14132 Massastabiloidut maarakenteet

Transkriptio

1 InfraRYL, Päivitys / KM Massastabiloidut maarakenteet Massastabiloinnilla muutetaan pehmeän maan kuten saven, liejun ja turpeen ominaisuuksia niin, että lujittumisen jälkeen se toimii pohjanvahvistuksena tai se voidaan hyödyntää siirrettynä. Massasyvästabiloinnissa käsitellään maa-aineskerros tavoitesyvyyteen saakka tavoitteena koko käsitellyn maakerroksen lujittuminen mahdollisimman homogeenisesti. Massastabilointi voidaan tehdä in situ, missä pehmeä maakerros stabiloidaan alkuperäisellä paikallaan tavoitesyvyyteen asti tai ex situ, missä kaivettu tai ruopattu pehmeä maa-aines siirretään uuteen paikkaan stabiloitavaksi. Molemmissa tapauksissa materiaali voi jäädä stabiloinnin jälkeen paikalleen pohjanvahvistukseksi tai se voidaan lujittumisen jälkeen siirtää lopulliseen hyötykäyttökohteeseen ja hyödyntää siellä täyttö- tai rakennusmateriaalina. Tässä luvussa käsitellään kuivamenetelmään perustuvalla massasyvästabilointilaitteistolla in situ tai ex situ tehtävää massasyvästabilointia, jonka tuloksena muodostuva lujittunut maa-aines toimii pohjanvahvistuksena tai se hyödynnetään kaivettuna täyttö- tai rakennusmateriaalia muualla. Muun tyyppistä massastabilointia (esim. siirrettävien massojen prosessistabilointia sekoitusasemassa tai aumasekoittimella) ei käsitellä tässä. Pohjamaassa, jossa massastabiloitavan kerroksen pysty- tai vaakasuuntainen homogenisointi ja sekoitus eivät ole välttämättömiä, massastabilointi on mahdollista tehdä myös pilaristabilointikoneella (14131) käyttäen toisiaan leikkaavia pilareita siten, että koko stabiloitava kerros tulee käsitellyksi. Massastabiloidun materiaalin hyödyntäminen täyttö- tai rakennusmateriaalina ohjeistetaan ko. rakennusosan työohjeissa. Massastabilointia käsitellään julkaisussa Syvästabiloinnin suunnittelu ja Syvästabilointi. Laajemmin massastabiloinnin käyttökohteita, sideaineita, toteutusta, yms. on käsitelty Massastabilointikäsikirjassa. Viitteet: Määrämittausohje 1413 SFS-EN Pohjarakennustyöt. Syvästabilointi. Syvästabiloinnin suunnittelu. Tien pohjarakenteiden suunnitteluohjeet. Liikenneviraston ohjeita xx/2017 Massastabilointikäsikirja Massastabiloinnin materiaalit Sideaineena käytettävien materiaalien kelpoisuus osoitetaan ensisijaisesti CE-merkinnällä. Jos kelpoisuutta ei ole osoitettu CE-merkinnällä, asiakirjoissa vaaditut tuotteiden ominaisuudet on osoitettava luotettavasti ao. viranomaisen tuotehyväksynnällä tai rakennuspaikkakohtaisilla kokeilla. Kaikkien sideaineessa käytettyjen aineiden koostumus ilmoitetaan (kemialliset aineet ja määrät). Kaikkien sideaineiden alkuperä todetaan ja dokumentoidaan. Käytettävät sideaineet eivät saa sellaisenaan, tai keskenään tai maaperässä olevien ainesten kanssa reagoidessaan aiheuttaa rakennuspaikalla tai sen ympäristössä pohjaveden tai maapohjan pilaantumista. Sideaineen juoksevuuden tulee olla niin hyvä, että se on tasaisesti syötettävissä paineilmalla sekoitinkärkeen.

2 InfraRYL, Päivitys / KM 2 Sideaineseoksen komponenttien seossuhteen keskimääräinen poikkeama suunnitelma-asiakirjoissa osoitetusta on enintään 5 %-yksikköä. Yksittäinen seossuhteen poikkeama suunnitelma-asiakirjoissa osoitetusta on enintään 10 %-yksikköä. Sideaineen, paitsi CE-merkityn sementin, laatua tarkkaillaan ottamalla syöttöletkun kautta puhalletut sideainenäytteet (noin 2 kg) työn alussa ja kerran jokaista käytettyä 1000 t:n sideaine-erää kohti. Sideainenäytteet tutkitaan laboratoriossa suunnitelma-asiakirjoissa määritetyillä tutkimuksilla. Massastabiloinnin sideaine sisältää yleensä sementtiä ja muita sideaineita tai lisäaineita. Sideaineena tai osana sideaineseosta voidaan käyttää myös teollisuuden sivutuotteina tai jätteinä syntyviä, sideaineeksi soveltuvia jauhemaisia materiaaleja, kuten esim. lentotuhkia. Sideaineiden ja mahdollisten lisäaineiden vaatimukset esitetään suunnitelma-asiakirjoissa. Halutun vaikutuksen saavuttamiseen soveltuvan sideaineen laadusta, vaadittavasta vaikutusajasta (lujittumisajasta) ja vaikutuksen pysyvyydestä varmistutaan riittävillä ennakkokokeilla, jollei aineen käytöstä ole riittävästi aikaisempia asianmukaisesti dokumentoituja kokemuksia vastaavissa olosuhteissa vastaavilla maa-aineksilla. Sideaineiden tekninen toimivuus käyttökohteessa osoitetaan laboratoriokokein (stabiloitavuuskokeilla) tai koestabiloinnilla. Stabiloitavuuskokeet tehdään yleensä 1-aksiaalisina puristuslujuuskokeina. Laboratoriokokeisiin käytetään edustavia, rakennuspaikalta otettuja maanäytteitä. Laboratoriokokeet tehdään ensisijaisesti Syvästabiloinnin suunnitteluohjeen liitejulkaisun mukaisesti. Ennakkotutkimuksissa on tärkeää pystyä määrittelemään lujittumisen kannalta kriittiset tekijät ja kohteen stabilointia ajatellen hankalimmat alueet tai kerrokset (stabiloitavien massojen laatuvaihtelu). Näin suunnittelussa ja rakentamisessa pystytään tarvittaessa optimoimaan sideaineresepti aluekohtaisesti, jolloin voidaan välttyä ylimitoitukselta, mutta samalla varmistua laatuvaatimusten täyttymisestä koko kohteella. Sivutuote- tai jätepohjaisten sideaineiden, joita ei ole tuotteistettu, ympäristökelpoisuus tulee osoittaa ennen niiden käyttöönottoa. Tarvittaessa osoitus tehdään kohdekohtaisilla ennakkokokeilla. Jätteiden hyötykäyttöä säädetään ympäristösuojelulaissa ja jätelaissa sekä niiden nojalla annetuissa valtioneuvoston asetuksissa. Sivutuote- tai jätepohjaisia sideaineita käytettäessä on sideainelogistiikkaan ja varastointiin kiinnitettävä erityistä huomiota. Kaikkien kokeiden tulokset ja havainnot dokumentoidaan. Mikäli rakentamisen aikana huomataan pohjasuhteissa tai muissa olosuhteissa ennakkotiedoista poikkeavaa stabiloituvuuden kannalta huonompaan suuntaan (esim. lieju => turve, savi => lieju tai sulfidisavi, kuivat olosuhteet => stabiloitava materiaali avoveden liettävää, tms.), selvitetään poikkeaman vaikutus yhdessä suunnittelijan kanssa ja otetaan poikkeaman vaikutus huomioon ennen stabilointityön jatkamista ko. havainnon alueella. Poikkeama voidaan huomioida esim. sideainereseptin muutoksella (tyyppi, määrä) tai kuivatuksen tehostamisella tai kuivemman lisärunkoaineen sekoittamisella stabiloitavaan maahan ennen stabilointia. Käytettävä kalkki on kovaksi poltettua sammuttamatonta kalkkia CaO. Syvästabiloinnin sideaineena käytettävä poltettu kalkki on hienojakoista, rakeisuudeltaan 0/0,2 siten, että vähintään 80 % läpäisee seulakoon 0,2 mm ja enimmäisraekoko on < 2 mm. Kalkin aktiivinen CaO-pitoisuus on vähintään 75 %.

