LIIKENNETÄRINÄSELVITYS

Transkriptio

1 TYÖ: LIIKENNETÄRINÄSELVITYS LEMPÄÄLÄN KESKUSTAN ASEMAKAAVA TARATEST OY Turkkirata 9 A Pirkkala p

2 (2) Sisällysluettelo 1 Tehtävä Tärinäselvitys Noudatettavat ohjeet Mittaustapa Maasto- ja liikenneolosuhteet Maasto-olosuhteet Liikenneolosuhteet Värähtelyluokitus Mittaustulokset Tärinäalueiden rajaus kaavoituksessa Tärinäalueiden rajaus Häiritsevyystarkastelu Tunnusluvut Tärinän häiritsevyyden arviointi ja vaikutus asuinrakentamiseen Poikkileikkaus linjan 1 pohjoispuoli Poikkileikkaus linjan 1-2 välissä Poikkileikkaus linjan 2 eteläpuolella Tärinän häiritsevyyden arviointi ja vaikutus toimistorakentamiseen Poikkileikkaus linjan 1 pohjoispuoli Poikkileikkaus linjan 1-2 välissä Poikkileikkaus linjan 2 eteläpuolella Vauriotarkastelu Rakenteiden vaurioitumisen arviointi Runkomelun arviointi Liikenteestä mitatun maaperän värähtelyn käyttö Rakennuksiin siirtyvän runkomelun arviointi Runkomeluarviot Runkomelun häiritsevyyden arviointi asuinrakentamiseen Runkomelun häiritsevyyden arviointi toimistorakentamiseen Tulevan lisäraiteen sekä ennuste 35 v vaikutukset Johtopäätökset Liite 1 Tärinäalueet kartta Liite 2 Värähtelyalueet asuinrakennuksille mallinnos Liite 3 Värähtelyalueet toimistorakennuksille mallinnos Liite 4 Runkomelualueet mallinnos Liite 5 Pohjatutkimusleikkaukset Liite 6 (10 s) Tärinämittauspisteiden taajuussisältö kuvaajat, pisteiden koordinaatit Liite 7 (5 s) Heilahdusnopeuden havainnekuvat 15 suurinta TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

3 (3) 1. Tehtävä Tämä työ liittyy Lempäälän kunnan keskusta-alueen asemakaavamuutokseen. Työssä on selvitetty keskustan läpi kulkevan raideliikenteen aiheuttamaa tärinää kyseisellä kaava-alueella. Työn on tilannut Lempäälän kunta. Taratest Oy on suorittanut kohteessa liikennetärinämittausta Tarkoitus oli määrittää asemakaava-alueelle tärinäalueiden rajaus sekä liikennetärinän häiritsevyystarkastelu määrittämällä värähtelyluokitusalueet taajuuspainotetuista tärinäarvoista, runkomeluselvitys sekä vauriotarkastelu taajuuspainottamattomista tärinäarvoista. Tärinämittauspisteitä oli yhteensä 25 kpl, joista maastossa 8 kpl ja 17 kpl olevissa rakennuksissa. Tärinämittauslaitteiston asensivat Jarkko Lintula ja Kari-Matti Ilkka Taratest Oy:stä. Raportin laativat Erkki Huotari ja Tero Mäkinen Taratest Oy:stä. Lisäksi alueella tehtiin maaperäkairauksia neljässä pisteessä tärinäselvitystä varten. Kaava-alue sijaitsee Lempäälän ydinkeskustassa Tampere Helsinki välisen pääradan molemmin puolin. Kuva 1: Alueen sijainti TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

4 (4) 2. Tärinäselvitys 2.1 Noudatettavat ohjeet Tässä työssä on noudatettu VTT:n julkaisua Suositus liikennetärinän mittaamisesta ja luokituksesta VTT Tiedotteita Research Notes 2278, Espoo, 2004 sekä sitä täydentäviä julkaisuja Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa VTT Working Papers 50, Espoo 2006, Rakennukseen siirtyvän liikennetärinän arviointi VTT Tiedotteita Research Notes 2425, Espoo 2008 ja Liikennetärinä: Alueiden tärinäkartoitus ja rakenteiden vaurioitumisalttius VTT Julkaisu - VTT-R , Espoo Lisäksi julkaisua Maaliikenteen aiheuttaman runkomelun arviointi VTT Tiedotteita Research Notes 2468, Espoo, 2009, Ohjeita liikennetärinän arviointiin. Espoo VTT Tiedotteita Research Notes Mittaustapa Junatärinä kaava-alueella kartoitettiin kolmessa poikkilinjassa ja yhteensä 25 tärinämittauspisteellä. Tärinämittarit olivat mallia White Seis, kolmessa mittauspisteessä mallia Sigicom. Ensimmäisessä mittausjaksossa mitattiin yhteensä 15 tärinämittarilla alueen pohjoisosa (linjan 2 pohjoispuoliset alueet) Toisessa mittausjaksossa mitattiin alueen eteläosan tärinät (linja 2 eteläpuoli) ja osin täydennettiin linjalla 2 tärinämittauksia. Kuva 2: Tärinämittaus- ja pohjatutkimuspisteiden sijainti TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

