86. Friktionspålars bärförmåga och last/förskjutningssamband

Karin Rankka, 1991
Föreliggande rapport behandlar bärförmåga och last/förskjutningssamband för slagna friktionspålar. De pålar som studerats ingick i en omfattande provpålning inom kvarteret ön i Jönköping under våren 1990. Pålarna bestod av förtillverkade, skarvade betongpålar med en total längd varierande mellan 16 och 21 meter och med en tvärsnittsarea av 235 x 235 mm2 eller 275 x 275 mm2.Undergrunden utgjordes huvudsakligen av sand och siltig sand till djup större än 100 m.

Studien omfattar dynamisk provbelastning av ett 30-tal pålar, statisk provbelastning av tre pålar samt en jämförelse av resultaten från olika beräkningsmetoder för att bestämma pålarnas bärförmåga och last/förskjutningskurva.

Dynamisk provbelastning
En dynamisk provbelastning utfördes vid såväl drivning av pålarna som vid efterslagning. Efterslagning utfördes dels efter ca i vecka, dels efter ca 4 mån. Under våren och sommaren 1990 genomfördes dessutom en analys enligt CASE- och CAPWAP-metod på bland annat de inom projektet studerade pålarna. Bärförmågan för dessa pålar låg mellan 1000 och 2000 kN. CASE- och CAPWAP-analyserna gav i stort sett samma bärförmåga med högst 10% avvikelse. Resultaten visar också efter slagning att bärförmågan ökar med tiden. En ökning med omkring 30% konstaterades.

Statisk provbelastning
En statisk provbelastning av tre av pålarna genomfördes i augusti och september 1990. Provbelastning utfördes genom stegvis pålastning med steg om 100 kN upp till brottlasten. Brottlasten för två av de tre pålarna utvärderades till 1720 kN resp 1400 kN. För en av pålarna kunde ingen brottlast utvärderas eftersom böjbrott uppstod i pålen innan brottlasten uppnåtts. Bärförmågan för denna påle bedöms dock vara minst 1650 kN.

De från försöken erhållna last/deformationskurvorna visar att för laster upp till 80% av brottlasten var alla pålarna styvare än den elastiska deformation de skulle fått om de belastats som en pelare med förhindrad sidutbö3'nlng. Den totala deformationen för de bägge pålarna vid brott var 51 mm resp 44 mm.

Kryplasterna uppgick till ca 85% av brottlasterna.

Beräkning av bärförmåga
Beräkning av pålarnas bärförmåga är utförd enligt sju olika metoder. Tre av dessa bygger på resultat från CPT~ sondering, en på hejarsonderingsresultat, och tre på jordens hållfasthetsegenskaper. De olika metoderna gav mycket stor spridning i resultaten (variation över 500%). Bäst överensstämmelse med den statiska provbelastningen erhölls med två metoder, vilka bägge baseras på CPT-resultat (Schmertmann och Bustamante & Gianeselli). Sämst överensstämmelse erhölls med Meyerhofs metod, och med beräkning enligt Handboken Bygg, vilka båda baseras på jordens hållfasthetsegenskaper. De använda hållfasthetsegenskaperna utvärderades från två dilatometerförsök.

Beräkning av last/förskjutningskurva
Sex olika sätt att beräkna pålarnas last/förskjutningssamband har studerats. Alla metoderna kräver att pålens brottlast är känd. Bäst överensstämmelse med provbelastningsresultaten gav beräkningar enligt Cassan, Poulos och Randolph (datorprogrammet Piglet). Dessa gav last/förskjutningssamband som var mycket lika provbelastningsresultaten för laster upp till ca 800 kN, vilket motsvarar en last på 200 kN över beräknad brukslast.

Fördelning mellan mantel- och spetslast
Enligt resultat från CAPWAP-analyserna bärs pålarnas last till största delen av manteln. Spetslasten utgör mindre än 10% av den totala lasten. Enligt de två beräkningsmetoder som överensstämde bäst med den statiska provbelastningen, utgörs dock mellan 15 och 40% av den totala lasten av spetslast.

Rapporten går att läsa och ladda ner här.

R86.pdf