Vibrationsfri funderingsløsning hos Velux med GeoPile®

Geoteknik

Den geotekniske undersøgelse viste, at der stedvist kunne træffes tørveforekomster under de senglaciale sandlag, som den eksisterende bygning var funderet på. Det blev besluttet på baggrund af den geotekniske undersøgelse, at det nye reolprojekt stedvist skulle pælefunderes.

Da der var tale om et forholdsvist omfattende projekt, blev det besluttet at forsøge at afgrænse de dårlige jordlag – og dermed også det delområde, der skulle pælefunderes. Da pladsen var trang og tiden knap, blev det aftalt, at placeringsundersøgelsen (afgrænsningen) skulle udføres som lagfølgeboringer.

I de supplerende lagfølgeboringer blev der ikke kun truffet sand, som forventet, men beklageligvis også ler (hvilket ikke var forudset i området).

Lerlagene udgjorde et problem, da de ikke kunne parameterbestemmes med den valgte undersøgelsesmetode, og dermed kunne de pæle, der skulle funderes i ler, ikke bæreevnebestemmes ved geostatisk beregningsmetode.

For at løse dette problem blev det i samarbejde med IG aftalt, at der skulle udføres prøvebelastning af et passende antal pæle i det område, hvor der jf. de geotekniske undersøgelser blev truffet ler.

Skruepæle

De anvendte pæle var skruepæle af ”Helical”-typen, dvs. et stålskaft med påsvejsede stålskiver. GeoPile kunne levere forskellige pæletyper med bæreevne varierende fra 70 kN/pæl til lige under 200 kN/pæl.

Installationen af skruepælene blev udført med en gravemaskine. Pælene blev drejet i jorden med en oliemotor, der var monteret på gravemaskinen. På oliemotoren var der monteret en momentmåler, og derfor kunne installationen foregå vibrationsfrit. GeoPile skruepælene opfyldte ved installation følgende krav:

• Alle helicals blev ført dybere end OSBL
• Pælene kunne ved anvendelse af almindelig pælebæreevneberegning eftervises i sand og ler (Meyerhof/modificeret Terzaghi)
• Pælenes bæreevne blev verificeret ved måling af installationsmomentet, der tilgik den afsnitsprojekterende ingeniør i realtid.

Prøvebelastning

Den efterfølgende prøvebelastning blev udført af GEC. Prøvelasten for reolprojektet i Skjern var aftalt til 136 % af den krævede regningsmæssige bæreevne. Årsagen til valg af denne værdi udsprang af de praktiske forhold:

Da det eksisterende gulv skulle genanvendes i projektet, var det et krav, at prøvebelastningen ikke medførte, at gulvet blev beskadiget.

Der måtte således helst ikke bores huller for modholdspæle, så det blev vurderet, at prøvebelastningen enklest kunne foregå med en gravemaskine som modhold.

Ved at udlægge køreplader på det eksisterende gulv accepterede (IG) anvendelsen af en 24 ton gravemaskine som modhold.

En bæreevneeftervisning/prøvebelastning af prøvepæle skulle foretages efter gældende last- og konstruktionsnormer, så materialer og modholdet ikke blev udnyttet 100 %. Det blev derfor valgt at sætte udnyttelsesgraden til max. 75 %.

Pæleløsningen i Skjern bestod af to pælestørrelser. Kravet til regningsmæssig bæreevne for de mindste pæle var 110 kN/pæl og 190 kN/pæl for de store.

For ansættelse af statisk prøvelast gjaldt jf. normen EC7 DKNA A.3.2, at ???faktoren typisk ville være (ξ*γ) = 1,25*1,3 = 1,63, når prøvebelastningens resultat skulle repræsentere lignende pæle. For selve prøvepælen ville ???faktoren typisk være (ξ*γ) = 1,1*1,3 = 1,43.

Pga. kravet om, at gulvet ikke måtte beskadiges, blev den maksimale belastning af det eksisterende gulv fra modholdet, som kunne accepteres af IG og bygherre, vurderet/beregnet/fastsat til 180 kN. Dette medførte, at kun de mindste pæle kunne gøres til genstand for prøvebelastning.

Da det jf. EC7 var tilladt at skalere eftervisningsresultater, blev de valgte pæle eftervist med en maks. prøvelast på 150 kN/pæl.

Prøvebelastningen blev udført iht. ICC – ES 2007 i en modificeret udgave.

Acceptkrav

Inden prøvebelastningen blev der foretaget beregning af de forventelige/tilladelige flytninger, og de aktuelle flytninger blev målt under prøvebelastningen i eftervisningsøjemed.

Da konstruktionen oprindeligt skulle funderes direkte, blev kravet til de målte sætninger fastsat til 20 mm.

De midlertidige sætninger var 3 – 5 mm, og de blivende sætninger var 2 – 5 mm. Kravet blev således opfyldt.

Praktiske udfordringer

Skruepælene blev installeret i det eksisterende gulv i skårne fundamentsrender, se figur D03-A.

Under gulvpladen blev der truffet tørt sand, som med stor sandsynlighed ville skride ud i udgravningen under installationen og dermed gøre retablering under pladen betydeligt vanskeligere.

Følgende procedure blev derfor valgt:

• Fundamentsrender blev skåret i den eksisterende betonplade
• Beton blev fjernet
• Jordlag blev vandet meget grundigt
• Der blev udgravet til underkant af montagebeslag på pæle
• Egnede, opgravede materialer blev genanvendt og vandet grundigt
• Fundamentsrender blev afrettet i forhold til projektet
• Indbyggede materialer blev færdigkomprimeret
• Armering til fundamenter blev monteret
• Vandrette limankre blev monteret i den eksisterende gulv-betonplade
• Fundamenter blev udstøbt