11.07.2015 Views

Eurokoodin soveltamisohje Geotekninen ... - Liikennevirasto

Eurokoodin soveltamisohje Geotekninen ... - Liikennevirasto

Eurokoodin soveltamisohje Geotekninen ... - Liikennevirasto

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

32 2010LIIKENNEVIRASTONOHJEITATIERATAVESI<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu -NCCI 728.12.2010Siltojen ja pohjarakenteidensuunnitteluohjeet


<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 728.12.2010<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Liikennevirasto</strong>Helsinki 2010


Verkkojulkaisu pdf (www.liikennevirasto.fi)ISSN-L 1798-663XISSN 1798-6648ISBN 978-952-255-608-0<strong>Liikennevirasto</strong>PL 3300521 HELSINKIPuhelin 020 637 373


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 5<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)EsipuheEurokoodit ja liikenne- ja viestintäministeriön niihin laatimat kansalliset liitteet ovatkorvanneet aiemman siltojen ja pohjarakenteiden suunnittelussa käytetyn ohjejärjestelmän1.6.2010 lukien.Tämä <strong>soveltamisohje</strong> antaa ohjeita suunnittelijalle eurokoodien tulkintaan sekä esittäämenetelmiä, joilla eurokoodien vaatimustaso täytetään. Ohjeesta on tehty tarkoituksellisestimahdollisimman pelkistetty ja oppikirjamainen. Ohjetta pitää käyttäärinnakkain eurokoodistandardin SFS-EN 1997-1 sekä sen kansallisen liitteen kanssa.Suomessa eurokoodit julkaisee Suomen standardisoimisliitto SFS. Liikenne- ja viestintäministeriönohjeinaan julkaisemat kansalliset liitteet ovat saatavissa mm. <strong>Liikennevirasto</strong>ninternet-sivuilla.Tämä <strong>soveltamisohje</strong> on toteutettu <strong>Liikennevirasto</strong>n tie- ja rataosaston tilaamanakonsulttityönä Insinööritoimisto Pontek Oy:n ja Insinööritoimisto Arcus Oy:n toimestavuoden 2010 aikana.Helsingissä joulukuussa 2010<strong>Liikennevirasto</strong>Sillansuunnitteluyksikkö ja tietekniikkayksikkö


6 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Sisällysluettelo1 YLEISTÄ ........................................................................................................................... 81.1 Soveltamisala .................................................................................................................. 81.2 Ohjeen rajaus .................................................................................................................. 81.3 Merkinnät ......................................................................................................................... 82 LUOKITUKSET .............................................................................................................. 162.1 Geotekniset luokat ....................................................................................................... 162.2 Seuraamusluokat.......................................................................................................... 163 MITOITUSMENETTELY ............................................................................................... 173.1 Ohjeellisiin sääntöihin perustuva mitoitus ............................................................. 173.2 Koekuormituksiin perustuva mitoitus ...................................................................... 173.3 Seurantamenetelmät ................................................................................................... 173.4 Laskelmiin perustuva mitoitus ................................................................................... 173.4.1 Kuormat ........................................................................................................... 173.4.2 Kuormien vaikutukset ................................................................................... 193.4.3 Maan ominaisuudet ....................................................................................... 203.4.4 Kestävyys ........................................................................................................ 203.4.5 Geometria ........................................................................................................ 223.4.6 Rajatilat, mitoitustavat ja varmuuksien kohdentaminen ....................... 223.4.7 Käyttörajatila .................................................................................................. 284 KUORMAT ...................................................................................................................... 294.1 Mitoitustilanteet ........................................................................................................... 294.2 Edullinen ja epäedullinen kuorma ............................................................................. 294.3 Vedenpaine .................................................................................................................... 304.4 Liikennekuormat ........................................................................................................... 324.4.1 Maantieliikenne .............................................................................................. 324.4.2 Raideliikenne .................................................................................................. 334.5 Maanpaino ..................................................................................................................... 344.6 Maanpaine ..................................................................................................................... 344.6.1 Yleistä .............................................................................................................. 344.6.2 Aktiivipaine ..................................................................................................... 344.6.3 Lepopaine ........................................................................................................ 354.6.4 Passiivipaine ................................................................................................... 354.6.5 Paalujen negatiivinen vaippahankaus ....................................................... 354.7 Sysäys ............................................................................................................................. 364.7.1 Tiesillat ............................................................................................................ 364.7.2 Rautatiesillat .................................................................................................. 364.8 Kuormien yhdistely ...................................................................................................... 374.8.1 Maantieliikenne .............................................................................................. 374.8.2 Raideliikenne .................................................................................................. 405 MITOITUS PERUSTAMISTAVOITTAIN .................................................................... 435.1 Antura- ja laattaperustukset ...................................................................................... 435.1.1 Kallionvarainen perustaminen .................................................................... 435.1.2 Maanvarainen ................................................................................................. 455.2 Paaluperustukset .......................................................................................................... 47


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 7<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)5.2.1 Yleistä .............................................................................................................. 475.2.2 Tukipaalu ........................................................................................................ 485.3 Ankkurointi .................................................................................................................... 545.3.1 Murtorajatila STR/GEO DA2 ....................................................................... 545.3.2 Käyttörajatila .................................................................................................. 565.4 Maanpainerakenteet .................................................................................................... 565.4.1 Murtorajatila ................................................................................................... 565.4.2 Käyttörajatila .................................................................................................. 625.5 Luiskat ja maanvaraiset penkereet ........................................................................... 625.5.1 Murtorajatila STR/GEO DA3 ....................................................................... 635.5.2 Käyttörajatila .................................................................................................. 635.6 Hydraulinen murtuminen ja pohjan nousu .............................................................. 645.6.1 Hydraulinen murtuminen HYD .................................................................... 645.6.2 Nosteen aiheuttama murtuminen UPL ...................................................... 655.7 Syvästabilointi .............................................................................................................. 685.7.1 Pohjavahvistuksena toimivat pilarit .......................................................... 685.7.2 Pohjarakenteena toimivat pilarit ................................................................ 68LIITTEETLIITE 1 OSAVARMUUSLUVUTLIITE 2 MAANPAINEKERTOIMETLIITE 3 MAANPAINEEN MOBILISOITUMINENLIITE 4 KANTOKESTÄVYYSLIITE 5 MAANTIESILTOJEN KUORMIEN YHDISTELY (vrt. kohta 4.8.1)LIITE 6 RAIDELIIKENTEEN SILTOJEN KUORMIEN YHDISTELY (vrt kohta 4.8.2)LIITE 7 LASKUESIMERKIT-Laskuesimerkki 1: Maanvarainen sillan välituki-Laskuesimerkki 2: Kallionvarainen sillan välituki-Laskuesimerkki 3: Paaluille perustettu sillan välituki-Laskuesimerkki 4: Ratapenger savikolla-Laskuesimerkki 5: Ratapenger silttisellä pohjamaalla-Laskuesimerkki 6: Tiehen rajoittuva työnaikainen tukiseinä savikolla


8 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)1 Yleistä1.1 SoveltamisalaTässä <strong>soveltamisohje</strong>essa käsitellään EN 1997-1 ja sen kansallisen liitteen soveltamistatie ja rautatiekohteissa. EN 1997-1 on velvoittava vain uusien pohjarakenteidenosalta. Soveltamisohjetta voidaan soveltaa myös korjauskohteissa, mikäli se on tarkoituksenmukaista.1.2 Ohjeen rajausTässä ohjeessa käsitellään EN 1997-1 ja sen LVM:n kansallisen liitteen soveltamistatavanomaisissa väylähankkeissa. Tavanomaisesta poikkeavat rakenteet saattavatvaatia menettelytapoja, joita ei ole tässä <strong>soveltamisohje</strong>essa käsitelty. Tällöin suunnittelijanpitää tukeutua suoraan EN 1997-1 ja sen kansalliseen liitteeseen.Tässä <strong>soveltamisohje</strong>essa käsitellään vain satunnaisesti ominaisarvojen määritystä.Pääpaino on ominaisarvojen määrityksen jälkeisessä prosessissa eli EN 1997-1 ja senLVM:n kansallisen liitteen mukaisessa varmuusmenettelyssä. Laskentamenetelmienja parametrien määrityksen osalta suunnittelijan pitää tukeutua alan muuhun kirjallisuuteen.1.3 MerkinnätStandardissa EN-1997-1 käytetään seuraavia merkintöjä.Latinalaiset kirjaimetA ’AbAcAs;iadanom∆abb ’tehokas pohjan alapaalun pohjan alapohjan kokonaisala puristuksessapaalun vaipan pinta-ala kerroksessa imittatiedon mitoitusarvomittatiedon nimellisarvonimellisiin mittatietoihin tehty muutos tiettyjä mitoitustarkoituksia vartenperustuksen leveysperustuksen tehokas leveys


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 9<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Cdcc ’cucu;ddEdEstb;dEdst;dFc;dFdFkFrepFt;dFtr;dGdst;drajoittava mitoitusarvo kuorman vaikutuksellekoheesiotehokas koheesiosuljettu leikkauslujuussuljetun leikkauslujuuden mitoitusarvoperustamissyvyyskuormien vaikutuksen mitoitusarvovakauttavien kuormien vaikutuksen mitoitusarvokaatavien kuormien vaikutuksen mitoitusarvopaaluun tai paaluryhmään kohdistuvan aksiaalisen puristuskuorman mitoitusarvokuorman mitoitusarvokuorman ominaisarvokuorman edustava arvovetopaaluun tai vetopaaluryhmään kohdistuvan aksiaalisen vetokuorman mitoitusarvopaaluun tai paaluperustukseen kohdistuvan poikittaisen kuorman mitoitusarvokaatavien pysyvien kuormien mitoitusarvo nosteelle mitoitettaessaGkj,sup/ Pysyvän kuorman j ominaisarvon ylä-/alarajaGkj,infGstb;dvakauttavien pysyvien pystysuorien kuormien mitoitusarvo nosteelle mitoitettaessaG´stb;d vakauttavien pysyvien pystysuorien kuormien mitoitusarvo maan hydraulistanousua vastaan mitoitettaessa (paino vedessä)HHdhhvaakasuora kuorma tai kokonaiskuorman komponentti, joka vaikuttaa perustustasonsuunnassaH:n mitoitusarvoseinän korkeusvedenkorkeus hydraulista nousua tarkasteltaessa


10 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)h ’hw;kK0maaprisman korkeus mitoitettaessa hydraulista nousua vastaanhydrostaattisen vedenpainekorkeuden ominaisarvo maaprisman pohjallamaan lepopainekerroinK0; β maan lepopainekerroin, kun tuettu maanpinta on kaltevuuskulmassa β vaakatasonsuhteenklsuhde δd / ϕcv;dperustuksen pituusl’ tehokas perustuksen pituusnPPdPpQdst;dQk,1Qk,iqb;kqs;i;kRaRa;dRa;kRb;calRb;dRb;kRcRc;calRc;dRc;kesimerkiksi paalujen tai koeprofiilien lukumääräankkurointiin kohdistuva kuormaP:n mitoitusarvoinjektoidun ankkuroinnin koe(veto)kuorma soveltuvuuskokeessakaatavien muuttuvien pystysuorien kuormien mitoitusarvo nosteelle mitoitettaessaMääräävän muuttuvan kuorman 1 ominaisarvoMuun samanaikaisen muuttuvan kuorman 1 ominaisarvo(paalun) pohjapaineen ominaisarvovaippakitkan ominaisarvo kerroksessa iankkuroinnin ulosvetokestävyysRa:n mitoitusarvoRa:n ominaisarvopaalun kärkikestävyys laskettuna pohjatutkimustuloksista murtorajatilassapaalun kärkikestävyyden mitoitusarvopaalun kärkikestävyyden ominaisarvopaalun geotekninen puristuskestävyys murtorajatilassaRc:n laskettu arvoRa:n mitoitusarvoRc:n ominaisarvo


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 11<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Rc;mRdRp;dRs;dRs;calRs;kRtRt;dRt;kRt;mRtrRtr;dSdst;dSdst;ksS0S1S2Tduudst;dVVdRc:n mitattu arvo yhden tai usean paalun koekuormituksessakestävyyden mitoitusarvoperustuksen sivuun kohdistuvasta maanpaineesta aiheutuvan vastustavanvoiman mitoitusarvopaalun vaippakestävyyden mitoitusarvovaippakitka laskettuna maaparametrien koetuloksista (murtorajatilassa)paalun vaippakestävyyden ominaisarvoyksittäisen paalun vetokestävyys (murtorajatilassa)paalun tai paaluryhmän vetokestävyyden mitoitusarvo, tai ankkurin rakenteellisenvetokestävyyden mitoitusarvopaalun tai paaluryhmän vetokestävyyden ominaisarvoyksittäisen paalun mitattu vetokestävyys yhden tai usean paalun koekuormituksessapaalun kestävyys poikittaisille kuormille (murtorajatilassa)poikittaisessa suunnassa kuormitetun paalun kestävyyden mitoitusarvokaatavan suotovirtausvoiman mitoitusarvo maassakaatavan suotovirtausvoiman ominaisarvo maassapainumavälitön painumakonsolidaatiopainumaviruman aiheuttama painuma (sekundäärinen painuma)kokonaisleikkauskestävyyden mitoitusarvo, joka kehittyy sen maablokin ympärillämihin vetopaaluryhmä on asennettu tai maan kanssa kontaktissa olevassarakenteen osassahuokosvedenpainekaatavan kokonaishuokosvedenpaineen mitoitusarvopystysuora kuorma tai se kokonaiskuorman komponentti, joka vaikuttaa kohtisuoraanperustuksen pohjaa vastaanV:n mitoitusarvo


12 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)V ’ dVdst;dVdst;kXdXkZtehokkaan pystysuoran kuorman tai kohtisuoraan perustuksen pohjaa vastaanvaikuttavan kokonaiskuorman komponentin mitoitusarvorakenteeseen kohdistuvan kaatavan pystysuoran kuorman mitoitusarvorakenteeseen kohdistuvan kaatavan pystysuoran kuorman ominaisarvomateriaaliominaisuuden mitoitusarvomateriaaliominaisuuden ominaisarvopystysuora etäisyys


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 13<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Kreikkalaiset kirjaimetαβδδdγperustuksen pohjan kaltevuus vaakatason suhteenmaan kaltevuuskulma seinän takana (ylöspäin positiivinen)rakenteen ja maan välinen kitkakulmaδ:n mitoitusarvotilavuuspainoγ’ tehokas tilavuuspainoγaγa;pγa;tγbγc’γcuγEγfγFγGγG;dstγG;stbγmγm;iγMγQγquγRγR;dankkurointien osavarmuuslukupysyvien ankkurointien osavarmuuslukutilapäisten ankkurointien osavarmuuslukupaalun kärkikestävyyden osavarmuuslukutehokkaan koheesion osavarmuuslukusuljetun leikkauslujuuden osavarmuuslukukuorman vaikutuksen osavarmuuslukukuormien osavarmuusluku, jossa otetaan huomioon kuormien mahdollisuuspoiketa epäedulliseen suuntaan edustavista arvoistakuorman osavarmuuslukupysyvän kuorman osavarmuuslukupysyvän kaatavan kuorman osavarmuuslukupysyvän vakauttavan kuorman osavarmuuslukumaaparametrin (materiaaliominaisuuden) osavarmuuslukumaaparametrin osavarmuusluku kerroksessa imaaparametrin (materiaaliominaisuuden) osavarmuusluku, ottaa huomioonmyös malllin epävarmuudetmuuttuvan kuorman osavarmuuslukuyksiaksiaalisen puristuslujuuden osavarmuuslukukestävyyden osavarmuuslukukestävyysmallin epävarmuuden osavarmuusluku


14 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)γR;eγR;hγR;vγsγS;dγQ;dstγQ;stbγQiγs;tγtγwγ ϕ ’maan kestävyyden osavarmuuslukuliukumiskestävyyden osavarmuuslukukantokestävyyden osavarmuuslukupaalun vaippakestävyyden osavarmuuslukukuormien vaikutusten mallintamisen epävarmuuden osavarmuuslukuhydraulisen murtuman aiheuttavan kaatavan kuorman osavarmuuslukuhydraulista murtumaa vastaan vakauttavan kuorman osavarmuuslukuMuuttuvan kuorman i osavarmuuslukupaalun vetokestävyyden osavarmuuslukupaalun kokonaiskestävyyden osavarmuuslukuveden tilavuuspainoleikkauskestävyyskulman (sisäisen ”kitkakulman”) osavarmuusluku (tan ϕ’)γ γtilavuuspainon osavarmuuslukuθξξaH:n suuntakulmakoestettujen paalujen tai koeprofiilien lukumäärästä riippuva korrelaatiokerroinankkurointien korrelaatiokerroinξ1; ξ2 korrelaatiokertoimet paalujen staattisten koekuormitusten tulosten arvioimiseenξ3; ξ4 korrelaatiokertoimet paalun kestävyyden johtamiseksi pohjatutkimustuloksista,ilman paalun koekuormituksiaξ5; ξ6 korrelaatiokertoimet paalun kestävyyden johtamiseksi dynaamisista koekuormituksistaψσstb;dσ’h;0σ(z)τ(z)kerroin ominaisarvon muuntamiseksi edustavaksi arvoksivakauttavan pystysuoran kokonaisjännityksen mitoitusarvomaan tehokkkaan lepopaineen vaakasuora komponenttijännitys kohtisuoraan seinää vastaan syvyydellä zseinän tangentin suuntainen jännitys syvyydellä zϕ’ leikkauskestävyyskulma (”kitkakulma”) tehokkaiden jännitysten perusteella


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 15<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)ϕcvϕcv;dϕ’dkriittisen tilan leikkauskestävyyskulmaϕcv:n mitoitusarvoϕ’:n mitoitusarvoLyhenteetCFAOCRCFA-paalu (minikaivinpaalu Auger-menetelmällä)ylikonsolidoitumissuhdeHUOM.1 Kaikissa eurokoodeissa yhteisesti käytetyt merkinnät on määriteltyEN 1990:2002:ssa.HUOM.2 Käytetty merkintäjärjestelmä perustuu standardiin ISO 3898:1997.Geoteknisiin laskelmiin suositellaan seuraavia yksiköitä tai niiden monikertoja:• voima kN• massa kg• momentti kNm• tiheys kg/m 3• tilavuuspaino kN/m 3• jännitys, paine, lujuus ja jäykkyys kPa• läpäisevyyskerroin m/s• konsolidaatiokerroin m 2 /s


16 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)2 Luokitukset2.1 Geotekniset luokatGeoteknisellä luokalla on vaikutusta lähinnä tarvittavien pohjatutkimusten määrään.Rakenne kuuluu geotekniseen luokkaan 1 mikäli kaikki seuraavat asiat toteutuvat:• rakenne on yksinkertainen• maapohja on kitkamaata tai ollaan kalliolla• vakavuuden suhteen ei ole riskiä• siirtymien tai painumien suhteen ei ole riskiäRakenne kuuluu geotekniseen luokkaan 2, mikäli se on tavanomainen eikä pohjamaahanliity tavallisuudesta poikkeavia riskejä.Tyypillisiä esimerkkejä ovat: paaluperustukset, seinät ja muut maata tai vettä pidättävätrakenteet, leikkaukset, penkereet, tavanomaiset siltojen väli- ja maatuet sekäankkurit.Rakenne kuuluu geotekniseen luokkaan 3, mikäli se ei kuulu luokkaan 1 tai 2. Tyypillisiäesimerkkejä ovat: Erittäin suuret tai epätavalliset rakenteet, rakenteet, joihin liittyynormaalista poikkeavia riskejä, rakenteet, joissa on epätavallisen vaikeat pohjataikuormitusolosuhteet ja rakenteet, jotka suunnitellaan alueelle, jonka maamassatovat lähtötilanteessa liikkeessä.2.2 SeuraamusluokatTaulukko 2.1SeuraamusluokkaCC3CC2CC1<strong>Eurokoodin</strong> seuraamusluokatKuvausSuuret seuraamukset ihmishenkien menetysten tai hyvinsuurten taloudellisten, sosiaalisten tai ympäristövahinkojentakiaKeskisuuret seuraamukset ihmishenkien menetystentai merkittävien taloudellisten, sosiaalisten tai ympäristövahinkojentakiaVähäiset seuraamukset ihmishenkien menetysten taipienten tai merkityksettömien taloudellisten, sosiaalistentai ympäristövahinkojen takiaSeuraamusluokassa CC2 kuormakerroin Kfi on 1,0. Mikäli seuraamusluokka on muukuin CC2, määritetään se hankekohtaisesti.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 17<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)3 Mitoitusmenettely3.1 Ohjeellisiin sääntöihin perustuva mitoitusMitoitustilanteissa, joissa ei ole käytettävissä laskentamallia tai se on tarpeeton, voidaanmitoitus tehdä vertailukelpoisen kokemuksen perusteella. Tällöin mitoitus tehdäänkäyttäen ohjeiden mukaisia konservatiivisia ratkaisuja. Menettelyä käytetäänyleensä vain geoteknisessä luokassa 1 ja seuraamusluokassa CC1.3.2 Koekuormituksiin perustuva mitoitusMitoituksessa tulee huomioida:• pohjaolosuhteiden ja mittakaavan aiheuttamat erot kokeen ja todellisen rakenteenvälillä• kokeen suoritusajan ja -nopeuden sekä jännitystason vaikutukset3.3 SeurantamenetelmätMikäli geoteknisen käyttäytymisen ennustaminen laskennallisesti on vaikeaa tai epävarmaa,voidaan laskennallista mitoitusta täydentää työnaikaisilla seurantamittauksilla.Suunnitelmassa pitää määrittää mittaukset, niiden suoritus sekä tulosten toimitusja käsittely. Suunnitelmassa pitää olla myös hälytysrajat sekä toimenpiteet rajanylittyessä.3.4 Laskelmiin perustuva mitoitusTässä kappaleessa käsitellään Eurokoodi 7 mukaisen laskelmiin perustuvan mitoituksenperusteita yleisesti.3.4.1 KuormatKuormat (F) ovat tarkasteltavaan kohteeseen vaikuttavia ulkoisia tai sisäisiä voimiatai jännityksiä. Kuormat jaetaan pysyviin (G) ja muuttuviin kuormiin (Q). Lisäksikuorma on joko kaatava tai vakauttava.Kuorman ominaisarvosta saadaan sen edustava arvo kertomalla se yhdistelykertoimellaψ. Pysyvien kuormien osalta ψ on aina 1,0. Muuttuvien kuormien osalta ψ onyhtä suuri tai pienempi kuin 1,0. Kuormien yhdistelyssä ei huomioida vakauttaviamuuttuvia kuormia.Eurokoodissa ei käytetä yhdistelykertoimelle arvoa 1,0, vaan määräävä muuttuvakuorma ja pysyvät kuormat otetaan kuormitusyhdistelmiin mukaan aina ominais-


18 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)arvollaan. Käytännössä tämä vastaa samaa kuin, että em. kuormien yhdistelykerroinolisi 1,0.Toisin sanoen Eurokoodien mukaisissa kuormitusyhdistelmissä yhdistelykertoimella,joka on aina pienempi kuin 1,0, kerrotaan vain muut kuormat kuin pysyvät kuormat taimääräävä muuttuva kuorma.Kuorman edustavasta arvosta saadaan mitoitusarvo kertomalla se kuorman osavarmuusluvullagF .Kuorman edustava arvo on murtorajatilan yhdistelyissä ja käyttörajatilan ominaisyhdistelmässäaina määräävälle muuttuvalle kuormalle ominaisarvo ja muille muuttuvillekuormille yhdistelyarvo, jolloin yhdistelykerroin ψ = ψ0.Käyttörajatilan tavallista yhdistelmää laskettaessa määräävän muuttuvan kuormanedustava arvo on kuorman tavallinen arvo, jolloin yhdistelykerroin ψ = ψ1 ja muidenmuuttuvien kuormien edustava arvo on pitkäaikainen arvo, jolloin yhdistelykerroin ψ= ψ2.Pitkäaikaisyhdistelmässä kaikkien muuttuvien kuormien edustava arvo on pitkäaikaisarvo,jolloin mukana ovat vain ne muuttuvat kuormat, joille yhdistelykerroin ψ = ψ2 ≠0.KuormanominaisarvoF kΨ iKaatavat kuormatKuormanedustava arvoF repVakauttavat kuormatKuormanedustava arvoF rep;stbγ F;dstγ F;stbKuormanmitoitusarvoF dKuormanmitoitusarvoF d;stbKuva 3.1Kuormien yhdistely ja varmuuden sisällyttäminen kuormiin.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 19<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)3.4.2 Kuormien vaikutuksetKuormien vaikutuksilla (E) tarkoitetaan kuormista seuraavia laskennallisia voimia,momentteja, jännityksiä ja muodonmuutoksia. Näitä ovat esim. pohjapaineet, tukiseinänankkurivoimat ja tukiseinän taivutusmomentti.”Kuormien aiheuttama vaikutus rakenneosiin (esim. kunkin poikkileikkauksenvoimasuureet eli voima ja momentti, edelleen jännitys ja muodonmuutos)taivaikutus koko rakenteeseen (esim. taipuma ja kiertymä)”/SFS‐EN 1990, 1.5.3.2 /Rakenteiden suunnittelussa voidaan yleensä kuormien vaikutukset laskea pelkästäänkuormien ja rakenteen mittojen perusteella. Geoteknisessä mitoituksessa kuormienvaikutukset ovat kuitenkin yleensä kuormien ja rakenteen mittojen lisäksi materiaalinlujuusominaisuuksien funktioita. Esimerkiksi ulkoisesta kuormasta (F) aiheutuvamaanpaine (E) riippuu maan lujuusominaisuuksista. Tämä kuormien vaikutusten jamateriaalin lujuuden riippuvuus monimutkaistaa osavarmuusmenettelyn soveltamistageotekniikassa suhteessa muuhun rakennesuunnitteluun.Kuvassa 3.2 on havainnollistettu Eurokoodi 7:n tapaa käsitellä kuormia ja kuormienvaikutuksia.KuormatVaikutuksetF dE dF repQ iQ 1F kΨ i1.01.0γ Q⇒γ GGKuormatVaikutuksetE dF repE kE kQ iQ 1F kΨ i1.01.0⇒γ QGγ GKuva 3.2Vaihtoehtoiset tavat osavarmuuslukujen soveltamisesta kuormiin jakuormien vaikutuksiin