3 InfraRYL, Päivitys / KM 3 Kalkin laatu todetaan materiaalin toimittajan laatutositteista, joista ilmenevät kalkin CaO-pitoisuus ja rakeisuus. Tavallinen sementti on standardin SFS-EN mukaista, CE-merkittyä ja siitä Suomessa annettujen viranomaismääräysten mukaista sementtiä. Laatutositteet liitetään laatuasiakirjoihin. Sulfaattipitoisen maaperän stabilointiin tulisi käyttää ensisijaisesti sulfaatinkestävää SR-sementtiä. Viitteet: SFS-EN A1 Sementti. Osa 1: Tavallisten sementtien koostumus, laatuvaatimukset ja vaatimustenmukaisuus. Muiden side- ja lisäaineiden vaatimukset esitetään hankekohtaisissa suunnitelma-asiakirjoissa. Myös stabiloitavaan maa-ainekseen (esim. turvekerros) sekoitettavan lisärunkoaineen (esim. savi, hiekka) vaatimukset esitetään suunnitelma-asiakirjoissa. Mikäli käytetään kosteaa sideainetta tai lisäainetta (esim. kostea lentotuhka), levitetään se massastabiloitavan kerroksen pinnalle ja sekoitetaan massastabiloitavaan kerrokseen kaivinkoneella ennen massastabilointia. Kostutetun sideaineen tai lisäaineen näytteenotto tehdään kuljetusajoneuvosta työn alussa (n. 2 kg) ja työn aikana kohdekohtaisesti määritetyn näytteenotto-ohjelman mukaisesti. Sideainenäytteet tutkitaan laboratoriossa suunnitelma-asiakirjoissa määritetyillä tutkimuksilla. Turpeeseen sekoitettavalla lisärunkoaineella lisätään turpeeseen mineraaliainesta, jolloin sideainemäärää voidaan yleensä vähentää ja stabiloidun maa-ainesseoksen mekaaniset ominaisuudet paranevat (lujuus, moduuli, homogeenisuus). Stabiloitavan turvekerroksen pinnalle lisättävä lisärunkoaine ei saa olla huonosti lujittuvaa tai lujittumista heikentävää (esim. sulfidisavi, joka hapettuneena lujittuu huonosti). Lisärunkoaineen ominaisuudet on tutkittava riittävässä laajuudessa ennen kohteeseen kuljettamista. Pinnalle levitetty kostea sideaine ei yleensä riitä yksinään, jolloin stabiloitavaan kerrokseen puhalletaan myös kuivaa sideainetta stabiloitaessa. Kostutettu sideaine tai lisäaine ei ole syötettävissä paineilmalla ja sen lisääminen stabiloitavaan maakerrokseen ohjeistetaan hankekohtaisesti Massastabiloinnin työjärjestys ja esityöt Stabiloitava alue jaetaan stabilointiruutuihin stabilointityötä varten ja osa-alueisiin laadunvalvontaa varten. Stabilointiruutujen sijainnit ja numeroinnit sekä stabilointisyvyydet osoitetaan työsuunnitelmassa. Massasyvästabiloinnin työjärjestys on pääpiirteissään: 1. Esityöt (raivaus, haraus, stabilointityön esteiden poistaminen, yms.) 2. Stabilointiruutujen rajaaminen joko maastoon merkitsemällä tai koneautomaation avulla, lisäksi raivatun maanpinnan tason mittaukset 3. Stabilointityö