5 (5) Mittausjakso oli yksi viikko. Tarkoituksena oli kartoittaa mittauspisteissä yhden viikon aikana 15 merkittävintä tärinätapahtumaa, joiden avulla lasketaan / arvioidaan ohjeen mukaisesti tärinän tunnusluvut (Vw,95) mittauspisteen kohdalle. Tapahtumat valittiin heilahdusnopeuden tehollisten maksimiarvojen perusteella. Radan länsipuolella alueet rakennusten ympärillä on asfaltoituja, joten tärinämittaukset suoritettiin pääosin olevista toimisto- / liikerakennuksista. Radan itäpuolella tärinämittauksia suoritettiin sekä maastossa että rakennuksissa. Mittaus suoritettiin myös vanhan asemarakennuksen kivisokkelissa (Mp11). Mittauspisteiden 12 ja 14 välissä oli täyttöä suunnitellun mittauspisteen 13 kohdalla laajalla alueella missä mittaus ei onnistunut. Mittauspiste 13 jäi pois ja sen korvaa mittauspiste nro 22 linjalla merkittävimmän tärinätapahtuman heilahdusnopeuden taajuuspainotetuista tehollisarvoista lasketaan keskiarvo ja keskihajonta, joiden pohjalta tunnusluku lasketaan kaavalla: Vw,95 = keskiarvo (Vw) x keskihajonta (Vw) (Kaava 1) Tämän jälkeen alueelle suoritettiin vaurioitumistarkastelu taajuuspainottomasta heilahdusnopeuden maksimiarvoista sekä suoritettiin häiriötarkastelu värähtelyn taajuuspainotetuista arvoista sekä runkomelutarkastelu. Häiriötarkastelussa arvioitiin pisteiden kohdalla ensin perustuksen tunnusluku (Vw,95), minkä jälkeen suoritettiin rakennuksessa esiintyvän värähtelyn arviointi suurennuskertoimiin perustuvalla menetelmällä VTT:n uuden ohjeen mukaisesti sekä runkomelun arviointi. 2.3 Maasto- ja liikenne olosuhteet Maasto-olosuhteet Taratest Oy on suorittanut kohteessa pohjatutkimuksen tärinäselvityksen tueksi. Tutkimuspisteiden 4 kpl sijainti on esitetty kuvassa 2 keltaisella ja leikkauskuva kairaustuloksista on liitteenä (liite5). Kahdesta tutkimuspisteestä numerot 1 ja 2 otettiin myös häiriintyneitä maanäytteitä yhteensä 6 kpl. Maanäytteistä määritettiin luonnontilainen vesipitoisuus ja maalaji rakeisuuden perusteella. Alue on suhteellisen tasainen, radan itäpuolella maasto viettää loivasti itään. Alueella on pinnassa osin täytemaata 0 1,5 metrin paksuudelta. Täytemaa rajoittuu alapinnastaan tiiviiseen metrin paksuiseen savikerrokseen mikä rajoittuu alapinnastaan tiiviiseen moreenikerrokseen. Maanäytteiden luonnontilainen vesipitoisuus on ollut 4,3 44,0 % kuivapainosta laskettuna. Pohjavesipintaa ei kairausten yhteydessä havaittu, mutta se on todennäköisesti yli 1,5 m syvyydellä vallitsevasta maanpinnan tasosta mitattuna. Maakerrokset olivat tiiviitä, kovia ja kantavia kaikissa tutkimuspisteissä Liikenneolosuhteet Junaliikenne tontin kohdalla on hyvin vilkasta. Tutkittavan kohteen ohittaa päivittäin runsaasti: Paikallisjunia noin 14 kpl, IC-junia 43 kpl, Sm4 sähkömoottorijunia 14 kpl, Pendolino-junia TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

6 (6) 19 kpl ja suomalaisista tavaravaunuista koostuvia tavarajunia 34 kpl. Venäläisistä tavaravaunuista koostuvia junia ei liikennöi. Yleisesti viikoittain liikennöivien suurimpien tavarajunien kokonaispainot ovat noin tn vaunumäärän ollessa kpl. 2.4 Värähtelyluokitus Ohjeet Taulukossa 1 on esitetty käytössä oleva värähtelyluokitus. Taulukko 1: Värähtelyluokitus Värähtely- Kuvaus värähtelyolosuhteista luokka vw,95 [mm/s] A Hyvät asuinolosuhteet 0,10 Ihmiset eivät yleensä havaitse värähtelyitä B Suhteellisen hyvät olosuhteet. 0,15 Ihmiset voivat havaita värähtelyt, mutta ne eivät ole häiritseviä. C Suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa. 0,30 Keskimäärin 15 % asukkaista pitää värähtelyitä häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä D Olosuhteet, joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla. 0,60 Keskimäärin 25 % asukkaista pitää värähtelyitä häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä Uusille asuinrakennuksille väylän varrella tapahtuva värähtely arvioidaan luokan C mukaan, joten tutkittavalla alueella vaadittu värähtelyluokitus asuinrakennuksille on C. Toimistorakentamisen osalta tavoitearvo on kaksinkertainen eli Vw,95 0, Mittaustulokset Tärinämittarit mittasivat tärinän heilahdusnopeutta v (mm/s), kiihtyvyyttä a (g), taajuutta f (Hz) ja siirtymää A (mm) x,y,z koordinaatistossa. Tärinämittarit tallensivat kynnysarvonylittävät tärinätapahtumat 2,5 sekunnin mittaisin jaksoin. Heilahdusnopeuden kynnysarvot vaihtelivat etäisyyden suhteessa rataan välillä v = 0,064 mm/s - 0,5 mm/s. Mittarit olivat etäluettavia, ja tärinämittareita seurattiin jakson aikana. Mittauksissa todettiin, että tärinä vaimeni nopeasti etäisyyden kasvaessa rataan varsinkin mittauslinjan 1 pohjoispuolella, jossa rata lähestyy penkereellä alikulkusiltaa. Pisteessä Mp4 noin 25 metrin etäisyydellä radasta rakennuksessa mittariin ei rekisteröitynyt kuin yksi tapahtuma kynnysarvolla 0,1 mm/s. Mittauslinjan 2 eteläpuolella tunnusluvut pystyttiin määrittämään vain alle 37 metrin etäisyydellä radasta. Tärinän aiheuttavia junia ei tutkimuksessa selvitetty yksityiskohtaisesti, mutta merkittävimmät tapahtumat tulivat tavarajunista. TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