20 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Kuorman osavarmuusluvut voidaan mitoitustavasta riippuen kohdistaa joko suoraankuormiin (ylempi kuva) tai kuormista laskettuihin vaikutuksiin (alempi kuva). Kuvissaoleva ”=>” merkki kuvaa laskentamallin paikkaa prosessissa.Geotekniikassa laskentamalli on yleensä epälineaarinen. Tästä seuraa, että kuvassa3.2 esitetyt vaihtoehdot johtavat eri tulokseen. Mikäli laskentamalli on kauttaaltaanlineaarinen, antavat kummatkin tavat saman tuloksen.Koska pysyvillä ja muuttuvilla kuormilla on eri osavarmuusluvut, pitää alemman kuvanmukaisessa tavassa laskea erikseen pysyvän kuorman aiheuttamat vaikutukset jamuuttuvan kuorman aiheuttamat vaikutukset3.4.3 Maan ominaisuudetMaan ominaisuuksilla (X) tarkoitetaan yleisesti kaikkia maan mekaanisia ominaisuuksia,kuten lujuus, tilavuuspaino ja muodonmuutos ominaisuudet. Murtorajatilatarkasteluissapääpaino on maan ja rakenteen kestävyydellä, jolloin varmuus kohdistetaanlujuusominaisuuksiin. Geotekniikan yhteydessä on kuitenkin luontevaa puhuamaan ominaisuuksista lujuuden sijaan, koska yleensä tarkoitetaan maan koheesiotatai leikkauskestävyyskulmaa (kitkakulma).Kuva 3.3Osavarmuusluvun kohdistaminen maan ominaisuuksiin (maaparametreihin)Ominaisarvosta saadaan mitoitusarvo jakamalla se maaparametrin osavarmuusluvullagM.3.4.4 KestävyysKestävyydellä (R) tarkoitetaan maan lujuusominaisuuksien perusteella laskettua kykyäkestää sille tulevia kuormia. Näitä ovat esim. maapohjan kantokestävyys, paalunkantokestävyys ja passiivipaine (maan kestävyys).”Rakenteen minkä tahansa osan tai sen poikkileikkauksen kyky vastustaakuormien vaikutusta vaurioitumatta mekaanisesti, esim. taivutuskestävyys,nurjahduskestävyys, vetokestävyys” /SFS‐EN 1990, 1.5.2.15/


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 21<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Rakenteiden suunnittelussa materiaalin lujuus ja kestävyys eivät yleensä riipu kuormista.Geotekniikassa sen sijaan materiaalin lujuus riippuu usein kuormasta ja senvuoksi esimerkiksi kitkamaassa maan kestävyys liukupinnalla (R) riippuu liukupintaarasittavista kuormista (F). Tämä maan kestävyyden ja kuormien välinen riippuvuusmonimutkaistaa osavarmuuslukumenettelyn soveltamista geotekniikkaan verrattunamuuhun rakennesuunnitteluun.Kuva 3.4Vaihtoehtoiset tavat osavarmuuslukujen soveltamisesta lujuuteen jakestävyyteenOsavarmuusluvut voidaan mitoitustavasta riippuen kohdistaa joko suoraan lujuusparametreihintai niistä laskettuihin kestävyyksiin. Kuvassa 3.4 oleva ”=>” merkki kuvaalaskentamallin paikkaa prosessissa. Ylemmässä kuvassa lujuuden ominaisarvoistasaadaan lujuuden mitoitusarvot jakamalla ne lujuuden osavarmuusluvuilla. Kestävyyssaadaan sitten käyttämällä laskennassa näitä lujuuden mitoitusarvoja. Alemmassakuvassa taas laskenta suoritetaan lujuuden ominaisarvoilla ja osavarmuusluvuillajaetaan vasta näin saatu kestävyyden ominaisarvo.Geotekniikassa laskentamalli on yleensä epälineaarinen. Tästä seuraa, että kuvassa3.4 esitetyt vaihtoehdot johtavat eri tulokseen. Esimerkiksi anturan (maan) kantokestävyydeksisaadaan eri arvot, jos osavarmuusluku kohdistetaan tanf arvoon tai suo-


22 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)raan kantokestävyyden ominaisarvoon. Jos laskentamalli on kauttaaltaan lineaarinen,antavat kummatkin tavat saman tuloksen.3.4.5 GeometriaPääsääntöisesti geoteknisessä suunnittelussa käytetään mittatietojen mitoitusarvoinaniiden nimellisarvoja. Olemassa olevien rakenteiden osalta ne perustuvat yleensämittauksiin (esim. maanpinta) ja tulevien rakenteiden osalta suunnitelmiin. Poikkeuksenaedelliseen ovat mm. voimakkaasti epäkeskeiset kuormat ja maanpinnan tasotukiseinän edessä.3.4.6 Rajatilat, mitoitustavat ja varmuuksien kohdentaminen3.4.6.1 Kestävyyden tarkistus, rajatila STR/GEORajatilassa STR/GEO tarkastetaan rakenteen ja maapohjan kestävyys murron ja liiallisenmuodonmuutoksen suhteen. Murtorajatilassa tulee osoittaa, että kuormien vaikutustenmitoitusarvo on pienempi tai yhtä suuri kuin kestävyyden mitoitusarvo.Ed < Rd (3.1)Kuvassa 3.5 on esitetty yleisesti rajatilan STR/GEO prosessi kokonaisuudessaan.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 23<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Kestävyyden todentaminenRajatilat STR / GEOKuormatKuormanominaisarvoF kTilavuuspainoMateriaaliominaisuudet4MaanominaisuudenominaisarvoX kΨiKohdista jompaan kumpaanγ FKuormanEdustava arvoF repKuormanmitoitusarvoF dRasitusten laskentaΔaMitan nimellisarvoa nomdi iMitanmitoitusarvoa dLaskentamalli(t)lujuus (parametrit)MaanominaisuudemmitoitusarvoX dKestävyyden laskentaγ MKohdista jompaan kumpaanγ Eγ RKuormienvaikutustenmitoitusarvoE dE d ≤ R dKestävyydenmitoitusarvoR dVarmuuden toteaminenKuva 3.5Kestävyyden osoittaminen.


24 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Kuormapuolella voidaan varmuus sijoittaa joko suoraan kuorman edustavaan arvoontai kuormien vaikutuksiin (esim. pintakuorma tai siitä aiheutuva ankkurivoima). Kestävyyspuolellavoidaan varmuus sijoittaa joko suoraan maaparametrin ominaisarvoontai laskettuun kestävyyteen (esim. tanf tai kantavuus). Se mihin varmuus sijoitetaan,riippuu käytettävästä mitoitustavasta(DA1, DA2 ja DA3). Näihin palataan jatkossa.Kuormien ja maaparametrien perusteella lasketaan kuormien vaikutus ja rakenteen/maankestävyys. Tämä laskentamalli voi koostua kahdesta erillisestä laskennasta.Esimerkiksi maanvaraisen anturan kantokestävyyden riittävyys määritetään laskemallaerikseen kuormista aiheutuva jännitys anturan alapinnassa (pohjapaine) jamaan lujuudesta aiheutuva kestävyys, joita sitten verrataan keskenään. Geotekniikassalujuus riippuu usein jännityksistä. Tällöin laskentamalli on sellainen, että sekäkuormat (jännitys) että kestävyys lasketaan samanaikaisesti yleensä iteroiden. Tyypillinenesimerkki tästä on liukupintalaskelma.Suomessa on valittu käytettäväksi kahta mitoitustapaa. Vakavuuden laskennassa käytetäänmitoitustapaa DA3. Antura- ja laattaperustusten, paaluperustusten, ankkurienja tukirakenteiden mitoituksessa käytetään mitoitustapaa DA2. Mitoitustapaa DA2voidaan soveltaa kahdella eri tavalla. Nämä erotetaan toisistaan merkinnöillä DA2 jaDA2*. Suositeltava mitoitustapa on DA2*. Mitoitustapaa DA2 voidaan käyttää, mikälilaskelmat oleellisesti helpottuvat eikä valinnasta aiheudu merkittävää haittaa. Mitoituson tällöin varmalla puolella suhteessa mitoitustapaan DA2*.Kuvissa 3.6 ja 3.7 on esitetty mitoitustavat DA2* ja DA3.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 25<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)ΨiKuormatKuormanominaisarvoF kKuormanEdustava arvoF repMitoitustapa DA2TilavuuspainoMittojennimellisarvoa nomMateriaaliominaisuudetOminaisuudenominaisarvoX kLujuus (parametrit)KuormanmitoitusarvoF dMittojenmitoitusarvota dOminaisuudenmitoitusarvoX dLaskentamalliγ F →A.3a(FI)γ RKuormienvaikutustenmitoitusarvoE dE d ≤ R dKestävyydenmitoitusarvoR dKuva 3.6Varmuuden toteaminenMitoitustapa DA2*, Xd = Xk, Fd = FrepMitoitustavassa DA2* kuormapuolen varmuus sijoitetaan kuormien vaikutuksiin(esim. osavarmuusluvulla kerrotaan ulkoisten kuormien sijasta anturan pohjapaine).Kestävyyspuolella varmuus sijoitetaan kestävyyteen (esim. osavarmuusluvulla jaetaanlujuusparametrien ominaisarvojen perusteella laskettu kestävyyden ominaisarvo).Eli laskelmissa käytettävä ominaisuuden mitoitusarvo on yhtä suuri kuin senominaisarvo.Mitoitustapa DA2 eroaa mitoitustavassa DA2* siten, että kuormapuolen varmuus sijoitetaankuormien vaikutusten sijaan suoraan kuormien edustaviin arvoihin.


26 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Mitoitustapa DA3Ψiγ F →A.3b(FI)KuormatKuormanominaisarvoF kKuormanEdustava arvoF repTilavuuspainoMittojennimellisarvoa nomMateriaaliominaisuudetOminaisuudenominaisarvoX klujuus (parametrit)γ M →A.4.(FI)M2KuormanmitoitusarvoF dMittojenmitoitusarvota dOminaisuudenmitoitusarvoX dLaskentamalliKuormienVaikutustenMitoitusarvoE dE d ≤ R dKestävyydenmitoitusarvoR dVarmuuden toteaminenKuva 3.7Mitoitustapa DA3Mitoitustavassa DA3 kuormapuolen varmuus sijoitetaan kuormien edustaviin arvoihin(esim. osavarmuusluvulla kerrotaan pintakuorman edustava arvo, jota sitten käytetäänjatkolaskelmissa). Kestävyyspuolella varmuus sijoitetaan lujuusparametrienominaisarvoihin (esim. osavarmuusluvulla jaetaan tanf, mitä arvoa sitten käytetäänjatkolaskelmissa).3.4.6.2 Tasapainon tarkistus, rajatilat EQU, UPL ja HYDRajatiloissa EQU, UPL ja HYD tarkastetaan rakenteen ja maapohjan tasapainon säilyminen.Rajatiloissa tulee osoittaa, että kaatavien kuormien tai niiden vaikutustenmitoitusarvo on pienempi tai yhtä suuri kuin vakauttavien kuormien tai niiden vaiku-


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 27<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)tusten mitoitusarvon ja mahdollisen tasapainoa lisäävän kestävyyden mitoitusarvonsumma.Edst;d < Estb;d + Rd (3.2)Rajatilasta riippuen tarkastellaan joko voimia tai voimien vaikutuksia. Myös kestävyydenhuomioon ottamisessa on rajatiloittain eroja.Kuvassa 3.8 on esitetty yleisesti tasapainontarkistusprosessi kokonaisuudessaan.Stabiliteetin verifiointiRajatilat EQU, UPL ja HYDΨiKuormatKuormanominaisarvo F kTilavuuspainoMateriaaliominaisuudetOminaisuudenominaisarvoX kKaatavat voimatMittatiedotVakauttavat voimatKuormanEdustava arvoF repMitannimellisarvoa nomKuormanedustava arvoF rep, stblujuus (parametrit)γ F , stbγ Mγ F , dstΔaKuormanmitoitusarvoF d, dstMitanmitoitusarvoa dKuormanmitoitusarvoF d, stbOminaisuudenmitoitusarvoX dLaskentamalli(t)Kohdista jompaan kumpaanγ RKuormienvaikutustenmitoitusarvo E dE d,dst ≤E d,stb + R dKuormienvaikutustenmitoitusarvo E dKestävyydenmitoitusarvoR dVarmuuden toteaminenRajatilassa EQUmerkityksen tuleeolla vähäinenKuva 3.8Tasapainon tarkistus EQU, UPL ja HYD.Kuormapuolella osavarmuusluvut kohdistetaan kaikissa rajatiloissa EQU, UPL ja HYDkuormien edustaviin arvoihin. Kestävyyspuolella osavarmuusluvut kohdistetaan tapauksenmukaan joko maaparametrien ominaisarvoihin tai kestävyyteen.


28 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Rajatilassa EQU tarkastellaan rakenteen tai maapohjan staattisen tasapainon rajatilaa.EQU tulee pääasiassa kyseeseen rakenteiden mitoituksessa. Geoteknisessä mitoituksessaEQU:n tarkastaminen rajoittuu harvoihin tapauksiin, kuten kallion varaanperustetun rakenteen kaatumisen tarkastelu. Mikäli EQU:ssa huomioidaan maan leikkauskestävyyttäTd (~Rd), pitää sen merkityksen olla vähäinen. Kaavana asia ilmaistaanseuraavastiEdst;d < Estb;d + Td (3.3)Leikkauskestävyyden osalta kohdistetaan osavarmuusluvut maaparametrien ominaisarvoihin.Rajatilassa UPL (vrt. kuva 5.4) tarkastetaan nosteen vaikutus. Siinä tarkastetaan, ettäpystysuorien kaatavien pysyvien ja muuttuvien kuormien mitoitusarvo on pienempitai yhtä suuri kuin pystysuorien vakauttavien pysyvien kuormien mitoitusarvon ja kestävyydenmitoitusarvon summa. Kaavana tämä ilmaistaan:Gdst;d + Qdst;d < Gstb;d + Rd (3.4)Kestävyyden Rd osalta osavarmuusluvut kohdistetaan maan ominaisuuksiin ja vedettyjenrakenneosien (esim. ankkuri tai paalu) kestävyyksiin. Kestävyyttä voidaan myöskäsitellä pystysuorana kuormana. Tällöin sen edustava arvo kerrotaan vakauttavanpysyvän kuorman osavarmuusluvulla.Rajatilassa HYD (vrt. kuva 5.3) tarkastetaan veden suotovirtauksen aiheuttaman hydraulisenmurtuman vaara. Tämä tapahtuu tarkastelemalla virtauksen suuntaisenmaaprisman tasapainotilaa. Esimerkki maaprismasta on kuvassa 5.3 esitetty varjostettualue.Maaprisman tasapainotila voidaan tarkastaa joko vertaamalla prisman pohjalla vaikuttaviajännityksiä tai voimia. Eli tarkastetaan, että prisman pohjalla kokonaishuokosvedenpaineenmitoitusarvo udst;d on pienempi tai yhtä suuri kuin pystysuoran kokonaisjännityksenmitoitusarvo sdst;d. Tai vaihtoehtoisesti voimina tarkastetaan, ettäsuotovoiman mitoitusarvo Sdst;d on pienempi tai yhtä suuri kuin prisman vedenalaisenpainon mitoitusarvo G’dst;d. Kaavoina nämä ovat:udst;d < sstb;d (3.5)Sdst;d < G’stb;d (3.6)Edellä esitettyjä jännityksiä ja voimia tarkastellaan kuormina ja osavarmuusluvutkohdistetaan niiden edustaviin arvoihin. Rajatilassa HYD ei huomioida kestävyyttä.3.4.7 KäyttörajatilaKäyttörajatilassa käytetään kuormien ja ominaisuuksien ominaisarvoja. Siirtymienraja-arvoja on käsitelty <strong>Liikennevirasto</strong>n julkaisuissa. Siirtymien maksimiarvojenmäärityksessä pitää ottaa huomioon ympäristön ja tuettavan rakenteen sallimat siirtymät.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 29<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)4 Kuormat4.1 MitoitustilanteetMitoitustilanteilla tarkoitetaan rakenteen suunnitellun käyttöiän aikana vastaantuleviatilanteita. Näitä ovat: normaalisti vallitseva mitoitustilanne, tilapäinen mitoitustilanne,onnettomuusmitoitustilanne ja maanjäristysmitoitustilanne. Suunnittelussamitoitustilanteet liittyvät yleisesti kuormiin tai mittatietoihin. Normaalisti vallitsevalleja tilapäiselle mitoitustilanteelle käytetään samoja osavarmuuslukuja. Onnettomuusmitoitustilanteessakäytetään yleensä osavarmuuslukua 1,0.Taulukko 4.1Mitoitustilanteiden luokitteluMitoitustilanne Ajallinen kesto Todennäköisyys Esim.Normaalisti vallitseva ~Suunniteltu käyttöikä Varma Päivittäinen käyttöTilapäinen


30 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Edullinen taiepäedullinenKuvitteellinentasoqEdullinen taiepäedullinenKuva 4.1Esimerkki edullisista ja epäedullisista kuormistaEli vedenpaine saattaa suunnasta riippuen olla samassa tarkastelussa sekä edullinenettä epäedullinen. Jos tästä epäloogisuudesta halutaan päästään eroon, voidaan vastaavassatapauksessa epäedullisia ja edullisia pysyviä kuormia käsitellä yhdestä lähteestätulevina ja käyttää tällöin yhtä osavarmuuslukua kuormien summalle tai niidenvaikutusten summalle. Kuvan 4.1 tapauksessa tämä tarkoittaa, että sekä vaaka- ettäpystysuuntaista vedenpainetta tarkastellaan ensin edullisena ja sitten epäedullisena.Näistä kahdesta tarkastelusta toinen antaa mitoittavan tuloksen.Jos käytetään ”yhden lähteen periaatteetta” (vrt. SFS-EN 1990, taulukko A1.2(B),HUOM 3), ei mitoituksessa yleensä samanaikaisesti voida käyttää tehokasta painoaW´=W-Uv. Tämä johtuu siitä, että tehokkaan painon käyttö yhdistää pystysuuntaisenvedenpaineen Uv ja rakenteen painon W, jolloin niitä tarkastellaan aina yhdessä jokoedullisina tai epäedullisina. Esimerkiksi liukumisen suhteen W’ on edullinen ja Uhepäedullinen, mistä seuraa, että tehokasta painoa käytettäessä Uv käsiteltäisiin edullisenaja Uh epäedullisena, kun taas ”yhden lähteen periaatteen” mukaan Uv ja Uh olisivatmolemmat joko epäedullisia tai edullisia.4.3 VedenpaineSFS-EN 1990:2002/A1 (Liite A2) kansallisen liitteen mukaan vedenpaine huomioidaansiltojen yhteydessä seuraavasti:Vedenpaine otetaan huomioon NW:n ja HW:n väliltä siten, että• MW:n tasolla oleva vesi katsotaan pysyväksi kuormaksi


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 31<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)• Vedenpaineen muutokselle MW:stä tasolle NW tai HW käytetään pysyvänkuorman osavarmuuskerrointa, mutta yhdistelykertoimia ψ0 = 1,0, ψ1 = 0,7 jaψ2 = 0,5Edellä esitetty pätee siltojen perustusten suunnitteluun.Yleisesti voidaan todeta, että <strong>Eurokoodin</strong> mukaan kuorman mitoitusarvo tulee arvioidasuoraan tai johtaa edustavista arvoista käyttäen yhtälöä:Fd = gF Frep (4.1)Pohjavedenpaineen osalta tämä tarkoittaa, että mitoitusarvot voidaan määrittää lisäämälläturvamarginaali ominaisvedenpaineisiin tai kohdistamalla osavarmuusluvutominaisvedenpaineisiin. Murtorajatiloissa pohjavedenpaineen mitoitusarvojen tuleeedustaa epäedullisimpia arvoja, jotka voivat esiintyä rakenteen suunnitellun käyttöiänaikana. Käyttörajatiloissa käytetään epäedullisimpia normaaleissa oloissa esiintyviäarvoja.Edellinen mahdollistaa monia tulkintoja vedenpaineen käsittelyssä.Kuvassa 4.2. on esitetty suositus vedenpaineen huomioimiseksi laskelmissa.MaanpintaKorkein vedenpintanormaalitilanteissaKorkein mahdollinenvedenpintaγ G > 1,0 γ G = 1,0OminaisarvoOminaisarvoVedenpaineenVedenpaineenVedenpainekuvaaja mitoitusarvo 1. 1. Vedenpainekuvaaja mitoitusarvo 2. 2.Kuva 4.2Suositus vedenpaineen huomioimiseksi laskelmissaVedenpainekuvaajan 1 mukaista vedenpainetta kerrottuna osavarmuusluvulla käytetäännormaaleissa ja tilapäisissä mitoitustilanteissa. Vedenpainekuvaajan 2 mukaistavedenpainetta käytetään onnettomuusmitoitustilanteissa. Tällä menettelyllä vedenpaineenja maanpaineen osavarmuusluvut ovat samat, mikä yksinkertaistaa laskelmia.Koska vedenpaine voidaan käsitellä laskelmissa useilla tavoilla, jotka tapauksestariippuen johtavat huomattaviin eroihin, pitää suunnittelijan määrittää tapauskohtaisestivarmuusmenettelyn vaikutukset ja tehdä perusteltu valinta kulloinkin käytettäväksivarmuusmenettelyksi.


32 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Stabiliteettitarkasteluissa laskettaessa maan lujuutta tehokkaiden jännitysten mukaisestiei huokosvedenpaineeseen kohdisteta osavarmuuslukuja.4.4 Liikennekuormat4.4.1 MaantieliikenneMaantieliikenteen kuormat on esitetty <strong>Liikennevirasto</strong>n <strong>soveltamisohje</strong>essa ’Siltojenkuormat ja suunnitteluperusteet – NCCI 1’.Sillat ja niiden maatuet:Jos liikennekuorma esiintyy samanaikaisesti sillalla ja penkereellä maatuen takana,noudatetaan seuraavia periaatteita:• Jos sillalla on kuormakaavion LM1 akselit, penkereellä voi vaikuttaa samanaikaisestikoko sillan hyödyllisellä leveydellä 20 kN/m 2 tasainen kuorma.• Jos penkereelle maatuen taakse sijoitetuilla kuormakaavion LM1 akseleilla onmääräävämpi vaikutus kuin koko hyödyllisellä leveydellä olevalla tasaisellakuormalla 20 kN/m 2 , käytetään niitä maatukeen kohdistuvaa maanpainettalaskettaessa. Tällöin ei sillalta maatuelle tulevaa tukireaktiota laskettaessasijoiteta akseleita vaan pelkkä LM1:n tasainen kuorma.• Siipimuurin kannalta määräävä kuorma voi olla 20 kN/m 2 tai joku liikennekuormakaavioistaLM1, LM2 tai LM3 riippuen siipimuurin koosta ja sillan hyödyllisestäleveydestä.• Valtionapua saavien yksityisteiden silloilla em. kuormat kerrotaan sovituskertoimella0,8.• Kevyen liikenteen silloilla penkereellä vaikuttavan tasaisen kuorman arvonakäytetään 10 kN/m 2 . Kuorma vaikuttaa koko sillan hyödyllisellä leveydellä jasillalla voi olla yhtä aikaa joko puhtaanapitotraktori tai kevyen liikenteenkuormakaavion tasainen kuorma.• Edellä esitetyt kuormat voivat esiintyä maatuen peruslaatan päällä tai peruslaatantakana, mikä ei kuitenkaan vaikuta maatukeen ko. kuormasta kohdistuvaanmaanpaineen suuruuteen.Tukimuurit:Liikenneväyliin liittyvien tukimuurien liikennekuormien suhteen noudatetaan seuraaviaperiaatteita:• Tukimuurin takana vaikuttava liikennekuorma voidaan korvata 20 kN/m 2 tasaisellakuormalla.• Jos penkereelle tukimuurin taakse sijoitetuilla kuormakaavion LM1 akseleillaon määräävämpi vaikutus kuin em. tasaisella kuormalla 20 kN/m 2 , käytetäänniitä tukimuuriin kohdistuvaa maanpainetta laskettaessa (vrt. ’tiepenkereet’jäljempänä).• Valtionapua saaviin yksityisteihin liittyvillä tukimuureilla em. kuormat kerrotaansovituskertoimella 0,8.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 33<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)• Kevyen liikenteen väyliin liittyvien tukimuurien takana vaikuttavan tasaisenkuorman arvona käytetään 10 kN/m 2 , ellei puhtaanapitotraktorin mitoittavavaikutus ole merkittävämpi.• Edellä esitetyt kuormat voivat esiintyä tukimuurin peruslaatan päällä tai peruslaatantakana, mikä ei kuitenkaan vaikuta tukimuuriin ko. kuormasta kohdistuvaanmaanpaineen suuruuteen.Väliaikaiset tukiseinät:Liikenneväyliin liittyvien väliaikaisiin tukiseiniin kohdistuvien liikennekuormien suhteennoudatetaan seuraavia periaatteita:• Tukiseinän takana vaikuttava liikennekuorma voidaan yleensä korvata 20kN/m 2 tasaisella kuormalla.• Tapauskohtaisesti on tukiseinät tarkasteltava myös todellisen liikenteen mukaisillekuormille.Tiepenkereet:Teiden pohjarakenteiden mitoituksessa voidaan kuormakaavion LM1 eri kuormakaistojentelit käsitellä tasaisena kuormana, jonka suuruus on 1. kuormakaistalla84 kN/m 2 , 2. kuormakaistalla 56 kN/m 2 ja 3. kuormakaistalla 28 kN/m 2 . Tällöin tasaisenkuorman vaikutusalue tien pinnalla on poikkisuunnassa kaistan levyinen (yleensä3.0 metriä) ja pituussuunnassa 2.4 metriä. Kuorman oletetaan jakautuvan tiepenkereessäalaspäin mentäessä kaltevuudessa 2:1. Kuormakaistojen ollessa vierekkäinkäsitellään kunkin kuormakaistan jakautuminen erikseen ja näin saadut kuormienintensiteetit summataan tarkasteltavalla tasolla. Pohjarakenteita ovat esimerkiksipaalulaatat, suihkuinjektointi ja syvästabilointi, kun pilarin leikkauslujuuden ominaisarvoon yli 200 kPa tai lujuussuhde on yli 15.Teiden pohjavahvistusten suunnittelussa voidaan yleensä soveltaa pienempiä liikennekuormituksia,jolloin laaja-alaisissa vakavuus- ja maanpainetarkasteluissa käytetääntasaisen pintakuorman ominaisarvona 10 kN/m 2 . Tällöin työkone- ja muut työnaikaisetkuormitukset, kuten varastointikuormat, on otettava erikseen huomioon.4.4.2 RaideliikenneRaideliikenteen junakuormat on esitetty <strong>Liikennevirasto</strong>n <strong>soveltamisohje</strong>essa ’Siltojenkuormat ja suunnitteluperusteet – NCCI 1’.Sillat ja niiden maatuet:Raideliikenteen kuormakaavio LM 71 voidaan sijoittaa sillan päähän siten, että osakuormasta sijaitsee sillalla ja osa maatuen takana. Tällöinkin kaaviossa on vain yksiakseliryhmä, joka sijoitetaan joko maatuen taakse tai sillalle, mutta ei siis yhtä aikaamolempiin asemiin.Myös useampiraiteisella sillalla noudatetaan samaa periaatetta sijoittaen yhtä aikaaeri raiteille eurokoodin SFS-EN 1992-2 taulukon 6.11 mukaiset junakuormakaaviot jataulukon mukaiset vaakakuormat.


