Pyöreälahden asemakaava ja asemakaavan muutos, tärinäselvitys Siilinjärven kunta

Transkriptio

1 Pyöreälahden asemakaava ja asemakaavan muutos, tärinäselvitys Siilinjärven kunta Jussi Kurikka-Oja

2 1 Taustatiedot Tämä tärinäselvitys on laadittu Siilinjärvellä, Pyöreälahden alueelle 2. kunnanosassa kortteleissa ja 8300 valmisteltavaa asemakaavaa ja asemakaavan muutosta varten. Kaavoituksen keskeisenä sisältönä alueelle osoitetaan 130 omakotirakennuspaikkaa, 4 rivitalorakennuspaikkaa sekä muita toimintoja. Pääasiallinen tärinälähde on alueen länsipuolella kulkeva rata. 2 Menetelmät ja lähtötiedot 2.1 Tärinän häiritsevyyden arviointi Pohjana tärinän häiritsevyyden arvioinnille käytetään VTT:n julkaisussa Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa, VTT Working Papers 50, Espoo 2006 esitettyä rakennusten värähtelyluokitusta (Taulukko 1): Taulukko 1. Rakennusten värähtelyluokitus häiritsevyyden arvioinnissa, VTT 2006 Värähtelyluokka A B C D Kuvaus v (mm/s) w, 95 värähtelyolosuhteista Hyvät asuinolosuhteet 0,10 (Ihmiset eivät yleensä havaitse värähtelyitä) Suhteellisen hyvät asuinolosuhteet (Ihmiset voivat havaita värähtelyt, 0,15 mutta ne eivät ole häiritseviä) Suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa (Keskimäärin 15 % asukkaista pitää värähtelyitä 0,30 häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä) Olosuhteet, joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla (Keskimäärin 25 % asukkaista pitää värähtelyitä 0,60 häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä) Rakennusten värähtelyluokituksessa rakennukset on jaettu luokkiin A-D tärinän tunnusluvun v w, 95 perusteella. Tunnusluku perustuu yksittäisten liikennetapahtumien suurimpiin värähtelyn taajuuspainotettuihin tehollisarvoihin ja niiden perusteella laskettuun keskiarvoon ja hajontaan seuraavasti: v w, 95 = 15 suurimman yksittäisen tapahtuman keskiarvo + 1,8 x 15 suurimman yksittäisen tapahtuman hajonta. Taulukoituja tunnuslukuja sovelletaan asuinrakennuksille. Tunnuslukuja voidaan soveltaa myös muille kuin asuinrakennuksille VTT:n julkaisun Ohjeita liikennetärinän arviointiin, Espoo 2011 mukaan: Suositeltava tavoiteraja värähtelyn enimmäisarvolle rakennuksen sisätiloissa on uusilla asuinalueilla 0,3 mm/s ja vanhoilla asuinalueilla 0,6 mm/s. Tämä VTT:n esittämä suositus enimmäisarvoksi (Talja 2002) on otettu käyttöön myös Liikenneviraston ohjeistuksessa (RATO 2008). Tavoitteen tulee toteutua pystyvärähtelyn osalta rakennuksen kaikissa lattioissa ja vaakavärähtelyn osalta rakennuksen jokaisessa kerroksessa. Mikäli kyse ei ole asuinrakennuksesta ja tilojen käyttötarkoitus on sellainen, että liikenteen ei katsota haittaavan lepoa, tavoiteraja voi olla kaksinkertainen esitettyihin arvoihin nähden.