7 (7) Idän puolella tärinä ei tullut lähimmästä laiturille haarautuvasta raiteesta 3 vaan raiteesta 2. Etäisyydet on ilmoitettu raiteeseen 2. Taulukossa 3 on esitetty perustuksen värähtelyn huippuarvot sekä 15 suurimman tapahtuman suurimmat heilahdusnopeuksien vaihteluväli ilman siirtokertoimia tai taajuuspainotusta sekä runkomelun mitatut perusarvot. Mittauspisteiden taajuussisältöjen kuvaajat on esitetty liitteessä 6. Liitteessä 7 on esitetty havainnollisesti pisteiden 15 merkittävimmän tärinätapahtuman heilahdusnopeuksien huippuarvojen jakaumat. Taulukko 3: Perustuksen mitatut tai maaperän värähtelyhuiput Vmax = Perustuksen heilahdusnopeuden suurin värähtelykomponentti Hz = Vmax - huippuarvon taajuus (huom. ei ole värähtelyn hallitseva taajuus) Linja / Mittauspiste Pvm klo Vmax (mm/s) taajuus (Hz) 15 suurinta V (mm/s) Runkomelu (Hz) huom. Linja 1 pohjoispuoli: Mp1 Rakenteessa < 0,25 - ei tapahtumia Mp2 Rakenteessa < 0,25 - ei tapahtumia Mp3 Rakenteessa < 0,25 - ei tapahtumia Mp4 Rakenteessa :53 0,11 64,4-22,0 yksi tapahtuma Mp5 Maassa :53 0, ,0 yksi tapahtuma Mp6 Maassa :53 0, ,6 yksi tapahtuma Mp7 Rakenteessa < 0,25 - ei tapahtumia Linja 1-2: Mp8 Rakenteessa < 0,25 - Mp9 Rakenteessa < 0,25 - Mp10 Rakenteessa :45 0, ,0 yksi tapahtuma Mp11 Kivisokkeli :46 2, ,65-2,41 38,5 Vanha Asema Mp12 Maassa :10 1, ,64-1,02 37,1 Mp22 Maassa :12 1, ,76-1,27 37,6 Mp23 Maassa :12 0, ,51-0,89 32,8 Mp14 Rakenteessa < 0,25 - ei tapahtumia Mp15 Maassa < 0,06 - ei tapahtumia Mp16 Rakenteessa < 0,25 - ei tapahtumia Mp26 Rakenteessa < 0,25 - ei tapahtumia Linja 2 eteläpuoli: Mp17 Rakenteessa < 0,25 - ei tapahtumia Mp18 Rakenteessa :22 0, ,13-0,45 36,1 Mp19 Maassa :06 2, ,78-2,67 37,6 Mp20 Maassa :24 5,46 31,6 2,03-5,46 38,0 Mp21 Maassa :11 0,89 30,1 0,51-0,89 34,0 Mp24 Rakenteessa :23 0, ,16-0,25 28,0 Mp25 Maassa :08 0, ,1 yksi tapahtuma TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

8 (8) 2.6 Tärinäalueiden rajaus kaavoituksessa (uusi ohje) Ohje: Tärinäalueiden rajaus perustuu maaperän värähtelyyn, jonka perusteella voidaan arvioida alueen soveltuvuutta eri käyttötarkoituksiin. Kartoituksen pohjalta tarkasteltava alue rajataan ja luokitellaan normaalikuntoisten rakennusten tärinänsiedon perusteella kolmeen vyöhykkeeseen: - V-alue: Lähinnä rataa oleva alue, jolla maaperän tärinä on niin voimakasta, että se voi aiheuttaa vahinkoriskin rakennuksille tai rakenteille. - H-alue: Hyväkuntoisiin ja tavanomaisiin rakennuksiin ei yleensä aiheudu niiden käyttökelpoisuutta haittaavia vaurioita, jos liikennetärinä on huomioitu resonanssille herkkien rakenteiden suunnittelussa. Tärinä on kuitenkin yleensä selvästi havaittavaa ja häiritsee usein asumismukavuutta. - E-alue: Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta. Taulukko 4: Tärinäalueiden (V, H ja E) rajauksessa käytettävät värähtelyrajat (Vmax, mm/s) maaperän värähtelylle Maalaji Värähtelyssä hallitseva taajuus Pehmeä savi, leikkauslujuus < 25 kn/m2 Sitkeä savi, siltti, löyhä hiekka Tiivis hiekka, sora, moreeni, rikkonainen tai löyhä kallio Kiinteä kallio alle 10 Hz Hz Hz yli 50 Hz V-alue 3 4,2 6 7,2 H- alue 1-3 1,4-4, ,4-7,2 E-alue alle 1 alle 1,4 alle 2 alle 2, Tärinäalueiden rajaus Tässä kohteessa hallitseva taajuus on Hz ja maaperä tiivis savi/moreeni, jolloin V- alueelle käytettävä raja on 6 mm/s, H-alueelle 2 6 mm/s ja E-alueelle alle 2 mm/s (kuva 3). Liitteessä 1 tärinäaluerajaukset on esitetty kartalla. Tässä aluerajauksessa käytettiin apuna mittauksin varmennettua laskentamallia (kuva 3). Laskentamallia käytettiin myös muiden alueiden rajauksessa sekä tärinän arvioinnissa kauempana missä mittaustuloksia ei saatu: Laskentakaavan kahta laskentaparametriä muutettiin niin että käyrä vastasi kunkin linjan mittaustulosta. TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