4 InfraRYL, Päivitys / KM 4 4. Työalustan rakentaminen (stabilointityötä välittömästi seuraten) 5. Lujittuvan stabiloidun maakerroksen laadunvalvonta (työtä ohjaava valvonta) 6. Lujittuneen stabiloidun maakerroksen laadunvalvontatutkimukset (toteava valvonta) Massastabilointikone poikkeaa pilaristabilointikoneesta koneiden maastokelpoisuuden ja työalustatarpeen osalta. Massastabilointikone on kevyempi kuin pilaristabilointikone ja siinä on vapaasti liikkuva puomi, jolla se pystyy tarvittaessa tukemaan konetta. Massastabiloidun maakerroksen päälle rakennettava työalusta on olennainen osa stabiloidun maan tiivistämistä, joten se on käsitelty kohdassa Massastabiloinnin tekeminen. Ennen varsinaista stabilointityötä tehdään suunnitelman mukaisesti esityöt, joita ovat raivaustyöt (mm. kantojen, juurakoiden, kivien, yms. poistaminen), mahdollinen humusmaan poisto sekä stabilointia haittaavien rakenteiden merkintä, suojaus tai poisto (esim. putkijohdot, maakaapelit, ilmajohdot yms. johdot). Stabilointia haittaavien esteiden, jotka puuttuvat suunnitelmasta, poistosta sovitaan tarvittaessa työn aikana. Stabilointia mahdollisesti haittaavat täyttö- ja rakennekerrokset poistetaan tai välpätään stabiloinnin edellyttämässä laajuudessa, poistetaan maastolliset esteet, rakennetaan työalusta sekä tehdään tarvittavat suojaustoimenpiteet. Työmaa-alueen on oltava riittävän laaja, jotta työmaan kaikki toiminnot voidaan suorittaa turvallisesti ja aiheuttamatta vaaraa tai ylimääräistä haittaa ympäristölle. Työmaalle on oltava riittävän kantava ja käyttökelpoinen tieyhteys koneille ja materiaalitoimituksille. Massastabilointikoneen työalusta rakennetaan välittömästi stabilointityön jälkeen kokonaisuudessaan tai alaosaltaan siten, että massastabilointityö voidaan toteuttaa työalustan päältä. Työalustan vakavuus ja laajuus tulee olla riittävä valitulle stabilointikalustolle. Jos massastabiloitavan alueen ulkopuolella tarvitaan työalustaa, suunnitellaan se kohdekohtaisesti maaperän lujuuden ja työmaalla käytettävän kaluston mukaan. Työalusta tiivistää massastabiloidun kerroksen ja sen alla tapahtuu massastabiloidun maa-aineksen lujittuminen. Yleensä tiivistyspenkereen materiaali on hiekka, sora- tai murske. Suotuisissa olosuhteissa voidaan käyttää karkeaa moreenia. Myös teollisuuden jätteitä tai sivutuotteita (esim. pohjatuhka, betonimurske) saattaa olla erikseen suunnitellusti ja luvitetusti mahdollista käyttää tiivistyspenkereenä. Työalustan stabiloituun massaan sekoittumisen estämiseksi työalustan alla käytetään suodatinkangasta. Työnaikaisen stabiliteetin varmistamiseksi voidaan käyttää lujitekangasta. Mikäli lujitekankaalla pyritään lujittaa myös lopullista rakennetta, on huomioitava sen vaurioituminen laadunvalvontakairausten yhteydessä. Lisäksi lujitekankaan on siedettävä stabiloidun maan emäksisyys. Erityisen heikoissa pohjamaaolosuhteissa stabilointikoneen alla voidaan käyttää erilaisia siirrettäviä telarakenteita (teräslevyt, hirsistä tai pölkyistä tehty rakenne, tms.). Työalustan stabiliteettitarkasteluissa tulee erityisesti ottaa huomioon kaivannot, ojat, täytöt, yms., joiden läheisyydessä stabiliteetti on yleensä heikoin. Työalusta pidetään sellaisessa kunnossa, että stabilointityö aputöineen voidaan tehdä turvallisesti ja tehokkaasti sen päältä.

5 InfraRYL, Päivitys / KM 5 Työalusta voi olla kohteen alin rakennekerros tai pengertäyttö (tai niiden alaosa), jolloin materiaali esitetään suunnitelma-asiakirjoissa tulevat rakenteet huomioiden. Silloin, kun tiivistyspenger leikataan pois ennen jatkorakentamista, valitaan tiivistyspenkereen materiaali kohdekohtaisesti saatavuus ja jatkokäyttömahdollisuudet huomioiden Massastabiloinnin tekeminen Sideaine sekä mahdolliset lisäaine ja/tai lisärunkoaine sekoitetaan stabiloitavaan maakerrokseen tarkoitukseen soveltuvalla massasyvästabilointilaitteistolla mahdollisimman tehokkaasti. Painesyöttimen avulla syötetään yhtä tai kahta sideainetta tai sideaineseosta sekoitinkärkeen, jossa pyörivä sekoitin sekoittaa sideaineen stabiloitavaan maakerrokseen ja samalla homogenisoi maaainesta. Sideaineen sekoituksen stabiloitavaan maa-ainekseen on ulotuttava suunnitelmaasiakirjoissa esitettyyn tasoon saakka. Stabilointityössä käytetty laitteisto, erityisesti sekoitinkärki, hyväksytetään suunnittelijalla ennen stabiloinnin aloittamista. Stabilointikoneesta ja kalustosta on esitettävä stabilointityön suorittamisen ja dokumentoinnin kannalta riittävät tiedot. Sekoitustyö tehdään liikuttamalla sekoitinkärkeä pysty- ja vaakasuunnassa riittävän monta kertaa. Tarvittava sekoitustyön määrä tarkistetaan kohdekohtaisesti työn aloitusvaiheessa ja sen toteutumista seurataan työn aikana. Nykyisillä laitteilla massastabilointisyvyys edullisissa olosuhteissa on enintään 8 m toteutettuna riittävän paksun työalustan päältä. Normaaliolosuhteissa stabilointisyvyys on pienempi (n. 3-5 m). Myös ohuempia maakerroksia voidaan massasyvästabiloida. Erilaisissa pohjaolosuhteissa työteknisesti mahdollinen stabilointisyvyys on selvitettävä ennakkoon aikaisempiin kokemuksiin perustuen tai koestabiloinnilla. Suurissa, erityisen vaativissa kohteissa tai stabiloitaessa maata tai materiaalia, jonka stabiloinnista ei ole aikaisempaa kokemusta, suositellaan koestabilointia suunnitteluvaiheessa tai työn aloittaminen koestabiloinnilla. Koestabiloinnilla testataan työn teknistä toteutusta, lopputuloksen laatua, työsaavutusta sekä optimoidaan sideainereseptiä. Sekoituksen tasalaatuisuuden parantamiseksi suositellaan käytettävän 3D ohjaus- ja tiedonkeruujärjestelmää, joka kontrolloi ja dokumentoi sekoitinkärjen liikkeitä ja varmistaa, että sekoitinkärki on sekoittanut suunnitellusti stabilointiruudun kaikki osat. Riittävä sekoitustyön määrä riippuu mm. pohjamaan jäykkyydestä, häiriintymisherkkyydestä ja sideainemäärästä. Stabiloitavaan turpeeseen tai liejuun voidaan lisätä tarvittaessa lisärunkoainetta (esim. hiekkaa, savea, tms.). Lisärunkoaine levitetään ennen varsinaista stabilointityötä stabiloitavan maakerroksen pinnalle ja esisekoitetaan maa-aineksen sekaan kaivinkoneella. Kun turvekerroksen alapuolella on savi-, siltti- tai hiekkakerros, voidaan stabilointi ulottaa turvekerroksen alapuolisen kerrokseen, jolloin sekoituskärjellä voidaan nostaa mineraalimaata turvekerrokseen parantamaan stabiloitavan kerroksen maa-aineksen koostumusta stabiloitavuuden ja lopputuloksen laadun kannalta. Myös ylijäämäsaven lisääminen raivatun ja haratun turvekerroksen pinnalle ja sekoittaminen turvekerrokseen mineraaliaineksen määrän lisäämiseksi parantaa turvekerroksen stabiloitavuutta. Ylätai alapuolelta stabiloitavaan kerrokseen lisättävä lisärunkoaine on vaikea sekoittaa tasaisesti ja yleensä lisärunkoaine keskittyy stabiloitavan kerroksen ylä- tai alaosaan.

