Pålkommissionen Seminarium 10 sept 2008 Borrade · PDF file2008-09-10...

www.bredenbergteknik.sewww.bredenbergteknik.se20082008--0909--1010

PPåålkommissionenlkommissionenSeminarium 10Seminarium 10 septsept 20082008BorradeBorrade stståålrlröörsprspåålarlar

15:0015:00-- 17:0017:00Globen, WSP, StockholmGloben, WSP, Stockholm

HHååkan Bredenbergkan Bredenberg

www.bredenbergteknik.se


20082008--0909--1010 www.bredenbergteknik.sewww.bredenbergteknik.se

•• BorrmetoderBorrmetoder•• FFöördelarrdelar•• NackdelarNackdelar•• ProjekteringProjektering•• DesignDesign•• UtfUtfööranderande•• KontrollKontroll

InnehInnehåållll



20082008--0909--1010 www.bredenbergteknik.sewww.bredenbergteknik.se 3

Indelning, kategorierIndelning, kategorier•• MaterialMaterial : tr: trää –– betongbetong –– ststååll•• FunktionFunktion :: spetsburnaspetsburna ((ststöödpdpåålarlar)) –– mantelburnamantelburna•• MantelburnaMantelburna :: kohesionspkohesionspåålarlar -- friktionspfriktionspåålarlar•• InstallationInstallation : slagna: slagna –– borradeborrade –– vibreradevibrerade ––•• -- grgräävdavda –– skruvadeskruvade•• StorlekStorlek –– mikropmikropåålarlar –– megapmegapåålarlar

•• FormForm –– rröörr –– massivamassiva –– koniskakoniska –– vidgad spetsvidgad spets


www.bredenbergteknik.se3


BorradeBorrade stståålrlröörsprspåålarlar•• Material, form :Material, form : ststååll•• Form :Form : rröörr•• FunktionssFunktionssäätt :tt : spetsburnaspetsburna ellereller mantelburnamantelburna•• Installation :Installation : borrningborrning




HistorikHistorik –– borradeborrade stståålrlröörsprspåålarlar

•• FFööre 1960re 1960 –– inte minte måånganga•• 19751975 –– 80 grundf80 grundföörstrstäärkning,rkning, ””mikropmikropåålarlar””•• 19801980 -- 90 grova90 grova stståålrlröörsprspåålarlar, broar, broar•• 19851985 –– stståålrlröörsprspåålarlar tar marknadsandelartar marknadsandelar•• 2008 ca 50 %2008 ca 50 % äärr stståålrlröörsprspåålarlar..•• StStåålpris frlpris fråån 2 till >8 kr/kg hindern 2 till >8 kr/kg hinder

(minskar nu ?)(minskar nu ?)




Framtid fFramtid föör borrader borrade stståålrlröörsprspåålarlar•• HHöögre materialutnyttjandegre materialutnyttjande•• AnvAnväändning av hndning av hööghghåållfast betongfyllningllfast betongfyllning•• Snabbare installationSnabbare installation•• Minskad kMinskad käänslighet fnslighet föörr ’’ddååligt bergligt berg’’•• Enklare & sEnklare & sääkrare verifiering av funktionkrare verifiering av funktion•• MinskadMinskad omgivningpomgivningpååverkanverkan•• Flexibelt val av dimensionerFlexibelt val av dimensioner•• Produktionsanpassade dimensioneringsmetoderProduktionsanpassade dimensioneringsmetoder




BorradeBorrade stståålrlröörsprspåålarlar i Sverigei Sverige•• StStåålklkäärneprnepåålarlar•• RDRD--ppåålarlar ((RRuukkiuukki DDrilledrilled pilespiles))•• Injekterade pInjekterade påålar ;lar ;

–– MAIMAI--ppåålarlar–– TITANTITAN--ppåålarlar–– GWIGWI--ppåålarlar




Borrning, installation av rBorrning, installation av r öörr

•• StStåålrlröör, borras ned i jord/bergr, borras ned i jord/berg•• RRöördiameterrdiameter 6060 –– 600 mm600 mm•• Godstjocklek 5Godstjocklek 5 –– 15 mm15 mm•• ODEX max 5ODEX max 5 –– 6 mm6 mm

•• Excentrisk borrning (ODEX, TUBEX)Excentrisk borrning (ODEX, TUBEX)•• Centrisk Borrning (SYMMETRIX mCentrisk Borrning (SYMMETRIX m flfl))




