.p. knäckning för TITAN 40/16 ed 110 borrkrona ot andel av yttre ceentskiktet (Sk 2 - olika K 1 - c u 10 kpa - ed initialutböjning) Figur 5 visar hur knäcklasten varierar beroende på o hänsyn tas till initialutböjning, eller inte. Initialkrokigheten (anges so pilhöjd) hos en installerad, obelastad påle består av en geoetrisk och en fiktiv del. Den geoetriska krokigheten delas i sin tur upp i en del för det oskarvade påleleentet och en del till följd av vinkelavvikelse i skarven. Den fiktiva krokigheten beaktar egenspänningen i stålet. O halva betongskiktet räknas so bidragande till pålens böjstyvhet blir lastkapaciteten 300 kn utan initialutböjning, edan den blir 215 kn ed initialutböjning (se figur 5). Det rör sig då o en initiell utböjning o 8,7, vilket otsvarar en krökningsradie på bara 75. De tidiga rapporterna från Pålkoissionen (exv. rapport 81) redovisar dock uppätta krökningsradier på upp till Detta för skarvar ed indre bra passning än TITANstålens skarvhylsor. Inför större pålprojekt kan kanske inklinoeterätning i ett antal pålar vara otiverat, för bestäning av den verkliga krökningsradien (pilhöjden). Figur 5. Lastkapacitet.a.p. knäckning för TITAN 40/16 ed 110 borrkrona ot andel av yttre ceentskiktet (Sk 2 - K 1 1,2 - c 10 kpa - olika initialutböjning) u För att illustrera betydelsen av att eventuellt äta in initialkrokigheten, beräknades knäcklasten ed en fast krökningsradie på 200. Då erhålls en knäcklast på 256 kn (dvs 20% större än för radien 75 ), när halva betongskiktet räknas ed i böjstyvheten. Avsikten ed detta exepel var att visa på några olika faktorers inverkan på lastkapaciteten ed avseende på knäckning. Vidare att belysa öjligheten för en geoteknisk konsult att först antaga olika paraetrar, göra paraeterstudie och viss riskanalys, för att till slut bekräfta sina antaganden. Slutligen - o knäcklängden är större än det lösa jordlagret (c u < 15 kpa enligt pr EN 14199) är inte knäcklasten diensionerande. O däreot det lösa jordlagret är större än knäcklängden är knäcklasten ofta diensionerande. Dess storlek är dock beroende av o pålens längd går jänt upp i den s.k. systeknäcklängden L k. Beräkningar visar att knäcklasten för korta, spetsbärande 40/16-pålar kan ökas ed upp till 25% när pållängden inte är jänt delbar ed knäcklängden. Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad

10 KORROSIONSSKYDD Beroende på kraven på korrosionsskydd kan Ischebeck TITAN injekteringsstål levereras i följande fyra varianter; 1) svartstål, 2) varförzinkat, 3) cobi-coating, d.v.s. varförzinkning och epoxibeläggning i kobination, sat 4) INOX rostfritt. Dessuto kan kravet på korrosionsskydd tillgodoses geno att en rostån dras bort från stålet vid diensionering, ett foderrör av plast eller stål används, sat ett täckande ceentskikt erhålls under injekteringen. Hur sistnända alternativ beaktas redovisas kort nedan. I den koande europanoren för ikropålar (nu pren 14199) gäller för peranenta konstruktioner, att ett injekteringstäckskikt o 30 är tillräckligt so korrosionsskydd för ett dragbelastat stål ed låg hållfasthet (dvs. f yk < 560 MPa). Motsvarande täckskikt för stål under tryck är 20. Trots att sträckgränsen för en del Ischebeck TITAN-stål ligger något över 560 MPa, godtas för en peranent konstruktion 30 täckskikt för dragbelastade stål och 20 för tryckbelastade stål. Anledningen till det är att TITAN-stål beter sig so ett låghållfast stål, efterso brottgränstöjningen är ycket större än sträckgränstöjningen. Föruto tillräcklig ceenttäckning so korrosionsskydd, åste ett dragstag uppfylla krav på sprickvidden i ceenttäckningen. Enligt