9 (9) Kuva3: Tärinäalueet suurimman värähtelyn mukaan (laskentamalli linjalla 2 / radan itäpuoli). 2.7 Häiritsevyystarkastelu Resonanssin merkitys on suurin pehmeillä alueilla. Tällä selvitysalueella maaperä on todettu kovaksi sekä maaperätutkimuksin että tärinämittauksin, tärinän hallitseva taajuus on > 20 Hz. VTT:n uuden ohjeen mukaan kovissa maaperissä värähtely on laajakaistaista ja silloin vaakavärähtely ei yleensä voimistu rungossa ja kertoimena voidaan käyttää Kb = 1,0. Lattioissakin voimistuminen voidaan olettaa vähäiseksi, kerroin Kb = 1,5. Rakennukseen siirtyvä värähtely perustuksessa oletettiin kuitenkin samaksi kuin maaperässä. Tärinän tunnusluvut laskettiin 15 suurimman tapahtuman taajuuspainotetuista 1 sekunnin tehollisarvoista ja taajuussisällöt määritettiin suurimman 1 sekunnin jakson tärinästä. Kuvassa 4 on esitetty yhden tärinätapahtuman liukuva tehollisarvo (piste Mp 19 suurin). TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

10 (10) Kuva 4: Heilahdusnopeuden ja 1 sekunnin liukuvan tehollisarvon kuvaajat. Suurimmat tehollisarvot: x-suunta Vwmax = 0,50 y-suunta Vwmax = 0,47 z-suunta Vwmax = 0,98 mm/s. TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

11 (11) Tunnusluvut Taulukossa 5 on esitetty mittauspisteiden määritetyt tunnusluvut x-, y- ja z suunnissa, eli arviot perustuksen värähtelystä, arviot rungon vaakavärähtelystä ja lattian pystyvärähtelystä. Taulukko 5: Perustuksen mitatut tai arvioidut tunnusluvut Vw,95 (mm/s) x = radan suuntainen y = poikittaissuuntainen rataan nähden z = pystysuuntainen < nro = laskentamallin avulla arvioitu taso tärinätulosten puuttuessa Vw,95 = Perustuksen tunnusluvut x-, y- z-suunta Vw1 = Perustuksen määritetty tunnusluku Vw2 = lattian resonanssi (K= 1,5) Vw3 = rungon resonanssi (K= 1,0) Linja / Mittauspiste Etäisyys rataan (m) Perustuksen / maan mitattu tunnusluku Vw,95 (mm/s) Vw1 Vw2 Vw3 suunta x y z v, y, z z x, y Linja 1 pohjoispuoli: Mp1 Rakenteessa 104 < 0,01 Mp2 Rakenteessa 81 < 0,02 Mp3 Rakenteessa 53 < 0,03 Mp4 Rakenteessa 26 < 0,06 Mp5 Maassa 38 < 0,03 Mp6 Maassa 53 < 0,02 Mp7 Rakenteessa 82 < 0,01 Linja 1-2 : Mp8 Rakenteessa 104 < 0,01 Mp9 Rakenteessa 66 < 0,05 Mp10 Rakenteessa 60 < 0,06 Mp11 Kivisokkeli 7 0,341 0,235 0,768 0,768 1,15 0,77 Mp12 Maassa 18 0,256 0,293 0,287 0,293 0,44 0,29 Mp22 Maassa 17 0,320 0,369 0,294 0,369 0,55 0,37 Mp23 Maassa 29 0,216 0,251 0,272 0,272 0,41 0,27 Mp14 Rakenteessa 122 < 0,03 Mp15 Maassa 121 < 0,03 Mp16 Rakenteessa 143 < 0,02 Mp26 Rakenteessa 171 < 0,01 Linja 2 eteläpuoli: Mp17 Rakenteessa 57 < 0,05 Mp18 Rakenteessa 33 0,039 0,077 0,081 0,081 0,12 0,08 Mp19 Maassa 15 0,890 0,872 1,042 1,042 1,56 1,04 Mp20 Maassa 9 0,934 1,412 1,287 1,412 2,12 1,41 Mp21 Maassa 24 0,258 0,221 0,216 0,258 0,39 0,26 Mp24 Rakenteessa 45 0,064 0,106 0,085 0,106 0,16 0,11 Mp25 Maassa 58 < 0,05 TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