6 InfraRYL, Päivitys / KM 6 Stabiloitavan alueen kuivatuksesta on huolehdittava työteknisistä syistä sekä stabiloinnin lopputuloksen laadun parantamiseksi (stabiloitavaan maakerrokseen ei saa sekoittua ylimääräistä vettä, joka heikentää lujittumista). Lumi ja jää on poistettava stabilointiruutujen kohdalta siten, että ne eivät sekoitu stabiloitavaan maakerrokseen. Talvella massastabilointia tehtäessä on huolehdittava siitä, että stabiloitava maakerros ei routaannu tarpeettomasti ennen stabilointia. Esimerkiksi suojaava lumikerros poistetaan vasta välittömästi ennen stabilointia. Stabiloitavan kerroksen yläpuolinen tai siihen sekoittunut ylimääräinen vesi, lumi tai jää kasvattaa vesisementti -suhdetta ja näin lisää sideaineen tarvetta ja/tai alentaa lopputuotteen lujuutta. Lumi ja jää lisäksi alentavat stabiloidun materiaalin lämpötilaa ja siten hidastavat lujittumisen alkamista ja saattavat myös heikentää loppulujuutta. Mikäli routaantunutta pintakerrosta joudutaan poistamaan, on se huomioitava mitoituksessa esim. silloin, kun stabiloitavaksi suunniteltu pintakerros korvataan poistettua pintakerrosta raskaammalla kitkamaalla. Massastabilointi ulotetaan suunnitelma-asiakirjoissa osoitettuun syvyyteen. Työ aloitetaan tekemällä koestabilointiruutuja edustavasti alueen eri osiin silloin, kun se on mahdollista stabiloitavan maan kantavuuden puolesta. Koe- ja tuotantostabiloinneissa saavutettujen stabilointisyvyyksien perusteella tarkistetaan suunnitelmissa esitetyt stabiloinnin tavoitetasot tarvittaessa. Suunnitelmissa esitetty stabilointisyvyys tarkoittaa syvyyttä, johon sideaineen sekoitus ulottuu ja johon sideaine saadaan sekoitettua luotettavasti ja tasaisesti. Silloin, kun esim. turpeen massastabiloinnissa on suunniteltu sekoitettavan turvekerroksen alapuolista savea tai silttiä stabiloitavan turpeen sekaan turpeen mineraalikoostumuksen parantamiseksi, on saven lujuus tarkistettava ennakkoon kairauksilla, koekuopilla tai koestabiloinnilla. Mikäli koetai tuotantostabilointivaiheessa havaitaan, että savi- tai silttikerros on niin luja, että massastabilointisekoitin ei tunkeudu ko. kerrokseen, on tämä huomioitava stabiloinnissa (esim. lisättävä sideainemäärää tai lisättävä stabiloitavan turvekerroksen pinnalle lisärunkoainetta, joka sekoitetaan turpeen sekaan). Tarvittaessa tehdään erillinen koestabilointi. Kun massastabiloinnin alapinnan ja alapuolisen kitkamaakerroksen kontakti on oltava hyvä (esim. vaarallisimman liukupinnan kulkiessa stabiloitavan savikerroksen alapinnan kautta sivukaltevassa maastossa), on riittävän laajalla koestabiloinnilla varmistettava, että sekoitinkärki ulottuu varmuudella stabiloitavan pehmeän kerroksen alapuoliseen kitkamaahan suunnitelma-asiakirjojen mukaisesti. Sekoitustyön valmistuttua stabilointiruudun pinta tasataan ja sille levitetään suunnitelmaasiakirjojen mukainen suodatinkangas ja työalusta. Vähintään työalustan alaosa on rakennettava saman työvuoron kuluessa. Työalustan paksuus ja materiaali on suunnitelma-asiakirjojen mukainen (yleensä 0,5-1,0 m). Työalustan rakentamiseen vaiheittain tulee aina varautua.