BorrhammareBorrhammare•• Topphammare, slTopphammare, sl åår motr mot rröörrööververäändende•• SSäänkborrhammare, slnkborrhammare, sl åår motr mot rröörunderrunderäändende

•• Luft, vanligast, Atlas Coco mLuft, vanligast, Atlas Coco m flfl•• Vatten,Vatten, WassaraWassara

•• FFöördelarrdelar –– nackdelarnackdelar




SSäänkborrhammarenkborrhammareExcentrisk borrningExcentrisk borrning

Excentrisk borrning, system ODEX och TUBEX




SSäänkborrhammarenkborrhammareCentrisk borrningCentrisk borrning

Borrning med centrisk metod (SYMMETRIX, Atlas Copco AB,ROTEX OY)




Borrkrona och RingborrkronaBorrkrona och Ringborrkrona




RingborrkronaRingborrkrona

Drilled pile walls - equipment

Pilot (återvinns) Ringborrkrona (kvarlämnas)




BorradBorrad RRöörprpåålele 406/12.5 mm406/12.5 mm




StStåålklkäärneprnepåålarlar 9090 --210 mm k210 mm käärnarna

Borrmaskin för rörborrning– personal 2 (ibland 1)




StStåålklkäärneprnepåålarlar

a) Spetsburen kärna b) Mantelburen kärna




BorradeBorrade stståålrlröörsprspåålarlar

Olika varianter av borrad stålrörspåle




Borrad injekterad pBorrad injekterad påålele -- principprincip

MAI - borrsystemBorrad, injekterad rörpåle (princip)





TillTilläämpningar, projekteringmpningar, projektering

RRäädda torsken !dda torsken !




BorradeBorrade stståålrlröörsprspåålarlar till bergtill bergTillTilläämpningarmpningar –– gynnsamma faktorergynnsamma faktorer

- berg på inte alltför stort djup (helst mindre än ca 20 m)

- krav på skonsam installation av p ålar vad gäller buller och vibrationer

- hinder för slagna pålar finns i marken, exempelvis sten och block

- massundanträngande pålar får ej utföras

- mycket viktigt att tidplanen f ör pålningen hålls

- viktigt med små utförandetoleranser för pålarna

- pålarna ska klara större momentbelastning

- pålarna måste nå ned till berg

- tunga pålmaskiner för btg-pålar kan inte användas

- högt ställda kontrollkrav gäller för pålningen




BorradeBorrade stståålrlröörsprspåålarlar till bergtill bergTillTilläämpningarmpningar –– ogynnsamma faktorerogynnsamma faktorer

- bergytan ligger mycket djupt ( djupare än 30 m)

- berget har dokumenterat d ålig kvalitet, exempelvis en k änd krosszon ibergmassan inom pålningsområdet

- korrosionen i marken kan v äntas bli mycket kraftig ( exempelvis f örorenadindustrimark)

- marken innehåller hinder som inte kan genomborras, exempelvis metall

- pålningsförhållandena innebär att andra påltyper som innebär lägre kostnaderkan användas, exempelvis prefabricerade, slagna betongp ålar




ApplikationerApplikationer -- brogrundlbrogrundlääggningggning




ApplikationerApplikationer -- husgrundlhusgrundlääggningggning

Låg lastkapacitet – fler pålar & plint Hög lastkapacitet – en påle, ingen plint




StStåålklkäärneprnepåålarlar –– i berg ingjutnai berg ingjutnakkäärnor tar ocksrnor tar ocksåå dragkraftdragkraft

Stålkärnepålar med mantelburen kärna tar dragkrafter

(Ramp vid SL10, Södra Länken, Stockholm)




BorradeBorrade stståålrlröörsprspåålarlarDimensioneringDimensionering

•• Upptill ska last fUpptill ska last fööras in i pras in i påålenlen ……•• …… nedtill ska last fnedtill ska last fööras ut till berg (eller jord)ras ut till berg (eller jord)

•• DDääremellan ska lasten finnas i premellan ska lasten finnas i p åålen utan attlen utan attbrbrååkaka ……




Viktig fViktig föörutsrutsäättning fttning föör dimensionering:r dimensionering:

Lasteffekten i varje grLasteffekten i varje gr äänstillstnstillståånd mnd mååste vara kste vara käändnd