12 (12) 2.8 Tärinän häiritsevyyden arviointi ja vaikutus asuinrakentamiseen (Vw,95 < 0,3) Karttaliitteessä 2 on määritetty havainnollisesti aluerajaukset minne ulottuu tunnusluvun Vw1 > 0,3 mm/s kynnysarvo asuinrakennuksille ja myös resonanssitapauksessa (Vw2- / Vw3-raja). Mahdollisen lisäraiteen merkitys yleisesti käsitellään tarkemmin kappaleessa 4. Sikäli kuin asuinrakennukset sijoitetaan yli 32 metrin etäisyydelle nykyisistä tai tulevista ohiajoraiteista, tärinällä ei ole merkitystä asuinrakentamiseen Poikkileikkaus linjan 1 pohjoispuoli - Radan länsipuolella voidaan rakentaa asuinrakennuksia 11 metrin etäisyydelle radasta ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua. - Radan itäpuolella voidaan rakentaa asuinrakennuksia 11 metrin etäisyydelle nykyisestä raiteesta 2 ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden suunnittelua. Linjan 1 pohjoispuolella tärinä ei vaikuta rakentamiseen, uudet rakennukset rakennetaan vähintään yli 36 metrin etäisyydelle Poikkileikkaus linjan 1 2 välissä - Radan länsipuolella ei voida rakentaa asuinrakennuksia lähemmäs kuin 13 m radasta ilman tärinävaimennusta (raja Vw1 > 0,3). Etäisyydellä m voidaan rakentaa asuinrakennuksia ilman tärinävaimennusta kun värähtely huomioidaan rakennesuunnittelussa. Asuinrakennuksia voidaan rakentaa yli 17 metrin etäisyydelle radasta ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua (resonanssitapauksen raja Vw2 < 0,3). - Radan itäpuolella ei voida rakentaa asuinrakennuksia lähemmäs kuin 18 m raiteesta 2 ilman tärinävaimennusta (raja Vw1 > 0,3). Etäisyydellä m voidaan rakentaa asuinrakennuksia ilman tärinävaimennusta kun värähtely huomioidaan rakennesuunnittelussa. Asuinrakennuksia voidaan rakentaa yli 23 metrin etäisyydelle raiteesta 2 ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua (raja Vw2 < 0,3) Poikkileikkaus linjan 2 eteläpuolella - Radan länsipuolella ei voida rakentaa asuinrakennuksia lähemmäs kuin 25 m radasta ilman tärinävaimennusta (raja Vw1 > 0,3). Etäisyydellä m voidaan rakentaa asuinrakennuksia ilman tärinävaimennusta kun värähtely huomioidaan rakennesuunnittelussa. Asuinrakennuksia voidaan rakentaa yli 32 metrin etäisyydelle radasta ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua (raja Vw2 < 0,3). - Radan itäpuolella ei voida rakentaa asuinrakennuksia lähemmäs kuin 26 m raiteesta 2 ilman tärinävaimennusta (raja Vw1 > 0,3). Etäisyydellä m voidaan rakentaa asuinrakennuksia ilman tärinävaimennusta kun värähtely huomioidaan rakennesuunnittelussa. Asuinrakennuksia voidaan rakentaa yli 32 metrin etäisyydelle raiteesta 2 ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua (raja Vw2 < 0,3). TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

13 (13) 2.9 Tärinän häiritsevyyden arviointi ja vaikutus toimistorakentamiseen (Vw,95 < 0,6) Karttaliitteessä 3 on määritetty havainnollisesti aluerajaukset minne ulottuu tunnusluvun Vw1 > 0,6 mm/s kynnysarvo toimistorakennuksille ja myös resonanssitapauksessa (Vw2 < 0,6raja). Mahdollisen lisäraiteen merkitys yleisesti käsitellään tarkemmin kappaleessa Poikkileikkaus linjan 1 pohjoispuoli - Radan länsipuolella voidaan rakentaa toimistorakennuksia 9 metrin etäisyydelle radasta ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua. - Radan itäpuolella voidaan rakentaa toimistorakennuksia ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden suunnittelua Poikkileikkaus linjan 1 2 välissä - Radan länsipuolella ei voida rakentaa toimistorakennuksia lähemmäs kuin 8 m radasta ilman tärinävaimennusta (Vw1 > 0,6 mm/s). Etäisyydellä 8-11 m voidaan rakentaa toimistorakennuksia ilman tärinävaimennusta kun värähtely huomioidaan rakennesuunnittelussa. Toimistorakennuksia voidaan rakentaa yli 11 metrin etäisyydelle radasta ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua (raja Vw2 < 0,6). - Radan itäpuolella toimistorakennukset tulevat todennäköisesti yli 36 metrin etäisyydelle radasta. Käytännössä tärinä ei vaikuta toimistorakennuksiin nykyisen radan aikana eikä lisäraiteen rakentamisen jälkeen, sillä yli 15 metrin etäisyydelle raiteesta 2 (raja Vw2 < 0,6) voidaan rakentaa ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua. Tuleva merkitsevä lisäraide tulee olemaan yli 22 metrin etäisyydellä tulevista rakennuksista Poikkileikkaus linjan 2 eteläpuolella - Radan länsipuolella ei voida rakentaa toimistorakennuksia lähemmäs kuin 19 m radasta ilman tärinävaimennusta (Vw1 > 0,6 mm/s). Etäisyydellä m voidaan rakentaa toimistorakennuksia ilman tärinävaimennusta kun värähtely huomioidaan lattioiden rakennesuunnittelussa. Toimistorakennuksia voidaan rakentaa yli 24 metrin etäisyydelle radasta ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua (raja Vw2 < 0,6). - Radan itäpuolella toimistorakennukset tulevat todennäköisesti yli 36 metrin etäisyydelle radasta. Toimistorakennuksia ei voida rakentaa lähemmäs kuin 20 m raiteesta 2 ilman tärinävaimennusta (Vw1 > 0,6 mm/s). Etäisyydellä m voidaan rakentaa toimistorakennuksia ilman tärinävaimennusta kun värähtely huomioidaan rakennesuunnittelussa. Toimistorakennuksia voidaan rakentaa yli 23 metrin etäisyydelle radasta ilman tärinävaimennusta tai rakenteiden tärinäsuunnittelua (raja Vw2 < 0,6). Käytännössä siis nykyinen rata ei rajoita toimistorakentamista tässä poikkileikkauksessa. TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