34 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Raideliikenteestä aiheutuvien kuormien yleisten vaikutusten huomioon ottamista vartenraiteen alla tai vieressä olevan maarakenteen pystykuormituksen ekvivalentteinaominaisarvoina voidaan käyttää asianomaista kuomakaaviota (LM71 asianomaisellaα-kertoimella kerrottuna ja tarvittaessa kaaviota SW/2) tasaisesti jakautuneena 3,00m leveydelle korkeustasolla 0,70 m raiteen kulkupinnan alapuolella.Tukimuurit ja väliaikaiset tukiseinät:Rautateihin liittyvien tukimuurien liikennekuormien suhteen noudatetaan seuraaviaperiaatteita:• Tukimuurin takana vaikuttava liikennekuorma voidaan korvata edellä esitetyllätai penkereelle jäljempänä esitetyllä tasaisella kuormalla.Ratapenkereet:Kuorma määritetään RATO3:n mukaan.Paalulaatat:Kuorma määritetään RATO3:n mukaan.4.5 MaanpainoPenkereen ja alueellisen stabiliteetin laskennassa maanpainoon ei kohdisteta osavarmuuslukuja.Sen sijaan pohjarakenteiden, tukirakenteiden ja maanvaraisten anturaperustustenlaskennassa maanpainoa käsitellään kuormana ja siihen kohdistetaanasianmukaiset osavarmuusluvut.4.6 Maanpaine4.6.1 YleistäSiltarakenteisiin kohdistuva maanpaine lasketaan yleensä lepopaineena.Jos rakenne pakotetaan siirtymään maata vasten tai maata käytetään ottamaan sillaltatulevia vaakakuormia, maanpaineen arvo nousee suurimmillaan passiivipaineensuuruiseksi.Raiteen lähellä olevia paikallisia rakenneosia (esim. tukikerroksen leviämistä estävienseinämien) mitoitettaessa otetaan huomioon myös raideliikennekuormista rakenneosaanvaikuttava paikallinen pysty-, pituus- ja poikittaissuuntainen kuormitus.4.6.2 AktiivipaineMyötääviin rakenteisiin kohdistuva maanpaine voidaan laskea aktiivipaineena, jossiirtymät ovat riittävän suuria. Tämä pitää aina selvittää laskelmin.Aktiivipaine voidaan laskea SFS-EN 1997-1 liitteen C mukaan.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 35<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Aktiivipaineen yhdistelykertoimena käytetään aiheuttavan kuorman (maanpaino tailiikennekuorma) yhdistelykerrointa ja osavarmuuslukua.4.6.3 LepopaineSillan jäykkiin rakenteisiin (maa-, pääty- ja välituet sekä siipimuurit) sekä kallionvaraisiintukimuureihin kohdistuva maanpaine lasketaan pääsääntöisesti lepopaineena.Tukiseinärakenteen ollessa riittävän joustava voi sen maanpaine olla lepopainettapienempi. Tämä voidaan ottaa huomioon mitoitustarkasteluissa (vrt. edellinen kohta).Lepopaine lasketaan käyttäen suunnitelman mukaisen tausta- tai ympärystäytön leikkauskestävyyskulmanja tilavuuspainon ominaisarvoja, jotka vastaavat maarakenteelleasetettuja tiiveysvaatimuksia.Lepopaine lasketaan kohdan 5.4 mukaan.Siltojen maatuissa ja niihin liittyvissä tukimuureissa mitoitustarkastelu suoritetaanlisäksi maanpaineelle 0,7xlepopaineKulmatukimuurin rakenteellinen mitoitus tehdään aina lepopaineelle.Lepopaineen yhdistelykertoimena käytetään aiheuttavan kuorman (maanpaino tailiikennekuorma) yhdistelykerrointa ja osavarmuuslukua.4.6.4 PassiivipainePassiivipaine lasketaan kohdan 5.4 mukaan.Mobilisoituneen passiivipaineen yhdistelykertoimena käytetään aiheuttavan kuorman(lämpötilan muutos tai jarrukuorma) yhdistelykerrointa ja osavarmuuslukuna pysyvänkuorman osavarmuuslukua.4.6.5 Paalujen negatiivinen vaippahankausJos paalun ympärillä oleva maa painuu enemmän kuin paalu sille tulevasta kuormituksesta,syntyy paalun vaipan ja maan välille kitkan ja/tai adheesion vaikutuksesta’hankausta’, joka on suurimmillaan paalun ja maan välisen leikkauskestävyyden suuruinen.Tämän negatiivisen vaippahankauksen laskeminen tapahtuu periaatteessasamalla tavalla kuin paalun vaippavastuksen laskeminen.Negatiivinen vaippahankaus käsitellään paalun mitoituksessa kuormana. Negatiivisenvaippahankauksen osavarmuuslukuna käytetään pysyvän kuorman osavarmuuslukua.Negatiivisen vaippavastuksen ei oleteta vaikuttavan yhtä aikaa paaluun liikennekuormistasyntyvien puristusrasitusten kanssa.


36 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)4.7 Sysäys4.7.1 TiesillatTiesiltojen liikennekuormakaaviot sisältävät sysäyslisän. Koska sen suuruutta ei olestandardissa kerrottu, ei sitä voida kuormista erotella. Näin ollen sillan perustuksetmitoitetaan samoille sysäyksen sisältäville liikennekuormille kuin sillan päällysrakenteetkin.Myös tiesiltojen väsytyskuormakaavioihin sisältyy kuormien ’dynaaminen suurennus’.Sillan perustuksiin tällä ei ole kuitenkaan vaikutusta, koska niitä ei tarvitse mitoittaaväsytykselle.4.7.2 RautatiesillatRautatiesiltojen kuormakaaviot LM 71, SW/0 ja SW/2 kerrotaan dynaamisella suurennuskertoimellaΦ2 (SFS-EN 1991-2 kohta 6.4.5.2), jonka suuruus riippuu raideliikenteestäalusrakenteille tulevia kuormia laskettaessa sillan jännemitoista sillalla olevantuki- ja täytekerroksen paksuuden ollessa yhteensä pienempi kuin 1,0 metriä. Tuki- jatäytekerroksen paksuuden ollessa putki- ja betonisilloilla >1,0 metriä, dynaamistasuurennuskerrointa voidaan pienentää määrällä ΔΦ = (h – 1,0)/10, jossa h on sillallaolevan täytekerroksen ja tukikerroksen yhteispaksuus ratapölkyn yläpintaan metreinä.Dynaamisen suurennuskertoimen arvo on kuitenkin aina ≥1,0.Raideliikenteestä aiheutuvien kuormien yleisten vaikutusten huomioon ottamista vartenraiteen alla tai vieressä olevan maarakenteen pystykuormituksen ekvivalentteinaominaisarvoina voidaan käyttää asianomaista kuomakaaviota (LM71 asianomaisellaα-kertoimella kerrottuna ja tarvittaessa kaaviota SW/2) tasaisesti jakautuneena 3,00m leveydelle korkeustasolla 0,70 metriä raiteen kulkupinnan alapuolella. Dynaaminensuurennuskerroin otetaan huomioon tämän tasaisesti jakautuneen kuorman yhteydessäRATO 3:ssa esitetyllä tavalla.Dynaamista suurennuskerrointa ei tarvitse ottaa huomioon sillan kannelta tulevanliikennekuorman yhteydessä mitoitettaessa pilareita, joiden hoikkuus Lc/i < 30, maatukiaja perustuksia. Maatukiin kohdistuvia maanpaineita laskettaessa dynaaminensuurennuskerroin sen sijaan otetaan huomioon RATO 3:ssa esitetyllä tavalla.Rautatiesiltojen perustuksia ei mitoiteta väsytykselle.Muihin kuin siltoihin liittyvät dynaamiset suurennuskertoimet ja niiden soveltaminenon esitetty julkaisussa RATO3.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 37<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)4.8 Kuormien yhdistely4.8.1 MaantieliikennePohjarakenteiden geoteknisessä mitoituksessa määräävänä muuttuvana kuormana onyleensä liikennekuorma (LM1). Kuormaa käytetään tällöin kolmella liikennekaistallatäydellä arvollaan ja kaikkien muiden kaistojen ollessa kuormittamattomia. (Vrt. myöskohta 4.4.1 edellä)Liitteen 5 taulukossa on esitetty maantiesiltojen perustusten mitoituksessa määräävätkuormitusyhdistelmät standardin SFS-EN 1990 A1 / Annex 2 kaavan 6.10a ja6.10b mukaan käyttäen saman standardin kansallisen liitteen taulukon A2.1(FI) yhdistelykertoimiaja taulukon A2.4(B)(FI) kuormien osavarmuuslukuja. Osavarmuusluvuton esitetty myös liitteen 1 taulukossa A.3a(FI) ja yhdistelykertoimet <strong>Liikennevirasto</strong>n<strong>soveltamisohje</strong>en ’Siltojen kuormat ja suunnitteluperusteet – NCCI 1’ taulukossa G.1ajoneuvoliikenteen siltojen osalta ja taulukossa G.2 kevyen liikenteen siltojen osalta.Myös liikennekuormien kuormaryhmät (gr1 …gr5) on esitetty samassa <strong>soveltamisohje</strong>essa.Liitteen 5 taulukoissa on esitetty kullekin kysymykseen tulevalle kuormitusyhdistelmällesekä osavarmuusluku että yhdistelykerroin.Maantiesillan maatukien perustuksia murtorajatilassa mitoitettaessa normaalitapauksissamitoittavat / käsiteltävät ja liitteen 5 yhdistelytaulukon mukaan muodostettavatkuormitusyhdistelmät ovat:• kuormitustapaus (MT1), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr1a)o vaakakuormat (muut kuin jarru, keskipako- ja sivukuorma) ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (MT2), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana suurin liikennekuorman tukireaktio, kuormaryhmä gr1a)o vaakakuormat (muut kuin jarru, keskipako- ja sivukuorma) ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (MT3), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana kuormaryhmän gr2 pienin tukireaktio ψ0-arvoilla 0,75 /0,40 kerrottuina)o vaakakuormat jarru, keskipako- ja sivukuorma ominaisarvoillaan / gr2sekä muut vaakakuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (MT4), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana suurin liikennekuorman tukireaktio ψ0-arvoilla 0,75 / 0,40kerrottuina, kuormaryhmä gr2)o vaakakuormat jarru, keskipako- ja sivukuorma ominaisarvoillaan /kuormaryhmä gr2 sekä muut vaakakuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina


38 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)• kuormitustapaus (MT5), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana pienin liikennekuorman tukireaktio ψ0-arvoilla 0,75 / 0,40kerrottuina, kuormaryhmä gr1a)o määräävänä muuttuvana kuormana liikennekuorman maanpaine jamuut vaakakuormat (kuin jarru keskipako ja sivukuorma) ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (MT6), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana suurin liikennekuorman tukireaktio ψ0-arvoilla 0,75 / 0,40kerrottuina, kuormaryhmä gr1a)o määräävänä muuttuvana kuormana liikennekuorman maanpaine jamuut vaakakuormat (kuin jarru keskipako ja sivukuorma) ao. ψ0-arvoilla kerrottuinaKaikissa edellä esitetyissä yhdistelmissä liikennekuormalle annetaan mahdollisimmansuuri epäkeskisyys sillan poikkisuunnassa ja poikittaisille vaakakuormille ’muunmuuttuvan kuorman’ mukaisilla yhdistelykertoimilla kerrotut arvot.Kalliolle ja maan varaan perustetulla maatuilla poikittaiset vaakakuormat ja epäkeskisyydetkäsitellään normaalisti, mutta paaluille perustetuilla maatuilla ei yleensäkäytetä poikittain vinoja paaluja, koska normaaleilla silloilla poikittaisten kuormienkatsotaan siirtyvän maatuen rakenteiden kautta penkereeseen. Paaluille perustettaessaperuslaatan alapinnan tasolle laskettu pystykuorman epäkeskisyys otetaan kuitenkinhuomioon paalutusta suunniteltaessa.Risteyssiltojen välitukien perustuksia mitoitettaessa normaalitapauksissa mitoittavat/ käsiteltävät kuormitusyhdistelmät ovat:• kuormitustapaus (MT7), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman suurin tukireaktio, kuormaryhmä gr1a)o vaakakuormat (muut kuin jarru, keskipako- ja sivukuorma) ψ0-arvoillakerrottuina• kuormitustapaus (MT8), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman suurin tukireaktio kerrottuna ψ0-arvoilla0,75 / 0,40, kuormaryhmä gr2)o vaakakuormat jarru, keskipako- ja sivukuorma ominaisarvoillaan /kuormaryhmä gr2 sekä muut vaakakuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (MT9), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana kuormaryhmän gr2 pienin tukireaktio ψ0-arvoilla 0,75 /0,40 kerrottuina)o vaakakuormat jarru, keskipako- ja sivukuorma ominaisarvoillaan /kuormaryhmä gr2 sekä muut vaakakuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• jos välituen pilari on jäykästi kiinni kansirakenteessa, joudutaan lisäksi tarkastamaanedellä esitettyjä vastaavat kuormitustapaukset , joissa liikennekuormanaon välituen pilarin yläpäähän suurimman kiertymän aiheuttava liikennekuorma


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 39<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Jos silta on hyvin pitkä tai leveä ja pilarit jäykästi kiinni päällysrakenteessa voi lämpöliikkeidenvaikutus olla niin suuri, että edellä esitettyjen kuormitustapausten lisäksijoudutaan tarkastelemaan kuormitustapaukset, joissa lämpöliike on määräävä muuttuvakuorma. Tällöin liikennekuormana käytetään kuormaryhmän gr1a:n mukaan laskettuja(ψ0-arvoilla 0,75 / 0,40) arvoja.Kaikissa edellä esitetyissä yhdistelmissä liikennekuormalle annetaan mahdollisimmansuuri epäkeskisyys sillan poikkisuunnassa ja poikittaisille vaakakuormille ’muunmuuttuvan kuorman’ mukaisilla yhdistelykertoimilla kerrotut arvot.Vesistösiltojen välitukien perustuksia mitoitettaessa normaalitapauksissa mitoittavat/ käsiteltävät kuormitusyhdistelmät ovat:• kuormitustapaus (MT10), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman suurin tukireaktio, kuormaryhmä gr1a)o vaakakuormat (muut kuin jarru, keskipako- ja sivukuorma) ψ0-arvoillakerrottuina• kuormitustapaus (MT11), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana kuormaryhmän gr2 suurin tukireaktio kerrottuna ψ0-arvoilla 0,75 /0,40 )o vaakakuormat jarru, keskipako- ja sivukuorma ominaisarvoillaan / gr2sekä muut vaakakuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (MT12), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana kuormaryhmän gr2 pienin tukireaktio kerrottuna ψ0-arvoilla 0,75 /0,40)o vaakakuormat jarru, keskipako- ja sivukuorma ominaisarvoillaan /kuormaryhmä gr2 sekä muut vaakakuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (MT13), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana kuormaryhmän gr1a pienin tukireaktio kerrottuna ψ0-arvoilla 0,75 / 0,40)o määräävänä muuttuvana kuormana jääkuorma ominaisarvoillaan sekämuut vaakakuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina (jarru, keskipako- jasivukuorma ei kuitenkaan mukana)Suurissa vesistösilloissa joudutaan vielä tämänkin lisäksi käsittelemään yhdistelmät,joissa määräävänä muuttuvana kuormana on jääkuorman sijasta laakerikitka tai tuulikuorma.Tällöin liikennekuormana käytetään kuormaryhmän gr1a mukaan laskettujaarvoja, jolloin yhdistelmissä ei ole mukana jarru-, keskipako- tai sivukuormaa.Kaikissa edellä esitetyissä yhdistelmissä liikennekuormalle annetaan mahdollisimmansuuri epäkeskisyys sillan poikkisuunnassa ja poikittaisille vaakakuormille ’muunmuuttuvan kuorman’ mukaisilla yhdistelykertoimilla kerrotut arvot.Jos välituen pilari on jäykästi kiinni kansirakenteessa, joudutaan lisäksi tarkastamaanedellä esitetyt kuormitustapaukset, joissa liikennekuormana on välituen pilarin yläpäähänsuurimman kiertymän aiheuttava liikennekuorma.


40 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Kalliolle, maan varaan ja paaluille perustetuilla välituilla poikittaiset vaakakuormat jaepäkeskisyydet käsitellään normaalisti (vrt. maatuet edellä).4.8.2 RaideliikennePohjarakenteiden geoteknisessä mitoituksessa määräävänä muuttuvana kuormana onyleensä junakuorma LM 71 tai SW/0. Kuormana käytetään tällöin yhdellä tai kahdellaraiteella täyttä arvoa ja kolmella raiteella 75 %:a täydestä arvosta ilman dynaamistasuurennuskerrointa. (vrt. 4.4.2)Liitteen 6 taulukossa on esitetty raideliikenteen siltojen perustusten mitoituksessamääräävät kuormitusyhdistelmät standardin SFS-EN 1990 A1 / Annex 2 kaavan 6.10aja 6.10b mukaan käyttäen saman standardin taulukon A2.3 yhdistelykertoimia kansallisessaliitteessä esitetyin täydennyksin ja standardin kansallisen liitteen taulukonA2.4(B)(FI) kuormien osavarmuuslukuja. Osavarmuusluvut on esitetty myös liitteen 1taulukossa A.3a(FI) ja yhdistelykertoimet <strong>Liikennevirasto</strong>n <strong>soveltamisohje</strong>en ’Siltojenkuormat ja suunnitteluperusteet – NCCI 1’ taulukossa G.3.Raideliikenteen kuormaryhmät muodostetaan SFS-EN 1991-2 taulukon 6.11 mukaan.Näihinkin sovelletaan standardin SFS-EN 1990 A1 / Annex 2 taulukon A2.3 yhdistelykertoimia.Liitteen 6 taulukossa on esitetty kullekin kysymykseen tulevalle kuormitusyhdistelmällesekä osavarmuusluku että yhdistelykerroin. Kuormaryhmät on rakennettu taulukoihinmukaan, vaikka niiden nimiä ei taulukoissa esiinny.Normaalitapauksissa mitoittavat / käsiteltävät kuormitusyhdistelmät ovat:Sillan maatukien perustuksia mitoitettaessa normaalitapauksissa mitoittavat / käsiteltävätja liitteen 5 yhdistelytaulukon mukaan muodostettavat kuormitusyhdistelmätovat:• kuormitustapaus (RT1), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr11,gr13)o vaakakuormana jarru-/kiihdytyskuorma täydellä arvollaan ja keskipako-ja sivusysäyskuorma puolella arvollaan sekä muut muuttuvatkuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT2), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr11,gr13)o vaakakuormana jarru-/kiihdytyskuorma täydellä arvollaan ja keskipako-ja sivusysäyskuorma puolella arvollaan sekä muut muuttuvatkuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 41<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Jos maatuella ei ole kiinteää tai jarrulaakeria, yhdistelmät ovat vastaavasti:• kuormitustapaus (RT3), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr12,gr14)o keskipako- ja sivusysäyskuorma täydellä arvollaan sekä muut muuttuvatkuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT4), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr12,gr14)o keskipako- ja sivusysäyskuorma täydellä arvollaan sekä muut muuttuvatkuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT5), jossa ono liikennekuorman maanpaine määräävänä muuttuvana kuormanao pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja liikennekuorman pienin tukireaktio,kuormaryhmä gr12, gr14) keskipako- ja sivusysäyskuorma(vrt. taulukko 6.11 / SFS-EN 1991-2) sekä muut muuttuvat kuormatao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT6), jossa ono liikennekuorman maanpaine määräävänä muuttuvana kuormanao suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja liikennekuorman suurin tukireaktio,kuormaryhmä gr12, gr14) keskipako- ja sivusysäyskuorma(vrt. taulukko 6.11 / SFS-EN 1991-2) sekä muut muuttuvat kuormatao. ψ0-arvoilla kerrottuinaKalliolle ja maan varaan perustetulla maatuilla poikittaiset vaakakuormat ja epäkeskisyydetkäsitellään normaalisti, mutta paaluille perustetuilla maatuilla ei yleensäkäytetä poikittain vinoja paaluja, koska normaaleilla silloilla poikittaisten kuormienkatsotaan jäävän siirtyvän maatuen rakenteiden kautta penkereeseen. Paaluille perustettaessaperuslaatan alapinnan tasolle laskettu pystykuorman epäkeskisyys otetaankuitenkin huomioon paalutusta suunniteltaessa. Suurilla silloilla maatukien ollessamassaltaan pieniä, voidaan vaakakuormat joutua ottamaan poikkisuuntaan vinoillapaaluilla.Ratasiltojen välitukien, joilla on kiinteä laakeri, perustuksia mitoitettaessa normaalitapauksissamitoittavat / käsiteltävät kuormitusyhdistelmät ovat:• kuormitustapaus (RT7), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr11,gr13)o vaakakuormana jarru-/kiihdytyskuorma täydellä arvollaan ja keskipako-ja sivusysäyskuorma puolella arvollaan sekä muut muuttuvatkuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT8), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr12,gr14)


42 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)o vaakakuormana jarru-/kiihdytyskuorma puolella arvollaan ja keskipako-ja sivusysäyskuorma täydellä arvollaan sekä muut muuttuvatkuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT9), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr11,gr13)o vaakakuormana jarru-/kiihdytyskuorma täydellä arvollaan ja keskipako-ja sivusysäyskuorma puolella arvollaan sekä muut muuttuvatkuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT10), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr12,gr14)o vaakakuormana jarru-/kiihdytyskuorma puolella arvollaan ja keskipako-ja sivusysäyskuorma täydellä arvollaan sekä muut muuttuvatkuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuinaRatasiltojen välitukien, joilla on liikkuva laakeri, perustuksia mitoitettaessa normaalitapauksissamitoittavat / käsiteltävät kuormitusyhdistelmät ovat:• kuormitustapaus (RT11), jossa ono pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr12,gr14)o vaakakuormana keskipako- ja sivusysäyskuorma täydellä arvollaansekä muut muuttuvat kuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT12), jossa ono suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja määräävänä muuttuvanakuormana liikennekuorman pienin tukireaktio, kuormaryhmä gr12,gr14)o vaakakuormana keskipako- ja sivusysäyskuorma täydellä arvollaansekä muut muuttuvat kuormat ao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT13), jossa ono tuuli- tai jääkuorma määräävänä muuttuvana kuormanao pienin mahdollinen pystykuorma (HW ja liikennekuorman pienin tukireaktio,kuormaryhmä gr12, gr14) keskipako- ja sivusysäyskuorma(vrt. taulukko 6.11 / SFS-EN 1991-2) sekä muut muuttuvat kuormatao. ψ0-arvoilla kerrottuina• kuormitustapaus (RT14), jossa ono tuuli- tai jääkuorma määräävänä muuttuvana kuormanao suurin mahdollinen pystykuorma (NW ja liikennekuorman suurin tukireaktio,kuormaryhmä gr12, gr14) keskipako- ja sivusysäyskuorma(vrt. taulukko 6.11 / SFS-EN 1991-2) sekä muut muuttuvat kuormatao. ψ0-arvoilla kerrottuinaKalliolle, maan varaan ja paaluille perustetulla välituilla poikittaiset vaakakuormat jaepäkeskisyydet käsitellään normaalisti (vrt. maatuet edellä).