•• BrottgrBrottgräänstillstnstillstååndnd•• BruksgrBruksgräänstillstnstillstååndnd•• OlycksfallstillstOlycksfallstillståånd (inkl brand & fortskridandend (inkl brand & fortskridande

ras)ras)




lasten in i plasten in i påålenlen ……

(Mathias Johansson, CTH 2000)




SpetsburenSpetsburen stståålrlräärsprspåålele (p(påå berg)berg)

Lasten skall in i pålen …




Spetstryck, olika antagandenSpetstryck, olika antaganden

Pålspets på berg – om pålen antas oo styv i förhållande tillberget




Mellan topp och spets, ScandinavianMellan topp och spets, Scandinavian stylestyle

Knäckning av pålar – normalkraft och böjmoment




InitialutbInitialutbööjningjning –– Rapport 84A,Rapport 84A, PPåålkommlkomm..AvgAvgöörande faktor frande faktor föörr lastkapacitenlastkapaciten

Yi = initialutböjning

Yi = yfiktiv + ygeometrisk

Yfiktiv = 0.0013Lk (tvärsnittsklass 2)

Ygeom = Lk^2/(8*R)

R = krökningsradie

Lk=knäcklängd = pi*(EI/kd)^1/4

kd= 50 till 150 cu (långtid – korttid)

M= N(yo+yi)/2

Interaktion : N/Nd + M/Md <= 1(annan formulering enligt BSK f ör massiva tvärsnitt och rör)




KraftfKraftföördelningrdelning -- borradborrad spetsburenspetsburen

rröörprpåålele




Inverkan av betongfyllningInverkan av betongfyllning -- brottgrbrottgräänstillstnstillstååndnd

•• RRöör : 168.3 x 5 mm S355,r : 168.3 x 5 mm S355, fykfyk = 355= 355 MPaMPa•• BtgBtg : C 32/40,: C 32/40, fccfcc = 18= 18 MPaMPa

33

Arör = 25.65 cm2, Wel = 101.70 cm3

Tomt rör :

Nd = Arör*fyk = 0.946 MN

Md = Wel*fyk = 36.1 kNm

Btg-fyllt rör, full plasticering :

Nd = Arör*fyk + Abtg*fcc = 0.946 + 0.354 = 1.30 MN

Md = 47.35 + 4.37 = 51.72 kNm ( 43 % ökning)




Betongen bBetongen bääranderande –– bruksgrbruksgräänstillstnstillstååndnd

Exempel

193.7 mm diam stålrör 5 mm S440 +btg C40

Astål = 29.64 cm2

Abtg = 265 cm2

Alt : stål + btg

Nd = 0.6fcck*Abtg + 112.2*Astål =453+ 333 = 786 kN

Alt : enbart stål (säkerhetsklass 3)

fyd = 420/1.2 = 367 MPa (notera 420– inte 440)

Nd = fyd*Astål = 367*29.64*10^-4 =1087 kN




SamverkanSamverkan rröörr--betongfyllningbetongfyllning

(Mathias Johansson, CTH 2004)




Momentkapacitet fMomentkapacitet f öör rr röörr

36




DimensioneringDimensionering ––nnåågragra öövriga faktorer att beaktavriga faktorer att beakta

•• VinkelVinkeläändringar i skarvar (ndringar i skarvar ( ’’dogdog--legleg jointsjoints’’))•• Excentricitet vidExcentricitet vid ppååltoppltopp ochoch ppåålspetslspets•• JordrJordröörelser kring prelser kring påålenlen•• SpSpäänningar vid installation och kontrollnningar vid installation och kontroll•• Objektspecifika materialkravObjektspecifika materialkrav•• Dimensioner, leverans, installationDimensioner, leverans, installation





Excentricitet vid topp & spetsExcentricitet vid topp & spets




Verifiering av bVerifiering av bäärfrföörmrmåågaga

•• SjunkningsmSjunkningsmäätningtning ((’’stoppslagningstoppslagning ’’))•• Dynamisk provbelastning (Dynamisk provbelastning ( ’’ststöötvtvåågsmgsmäätningtning’’))•• Statisk provbelastning (tryckStatisk provbelastning (tryck -- eller draglast)eller draglast)•• Verifiering med berVerifiering med berääkningkning•• Verifiering med erfarenhetsvVerifiering med erfarenhetsv äärdenrden