14 (14) 2.10 Vauriotarkastelu Uudet ohjearvot perustuksille: VTT:n tuoreessa ohjeessa vuodelta 2014 suositetaan käyttämää RIL maa- ja pohjarakennustöille esitettyjä arvoja myös junatärinälle. Tärinän ohjearvo v määritetään kertomalla värähtelyrajan perusarvo v0 rakennustapakertoimella Fk, jolloin ohjearvo on Fk * v0. Perusarvo riippuu maapohjasta ja värähtelyn hallitsevasta taajuudesta (taulukko 6). Taulukko 6: Värähtelyn perusarvo perustuksessa erilaisille maa- ja kalliopohjille perustetuille rakennuksille (RIL 2010) Maalaji Värähtelyn perusarvo V0 Värähtelyssä hallitseva taajuus Pehmeä savi, leikkauslujuus < 25 kn/m2 Sitkeä savi, siltti, löyhä hiekka Tiivis hiekka, sora, moreeni, rikkonainen tai löyhä kallio Kiinteä kallio alle 10 Hz Hz Hz yli 50 Hz Rakennustapakerroin massiiviseinäisille tiili-, kevytsoraharkko- ja teräsbetonirunkoisille toimisto- ja asuinrakennuksille on Fk = 1.0. Uudet ohjearvot rakenteille: Kun arvioidaan rakennuksen rungon tai välipohjien värähtelyä, värähtelyn perusarvo v0 lasketaan lausekkeesta v0 = (2πf) * u0 = 1,26 * f. (u0 = 0,2 - värähtelyn siirtymäamplitudin perusarvo ja f = hallitseva taajuus). Jos rakenteessa korostuu voimakkaasti resonanssin merkitys, taajuus f on sama kuin rakenteen ominaistaajuus. Taajuusalueella 3,2 12,5 Hz perusarvoksi tulee 4-16 mm/s. Tätä korkeammilla taajuuksilla rakennuksen rungon tai välipohjan resonanssin merkitys korostuu erittäin harvoin. Siinä tapauksessa vaurioitumisen suhteen määrääväksi muodostuu yleensä perustuksesta mitattu tärinä. Liikennevirasto on julkaissut vuonna 2014 Ratatekniset ohjeet osan 3. Siinä radan ympäristöteknisissä suunnitteluperusteissa on arvioitu junaliikenteen aiheuttamaa tärinää, ja uuden radan suunnittelussa vaurioitumisen suunnitteluarvona käytetään heilahdusnopeuden maksimiarvoa. Perinteisesti rakennetuille betoni-, tiili- tai puurakennuksille perustuksesta mitatun värähtelyn maksimiarvon tulee olla pienempi kuin 4 mm/s, kun dominoiva värähtelytaajuus on alueella alle 10 Hz. Taajuusalueella Hz raja-arvo on 5 mm/s ja yli 30 Hz:n alueella 6 mm/s Rakenteiden vaurioitumisen arviointi Junien aiheuttamat mittaustulokset on koottu taulukkoon 1. Rakennusten vaurioitumisriskiä arvioidaan painottamattoman värähtelynopeuden suurimman värähtelykomponentin avulla TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

15 (15) ja määräävänä arvona on perustuksen suurin heilahdusnopeuden komponentti. Koska huippuarvojen taajuudet ovat selvästi yli 12,5 Hz, ei resonanssia oteta huomioon. Taulukon 6 perusteella värähtelyn perusarvo on 10 mm/s ja rakennustapakerroin on Fk = 1.0, eli Vsall = 10 mm/s. Suurin mitattu heilahdusnopeuden arvo oli Vmax = 5,41 mm/s etäisyydellä 9 m radasta, joten junatärinä ei ole rakennuksille vaarallinen yli 6 metrin etäisyydellä radasta. Silloille rakennustapakerroin on Fk = 2,0 ja Vsall = 20 mm/s. Mahdollisille pysäköintirakennuksille rakennustapakerroin on Fk = 1,5 ja Vsall = 15 mm/s. 3. Runkomelun arviointi Ohjeet: Suosituksen mukaiset avoratojen runkomelun raja-arvot ovat asuinhuoneistoille, kirjastoille, hoito- ja sosiaalihuollon laitoksille, majoitustiloille ja kokoontumis- sekä opiskelutiloille 35 db. Toimistoille, kaupalle, näyttelytiloille ja museoille raja-arvo on 45 db. 3.1 Liikenteestä mitatun maaperän värähtelyn käyttö Olemme laskeneet runkomelutasot käyttäen hyödyksi tärinäselvityksessä suoritettuja tärinämittauksia: Viikon ajanjaksolta suoritetuista mittauksista on tarkasteltu suurimpien tärinätapahtumien taajuusalue Hz. Värähtelytason määrittämisessä käytettiin referenssiarvoa vref = 1 nm/s (ISO 1683, 2008). Värähtelyistä arvioitiin / laskettiin värähtelyn A-painotettu nopeustason perusarvo LvAS maastopisteille sekä oleville perustuksille (taulukko 3). Tämän jälkeen laskettiin uusille rakennuksille suurin mahdollinen nopeustaso LvASmax arvioimalla tärinän siirtymistä rakennuksiin ja arvioimalla mahdollisen resonanssin vaikutus. Tässä viitataan mittaustuloksiin maastossa / olevissa rakenteissa tässä kohteessa sekä muista vastaavalla taajuusalueella olevista mittauskohteista sekä viitataan ja sovelletaan myös VTT:n uutta julkaisua 10/2014 (TUTKIMUSRA- PORTTI VTT-R ). Lopuksi tuloksiin lisätään arvioitu varmuusmarginaali. 3.2 Rakennuksiin siirtyvän runkomelun arviointi Tärinä vaimenee rakenteeseen siirtyessään ja kerrostalon perustuksen runkomelu vaimenee välillä db. Tässä kohteessa mittausten perusteella arvioitu runkomelun vaimeneminen on kerrostaloille -1,5 db maasta mitatuille pisteille. Resonanssi-ilmiö vahvistaa voimakkaasti sitä taajuuskomponenttia, joka sattuu rakenteelle ominaisen ominaistaajuuden alueelle. Kerrostalossa suuritaajuinen runkomelu vaimenee periaatteessa 1-2 db / kerros. Mitatun tärinän taajuussisällön perusteella resonanssi kerrostalossa on hyvin epätodennäköinen, koska hallitseva taajuusalue on alueella yli 30 Hz. Tästä syystä tässä kohteessa kerrostalon resonanssin vaikutukseksi arvioidaan + 0 db. Resonanssi on todennäköisin enintään kaksikerroksisilla rakennuksilla savimailla missä hallitseva taajuus on alle 12 Hz. TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