3 Pyöreälahden asemakaava ja asemakaavan muutos, tärinäselvitys (7) Julkaisussa Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa esitetään kolme eri arviointitasoa käytettäväksi eri olosuhteissa: Arviointitasolla 1 tarkastelu perustuu taulukoituihin turvaetäisyyksiin, joiden avulla huomioidaan tärinän aiheuttaja ja paikalliset olosuhteet. Tämän tarkastelun perusteella voidaan arvioida, sijaitseeko alue tärinän suhteen riskialueella. Arviointitaso 2 perustuu laskennallisiin arvoihin tai tärinämittauksiin, jolloin liikenteen ja maaperän ominaisuudet voidaan arvioida tarkemmin. Arviointitasoa 2 suositellaan käytettäväksi, kun yleiskaavassa tai asemakaavassa rakentamista ohjataan yksityiskohtaisesti määrätyllä alueella ja arviointitason 1 perusteella alue on riskialuetta. Arviointitason 3 tarkastelu perustuu aina riittävän pitkäaikaisiin (viikon kestäviin) tärinämittauksiin. Tason 3 käyttöä tarvitaan, mikäli arviointitason 2 laskennallisella tarkastelulla ei saada riittävän luotettavaa kuvaa maaperän pystyvärähtelyn suuruudesta, tai halutaan rakentaa alueelle, jolla arviointitason 2 mukaan tärinä voi ylittää suositusarvon. Tässä selvityksessä on käytetty arviointitason 3 mukaisia, viikon kestäviä tärinämittauksia. 2.2 Tärinän arviointi rakenteiden kannalta Tärinän heilausnopeuksille on määritelty raja-arvot rakennusten vaurioitumisalttiuden arvioimiseksi VTT:n julkaisussa Rautatieliikenteen tärinän vaikutus rakenteisiin. Alttiusluokat esitetään taulukossa 2: Taulukko 2. Tärinäalttiusluokat rakenteiden tärinän arvioinnin kannalta. Tärinäalttiusluokka I II III Kuvaus Normaalikuntoiset hyvin jäykistetyt rakennukset. Teräs- ja betoniset teollisuusrakennukset, muut teräsrakenteet, sillat ja muut niihin rinnastettavat rakenteet Perinteisesti rakennetut betoni-, tiili- tai puurakenteiset asuin- ja liikerakennukset tai muut niihin rinnastettavat rakennukset ja rakenteet. Luokan I rakennukset, joissa on muurattuja kellariseiniä tai tiiliverhoilu Erityisen herkät rakennukset tai rakenteet ja kulttuurihistoriallisesti tai yhteiskunnallisesti merkittävät rakennukset Hallitseva taajuus, Hz alle yli 30 alle yli 30 alle yli 30 Resultantin maksimi, v res mm/s

4 2.3 Mittaukset Alueella toteutettiin tärinämittaukset Mittausjärjestelyistä vastasi Sito Oy:n alikonsulttina Kalliotekniikka Consulting Engineers Oy. Mittauksia tehtiin kahdeksasta mittauspisteestä kolmiakselisilla tärinämittareilla. Mittaukset suoritettiin maaperästä, joka mittausaikana oli sula. Mittauspisteiden sijainti esitetään liitteessä Maaperä Kaavaselostuksessa kerrotaan alueen maaperästä seuraavaa: Pöyry Finland Oy suoritti alueella maaperäselvityksiä vuosina 2010 ja Vuoden 2013 selvityksessä täydennettiin aikaisempaa selvitystä sekä tutkittiin meluvallin rakentamisen mahdollisuutta radan läheisyyteen. Tutkimusalue sijoittuu itään päin viettävän moreenirinteen alaosaan, jossa tyypillisesti on löyhiä moreenikerrostumia ja moreenikerrosten välissä lajittuneita hiekka-, siltti- ja savikerrostumia, jotka tiiviydeltään vaihtelevat hyvin löyhistä kerrostumista löyhiin ja keskitiiviisiin välikerroksiin. Alueen notkelmakohdissa, joihin on syntynyt purouomat, ovat maakerrokset kaikkein löyhimmillään. Maalajien ja kerrosten tiiviysvaihtelut ovat pienipiirteisiä, jolloin vierekkäisten kairauspisteiden välillä voi olla suuriakin eroja ja näin ollen rakennettavuuden tarkka rajaaminen on vaikeaa. Kairaukset päättyivät 0,8-7,7 m syvyyteen maanpinnasta moreenikerroksessa oleviin kiviin. Maapohjassa on vettä johtavia kerroksia, joita pitkin vesi pääsee liikkumaan maaperässä Jäläjärveä kohti. Tutkimusalueen eteläosan metsäalueella erään tutkimuspisteen (28) kohdalla vesipinta on n. 1,0 m syvyydellä maanpinnasta. Tämän eteläpuolella on aikaisemmissa tutkimuksissa havaittu hiekkakerroksia, joissa vettä virtaa runsaasti. Rakennettavuudeltaan alue jakautuu normaalisti (2) ja vaikeasti (3) rakennettaviin alueisiin. Normaalisti rakennettavilla alueilla rakennukset voidaan perustaa maanvaraisille anturoille ja kantava maapohja on enintään 1 m:n syvyydessä maanpinnasta. Rakennusten lattiat voidaan rakentaa maanvaraisina. Kunnallistekniikan rakentaminen ei vaadi erityistoimenpiteitä. Vaikeimmin rakennettavilla alueilla kantava maapohja on 2-3 m syvyydessä maanpinnasta. Rakennusten kohdalla joudutaan suorittamaan massanvaihtoja tai esikuormittamaan rakennuspohjia ylipenkereillä ja kaikkein löyhimmillä alueilla on varauduttava rakennukset perustamaan kovan pohjaan lyötävien tukipaalujen varaan. Rakennusten alimmat lattiat voidaan perustaa perustamisratkaisusta riippuen joko maanvaraisesti tai kantavina rakenteina. Putkijohtojen osalla joudutaan käyttämään arinarakenteita ja mahdollisesti myös paalutuksia. Vaikeasti rakennettavaksi luokitellulla alueella on jokaisen rakennuksen kohdalla suoritettava yksityiskohtaiset pohjatutkimukset ennen perustamistavan lopullista ratkaisemista.

