Borrade RD pålar. Lansering av RD peleprodukter 2009

Transkript

1 Borrade RD pålar Lansering av RD peleprodukter 2009

2 Innehållet Bakgrund RD-pålprodukter Installation Skarvning RD-pålar Användningsområden RD-pålar Jämförelser RD-pile wall Sammanfattning Hannu Jokiniemi

3 Bakgrund Hannu Jokiniemi

4 Bakgrund - Borrade pålar i Norden Stålkärnepålar har använts framgångsrikt sedan 1960-talet. Diameter och godtjocklek av foderrör är vanligtvis liten (D<300 mm och t<7 mm) Jordförhållanden i nordiska länder är gynnsamma för spetsburna pålar i berg. (Samma för mantelburna pålar fastgjutna i bergborrhål.) Ökat behov för större bärförmåga, styvhet och effektivare installation. STEEL CORE CEMENT GROUT/ GROUTING CONCRETE CASING TUBE Stålkärnepåle Borrade stålrörspålar Hannu Jokiniemi

5 RD-pålprodukter Hannu Jokiniemi

6 RD-pålprodukter RD-påle är en borrad påle tillverkad av Ruukki Baserar sig på längdsvetsat (RD90-RD320) eller spiralsvetsat (RD400-RD800) CE-märket stålrör Slagskor och ringborrkronor tillverkas av borrkronatillverkarn (Robit, Rotex) RD90-RD320 RD400-RD Hannu Jokiniemi

7 Slanka RD-pålar Hannu Jokiniemi

8 Grova RD-pålar Stålsorter: S355J2H S440J2H S550J2H X60 X70 Skarvning: - genom svetsning Hannu Jokiniemi

9 Stålsorter för RD-pålar Hannu Jokiniemi

10 RD-pålprodukter Längder av pålrör samt pålelementer och dimensioner av tryckplattor Suggested pile load betyder max karakteristisk last Hannu Jokiniemi

11 Installation Hannu Jokiniemi

12 RD-pålar Installation och lämpliga basmaskiner Källareborrigg med anpassad borrningsutrustning för grundförstärkning Grävmaskin med anpassad borrningsutrustning Pålmaskin med anpassad borrningsutrustning Hannu Jokiniemi

13 RD-pålar Borrningsmetoder och hammare Excentrisk borrsystem (RD90-RD320) Centrisk borrsystem (RD90-RD800) Topphammare Sänkborrhammare Hannu Jokiniemi

14 RD-pålar Synpunkter för installation Geotekniska förundersökningar med borrsonderingar skulle utföras tillräckligt i förhand för att säkerställa kvalitet och helhet av berget Stoppslagning rekommenderas att göras till översta änden pålen för att säkerställa pålrörets fasta kontakt mot berget efter borrsträngen har dragits upp. Man får ofta göra betongfyllning som undervattensgjutning. Framför detta renspolas borrhålet med vatten, och kontrolleras att borrkax i största möjliga utsträckning spolats upp Man skall fästa avseende vid undvikning av störning av jordlager och ökning av porvattentryck Hannu Jokiniemi

15 Skarvning Hannu Jokiniemi

16 RD-pålar Skarvning med yttre gängad hylsa Påldimensioner RD90 RD220 (S440J2H) Den färdiga skarven uppfyller krav föreslås i Peleveiledningen 2005 avsnitt 8.5.4: Enligt provningar är dragkapacitet av skarven nästan samma än tryckkapacitet av pålrör (Ruukki garanterar >50%) Fördelar: Snabb of lätt att montera Högklassig slutprodukt även i svåra förhållanden Hannu Jokiniemi

17 RD-pålar Skarvning med yttre gängad hylsa Yttre diametrar av gängade hylsor och yttre diametrar av ringborrkronor är synkroniserade Hannu Jokiniemi

18 RD-pålar Skarvning genom svetsning Svetsning Båg- eller rörelektrodsvetsning Manuell eller mekaniserad Produktionskontroll och svetsteknikkontroll enligt standarder och planer Ruukkis anvisningar: Skarvning av stålrörspålar genom svetsning Pålrör levereras från verket vanligen med fasade ändar (fogberedda för svetsning). Fasvinkeln är då 30 och rätkant i roten 1,6 mm +/- 0,8 mm Hannu Jokiniemi