StStöötvtvåågsmgsmäätningtning ppåå betongfylldabetongfyllda rröörprpåålarlar –– olikaolikavvååghastighetghastighet i sti stååll respresp betongbetong

cutcut ““windowwindow”” in steelin steelcasing and attach sensorscasing and attach sensorsto concreteto concrete

Cushion at pile topCushion at pile top

(Garland Likins, Pile Dynamics Inc., 2000)





-- nnåågragra öövriga frvriga fråågorgor




ÖÖvriga frvriga fråågorgor –– borradeborrade stståålrlröörsprspåålarlar

•• FallgroparFallgropar–– DDåålig borrninglig borrning–– DDååligt bergligt berg–– ’’FelFel’’ stståålmateriallmaterial–– Ej godkEj godkäänd svetsningnd svetsning–– FFöörlust av bruk,rlust av bruk, injekteringspinjekteringspåålarlar




Normer och handbNormer och handbööckercker

•• BBRBBR•• BKRBKR•• BSKBSK•• BBKBBK•• BRO2004 + supplementBRO2004 + supplement•• BVHBVH•• PPåålkommissionens Rapporter, R84a, R96:1, R97, R100 mlkommissionens Rapporter, R84a, R96:1, R97, R100 m flfl

•• VVäägverkets databasgverkets databas scannadescannade berberääkningarkningar




Skarvning, rSkarvning, röör och kr och käärnorrnor

–– SvetsSvets

–– APIAPI--skarvskarv

–– HylsskarvHylsskarv




KorrosionKorrosion•• PPåålkommissionen Rapport 98lkommissionen Rapport 98•• Ofta 2 mm/ 100Ofta 2 mm/ 100 åårr

•• L 100 = 120L 100 = 120 åår = 2*120/100 = 2.4 mmr = 2*120/100 = 2.4 mm

•• FFöör tomma rr tomma röörr ääven invven inväändig korrosionndig korrosion




RedovisningRedovisning

–– Svetsplan med WPS (Svetsplan med WPS (WeldingWelding ProcProc SpecSpec))–– TillTillääggskontrollplanggskontrollplan–– ArbetsbeskrivningArbetsbeskrivning–– RitningRitning–– Verifieringsintyg (VV)Verifieringsintyg (VV)–– ÖÖvriga intygvriga intyg




StStåålmateriallmaterial

Exempel på nomenklatur

OBS ! NYTT GÄLLER – kolla exempelvis www.tibnor,se




Dimensionsintervall och krav enligtDimensionsintervall och krav enligtNAD fNAD föör SSr SS--EN 10025EN 10025

godstjocklek, mm fyk, MPa

63 - 80 325

80 - 100 315

100 - 150 295

150 - 200 285

200 - 250 275

Stål för broar (Vägverket, Banverket)

option 5, innebär :

godstjocklek, mm kolekvivalent CEV

40 - 150 0.47

150 - 0.49




APIAPI--skarvskarv -- tvtväärsnittkontrollrsnittkontroll




APIAPI--skarvar. Dimensionerskarvar. Dimensioner




BerBerääkningsprogramkningsprogram

–– StStåålklkäärneprnepåålarlarhttp://http://www.bredenbergteknik.sewww.bredenbergteknik.se /res/program//res/program/steelcorepile.exesteelcorepile.exe

–– RDRD--ppåålarlarhttp://http://www.bredenbergteknik.sewww.bredenbergteknik.se /res/program//res/program/micropile.exemicropile.exe

–– InjekteringspInjekteringspåålarlar

–– Verifiering med handberVerifiering med handber ääkningkning –– BRO2004BRO2004–– Normer, t ex BRO2004Normer, t ex BRO2004–– www.vv.sewww.vv.se



http://www.bredenbergteknik.se

www.bredenbergteknik.se/res/program/

http://www.bredenbergteknik.se

www.bredenbergteknik.se/res/program/


LLäänkarnkar

http://www.bredenbergteknik.se/RDpalar.htm

www.ruukki.se

www.geomek.com

www.atlascopco.se

Länkar till information om borrade stålrörspålar :

www.vv.se



http://www.bredenbergteknik.se/RDpalar.htm

www.ruukki.se

www.geomek.com

www.atlascopco.se


Till sistTill sist ……•• Trevlig kvTrevlig kvääll !ll !



Pålkommissionen Seminarium 10 sept 2008 Borrade · PDF file2008-09-10...

Documents

Transcript of Pålkommissionen Seminarium 10 sept 2008 Borrade · PDF file2008-09-10...