Under flera år utfördes stålkärnepålar på detta sätt. Emellertid visade det sig att spetsunderlaget (bergytan) ibland inte hade erforderlig bärförmåga, vilket ledde till problem i och med att det ofta är svårt att dra upp en sådan delvis stoppslagen kärna. Det gick inte att fortsätta borrning till mer bärkraftig del av bergmassan. Att förutsätta geoteknisk bärförmåga i form av spetsbärighet är alltså riskabelt. För att undvika nämnda risk gick man över till att gjuta in kärnan i ett borrhål utfört under foderröret, se bild 3. På så sätt erhålls en påle som även kan ta upp stora dragkrafter. Bild 3: Spetsburen För att uppnå så stor mantelrespektive mantelburen bärförmåga som möjligt svetsas stålkärna, referens [2]. rillor (cirka 3 mm höga, c-avstånd cirka 100 mm) på den del av kärnan som gjuts in i berget. Där drag- metoder för dimensionering av pålar. krafter ska tas upp så kan stålkärnepålens Dessförinnan skedde dimensioneringen infästning i överliggande konstruktion ut- vanligen enbart med beaktande av antagen axiell tryckbelastning. Med ökat anformas med dubbla topplattor, se bild 3. Det kan kanske förefalla överdrivet vändande av stålrörspålar och mätning av försiktigt att gjuta in kärnan på detta sätt avvikelser från i matematisk mening rak istället för att placera den direkt på berg- pålaxel blev det uppenbart att pålutböjytan. Emellertid ger ingjutning som ning (initiell utböjning och tillskottsutnämnts flera fördelar, och den extra läng- böjning vid belastning) måste beaktas vid den är till viss del en ”marginalinsats” i dimensionering, se referens [3] och [4]. Fastän denna förändring av beräkoch med att borrmaskinen är etablerad ningspraxis har inneburit en mer realisoch borrning pågår. Erfarenheter från utförda projekt visar tisk syn på systemet påle-omgivande att med denna metod förseningar sällan jord är de antaganden som av beräkuppkommer, vilket givetvis är en stor för- ningstekniska skäl vanligen görs fortfadel eftersom störningar i grundläggnings- rande ganska grovt förenklade. Det antas fasen brukar påverka alla påföljande mo- exempelvis att pålen har en viss förutsatt ment i bygget. I det fall mycket stora utböjningsform (en sinusfunktion), att sprickor och slag förekommer kan injekte- utböjningen sker i ett och samma plan ring och omborrning av bergborrhålet er- samt att jorden kring pålen har konstanta fordras, men det är ganska ovanligt. Det egenskaper längs hela dess längd (sämsta är viktigt att vid förundersökning klarläg- värdet väljs). Eftersom det med dagens tillgång till beräkningskraft på skrivborga sådant ”dåligt” berg. Om inte spetsbärförmågan jämte man- det finns alla möjligheter att undvika telbärförmågan tillgodoräknats, vilket är nämnda förenklingar kan man förutse att det normala, så bortfaller behovet av stoppslagning och genom tillräckligt försiktigt val av förutsatt vidhäftning på den ingjutna delen och motsvarande spänningsökningar i bergmassan så kan verifiering genom provning (statisk provbelastning, stötvågsmätning) undvikas. Särskilt i trånga utrymmen (till exempel källare) är detta en stor fördel. Som viktiga fördelar med stålkärnepålning kan nämnas att arbetet utförs med relativt små maskiner, med begränsad omgivningspåverkan jämfört med alternativa pålningsmetoder. Vidare är pålen av typen ej deplacerande, vilket eliminerar de rörelser i marken som uppkommer vid installation av pålning vid slagning eller nerpressning. Någon påverkan på grundvatten uppkommer inte.
Dimensionering Under senare delen av 1990-talet inkluderades böjmoment vid allmänt tillämpade 30
beräkningstekniken kommer att utvecklas. Ovanstående avser beräkning av stålpålens strukturella kapacitet (STR). Även beträffande den geotekniska bärförmågan (GEO) så är många av beräkningsansatserna ännu starkt förenklade. Som exempel kan nämnas den kon som enligt Trafikverkets regelsystem TVKBro/ TkGeo ska läggas till grund för den beräknade geotekniska dragkapaciteten; Beräkningsansatsen visad i bild 4 förutsätter att det i bergmassan längs konens mantelyta finns genomgående sprickplan utan hållfasthet, vilket naturligtvis inte är sannolikt. Varför öppningsvinkeln är just 60 grader kan inte motiveras. Trots dessa invändningar föreskrivs i alla fall beräkningsmodellen. Med ett sammanlagt belopp säkerhetsmarginaler lika med cirka 3 så blir resulterande ingjutningslängd L ofta uppenbart orimligt lång. Särskilt gäller det i de fall konmodellen tolkas som att koner kan ”överlappa” varandra, vilket alltså leder till ännu längre ingjutning. En mer realistisk approach är att med FEM och jordmodellen Hoek-Brown [7] beräkna tryck-, drag- och skjuvspänningar i bergmassan och jämföra dessa med bergmassans motsvarande parametrar. Man kan invända att dessa i normalfallet inte är utvärderade genom provning och man därför är hänvisad till att använda antagna värden, men metodiken är i alla fall bättre än att grunda dimensioneringen på uppenbart orealistiska förutsättningar. Vidhäftningen mellan kärna och ingjutningsbetong respektive betong och berg är andra kontroller som måste göras. Här förutsätts vanligen konstant vidhäftning utefter ingjutningsavsnittet, fastän det är bekant att spänningsfördelningen i
Bild 4: Kon för beräkning av ingjuten kärnas geotekniska dragkapacitet, referens [5] och [6].
Bygg & teknik 1/16