Eurokoodi 7 ja maakiinnityspultit: Mitä standardi sanoo maakiinnityspulttien käytöstä

Eurokoodi 7 (EN 1997-1 ja EN 1997-2) on osa rakennusrakenteiden suunnittelua koskevaa Eurokoodi-standardikokoelmaa. Osa 1 käsittelee geoteknisen suunnittelun yleisiä sääntöjä, osa 2 maaperän tutkimusta ja testausta.

Tšekin tasavallassa se on otettu käyttöön nimellä ČSN EN 1997-1 a ČSN EN 1997-2. Vuodesta 2010 lähtien se on korvannut aiemmat rakennusten perustamista koskevat kansalliset standardit.

Maakiinnikkeiden keskeiset käyttöalueet:

• Geotekniset luokat (GK1–GK3) — mitkä tutkimukset ovat pakollisia
• Suunnittelumenetelmät (DA1, DA2, DA3) — miten lasketaan rajakantavuus
• Paaluperustusten vaatimukset (7. luku) — suora perusta maapaalujen laskemiselle
• Testaus ja seuranta — milloin tarvitaan koelento

Maapultit (ruuvipaalut, engl. screw piles tai helical piles) luokitellaan Eurokoodissa 7 luokkaan paaluperustukset (paaluperustukset). Niihin sovelletaan standardin EN 1997-1 kohtaa 7.

Erityisesti merkityksellisiä ovat:

• §7.4 — Paalujen pystysuuntainen kantavuus — maaperän geoteknisten parametrien perusteella laskettu kantavuusraja
• §7.5 — Paalujen vaakasuuntainen kantavuus — soveltuu tuulen rasittamiin rakenteisiin (aurinkovoimalat, autokatokset)
• §7.6 — Pilottien testaaminen — milloin staattinen tai dynaaminen kuormitustestaus on tarpeen
• §2.8 — Geotekniset luokitukset — määrittää tutkimuksen laajuuden

Eurokoodi 7 jakaa hankkeet kolmeen geotekniseen luokkaan (GK) niiden monimutkaisuuden mukaan:

Valtaosa maapultteja käyttävistä hankkeista (1–10 MWp:n aurinkovoimalat, puurakennukset, teollisuusrakennukset tavanomaisella maaperällä) kuuluu GK1 tai GK2. Tämä tarkoittaa geoteknistä tutkimusta, joka käsittää 1–3 porausreikää kohteessa, sekä vakiomuotoista kantavuuslaskelmaa.

EN 1997-1:n tšekkiläisessä kansallisessa liitteessä määrätään paalujen osalta suunnittelumenetelmäksi DA1, yhdistelmät 1 ja 2:

• DA1 Yhdistelmä 1 (DA1/1): kuormitus × 1,35/1,5, geotekniset parametrit ilman vähennystä → arvioidaan muodonmuutos
• DA1 Yhdistelmä 2 (DA1/2): kuormitus ilman vähennystä, geotekniset parametrit × 1,25 → arvioidaan kantokyvyn rajatila

Maaperän ruuvien osalta tämä tarkoittaa käytännössä seuraavaa: suunnittelija tarvitsee maaperän leikkauslujuuden arvot (φ, c), jotka on saatu geoteknisestä tutkimuksesta, tyypillisesti CPT-koekuopista tai porauskokeista, joihin sisältyy SPT-kokeita.

Näiden tietojen perusteella lasketaan ruuvin ominaiskantavuus R_k ja tarkistetaan, täyttääkö lopullinen suunnittelukantavuus R_d = R_k / γ_t ylittää suunnittelukuormituksen.

Tavallisessa savi-hiekka-maaperässä, jossa ei esiinny poikkeamia, tämä laskelma osoittaa yleensä, että halkaisijaltaan 76–110 mm:n ruuvien kantavuus on riittävä aurinkosähkövoimalaprojektissa.