7 InfraRYL, Päivitys / KM 7 Stabiloiduilla alueilla saa liikkua raskaalla kalustolla ja penkereet tehdä täyteen korkeuteensa vasta, kun suunnittelulujuus on saavutettu. Massastabilointia tehdään koneen ulottuman verran, minkä jälkeen levitetään stabilointiruudun päälle työalusta. Massasyvästabilointikoneen ulottuma on tyypillisesi n. 4 m. Ruudun leveys voi olla yleensä suurempi. Stabilointityössä ja työkoneen liikkumisessa otetaan huomioon maapohjan alhainen lujuus ja häiriintymisherkkyys. Erityisen heikoissa pohjamaaolosuhteissa stabilointikoneen alla käytetään erilaisia siirrettäviä telarakenteita (teräslevyt, hirsilava, tms.). Stabiloidun materiaalin alkulujittumisen vaikuttaa siihen kuinka nopeasti stabiloinnin päälle voi asentaa työalustan ja milloin stabilointikoneen voi ajaa stabiloinnin päälle seuraavien ruutujen stabiloimiseksi. Työalustan paksuus ja korottamisen aikataulu on suunniteltava ja toteutettava tapauskohtaisesti stabiloidun maa-aineksen lujuuden ja lujittumisen mukaisesti. Stabiloitava maa-aines löyhtyy sekoituksen ja sideaineen syötön aikana. Massastabiloidun alueen päälle tehdään työalusta tiivistämään massastabilointia, jolloin sideaineen reaktiot käynnistyvät nopeammin sekä ylimääräinen ilma ja vesi saadaan puristettua pois massastabiloidusta kerroksesta. Työalusta rakennetaan tarvittaessa useammassa vaiheessa siten, että se ei aiheuta massastabiloidun kerroksen sivusiirtymiä ja massastabiloidun kerroksen epätasaista kokoonpuristumista. Lähimpänä massastabiloinnin reunaa sijaitseva työalustan alaosa toimii vastapenkereenä perässä seuraavalle työalustan yläosalle, kunnes massastabilointi on lujittunut siten, että työalustan yläosa voidaan rakentaa. Tiivistymisen tehostamiseksi voidaan rakentaa työalustan päälle esikuormituspenger ja/tai ylikuormituspenger. Massastabiloinnin tavoitelujuus saavutetaan yleensä 1-3 kk:n aikana. Massastabiloidun turvekerroksen painuma lujittumisvaiheessa työalustan alla voi olla jopa % turvekerroksen alkuperäisestä paksuudesta. Pehmeän ja hitaan alkulujittumisen omaavan stabiloidun materiaalin tapauksessa massastabilointityön etenemisen kannalta saattaa olla välttämätöntä asentaa työalustan alle suodatinkankaan sijaan geolujite. Yleensä massastabilointityö tehdään jo stabiloidun kerroksen päälle rakennetun työalustan päältä, mutta riittävän kantavan stabiloitavan kerroksen tapauksessa stabilointikone voi edetä takaperin stabiloidun alueen edellä hankekohtaisen suunnitelman mukaisesti. Mikäli kohteessa on pilaristabilointi massastabiloinnin alapuolella, on toteutuksen aikataulutuksessa ja rytmityksessä huomioitava tehdäänkö pilaristabilointi ennen vai jälkeen massastabiloinnin. Mikäli pilaristabilointi tehdään massastabiloinnin läpi, on kiinnitettävä erityistä huomiota massastabiloinnin lujuuden kehitykseen (usein pilaristabilointi on tehtävä miltei välittömästi massastabiloinnin jälkeen). Mikäli massastabiloitavan kerroksen (esim. turve) alapuoleisen savikerroksen pilaristabilointi toteutetaan ennen massastabilointia, vaatii pilaristabilointi työalustan. Kohteeseen toimitettu sideainemäärä (kg) ei saa alittaa kohteen suunnitelma-asiakirjojen (kg/m 3 ) ja toteumatietojen (m 3 ) perusteella laskettua sideainemäärää (kg). Urakoitsija on toimitettava sideaineentoimitusraportti sideaineentoimittajalta tai yhteenveto kuormakirjoista, joilla osoittaa työmaalle toimitetun suunnitelma-asiakirjojen ja toteutuneen stabilointimäärän mukaisen sideainemäärän (kg). Kaikkiin stabilointiruutuihin on syötettävä vähintään suunnitelma-asiakirjoissa esitetyn sideainemäärän (kg/m 3 ) perusteella laskettava sideainemäärä (kg/ruutu = ruutuun syötetty sideainemäärä / ruudun tilavuus).

8 InfraRYL, Päivitys / KM 8 Sideaineen sekoittuminen ei ole absoluuttisen tasaista, joten mikäli sideainemäärän jakautuminen tutkitaan, on sideainemäärityksiä tehtävä lukuisia riittävän luotettavan tuloksen saavuttamiseksi (näytteenotto ja määritykset tehdään suunnitelma-asiakirjojen mukaisesti). Stabiloidun massan näytteistä määritetyn sideainemäärän: poikkeamat kg/m 3 saavat olla enintään ±20 % ja yksittäispoikkeama ruudussa saa olla enintään ±30 % suunnitelma-asiakirjoissa esitetystä määrästä. Stabilointityötä aloitettaessa ja muutoinkin työn aikana voidaan sideaineen jakautumista ja lujittumisen tasalaatuisuutta arvioida silmämääräisesti karkealla tarkkuudella koekuoppanäytteiden avulla. Massastabilointia tehtäessä kiinnitetään erityistä huomiota sekoitustekniikkaan. Homogeenisuus pyritään varmistaa siten, että sideaine leviää tasaisesti stabilointiruudun koko tilavuuteen. Sideaineen syöttö tehdään stabilointiruudun eri osiin sekoitinkärjen stabiloitavaan massaan painamisen ja nostamisen yhteydessä, nykyisellä massastabilointikalustolla syötetyn ja sekoitetun sideaineen määrää jokaista stabiloitavaa maa-m 3 kohden ei pystytä mittaamaan stabilointikoneen mittalaitteilla. Todellinen sideaineen jakauma stabiloidussa massassa on mahdollista määrittää vain sekoitetusta massasta otetuista näytteistä, jotka voidaan ottaa välittömästä stabiloinnin jälkeen lujittumattomasta massasta tai myöhemmin lujittuneesta massasta. Sideainemäärää voidaan mitata laboratoriokokeilla tai yhdistämällä laboratoriokokeita ja XRFmittauksia (laboratoriotutkimuksilla määritetään kalibrointisuorat XRF-mittauksille). Välillisesti sideainemäärää ja sen jakautumista voidaan suuntaa-antavasti arvioida esim. tuoreesta massasta tehtyjen laboratoriossa lujittuneiden näytekappaleiden puristuskoekappaleiden tai muiden laadunvalvontatutkimusten tulosten perusteella. Työn aikana pidetään stabilointipöytäkirjaa, ks Kaikki häiriöt sideaineen syötössä kirjataan pöytäkirjaan. Stabiloidun maan ja työalustan mahdollinen leikkaus ja käsittely tehdään suunnitelma-asiakirjojen mukaan. Stabiloitu alue pengerretään kerrospengerryksenä. Pengertämisen ajankohta on suunnitelmaasiakirjojen mukainen. Stabiloitu alue esikuormitetaan stabiloinnin jälkeen suunnitelma-asiakirjoissa esitettävällä tavalla. Esikuormituksen ja penkereen rakentamisen ajankohta tarkistetaan stabiloidun maa-aineksen lujuudenkehityksen perusteella. Esikuormituksen vaikutusta tulisi seurata mittaamalla penkereeseen asennettavia painumalevyjä Valmis massastabilointi Stabilointikenttien nurkkien suurin sallittu poikkeama suunnitelma-asiakirjojen mukaisesta sijainnistaan on 0,2 m.