19 RD-pålar Användningsområden Hannu Jokiniemi

20 RD-pålar Användningsområden Svårforcerade jordlager som fyllning med stenblock eller fyllnadsmaterial Pålning som måste utföras nära befintliga byggnader krav på begränsning av vibrationer och markförskjutning föreligger RD-pålar kan installeras med små, lätta maskiner som genererar mycket begränsade vibrationer och därtill kan bullerdämpas effektivt Pålning som måste utföras ned till berg i vissa fall föreligger konstruktionskrav att laster skall nedföras till berg Bergytan är lutande Bergytan är nära markytan Höga noggrannhets- och kontrollkrav RD-pålar kan installeras med snäva toleranser och medger fullständig kontroll av alla påldelar Stora koncentrerade laster konventionella pålar medför kanske alltför stort antal pålar och för stora pålfundament Hannu Jokiniemi

21 RD-pålar Exempel av användningsområde Fyllning Lera Sand / Morän RD-pålfundament: pållängden >3-5 m pålarna utrustad med bergskor RD-pålfundament: bergytan nära markytan lutande bergytan försäkring av stabilitet av fundament (fast fästning till berg och fundament) Hannu Jokiniemi Plattgrundläggning

22 RD-pålar Exempel av användningsområde Kontorsbyggnad - Case Technopolis 1 i Salmisaari Helsingfors Tjocka fyllningsjordlager som innehåller olika gamla konstruktioner och material (trä, betong, metall, aska, ) Pålar: 46 st. RD140/10 (430 m) och 281 st. RD170/ (2750 m) därav 44 st. med inre påle RR90 Rostmån (Korrosjonshastighet) 7 mm/100 år Ändå var RD-pålarna konkurrenskraftiga mor stålkärnepålar Ruukkis pålfundamentsystem (FPS) 39 st Hannu Jokiniemi

23 RD-pålar Exempel av användningsområde Kontorsbyggnad - Case Technopolis 1 i Salmisaari Helsingfors Hannu Jokiniemi

24 RD-pålar Exempel av användningsområde Broar Stora koncentrerade laster Krav på viss penetration nivå av pålspetsar Höga noggrannhets- och kontrollkrav Tunnelipuisto underfartsbro Järvenpää RD320/ st / 100m Tampella underfartsbro, Tammerfors RD400/12.5 och RD450/ st. 280 m Hannu Jokiniemi

25 RD-pålar Exempel av användningsområde Grundläggningar för vindkraftverk Stora tryck- och draglaster 5 x 2,3 MW Vindkraftverk i Brahestad Optimerad grundplattakonstruktion, ca. 250 m 3 Trycklaster: Borrade pålar 8 st L~15 m RD600/12.5 till berg Draglaster: Rörankare 8 st L~23 m RD220/12.5 mantel injekterade i berg Grundläggningar för kraftledningstolper RD220 RD500 (under fötter varken en grov eller tre medelstora RD-pålar, förankring till berget Låg fundament mindre schakt-, fyllningsoch betongmassor. inget behov av schaktstöttning Flera utförda projekt i Finland Hannu Jokiniemi

26 RD-pålar Exempel av användningsområde Grundförstärkningar av existerande byggnader Betydande pållängder Trånga och höjdbegränsade rum Effektiv och snabb skarvning är viktigt Jorden innehåller ofta hinder liksom gamla träpålar Koy Affärscentrum i Åbo Ca m av RD140-RD190 i S550J2H Pållängder ca 50 m Hannu Jokiniemi