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 43<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)5 Mitoitus perustamistavoittain5.1 Antura- ja laattaperustukset5.1.1 Kallionvarainen perustaminen5.1.1.1 Kantokestävyys STR/GEO DA2*Suoraan tai ≤0.5 metrin murskekerroksen välityksellä kalliolle perustettaessa pohjapaineenjännitysjakautuman oletetaan olevan lineaarinen. Kallion ja perustuksen välilleei katsota muodostuvan vetojännityksiä. Yleensä tarkastellaan perustuksen nurkkajännitystä.Kallion kantokestävyys määritetään aina kalliotutkimusten perusteella, jos kantokestävyydenmitoitusarvoa laskettaessa käytettävälle kallion kestävyyden ominaisarvollekäytetään suurempaa arvoa kuin 8,0 MPa. Kantokestävyyttä määritettäessä osavarmuusluvullekäytetään arvoa 1,55.Perustettaessa kalliolle murskekerroksen välityksellä, lineaarisen pohjapaineen jännitysjakautumanperusteella laskettu nurkkajännityksen mitoitusarvo ei ilman erillisiäselvityksiä saa olla suurempi kuin 0,6 MPa. Murskekerroksen paksuuden tulee ainaolla ≤0,2x(perustuksen pienempi sivumitta) kuitenkin korkeintaan 0,5 metriä. Muussatapauksessa perustaminen käsitellään maanvaraisena kohdan 5.1.2 mukaisesti.Kuormien yhdistelyt tehdään kansallisen liitteen taulukon A.3a(FI) mukaisia yhdistelykertoimiaja osavarmuuslukuja käyttäen.Mitoitusehto:nurkkajännityksen mitoitusarvo ≤ kallion kantokestävyyden mitoitusarvo.Kantokestävyyden kannalta mitoittavia ovat yleensä kuormitustapaukset, joissa onmukana suurin pystykuorma ja sitä vastaavat vaakakuormat. Kuormitustapaukset,joissa on suurimmat vaakakuormat ja niitä vastaavat pienimmät pystykuormat voivatantaa suurempia pohjapaineita, mutta yleensä kaatuminen (EQU, kohta 5.1.1.2) tuleetällöin perustuksen kokoa mitoittavaksi.5.1.1.2 Kaatuminen EQUKalliolle perustettaessa kaatumistarkastelu tehdään perustuksen uloimman reunansuhteen molemmissa pääsuunnissa.Murskekerroksen varaan perustettaessa kaatumiskiertopisteeksi otetaan perustuksenreunalla olevan 0,8 MPa:n pohjapaineen mukaan lasketun tehollisen pohjapinnankeskipiste. Tehollisen pohjapinnan kaatumissuuntaa vastaan kohtisuoran sivun pituudeksivoidaan ottaa tällöin perustuksen vastaava mitta. Edellä kohdassa 5.1.1.1.murskekerroksen paksuudelle esitetyn ehdon tulee olla voimassa.


44 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Kuormien vaikutusten mitoitusarvo on kaatumistarkasteluissa kuormien momenttiperustuksen tarkasteltavan reunan suhteen. Mitoitusarvoja laskettaessa käytetäänliitteen 1 taulukon A.1(FI) mukaisia kuorman osavarmuuslukuja.Mitoitusehto:Vakauttavien kuormien vaikutusten mitoitusarvo ≥ kaatavien kuormien vaikutustenmitoitusarvoVarmuutta kaatumista vastaan voidaan lisätä jännittämättömillä harjateräsankkureilla,mutta ilman ankkureitakin pysyvien kuormien vaikuttaessa em. mitoitusehdon tuleeolla voimassa.Lisättäessä varmuutta kaatumista vastaan jännitetyin ankkurein niiden tulee olla suojattukorroosiota vastaan. Lisäksi kallion ja perustuksen välisen rajapinnan tulee ollapuristettu kaikissa kuormitustapauksissa käyttörajatilan ominaisyhdistelmälle.Kaatumistarkasteluissa ovat yleensä määrääviä kohdassa 4.8 esitetyt kuormitustapaukset,joissa pystykuormalla on pienin arvo.Sillan välituilla, joissa pilarit ovat jäykästi kiinni sillan kannessa, ei yksittäisen pilarinkaatumistarkastelu ole tarpeen, jos sillan rakenteet on mitoitettu kestämään rakenteisiinsyntyvät rasitukset eikä kallion kantokestävyyttä ylitetä.Maa- tai välituen kaatumistarkastelulla on useimmiten peruslaatan kokoon mitoittavampivaikutus kuin normaalin suomalaisen kallion kantokestävyydellä.5.1.1.3 Liukuminen STR/GEO DA2*Liukumistarkastelu tehdään aina vaakakuorman suurimman resultantin suuntaan, joskallion tai murskekerroksen yläpinta on vaakasuora. Kallion pinnan voidaan olettaaolevan vaakasuoran, jos se on louhittu ja sen kaltevuus ≤15° tai sen pinta on louhittuportaittaiseksi. Jos kallion pinta on louhimaton, kaltevampi kuin 15° tai murskekerroksenyläpinta kalteva on se otettava huomioon liukuvarmuutta laskettaessa.Liukumiskestävyyden mitoitusarvo lasketaan kaavasta:V’d tan(δk) / γR,h (5.1)jossaδkV’don maan ominaisleikkauskestävyyskulmaon pystykuormien mitoitusarvo (V’d = V’k).Liukukestävyyden osavarmuusluvulle γR,h ,käytetään arvoa 1,10.Kuormien mitoitusarvoja laskettaessa käytetään liitteen 1 taulukon A.3a(FI) mukaisiakuorman osavarmuuslukuja.Mitoitusehto:Vaakasuorien kuormien resultantin mitoitusarvo ≤ liukumista estävien kuormien mitoitusarvonja liukumiskestävyyden summa.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 45<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Louhitulle kalliolle perustettaessa kertoimelle tan(δk) (kitkakertoimelle) voidaan käyttääarvoa 1,0, ellei kiven heikko laatu edellytä käytettäväksi tätä pienempää arvoa.Kitkakerrointa voidaan suurentaa kallion ominaisuuksista (puristuslujuus, lustosuunnat,kitkakerroin) tehtyjen kokeiden perusteella. Luonnolliselle kallionpinnalle perustettaessakitkakertoimelle voidaan käyttää arvoa 0,6. Leikkauskestävyyskulmana voidaankäyttää murskekerroksen varaan perustettaessa ja valettaessa perustus murskettavasten murskeen ominaisleikkauskestävyyskulmaa. Jos perustusta ei valeta paikallamaata vasten (esimerkiksi elementtiperustus), ominaisleikkauskestävyyskulmanavoidaan käyttää arvoa ⅔ leikkauskestävyyskulma. (ks. 5.1.2.3)Jännittämättömiä teräsankkureita ei saa käyttää liukumisvarmuuden laskennolliseenlisäämiseen.Liukumista estävät kuormat voidaan ottaa mukaan vain jos niiden pysyvyydestä voidaanolla varmoja.Maatukien liukumistarkastelulla on yleensä mitoittavaa merkitystä kallion varaan perustettaessa,koska kallion kantokestävyyden kannalta perustusten koko voi ollayleensä pieni, jolloin myös maatuen perustuksille maan painosta tuleva kuorma jääpieneksi. Tämä korostuu erityisesti, kun sillan päällysrakenne on kevyt (puu- tai teräsrakenteinen).Siltojen välituilla liukumisvarmuudella ei ole yleensä mitoittavaa merkitystä muillekuin onnettomuuskuormille (törmäys pilariin) ja tällöinkin vain päällysrakenteen ollessakevyt.Liukumistarkasteluissa määräävät kuormitustapaukset (vrt. kohta 4.8) ovat yleensäsamoja kuin kaatumistarkasteluissa eli tapaukset, joissa pystykuormalla on pieninarvo ja vaakakuormilla suurin vastaava arvo.5.1.1.4 Käyttörajatila SLSKäyttörajatilatarkasteluilla ei ole yleensä mitoittavaa merkitystä suoraan kalliolle taisen päälle tehdyn murskekerroksen varaan perustettaessa.5.1.2 Maanvarainen5.1.2.1 Kantokestävyys STR/GEO DA2*Maanvaraisen perustuksen kantokestävyys lasketaan liitteen 4 mukaisesti. Muun laskentamenetelmänkäyttö edellyttää <strong>Liikennevirasto</strong>n hyväksymistä.R/A' = c' N c b c s c i c + q' N q b q s q i q + 0,5 γ' B 'N γ b γ s γ i γ (5.2)Kertoimien arvot on esitetty liitteessä 4.Kantokestävyyttä laskettaessa käytetään maaparametrien ominaisarvoja ja näin saatukantokestävyyden ominaisarvo jaetaan osavarmuusluvulla 1,55, joka on esitettyliitteen 1 taulukossa A.13(FI).Kuormien mitoitusarvoja laskettaessa käytetään liitteen 1 taulukon A.3a(FI) mukaisiakuorman osavarmuuslukuja.


46 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Mitoitusehto:Pystykuormien mitoitusarvo ≤ pysty- ja vaakakuormia vastaavalle teholliselle pohjapinnallelaskettu kantokestävyyden mitoitusarvoPohjavedenpinnan asema otetaan aina huomioon kantokestävyyttä laskettaessa epäedullisimmantilanteen mukaan.Alle 0.5 metrin murskekerroksen välityksellä kalliolle perustettaessa pohjapaineenjännitysjakautuman oletetaan olevan lineaarinen ja mitoitustarkastelut tehdään kutenkallionvaraiselle perustukselle (vrt. kohta 5.1.1.1 edellä).Kantokestävyyden kannalta mitoittavia ovat yleensä kuormitustapaukset, joissa onmukana suurin pystykuorma ja sitä vastaavat vaakakuormat.5.1.2.2 Kuorman epäkeskisyyden huomioiminenSiitä huolimatta, että maan varaan perustettaessa edellisen kohdan mukainen mitoitusehtotäyttyy, tulee pystykuorman resultantin aina sijaita DA2* menettelyä käytettäessäsellaisen ellipsin sisällä, jonka puoliakselit ovat peruslaatan sivumittojen kolmanneksetja keskipiste peruslaatan keskipiste. Lisäksi pysyvien pystykuormien resultantintulee tällöin olla perustuksen sydänkuvion sisällä.5.1.2.3 Liukuminen STR/GEO DA2*Liukumistarkastelu tehdään aina vaakakuorman suurimman resultantin suuntaan.Liukumiskestävyys on lasketaan kaavasta:V’d tan(δk) / γR,h , (5.3)jossa δk on maan ominaisleikkauskestävyyskulma, jolle voidaan käyttää leikkauskestävyyskulmanarvoa, jos perustus on valettu maan varaan ja arvoa ⅔leikkauskestävyyskulmaelementtiperustuksia käytettäessä. V’d on pystykuormien mitoitusarvo (V’d= V’k). Liukukestävyyden osavarmuusluvulle γR,h ,käytetään arvoa 1,10.Liukumista estävät kuormat voidaan ottaa mukaan vain, jos niiden pysyvyydestä voidaanolla varmoja. Kuormien mitoitusarvoja laskettaessa käytetään liitteen 1 taulukonA.3a(FI) mukaisia kuorman osavarmuuslukuja.Mitoitusehto:Vaakasuorien kuormien resultantin mitoitusarvo ≤ liukumista estävien kuormien mitoitusarvonja liukumiskestävyyden summa.Perustettaessa louhitun kallion päälle rakennetun murskekerroksen varaan, liukumistarkastelutehdään kuten maanvaraiselle perustukselle käyttäen tarkastelussa murskeenleikkauskestävyyskulmaa (vrt. kohta 5.1.1.3 edellä).Maanvaraisten maatukien liukumistarkastelulla on yleensä merkitystä vain rakennusaikaisissatilanteissa, kun päällysrakenteen paino ei vielä kuormita rakennetta tai kunpäällysrakenne on kevyt (puuta tai terästä).


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 47<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Siltojen välituilla liukumisvarmuudella ei yleensä ole perutusten kokoa mitoittavaamerkitystä muulloin kuin onnettomuustilanteissa (törmäys pilariin) ja tällöinkin vainpäällysrakenteen ollessa kevyt.Liukumistarkasteluissa määrääviä ovat yleensä vain kuormitustapaukset (vrt. kohta4.8), joissa pystykuormalla on pienin arvo ja vaakakuormilla suurin vastaava arvo.5.1.2.4 Painumat SLSPerustusten painumat lasketaan ottaen huomioon pysyvät kuormat ja liikennekuormatominaisarvoillaan.Painumat voidaan laskea yleisesti tunnetuilla menetelmillä (esimerkiksi Ohde-Janbunmenetelmä) tai tarkemmin elementtimenetelmillä.Perustusten kallistumista voidaan laskea sen eri kulmissa / reunoilla laskettujen painumienperusteella.Sillan tukien sallittuja painumia ja päällysrakenteen mitoituksessa käytettäviä epätasaisiapainumia määritettäessä tulee ottaa huomioon päällysrakenteen tyyppi jarautatiesillan osalla myös radan kunnossapitoluokka. Teräsbetoninen tai jännitettybetoninen jatkuva päällysrakenne sietää oleellisesti pienemmät tukien epätasaisetpainumat kuin vastaava teräksinen päällysrakenne. Yksijänteisillä silloilla ei päällysrakenteentyypillä luonnollisestikaan ole väliä sallittuja painumia määritettäessä.Toisaalta sallittuja painumia tai päällysrakenteen mitoituksessa käytettäviä epätasaisiapainumia määritettäessä tulee ottaa huomioon painumisen nopeus. Esimerkiksipäällysrakenteen ollessa kevyt, alusrakenteiden massiivisia ja maan karkearakeistakitkamaata kehittyy suurin osa painumista jo ennen päällysrakenteen rakentamista.Siltojen päällysrakenteita mitoitettaessa tulisi kuitenkin aina käyttää tukien välistävähintään 10 mm:n suuruista painumaeroa.5.1.2.5 Kokonaisstabiliteetti STR/GEO DA3Kokonaisstabiliteetti tarkastetaan kohdan 5.5 Luiskat ja maanvaraiset penkereet mukaan.5.2 Paaluperustukset5.2.1 YleistäSillat kuuluvat seuraamusluokkiin CC2 tai CC3 ja niiden perustukset yleensä geotekniseenluokkaan GL2 tai erikoistapauksissa luokkaan GL3. Paalulaatat kuuluvatyleensä seuraamusluokkaan CC2 ja geotekniseen luokkaan GL2.


48 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)5.2.2 Tukipaalu5.2.2.1 Puristuskestävyys STR/GEO DA2*Paalujen puristuskestävyys määräytyy joko paalun rakenteellisen tai geoteknisen kestävyydenperusteella: puristuskestävyyden mitoitusarvo on joko paalun rakenteellisenkestävyyden mitoitusarvo tai geoteknisen puristuskestävyyden mitoitusarvo riippuensiitä, kumpi on pienempi.Mitoitusehto:paalun kuorman mitoitusarvo ≤ paalun puristuskestävyyden mitoitusarvo,Siltarakenteissa käytetään lähes pelkästään tukipaaluja, joiden geotekninen puristuskestävyysmääräytyy paalun kärjen kantokestävyyden perusteella. Porapaalut ja kaivinpaalutulotetaan yleensä kallioon, jolloin kallion lujuus ja rakenne määräävät paalungeoteknisen puristuskestävyyden. Ehjään suomalaiseen kallioon tukeutuvan paalunkärjen kantokestävyys ei yleensä ole mitoittava, vaan kestävyys määräytyy paalunrakenteen kestävyyden perusteella.Porapaalun (geotekninen) puristuskestävyysPorapaalujen geotekninen puristuskestävyys osoitetaan laskennallisesti pohjatutkimuksiinperustuen.Kallioon tukeutuvan porapaalun kärjen geoteknisen murtokestävyys voidaan arvioidaPPO-2007:n kohdan 6.9.2.4 tai Tiehallinnon Porapaalutusohjeen kohdan 7.4.3 mukaisesti.<strong>Geotekninen</strong> mitoituskestävyys saadaan geoteknisestä murtokestävyydestäjakamalla se osavarmuusluvulla γqu=1,2, (taulukko A.7(FI).ja lisäksi korrelaatiokertoimella1,1.Porapaalun geotekninen puristuskestävyys varmistetaan poraamalla paalu ehjään taiinjektoimalla vahvistettuun kallioon vähintään mitan 3*d verran - kuitenkin vähintään0,5 m. Kalliokontakti porauksen päättymisen jälkeen varmistetaan lyömällä ”lopputaitarkastuslyönnit” poravasaralla paalun yläpäähän. Kestävyys varmistetaan jokaisenporapaalun osalta erikseen.Porapaalun kärki oletetaan kallioon tukeutuvaksi, kun sekä poraushavainnot, ettäpohjatutkimukset tukevat tulkintaa samanaikaisesti.Kaivinpaalun geotekninen puristuskestävyysKaivinpaalun geotekninen puristuskestävyys osoitetaan laskennallisesti tukeutumallapohjatutkimuksiin.Kallioon tukeutuvan kaivinpaalun geotekninen puristuskestävyys mitoitetaan Sillangeotekniset suunnitteluperusteet TIEH 2100053-07 mukaisesti. Sallitun kantavuudenarvo muutetaan mitoituskestävyyden arvoksi kertomalla se kuorman osavarmuusluvulla1,3.Valmiin paalun geotekninen puristuskestävyys osoitetaan tukeutumalla työn aikanatehtyihin maaperähavaintoihin (maalaji, kaivuvaikeus). Kaivinpaalun pohjan tukeutuminenkallioon voidaan varmistaa injektoimalla kontaktipinta.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 49<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Lyötävän paalun puristuskestävyysLyötävän paalun geotekninen puristuskestävyys osoitetaan yleensä dynaamisellakoekuormituksella.Paalun geoteknistä puristuskestävyyden ominaisarvoa määritettäessä otetaan huomioonpohjatutkimusten kattavuus (niiden määrä) ja tapa (kairaukset / koekuormitukset),peruslaatan kyky jakaa kuormia paaluille ja koekuormitusta käytettäessä vielätulosten hajonta.Paalun geoteknisen puristuskestävyyden mitoitusarvon määritys tapahtuu standardinSFS-EN 1997-1 ja sen kansallisen liitteen mukaan. Paalun geoteknisen puristuskestävyydenmitoitusarvo määritetään kaavasta:Rc,d = Rc,k / γR,v (5.4)jossaRc,kRc,mξγ R,v= Rc,m / ξ paalun geoteknisen puristuskestävyyden ominaisarvo= koekuormitustulosten keskiarvo Rc,m, mean tai pienin arvo Rc,m,min= korrelaatiokerroin, ξ5 kohdistetaan keskiarvo Rc,m,mean ja ξ6 arvoon Rc,m,min= paalun kestävyyden osavarmuuslukuon Rc,m, mean ja Rc,m,min pe-Paalun geoteknisen puristuskestävyyden ominaisarvo Rc,krusteella lasketuista Rc,k -arvoista pienempi.Osavarmuusluku γR,v on liitteen 1 taulukkojen A.6(FI), A.7(FI) ja A.8/FI) mukaisestisama paalun kärjen, vaipan ja yhdistetylle kestävyydelle paalutyypistä riippumaton jasuuruudeltaan 1,20.Korrelaatiokertoimen arvo riippuu dynaamista koekuormitusta käytettäessä koestettujenpaalujen lukumäärästä n tai prosentuaalisesta osuudesta:Taulukko 5.1 Korrelaatiokertoimen määräytyminenξ kun n= 2-4 / 2-5 % 5−9 / 5−40 % 10−14 / 40−65 % 15−19 / 65−90 % ≥20 / 90−100 %ξ5 1,60 1,50 1,45 1,42 1,40ξ6 1,50 1,35 1,30 1,25 1,25Lukumäärällä n tarkoitetaan geoteknisen kestävyyden kannalta samanlaisissa pohjasuhteissatehtyjen samanlaisten paalujen mittausten lukumäärää tai osuutta paalujenkokonaismäärästä. Taulukon ξ-arvoja sovelletaan kuhunkin sillan tukeen erikseen.Sillan kunkin tuen paalujen voidaan yleensä olettaa olevan samanlaisissa olosuhteissa.Jos tuki on perustettu vain yhden paalun varaan, käytetään kerrointa ξ5 ja sillearvoa 1,60.Kappalemäärän tai prosenttiosuuden mukaan valitaan se, jonka perusteella saadaanpienempi korrelaatiokerroin.ξ-arvot kerrotaan mallikertoimella 1,05, kun paalupituudet vaihtelevat voimakkaastitai vastaava kokemus dynaamisista koekuormituksista on vähäinen.ξ-arvot voidaan kertoa mallikertoimella 0,9, kun käytetään signaalinsovitusta.


50 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)ξ-arvot voidaan kertoa luvulla 0,9 myös ilman signaalinsovitusta silloin, kun paaluttukeutuvat luotettavasti varmistettuun kallioon ja paalun geotekninen kestävyys riippuulähinnä paalun rakenteen kestävyydestä.Useampia edellä mainittuja mallikertoimia käytettäessä ξ-arvot kerrotaan kaikkienkäytettävien mallikertoimien tulolla. Signaalisovituksen ja luotettavan kalliolle perustamisenmallikertoimia ei kuitenkaan voida ottaa yhtäaikaisesti huomioon.Mikäli perustuksessa on erilaisia paaluja, niin samanlaisten paalujen ryhmät käsitelläänerillisinä, kun paalujen lukumäärää n määritetään.Sillan tukien peruslaatat ovat yleensä riittävän jäykkiä ja lujia siirtämään kuormia”heikoilta” paaluilta ”vahvoille” paaluille. Tällöin kertoimet ξ5 ja ξ6 voidaan jakaa luvulla1,05, kun tuki on perustettu vähintään 8 paalun varaan, luvulla 1,10, kun tuki onperustettu vähintään 16 paalun varaan. Paalulaatoilla tätä reduktiota ei voida tehdä.Negatiivinen vaippahankaus käsitellään aina paalun kuormana eikä sen puristuskestävyyttäredusoimalla (kohta 4.6.5).Lyötäviä paaluja käytettäessä paalujen geotekninen puristuskestävyys arvioidaansuunnitteluvaiheessa seuraavasti:1. Tutkimusten, paalun ja lyöntikaluston perusteella määritetään Rc,m2. Määritetään tehtävien PDA-mittausten määrä, jolloin saadaan aluekohtaisestisovellettava korrelaatiokerroin ξ3. Edellisten perusteella lasketaan Rc,k ja Rc,dToteutusvaiheessa tehdään kohdan 2 mukaiset PDA-mittaukset, joilla varmistetaan,että paalun geotekninen puristuskestävyys on riittävä.Paalun rakenteen lyönninkestävyyden tulee olla vähintään paalulta tavoiteltavan geoteknisenkestävyyden suuruinen (Rk,geo max ≤ Rlyöntikestävyys).Paalun keskimääräinen puristusjännitys asennuksen aikana voi olla maksimissaan• teräkselle 90 % materiaalin puristuskestävyyden ominaisarvosta fyk• betonille 80 % materiaalin puristuskestävyyden ominaisarvosta fckTavanomaisessa paalutustyössä voidaan käyttää arvoa, joka on 80 % em. maksimiarvosta(teräkselle 0,8*0,9*fyk ja betonille 0,8*0,8*fck). Erityisten ehtojen täyttyessätyön suorituksessa voidaan käyttää maksimiarvoa. Seuraamusluokassa CC3 työsuoritetaan aina erityisehtojen mukaisesti, jolloin voidaan käyttää maksimiarvoja.Tavanomaisessa työssä, joissa lyönninkestävyytenä käytetään enintään 80 % maksimiarvosta,joka on samalla tavoiteltavan geoteknisen maksimikestävyyden suuruinen,edellytetään työn suoritukselta seuraavaa:- Paalun akselin suhteen vinon tai epäkeskeisen lyönnin aikaansaamat reunajännitykseteivät saa ylittää keskimääräistä jännitystä enemmän kuin 25 %. Tarvittavatmenettelyt lyönnin keskeisyyden aikaansaamiseksi tulee olla kirjattuna paalutuotteenvalmistajan hyväksymään lyöntiohjeeseen.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 51<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)- Lyöntilaitteen valmistajan, maahantuojan tai käyttäjän on selvitettävä paalutukseenolennaisesti vaikuttavat erilaiset tekijät. Näitä ovat mm. lyönnin kokonaistehokkuus,soveltuvat iskusuojat eri paalujen lyöntiin, iskusuojien vaikutus paaluunvälittyviin jännityksiin eri paalutyypeillä.- Paalun valmistaja määrittelee paalun rakenteen kestävyyden kannalta hyväksyttäviämaksimilyöntikorkeuksia ja määrittelee paalun geoteknisen kestävyydensaavuttamiseksi vaaditut loppulyöntikorkeudet ja vastaavat paalun painumat.Puolueettoman osapuolen tarkistus vaaditaan.Maksimiarvoa (lyöntikestävyyden maksimiarvo), joka on samalla tavoiteltavan geoteknisenmaksimikestävyyden suuruinen, voidaan käyttää seuraavien erityisehtojentäyttyessä:- Paalun akselin suhteen vinon tai epäkeskeisen lyönnin aikaansaamat reunajännitykseteivät saa ylittää keskimääräistä jännitystä enemmän kuin 5 %. Tarvittavatmenettelyt lyönnin keskeisyyden aikaansaamiseksi tulee perustua riittävään, mittauksiinperustuvaan ja kalustokohtaiseen selvitykseen, jonka tulee olla kirjattunapaalutuotteen valmistajan hyväksymään lyöntiohjeeseen.- Vastaava pohjarakennesuunnittelija tarkistaa paalun valmistajan määrittelemänja puolueettoman osapuolen tarkistaman maksimilyöntikorkeuden ja määritteleepaalun geoteknisen kestävyyden saavuttamiseksi vaaditut loppulyöntikorkeudetja vastaavat paalun painumat kohdekohtaisesti ja tarkentaa näin paaluvalmistajanantamia ohjeita.- Paalujen loppulyöntiohje laaditaan aina kohdekohtaisesti dynaamisen koekuormituksenperusteella ennen työn aloitusta..Sillan jokaisen tuen paaluista (n kpl) tulee koekuormittaa dynaamisesti seuraava prosentuaalinenmäärä paaluista:n = ≤4 5-8 9-16 17-32 33-64 ≥65%-osuus = 100 ≥80 ≥60 ≥40 ≥30 ≥20Paalulaattojen paaluista tulee koekuormittaa dynaamisesti kunkin liikuntasaumavälinrajoittamalla paalulaatan osalla vähintään 5 % paaluista, kuitenkin aina vähintään 5paalua. Koekuormitettavat paalut on valittava niin, että ne edustavat kattavasti kokopaalukenttää.5.2.2.2 Vetokestävyys STR/GEO DA2*Paalujen vetokestävyyttä tulee käyttää siltarakenteissa hyväksi vain lyhytaikaisillekuormille.Mitoitusehto:paalun kuorman mitoitusarvo ≤ paalun vetokestävyyden mitoitusarvoTukipaalujen vetokestävyyttä ei yleensä määritellä koekuormitusten vaan pohjatutkimustenpohjalta arvioitujen maaparametrien perusteella. Paalun vetokestävyysmääräytyy yleensä paalun geoteknisen vetokestävyyden perusteella. Paalun rakenteellinenkestävyys tulee yleensä paalun vetokestävyyden kannalta määrääväksi vainankkuroiduissa paaluissa.