9 InfraRYL, Päivitys / KM 9 Tiettyä osa-aluetta edustavien koetulosten keskiarvo on vähintään suunnitelma-asiakirjoissa vaaditun leikkauslujuuden suuruinen. Myös yksittäisille stabilointiruuduille asetettu vähimmäislujuusvaatimus tulee täyttyä. Tavanomaisissa pengerkohteissa tuloksia arvioidaan stabiloinnin tutkitusta pituudesta kokonaisuutena osa-alueittain ja ruuduittain taulukon 14132:T2 mukaisesti (tarkastelussa ei käsitellä yksittäisiä kairauksia). Muiden kuin pengerkohteiden, esimerkiksi kaivannon luiskan lujittamiseen käytetyn massastabiloinnin lujuuden vaatimustenmukaisuus todetaan suunnitelma-asiakirjojen mukaisesti. Taulukko 14132:T1. Massastabiloinnin laadun arviointi tavanomaisessa pengerkohteessa valvontakairausten tulosten perusteella. Lujuuden Yksittäisen ruudun keskiarvokuvaaja Osa-alueen ruutujen Osa-alueen kes- alitus osuus keskiarvokuvaajan pituudesta yksittäisen alituksen pituus keskiarvokuvaajat yhteensä kiarvokuvaaja *** yli 30 % ei sallita ei sallita ei sallita ei sallita % sallittu 10 % * 0,5 m ** sallittu 5 % * ei sallita 10-5 % sallittu 30 % * 0,5 m ** sallittu 15 % * ei sallita 5-0 % sallittu 40 % * 0,5 m ** sallittu 20 % * ei sallita * sallittu %-osuus tutkitusta pituudesta ja alitukset eivät keskity samalle syvyydelle osa-alueen muiden ruutujen keskiarvokuvaajien alitusten kanssa ** sallitaan yksittäisinä havaintoina, joissa havaintojen välinen syvyysetäisyys ruudun keskiarvokuvaajassa > 0,5 m hyvin lyhyet alitukset voidaan laskea yksittäiseksi havainnoksi, kun ne esiintyvät enintään 0,5 m matkalla *** keskiarvokuvaaja lasketaan kunkin osa-alueen kaikille tutkituille ruuduille ja joka esitetään syvyyden suhteen Suunnitelmassa on esitettävä osa-aluejako laadunvalvontaa varten. Osa-alueet rajataan mm. stabiloitavan maakerroksen ominaisuuksien (syvyys, vesipitoisuus, yms.), stabilointimäärän, sideainereseptin sekä mahdollisen lisärunkoaineen määrän ja laadun perusteella (osa-alueen kaikissa ruuduissa on käytetty mm. samaa sideainetta ja sideainemäärää kg/m 3 ). Esimerkki osa-aluejaosta on esitetty liitteessä 17. Osa-alueen tutkimuserän keskiarvokuvaajassa esitetään samaa lujittumisaikaa edustavien pilareiden kairaustulokset. Tutkitulla pituudella tarkoitetaan sitä osuutta kairauksesta, jossa kairakärki on ollut massastabiloinnissa eli tuloksesta on poistettu massastabiloinnin läpäissyt alapuolista maakerrosta edustava osuus. Liitteessä 17 on esitetty miten taulukon 14132:T1 vaatimuksia sovelletaan pilareiden kairausdiagrammeihin. Ennen kairaustulosten tulkintaa poistetaan tuloksista tutkimusmenetelmästä aiheutuvat piikit (esim. tankojen jatkaminen, siirtyminen lyönneistä puristukseen, tms.). Suunnitelma-asiakirjoissa esitettävässä lujuusvaatimuksessa on huomioitava syvätabiloinnin käyttötarkoitus ja menetelmälle ominainen lujuuden hajonta. Esimerkiksi penkereen alapuolisen laaja-alaisen stabiloinnin paikallinen lujuuden hajonta ei ole yhtä vaarallinen pohjanvahvistuksen toiminnan kannalta kuin se saattaa olla esim. kaivannon luiskan lujittamisessa käytettävässä stabiloinnissa.

10 InfraRYL, Päivitys / KM Massastabiloinnin kelpoisuuden osoittaminen Sideaineen sekoitustyön tehokkuuden valvonta tapahtuu työtapatarkkailuna, jossa seurataan sekoitinkärjen liikkeiden liikerataa stabilointiruudussa sekä sekoituskertojen lukumäärä. Lujittumisaikana toteutetaan laadunvalvontakairauksia ja otetaan tarpeen mukaan maaperänäytteitä stabiloidusta maa-aineksesta. Sekoitustyön määrää ja sekoituksen tehokkuutta voidaan arvioida esim. sekoitusajan perusteella eli mitataan kuinka pitkään sekoituskärki sekoittaa stabilointiruutua (min/ruutu tai min/m 3 ). Stabilointityöstä urakoitsija tekee stabilointiruutukohtaisen raportoinnin (stabilointipöytäkirjan), josta ilmenevät: ruudun tunnistetiedot, tekopäivämäärä, sää stabiloinnin aikana, ruudun kuivatusolosuhteet, sijainti (kulmien x ja y-koordinaatit), stabilointiruudun ala- ja yläpinnan korkeustaso (z-korko, yläpinnan taso ennen stabilointia), ruudun syvyys, sideaine (sideaine-erän määrä ja laatu), syötetyn sideaineen määrä (kg/ruutu, sideainesäiliön vaa'an lukemat ennen ja jälkeen ruudun sideaineensyötön), toteutunut keskimääräinen sideainemäärä ruutukohtaisesti (kg/ m 3 -maa), mahdolliset ongelmat sideaineen syötössä tai muut havainnot mahdollisen lisäaineen määrä (kg/ruutu tai kg/m 3 ) ja laatu (materiaali, toimituspaikka, laadullinen kuvaus, yms.), mahdollisen lisärunkoaineen määrä (kg/ruutu) ja laatu, sekoitustyön määrä (minuuttia / ruutu, tms.) ja työpenkereen rakentamisen ajankohta eri vaiheissa ja materiaali. Sideaineen laatu todetaan materiaalikohdassa. Stabilointiruutujen sijainnista laaditaan osa-alueittain tarkepiirustukset, joista ilmenevät ruutujen sijainti ja numerointi. Aloituskokouksessa sovitaan ruutukohtaisen raportoinnin (taulukot, kartat) toimittamisesta rakennuttajalle ja suunnittelijalle stabilointityön aikana. Raportoinnin formaatista, aikataulusta, kohteen valokuvauksesta, yms. tulee sopia tarkemmin viimeistään aloituskokouksessa. Suunnitelma-asiakirjoissa asetetaan tavoitteet ja vaatimukset sideaineelle, stabilointityölle ja lopulliselle rakenteelle. Stabilointityötä koskevien tavoitteiden ja vaatimusten toteutuminen osoitetaan dokumentoimalla tehty stabilointityö. Toteutuneesta rakenteesta tutkitaan sen yksittäisten osien ominaisuuksia ja verrataan niitä asetettuihin tavoitteisiin ja vaatimuksiin yksittäisinä havaintoina sekä tutkittavan alueen kannalta. Lopulliseen rakenteeseen kohdistuvista laadunvalvontatoimenpiteistä vastaavat riippumaton laadunvalvoja ja paikallisvalvoja.

