Paalutus ja porapaalutuksen paineilman painehäviöt

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee paalutusta sekä porapaalutuksen paineilman painehäviöitä. Paalutus on yksi monista pohjanvahvistusmenetelmistä. Työn teoriaosuudessa avataan lyhyesti perusteet erilaisista paaluista sekä asennustavoista. Työssä käydään läpi mikä on paalu, mihin sitä tarvitaan sekä rakenteiden vaatimuksiin vaikuttavat paalutustyöluokat. Porapaalutuksen komponentteihin sekä kaluston toimivuuteen syvennytään enemmän, jotta saadaan tarkempi käsitys siitä, kuinka porapaalu toteutetaan.

Opinnäytetyön teoriaosuuteen haettiin tietoa alan yleisistä julkaisuista kuten paalutusohjeista, materiaalivalmistajien käsikirjoista sekä oppikirjoista. Työn tuloksia voidaan hyödyntää teoriatasolla porapaalutuksen painehäviöiden tarkasteluun.

Paalutuksen tarve on kasvanut vuosien saatossa huomattavasti. Kasvuun vaikuttavat kaupunkien ahtaat rakentamispaikat, jossa ei ole tilaa kaivaa kantaviin maakerroksiin. Hyvät rakennuspaikat on jo käytetty, joten rakentamista halutaan siirtää vähemmän kantaville maapohjille. Siellä missä kantavan maakerroksen saavuttaminen kaivamalla, massanvaihdolla tai muilla pohjanvahvistusmenetelmillä ei ole kustannustehokasta, on paalutus oiva vaihtoehto.

Työn tutkimusosuudessa paneudutaan porapaalutuksessa käytettävän paineilman painehäviöihin, joita syntyy erilaisten komponenttien vaikutuksesta paineilmalinjassa. Tutkimuksen tarkoitus on avata teoriapohjalta ajatuksia vaihtoehdoista, joihin on kiinnitettävä huomiota, kun halutaan kustannustehokkaampaa ilman käyttöä porapaalutuksessa.

Paineilmalinjassa tapahtuvien painehäviöiden tutkimiseen käytettiin Pressure-Drop.online laskentaohjelmaa, joka on vapaasti käytettävissä verkossa. Ohjelmalle annettiin tarvittavat lähtöarvot, joiden perusteella tulokset muodostuivat.

Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että painehäviöitä syntyy jokaisen komponentin osalta enemmän tai vähemmän. Tutkimuksesta saatujen tulosten perusteella ei pystytä määrittämään todellisia painehäviöitä tai ilmavirran nopeutta. Todellisten painehäviöiden toteaminen vaatisi pitkäaikaista kenttätutkimusta erilaisissa maaperäolosuhteissa ja erilaisilla tutkimusmenetelmillä.

Piling is one of several methods used for ground reinforcement. The aim of the thesis was to give a short overview of different pile types, installation methods, and piling work categories based on structural needs, as well as to explain the components of drilled piles and the equipment used. The need for piling has increased as urban areas face limited building space and construction expands to weaker soil, where other ground improvement methods, such as excavation or soil replacement, are often not cost-effective.

Information for the theoretical part of the thesis was gathered from general publications in the field, such as piling guidelines, manufacturers’ manuals, and textbooks. The results of the study can be utilized on a theoretical level to consider pressure losses in drilled piling.

The aim of the study was to investigate pressure losses in compressed air lines used in drilled piling. These losses happen because of different components in the system. The goal was to suggest some theoretical options for using air more efficiently.

For the calculations, a free online tool called Pressure-Drop.online was used. Different values were entered into the program to see how they affect the results. Components used in calculations, such as hoses and manifolds, are commonly used on drilled piling sites.

The study showed that every component caused some pressure loss. However, the exact pressure loss and air velocity could not be defined. Getting more accurate data would require longer field tests in different soil conditions.