BBK 94 (4.5.4), för föga korrosionskänslig arering, so Ischebeck TITAN tillhör, är gränsvärdet på sprickvidden 0,3 i iljöklass A3 (dvs extret areringsaggressiv iljö) för en livslängd på 50 år och för en livslängd på 100 år är gränsvärdet 0,2. TITAN-stålets gängor är utforade enligt DIN 488 och på så sätt begränsas sprickvidden till 0,1 (DIN 4128 del 9.2). Tester på Tekniska Högskolan i München bekräftade att sprickvidden i ceentkroppen runt ett TITAN-stag inte överstiger 0,1 när det dragbelastas ed en last otsvarande brukslasten. Studier på Universitetet i Kassel o uppkosten av längsgående sprickor i ceentskiktet på tryckta stag, visade att gränsvärdet på 2% töjning i ceenten (DIN 1045) inte överskrids under brukslast. Brukslasten för ett peranent stag av obehandlat stål, s.k. svartstål, ed ett enkelt korrosionsskydd i for av ett täckande ceentskikt, beräknas so: F bruk A f yk P där P y stålets sträcklast alsäkerhetsfaktor, sätts till 1,75 Detta ger brukslaster i saa storleksordning so lastkapaciteten.a.p. tillåten stålpåkänning ed alsäkerhetsfaktor 1,5 (se tabell 3, sid. 3). y Elektrodpotential E h (volt) 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0-1,2-1,4-1,6 Figur 6. Ingen reaktion p.g.a. katodiskt skydd Passiv stålyta geno anodiskt Fe 2 O 3 -skydd Korrosion ph-värde Pourbaix s diagra visar att ceentbruk ed ph upp till 12,6 är ett aktivt korrosionsskydd Pourbaix:s diagra visar varför ceentbruk ed ett ph-värde upp till 12,6 innebär ett aktivt korrosionsskydd. Stålytan blir elektriskt passiv geno den alkaliska iljön orsakad av ceentbruket och det innebär, oavsett o det existerar en potential, att ingen korrosion inträffar. Det här är den terodynaiska förklaringen på ett sedan länge välkänt fenoen so gjorde arerad betong öjlig. Dessa anledningar saantagna gör att Ischebeck TITAN-stag och -pålar anses uppfylla kraven för en livslängd på 100 år i iljöklass A3. Den jäna fördelningen av ånga så ikrosprickor är ofarlig för den råa och ojäna ceentkropp so bildas när injekteringsstålet installeras utan foderrörsborrning. Med inst 50 täckande betongskikt och en bruksspänning på 57% av sträcklasten f yk för f yk 560 MPa, uppfyller Ischebeck TITAN injekteringsstål redan idag alla krav enligt CEN/TC288/WG8 Micropiles för enkelt korrosionsskydd. Under antagandet att ceentkroppens diaeter är 2 gånger borrkronans diaeter (otsvarar edelvärdet för friktionsjord), ger exepelvis en 90 kryssborrkrona ett ceenthölje so är ca 70 runt borrstålet och drygt 60 vid skarvhylsorna för ett 40/16-stag (se vidare i tabell 7, sid. 10). Saanfattningsvis konstateras att för Ischebeck TITAN är probleatiken runt korrosionsskydd väl utredd och att en (eller en kobination) av de ovan nända varianterna bör täcka in vilken so helst kravsituation. En vanlig lösning för dragstag är att den yttersta delen är cobi-coat, edan resten är vanligt svartstål. 9 Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad 2004

11 Tabell 7. PROVBELASTNING För att kontrollera att pålar, stag eller jordspikar uppfyller beräkningsförutsättningarna skall de provdras. Ischebeck TITAN injekteringsstål skall provbelastas tidigast 7 dagar efter installation för att ceenten skall hinna härda tillräckligt. Stagen so skall provdras skall förses ed en för aktuell applikation läplig fri längd. Provbelastningen utförs i korthet enligt nedanstående. Utrustning 1. Tillräckligt othåll arrangeras och dokraften placeras centralt på en tjock stålplatta. O så erfordras används kilskivor eller underlägg för att rikta in dokraften längs staget. 