11 InfraRYL, Päivitys / KM 11 Sekoitustyötä seurataan myös koneohjaukseen perustuen 3D-ohjelmilla silloin, kun stabilointilaitteisto on varustettu ko. järjestelmällä. Stabiloinnin lujuuden kelpoisuutta arvioidaan lujuustutkimusten perusteella. Lujuustutkimuksia tehdään suunnitelma-asiakirjoissa stabilointikohteen osa-alueille osoitettu määrä. Lujittuneen massastabiloinnin leikkauslujuuden määrityksiä (kairauksia) tehdään suunnitelmaasiakirjoissa esitetty määrä. Mikäli suunnitelma-asiakirjoissa ei ole esitetty määrää osa-alueittain eriteltynä, tutkitaan stabilointiruuduista vähintään seuraavasti: 10 % ruuduista tutkitaan, kun massastabiloinnin tilavuus on < 5000 m 3 8 % ruuduista tutkitaan, kun massastabiloinnin tilavuus on m 3 6 % ruuduista tutkitaan, kun massastabiloinnin tilavuus on m 3 5 % ruuduista tutkitaan, kun massastabiloinnin tilavuus on m 3 4 % ruuduista tutkitaan, kun massastabiloinnin tilavuus on > m 3 Minimissään yhdestä osa-alueesta tutkitaan vähintään viisi (5) ruutua. Jokaiseen tutkittavaan ruutuun tehdään vähintään viisi (5) kairausta, joista vähintään 3 samalla menetelmällä. Tutkittavat ruudut edustavat kattavasti osa-aluetta ja osa-alueet edustavat kattavasti kohteen koko stabiloitavaa aluetta. Valvoja tai suunnittelija valitsee tutkittavat pilarit. Mahdollisten muiden massastabiloinnilta vaadittavien ominaisuuksien, kuten esim. vedenläpäisevyyden. vaatimustenmukaisuus todetaan suunnitelmassa esitetysti. Valvontakairausten tyyppi ja määrä esitetään suunnitelma-asiakirjoissa. Laadunvalvontatutkimuksiin kuuluvat mm. kairaukset, koekuopat ja näytteenotto. Kairaukset ovat yleensä pilarikairauksia ja siipikairauksia. Kairauksia tehdään vähintään suunnitelma-asiakirjoissa esitetty määrä ja ne suoritetaan kohteesta riippuen tavallisesti 7-90 vrk lujittumisajan jälkeen vrk kairaukset ovat yleensä työn toteutusta ohjaavia ja vrk kairaukset lopputuloksen laatua osoittavia. Massastabilointityön alkuvaiheessa suositellaan tehtäväksi koekuoppia, joista voidaan havainnoida kuinka sideainereaktio ja stabiloidun massan lujittuminen on käynnistynyt ja ottaa tarvittaessa näytteitä tarkempia tutkimuksia varten. Koekuoppanäytteistä voidaan myös arvioida sideaineen jakautumisen tasaisuutta esim. xrf-mittauksilla (alkuaineanalysaattori) tai sideainemäärityksillä. Kairausmenetelmäksi valitaan yksi tai useampi seuraavista (suluissa kärjen tavanomaiset mitat): pilarikairaus (kärjen pinta-ala 100 cm 2 ) pilarisiipikairaus (siiven koko mm 2 ) CPTU-kairaus (kärjen pinta-ala 10 cm 2 ) puristinheijarikairaus (kärjen pinta-ala 50 cm 2 ). Kairauksista suositellaan tehtävän n. 50 % siipikairauksina ja n. 50 % pilarikairauksina. Mikäli siipi- ja pilarikairausten havaitaan vastaavan kohdekohtaisesti hyvin toisiaan, voidaan pilarisiipikairausten osuutta pienentää. Puristinheijarikairausta käytetään, jos stabiloitu maa on niin kovaa, ettei pilarikaira tunkeudu siihen. Lisäksi stabiloidusta maasta voidaan ottaa näytteitä laboratoriokokeita varten. Kairaukset suoritetaan ensisijaisesti esiin kaivetun massastabiloinnin pinnalta alkaen. Mahdollisen suodatin-/lujitekankaan takertuminen kairaan on estettävä esim. tekemällä laadunvalvontakairaus kankaaseen viilletyn reiän läpi. Mikäli massastabiloidun kerroksen päällä olevaa täyttökerrosta ei poisteta tai auki kaiveta, voidaan tutkimus tehdä riittävän suuren suojaputken läpi.