5 Pyöreälahden asemakaava ja asemakaavan muutos, tärinäselvitys (7) Kuva 2. Rakennettavuusselvitys, Siilinjärven kunta ja Pöyry Finland Oy 2.5 Raideliikenne Mittausajankohdan raideliikenteestä hankittiin tiedot VR Track Oy:n kautta. Mittausten aikana tutkimusalueen ohitti noin 176 junaa, joista tavarajunia oli noin 70. Tavarajunien massa vaihteli t välillä. 3 Mittaustulokset Mittaustulokset yhdistettiin junatietoihin tapahtumien kellonajan perusteella. Lisäkriteerinä käytettiin lisäksi tapahtumien taajuussisältöä. Tunnusluku v w, 95 on muodostettu mittaustulosten (v max, 95 ) perusteella käyttäen kaavaa:, 0,55, 1 +( ) Jossa v w, 95 on tehollisarvoon perustuva tunnusluku, v max, 95 mittaustulosten/huippuarvojen perusteella määritetty tunnusluku, f 0 on 3,5 hz ja f on jokaisen, 15. suurimman tärinätapahtuman hallitseva värähtelytaajuus. Mittaustulokset mittauspisteittäin esitetään taulukossa 3: Taulukko 3. Mittaustulokset mittauspisteittäin

