Kuilun maan- ja vedenpaineseinien suunnittelu ja toteutus

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee teräsbetonista vesitiivistä kuilua, joka suunnitellaan kalliotilaan vieväksi jalankulku- ja tekniikkayhteydeksi. Taustoitus ja ohjeistus aiheeseen tulee tarpeeseen kokeneillekin rakennusalan ihmisille. Kuilun suunnittelu ja toteutus vaatii ryhmätyöskentelyä yli suunnittelualojen, arkkitehtisuunnittelusta kalliotekniikkaan. Työ käsittelee rakennesuunnittelua ja tuotantoa. Tavoite on ohjeistus maan- ja vedenpaineen kestävien teräsbetoniseinien suunnitteluun ja toteuttamiseen. Seinät toteutetaan rakennetulla alueella, porapaaluseinää vasten valaen, kallion yläpinnasta maanpintaan.

Työssä selvitettiin suunnittelun perusteita lähdetietoaineistoja hyväksi käyttäen sekä haastattelujen ja kyselyn pohjalta hyväksi havaittuja tuotantotapoja. Suunnittelun tärkeitä lähtökohtia ovat pohja- ja kalliotekninen toteutettavuus sekä kuilun koko pinta-alassa mitattuna. Seinän rakenteellinen toimiminen on poikkeavaa normaalista rakentamisesta, koska suuret kuormat syntyvät vaakasuunnassa maan- ja vedenpaineesta. Halkeilunrajoittaminen on keskeisin vettä pidättävän teräsbetonirakenteen suunnittelun osa-alueista. Betonoinnin suunnittelussa tulee kiinnittää erityistä huomiota lämmönkehittymiseen valutilanteessa ja muotin purun yhteydessä.

Kyselyssä poikkeuksellisen vaativien betonityönjohtajien sekä vastaavien työnjohtajien vastaukset antoivat vahvasti ymmärtää valunnousunopeuden olevan keskeisin juurisyy muottien pettämiselle.

Kalliopultituksen terminologia ja mitoittaminen osoittautuivat hankaliksi. Yhteystyön merkitys kasvaa hankkeen monipuolistuessa.

This engineering thesis deals with a reinforced concrete shaft designed to serve as a pedestrian and technical connection to an underground rock cave. The instruction is useful to professionals working on the construction site. Planning and construction of the shaft requires teamwork from architectural design to rock engineering. The study focuses on structural design and on-site production. The goal is to provide guidance for designing and constructing reinforced concrete walls that can withstand soil and water pressure. The wall is constructed against a drilled pile wall, extending from the solid rock to the ground level.

The study investigated design fundamentals using source materials and identified production methods based on the interviews and survey. Key considerations for the design include the capability of dike and rock mining, as well as the overall surface area of the shaft. The structural behavior of the wall differs from typical construction because significant loads arise from soil and water pressures horizontally. Crack control is a critical aspect of designing water-tight concrete structures. When concreting, special attention should be given to concrete heat development and controlled cooling down.

The key result of the survey was that the rate of concrete rise is a major reason for formwork failure. The terminology and sizing of rock bolts proved to be challenging. Collaboration becomes increasingly important as the project becomes more complex.