52 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Paalun geotekninen vetokestävyys lasketaan kaavasta:Rt,d = Rt,k / γs,t (5.5), jossaRt,kRt,mξγs,t= Rt,m / ξ paalun geoteknisen vetokestävyyden ominaisarvo= koekuormitustulosten keskiarvo (Rs;cal)mean tai pienin arvo (Rs;cal)min= korrelaatiokerroin, ξ3 kohdistetaan keskiarvo (Rs;cal)mean ja ξ4 arvoon(Rs;cal)min= vetokestävyyden osavarmuuslukuPaalun geoteknisen vetokestävyyden ominaisarvo Rt,k on (Rs;cal)mean ja (Rs;cal)min perusteellalasketuista Rt,k -arvoista pienempi.Rt,m määritetään laskennollisesti tutkimustuloksista saatujen maaparametrien perusteella.Korrelaatiokerroin riippuu tutkimusprofiilien lukumäärästä n.Taulukko 5.2Korrelaatiokertoimen määräytyminenξ kun n= 1 2 3 4 5 7 10ξ3 1,85 1,77 1,73 1,69 1,65 1,62 1,60ξ4 1,85 1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1,40n on suunnittelualueen samantyyppisissä pohjasuhteissa laskettujen, likimain samanpituistenpaalujen lukumäärä. Kunkin lasketun paalun laskennassa tulee olla käytettävissäpaalun kohdalta edustava pohjatutkimusaineisto.Korrelaatiokertoimella ξ3 jaetaan tutkimustulosten perusteella lasketun vaippakitkankeskiarvo Rt,m,mean ja korrelaatiokertoimella ξ4 tutkimustulosten perusteella lasketunvaippakitkan pienin arvo Rt,m,min. Paalun vetokestävyys murtorajatilassa Rt,k on näidenperusteella lasketuista Rt,k -arvoista pienempi.Vetokestävyyden osavarmuusluvulle annetaan liitteen 1 taulukoissa A.6(FI), A.7(FI) jaA.8(FI) paalutyypistä riippumatta pysyville kuormille arvo 1,50 ja lyhytaikaisillekuormille arvo 1,35.5.2.2.3 Kestävyys vaakakuormille STR/GEO DA2 ja DA2*Mitoitettaessa paaluryhmiä, joissa on vaakakuormitusten suuntaan vinoja paaluja,kaikki vaakakuormat otetaan paalujen aksiaalisilla rasituksilla. Paalujen maasta saamaavaakatukea ei yleensä käytetä rakenteeseen vaikuttavien vaakakuormien ottamiseen.Maan liikkeistä paaluihin tuleva rasitukset tulee ottaa huomioon paaluja mitoitettaessasiitä huolimatta, että paaluilla on tarkoitus ottaa pelkkiä aksiaalisia rasituksia.Vaakakuormien tai -siirtymien rasittamien paalujen voimasuureet lasketaan käyttämällärakennemallia, joka ottaa huomioon sekä paalun että maan muodonmuutosominaisuudet.Tämä voi tapahtua esimerkiksi kuvaamalla maan ominaisuuksiapaaluja tukevilla jousilla. Tarkastelu on varmalla puolella, jos kuormien osavarmuusluvutkohdistetaan jo kuormiin, eikä niiden vaikutuksiin (paalua tukeviin jousivoimiin


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 53<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)/ paaluun vaikuttavaan vaakapaineeseen). Tämä vastaa mitoitusmenetelmää DA2. Jososavarmuusluvut kohdistetaan vasta jousivoimiin (DA2*), tarkastelu on jonkin verranepävarmalla puolella, koska paalun kimmoiset ominaisuudet eivät tavallaan ole mukanakuin kuormien ominaisarvojen osuudella.Kummassakin tapauksessa on otettava huomioon maan ’vaakasuuntaisen kantokestävyyden’raja, jonka jälkeen jousen voima ei enää kasva, jolloin mallin käyttäytyminenmuuttuu epälineaariseksi.Kuten maan kantokestävyyttä määritettäessä osavarmuusluku kohdistetaan kestävyyteeneikä ominaisuuksiin.5.2.2.4 Nurjahduskestävyys STR/GEO DA2 ja DA2*Yksittäisten paalujen nurjahduskestävyys tulee tarkastaa hoikille paaluille (sivumittatai halkaisija < 250 mm), jos paalu on kokonaan tai osittain ilmassa, vedessä taimaassa, jonka siipikairauksella määrätty suljettu leikkauslujuus on pienempi kuin20 kPa. Muille maassa oleville paaluille nurjahduskestävyys tulee tarkistaa, kun siipikairauksellamäärätty suljettu leikkauslujuus pienempi kuin 10 kPa. Jos eloperäisenmaan leikkauslujuus on pienempi kuin 5 kPa, ei sitä saa käyttää yleensä laskennollisestihyväksi nurjahdustarkasteluissa.Paalun nurjahdustarkastelu voidaan suorittaa esimerkiksi rakennemallilla, jossamaan paalua tukeva vaikutus kuvataan jousilla. Tarkastelu tulee tehdä DA2:n mukaan,jolloin kuorman osavarmuusluvut kohdistetaan kuormien ominaisarvoihin ja maankestävyyden osavarmuusluku (1,55) kohdistetaan ’jousien kestävyyden ominaisarvoihin’.Itse jouset lasketaan maan ominaisuuksien ominaisarvoja käyttäen.5.2.2.5 PaaluryhmäSiltojen maa-, pääty- ja välitukien paalutukset ovat yleensä tukipaaluista muodostuviapaaluryhmiä tai suoraan pyöreän pilarin alla olevia suuriläpimittaisia paaluja.Paaluryhmien paalut ovat maatuilla yleensä pystypaaluja ja eteenpäin vinoja paaluja.Sillan poikkisuuntaan vinoja paaluja joudutaan käyttämään vain suurempien siltojen(yleensä rautatiesiltojen) maatuilla, kun itse maatuen omapaino on pieni. Välitukienpaalutukset muodostuvat lähes poikkeuksetta kaikkiin neljään pääsuuntaan vinoistapaaluista. Pystypaaluja on välituilla järkevää käyttää vain siinä tapauksessa, että pystykuormienja vaakakuormien suhde on oleellisesti suurempi kuin vinopaalujen kaltevuus.Myös paalulaattojen tukipaaluista muodostuvat paalutukset pitää laskennollisestikäsitellä paaluryhminä ja suunnitella niin, että kuormien jakautuminen ryhmän paaluillevoi tapahtua laskelmassa oletetulla tavalla ilman, että itse teräsbetonisella laatallatarvitsee olla huomattavaa jäykkyyttä.Paaluryhmien voimasuureiden laskenta tapahtuu normaalin statiikan mukaan ottaentarpeen vaatiessa huomioon paalujen erilaiset pituudet ja poikkileikkausalat. Yksittäistenpaalujen toleransseja ei laskennassa oteta huomioon, vaan tarkistuslaskentasuoritetaan rakentamisvaiheessa todellisilla paalujen asemilla, kaltevuuksilla ja pituuksille,jos sallitut paalujen toleranssit ovat ylittyneet. Tarkistuslaskennassa paalujensuunnittelussa käytetty puristus- tai vetokestävyys voi ylittyä yksittäisen paalunosalla korkeintaan 10 %.


54 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Koska paalujen toiminta on lineaarista ja sekä pysty- että vaakakuormat otetaan paalujenaksiaalisilla voimilla, johtaa paalukuormien laskenta DA2- ja DA2*-menetelmällä samoihin paalukuormiin.5.2.2.6 KitkapaaluKitkapaaluja ei yleensä käytetä siltarakenteissa muuten kuin kevyen liikenteen siltojenperustuksissa.Paalujen puristus- ja vetokestävyydet määritetään tapauskohtaisesti edellä tukipaaluilleesitettyjen periaatteiden mukaan.ξ-arvot kerrotaan aina mallikertoimella 1,05.5.2.2.7 KoheesiopaaluKoheesiopaaluja ei käytetä siltarakenteissa kuin aivan poikkeustapauksissa ja silloinkinvain kevyen liikenteen siltojen perustuksissa.Paalujen puristus- ja vetokestävyydet määritetään tapauskohtaisesti edellä tukipaaluilleesitettyjen periaatteiden mukaan. Ne eivät perustu PDA mittauksiin.5.3 Ankkurointi5.3.1 Murtorajatila STR/GEO DA2Tässä luvussa käsitellään pysyviä ja väliaikaisia ankkureita, jotka ottavat vastaan rakennettakuormittavia ulkoisia kuormia. Tässä kappaleessa ei käsitellä jännitettyjenrakenteiden sisäisiä ankkureita eikä maan naulausta. Ankkurien tapaan toimivia vedettyjäpaaluja käsitellään kohdassa 5.2. Paaluperustukset.Mitoitus tehdään STR/GEO rajatilassa mitoitusmenetelmällä DA2. Osavarmuusluvutkohdistetaan ankkurikuormaan ja ulosvetokestävyyteen. Osavarmuuslukuina käytetäänankkurikuorman osalta taulukon A.3a(FI) arvoja ja ulosvetokestävyyden osaltataulukon A.12(FI) arvoja.Ankkurien mitoitus perustuu epäyhtälöön:Pd < Rd (5.6)Missä Pd on ankkurikuorman mitoitusarvo ja Rd ankkurin ulosvetokestävyyden mitoitusarvo.Pd:n arvo tulee johtaa joko murtorajatilan tai käyttörajatilan mukaisesta suurimmastaarvosta. Joissain tapauksissa voi käyttörajatilan ankkurikuorma olla murtorajatilaasuurempi johtuen käyttörajatilassa vallitsevasta suuremmasta maanpaineesta(~lepopaine).Ankkurien mitoituksessa pitää huomioida sijainti- ja suuntapoikkeamat, ankkuroinninja ankkurivoiman vaikutus ympäröiviin rakenteisiin, eri materiaalien jäykkyyserojenvaikutus, ankkurointipisteen riittävä etäisyys tuettavasta massasta ja ankkurien yhteistoiminta.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 55<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Korroosiosuojauksen suunnittelussa pitää noudattaa EN 1537 vaatimuksia.KOEVETO:EN 1997-1:ssä mainitaan kolme koetyyppiä: hyväksyntäkoe, soveltuvuuskoe ja tutkimuskoe.Käytettäessä tavanomaisia ankkurityyppejä, joista on Suomessa aikaisempaakokemusta, tehdään vain hyväksyntäkoe. Soveltuvuus- ja tutkimuskoe liittyvätuusiin ankkurityyppeihin. Hyväksyntäkokeella tarkoitetaan rakennuspaikalla tehtäväärakenteen osana toimivan ankkurin koevetoa, jolla varmistetaan, että ankkuri täyttäämitoitusvaatimukset. Hyväksyntäkoe tehdään sekä pysyville että väliaikaisille ankkureille.Koeveto tehdään kaikille pysyvän kuorman rasittamille ankkureille. Mikäli ankkuriarasittaa vain muuttuva kuorma, koevedetään ankkureista vähintään 20 % jakaikkien ankkurien osalta kallion vesitiiveys todetaan vesimenekkikokeella.Koevetovoimaksi Pp tulee toteuttaa yhtälö:Pp > Rk (5.7)Ankkuri valitaan siten, ettei sen koevetovetovoima ylitä alla olevan epäyhtälön arvoa.Pp < 0,9Pt0,1,k (5.8)Missä Rk on ankkurin ulosvetokestävyyden ominaisarvo ja Pt0,1,k on ankkurin vetovoima,joka vastaa 0,1% venymää.MITOITUS:Kuorma:Ankkurointikuorman mitoitusarvo Pd lasketaan kappaleen 5.4 Maanpainerakenteetmukaisesti tai mikäli kyseessä on muu kuin maanpaineen rasittama rakenne, kappaleen3 mukaisesti.Kestävyys:Kestävyyden määritys perustuu koevetoon. Tarvittava koevetovoima Pp määräytyyseuraavasti:Pp > Rk (= Rdga) (5.9)Missä ga on esijännitettyjen ankkurointien osavarmuusluku, Liite 1. taulukkoA.12(FI).Jännittämättömille ankkureille käytetään samoja osavarmuuslukuja kuin esijännitetyilleankkureille.Riittävän varmuuden toteaminen:Rd > Pd (5.10)Rd = Rk/ga


56 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)5.3.2 KäyttörajatilaKäyttörajatilassa käytetään kuormien ja ominaisuuksien ominaisarvoja. Hyväksyttäviensiirtymien maksimiarvot määräytyvät ympäristön ja ankkuroitavan rakenteen mukaan.5.4 Maanpainerakenteet5.4.1 Murtorajatila5.4.1.1 YleistäTässä luvussa käsitellään pysyviä ja väliaikaisia rakenteita, jotka tukevat maasta taitäytöstä koostuvaa materiaalia ja vettä. Tällaisia tukirakenteita ovat mm. tukiseinät jatukimuurit.Ensimmäisenä tehdään aina laskelma ominaisarvoilla, jolloin saadaan käsitys kokonaisvakavuudensuuruusluokasta.Mitoituksessa tulee tarkastella kokonaisstabiliteetti, vaaka- ja pystystabiliteetti,maapohjan murtuminen, rakenteellinen kestävyys, veden paine ja virtaus sekä siirtymät.Tukimuurien kohdalla pitää edellisen lisäksi tarkastella maapohjan kantokestävyys,liukuminen ja kaatuminen.Kaivannon mittoina käytetään mittatietojen nimellisarvoja lukuun ottamatta kaivutasoa.Kuvassa 5.1 on esitetty laskelmissa käytettävän kaivutason määritys.Kuva 5.1Mitoituksessa käytettävän kaivutason määritys.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 57<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Poikkeustapauksissa voidaan käyttää kuvassa 5.1 esitettyä pienempää DH arvoa. Tällöinpitää suunnitelmassa määrittää luotettava kaivutason korkeuden valvonta prosessi.Mikäli maa tukirakenteen takana on huonosti vettä läpäisevää, pitää yleensä olettaavedenpinta maanpinnan tasoon. Jos seinän taakse rakennetaan luotettava kuivatusjärjestelmäesim. rakentamalla hyvin vettä läpäisevä suoto-oja maanpinnasta kuivatustasoonyhdistettynä ”vuoto reikiin” seinän läpi, voidaan mitoituksessa käyttäämaanpinnasta poikkeavaa vedenpinnan tasoa. Myös tapauksissa, joissa pohjavesi onyli 4 m maanpinnan alapuolella, voidaan harkinnan mukaan käyttää maanpinnan tasoaalempaa vedenpintaa.Hienorakeisessa maassa pitää pintaosa olettaa halkeilleeksi syvyyteen, jossa täysinmobilisoitunut aktiivipaine on nolla. Lisäksi kuivakuorikerros oletetaan aina halkeilleeksi.Halkeilleessa kerroksessa tukiseinään kohdistuu vähintään vedenpaine.Roudan muodostuminen seinän takana pitää estää tai rakenteen suunnittelussa pitäähuomioida routapaineen muodostuminen.Tiivistyksen vaikutus otetaan huomioon ohjeen ”Sillan geotekniset suunnitteluperusteet”mukaisesti.5.4.1.2 LepopaineMikäli rakenne ei liiku suhteessa tuettavaan maahan tai kyseessä on pitkäaikainentilanne koheesiomaassa, lasketaan maanpaine lepopaineena.Lepopaine lasketaan kaavasta:(5.11)Missä f´ on maan tehokas leikkauskestävyyskulma ja b maanpinnan kaltevuus vaakatasostaylöspäin. Maanpinnan kaltevuuskulma b voi laskelmissa olla maksimissaantehokkaan leikkauskestävyyskulman f´ suuruinen.Resultantin voidaan olettaa olevan maanpinnan suuntainen.5.4.1.3 Aktiivi- ja passiivipaineMaanpaineen ääriarvot voidaan laskea alla olevista kaavoista.z⎛ ⎞σa= K ⎜ dz q u⎟a∫γ+ −− 2cKa( 1+a c) + u(5.12)⎝ 0 ⎠z⎛⎞p= K ⎜pdz q u⎟∫ γ + −+ 2cKp1 +⎝ 0 ⎠( + a c) uσ (5.13)Missä sa ja sp ovat vaakasuuntaiset aktiivi ja passiivi kokonaisjännitykset, a on adheesio,c koheesio ja u vedenpaine. Maanpainekertoimille Ka ja Kp on esitetty arvoja


58 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)liitteessä 2. Näiden käyttö on suositeltavaa, koska yleisesti käytetty Coulombinmaanpaineteoria johtaa etenkin suurilla leikkauskestävyyskulman ja seinäkitkan arvoillaliian suuriin passiivipaineen arvoihin.5.4.1.4 Pystysuuntainen jännitysTavallisesti seinän leikkauskestävyyskulman dd arvona käytetään korkeintaan seuraaviaarvoja:Teräs ja muottia vasten valettu betoni dd = 2/3fcv;d (5.14)Maata vasten valettu betoni dd = fcv;d (5.15), missä fcv;d on tukiseinää vasten olevan maan kriittisen tilan leikkauskestävyyskulmanmitoitusarvo.Koheesiomaassa vaikuttava adheesio on seinän lyönnin jälkeen nolla. Adheesio muodostuuajan kuluessa. Maksimissaan voidaan käyttää arvoa 1/2 kertaa suljettuleikkauslujuus.Seinäkitkan ja adheesion käytössä pitää huomioida, ettei passiivipuolen seinäkitkantai adheesion pystykomponentti voi olla suurempi kuin aktiivipuolen seinäkitkan jaankkuroinnin aiheuttaman pystykomponentin summa. Seinän pystysuuntaisten voimienpitää olla tasapainossa.5.4.1.5 Taipuisan tukiseinän mitoitus STR/GEO DA2, DA3Taipuisan upotetun tukiseinän mitoitus käsittää riittävän upotussyvyyden tarkistuksen,pystystabiliteetin tarkistuksen, kokonaisstabiliteetin tarkistuksen, kaivannonpohjan stabiliteetin tarkistuksen ja rakenteellisen kestävyyden tarkistuksen.Pystystabiliteetin tarkistus perustuu pystysuuntaisten voimien ja kestävyyksien tarkasteluun.Mitoitusmenetelmä on DA2. Osavarmuusluvut kohdistetaan voimiin ja kestävyyksiin.Seinäkitkaa, adheesiota ja mahdollisia ulkoisia kuormia käsitellään voiminaja niihin kohdistetaan taulukon A.3a(FI) mukaiset osavarmuusluvut. Mahdollistenpaalujen kestävyys lasketaan kappaleen 5.2.mukaan.Pystystabiliteetin mitoitus perustuu epäyhtälöön:Pystysuuntaisten kaatavien voimien mitoitusarvo < pystysuuntaisten tukevien voimienja kestävyyksien mitoitusarvo.Yleensä alaspäin suuntautuvat voimat ja kestävyydet ovat kaatavia ja ylöspäin suuntautuvatvoimat ja kestävyydet tukevia, mutta myös vastakkaisen suuntaan varmuudentulee toteutua.Kokonaisstabiliteetin tarkastus tehdään yleensä liukupintalaskelmalla. Mitoitusmenetelmäon DA3 (vrt. kappale 5.5).Kaivannon pohjan stabiliteetilla tarkoitetaan maan murtumisesta aiheutuvaa maanliikkumista tukiseinän alapään ympäri kaivantoon. Se ei tarkoita samaa kuin kohdan5.6 Hydraulinen murtuminen ja pohjan nousu, vaan nämä pitää tarkastaa erikseen


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 59<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)kohdan 5.6 mukaisesti. Mitoitusmenetelmä on DA3, jolloin osavarmuusluvut kohdistetaankuormiin taulukon A.3b(FI) mukaisesti ja maaparametreihin taulukon A.4(FI)sarjan M2 mukaisesti.Taipuisan tukiseinän upotussyvyyden ja seinän rasitusten mitoitus tehdään yleensäjousimallilla, jossa maata ja ankkureita kuvataan jousilla ja tukiseinää taipuisalla palkilla.Mitoitustapa on DA2*, jolloin pitää tarkastaa taulukon A.3a(FI) mukaisesti kaksitapausta (6.10a ja 6.10b). Laskenta etenee seuraavasti:Vaihtoehto 11. Maaparametreille, vedenpaineille käytetään niiden ominaisarvoja ja pysyvillekuormille käytetään niiden nimellisarvoja2. Muuttuville kuormille käytetään arvoa qk (gQ/gG). Missä qk on muuttuvankuorman nimellisarvo. gQ on muuttuvan kuorman osavarmuusluku ja gG on pysyvänkuorman osavarmuusluku, taulukko A.3a(FI).3. Edellä esitetyillä arvoilla lasketaan tukireaktiot, seinän rasitukset ja mobilisoituneetmaanpaineet.4. Maanpaineiden mitoitusarvot saadaan kertomalla kohdassa 3. lasketut arvotpysyvän kuorman osavarmuusluvulla gG .5. Tukireaktioiden ja seinän rasituksien mitoitusarvot saadaan joko laskemallane kohdan 4 mukaisilla maanpaineiden mitoitusarvoilla tai kertomalla kohdassa3 lasketut tukireaktiot, seinän rasitukset arvot pysyvän kuorman osavarmuusluvullagG . Esitetyt vaihtoehdot johtavat samaan tulokseen, mikäli jännityksetpysyvät lineaarisesti kimmoisella alueella. Mikäli sallitaan seinän plastisoituminen,tehdään laskelmat ensin esitetyn vaihtoehdon mukaan.6. Yhdeltä tasolta tuetun tukiseinän upotussyvyyden riittävyys varmistetaantarkastamalla, että ylimmän ankkuripisteen suhteen lasketun kaatavan momentinmitoitusarvo on pienempi kuin pystyssä pitävän momentin mitoitusarvo. Aktiivipainettakäsitellään kuormana, taulukko A.3a(FI). Passiivipainetta voidaankäsitellä joko kuormana tai kestävyytenä, taulukko A.13(FI). Pysyvien tukirakenteidenosalta passiivipainetta käsitellään kestävyytenä. Laskelma voidaan tehdämyös liukupintalaskelmana mitoitusmenetelmällä DA3. Tällöin pitää yleensäkäyttää vapaamuotoisia liukupintoja.