6 Mittauspiste Tärinän rataa vastaan oleva vaakakomponentti (X) v w, 95 (mm/s) Tärinän pystysuuntainen komponentti (Z) v w, 95 (mm/s) Tärinän rataa suuntaan oleva vaakakomponentti (Y) v w, 95 (mm/s) Etäisyys rataan m Hallitseva taajuus Hz 1 0,47 0,32 0, Ei kynnysarvon ylittäviä, junatietoihin yhdistettäviä tuloksia ,16 1,21 1, Ei kynnysarvon ylittäviä, junatietoihin yhdistettäviä tuloksia ,72 1,44 1, ,27 0,23 0, ,47 0,20 0, Ei kynnysarvon ylittäviä, junatietoihin yhdistettäviä tuloksia 60 - Ne mittauspisteet, joissa ei rekisteröity kynnysarvon ylittäviä tapahtumia sijaitsevat kauempana radasta verrattuna niihin pisteisiin, joissa tapahtumia rekisteröitiin, pois lukien mittauspiste 8, jonka maaperäolosuhteet poikkeavat muista pisteistä. 4 Tärinän leviäminen kaava-alueelle Mittaustulosten avulla voidaan tarkastella tärinän voimakkuutta koko suunnittelualueella yhdistämällä mittaustulokset, maaperätiedot sekä tärinän laskennallinen arvio. 4.1 Laskennallisen arvioinnin periaatteet Tärinän leviämistä koko asemakaava-alueelle tutkittiin VTT:n julkaisussa Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa esitetyn ns. käsinlaskentamallin avulla. Laskentamallin avulla voidaan huomioida radalla liikkuvan kaluston ominaisuudet (massa, nopeus), maaperän ominaisuudet sekä raiteiston kunnon vaikutus tärinään. Laskentamalli kalibroitiin paikallisiin olosuhteisiin käytössä olleiden maaperä-, ja mittaustietojen perusteella. Laskentamalli perustuu kaavaan:, =, Jossa v z,max on tärinän laskennallinen pystyheilahdusnopeus, v z,15 vertailuheilahdusnopeus, k D etäisyyskerroin, k S junan nopeudesta riippuva kerroin, k G junan painosta riippuva kerroin, k R radan kunnosta riippuva kerroin ja k B maaperäolosuhteista riippuva kerroin. Rakennuksiin siirtyvästä tärinästä kerrotaan julkaisussa Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa seuraavaa: Arvioinnin pääperiaatteena on, että laskentakaavoilla tai mittaamalla selvitetään maanpinnan pystyvärähtelyn tunnusluku v w, 95. Asuintiloissa esiintyvä värähtely arvioidaan kertomalla maaperän pystyvärähtely rakennuksen tyypistä riippuvalla kertoimella. Kerroin on 2,0 lukuun ottamatta seuraavia tapauksia, joille kerroin on 1,0: Rakennuksen lattiat ovat maanvaraiset. Rakennus on yksikerroksinen ja perustettu paaluille. Rakennus on vähintään 5-kerroksinen.

7 Pyöreälahden asemakaava ja asemakaavan muutos, tärinäselvitys (7) Kertoimen 1,0 käyttö perustuu VTT:n tekemiin koemittauksiin, joista kerrotaan julkaisussa seuraavaa: Tulosten perusteella on annettu suositus, että suunnittelun perusteena käytetään maaperän pystysuuntaisen värähtelyn tunnuslukua. Yksikerroksisilla rakennuksilla vaakavärähtelyä ei tarvitse huomioida. Kaksikerroksisten rakennusten vaakavärähtelyssä on suositeltu varautumista kaksinkertaiseen värähtelyn tunnuslukuun. Myös ala- ja välipohjien pystysuuntaisessa värähtelyssä suositellaan varautumista kaksinkertaiseen värähtelyn tunnuslukuun. Poikkeuksena ovat paaluille perustettujen 1-2 kerroksisten talojen ala- ja välipohjat sekä maanvaraiset lattiat, joilla riittää varautuminen maaperän värähtelyn suuruiseen tunnuslukuun. 4.2 Laskennallisen arvioinnin tulokset Laskennallisen arvioinnin tulokset esitetään taulukossa 4. Taulukko 4. Vaadittava suojaetäisyys Vaadittava suojaetäisyys C-luokan rajan alittamiseksi (v w95 alle 0,30 mm/s) Siirtokerroin 1 m Vaadittava suojaetäisyys C-luokan rajan alittamiseksi (v w95 alle 0,30 mm/s) Siirtokerroin 2 m Vaadittava suojaetäisyys muille kuin asuinrakentamiselle suositusarvon alittamiseksi (v w95 alle 0,60 mm/s) Siirtokerroin 1 m Mittauspisteet Mittauspisteet Vaadittava suojaetäisyys muille kuin asuinrakentamiselle suositusarvon alittamiseksi (v w95 alle 0,60 mm/s) Siirtokerroin 2 m Tulosten arviointi Mittaustulosten ja niiden pohjalta tehdyn laskennallisen arvion perusteella tärinän leviäminen radan ympäristöön vaihtelee suunnittelualueella suuresti mikä selittyy alueen vaihtelevalla maaperällä. Mittaustuloksia saatiin edustavasta määrästä junia, joten tuloksissa ei ole radalla liikkuvaan kalustoon liittyviä epävarmuuksia. Selvityksen perusteella määritellyt tärinäalueet esitetään liitteissä 2 ja 3 olevilla kartoilla.

8

9

10