2. Stagtoppens rörelse relaterat till en fixpunkt bestäs ed 2-3 oberoende ätklockor. Det är viktigt att ätklockorna onteras på fast underlag oberoende av övrig utrustning. Kontrollera löpande att inte staget sätter sig fast någonstans, exepelvis i hålet i stålplattan. Utförande 1. Dokraften centreras och en uppspänningslast påbringas (t ex 50 kn, en ej över 10% av axiala testlasten). Deforationens nollvärde registreras. 2. Minst 6 laststeg ellan ungefär 75 och 150% av diensionerande last påbringas och deforationen noteras efter 0, 1, 2, 4 och 10 inuter ino varje laststeg. Vid otag ed dokraften dokuenteras nya nollvärden. O brott uppstår registreras lasten. Redovisning Resultatet skall redovisas i tabellfor ed tider, laster och deforationer ed godkännande eller ej, sat i diagrafor över al deforation och beräknad deforation för aktuell fri längd. Karakteristisk kryplast kan utvärderas grafiskt enligt anvisningar i Pålgrundläggningshandboken (1993). Motsvarande karakteristisk antelfriktion erhålls geno att dividera ed aktuell förankringslängd. Elastiska deforationen för töjning i stålets fria längd används för att kontrollera att staget provdragits noralt F F Sättning s [] Figur 7. Saansatt påle: ø40 stålstag ingjutet i foderrör Bestående deforation Dragkraft F [kn] Bestående deforation TITAN 73/ ø140 Saansatt påle: ø40 stålstag ingjutet i foderrör Foderröret ø133 är uppdraget 4 Pålsko 3 5 Injekteringsstag TITAN 73/53 Inget foderrör, ceentsuspension so stödvätska och injekteringsedel ø Last / sättningsdiagra över 7 långa injekteringspålar, testade i saa oråde ed edelfast lagrad siltig sand - den saansatta pålen är lågtrycksinjekterad, TITAN-pålen är injekterad ed högt tryck Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad

12 BERÄKNINGSGÅNG Beräkningsgången nedan gäller diensionering på konventionellt sätt ed alsäkerhetsfaktor: 1. Beräkna diensionerende last F d [kn] i stagets riktning och välj läplig stagdiension så att inte tillåten last.a.p. stagaterialet överskrids (se tabell 3) F d kn (< F till ) 2. Antag gränsantelfriktion q s [kpa] för aktuell jordart ed hjälp av epiriska värden, sonderingsresultat och karakteristiska hållfasthetsvärden (se tabell 6) q s kpa 3. Välj borrkrona för aktuell applikation, jordart och stagdiension ed hjälp av tabell 2 (fråga leverantören vid behov) och ange aktuell borrkronediaeter d d 4. Antag förhållandet K 1 ellan diaetern för ceentkroppen D och diaetern för vald borrkrona d utifrån epiriska värden angivna so riktlinjer under tabell 6 K 1-5. Bestä karakteristiskt antelotstånd µ k [kn/] (dvs. utan säkerhetsfaktor).h.a. figur 1, eller beräkna den so: µ q π D q π K d k s s 1 µ k kn/ 6. Beräkna diensionerande antelotstånd µ d [kn/] per eter förankring ed en al säkerhetsfaktor 1,5-2,0 enligt följande: µ µ d k µ d kn/ 7. Beräkna erforderlig förankringslängd L för [] geno att dividera diensionerande last i injekteringsstålets riktning F d [kn] ed µ d enligt: L µ för F d d L för 8. Bestä längden för injekteringsstålet i aktuell applikation ed hjälp av principfigurerna nedan och beräkna t ex al staglängd so: L L + L fri för L Stag Spik Påle de neef SCANDINAVIA AB info@deneef.se Huvudkontor: Långavallsgatan GUNNILSE Tel Fax Region Stockhol: Strandbergsgatan STOCKHOLM Tel Fax Region Norrland: Strandgatan 21 Box ÖRNSKÖLDSVIK Tel Fax Region Malö: Lönngatan 56A MALMÖ Tel Fax de neef NORGE A/S deneef@online.no Jellestadveien BORGENHAUGEN Norge Tel Fax de neef FINLAND OY deneef@deneef.fi Itälahdenkatu 9A HELSINKI Finland Tel Fax UAB de neef BALTIJA info@deneef.lt Janonio g PO Box KLAIPEDA Lituaen Tel Fax Diensioneringsguide/3 för Ischebeck TITAN-stag och påle - reviderad 2004