60 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Laskenta voidaan suorittaa myös seuraavasti:Vaihtoehto 21. Maaparametreille, vedenpaineille käytetään niiden ominaisarvoja ja pysyvilleja muuttuville kuormille käytetään niiden nimellisarvoja.2. Edellä esitetyillä arvoilla lasketaan tukireaktiot, seinän rasitukset ja mobilisoituneetmaanpaineet ilman muuttuvia kuormia. Näin saadaan pysyvien kuormienvaikutusten ominaisarvot.3. Toisessa vaiheessa lasketaan kaikilla kuormilla, tukireaktiot, seinän rasituksetja mobilisoituneet maanpaineet. Näin saadaan kaikkien kuormien vaikutustenominaisarvot.4. Lasketaan muuttuvien kuormien aiheuttamat tukireaktioiden, seinän rasituksienja mobilisoituneiden maanpaineiden ominaisarvot kohtien 2 ja 3 erotuksena.5. Maanpaineiden mitoitusarvot saadaan kertomalla kohdassa 2 lasketut arvotpysyvän kuorman osavarmuusluvulla gG ja lisäämällä niihin kohdassa 4 lasketutarvot kerrottuna muuttuvan kuorman osavarmuusluvulla gQ.6. Tukireaktioiden ja seinän rasituksien mitoitusarvot saadaan joko laskemallane kohdan 5 mukaisilla maanpaineiden mitoitusarvoilla tai kertomalla kohdassa2 lasketut tukireaktiot ja seinän rasitukset arvot pysyvän kuorman osavarmuusluvullagG (taulukko A.3a(FI) ja kohdassa 4 lasketut tukireaktiot ja seinän rasituksetarvot muuttuvan kuorman osavarmuusluvulla gQ (taulukko A.3a(FI). Esitetytvaihtoehdot johtavat samaan tulokseen, mikäli jännitykset pysyvät lineaarisestikimmoisella alueella. Mikäli sallitaan seinän plastisoituminen, tehdäänlaskelmat ensin esitetyn vaihtoehdon mukaan.7. Yhdeltä tasolta tuetun tukiseinän upotussyvyyden riittävyys varmistetaantarkastamalla, että ylimmän ankkuripisteen suhteen lasketun kaatavan momentinmitoitusarvo on pienempi kuin pystyssä pitävän momentin mitoitusarvo. Aktiivipainettakäsitellään kuormana, taulukko A.3a(FI). Passiivipainetta voidaankäsitellä joko kuormana tai kestävyytenä, taulukko A.13(FI). Pysyvien tukirakenteidenosalta passiivipainetta käsitellään kestävyytenä. Laskelma voidaan tehdämyös liukupintalaskelmana mitoitusmenetelmällä DA3. Tällöin pitää yleensäkäyttää vapaamuotoisia liukupintoja.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 61<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Edellä esitetyillä laskentavaihtoehdoilla ei päädytä samaan tulokseen. Tämä johtuusiitä, että vaihtoehdossa 1. muuttuvaan kuormaan kohdistetaan heti laskennan alussaosa varmuudesta (= gQ/gG). Tällöin laskennan epälineaarisuudesta johtuen päädytäänvaihtoehdossa 1. suurempiin mitoitusarvoihin kuin vaihtoehdossa 2. Eron suuruusriippuu muuttuvan ja pysyvän kuorman suhteesta. Vaihtoehdon 1. etuna on laskelmienyksinkertaisuus.PPPd= Ppysyvä +muuttuva(gQ/gG)* g GPpysyvä+muuttuva(gQ/gG)Ppysyvä+muuttuvaPpysyväYYMaanpaine vaihtoehdossa 1Maanpaine vaihtoehdossa 2Kuva 5.2. Maanpaineen tarkastelu laskentavaihtoehdoissa 1 ja 25.4.1.6 Tukimuurin mitoitus STR/GEO DA2*, DA3Maanpinnan tasona tukimuurin edessä käytetään alimmillaan anturan alapinnan taso.Tukimuurin edessä olevaa maata saa laskelmissa käyttää hyväksi vain, jos voidaanolettaa sen säilyvän koko rakenteen suunnitellun käyttöiän.Tukimuurin mitoitus käsittää kokonaisstabiliteetin, kantokestävyyden, liukumisen jakaatumisen (kallionvarainen) sekä rakenteellisen kestävyyden tarkastuksen.Kokonaisstabiliteetin tarkastus tehdään yleensä liukupintalaskelmalla. Mitoitusmenetelmäon DA3 (vrt. kappale 5.5.1).Varmuus sisällytetään maanpaineiden laskentaan samalla periaatteella kuin taipuisalletukiseinälle vaihtoehdon 1 mukaan. Maanpaineita käsitellään kuormina.Muurin rakenteellinen mitoitus tehdään aina lepopaineelle.Kantokestävyyden, kaatumisen ja liukumisen tarkastus tehdään samoin kuin anturaperustuksilla.Mitoitusmenetelmä on DA2* (vrt. kappale 5.1). Laskelmissa pitää huomioidakappaleessa 4.2 esitetyt asiat.


62 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)5.4.1.7 Siltapilarit ja pylväätPenkereessä tai pengerluiskassa sijaitsevien pilarien, pylväiden, tukimuurien tms.mitoituksessa on voimassa seuraavaa periaate:Mikäli penkereen liike on nolla ilman tarkasteltavaa rakennetta tai rakenne liikkuuvapaasti penkereen mukana, on maanpaineiden kuormitusresultantti rakenteensuhteen nolla.Edellä mainitun ehdon voidaan katsoa toteutuvan, jos luiska toteuttaa kohdan 5.5’Luiskat ja maanvaraiset penkereet’ mukaisen käyttörajatilan ehdot (kappale 5.5.2).Edellisen lisäksi pitää huomioida rakentamisen vaikutus. Mikäli penger rakennetaansiten, että pilarin eri puolille ei muodostu yli 1,0 m korkeuseroja rakentamisvaiheessaja tiivistys tehdään samalta tasolta tasaisesti pilarin joka puolella, voidaan olettaa,ettei rakentamisesta aiheudu pilariin maanpaineresultanttia.Mikäli penger ei ole stabiili ilman tarkasteltavaa rakennetta tai tarkasteltava rakenneei liiku vapaasti penkereen mukana, vaikuttaa pilariin maksimissaan passiivipaineenPp suuruinen maanpaine. Pilariin kohdistuva passiivipaine Pp saadaan kaavasta:Pp = 3,0…4,4*g*z*D*Kp (kN/m) (5.16)Kaavassa D on pilarin sivumitta tai halkaisija. Kerrointa 4,4 käytetään mitoitettaessamaan kuormittamaa rakennetta ja kerrointa 3,0 käytetään määritettäessä rakenteestapenkereeseen kohdistuvaa tukevaa voimaa.5.4.2 KäyttörajatilaKäyttörajatilassa käytetään kuormien ja ominaisuuksien ominaisarvoja. Siirtymienmaksimiarvot määräytyvät ympäristön ja tuettavan rakenteen mukaan. Ympäristönsiirtymien laskenta perustuu rakenteen siirtymiin.Edellä mainitun siirtymätarkastelun lisäksi pitää pysyvien rakenteiden osalta kohdan5.5.2 ’Käyttörajatilan’ ehtojen toteutua. Sama vaatimus on voimassa rakennusaikaistenrakenteiden osalta, mikäli liikkuvan maamassan alueella on siirtymille herkkiärakenteita.5.5 Luiskat ja maanvaraiset penkereetTässä luvussa käsitellään maapohjan kokonaisstabiliteetin ja siirtymien laskentaa.Tyypillisiä kohteita ovat penkereet, leikkaukset, kaivannot ja tukirakenteet.Pohjaveden- ja vapaanvedenpinnan taso tulee valita siten, että ne edustavat kyseisessämitoitustilanteessa epäedullisimpia mahdollisia tasoja. Kuivatusjärjestelmien rikkoontumisenmahdollisuus ja sen vaikutukset tulee huomioida.Laskentamallissa tulee huomioida kerrokset, joiden leikkauslujuus on merkittävästimuita kerroksia heikompi. Tällöin saattaa olla tarpeen käyttää vapaamuotoisia liukupintoja.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 63<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Laskentamallissa tulee huomioida eri kerrosten lujuus-muodonmuutosominaisuudetsiten, että laskennassa käytetään lujuuksia, jotka mobilisoituvat samoilla siirtymillä.Kun käytetään kevyitä materiaaleja, kuten kevytsoraa, polystyreeniä tai vaahtobetoniapitää noste huomioida pitkäaikaisessa (vettynyt) ja lyhytaikaisessa (ei vettynyt)tilanteessa.Mikäli ei ole mahdollista laskelmin osoittaa, että murto- tai käyttörajatilojen esiintyminenon riittävän epätodennäköistä, tulee maapohjaa tarkkailla asianmukaisilla laitteilla.Seurannan järjestäminen, tulosten analysointi ja toimenpiteet hälytysrajojenylittyessä on esitettävä suunnitelmassa.Eroosiolle alttiit luiskapinnat pitää suojata.5.5.1 Murtorajatila STR/GEO DA3Ensimmäisenä tehdään aina laskelma ominaisarvoilla, jolloin saadaan käsitys kokonaisvakavuudensuuruusluokasta. Toinen merkittävä seikka on murtopinnan paikka.Osavarmuuslukujen käyttö saattaa muuttaa merkittävästi murtopinnan paikkaa ominaisarvoillalasketusta. Tällöin pitää tarkastaa murtoehdon toteutuminen alkuperäiselläominaisarvojen mukaisella murtopinnalla. Harkinnan mukaan voidaan tämänmurtopinnan antamaa tulosta käyttää varmuustason tarkastukseen.Kokonaisvakavuus lasketaan STR/GEO rajatilassa mitoitusmenetelmällä DA3. Osavarmuusluvutkohdistetaan heti laskennan alussa muuttuviin kuormiin ja maaparametreihin.Osavarmuuslukuina käytetään kuormien osalta taulukon A.3b(FI) arvoja jamaaparametrien osalta taulukon A.4(FI) sarjan M2 arvoja.Kokonaisvakavuuden mitoitus perustuu epäyhtälöön:Ed < Rd (5.17)Missä Ed on kuormien vaikutusten mitoitusarvo ja Rd kestävyyden mitoitusarvo. Tavanomaisessalamellimenetelmällä tapahtuvassa liukupintatarkastelussa Ed on kaatavanmomentin mitoitusarvo ja Rd on vakauttavan momentin mitoitusarvo. Laskennantuloksena saadaan Rd/ Ed jota kutsutaan osavarmuuksia käytettäessä nimellä ylimitoituskerroinODF (ominaisarvoilla laskettaessa kyseessä on kokonaisvarmuuskerroin).Vaatimuksena on ODF >1,0.5.5.2 KäyttörajatilaLiitteen 1. taulukoissa A.3b(FI) ja A.4(FI) esitettyjä arvoja käytetään murtorajatilantarkastuksessa.Koska maapohjan siirtymien laskenta on melko työlästä ja epätarkkaa, on usein käytettykorkeampaa murtorajatilan varmuustasoa tapauksissa, joissa maapohjan siirtymilläon merkitystä ja tällä korvattu siirtymien laskenta. Tällaisia ovat mm. tilanteet,joissa plastisten siirtymien alueella sijaitsee rakenteita. Taulukossa 5.3 on esitettyem. korvaavassa käyttörajatilatarkastelussa käytettävät osavarmuusluvut.


64 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko 5.3Käyttörajatilatarkastelussa käytettävät maapohjan lujuusparametrienosavarmuusluvut stabiliteetin laskentaanMaaparametrit Merkintä Sarja M2*Leikkauskestävyyskulma a g f’1,65Tehokas koheeesio g c’1,65Suljettu leikkauslujuus g cu1,8Yksiaksiaalinen puristuskoe g qu1,8Tilavuuspaino g g’1a tällä luvulla jaetaan tan f’Kuormien osavarmuuslukuina käytetään arvoa 1,0. Laskentaan sisällytetään pysyvätkuormat sekä muuttuvat kuormat, mikäli niiden vaikutusaika on riittävän pitkä muodonmuutostensyntymisen kannalta. Edellisen perusteella laskentaan sisällytetäänesim. tieliikennekuorma sekä junakuorma liikennepaikoilla. Sen sijaan liikennepaikkojenulkopuolella ei laskentaan sisällytetä junakuormaa, koska kuorman vaikutusajanoletetaan olevan niin lyhyt, ettei siirtymiä ehdi tapahtua.Edellisen lisäksi pitää myös tehdä murtorajatilan mukaiset tarkastelut.5.6 Hydraulinen murtuminen ja pohjan nousu5.6.1 Hydraulinen murtuminen HYDTässä kappaleessa käsitellään hydraulisen nousun aiheuttamaa murtumista. Hydraulinennousun aiheuttama murtuminen tapahtuu, kun ylöspäin suuntautuvat suotovoimatvaikuttavat vasten maanpainoa, vähentäen tehokkaan pystyjännityksen nollaan.Tällöin pystysuuntainen vedenvirtaus nostaa maapartikkelit irti toisistaan jamaa menettää kokonaan lujuutensa.Herkimpiä maalajeja hydrauliselle nousulle ovat tasarakeiset karkeat siltit ja hienothiekat.Tarkastelussa pitää ottaa huomioon:• ohuet maakerrokset, joilla on alhainen vedenläpäisevyys• tilavaikutukset, kuten kapeat tai muuten pohjapinnaltaan rajatut kaivannot• vedenpitojen ja paineiden ajalliset ja paikalliset vaihtelut• mahdolliset reunaehtojen muutokset.Hydraulisen nousun aiheuttamaa murtumista voidaan estää esimerkiksi seuraavillakeinoilla:• suotovirtausmatkan pidentäminen• vedenpaineiden alentaminen nousulle alttiiden maamassojen alapuolella• vastustavan painon kasvattaminenHydraulisen murtumisen vaara tarkastetaan rajatilassa HYD, vrt. 3.4.6.2. Tarkastusperustuu epäyhtälöön:


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 65<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)udst;d < sstb;d (5.18)Missä udst;d on maaprisman (kuvassa 5.3 varjostettu alue) pohjalla vaikuttava huokosvedenpaineja sstb;d on maaprisman painon aiheuttama kokonaisjännitys samassatasossa. Ehdon pitää toteutua kaikille mahdollisille maaprismoille. Huokosvedenpainettaja maan kokonaisjännitystä tarkastellaan kuormina ja osavarmuusluvut kohdistetaanniiden edustaviin arvoihin. Osavarmuuslukuina käytetään taulukon A.17(FI)arvoja. Kestävyyttä ei huomioida. Tarkastus voidaan tehdä myös vertaamalla suotovirtausvoimaaja prisman nosteellista painoa, vrt. 3.4.6.2.Kuva 5.3Esimerkki kaivannon pohjan hydraulisen nousun tarkastamisestaVakavuus hydraulista nousua vastaan ei välttämättä estä sisäistä eroosiota, vaan seon tarvittaessa tarkastettava erikseen.5.6.2 Nosteen aiheuttama murtuminen UPLTässä kappaleessa käsitellään rakenteisiin tai huonosti vettäläpäisevän maakerroksenalapintaan vaikuttavan vedenpaineen aiheuttamaa murtumista.Murtuminen tapahtuu, kun huokosvedenpaine rakenteen tai huonosti vettäläpäisevänmaakerroksen alapinnassa tulee suuremmaksi, kuin kuormittavien rakenteiden jamaakerrosten paino lisättynä ulkoisten pysyvien voimien summalla.Tarkastelussa pitää ottaa huomioon:• vedenpitojen ja paineiden ajalliset ja paikalliset vaihtelut• mahdolliset reunaehtojen muutoksetHydraulisen nousun aiheuttamaa murtumista voidaan estää esimerkiksi seuraavillakeinoilla:


66 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)• vedenpaineiden alentaminen rakenteen kuivatuksella*• rakenteen painon kasvattaminen• rakenteen ankkurointi*Kaukalo- ja kalvorakenteissa voidaan käyttää ulkopuolista salaojitusta rajaamaanpohjavedenpinnan tasoa. Tällöin rakenteen yläreuna sijoitetaan mitoittavaan vedenpintaanja salaojat vähän sen alapuolelle. Myös kaukalon alle tulee rakentaa luotettavasalaojitus ja suodatinkerros. Järjestelmän tulee toimia myös talvella maan ollessaroudassa.Nosteen aiheuttaman murtumisen vaara tarkastetaan kokonaistilavuuspainojen perusteellalaskettujen voimien ja kestävyyksien perusteella. Murtumisen vaara tarkastetaanrajatilassa UPL, vrt. 3.4.6.2. Tarkastus perustuu epäyhtälöön:Gdst;d + Qdst;d < Gstb;d + Rd (5.19)Yhtälössä tarkastetaan, että pystysuorien kaatavien pysyvien (Gdst;d) ja muuttuvienkuormien mitoitusarvojen (Qdst;d ) summa on pienempi tai yhtä suuri kuin vakauttavienpysyvien pystysuorien kuormien mitoitusarvon (Gstb;d)ja kestävyyden mitoitusarvon(Rd) summa. Kaatavia pystysuoria voimia ovat yleensä rakenteen tai huonosti vettäläpäisevänmaakerroksen alapintaan vaikuttavan vedenpaineen resultantti. Pysyviävakauttavia pystysuoria voimia on yleensä rakenteen paino. Kestävyys muodostuuesimerkiksi sivukitkasta, vetopaaluista tai ankkureista.Osavarmuuslukuina käytetään taulukoiden A.15(FI) ja A.16(FI) arvoja.Kestävyyden Rd osalta osavarmuusluvut kohdistetaan maan ominaisuuksiin ja vedettyjenrakenteiden kestävyyksiin. Kestävyyttä voidaan myös käsitellä pystysuoranakuormana. Tällöin sen edustava arvo kerrotaan vakauttavana pysyvänä kuorman osavarmuusluvullaKuvassa 5.4 on esitetty kaksi tyypillistä esimerkkiä rakenteista, joissa nosteen aiheuttamamurtuminen saattaa tulla kyseeseen. Ylemmässä kuvassa verrataan pohjavedenpaineenmitoitusarvoa udst;d ja leikkauspohjan alla olevan vettä huonosti läpäisevänkerroksen painon mitoitusarvoa Gstb;d. Harkinnan mukaan voidaan kapeissa leikkauksissahuomioida myös ylösnousevan maan lujuus. Alemmassa kuvassa verrataankaukalon painon Gstb;d , leikkauskestävyyden mitoitusarvon Td ja ankkurien kestävyydenmitoitusarvon Pd summaa kaukalon pohjaan kohdistuvaan pohjavedenpaineenmitoitusarvoon udst;d.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 67<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Kuva 5.4Ylemmässä kuvassa on esitetty nosteen aiheuttaman murtumisen vaarantoteaminen leikkauksessa ja alemmassa kuvassa ankkuroidussa kaukalossa.


68 <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)5.7 Syvästabilointi5.7.1 Pohjavahvistuksena toimivat pilaritPilarin oletetaan toimivan pohjavahvistuksena yhteistoiminnassa maan kanssa, mikäliseuraavat ehdot toteutuvat:• pilarin leikkauslujuuden ominaisarvo on korkeintaan 200 kPa• maanleikkauslujuuden ja pilarin leikkauslujuuden suhde on korkeintaan 15.Tällöin tarkastetaan kohteen käyttö- ja murtorajatilat kohdan 5.5 mukaan.5.7.2 Pohjarakenteena toimivat pilaritMikäli kappaleen 5.7.1 ehdot eivät toteudu, käsitellään pilaria rakenteena. Tällöin tarkastetaanmyös yksittäisen pilarin kestävyys. Tarkastelu tehdään rajatilassaSTR/GEO mitoitustavan DA2 mukaan. Kuorman mitoitusarvo määritetään samoinkuin paalujen ja pilarin kestävyyden mitoitusarvo lasketaan käyttäen kestävyydelleosavarmuuslukua 1,4.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 1 / 1 (11)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Liite 1OsavarmuusluvutSuomessa käytettävät osavarmuusluvut ja korrelaatiokertoimet murtorajatilassaTaulukko A.1(FI) - Kuormien osavarmuusluvut ( γF) (EQU)Taulukko A.1(FI) on SFS-EN 1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisen liitteen taulukkoA2.4(A)(FI) (Sarja A) ja se korvaa SFS-EN 1997-1 taulukon A.1.Taulukossa esitetty esijännitys koskee vain rakenteen sisäisen jännitystilan muuttamistajännittämällä (esim. sillan päällysrakenne), mutta ei rakenteen ulkopuolisiaankkurointeja.Pysyvän kuorman ja esijännityksen vaihtoehtoisista osavarmuusluvuista suurempaakäytetään epäedullisten ja pienempää edullisten kuormien kanssa. Muuttuvien kuormienosavarmuusluku edullisille kuormille on 0.Kerroin ψ0,i on muuttuvan kuorman yhdistelykerroin, joka saadaan SFS-EN1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisen liitteen taulukosta A2.1(FI) ajoneuvoliikenteenväylille, taulukosta A2.2(FI) kevyen liikenteen väylille ja taulukosta A2.3(FI) rautateille.Osavarmuuslukujen käytön tarkemmat ohjeet ja erikoistapaukset on esitetty SFS-EN1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisessa liitteessä.Huom. 1a: Mitoituskaavana asia voidaan ilmaista seuraavassa muodossa:Ed = KFI · 1,1 · Gkj,sup + 0,9 · Gkj,inf + KFI · γP · PP + KFI · γQ,1 · Qk,1 + Σ(KFI · γQ,i · ψ0,i · Qk,i)(6.10)Yhtälössä (6.10) γP:llä on joko arvo 1,1 tai 0,9 sen mukaan, kumpi antaa epäedullisemmanvaikutuksen. KFI-kerrointa käytetään vain epäedullisten kuormien yhteydessä.Yhtälössä (6.10) γQ,1:llä ja γQ,i:llä on arvo 1,35, kun kysymyksessä on ajoneuvo- taikevyen liikenteen kuorma, arvo 1,45, kun kysymyksessä on rautatieliikenteen kuormaja arvo 1,50, kun kysymyksessä on joku muu muuttuva kuorma. Muuttuvien kuormienosavarmuusluku edullisille kuormille on 0.


LIITE 1 / 2 (11) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)KFI riippuu SFS-EN 1990:n liitteen B taulukon B2 mukaisesta luotettavuusluokastaseuraavasti:luotettavuusluokassa RC3 KFI = 1,1luotettavuusluokassa RC2 KFI = 1,0luotettavuusluokassa RC1 KFI = 0,9Luotettavuusluokkia selventävät seuraamusluokat CC3…CC1 esitetään SFS-EN1990:n kansallisen liitteen taulukossa B1(FI): Seuraamusluokkien määrittely.Selostus: Koska yleensä käytetään arvoa KFI = 1,0, on ko. kerroin jätetty taulukostaA.1(FI) pois. Hankekohtaisesti voidaan sopia tästä poikkeavasta KFI:n arvosta.Tämän kansallisen liitteen merkinnät on esitetty standardin SFS-EN 1997-1:2004kohdassa 1.6 ja standardin SFS-EN 1990:2002 kohdassa 1.6.Selostus: Maanpaine lasketaan tässä rajatilassa lepopaineena.Taulukko A.2(FI) – Maaparametrien osavarmuusluvut (γM) (EQU)__________________________________________________________________________Maaparametri ______Merkintä______________ArvoLeikkauskestävyyskulma a γ φ ’ 1,25(”Leikkauskestävyyskulma”)Tehokas koheesio γc’ 1,25Suljettu leikkauslujuus γcu 1,4Yksiaksiaalinen puristuslujuus γqu 1,4Tilavuuspaino γ γ 1,0_a Tällä varmuusluvulla jaetaan tan φ’


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 1 / 3 (11)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko A.3a(FI) – Kuormien (γF) tai kuorman vaikutusten (γE) osavarmuusluvut(STR/GEO, mitoitustapa DA2 (*) )Taulukko A.3a(FI) on SFS-EN 1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisen liitteen taulukko A2.4(B)(FI) (sarja B) jase korvaa SFS-EN 1997-1 taulukon A.3 sarjan A1.Taulukossa esitetty esijännitys koskee vain rakenteen sisäisen jännitystilan muuttamistajännittämällä (esim. sillan päällysrakenne), mutta ei rakenteen ulkopuolisiaankkurointeja.Pysyvän kuorman ja esijännityksen vaihtoehtoisista osavarmuusluvuista suurempaakäytetään epäedullisten ja pienempää edullisten kuormien kanssa. Muuttuvien kuormienosavarmuusluku edullisille kuormille on 0.Kerroin ψ0,i on muuttuvan kuorman yhdistelykerroin, joka saadaan SFS-EN1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisen liitteen taulukosta A2.1(FI) ajoneuvoliikenteenväylille, taulukosta A2.2(FI) kevyen liikenteen väylille ja taulukosta A2.3(FI) rautateille.Osavarmuuslukujen käytön tarkemmat ohjeet ja erikoistapaukset on esitetty SFS-EN1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisessa liitteessä.Huom. 1b: Mitoituskaavana asia voidaan ilmaista siten, että kuormien yhdistelmänäkäytetään epäedullisempaa kahdesta seuraavasta lausekkeesta:Ed = KFI · 1,35 · Gkj,sup + 0,90 · Gkj,inf + KFI · γP · PP(6.10a)Ed = KFI · 1,15 · Gkj,sup + 0,90 · Gkj,inf + KFI · γP · PP + KFI · γQ,1 · Qk,1 + Σ(KFI · γQ,i · ψ0,i ·Qk,i) (6.10b)Yhtälöissä γP:llä on joko arvo 1,10 tai 0,90 sen mukaan, kumpi antaa epäedullisemmanvaikutuksen. KFI-kerrointa käytetään vain epäedullisten kuormien yhteydessä.


