Painumalaskenta ja maaperätutkimukset

Tässä opinnäytetyössä perehyttiin perustusten painumisen teoriaan, Suomessa yleisesti käytettäviin painumalaskentamenetelmiin sekä maaperätutkimuksissa käytettäviin yleisiin kairausmenetelmiin ja niiden tulosten tulkitsemiseen. Työssä käsiteltiin pääasiassa savimaiden konsolidaatiopainuman laskentaa ja maaperä-tutkimustulosten tulkintaa käsiteltiin sen kannalta. Työn tavoitteena oli muodostaa lukijalle ymmärrys perustusten painumisen ja yleisten kairausmenetelmien tulkinnan teoriasta sekä painumien suuruuden laskennallisesta arvioinnista tarkoituksenmukaisia laskentamenetelmiä ja parametrejä hyödyntäen. Työssä laadittiin lisäksi tilaajana toimivalle Perustava Oy:lle Excel-laskuri, jolla voidaan arvioida perustusten painumista halutussa laskentapisteessä. Tutkittavia painumalaskentamenetelmiä olivat likimääräinen laskentamenetelmä kokoonpuristuvuusmoduulista, Nilmar Janbun tangenttimoduulimenetelmä, kokoonpuristuvuusindeksimenetelmä ja kokoonpuristuvuusindeksimenetelmästä johdettu likimääräinen vesipitoisuusmenetelmä. Näistä menetelmistä luotettavimmaksi todettiin tangenttimoduulimenetelmä, jossa konsolidaatiopainuman vähittäin kasvava eteneminen huomioidaan tarkimmin. Sen virhemahdollisuudet ovat myös hyvin havainnollistettavissa ja vältettävissä, mikäli tarvittavat parametrit on luotettavasti määritetty laboratoriokokein. Työn yhteydessä laadittu Excel-painumalaskuri hyödyntää laskelmissa tangenttimoduulimenetelmää. Kairausmenetelmien tulkintaa painumalaskennan näkökulmasta tutkittiin pääosin puristinkairauksessa ja puristinheijarikairauksessa, joiden tuloksista todettiin selviävän parhaiten tietoa painumalaskennassa tarvittavista parametreista. Muita tässä työssä käsiteltäviä kairausmenetelmiä olivat paino-, heijari-, siipi-, porakone-, lyönti- ja tärykairaus. Rakennesuunnittelussa geoteknisten asioiden ymmärtämisestä ja painumalaskennan hallinnasta on huomattava hyöty. Yleisesti rakennesuunnittelussa perehdytään vain rakenteellisiin asioihin ja geosuunnittelussa annetaan rakennesuunnittelijan tarvitsemat maaperän lujuusominaisuudet sekä käyttö- ja murtorajatilan kestävyysarvot. Rakennesuunnittelijan olisi suotavaa kyetä myös itse ottamaan kantaa maaperätutkimusten tuloksiin ja niiden tulkintaan, jotta suunnittelu saadaan toteutettua optimaalisesti.The purpose of this thesis was to get acquainted with the theory of foundation settlement, the general settlement calculation methods used in Finland, the commonly used soil penetration test methods in soil quality research and the interpretation of the results of them. The work mainly dealt with the calculation of consolidation settlement on clay soils and the interpretation of soil penetration test results was tried to keep focused on soil settlement calculation. The goal of this work was to find out about the theory of soil settlement calculation and about the interpretation of commonly used soil penetration test method results. Another goal was to create an Excel-calculator for soil settlement calculation for a Finnish foundation constructor named Perustava Oy, which is the commissioner of this thesis. The Investigated methods for settlement calculation in this thesis were an approximate method straight from the compressibility module, tangent module method, compressibility index method and an approximate water content method. The most reliable method for Finnish soils was found to be the tangent module method. In structural design, it was discovered that there is a considerable benefit to have knowledge about geotechnical issues and soil settlement calculation. In my experience, it is a common problem that structural designers don’t have enough knowledge enough about the soil behavior