16 (16) Vain laskennallisessa arvioinnissa varmuusmarginaali on + 6 db. Tässä kohteessa tärinämittauspisteiden määrä oli hyvin kattava, joten varmuusmarginaali on maastopisteille + 4 db ja rakenteista mitatulle pisteille + 2 db. 3.3 Runkomeluarvot Karttaliitteessä 4 on määritetty havainnollisesti aluerajaukset minne ulottuu runkomelun maksimiraja-arvo asuintiloille 35 db. Taulukossa 7 on esitetty tärinämittausten perusteella laskettu runkomelun suurin perusarvo (LvAS) ja arvioitu runkomelun mahdollinen maksimiarvo kerrostalolle (LvASmax ) mittauspisteissä, missä junatärinää todettiin. Taulukko 7: Runkomeluarvot LvAS LvASmax = runkomelun suurin mitattu perusarvo = runkomelun laskennallinen maksimiarvo Linja / Mittauspiste Etäisyys rataan (m) Runkomelun perusarvo LvAS (Hz) Runkomelun arvioiotu maksimiarvo LvASmax (Hz) Linja 1 pohjoispuoli: Mp4 Rakenteessa 26 22,0 24,0 Mp5 Maassa 38 18,0 20,5 Mp6 Maassa 53 13,6 16,1 Linja 1-2: Mp10 Rakenteessa 60 28,0 30,0 Mp11 Kivisokkeli 7 38,5 Mp12 Maassa 18 37,1 40,5 Mp22 Maassa 17 37,6 40,1 Mp23 Maassa 29 32,8 35,3 Linja 2 eteläpuoli: Mp18 Rakenteessa 33 36,1 38,1 Mp19 Maassa 15 37,6 40,1 Mp20 Maassa 9 38,0 40,5 Mp21 Maassa 24 34,0 36,5 Mp24 Rakenteessa 45 28,0 30,0 Mp25 Maassa 58 27,1 29, Runkomelun häiritsevyyden arviointi ja vaikutus asuinrakentamiseen Tärinämittauksen perusteella runkomelu voi ylittää asuinrakennuksille sallitun arvon LvASmax 35 db pisteissä Mp11, Mp12, Mp22, Mp 23, Mp18, Mp19, Mp 20 ja Mp 21. Mittauksen perusteella mittauslinjan 2 eteläpuolella ja radan länsipuolella runkomelu voi ylittää asuinrakennusten vaatimustason noin 25 metrin etäisyydellä radasta. Radan itäpuolella runkomelu voi ylittää asuinrakennusten vaatimustason noin 33 metrin etäisyydellä raiteesta 2. TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

17 (17) Mittauslinjojen 1-2 välissä raja 35 db on radan länsipuolella noin alle 20 metrin etäisyydellä ja radan itäpuolella noin 30 metrin etäisyydellä. Mittauslinjan 1 pohjoispuolella runkomelu raja-arvo on alle 11 metrin etäisyydellä radasta. Asuinrakennukset on tärinäeristettävä karttaliitteen 4 rajan 35 db sisäpuolella Runkomelun häiritsevyyden arviointi ja vaikutus toimistorakentamiseen Runkomelun laskennallinen maksimiarvo ei ylittänyt 45 db:n raja-arvoa tutkimuspisteissä. Toimistorakennukset eivät tarvitse tärinäeristystä runkomelun takia tutkimusalueella. 4. Tulevan lisäraiteen sekä ennuste 35 v vaikutus värähtelyyn Raideosuuksilla missä on tavaraliikennettä, ei henkilöjunien määrän lisääntymisellä ole merkitsevää vaikutusta värähtelyn tasoon. Tavarajunien määrä ennusteessa kasvaa vain noin 11 %. Junien pituuksiin ja nopeuksiin ei ennusteta muutoksia, joten vain tavarajunien määrän lisääntymisellä on vähäinen merkitys: Värähtelyrajojen lisääntyminen on korkeintaan 0,5 metriä, millä ei ole käytännön merkitystä. Merkittävin muutos aiheutuu mahdollisen lisäraiteen rakentamisesta radan itäpuolelle, mikäli uuden lisäraiteen alle ei asenneta tärinävaimennusta. Tärinän aiheuttava raide on tulevaisuudessa noin 14 metriä lähempänä kuin nykyinen raide. Tulevaisuudessa uudet rakennukset ovat noin 22 metrin etäisyydellä uudesta lähimmästä ohiajoraiteesta radan itäpuolella. Radan länsipuolelle lisäraiteilla ei ole merkitystä värähtelytasoon. Tärinän hallitseva taajuus on niin korkea, että sen vaimentaminen uusien lisäraiteiden rakentamisen yhteydessä ei ole vaikea tehtävä. Ilmeisesti suoraan kiskojen alle asennettava eristys riittää, mikä on halvin toteuttaa ja vaimentaa yleensä yli 50 Hz värähtelyä. Tämä on selvästi halvempi ratkaisu kuin rakennusten tärinävaimentaminen. Värähtelyn ja runkomelun rajaarvot siirtyvät radan itäpuolella 14 metriä kauemmas nykytilanteesta, mikä on värähtelyn vaikutusalueiden teoreettinen laajeneminen siinä tapauksessa että lisäraiteille ei asenneta tärinäeristystä. Karttaliitteissä 2-4 on esitetty rajat myös ennustetilanteessa. Suositamme että sikäli kuin tälle 14 metriä laajemmalle alueelle radan itäpuoleiselle rakennetaan rakennuksia mitkä vaatisivat tärinäeristystä tulevaisuudessa, niitä ei asenneta vaan edellytetään että liikennevirasto asentaa tärinäeristyksen lisäraiteille tarvittaessa suunnitteluohjeidensa mukaisesti. TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