LIITE 1 / 4 (11) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Yhtälössä 6.10b γQ,1:llä ja γQ,i:llä on arvo 1,35, kun kysymyksessä on ajoneuvo- tai kevyenliikenteen kuorma, arvo 1,45, kun kysymyksessä on rautatieliikenteen kuorma(kuormalle SW/2 tai sen sisältämille yhdistelmille 1,20) ja arvo 1,50, kun kysymyksessäon joku muu muuttuva kuorma. Muuttuvien kuormien osavarmuusluku edullisillekuormille on 0.KFI riippuu SFS-EN 1990:n liitteen B taulukon B2 mukaisesta luotettavuusluokastaseuraavasti:luotettavuusluokassa RC3 KFI = 1,1luotettavuusluokassa RC2 KFI = 1,0luotettavuusluokassa RC1 KFI = 0,9Luotettavuusluokkia selventävät seuraamusluokat CC3…CC1 esitetään SFS-EN1990:n kansallisen liitteen taulukossa B1(FI): Seuraamusluokkien määrittely.Selostus: Koska yleensä käytetään arvoa KFI = 1,0, on ko. kerroin jätetty taulukostaA.3a(FI) pois. Hankekohtaisesti voidaan sopia tästä poikkeavasta KFI:n arvosta.Taulukko A.3b(FI) – Kuormien (γF) tai kuorman vaikutusten (γE) osavarmuusluvut(STR/GEO, mitoitustapa DA3)Taulukko A.3b(FI) on SFS-EN 1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisen liitteen taulukko A2.4(C)(FI) (sarja C) jase korvaa SFS-EN 1997-1 taulukon A.3 sarjan A2.Taulukossa esitetty esijännitys koskee vain rakenteen sisäisen jännitystilan muuttamistajännittämällä (esim. sillan päällysrakenne), mutta ei rakenteen ulkopuolisiaankkurointeja.Muuttuvien kuormien osavarmuusluku edullisille kuormille on 0.Kerroin ψ0,i on muuttuvan kuorman yhdistelykerroin, joka saadaan SFS-EN1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisen liitteen taulukosta A2.1(FI) ajoneuvoliikenteenväylille, taulukosta A2.2(FI) kevyen liikenteen väylille ja taulukosta A2.3(FI) rautateille.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 1 / 5 (11)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Osavarmuuslukujen käytön tarkemmat ohjeet ja erikoistapaukset on esitetty SFS-EN1990:2002/A1 liitteen A2 kansallisessa liitteessä.Huom. 1c: Mitoituskaavana asia voidaan ilmaista seuraavassa muodossa:Ed = KFI · 1,0 · Gkj,sup + 1,0 · Gkj,inf + 1,0 · PP + KFI · γQ,1 · Qk,1 + Σ(KFI · γQ,i · ψ0,i · Qk,i)(6.10)Yhtälössä γQ,1:llä ja γQ,i:llä on arvo 1,15, kun kysymyksessä on ajoneuvo- tai kevyenliikenteen kuorma, arvo 1,25, kun kysymyksessä on rautatieliikenteen kuorma ja 1,30,kun kysymyksessä on joku muu muuttuva kuorma. Muuttuvien kuormien osavarmuuslukuedullisille kuormille on 0.KFI riippuu SFS-EN 1990:n liitteen B taulukon B2 mukaisesta luotettavuusluokastaseuraavasti:luotettavuusluokassa RC3 KFI = 1,1luotettavuusluokassa RC2 KFI = 1,0luotettavuusluokassa RC1 KFI = 0,9Luotettavuusluokkia selventävät seuraamusluokat CC3…CC1 esitetään SFS-EN1990:n kansallisen liitteen taulukossa B1(FI): Seuraamusluokkien määrittely.Selostus: Koska yleensä käytetään arvoa KFI = 1,0, on ko. kerroin jätetty taulukostaA.3b(FI) pois. Hankekohtaisesti voidaan sopia tästä poikkeavasta KFI:n arvosta. KFIkerrointakäytetään vain epäedullisesti vaikuttavien kuormien yhteydessä.Huom. 2: Katso myös standardeista SFS-EN 1992 … SFS-EN 1999 pakkosiirtymä- taipakko-muodonmuutostilalle käytettäviä osavarmuusluvun γ arvoja.Huom. 3: Kaikkien samasta syystä aiheutuvien pysyvien kuormien ominaisarvot kerrotaanosavarmuusluvulla γG,sup, jos kuorman kokonaisvaikutus on epäedullinen jaosavarmuusluvulla γG,inf, jos kuorman kokonaisvaikutus on edullinen. Esimerkiksikaikkien rakenteen omasta painosta aiheutuvien kuormien voidaan katsoa aiheutuvansamasta syystä; tämä pitää paikkansa silloinkin, kun kyseessä on erilaisia materiaaleja.


LIITE 1 / 6 (11) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko A.4(FI) – Maaparametrien osavarmuusluvut (γM) (STR/GEO)____________________________________________________________________Maaparametri Merkintä ____Sarja_________________________________________________ M1 ____M2__Leikkauskestävyyskulma a γ φ ’ 1,0 1,25Tehokas koheesio γc’ 1,0 1,25Suljettu leikkauslujuus γcu 1,0 1,4Yksiaksiaalinen puristuskoe γqu 1,0 1,4Tilavuuspaino γ γ 1,0 1,0_a Tällä varmuusluvulla jaetaan tan φ ,Taulukko A.5(FI) – Antura- ja laattaperustusten kestävyyden osavarmuusluvut (γR)____________________________________________________________Kestävyys Merkintä Sarja R2Kantokestävyys γR,v 1,55Liukuminen γR,h 1,1_____Taulukko A.6(FI) – Syrjäyttävien paalujen kestävyyden osavarmuusluvut (γR)_____________________________________________________________Kestävyys Merkintä Sarja R2_Kärki γb 1,20Vaippa (puristus) γs 1,20Kokonais-/yhdistetty (puristus) γt 1,20Vedetty vaippa:- lyhytaikainen kuormitus γs,t 1,35- pitkäaikainen kuormitus γs,t 1,50______


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 1 / 7 (11)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko A.7(FI) – Kaivettujen paalujen kestävyyden osavarmuusluvut (γR)______________________________________________________________Kestävyys Merkintä Sarja R2__Kärki γb 1,20Vaippa (puristus) γs 1,20Kokonais-/yhdistetty (puristus) γt 1,20Vedetty vaippa:- lyhytaikainen kuormitus γs,t 1,35- pitkäaikainen kuormitus γs;,t 1,50______Taulukko A.8(FI) – CFA-paalujen kestävyyden osavarmuusluvut (γR)______________________________________________________________Kestävyys Merkintä Sarja R2__Kärki γb 1,20Vaippa (puristus) γs 1,20Kokonais-/yhdistetty (puristus) γt 1,20Vedetty vaippa:- lyhytaikainen kuormitus γs,t 1,35- pitkäaikainen kuormitus γs,t 1,50_______


LIITE 1 / 8 (11) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko A.9(FI) – Korrelaatiokertoimet ξ ominaisarvon johtamiseksi staattisistakoekuormituksista (n – koekuormitettujen paalujen lukumäärä) a,b______________________________________________________________________ξ kun n = 1 2 3/50 % 4 5/100%_ξ1 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00ξ2 1,40 1,20 1,05 1,00 1,00___a Taulukkoarvot koskevat puristettuja paaluja.b Vedettyjä paaluja mitoitettaessa taulukkoarvot (A.9(FI)) kerrotaan mallikertoimella1,25Taulukko A.10(FI) – Korrelaatiokertoimet ξ ominaisarvon johtamiseksipohjatutkimustuloksista (n – koeprofiilien lukumäärä)____________________________________________________________________________ξ kun n = 1 2 3 4 5 7 10__ξ3 1,85 1,77 1,73 1,69 1,65 1,62 1,60ξ4 1,85 1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1,40


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 1 / 9 (11)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko A.11(FI) – Korrelaatiokertoimet ξ ominaisarvojen johtamiseksi dynaamisistakoekuormituksista a,b,c,d,e (n – koestettujen paalujen lukumäärä)____________________________________________________________________________ξ kun n = 2−4 / 2−5% 5−9 / 5−40% 10−14 /40−65% 15−19 / 65−90% ≥20 / 90−100 %ξ5 1,60 1,50 1,45 1,42 1,40ξ6 1,50 1,35 1,30 1,25 1,25_________abcdeTaulukon ξ-arvot pätevät dynaamisille koekuormituksille (dynamic impacttests).ξ-arvot voidaan kertoa mallikertoimella 0,9, kun käytetään signaalinsovitusta(signal matching).ξ-arvot kerrotaan mallikertoimella 1,1 silloin, kun käytetään paalutuskaavaa jalyönnin aikana mitataan näennäiselastinen paalun pään jousto.ξ-arvot kerrotaan mallikertoimella 1,2 silloin, kun käytetään paalutuskaavaaeikä lyönnin aikana mitata paalun pään näennäiselastista joustoa.Mikäli perustuksessa on erilaisia paaluja, niin samanlaisten paalujen ryhmätkäsitellään erillisinä, kun paalujen lukumäärää n määritetään.Selostus: ξ-arvot voidaan kertoa luvulla 0,9 myös ilman signaalinsovitusta silloin, kunpaalut tukeutuvat luotettavasti kallioon ja paalun kestävyys riippuu lähinnä sen rakenteellisestakestävyydestä.Rakenteilla, jotka ovat riittävän jäykkiä ja lujia siirtämään kuormia ”heikoilta” paaluilta” vahvoille” paaluille, kertoimet ξ5 ja ξ6 voidaan jakaa luvulla 1,1.Lukumäärällä n tarkoitetaan geoteknisen kestävyyden kannalta samanlaisissa pohjasuhteissatehtyjen samanlaisten paalujen mittausten lukumäärää tai osuutta paalujenkokonaismäärästä (50 %,100 %). Kappalemäärän tai prosenttiosuuden mukaanvalitaan se, jonka perusteella saadaan pienempi korrelaatiokerroin.Paalutuskaavan käyttö edellyttää, että kaava on aikaisemmin todettu ko. olosuhteissaluotettavaksi ja että paalutuslaite on kalibroitu ko. työmaaolosuhteissa.Taulukko A.12(FI) – Esijännitettyjen ankkurointien osavarmuusluvut (γR)_________________________________________________________________Kestävyys Merkintä Sarja R2_____Tilapäinen γa,t 1,25Pysyvä γa,p 1,5__________


LIITE 1 / 10 (11) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko A.13(FI) – Tukirakenteiden kestävyyden osavarmuusluvut (γR)___________________________________________________________________Kestävyys Merkintä Sarja R2_______Kantokestävyys γR,v 1,55Liukumiskestävyys γR,h 1,1Maan kestävyys γR,e 1,5____________Taulukko A.14(FI) – Kestävyyden osavarmuusluvut (γR) luiskille ja kokonaisvakavuudelle__________________________________________________________________Kestävyys Merkintä Sarja R3______Maan kestävyys γR,e 1,0 __Taulukko A.15(FI) – Kuormien osavarmuusluvut (γF) (UPL)___________________________________________________________________Kuorma Merkintä Arvo__________Pysyvä:Epäedullinen a γG,dst 1,1 KFIEdullinen b γG,stb 0,9____________Muuttuva:Epäedullinen a γQ,dst 1,5 KFI__________a Kaatava kuormab Vakauttava kuorma


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 1 / 11 (11)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko A.16(FI) – Osavarmuusluvut maaparametreille ja kestävyyksille (UPL)_____________________________________________________________________Maaparametri Merkintä ArvoLeikkauskestävyyskulma a γ φ ’ 1,25(”Leikkauskestävyyskulma”)Tehokas koheesio γc’ 1,25Suljettu leikkauslujuus γcu 1,4Vedetyn paalun kestävyys γs,t 1,5Ankkurin kestävyys γa 1,5_a Tällä varmuusluvulla jaetaan tan φ’Taulukko A.17(FI) – Kuormien osavarmuusluvut (γF) (HYD)______________________________________________________________________Kuorma Merkintä Arvo_________________________Pysyvä:Epäedullinen a γG,dst 1,35 KFI (edulliset pohjaolosuhteet)- ” - ” 1,8 KFI (epäedulliset pohjaolosuhteet)Edullinen b γG,stb 0,9Muuttuva:Epäedullinen a γQ,dst 1,5 KFI_________________________a Kaatava kuormab Vakauttava kuorma


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 2 / 1 (4)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Liite 2 Maanpainekertoimet


LIITE 2 / 2 (4) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 2 / 3 (4)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)


LIITE 2 / 4 (4) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 3 / 1 (2)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Liite 3 Maanpaineen mobilisoituminen


LIITE 3 / 2 (2) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita x/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 4 / 1 (2)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Liite 4 Kantokestävyys


LIITE 4 / 2 (2) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI-7 (28.12.2010)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 5 / 1 (3)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Liite 5Maantiesiltojen kuormien yhdistely(vrt. kohta 4.8.1)


LIITE 5 / 2 (3) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 5 / 3 (3)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Edellä olevien taulukkojen perusteet on tarkemmin esitetty <strong>Liikennevirasto</strong>n Eurokoodien<strong>soveltamisohje</strong>essa ’Siltojen kuormat ja suunnitteluperusteet – NCCI 1’.TAULUKKOJEN MERKINNÄTgr1…gr5FwkTkBFILSTLEPKuormaryhmäTuulikuormaLämpötilakuormaLaakerikitkaJääkuormaTukipainumaLiikennekuorman maanpaine1… Kuormitusyhdistelyn numero (murtorajatila)1a…1b…1cKuormitusyhdistelmän juokseva numero (’a’= käyttörajatilan ominaisyhdistelmä)Kuormitusyhdistelmän juokseva numero (’b’= käyttörajatilan tavallinenyhdistelmä)Kuormitusyhdistelmän numero (’c’= käyttörajatilan pitkäaikaisyhdistelmä)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 6 / 1 (3)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Liite 6Rautatiesiltojen kuormien yhdistely(vrt. kohta 4.8.2)


LIITE 6 / 2 (3) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 6 / 3 (3)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Edellä olevien taulukkojen perusteet on tarkemmin esitetty <strong>Liikennevirasto</strong>n Eurokoodien<strong>soveltamisohje</strong>essa ’Siltojen kuormat ja suunnitteluperusteet – NCCI 1’.TAULUKKOJEN MERKINNÄTLM71 / SW/0ULTT&BCFNFAEMLRatasiltojen yleiset kuormakaaviotKuormakaavio ”kuormittamaton juna”Vedosta ja jarrutuksesta aiheutuvat kuormatKeskipakoiskuormaSivusysäyskuormaJunien aiheuttamat aerodynaamiset kuormatYleisöltä suljettujen kulkukäytävien kuormatFwkTkBFILSTLEPLämpötilakuormaLaakerikitkaJääkuormaTukipainumaLiikennekuorman maanpaine1… Kuormitusyhdistelyn numero (murtorajatila)1a…1b…1cKuormitusyhdistelmän juokseva numero (’a’= käyttörajatilan ominaisyhdistelmä)Kuormitusyhdistelmän juokseva numero (’b’= käyttörajatilan tavallinenyhdistelmä)Kuormitusyhdistelmän numero (’c’= käyttörajatilan pitkäaikaisyhdistelmä)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 1 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Liite 7 Laskuesimerkit1 Laskuesimerkki 1. Maanvarainen sillanvälituki1.1 MitatKuva 1Maanvarainen sillan välitukiPeruslaatan oletetut mitat:pituus B = 4,5 mleveys L = 5 m


LIITE 7 / 2 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)1.2 Kuormat ja niiden yhdistelmätTaulukossa 1 on esitetty kuormat peruslaatan keskellä alapinnan tasossa.Kuormien suunnat: Fxsillan suuntaan, Fysillan poikkisuuntaan, Fzalaspäin(tukireaktiot).Momenttien suunnat: Mxx-akselin ympäri, Myy-akselin ympäri.Taulukko 1 Kuormat, yhdistelykertoimet ja osavarmuusluvutFx Fy Fz My Mx# Kuorma[MN] [MN] [MN] [MNm] [MNm] ψ0 γMaatuki + maat NW 3.04 (1) 1,15/0,9MäärääväHW 2.97 (1) 1,15/0,9 (1) 0,9Päällysrakenne 8.73 (1) 1,15/0,9ilman lisäpäällystettä 8.34 (1) 1,15/0,9 (1) 0,9Jännevoiman pakkovoima -0.44 (1) 1,1/0,9 (1) 1,15ψ0γ1 gr1a max 3.11 2.130,4/0,75 1,350,4/min -0.51 -0.04 0,75 1,35 0,6 1,353 gr2 max 0.13 1.86 3.69 0 1,35min 0.13 -0.30 2.38 0 1,357Fwk (tuulikuorma)sillalle ilman liikennettä 0.23 4.12 0,6 1,5liikennöidylle sillalle 0.14 2.69 0,6 1,5 0,6 1,58 Tk max 0.08 0.6 1,5min -0.16 0.6 1,5 0,6 1,59 BF (laakerikitka) 0.50 8.1 0,6 1,5 1 1,510IL (jääkuorma)sillan suuntaan 0.31 1.75 0.7 1,5 0.7 1,5sillan poikkisuuntaan 0.90 5.09 0.7 1.5S (tuen painuma) 0.04 (1) 1,2Kuormista muodostetaan käyttörajatilan ominaisyhdistelmän sekä murtorajatilanmukaiset kuormitusyhdistelmät. Ominaisyhdistelmässä kuormat kerrotaan yhdistelykertoimilla(ψ0) ja murtorajatilassa sekä yhdistelykertoimilla (ψ0) että osavarmuusluvuilla(γ)Taulukko 2 Ominaisyhdistelmän mukainen määräävä kuormitusyhdistelmä (KRT9a)Ominaisyhdistelmä F z M y M x10.47 9.325 1.582


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 3 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko 3 Murtorajatilayhdistelmän mukainen määräävä kuormitusyhdistelmä(MRT 9)Murtorajatilayhdistelmä F z M y M x9.12 13.99 2.378Taulukko 4 Murtorajatilan mukainen suurin vaakakuorma ja vastaava pienin pystykuormaMurtorajatilayhdistelmä F x F z1.08 9.121.3 MaaparametritLeikkauskestävyyskulma φ = 42°Maan tilavuuspaino perustustason alapuolella γ’ = 12 kN/m 3Yläpuolisen maakerroksen aiheuttama tehokas mitoituspaine perustuksen pohjantasolla q’= 30 kPa1.4 Mitoitustarkastelu1.4.1 MitoitusehtoTeholliselle pohjapinnalle laskettu pohjapaine ≤ kantokestävyyden mitoitusarvo.Vaakasuorien kuormien resultantin mitoitusarvo ≤ liukumista estävien kuormien mitoitusarvonja liukumiskestävyyden summa.1.4.2 Pohjapaineen laskeminenPystykuorman epäkeskeisyys lasketaan ominaisyhdistelmän voimasuureistaTaulukko 5Ominaisyhdistelmä F z M y M x10.47 9.325 1.5829,325ex= = 0,891 m < B/3 = 1.50 m => OK.10,4701,582ey= = 0,151 m10,470Tehollinen pohjapinta-alaB'= 4,5 − 2 ⋅ 0, 891 = 2,719 m


LIITE 7 / 4 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)L'= 5 − 2 ⋅ 0, 151 = 4,698A'= 2,719 ⋅ 4, 698 = 12,772 mPohjapaine teholliselle pinta-alalle lasketaan murtorajatilan kuormitusyhdistelmänmukaiselle pystykuormalle.Taulukko 6Murtorajatilayhdistelmä F z M y M x9.12 13.99 2.378σ0=9,1212,772= 0,714 MPa1.4.3 Kantokestävyyden laskeminenKantokestävyyden ominaisarvo voidaan laskea kaavasta:R / A'= c'N b s i + q'N b s i + 0,5γ' N bcc c cqqq qsiγ γ γ γTässä tapauksessa c’ = 0Kertoimet:-kantokestävyydelle:π tan ϕN tan 2 q= e (45 + ϕ / 2) = 85,4N γ2 ⋅ ( N −1)= 151,9=q-perustuksen muodolle:s q1+( B'/ L')sinϕs= = 1,387= 1−0,3( B'/ L')γ= 0,826-vaakakuorman aiheuttamalle kuorman kaltevuudelle:i )]mq= [ 1−H /( V + A'c'cotϕ= 0,891m+1iγ = [1 − H /( V + A'c'cotϕ)]= 0,830missä:m = mB = [ 2 + ( B'/ L')]/[1+ ( B'/ L')]= 1,633Kantokestävyyden ominaisarvo:


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 5 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Rk / A'q'N b s i + 0,5γ' N b s i = 30 ⋅85,4⋅1⋅1,387⋅ 0,891 + 0,5 ⋅12⋅1⋅0,826 ⋅ 0,830=q q q qγ γ γ γ= 4,86 MPa.Kantokestävyyden mitoitusarvo:(Rd /A’) = (Rk /A’) / γR= 4,86/ 1,55= 3,14 MPa > 0,714 MPa OK!1.4.4 Liukumiskestävyyden laskeminenLiukumiskestävyys lasketaan kaavastaVd tan(δk) / γR,h ,missä δk on maan leikkauskestävyyskulma. Vd on pystykuormien mitoitusarvo. Liukukestävyydenosavarmuusluvulle γR,h ,käytetään arvoa 1,10.9 ,12 ⋅ tan(42°)1,10= 7,47 MN > >1,08 MN OK!


LIITE 7 / 6 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)2 Laskuesimerkki 2. Kallionvarainensillan välituki2.1 MitatKuva 2Kallionvarainen sillan välitukiPeruslaatan oletetut mitat:pituus B = 4 mleveys L = 5 m


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 7 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)2.2 Kuormat ja niiden yhdistelmätTaulukossa 5 on esitetty kuormat peruslaatan keskellä alapinnan tasossa.Kuormien suunnat: Fxsillan suuntaan, Fysillan poikkisuuntaan, Fzalaspäin(tukireaktiot).Momenttien suunnat: Mxx-akselin ympäri, Myy-akselin ympäri.Taulukko 7# KuormaKuormat, yhdistelykertoimet ja osavarmuusluvutFx[MN]Fy[MN]My[MNm]Mx[MNm]Fy[MN] ψ0 γGEO γEQUMaatuki + maat NW 2.99 (1) 1,15/0,9 1,1/0,9Määräävätψ0 γGEO γEQUHW 2.92 (1) 1,15/0,9 1,1/0,9 (1) 0,9 0,9Päällysrakenne 8.73 (1) 1,15/0,9 1,1/0,9ilman lisäpäällystettä 8.34 (1) 1,15/0,9 1,1/0,9 (1) 0,9 0,9Jännevoiman pakkovoima-0.44 (1) 1,1/0,9 1,1/0,9 (1) 1,15 1,11 gr1a max 3.11 2.130,4/0,75 1,35 1,350,4/min -0.51 -0.050,75 1,35 1,35 0,6 1,35 1,353 gr2 max 1.86 3.71 0.13 0 1,35 1,35min -0.31 2.40 0.13 0 1,35 1,357Fwk (tuulikuorma) siltailman liikennettä 4.17 0.23 0,6 1,5 1,5liikennöidylle sillalle 2.72 0.14 0,6 1,5 1,5 0,6 1,5 1,58 Tk max 0.08 0,6 1,5 1,5min -0.16 0.6 1,5 1,5 0,6 1,5 1,59 BF (laakerikitka) 0.5 8.2 0,6 1,5 1,5 1 1,5 1,510IL (jääkuorma)sillan suuntaan 0.31 1.81 0.7 1,5 1,5 0.7 1,5 1,5sillan poikkisuuntaan 5.27 0.9 0,7 1,5 1,5S (tuen painuma) 0.04 (1) 1,5 1,5Taulukko 8Ominaisyhdistelmän mukainen määräävä kuormitusyhdistelmä (KRT9a)Ominaisyhdistelmä Fz My Mx10.420 9.467 1.600Taulukko 9Murtorajatilayhdistelmän GEO/STR mukainen määräävä kuormitusyhdistelmä(MRT 9)Murtorajatilayhdistelmä Fz My Mx9,074 14.201 2.405


LIITE 7 / 8 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko 10Murtorajatilayhdistelmän EQU mukainen määräävä kuormitusyhdistelmä(MRT 9)Murtorajatilayhdistelmä Fz My Mx9.096 14.2 2.405Taulukko 11Murtorajatilan mukainen suurin vaakakuorma ja vastaava pienin pystykuormaMurtorajatilayhdistelmä Fx Fz1.08 9.072.3 Kallion kestävyysKallion ominaiskestävyys on 10 MPa ja kantokestävyyden osavarmuusluku γR;v = 1,552.4 Mitoitustarkastelu2.4.1 MitoitusehtoJännitys peruslaatan reunalla ≤ kallion kestävyyden mitoitusarvo.Tarkastetaan varmuus kaatumista vastaan murtorajatilassa EQUVaakasuorien kuormien resultantin mitoitusarvo ≤ liukumista estävien kuormien mitoitusarvonja liukumiskestävyyden summa.2.4.2 Jännityksen laskeminenOminaisyhdistelmän mukainen epäkeskeisyysexM= Ry=9,46710,420= 0,909 mJännitys peruslaatan reunalla lasketaan murtorajatilan pystykuormalle2Rσ =⎛ B ⎞3⎜− ex ⎟L⎝ 2 ⎠2 ⋅ 9,074σ == 1,109 MPa


