Aseman seutu ja Siilinpää, tärinäselvitys Siilinjärven kunta

Transkriptio

1 Aseman seutu ja Siilinpää, tärinäselvitys Siilinjärven kunta Jussi Kurikka-Oja Anne Kangasaho

2 (9) SISÄLTÖ 1 TAUSTATIEDOT MENETELMÄT JA LÄHTÖTIEDOT Tärinän häiritsevyyden arviointi Tärinän arviointi rakenteiden kannalta Mittaukset Maaperä Raideliikenne MITTAUSTULOKSET TULOSTEN ARVIOINTI Yleistä tärinän raja-arvoista Mittauspiste Mittauspiste Mittauspiste Yhteenveto... 9

3 (9) 1 Taustatiedot Tämä tärinäselvitys on laadittu Siilinjärvellä, Aseman seudulla ja Siilinpäässä valmisteltavaa asemakaavaa ja asemakaavan muutosta varten. Kaavoituksen keskeisenä sisältönä alueelle osoitetaan kerrostalorakentamista Pääasiallinen tärinälähde on alueen läpi kulkeva rata. Työn on tilannut Siilinjärven kunta. Sito Oy:ssä työstä on vastannut DI Jussi Kurikka- Oja, laadunvarmistajana toimi Ins. AMK Anne Kangasaho. 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 värähtelyolosuhteista w (mm/s), 95 Hyvät asuinolosuhteet (Ihmiset eivät yleensä havaitse värähtelyitä) 0,10 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. Julkaisussa Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa esitetään kolme eri arviointitasoa käytettäväksi eri olosuhteissa:

4 (9) 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 VTT:n tutkimusraportissa Liikennetärinä: Alueiden tärinäkartoitus ja rakenteiden vaurioitumisalttius esitetään taulukossa 2 esitetyt värähtelyrajat maaperälle. Taulukko 2. Tärinäalttiusluokat rakenteiden tärinän arvioinnin kannalta. Tärinäalueet V H E Kuvaus Lähinnä rataa oleva alue, jolla maaperän tärinä on niin voimakasta, että se voi aiheuttaa vahinkoriskin rakennuksille tai rakenteille 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 asuinmukavuutta. Vaurioitumisriskin arvioinnissa tulee ottaa huomioon rakennuskanta ja käytetyt rakennusmateriaalit Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta. Hallitseva taajuus, Hz alle yli 50 alle yli 50 alle yli 50 Värähtely v max mm/s 3 4,2 6 7, ,4 4, ,4 7,2 alle 1 alle 1,4 alle 2 alle 2,4 2.3 Mittaukset Rakennuksiin siirtyvästä tärinästä kovilla maapohjilla kerrotaan julkaisussa seuraavaa: Kovissa maaperissä värähtelyssä hallitsevat yli 10 Hz taajuudet ja värähtely on laajakaistaista. Silloin vaakavärähtely ei yleensä voimistu rungossa ja lattioissakin voimistuminen voidaan olettaa vähäiseksi. Rakennukseen siirtyvä tärinä tulee kuitenkin aina olettaa vähintään samansuuruiseksi kuin maaperässä, vaikka todellisuudessa värähtely voikin jossain määrin vaimeta rakennukseen siirtyessään. Alueella toteutettiin tärinämittaukset Mittausjärjestelyistä vastasi Sito Oy:n alikonsulttina Kalliotekniikka Consulting Engineers Oy. Mittauspisteiden sijainnit esitetään kuvassa 1. Mittaukset suoritettiin maaperästä, joka mittausaikana oli sula. Vuodenaikaan nähden epätyypillisistä olosuhteista johtuen maaperä oli todella märkä, mutta kovalla maaperällä tällä ei ole merkittävää vaikutusta mittaustuloksiin.

5 (9) MP1 MP3 MP2 Kuva 1. Mittauspisteiden sijainti, pohjakartta Siilinjärven kunta 2.4 Maaperä Alueelta ei ole käytettävissä maaperätutkimustuloksia, GTK:n maaperäkarttojen mukaan alueelta ei ole saatavissa kartoitustuloksia. Selvitysaluetta ympäröivä maaperä on soraa ja hiekkaa, mikä käy ilmi kaavaselostuksen liitteenä olevasta maaperäkartasta. Kuva 2. Selvitysalueen maaperä, Siilinjärven kunta

6 (9) 2.5 Raideliikenne Mittausajankohdan raideliikenteestä hankittiin tiedot VR Track Oy:n kautta (VR Track Oy, ). Mittausten aikana tutkimusalueen ohitti noin 150 junaa, joista tavarajunia oli 62, ICjunia 70 ja pikajunia 18. Tavarajunien massa vaihteli t välillä. 3 Mittaustulokset Mittaustulosten käsittelyssä on huomioitu ainoastaan ne mittaustapahtumat, jotka voitiin todentaa raideliikenteeseen liittyviksi. Kriteereinä käytettiin raideliikennetietojen ohiajotietoja (5 min tarkkuus), tapahtumien voimakkuutta ja taajuussisältöä. Muut tapahtumat, voimakkuudeltaan 0,1 1 mm/s (v max ) tulkittiin raideliikenteestä aiheutumattomiksi, todennäköisesti nämä tapahtumat ovat syntyneet liikehdinnästä mittauspisteiden ympäristössä. Tunnusluku v w, 95 on muodostettu mittaustulosten (v max, 95 ) perusteella käyttäen kaavaa:, Jossa V w, 95 on tehollisarvoon perustuva tunnusluku, v max, 95 mittaustulosten/huippuarvojen perusteella määritetty tunnusluku, f 0 on 3,5 hz ja f mittausten perusteella määritelty hallitseva värähtelytaajuus. Mittaustulokset mittauspisteittäin esitetään taulukossa 3: Taulukko 3. Mittaustulokset mittauspisteittäin 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 0,15 0,16 0, ,35 0,05 0, ,37 0,32 0, Mittaustapahtumien taajuussisällön, mittaajan havaintojen ja maaperäkartan perusteella mittauspisteet ovat kovalla maaperällä. 4 Tulosten arviointi 4.1 Yleistä tärinän raja-arvoista Taulukossa 1 esitetyt rakennusten värähtelyluokitukset perustuvat seuraaviin värähtelyolosuhteiden kuvauksiin: A, 0,10 mm/s, hyvät asuinolosuhteet, ihmiset eivät yleensä havaitse värähtelyitä B, 0,15, suhteellisen hyvät asuinolosuhteet, ihmiset voivat havaita värähtelyt mutta ne eivät ole häiritseviä

