Fulgeo- ja GeoCalc-laskentaohjelmien vertailu teräsponttiseinän mitoituksessa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli verrata GeoCalc- ja Fulgeo-laskentaohjelmia teräsponttiseinän mitoituksessa. Pöyry Finland Oy:n Kuopion toimisto halusi selvityksen, onko ohjelmien tuloksilla ja käytettävyydellä eroja. Fulgeo on pitkään käytössä ollut laskentaohjelma johon ei ole enää saatavilla päivityksiä ja käyttäjätukea. Opinnäytetyön lähtö-kohtana oli tehdä muutamia esimerkkilaskelmia vertailukohteiksi tyypillisistä tapauksista käyttämällä molempia oh-jelmia.

Aluksi tutustuttiin lähdeaineistoon ja kirjallisuuteen. Tietoa kerättiin ohjelmien käyttöohjeista, verkkojulkaisuista, ai-heeseen liittyvästä kirjallisuudesta sekä kahdesta Pöyryn Oulun osaston geoteknikoiden kanssa käydystä vapaamuo-toisesta puhelinhaastattelusta. Tämän jälkeen opeteltiin ohjelmien käyttöä ja tehtiin kaksi esimerkkilaskelmaa: ank-kuroitu teräsponttiaseinä tuettuna kallioon kalliotapilla ja ankkuroitu teräsponttiseinä lyötynä tiiviiseen hiekkakerrok-seen. Molemmat tapaukset laskettiin GeoCalcin moduuli- ja siirtymäperusteisella mallilla sekä Fulgeolla. Lisäksi yhden laskelman perusteella tehtiin esimerkki teräsponttiseinän rakenteellisesta mitoituksesta. Lopuksi tulokset koottiin ja ohjelmien käytettävyyttä verrattiin kokemusten perusteella.

Tuloksena voidaan todeta GeoCalcin vastaavan Fulgeoa ankkurivoimien osalta. Taivutusmomentti ja kalliotapin leik-kausvoima eivät vastanneet toisiaan. Tämän todettiin johtuvan siitä, ettei Fulgeo osaa ottaa huomioon teräsponttisei-nän siirtymää ja siitä johtuvaa maanpaineen mobilisoitumista. GeoCalcin tuloksien arvioitiin vastaavan paremmin todellista tilannetta. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että GeoCalcilla mitoittaessa täytyy valita jäykempi tukiseinä verrattuna Fulgeoon. Tulosten perusteella voitiin todeta GeoCalcin nopeuttavan ja selkeyttävän tukiseinän suunnitte-lua. Käyttökokemusten perusteella Pöyryn sisäiseen käyttöön tehtiin GeoCalcista tiivistetty ohje, joka helpottaa uuden ohjelman käyttöönottoa Pöyryn Kuopion infrayksikössä.

The purpose of this thesis was to compare Fulgeo and GeoCalc software in designing a sheet pile wall. Pöyry Finland PLC Kuopio department wanted a report on the differences these programs have in results and usability. Even though Fulgeo has been in use for a long time its updates and support have been ceased. The premise of the thesis was a few calculation examples made with both programs for point of comparison.

The work on thesis was began by studying initial data and literature. Information was collected from user manuals, internet publications, relevant literature and two phone interviews with Pöyry Oulu department geotechnicians. Next I trained using the programs and made two calculation examples: anchored sheet pile wall supported to the bedrock with rock bolts and anchored sheet pile wall embedded in the compact sand. Examples were calculated with GeoCalc’s modulus controlled- and displacement controlled models and Fulgeo. In addition to the calculations, an example of structural design of sheet pile wall based on the previous calculation results was made. Lastly the results were com-piled and the usability of the programs was compared based on my experiences.

In conclusion the anchor forces in GeoCalc and Fulgeo were comparable. The bending moment and rock bolt shear-force were not equivalent between the programs. This was the result of Fulgeos inability to take into account sheet pile walls displacement and the earth pressure mobilization caused by this. It was estimated that GeoCalc’s results represented better the real world case. In practice this means that when designing with GeoCalc a stiffer sheet pile wall must be used compared to Fulgeo. In conclusion it could be determined that designing the sheet pile wall was faster and simpler with GeoCalc. To help implementation of GeoCalc in Kuopio infra department a compact GeoCalc manual for Pöyrys internal use was made.