Geotekniikka - maaluokituksesta geoteknisen suunnittelun perusteisiin

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia geotekniikkaan keskeisesti kuuluvia maaluokitusta, pohjatutkimusmenetelmiä sekä eurokoodin mukaisia geoteknisen suunnittelun perusteita. Tarkoituksena oli myös selvittää, miten maaperästä saadaan tarvittavat tiedot maaluokitusta ja geoteknistä suunnittelua varten. Työ laadittiin tutustumalla alan kirjallisuuteen.

Työn alussa esiteltiin maaluokitus vanhan geoteknisen maaluokituksen ja eurokoodien mukaisen ISO-maaluokituksen mukaan sekä vertailtiin näitä kahta luokitusmenetelmää keskenään. Seuraavaksi käytiin läpi luokitusmenetelmissä ja geoteknisessä suunnittelussa tarvittavien tietojen hankkiminen erilaisin pohjatutkimusmenetelmin. Lopuksi esiteltiin eurokoodin mukaisessa geoteknisessä suunnittelussa noudatettavat perusperiaatteet.

ISO-luokituksen ja geoteknisen luokituksen välillä havaittiin eroja, joiden perusteella ISO-luokitukseen siirtyminen vaatii asianosaiselta perehtymistä uuteen luokitusmenetelmään. Geoteknisen luokituksen D50-määritysmenetelmä vaihtuu ISO-luokituksessa nomogrammimenetelmään. ISO-luokitus ei myöskään tunne moreenimaalajeja.

Pohjatutkimusmenetelmien osalta huomattiin, että maastossa tehtäviin tutkimusmenetelmiin kuuluu lukuisia erilaisia kairausmenetelmiä. Suomessa yleisin menetelmä on painokairaus. Kairausmenetelmistä siipikairaus on tärkeä leikkauslujuuden mittaustapa. Laboratoriossa tehtäviin tutkimuksiin liittyy oleellisesti menetelmän teoriapohja, joka on syytä tuntea virheiden välttämiseksi.

Geoteknisen suunnittelun eurooppalaisen standardin Eurokoodi 7 todettiin ohjeistavan varsinaisen suunnittelun lisäksi pohjatutkimusta ja maaluokitusta. Eurokoodin mukainen suunnittelu perustuu osavarmuuslukumenettelyyn.

The purpose of this thesis was to study soil classification, ground investigation techniques and basics of geotechnical design according to Eurocodes. Soil classification, ground investigation and geotechnical design are all essential part of the geotechnical engineering. The aim was also to find out how the necessary information required for soil classification and geotechnical design was acquired.

The thesis was started by comparing two different soil classification systems. Next the ground investigation techniques were studied. Finally, the basic principles of geotechnical design according to Eurocodes were clarified.

Differences between the Finnish geotechnical soil classification and the ISO classification were noticed. Based on those differences it is obvious that one must get acquainted with the new classification before changing from old classification to the new ISO classification. D50 –method used by geotechnical classification is not used in ISO classification. ISO classification uses nomogram classification system to identify soil. Moraine is not included in ISO classification.

It was found out that different kinds of drilling techniques were used to investigate soil. In Finland the most common technique is weight sounding test. Vane shear test is important method for measuring shear strength of soil. There is a basis of theory one must master when conducting laboratory tests on soil.

European technical standard for geotechnical design (Eurocode 7) contains requirements both for ground investigation and soil classification. Eurocode 7 uses a partial safety factor format.