7 (9) 4.2 Mittauspiste 1 C, 0,30, suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa, keskimäärin 15 % asukkaista pitää värähtelyitä häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä D, 0,60, olosuhteet joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla, keskimäärin 25 % asukkaista pitää värähtelyitä häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä Määrittelytavasta johtuen tärinä voi olla havaittavaa ja jopa häiritsevää, vaikka tärinän voimakkuus olisi uusien rakennusten osalta sovellettavan C-luokan rajan tasalla. Kuvassa 3 esitetään kaava-alue mittauspisteen 1 ympäristössä. Alueelle voidaan sijoittaa 4-kerroksinen kerrostalo. 4.3 Mittauspiste 2 Kuva 3. Kaava-alue mittauspisteen 1 ympäristössä, Siilinjärven kunta Maaperästä tehtyjen mittausten tulokset ovat välillä 0,15 0,17 mm/s. Suunnitelluille uusille rakennuspaikoille sovelletaan värähtelyluokituksen luokan C suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa rajaa 0,30 mm/s rakennusten värähtelyn osalta. Värähtelyn voimakkuus rakennuksissa ei ylitä tasoa 0,30 mm/s, vaikka maaperästä rakennukseen siirtyvä tärinä huomioidaan kertoimella 1,5. Rakennusten rakenteiden kannalta alue kuuluu luokkaan E Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta. Kuvassa 4 esitetään kaava-alue mittauspisteen 2 ympäristössä. Kaava mahdollistaa 6-kerroksisten asuinkerrostalojen rakentamisen.

8 (9) 4.4 Mittauspiste 3 Kuva 4. Kaava-alue mittauspisteen 2 ympäristössä, Siilinjärven kunta Maaperästä tehtyjen mittausten tulokset ovat välillä 0,05 0,35 mm/s, toisessa vaakasuunnassa huomattavasti voimakkaampi tulos verrattuna toiseen vaakasuuntaan ja pystysuuntaan. Suunnitelluille uusille rakennuspaikoille sovelletaan värähtelyluokituksen luokan C suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa rajaa 0,30 mm/s rakennusten värähtelyn osalta. Värähtelyn voimakkuus rakennuksissa on todennäköisesti rajan 0,30 mm/s tasalla huomioiden rakennustyyppi ja rakennusten sijainti rataan nähden. Rakenteiden kannalta alue kuuluu luokkaan E Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta. Kuvassa 5 esitetään kaava-alue mittauspisteen 3 ympäristössä. Kaava mahdollistaa 6-kerroksisten asuinkerrostalojen rakentamisen.

9 (9) Kuva 5. Kaava-alue mittauspisteen 3 ympäristössä, Siilinjärven kunta Maaperästä tehtyjen mittausten tulokset ovat välillä 0,32 0,38 mm/s. Suunnitelluille uusille rakennuspaikoille sovelletaan värähtelyluokituksen luokan C suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa rajaa 0,30 mm/s rakennusten värähtelyn osalta. Värähtelyn voimakkuus rakennuksissa on todennäköisesti rajan 0,30 mm/s tasalla tai sen yli lähimmässä alueelle suunnitellussa kerrostalossa: Kuva 6. Alustava rakennusten sijainti mittauspisteen 3 ympäristössä, Siilinjärven kunta Kauempana radasta sijaitsevien kerrostalojen osalta 0,30 mm/s raja ei ylity. Rakenteiden kannalta mittauspisteen 3 ympäristö kuuluu luokkaan E Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta kokonaisuudessaan.

10 (9) 4.5 Yhteenveto Mittaukset kuvaavat raideliikennetietojen perusteella nykytilan tärinätilannetta. Tiedossa ei ole, että radalla liikkuvan kaluston kokonaismassat kasvaisivat merkittävästi nykytilanteesta, jolloin selvitys kuvaa tärinätilannetta myös ennustetilanteessa. Mittauspisteen 1 ympäristössä tärinän voimakkuus alittaa selvästi uusilla alueilla sovellettavan ohjearvorajan 0,30 mm/s. Mittauspisteen 2 ympäristössä tärinän voimakkuus on ohjearvorajan tasalla. Mittauspisteen 3 osalta on mahdollista, että lähimmissä suunnitelluissa rakennuksissa ohjearvoraja ylittyy. Alueelle on suunniteltu 6-kerroksisia kerrostaloja. Ylitys ei ole kuitenkaan niin merkittävä, että se estäisi kerrostalon toteuttamisen. Raideliikenteen aiheuttamaa tärinä tulee huomioida rakennesuunnittelussa ja varautua esimerkiksi perustusten tärinäeristämiseen. Koskien rataa lähimpänä olevaa rakennusta suositellaan rakennuspaikalla tehtäviä tärinämittauksia eristysratkaisun valinnan ja mitoittamisen tueksi.