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 9 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)2.4.3 Varmuus kaatumista vastaanVarmuus kaatumista vastaan tarkastellaan murtorajatilassa EQU.Taulukko 12Murtorajatilayhdistelmä R M y M x9.096 14.2 2.405Perustusta kaatava momentti onMy = 14,2 MNmPerustusta tukeva momentti on:Mstab = R·B/2 = 9,096·4/2 = 18,192 MNm > 14,2 MNm OK2.4.4 Liukumiskestävyyden laskeminenLiukumiskestävyys lasketaan kaavastaVd tan(δk) / γR,h,missä kertoimelle tan(δk) voidaan käyttää arvoa 1,00, koska kallionpinta on louhittu.Vd on pystykuormien mitoitusarvo. Liukukestävyyden osavarmuusluvulle γR,h, käytetäänarvoa 1,10.9,07⋅1,01,10= 8,25 MN > >1,08 MN OK


LIITE 7 / 10 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)3 Laskuesimerkki 3. Paaluille perustettusillan välituki3.1 MitatKuva 3Paaluille perustettu sillan välitukiPaalut:teräsputkipaaluja Φ711x12.5betoni C30/37 (liittorakennepaalu)


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 11 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)3.2 Kuormat ja niiden yhdistelmätTaulukko 13Kuormat peruslaatan keskellä alapinnan tasossa# KuormaFx Fy Fz My Mx[MN] [MN] [MN] [MNm] [MNm]Tuen ja maan paino NW 4.7Päällysrakenne 11.21 gr1a Rmax 4.16 2.94Mmax 2.08 4.68Rmin -0.403 gr2 Rmax 0,1 2.50 4.67Mmax 0,1 1.25 5.717Rmin 0,1 -0.24Fwk (tuulikuorma)sillalle ilman liikennettä 1.3 28.8liikennöidylle sillalle 0.9 20.48 ΔT -0.1+0.19 BF (laakerikitka) 0.7 13.210IL (jääkuorma)sillan suuntaan 0.5 2.7sillan poikkisuuntaan 1.5 7.5# KuormaTaulukko 14Käytetyt yhdistelykertoimet ja osavarmuusluvut eri kuormitusyhdistelmilleKT 1 KT 2 KT 3 KT 4 KT 5 KT 6γ ψ0 γ ψ0 γ ψ0 γ ψ0 γ ψ0 γ ψ0Tuen ja maan paino 1.15 1 1.15 1 1.15 1 1.2 1 0.9 1 0.9 11Päällysrakenne 1.15 1 1.15 1 1.15 1 1.2 1 0.9 1 0.9 1gr1a Rmax 1.35 1 1.35 1 1.35 0.4/0.75Mmax 1.35 0.4/0.753Rmin 1.35 0.4/0.75gr2 Rmax 1.35 1MmaxRmin7 Fwk (tuulikuorma)ilman liikennettä8910liikennöidylle sillalle 1.5 0.6 1.5 0.6 1.5 0.6 1.5 0 1.5 1Tk -10°C 1.5 0.6 1.5 0.6+5°C 1.5 0.6 1.5 0.6 1.5 0.6 1.5 0.6BF (laakerikitka) 1.5 0.6 1.5 0.6 1.5 1 1.5 0.6 1.5 1 1.5 0IL (jääkuorma)sillan suuntaan 1.5 0.7 1.5 0.7 1.5 0.7poikkisuuntaan 1.5 0.7 1.5 0.7 1.5 0.7


LIITE 7 / 12 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko 15Murtorajatilayhdistelmän GEO/STR mukaiset kuormitusyhdistelmätYhdistelmät Fx Fy Fz My Mx hFx hFy1 (MRT 1) 0.6 0.8 23.9 2.8 22.3 5 272 (MRT 1) 0 2.4 23.9 0 30.2 0 12.63 (MRT 9) 1.6 0 21.7 22.5 2.4 14.4 04 (MRT 3) 0.5 1.7 21.7 9.9 14.2 19.7 8.135 (MRT 9) 1.6 0 15.5 22.5 0 14.4 06 (MRT 7) 0 3.0 17.5 0 42.3 0 14.33.3 Paalutuksen laskenta3.3.1 Paalun kantokestävyysPaalun rakenteellinen kantokestävyys lyöntijännityksen perusteella:Rk,geo,max = 0,9·fyk·A = 0,9·355·0,0274 = 8,75 MNOletetaan, että tätä voidaan pitää myös geoteknisen kestävyyden keskiarvona, kunkaikki paalut PDA-mitataan eli Rk,geo,max = R c,m, mean :Rc;k =R k , geo,maxξ58,75= = 6,25 MN1,4Rc;d =R c ; kγ=6,251,2= 5,2 MNPaalujen rakenteellinen kantokestävyys puristuslujuuden perusteella (korroosiovara 3mm)Rc,d = Ac·fck / γc + As·fyk / γM0 = 0,370·30/1.5 + 0,0208·355/1,0 = 14,78 MN >> Rc,d /lyöntijännitysPaalujen vetokestävyys:Vaippakitkan ominaisarvo 20 metrin pituudella qs,k = 12.5 kN/m 2Rt,k = 20 π 0.711 12.5 / 1.60 = 351 kN (keskiarvo / n= 10)Rtd = 351 / 1.35 = 260 kN(lyhytaikainen veto)3.3.2 Alustava mitoitusPaalujen lukumäärä:Suurin vaakakuorma sillan suuntaan Fx = 1,6 MNOletetaan alustavasti, että puolet paalujen kapasiteetista käytetään vaakakuormien japuolet pystykuormien ottamiseen. Paalujen kaltevuus: 4:1


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 13 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Fx1,6n = ≈ =sin α ⋅ R 1c;d⋅ 2, 64(symmetria)2.5 paalua / sillan suuntaan vinoina => 2+2 paaluaSuurin vaakakuorma poikkisuuntaan: Fy = 3,0 MNn =Fy3,0≈sin α ⋅ R 1c; d ⋅ 2,64= 4.6 paalua / sillan poikkisuuntaan vinoina => 3+3 paalua(symmetria)Yhteensä siis 2·(2 + 3) = 10 paalua, kaikki 4:1 kalteviaSuurin pystykuorma R = 23,9 MNn =Fz23,9== 9.4 paalua yhteensä => 10 paalua = (2+2) + (3+3)cos α ⋅ R;0,97 ⋅ 2,6c dPaalujen etäisyydet:Kohtisuoraan siltaa vastaan:Suurimmat vaakakuormat poikittain ovat kuormitustapauksissa 2 ja 6. Kiertokeskiönkorkeus kuormitustapauksessa 2 on 12,6 m ja tapauksessa 6 on 14,3 m. Keskiarvonäistä on 13,45 m.Paalujen kaltevuuden ollessa 4:1 paalutuksen kiertokeskiö saadaan tälle korkeudelleasettamalla paalujen etäisyydeksie =13,454= 3,36 mValitaan etäisyydeksi 3,4 m.


LIITE 7 / 14 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Sillan suuntaan:Kuormien edellyttämä paalujen kiertokeskiön korkeusasema on niin suuri, että sitä eivoida käyttää paalujen aseman määrittämiseen. Tämän vuoksi valitaan paaluille suurinajateltavissa oleva etäisyys ja katsotaan lopullisessa laskennassa onko se riittävä.Tässä tapauksessa valitaan etäisyydeksi puolet poikittaisten paalujen etäisyydestä.e3, 4= 2= 1,7 mNurjahdusmitoitusta ei tarvitse suorittaa, koska maan suljetun tilan leikkauslujuus >10 kN/m2.Edellä lasketun perusteella paalutus on:3.3.3 Paalukuormien laskentaPaalukuormien laskenta suoritetaan edellä alustavien laskelmien perusteella saadullepaalutukselle kohdan 2.1 mukaisille kuormitustapauksille normaalin paalustatiikanmukaan:Paalun kuormat:Pmax = 5,184 MN kuormitustapaus 1Pmin = -0,258 MN kuormitustapaus 6 OK!


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 15 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)4 Laskuesimerkki 4. Ratapengersavikolla4.1 Tutkittava poikkileikkausKohteena on savi pehmeiköllä sijaitseva kaksiraiteinen 7,8 m leveä ja 2,55 m korkearatapenger. Penger on varustettu 7,6 m leveillä vastapenkereillä. Maaperän ominaisuudeton taulukoitu alla:Taulukko 16Tilavuuspaino[kN/m 3 ]Leikkauskestävyyskulma[ o ]Suljettu leikkauslujuus[kPa]Raidesepeli 16 36 0Penger 19 36 0Vastapenger 19 36 0Savi 15 0 18Kuorma on kummallakin raiteella 101 kN/m, mikä on laskentamallissa muutettu 2,6 mpölkyn leveydellä vaikuttavaksi 39 kPa nauhakuormaksi.Kuva 4Tutkittava poikkileikkaus4.2 KokonaisvarmuusEnnen varsinaista rajatilan STR/GEO tarkastusta tehdään laskelma ominaisarvoillakokonaisvarmuuskertoimen selvittämiseksi (ks. 5.5.1 ). Alla on esitetty Bishopin menetelmällälaskettu kokonaisvarmuus.


LIITE 7 / 16 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)1.544Kuva 5 Kokonaisvarmuus Bishopin menetelmällä 1,544.3 Rajatilan STR/GEO tarkastusPenkereen vakavuus tarkastetaan mitoitusmenetelmän DA3 mukaan. Kuormapuolenvarmuus sijoitetaan kuormien edustaviin arvoihin ja kestävyys puolella varmuus sijoitetaanlujuusparametrien ominaisarvoihin.Osavarmuusluvut rajatilassa STR/GEO otetaan kuormien osalta taulukosta A.3b(FI).Taulukon mukaisesti pysyvän kuorman osavarmuusluku on 1,0 ja raideliikennekuorman1,25. Kyseessä on normaali tapaus, jolloin seuraamusluokka on CC2 ja KFI sa arvon1,0. Kuorman edustava arvo saadaan kertomalla kuorman ominaisarvo yhdistelykertoimella.Kaksiraiteisella radalla kuormat yhdistellään siten, että molemmilla raiteillaoletetaan vaikuttavan samanaikaisesti täyden junakuorman (4.9). Eli yhdistelykerroinsaa arvon ψ = 1,0.Qd = γQ* ψ *Qk = 1,25 * 1,0 * 39 kPa = 48,75 kPaMaaparametrien osalta käytetään taulukon A.4(FI) sarjan M2 arvoja:Taulukko 17Tilavuuspaino[kN/m 3 ]Leikkauskestävyyskulma[ o ]Suljettu leikkauslujuus[kPa]Osavarmuuslukuγ M1γ f’1,25γcu1,4Raidesepeli 16 30,17 0Penger 19 30,17 0Vastapenger 19 30,17 0Savi 15 0 12,86Leikkauskestävyyskulman osavarmuusluvulla jaetaan leikkauskestävyyskulmantangentti.Alla on esitetty Bishopin menetelmällä laskettu varmuus ODF.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 17 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)1.049Kuva 6 ODF on Bishopin menetelmällä 1,05Lopputuloksena voidaan todeta, että penkereen stabiliteetti täyttää vaatimuksen ODF> 1,0 (6.5.1). Lisäksi nähdään, ettei liukupinnan paikka muuttunut suhteetta ominaisarvoillatehtyyn laskentaan (kuva 5).Pohjavedenpinnan asemalla ei ole kyseisillä maan ominaisuuksilla ja geometriallavaikutusta varmuuskertoimeen.


LIITE 7 / 18 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)5 Laskuesimerkki 5. Ratapengersilttisellä pohjamaalla5.1 Tutkittava poikkileikkausKohteena on siltti pehmeiköllä sijaitseva kaksiraiteinen 7,8 m leveä ja 2,55 m korkearatapenger. Penger on varustettu 4,8 m leveillä vastapenkereillä. Maaperän ominaisuudeton taulukoitu alla:Taulukko 18Tilavuuspaino[kN/m 3 ]Leikkauskestävyyskulma[ o ]Suljettu leikkauslujuus[kPa]Raidesepeli 16 36 0Penger 19 36 0Vastapenger 15 0 10Siltti 17 22 0Pohjavesi on 1,0 m syvyydellä maanpinnasta. Arvo perustuu 6 kk havaintojaksonylimpään havaintoon.Kuorma on kummallakin raiteella 101 kN/m, mikä on laskentamallissa muutettu 2,6 mpölkyn leveydellä vaikuttavaksi 39 kPa nauhakuormaksi.Kuva 7Tutkittava poikkileikkaus5.2 KokonaisvarmuusEnnen varsinaista rajatilan STR/GEO tarkastusta tehdään laskelma ominaisarvoillakokonaisvarmuuskertoimen selvittämiseksi (ks. 5.5.1 ). Alla on esitetty Bishopin menetelmällälaskettu kokonaisvarmuus.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 19 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)1.681Kuva 8 Kokonaisvarmuus Bishopin menetelmällä 1,685.3 Rajatilan STR/GEO tarkastusPenkereen vakavuus tarkastetaan mitoitusmenetelmän DA3 mukaan. Kuormapuolenvarmuus sijoitetaan kuormien edustaviin arvoihin ja kestävyys puolella varmuus sijoitetaanlujuusparametrien ominaisarvoihin.Junakuorman mitoitusarvoksi saadaan edellisen esimerkin mukaisesti Q d = 48,75 kPa.Maaparametrien osalta käytetään taulukon A.4(FI) sarjan M2 arvoja:Taulukko 19Tilavuuspaino[kN/m 3 ]Leikkauskestävyyskulma[ o ]Suljettu leikkauslujuus[kPa]Osavarmuuslukuγ f’γcuγM 11,251,4Raidesepeli 16 30,17 0Penger 19 30,17 0Vastapenger 15 0 7,14Siltti 17 17,91 0Leikkauskestävyyskulman osavarmuusluvulla jaetaan leikkauskestävyyskulmantangentti.Pohjavedenpinta mallinnetaan maanpintaan, jolloin se edustaa kyseisessä mitoitustilanteessaepäedullisinta mahdollista tasoa (5.5).Alla on esitetty Bishopin menetelmällä laskettu ODF.


LIITE 7 / 20 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)1.121Kuva 9ODF Bishopin menetelmällä 1,12 pohjavedenpinnan ollessa maanpinnassaLopputuloksena voidaan todeta, että penkereen stabiliteetti täyttää vaatimuksen ODF> 1,0 (5.5.1). Vaarallisimman liukupinnan paikka on hieman siirtynyt suhteessa ominaisarvoillatehtyyn laskelmaan. Koska ODF on kuitenkin yli yhden, voidaan tulos hyväksyä.Alla on laskettu vakavuus mitatulla pohjavedenpinnalla. Siitä voidaan todeta, ettäesimerkin tapauksessa 1,0 m pohjavedenpinnan erolla on vaikutusta laskettuun varmuuslukuun0,13. Liukupinnan paikka on sama kuin ominaisarvoilla tehdyssä laskelmassa(kuva 8), jossa on myös käytetty mitattua pohjavedenpintaa..1.345Kuva 10 ODF Bishopin menetelmällä mitatulla pohjavedenpinnalla 1,35


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 21 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)6 Laskuesimerkki 6. Tiehen rajoittuvatyönaikainen tukiseinä savikolla6.1 Tutkittava poikkileikkausKohteena on savikolla sijaitseva 2 ajoratainen tie. Maaperän ominaisuudet on taulukoitualla:Taulukko 20Tilavuuspaino[kN/m 3 ]Leikkauskestävyyskulma[ o ]Suljettu leikkauslujuus[kPa]Penger 20 38 0Savi 15 0 10Sora 21 39 0Pohjavesi on rakennekerrosten alapinnassa.Kuorman ominaisarvo on 20 kPa tasainen kuorma 8 m leveydellä.Työnaikaisen kaivannon syvyys on 3,4 m. Laskelmissa on huomioitu kaivutason tarkkuuteensisältyvä riski mallintamalla kaivanto 0,34 m ylisyväksi (5.4.1.1 kuva 5.1). Tukiseinänpituus maanpinnasta mitattuna on 12 m. Penkereen paksuus on 1,0 m ja savenpaksuus tukiseinän takana on 9,5 m. Seinän upotussyvyys sorakerrokseen on 1,5m. Seinä on varustettu penkereen alapinnan tasolla olevilla rei’illä, jotka estävät vedenpinnanousun tämän tason yläpuolelle.TUKIKuva 11Tutkittava poikkileikkaus6.2 KokonaisvarmuusEnnen varsinaista rajatilan STR/GEO tarkastusta tehdään laskelma ominaisarvoillakokonaisvarmuuskertoimen selvittämiseksi (ks. 5.4.1.1 ).Alla on esitetty Morgestern - Price menetelmällä laskettu kokonaisvarmuus.


LIITE 7 / 22 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Kuva 12 Kokonaisvarmuus Morgenstern - Price menetelmällä 1,43Alla on esitetty ominaisarvoilla lasketut seinän maanpaineet ja voimasuureet:EN7 esimerkki 5Laskenta liikennekuorman ominaisarvolla 20 kPa16.12.2010MAANPAINE[kN/m²]-150 0 150LEIKKAUSVOIMA[kN/jm]-150 0 150TAIVUTUSMOMENTTI[kNm/jm]-500 0 500SIIRTYMÄ[mm]-150 0 150178.1+13+12+11+10+9+8+7+6+5+4+3+2F=1.65Kuva 13Ominaisarvoilla lasketut arvot6.3 Rajatilan STR/GEO tarkastusSEINÄN VOIMASUUREET JA ANKKURIVOIMA:Mitoitus tehdään mitoitusmenetelmän DA2* mukaan. Kuorman osavarmuusluvut saadaantaulukosta A.3a(FI). Maanpaineiden ja voimasuureiden laskennassa ei käytetämuita osavarmuuslukuja. Taulukon A.3a(FI) mukaisesti rajatila pitää tarkastaa kahdelleeri tapaukselle 6.10a ja 6.10b.Tarkastelu yhtälön 6.10b mukaan:Kappaleessa 5.4.1.5 on esitetty kaksi vaihtoehtoista tapaa suorittaa laskenta jousimallilla.Käsitellään ensin vaihtoehtoa 1. Laskenta suoritetaan ominaisarvoilla lukuunottamatta muuttuvaa kuormaa, joka kerrotaan arvolla g Q /g G , missä g Q on muuttu‐


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 23 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)van kuorman osavarmuusluku ja g G on pysyvän kuorman osavarmuusluku. g Q /g Gon 1,35/1,15 = 1,17.EN7 esimerkki 5Laskenta liikennekuorman arvolla 20 * (1.35/1.15) = 23.5 kPa16.12.2010MAANPAINE[kN/m²]LEIKKAUSVOIMA[kN/jm]TAIVUTUSMOMENTTI[kNm/jm]SIIRTYMÄ[mm]-150 0 150-200 0 200-500 0 500-150 0 150192.7+13+12+11+10+9+8+7+6+5+4+3+2F=1.61Kuva 14Maanpainelaskelman välitulos kun muuttuva kuorma on kerrottu arvollag Q /g GLopulliset mitoitusarvot saadaan kertomalla kuvan 14 tulokset pysyvän kuorman osavarmuusluvullag G = 1.15. Alla on esitetty seinän voimasuureiden mitoitusarvot yhtälön6.10b mukaisilla kuormien osavarmuusluvuilla:Taulukko 21Taivutusmomentin maksimiarvo[kNm/jm]Leikkausvoiman maksimiarvo[kN/jm]Ankkurivoiman vaakakomponentinmaksimiarvo[kNm/jm]1.15*423 = 486 1.15*177= 204 1.15*193= 222Suoritetaan sitten laskelmat vaihtoehdon 2 mukaisesti. Laskenta suoritetaan ensinilman liikennekuormaa.


LIITE 7 / 24 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)EN7 esimerkki 5Laskenta ilman liikennekuormaa16.12.2010MAANPAINE[kN/m²]-80 0 80LEIKKAUSVOIMA[kN/jm]-100 0 100TAIVUTUSMOMENTTI[kNm/jm]-250 0 250SIIRTYMÄ[mm]-80 0 8096.0+13+12+11+10+9+8+7+6+5+4+3+2F=1.92Kuva 15Maanpainelaskelman tulos ilman liikennekuormaa.Seuraavaksi lasketaan liikennekuorman vaikutus.EN7 esimerkki 5Laskenta liikennekuorman ominaisarvolla 20 kPa16.12.2010MAANPAINE[kN/m²]-150 0 150LEIKKAUSVOIMA[kN/jm]-150 0 150TAIVUTUSMOMENTTI[kNm/jm]-500 0 500SIIRTYMÄ[mm]-150 0 150178.1+13+12+11+10+9+8+7+6+5+4+3+2F=1.65Kuva 16Maanpainelaskelman tulos liikennekuorman ominaisarvolla.Kuvassa 16 on esitetty liikennekuorman ja maanpainon yhteisvaikutus. Pelkästäänliikennekuormasta aiheutuva vaikutus saadaan kuvien 15 ja 16 arvojen erotuksena.Koska maksimiarvot sijaitsevat samoilla syvyyksillä, voidaan ne vähentää toisistaansuoraan. Mikäli maksimi arvot sijaitsisivat eri syvyyksillä tai haluttaisiin tietää rasituksienmitoitusarvot koko seinän syvyydeltä, pitäisi vähennyslasku suorittaa syvyystasoittain.Eli kaavana kokonaisvaikutus = liikennekuorman vaikutus + maanpainonvaikutus => liikennekuorman vaikutus = kokonaisvaikutus - maanpainon vaikutus.Alla on esitetty seinän voimasuureiden ominaisarvot.


<strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010 LIITE 7 / 25 (26)<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Taulukko 22Ilman liikennekuormaa(pysyvätkuormat)Liikennekuormalla(sekä pysyvät ettämuuttuvat kuormat)Liikennekuormanvaikutus (muuttuvakuorma)yhdistetty mitoitusarvoTaivutusmomentinmaksimiarvo[kNm/jm]Leikkausvoimanmaksimiarvo[kN/jm]Ankkurivoiman vaakakomponentinmaksimiarvo[kNm/jm]237 90 96395 164 178395-237 = 158 164-90 = 74 178-96 = 821,15*237+1,35*158= 4861,15*90+1,35*74= 2031,15*96+1,35*82 =221Taulukoista 21 ja 22 nähdään, että tässä esimerkkitapauksessa vaihtoehtoisilla mitoitustavoillapäädytään lähes samaan lopputulokseen.Tarkastelu yhtälön 6.10a mukaan:Yhtälössä 6.10a tarkastetaan varmuus pelkkien pysyvien kuormien suhteen. Osavarmuuslukuon 1,35. Taulukosta 22 saadaan pelkillä pysyvillä kuormilla lasketut voimasuureet.Näiden perusteella saadaan:Taulukko 23Taivutusmomentinmaksimiarvo[kNm/jm]Leikkausvoimanmaksimiarvo[kN/jm]Ankkurivoimanvaakakomponentinmaksimiarvo[kNm/jm]Ilman liikennekuormaa159 65 69(pysyvätkuormat)Mitoitusarvo 1,35*237 = 320 1,35*90 = 122 1,35*96 = 130Lopputulos voimasuureiden osalta:Tuloksesta nähdään, että yhtälö 6.10b on mitoittava. Rakenteellinen mitoitus perustuunäihin mitoitusarvoihin, eikä niihin enää jatkossa kohdisteta kuorman osavarmuuslukuja.SEINÄN KOKONAISSTABILITEETIN JA UPOTUSSYVYYDEN LASKENTA:Kokonaisvakavuus / upotus syvyyden riittävyys tarkastetaan mitoitusmenetelmänDA3 mukaan. Kuormapuolen varmuus sijoitetaan kuormien edustaviin arvoihin ja kestävyyspuolella varmuus sijoitetaan lujuusparametrien ominaisarvoihin. Osavarmuusluvutsaadaan kuormien osalta taulukoista A.3b(FI). Taulukon mukaisesti pysyvänkuorman osavarmuusluku on 1,0 ja tieliikennekuorman 1,35. Kyseessä on normaalitapaus, jolloin seuraamusluokka on CC2 ja KFI sa arvon 1,0.


LIITE 7 / 26 (26) <strong>Liikennevirasto</strong>n ohjeita 32/2010<strong>Eurokoodin</strong> <strong>soveltamisohje</strong><strong>Geotekninen</strong> suunnittelu – NCCI 7 (28.12.2010)Q d = γ Q *Q k = 1,35 * 20 kPa = 27 kPaMaaparametrien osalta käytetään taulukon A.4(FI) sarjan M2 arvoja:Taulukko 24Tilavuuspaino[kN/m 3 ]Osavarmuuslukuγ M 1Leikkauskestävyyskulma[ o ]γ f’1,25Suljettu leikkauslujuus[kPa]γcu1,4Penger 20 32,00 0Savi 15 0 7,14Sora 21 32,93 0Alla on esitetty Morgenstern – Price menetelmällä laskettu ODF.Kuva 17ODF Morgenstern – Price menetelmällä 1,04 pohjavedenpinnan ollessarakennekerrosten alapinnassaLopputuloksena voidaan todeta, että penkereen stabiliteetti täyttää vaatimuksen ODF> 1,0 (5.5.1), mikäli seinän taakse rakennetaan luotettava kuivatus järjestelmä rakennekerrostenalapinnan tasoon asti (5.4.1.1).


ISSN-L 1798-663XISSN 1798-6648ISBN 978-952-255-608-0www.liikennevirasto.fi

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!