Maakuormat

Peittosyvyys

Seuraavissa kaavioissa esitetään pallografiittivalurautaputkien suurimmat ja pienimmät peittosyvyydet kuormitetussa ja kuormittamattomassa tilanteessa (pyöräkuormat huomioiden tai ilman niitä).

Esitettynä on neljä asennustapausta, jotka vastaavat yleistä käytäntöä. Kaikissa muissa tapauksissa pyydämme ottamaan yhteyttä meihin.

Määrittelyt perustuvat seuraaviin lähtöoletuksiin:

putken lujuus- ja muodonmuutoskriteerit standardin EN 545 mukaisesti (seinämäjännitys ja pystysuuntainen ovaalisuus)
laskentamalli ilman pohjavesivaikutusta

Eri asennustapaukset

Alla määritellyt tapaukset koskevat tilanteita:

ilman pohjavettä
ilman vahvistettua kaivantoa

Muiden asennustapojen osalta (esim. penkereissä, vahvistetuissa kaivannoissa jne.) tulee ottaa yhteyttä Saint‑Gobain PAM:iin.

* See table 1
4 asennustapausta
	Case #1	Case #2	Case #3	Case #4
	DN ≤ 600	DN 60 - 2000	DN ≤ 1 400	DN ≤ 600

			DN > 1 400	DN > 600

Kaivannon pohja	Tasainen	Tasainen	Alusta eri materiaaleista	Alusta eri materiaaleista
Täyttömaa (2)
Maaperän tyyppi	4	3	3	1
Tiivistäminen	Ei tiivistystä	Hallittu tiivistäminen	Hallittu tiivistäminen	Hallittu tiivistäminen
Es (bar)	< 3	7	10	20
2 α (°)	30	30	90	90
Materiaalien valinta	Täytemateriaalin, joka on suorassa kosketuksessa putkeen, tulee olla kivetön ja vapaa korroosiota aiheuttavista aineista.

Fascicule 70 mukaiset lähtökohdat

Käytetty laskentamenetelmä ottaa huomioon:

6 maalajiryhmää, ks. taulukko 1
3 tiivistyslaadun tasoa, ks. taulukko 2
- pohjaveden vaikutus maaperäparametreihin
- kaivannon leveyden vaikutus tuennan tiivistymiseen
- pyöräkuormat

_{(*)Tätä materiaalia ei saa käyttää putken ympärystäytössä eikä täyttövyöhykkeessä.}
_{(**) Tätä materiaalia ei saa käyttää putken ympärystäytössä, mutta sitä voidaan käyttää täyttövyöhykkeessä.}
Määperätyyppi	Kuvaus
1	Puhdas tai lievästi silttipitoinen hiekka ja sora (raekoko < 50 mm)
2	Silttipitoinen tai keskirakeista saviainesta sisältävä hiekka ja sora
3	Piikivisavi tai kovasavi. Kivimurska, moreeni, rapautunut kallio, karkea alluviaalimaa, jossa on paljon hienoainesta.
4	Multamaa, hieno hiekka, sora, savi sekä vaihtelevasti plastinen mergeli (Ip < 50)
5 a (*)	Hyvin plastinen savi ja mergeli (Ip > 50). Liukeneva tai saastuttava orgaaninen aines.
5 b (**)	Epävakaa kallio: liitu, hiekkakivi, liuske. Sekamaalajit (piikivisavi ja kovasavi, moreeni, rapautunut kallio, karkea alluviaalimaa), joissa rakeiden koko voi ylittää 250 mm. Puhdas sora sekä vakaa kallio, jossa raekoko on > 50 mm.

_{(+) Ympärystäyttö ja täyttövyöhyke.}
_{(++) Vain täyttövyöhyke.}
	Ei tiivistetty		Hallittu tiivistys		Hallittu ja tarkastettu tiivistys
Maaperätyyppi	Es	2a	Es	2a	Es	2a
	MPa	degree	MPa	degree	MPa	degree
1 (+)	0.7	60	2	90	5	120
2 (+)	0.6	60	1.2	90	3	120
3 (+)	0.5	60	1	90	2.5	120
4 (+)	<0.3	60	0.6	60	0.6	60
5b (++)	0.7	-	2	-	5	-

Maakuormat (putken toiminta)

Erilaiset putkityypit voidaan jakaa kolmeen luokkaan niiden toiminnan perusteella:

jäykät putket
joustavat putket
puolijäykät putket

Pallografiittivalurautaputket luokitellaan puolijäykiksi. Ne tarjoavat hyvän kompromissin yläkuormien kestävyyden ja pystysuuntaisen muodonmuutoksen välillä ja takaavat siten pitkäaikaisen käyttöturvallisuuden.

Putki/maa-järjestelmä

Maahan asennetun putken mekaanista toimintaa voidaan ymmärtää vain tarkastelemalla putki–maa‑järjestelmää: putken ja ympäröivän maan välinen vuorovaikutus riippuu niiden jäykkyydestä tai joustavuudesta, mikä aiheuttaa erilaisia jännityksiä eri asennusolosuhteissa.

Jäykät putket

Esimerkki: esijännitetty betoni.

Toiminta: Jäykät putket sallivat vain hyvin pienen ovaalisuuden ennen rikkoutumista. Muodonmuutos ei riitä aktivoimaan täyttömaan sivuttaista tukea. Koko maakuorma siirtyy putkelle, aiheuttaen suuria taivutusjännityksiä seinämiin.

Mitoitusperuste: yleensä suurin sallittu puristuskuorma.

Seuraukset: Jäykät putket suosivat kuormien keskittymistä putken kruunuun ja pohjaan. Jäykän putki–maa‑järjestelmän toiminta riippuu voimakkaasti tuentakulmasta (α) ja siten hyvän pohjatyön laadusta, erityisesti jos esiintyy liikennekuormitusta.

Joustavat putket

Esimerkkejä: muovit, teräs.

Toiminta: Joustavat putket kestävät suuria pystysuuntaisia muodonmuutoksia ilman rikkoutumista. Yläpuolinen maakuorma tasapainottuu putken sivuttaisen tuen avulla, jonka antaa ympäröivä täyttömaa.

Mitoitusperuste: suurin sallittu ovaalisuus tai suurin sallittu taivutusjännitys; lisäksi lommahduskestävyys.

Seuraukset: Joustavan putki–maa‑järjestelmän vakaus riippuu suoraan täyttömaan kyvystä kehittää passiivista sivutukea, eli sen passiivisen maan vastusmoduulista E’, sekä täyttömaan laadusta ja tiivistyksestä.

Puolijäykät putket

Esimerkki: pallografiittivalurauta.

Toiminta: Puolijäykät putket sallivat riittävän ovaalisuuden, jotta osa maakuormasta siirtyy täyttömaan sivuttaiseen tukeen. Vaikuttavina voimina ovat siis täyttömaan passiivinen sivutuki sekä putken seinämän sisäiset taivutusjännitykset. Yläkuorman kestävyys jakautuu putken oman lujuuden ja ympäröivän maan tuen kesken, ja näiden osuus riippuu putken ja maan jäykkyyden suhteesta.

Mitoitusperuste: suurin sallittu taivutusjännitys (pienillä halkaisijoilla) tai suurin sallittu ovaalisuus (suurilla halkaisijoilla).

Seuraukset: Kun kuormat jakautuvat putken ja täyttömaan välillä, puolijäykkä putki–maa‑järjestelmä tarjoaa turvallisuutta mekaanisten kuormitusten muutoksia ja tukiehtoihin liittyviä muutoksia vastaan ajan kuluessa.