kommande stora infrastruktursatsningar, och planerade mycket höga byggnader, kommer att grundläggas på stålkärnepålar.
Teknikutveckling
Bild 8: Riktningsavvikelse mellan bergborrhål och foderrör. fram med de krökningsradier som brukar uppkomma. Krökningsradiens storlek ökar med ökande rördiameter. Inom intervallet 100 till 500 mm diameter är tillhörande krökningsradie ofta minst cirka 100 till 500 m. Krökningsradien påverkas också av antal skarvar som erfordras. En annan typ av avvikelse som måste beaktas är den som uppkommer mellan rörets riktning vid rörspetsen och bergborrhålet där, se bild 8. En sådan avvikelse kan uppkomma som resultat av otillräcklig centrering av bergborrmaskinen. Som framgår av bilden kan avvikelsen resultera i att kärnans kringgjutning blir otillräcklig på vissa avsnitt. Om avvikelsen blir stor så kan kärnan hindras nå ned till avsett djup, alltså botten av bergborrhålet. Särskilt vid långa bergborrhål är det därför viktigt att kontrollera att förutsatt begränsning av avvikelse är realistisk samt att föreskriva godtagbar tolerans i specifikationen för arbetsutförandet.
Skarvning I de flesta fall används rör- och kärnsegment med högst sex meters längd. I trånga utrymmen (källare) kan kortare delar, ned till cirka en meter, vara den största längd man kan arbeta med. Det finns således ett behov av skarvning. Foderrören skarvas med stumsvets på sedvanligt sätt. Att sammanfoga kärnor, särskilt kärnor med stor diameter, med svetsning i arbetsplatsmiljö är relativt komplicerat, många gånger inte möjligt. Relativt snart efter det att stålkärnepålar började användas mer frekvent utvecklades därför en gängad skarv som eliminerade behovet av svetsning, med vidhängande krav på fogberedning, kontrollinsatser, svetsplaner och dokumentation. Skarven benämndes API-skarv, eftersom gängutformning enligt den amerikanska standarden American Petroleum Bygg & teknik 1/16
Bild 9: API-skarv för stålkärnepåle. Rotsnitt för hane respektive hona samt snitt genom gängor är dimensionerande för dragning och böjning. Institute (API) valdes, se bild 9. Skarven tillverkas genom att upp till sex meter långa segment med svarvning i ena änden förses med hane (tapp) och, på motsatt sida segmentet, en ”hona”. Som visas i bilden finns tre dimensionerande snitt då skarven utsätts för dragning respektive böjning, nämligen cirkelringen vid botten av hondelen, cirkeldelen vid roten av handelen samt ett snitt genom gängorna. Ett stort antal tryck-, drag- samt böjprovningar har visat att brott sker som skjuvbrott i ett snitt genom gängorna. Provningar har också visat att ett tillräckligt stort åtdragningsmoment är nödvändigt för att nå maximal kapacitet för skarven. Med tillgängliga skarvdimensioner brukar man med utgångspunkt från oskarvat kärntvärsnitt räkna med reduktionsfaktorn 0,7 för dragning och böjning, medan man för tryck inte räknar med någon reduktion.
Projekt Under de mer än 50 år som stålkärnepålar använts har ett mycket stort antal byggnadsobjekt grundlagts på stålkärnepålar. Bland mer aktuella byggen kan nämnas: ● Ombyggnad av Centralstationen i Stockholm ● Kista Torn (för närvarande Stockholms högsta bostadshus) ● Slussen, bro-, kaj- och huskonstuktioner ● Norra Tornet Innovationen, Stockholm ● Kv Glasvasen, Malmö Centralstation ● European Spallation Source (ESS) (se ovan) ● Spårvägsbro över Mälaren, Essingen till Gröndal. Erfarenheterna från projekten är genomgående goda. Man kan förutse att många av de strukturer som ingår i
Fastän erfarenheter av påltypen är goda och tillämpningarna alltsedan 1960-talet genererat ny kunskap och förbättrade produktionsmetoder, så finns fortfarande utrymme för teknikutveckling. Som önskvärd sådan kan nämnas: ● bättre borrteknik, styrning av rörborrning ● förenklad mätteknik för lägesbestämning av rör ● förbättrad skarvteknik ● användning av nya material med lägre kostnad och högre hållfasthet ● utvecklad beräkningsteknik för dimensionering. Teknikutveckling kan beräknas ske som resultat av behov som uppkommer i produktionen. I dagsläget genereras inte tillräckliga marginaler, eller saknas av andra orsaker nödvändiga resurser, för annan utveckling av metoder och processer, trots de betydande vinster som därigenom skulle kunna uppnås. ■
Referenser [1]. Bredenberg H., Stålkärnepålar, anvisningar för dimensionering, utförande och kontroll, Pålkommissionen Rapport 97, Linköping 2000. [2]. Bredenberg H., Scandinavian Steel Core Piles, The International Association of Foundation Drilling, ADSC, proc Conference in Dallas, Texas, USA 2008. [3]. Bengtsson Å., Bengtsson P.E. & Fredriksson A., Beräkning av dimensionerande lastkapacitet för slagna pålar med hänsyn till pålmaterial och omgivande jord”, Pålkommissionen Rapport 84 a, Linköping 1995. [4]. Bredenberg H. Influence of initial deflection on Bearing Capacity for Micro Piles, International Society for MicroPiles, Proceedings, Schrobenhausen, Germany 2006. [5]. TRVK Bro 11 (TRV publikation 2011:085), supplement 1, Trafikverket. [6]. TK Geo 13 TDOK 2013:0067, Trafikverket [7]. Brinkgreve, R.B.J. (2010), Plaxis 2D manual, material models manual”, The Netherlands, Delft University of Technology. [8]. Horvath R. & Kenny T.S., Shaft Resistance of Rock – Socketed Drilled Piers, ASCE Annual Convention, Atlanta, GA, 1979. [9]. Camitz G., Bergdahl U. & Vinka T.G., Stålpålars beständighet mot korrosion i jord, en sammanställning av kunskaper och erfarenheter, Pålkommissionen Rapport 105, Linköping 2009. [10]. https://europeanspallationsource.se. 33