Sammanfattningsvis finns alltså ett flertal faktorer som sammantaget kan resultera i underdimensionering. I de flesta fall torde dock betydande överdimensionering bli resultatet av de förenklingar som är förknippade med gällande beräkningspraxis.
Hur stämmer resultat enligt beräkningspraxis med utförda provbelastningar?
Det finns relativt få utförda provbelastningar med stålrörspålar i aktuella dimensioner och i lös lera. Det är därför ganska osäkert i vilken mån gällande beräkningspraxis ger relevanta resultat, trots det ganska omfattande beräkningsarbete som krävs vid dimensioneringen. I samband med att slanka stålrörspålar introducerades på den svenska marknaden utfördes 1976 en serie provbelastningar omfattande sexton stålrörspålar med diametern 60 mm och godstjockleken 5 mm, Bredenberg (1982). Pållängderna varierade mellan 3 och 12 m. Marken bestod av lös lera (cuk cirka 8 kPa) på morän och berg. Knäckning/böjbrott uppkom för tretton av pålarna, medan tre pålar uppvisade brott i moränen under pålspetsen. Tre av provbelastningarna utfördes som långtidsförsök. Resultaten för korttidsförsöken kan sammanfattas enligt följande: Lägsta knäcklast: 260 kN Teoretisk knäcklast: 420 kN Högsta knäcklast: 560 kN. Det teoretiska värdet avser en rak påle med led upptill och nedtill. Böjstyvhet EI är lika med 70 kNm2, markens E-modul är lika med 80cuk är lika med 640 kPa.
28
Skillnaden mellan minsta och största uppmätta värde motsvarar en faktor cirka 2. Vid provbelastning av pålar uppkommer ofta viss osäkerhet beträffande vad som ska betecknas som brottlast. Knäckbrott för en slank stålrörspåle motsvarar dock ett mycket distinkt värde, brottet kan betecknas som en momentan händelse. Försöken utfördes med olika antal skarvar, olika pållängd (3 till 12 m), och den uppmätta utböjningen före belastning var olika för olika pålar (ej sinusformad …). Något allmänt samband mellan avvikelser och lastkapacitet gick inte att utvärdera ur försöksresultaten. Möjligen kan flera skarvar anses vara en generellt kapacitetsnedsättande faktor. För en av de provade pålarna uppmättes så låg brottlast som 180 kN, varvid ingen knäckning uppkom. Pålen befanns nämligen vara rak vid uppdragning efter provbelastningen. En förklaring bedömdes vara att pålen hade så många som fyra skarvar, vilket medförde dämpning av topphammarens slagkraft, det vill säga spetsslagkraften minskade i motsvarande grad. En dimensioneringsberäkning enligt Pålkommissionens Rapport 96:1 och 98 ger, med förutsättningar enligt praxis, till resultat en dimensionerande bärförmåga i brottgränstillstånd, säkerhetsklass 1, lika med 195 kN. Här ger alltså beräkning enligt praxis ett godtagbart resultat jämfört med vid provbelastningen, vad avser lastkapaciteten.
RD-pålen, resultat av teknikutveckling under 30 år
Sedan 1976 har en betydande teknikutveckling skett för slanka stålrörspålar. Arbetet har till större delen utförts i Finland. Den senaste påltypen i denna kategori utgörs av RD-pålen (Ruukki Drilled pile). Pålen borras ned, vilket ger mer kontrollerad installationsprocess och högre kvalitet än vid slagning. Skarvarna kan utföras som gängade skarvar (se figur 6), vilket eliminerar risken för dämpning av slagkraft i skarvar. Vidare minskas den utmattningseffekt för stålet som bör beaktats vid slagna pålar. Det är också verifierat att borrade pålar minskar storleken av den initiella utböjningen, Deckner (2009), vilket innebär bättre materialutnyttjande. Skarvarna har tesFigur 5: tats för drag, tryck och moBjurströmspålen, ment på Kungliga Tekniska alla slanka högskolan i Stockholm. stålrörspålars Pålkommissionen har nylianfader, gen publicerat en rapport Bredenberg (Rapport 104, Borrade Stål(1976). rörspålar), där konstruktion,
Figur 6: Gängad skarv (yttre hylsa) för RD-påle, Ruukki (2009). installation och kontroll av RD-pålar beskrivs. För att erhålla ett bättre underlag för kalibrering av beräkningsmetoder avses nu en serie belastningsförsök med RDpålar utföras. Resultaten kommer att jämföras dels med beräkning enligt praxis, dels med beaktande av verkliga längder och randvillkor. Resultatet kan antas bli att RD-pålar kan utnyttjas till högre bärförmåga än vad som idag är fallet, vilket kommer att innebära att RD-pålen, förutom övriga fördelar, även kan utföras till relativt sett lägre kostnad. ■
Referenser
Forssell, Carl (1926): Knäcksäkerhet hos pålar och pålgrupper, Stockholm. Granholm, Hjalmar (1929): On the Elastic Stability of Piles Surrounded by a Supporting Medium, Stockholm. Heteny, M. (1943): Beams on Elastic Foundation, Michigan Press. Broms, Bengt (1967): Krokiga pålars bärförmåga, Väg & Vattenbyggaren nr 3. Bernander, Stig & Svensk, Ingemar (1970): Pålars bärförmåga i elastiskt medium under hänsynstagande till initialkrökning och egenspänningar i pålmaterialet, Stockholm. Bredenberg, Håkan (1982): Provbelastning av slanka stålpålar i lös lera – resultat av belastningsförsök, Byggforskningsrådet Rapport R53:1982. Deckner, Fanny (2008): Stålpålars initialkrokighet – en jämförelse mellan uppmätt krokighet och schablonvärden, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad, KTH. Ruukki Sverige AB (2009): Dimensioneringsanvisningar för RD-pålar. Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se Bygg & teknik 1/10