Voimajohtopylväiden geotekninen mitoitus eurokoodin mukaan

Opinnäytetyössä tarkasteltiin suurjännitteisten voimajohtopylväiden geoteknistä kantokestävyysmitoitusta eurokoodin mukaan. Työn tilaajana toimi Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid Oyj, ja se toteutettiin Geosolver Oy:n alaisena. Tavoitteena oli päivittää tilaajayrityksen pylväsperustusten geotekniset mitoitusperiaatteet vastaamaan nykyisiä standardeja ja luoda suunnitteluprosessia tehostava automatisoitu mitoitustyökalu. Työ rajattiin koskemaan kitkamaille perustettavien harustettujen portaalipylväiden elementtirakenteisten perustusten kantokestävyyden mitoitusta murtorajatilassa. Käyttörajatilan painumatarkastelu ja koheesiomaiden huomioiminen rajattiin työn ulkopuolelle. Kyseessä oli toiminnallinen opinnäytetyö, jossa pyrittiin vastaamaan tutkimuskysymykseen: miten harustettujen portaalipylväiden perustusten kantokestävyys voidaan mitoittaa eurokoodi 7:n mukaisesti tehostaen samalla suunnitteluprosessia? Teoriaselvitykseen hyödynnettiin geoteknistä kirjallisuutta, eurokoodeja ja CENELEC-standardia sekä Fingrid Oyj:n sisäisestä teknisestä arkistosta saatuja perustuspiirustuksia ja -suunnitelmia. Mitoitustyökalu rakennettiin puolestaan Fingridille aiemmin luodun ylösvetokestävyyden laskentataulukon pohjalta, sillä tilaaja toivoi samankaltaista työkalua. Työn tuloksena selvitettiin tyyppiperustusten soveltuvuus eri maaperäolosuhteisiin ja kehitettiin Excel-pohjainen mitoitustyökalu, joka mitoittaa käyttäjän ilmoittamien lähtötietojen perusteella kaikki harustetun portaalipylvään tyyppiperustukset kantokestävyydelle murtorajatilassa. Työkalu laskee kaikki kantokestävyyskaavan välilaskelmat sekä määrittää kantokestävyyden ominais- ja mitoitusarvot, käyttöasteen sekä tarkistaa perustamissyvyyden soveltuvuuden perustuspiirustuksissa esitettyihin raja-arvoihin. Opinnäytetyön myötä Fingridin harustettujen voimajohtopylväiden geotekniset mitoitusmenetelmät on päivitetty kantokestävyyden murtorajatilatarkastelun osalta voimassa olevan eurokoodi 7 mukaisiksi. Lisäksi työn yhteydessä luodulla mitoitustyökalulla tehostetaan suunnittelua ja vähennetään suunnittelijoiden työmäärää. Tarkempi tyyppiperustusten mitoitus edistää myös materiaalitehokkuutta ja rakenteiden turvallisuutta. Koska työkalu rakennettiin vain murtorajatilatarkastelun näkökulmasta, suunnittelijat joutuvat mitoittamaan perustukset vielä käyttörajatilalle erikseen. Mitoitustyökalua on määrä jatkokehittää tulevaisuudessa tilaajan toimesta siten, että se huomioi myös käyttörajatilan painumat.