12 InfraRYL, Päivitys / KM 12 Leikkauslujuuden määrittämiseksi tehdään valvontakairaukset yleensä vrk:n ikäisille massastabilointiruuduille suunnitelma-asiakirjojen mukaisesti. Mikäli stabilointialueen vieressä sijaitsee erityisen herkkiä rakenteita (esim. ratakohteissa tms.), tutkimuksia voidaan tehdä myös 1-3 vrk. Mikäli valvontakairaukset osoittavat, että lujuusvaatimusta ei ole saavutettu, tehdään uusia kairauksia, koska hitaasti reagoivat sideaineet voivat saavuttaa tavoitelujuuden pidemmällä lujittumisajalla ja muita tutkimuksia tai täydentäviä rakennustoimenpiteitä ei tarvita. Mikäli pidempi lujittumisaika ei paranna lujuutta ja/tai lujuusalitusten syy on selvitettävä, tehdään lisätutkimuksia selvittämällä esim. sideaineen määrä ja jakautuminen, sekoitustyön riittävyys ja sideaineen koostumusta. Liikenneviraston kohteissa laadunvalvontamäärät määritetään Liikenneviraston ohjeen mukaisesti. Tutkimusten määrää lisätään työn aikana, mikäli stabilointityön ja stabiloidun materiaalin laadun vaihtelu tai kairaustulosten tilastollinen luotettavuus sitä edellyttävät. Kun massastabiloitua materiaalia hyödynnetään muualla täyttö- tai rakennusmateriaalina, on lujuustavoitetta asetettaessa huomioitava stabiloidun materiaalin kaivun ja siirron aiheuttama mahdollinen lujuuden aleneminen. Tuloksista laaditaan osa-alueittain tutkimusraportti, jossa esitetään kaikki kairaustulokset, kairausten perusteella lasketut ruutukohtaiset ja osa-aluekohtaiset leikkauslujuuksien keskiarvot ja vaihtelu sekä lujuuspoikkeamat suunnittelulujuuteen verrattuna. Tutkimusraportissa esitetään tutkimuspisteiden sijainti kartalla sekä tutkitun stabiloinnin ikä tutkimushetkellä. Tutkimusraporteissa esitetään stabiloinnista mahdollisesti otettujen näytteiden laboratoriotutkimusten tulokset. Raportissa esitetään myös arvio suoritettujen tutkimusten edustavuudesta kohteessa. Tutkimusraportin laatijalle on toimitettava massastabiloinnin työselitys ja suunnitelmapiirustukset tarvittavassa laajuudessa sekä tutkittavien ruutujen stabilointipöytäkirjat. Painumatarkistimia (painumalevyjä) asennetaan suunnitelma-asiakirjoissa esitettyihin sijainteihin. Ruuduittain tehdyt stabilointipöytäkirjat sekä kairaus- yms. tulokset liitetään kelpoisuusasiakirjaan. Pöytäkirjan liitteenä esitetään yhteenveto stabilointityön aikana ja pöytäkirjan tarkastuksen yhteydessä havaituista poikkeamista laatuvaatimuksiin verrattuna sekä laboratoriotutkimuslomakkeet sideainesseoksen ja sen ainesosien kelpoisuudesta. Pöytäkirjoista ilmenevät myös mahdolliset hylätyille ruuduille tehdyt korjaavat toimenpiteet. Katselmuspöytäkirjat, laadunvalvontaraportit ja suorituspöytäkirjat kootaan työmaalla aina ajan tasalla pidettävään kelpoisuusasiakirjaan. Tutkimuksia varten merkitään maastoon tutkittavien ruutujenkulmat. Toteutumapiirustuksen tueksi kelpoisuusasiakirjaan liitetään seuraavat rakennuttajan tarkastamat dokumentit: stabilointipöytäkirjat raportit stabiloinnin laadunvarmistuskokeista (mm. valvontakairaukset, näytetutkimukset, yms.) tiedot työpenkereestä sekä esikuormituksesta ja kuormitusajasta painumatarkkailun tulokset. Painumamittaukset tulisi tehdä saman mittaryhmän 0-lukemien mittauksesta alkaen (mittausryhmän / - organisaation vaihtuminen kesken seurantamittausten on usein havaittu saavan toisen mittausryhmän kanssa ristiriitaisia mittaustuloksia). Suorituspöytäkirjat toimitetaan pohjarakenteiden suunnittelijalle työ alussa sovittavassa aikataulussa.

13 InfraRYL, Päivitys / KM Massastabiloinnin tekemisen ympäristövaikutukset Mikäli massastabilointisekoitin ei ole riittävän syvällä stabiloitavassa maakerroksessa sideainetta syötettäessä, voi sideainetta levitä ympäristöä häiritsevästi. Sideaineen haitallinen leviäminen ympäristöön estetään. Side- ja seossideaineiden pölyäminen estetään oikeilla työmenetelmillä ja laitteistojen kunnosta huolehtimalla. Tarvittaessa käytetään pölynsidontamenetelmiä, esim. kastelua. Työjärjestys ja tekemisen aikataulu suunnitellaan siten, että viereisten rakenteiden vakavuus säilyy riittävänä kaikissa työvaiheissa eikä tapahdu haitallisia painumia tai siirtymiä.

14 InfraRYL, Päivitys / KM 14 LIITE 15 Massastabilointialueen jakaminen osa-alueisiin laadunvalvontaa varten. Esimerkki. => ruuduista tutkittava vähintään stabilointimäärän [ m 3 / osa-alue tai m 3 / osa-aluetyyppi ] perusteella: 6 % (osa-alueet 1, 2 ja 5) 8 % (osa-alue 3) 10 % (osa-alue 4) 8 % (osa-alue 6 ja 7) Yksittäisen ruudun keskiarvo kairausdiagrammin arviointi. Esimerkkejä. Värikoodit esimerkkidiagrammin tulkinnassa. väri ja lujuuden alitus 0 % 5-0 % 10-5 % % > 30 % Massastabilointiruudun keskiarvodiagrammin hyväksyntä / hylkäys ja perusteet: a) Hyväksytty yksittäisen ruudun keskiarvokuvaaja yksittäisen lujuusalituksen % pituus < 0,5 m, alitusten väli > 0,5 m ja alitusten yhteispituus < 10 % massastabiloinnin paksuudesta => ruutu hyväksytään b) Hylätty yksittäisen ruudun keskiarvokuvaaja yksittäisten lujuudenalitusten 10-5 % pituus > 0,5 m => ruutu hylätään, alitusten yhteispituus > 30 % massastabiloinnin paksuudesta => ruutu hylätään c) Hylätty yksittäisen ruudun keskiarvokuvaaja lujuuden alitus > 30 % => ruutu hylätään lujuuden alitusten ja 10-5 % yhtenäinen pituus > 0,5 m ja >

15 InfraRYL, Päivitys / KM % massastabiloinnin paksuudesta => ruutu hylätään