18 (18) 5. Johtopäätökset Tärinä: Asuinrakennuksille on asennettava tärinäeristys, mikäli niitä sijoitetaan karttaliitteen 2 rajaa Vw1 < 0,3 lähemmäs rataa. Tämä ulottuu maksimissaan 32 metrin etäisyydelle radan länsipuolella ja 32 metrin etäisyydellä nykyisestä raiteesta 2 radan itäpuolella. Asuinrakennuksia ei ole sijoitettu kaavaluonnoksissa tälle alueelle. Värähtelyllä ei ole merkitystä asuinrakentamiselle yli 32 metrin etäisyydellä radasta. Toimistorakennuksille on asennettava tärinäeristys, mikäli niitä sijoitetaan karttaliitteen 3 rajaa Vw1 < 0,6 lähemmäs rataa. Tämä ulottuu maksimissaan 23 metrin etäisyydelle radan länsipuolella ja 24 metrin etäisyydellä nykyisestä raiteesta 2 radan itäpuolella. Värähtelyllä ei ole merkitystä toimistorakentamiselle yli 24 metrin etäisyydellä radan länsipuolella ja yli 23 metrin etäisyydellä radan itäpuolella. Radan itäpuolella uudet rakennukset tulevat turvalliselle yli 36 metrin etäisyydelle. Runkomelu: Asuinrakennuksille on asennettava tärinäeristys, mikäli niitä sijoitetaan karttaliitteen 4 runkomelun alueelle LvASmax > 35 db. Tämä ulottuu maksimissaan 25 metrin etäisyydelle radan länsipuolella ja 33 metrin etäisyydellä nykyisestä raiteesta 2 radan itäpuolella. Runkomelusta ei tule rajoituksia toimistorakentamiselle. Vaurioituminen: Liikennetärinä ei voi aiheuttaa mittausten perusteella rakennuksille vaurioita yli 6 metrin etäisyydellä radasta. Tulevat lisäraiteet ja ennuste 35 v: Junanopeudet eivät muutu ennusteessa. Henkilöjunien määrä lisääntymisellä ei ole merkitystä, koska tavarajunien vaikutus värähtelytasoon on merkitsevä. Tavarajunien määrän vähäisellä noin + 11 % lisääntymisellä on vain marginaalinen vaikutus värähtelyn tasoon. Lisäraiteilla ei ole rakentamiselle merkitystä, koska tarvittaessa Liikenneviraston on asennettava tuleville uusille lisäraiteille tärinäeristys suunnitteluohjeidensa mukaisesti. Värähtelyn vaikutusalueet eivät laajene tulevaisuudessa jos uudet raiteet tärinävaimennetaan kaavaalueen kohdalla. TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

19 (19) Taratest Oy Tero Mäkinen, MBA, toim.joht Erkki Huotari, RI aa-luokan tärinäasiantuntija (Fise) Liitteet: Liite 1 Tärinäalueet kartta Liite 2 Värähtelyalueet kartta asuinrakennuksille Liite 3 Värähtelyalueet kartta toimistorakennuksille Liite 4 Runkomelualueet mallinnoskartta Liite 5 Pohjatutkimusleikkaukset (Pisteiden sijainti esitetty kuvassa 2 ja liitteissä 1-4) Liite 6 (10 s) Tärinämittauspisteiden taajuussisältö kuvaajat, koordinaatit Liite 7 (5 s) Heilahdusnopeuden havainnekuvat 15 suurinta Jakelu: Lempäälän kunta TARATEST OY * Geosuunnittelu PUH * Ympäristöselvitykset Turkkirata 9 A, PIRKKALA FAX * Maa-aineslaboratorio taratest@taratest.fi

20

21

22

23

24

25 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Liite 6-1 Mp11 x: Koordinaatit GKn24 y:

26 Liite 6-2 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Mp12 x: Koordinaatit GKn24 y:

27 Liite 6-3 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Mp18 x: Koordinaatit GKn24 y:

28 Liite 6-4 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Mp19 x: Koordinaatit GKn24 y:

29 Liite 6-5 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Mp20 x: Koordinaatit GKn24 y:

30 Liite 6-6 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Mp21 x: Koordinaatit GKn24 y:

31 Liite 6-7 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Mp22 x: Koordinaatit GKn24 y:

32 Liite 6-8 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Mp23 x: Koordinaatit GKn24 y:

33 Liite 6-9 Tärinän taajuussisältö 15 suurinta Mp24 x: Koordinaatit GKn24 y:

34 Liite 6-10 Mittauspisteiden koordinaatit GKn24 Piste x: y: Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp Mp

35 Heilahdusnopeuden arvot Vmax 15 suurinta junaa kuvaajat suuruusjärjestyksessä: Liite 7-1

36 Heilahdusnopeuden arvot Vmax 15 suurinta junaa kuvaajat suuruusjärjestyksessä: Liite 7-2

37 Heilahdusnopeuden arvot Vmax 15 suurinta junaa kuvaajat suuruusjärjestyksessä: Liite 7-3

38 Heilahdusnopeuden arvot Vmax 15 suurinta junaa kuvaajat suuruusjärjestyksessä: Liite 7-4

39 Heilahdusnopeuden arvot Vmax 15 suurinta junaa kuvaajat suuruusjärjestyksessä: Liite 7-5