27 RD-pålar Jämförelser Hannu Jokiniemi

28 RD-pålar Jämförelse av kostnader mellan olika fundamenteringmetoder Stor koncentrerade last, last för en pelare 10 MN Pållängder 12 m (RD-pålar 13 m) Skjuvhållfasthet av jord 15 kpa Tillåten bärförmåga hos jorden 300 kpa Storlek av grundläggning Antal pålar och total längd av pålar 300x300 mm 2 betongpåle RR400/12.5 RD270/12.5 S440J2H Platta på marken 18 st / 216 m 5 st / 60 m 5 st / 65 m - Storlek av grundläggning [m] 4.7 x 3.7 x x 2.4 x x 2.1 x x 6.2 x 1.6 Total kostnaden av fundamenten Kostnaden av en påle [ /m] Pålpunktkostnaden per st [ ] Betong i grundläggning [ /m 3 rtr] Hannu Jokiniemi

29 RD-pålar Jämförelse av kostnader mellan stålkärnepålar Stålkärne d=120 mm S355J2G3 Foderör 168,3x4 S355J2H Stål 109,8 kg/m Pris av install. L=12 m påle ca RD170/12,5 S550J2H RD220/12,5 S440J2H Stål 48,0 kg/m Stål 63,7 kg/m Pris av install. L=12 m påle ca Pris av install. L=12 m påle ca Steel core pile d=120mm and RD-pile bearing capacity comparison Allowable pile load [kn] mm corrosion allowance Stp d=120m m RD170/12.5 S550J2H 5mm corrosion allowance Stp d=120mm RD220/12.5 S440J2H c=15kpa c=30kpa kitkamaa (c=100 kpa) Hannu Jokiniemi

30 RD-pile wall Hannu Jokiniemi

31 RD-pile wall New application for RD-piles; pipe pile wall which can be installed by drilling Based on Ruukki s RD piles RD400-RD800 Piles are attached together by interlocks welded on the piles Hannu Jokiniemi

32 RD-pile wall - Installation principle RD-pile wall is installed by using DTH-hammer and concentric drilling method. A standard pilot bit can be used but the ring bit is over-size in order to enable the interlocks to follow the pipe through boulders and into the rock without damages installation direction of wall rotation direction during drilling Hannu Jokiniemi

33 RD-pile wall Properties Extremely rigid structure Bending stiffness of wall can be adjusted by changing the wall thickness and/or diameter of the pile Bending moment resistance can be increased by using higher steel grades and by reinforcing and concreting the piles Hannu Jokiniemi

34 RD-pile wall Properties RD-pile wall can be installed into the soil conditions where sheet pile wall can t be installed by driving or by vibrating soils containing boulders the wall has to be installed into the bedrock cases where vibrations must be limited to a certain level The lower end of retaining wall, usually bedrock, can be reached reliably No technical or time table related surprises during the installation and construction of the retaining wall Hannu Jokiniemi

35 RD-pile wall Properties Anchoring of the lower end of the retaining wall into the bedrock is easy no steel bars or dowels into the rock and/or base concrete beam at the lower end of retaining wall Watertight structure Structure is (almost) watertight after installation depending on soil conditions Full water tightness can be achieved by welding Pile bottoms can be grouted into the bedrock, and therefore possible water flow between drilling hole and pile can be eliminated when excavation level is on the rock surface or under the rock surface Hannu Jokiniemi

36 RD-pile wall Application areas Retaining wall for temporary and permanent structures Combined retaining wall and load-bearing foundation structure in building constructions Combined abutment and loadbearing foundation structure in bridges Retaining wall acting as a tower structure grouted into the rock Building pits, basements,, under crossings, quay walls etc Hannu Jokiniemi

37 RD-pile wall Cost estimates Hannu Jokiniemi

38 Sammanfattning Hannu Jokiniemi

39 Sammanfattning Användning av borrade RD-pålar har ökats kraftigt under de senaste åren De nuvarande tekniker möjliggör det att installera även 50 m lång och diameter av 800 mm pålar Användning av högre stålsorter har vidare förbättrats konkurrenskraft av RD-pålar Skarvning med yttre gängade hylsor är lätt och slutprodukten är lika stark som rör Yttre diametrar av gängade hylsor och yttre diametrar av ringborrkronor är synkroniserade. RD-pål vägg är en nu produkt som kan användas i olika förhållanden Daglig praxis i Finland och i Sverige och samma utveckling förhoppningsvis i Norge Hannu Jokiniemi

40