Aurinkovoimalaperustusten suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli mitoittaa aurinkovoimalalle tulevat perustukset. Työn tilaaja halusi selvittää mitä perustuksilta vaadittaisiin maaperällä, joka on heikosti kantava ja routiva. Tavoitteena oli mitoittaa erilaisille maaperille perustukset, jotka kantavat rakenteelle tulevat aksiaaliset kuormat. Opinnäytetyössä tarkasteltiin perustusten mitoitusta sekä geo- että rakenneteknisesti.

Opinnäytetyössä syvennyttiin kolmen eri perustustavan geo- ja rakennetekniseen suunnitteluun sekä maalajien lujuus- ja routivuusominaisuuksiin. Perustusten mitoitusta tarkasteltiin keräämällä tietoa kirjallisuudesta ja aiheesta tehdyistä tutkimuksista. Nykyisin mitoitukseen käytettävät Eurokoodit eivät tarkastelleet riittävällä laajuudella ruuvipaalujen geoteknistä suunnittelua, joten työssä päädyttiin tutkimaan perustusten geoteknistä mitoitusta osavarmuusmenetelmän lisäksi kokonaisvarmuusmenetelmällä. Maalajien ominaisuuksien tarkasteluun päädyttiin lisäämään hienorakeisten ja eloperäisten maalajien lisäksi karkearakeiset maalajit perustusten suunnittelun monipuolistamiseksi. Maaperä harvoin sisältää vain yhtä maalajia, joten työtä oli luonnollista laajentaa käsittelemään myös karkearakeisia maalajeja. Aurinkovoimalalle tulevia kuormia päädyttiin tarkastelemaan pääosin aksiaalisten eli pystysuuntaisten kuormien kautta, joten perustusten murtorajatilat rajautuivat nosteelle ja puristukselle. Maan murtuminen tuulen aiheuttamasta nosteesta oli mitoittavin tekijä aurinkovoimalan perustuksille.

Työn tuloksena saatiin tilaajalle monipuoliset mitoituspohjat aurinkovoimaloiden perustusten suunnitteluun. Laskentatulosten perusteella pystyttiin vertailemaan, mikä perustustapa sopii kullekin maaperätyypille. Jatkotutkimuksena voisi tarkastella perustuksille tulevien kuormitusten ja maan kantokykyä sekä perehtyä tarkemmin perustusten routasuojaukseen.