Eurokoodi 7:n kohdassa 7.6 määritellään paalujen pakollisen kuormitustestauksen ehdot. Maapaaluille merkityksellisiä ovat erityisesti seuraavat:

Koe-lentäjää suositellaan tai vaaditaan, jos:

• Hanke toteutetaan vaikeissa geoteknisissä olosuhteissa (GK3)
• Maaperän resistanssia ei voida määrittää luotettavasti laskennallisesti saatavilla olevien tietojen perusteella
• Kyseessä on erittäin riskialtis hanke (sillat, kerrostalot)
• Sijoittaja tai vakuutusyhtiö vaatii kantokyvyn todistamista mittauksin

Koe-lentäjää ei yleensä tarvita, jos:

• GK1 tai GK2, vakiomaaperä, tutkimus suoritettu
• Aurinkosähkövoimalaprojekti tai kevyt teollisuusrakennus, jossa kuormitukset ovat vähäisiä
• Kohteessa on kokemusta vastaavista hankkeista (vertailupaalut)

Käytännössä: Tšekin tasaisella maastolla sijaitsevissa tyypillisissä, enintään 10 MWp:n aurinkovoimaloissa koepaalutusta ei yleensä voida jättää tekemättä — mutta se riippuu kyseisestä maaperästä. Ensimmäisten 3–5 ruuvin koeporaus vääntömomentin mittauksella on vakiintunut menettelytapa, jota useimmat porauskoneet (mukaan lukien Glentor B80 a Glentor C65) on mahdollista telematiikkayksiköstä tallennettujen tietojen ansiosta.

Eurokoodi 7 koskee perustuksen suunnittelua ja arviointia, kun taas CE-merkintä koskee koneen turvallisuutta. Porakoneen CE-sertifiointi vahvistaa sen turvallisen käytön, ei asennetun perustuksen kantavuutta. Paalun tai maaporan kantavuus on aina arvioitava erikseen kyseisen hankkeen geoteknisten ja staattisten vaatimusten mukaisesti.

Perustuksen kantavuus osoitetaan seuraavasti:

1. Geoteknisellä tutkimuksella (poraukset, CPT-mittaukset, laboratoriotutkimukset)
2. Staattisella laskelmalla standardin EN 1997-1 mukaisesti (suunnittelijan laatima)
3. Asennuspöytäkirja — kunkin ruuvin kiertämishetken ja syvyyden tallennus (koneen telematiikka)

Glentor B80 i Glentor C65 Niissä on telematiikkayksikkö, joka tallentaa vääntömomentin kehityksen poraamisen aikana. Tämä tallenne toimii todisteena siitä, että geotekninen kestävyys on saavutettu jokaisessa pisteessä — se on keskeinen asiakirja sekä suunnittelijalle että rakennusviranomaiselle.

Jos perustat rakennuksen maapultteihin ja hankkeelle vaaditaan rakennuslupa, tarvitset yleensä seuraavat asiakirjat:

Aurinkovoimaloiden ja kevyen teollisuuden rakennusten osalta tavallisella maaperällä koko prosessi voidaan yleensä hoitaa muutamassa viikossa, eikä se vaadi poikkeuksellisia toimenpiteitä.

Eurokoodin 7 lisäksi on myös EN 14199:2015 (Erityisten geoteknisten töiden suorittaminen — Mikropaalut), joka koskee kapeaprofiilisia paaluja ja ruuvipaaluja. Tässä standardissa määritellään:

• Materiaali- ja toteutusvaatimukset
• Asennuksen lokit (seuranta)
• Vastaanottotestit

EN 14199 täydentää Eurocode 7:ää suorituskykytasolla — kun EC7 määrittelee, mitä on saavutettava, EN 14199 määrittelee, miten se on toteutettava. Molemmat asiakirjat ovat merkityksellisiä hankkeissa, joissa perustusten suunnitteluasiakirjat ovat osa rakennuslupaa.

Maapultien ja betonin tekninen vertailu kustannusten, nopeuden ja ympäristövaikutusten kannalta: Maakiinnikkeet vs. betoniperustukset

Minkälaista porakonetta tarvitset projektiisi: Glentor B80 vakiomääräysten osalta, Glentor C65 vaativaan maastoon, varustettuna hydraulivasaralla.