H.Palmu Muutos A: KIRKKONUMMEN KUNTA SEPÄNKANGAS 3 KAAVA-ALUE STRÖMSBY RAKENNETTAVUUSSELVITYS

Transkriptio

1 TYÖ Muutos A: KIRKKONUMMEN KUNTA SEPÄNKANGAS 3 KAAVA-ALUE STRÖMSBY RAKENNETTAVUUSSELVITYS Sisältö: Jakelu: 10s+liitteet g:\geo2006\g153_7011\pohjatutkimusasiakirjat\g153_7011_lausunto_a.doc GEOTEK OY PL 17 (Koronakatu 2) Puhelin (09) LY-tunnus Kotipaikka Espoo ESPOO Telefax (09) Krnro ALV rek.

2

3 TYÖ (10) Kirkkonummen kunta Yhdyskuntatekninen suunnittelu PL Kirkkonummi Sepänkannas 3. Strömsby POHJATUTKIMUKSET JA RAKENNETTAVUUSSELVITYS 1. YLEISTÄ Kirkkonummen kunnan toimeksiannosta Geotek Oy on tehnyt joulukuussa 2006 pohjatutkimuksen Strömsbyssä Sepänkangas 3- nimisellä kaava-alueella. Alueelle on asemakaavan laadinta käynnissä. Pohjatutkimuksen perusteella on laadittu alueen rakennettavuusselvitys. 2. TUTKIMUSSELOSTUS Tutkimukset käsittivät painokairauksen 49 tutkimuspisteessä. Kairausten yhteydessä otettiin häiriintyneitä maanäytteitä 10 tutkimuspisteestä yhteensä 20 kpl. Näytteistä määritettiin maalajit (silmämääräisesti) ja luonnontilainen vesipitoisuus Geotek Oy:n maalaboratoriossa. Kolmesta savinäytteestä tutkittiin hienousluku. Pisteiden paikannuksessa käytettiin DGPS-laitteistoa. Kairauspisteiden kohdalla vaaittiin maanpinnan korkeusasemat N43- korkeusjärjestelmän mukaisesti. 3. POHJASUHTEET Tutkimusalueen pinta-ala on n. 24 hehtaaria. Kaava-alueella sijaitsee joitakin asuinrakennuksia Upinniementien läheisyydessä sekä autokorjaamo kaava-alueen kaakkoisosassa. Tutkimusalueen kaakkoisosassa on myös vanhan kasvihuoneen perustusrakenteita. Maastoltaan tutkimusalue on vaihtelevaa. Ominaista on kallioisuus, kallioiden välissä olevat tasaisemmat maastokohdat sekä metsäisyys. Tutkimusalueen etäosassa on peltoaukea. Tutkimusalueen länsirajaa pitkin kulkee Upinniementie. Tutkimusalueen keski- ja eteläosan poikki kulkee Upinniementieltä lähtevä kylätie. Maanpinnan korkeusasema vaihtelee tutkimusalueella välillä. Alimmillaan maanpinta on tutkimusalueen pohjoisosassa Upinniementien vieressä ja korkeimmillaan tutkimusalueen koilliskulmauksen kalliolla. Maapohjan suhteen tyypillisintä ovat kallion päällä olevat hiekkamoreeni- ja hiekkakerrostumat. Hiekkamoreeni on paikoitellen silttipitoista. Hiekan joukossa on puolestaan kiviä ja lohkareita. Kalliopaljastumat nousevat saarekkeenomaisesti esiin näistä kerrostumista.

4 TYÖ (10) Kallioiden ja hiekkamoreenikumpareiden välissä tavataan savisia, osin soistuneita painanteita. Ne voidaan erottaa neljänä osa-alueena. Savikko 1 Savikko sijaitsee tutkimusalueen pohjoisosassa Upinniementien varressa. Alueen savi on pehmeää ja liejuista. Savikon pohjoisimmalla osalla savea peittää maatunut turve, jota tutkimusten yhteydessä tavattiin enimmillään noin 2 m paksuudelta. Maanpinnan korkeusasema vaihtelee alueella välillä. Aluetta halkoo pohjoisesta länsi-lounaaseen kohti Upinniementietä kulkeva valtaoja. Pehmeikkömaakerroksen (= liejuinen savi ja savi + turve) suljettu leikkauslujuus on siipikairausten perusteella kn/m 2 eli sen konsistenssi on hyvin pehmeä...pehmeä. Vesipitoisuus vaihtelee otettujen maanäytteiden perusteella %:n välillä. Kerrostuma on huonosti kantavaa ja kuormituksen vaikutuksesta voimakkaasti kokoonpuristuvaa. Pehmeikön laitamilla saven leikkauslujuus on todennäköisesti em. arvoja suurempi ja savi siten myös kantavampaa. Pehmeikkökerrostuman kokonaispaksuus vaihtelee kairausten ja maaston topografian perusteella noin m välillä. Pehmeikkökerrostuman alla on kallioon rajoittuva keskitiivis...tiivis hiekkamoreeni- ja hiekkakerrostuma. Pohjavesi on noin 0.5 m syvyydessä maanpinnasta, mutta runsaiden sateiden aikana se nousee lähes maanpintaan. Alueen maaperä on kokonaisuudessaan routivaa. Savikko 2 Savikko 2 sijaitsee tutkimusalueen koillisosassa kahden kalliolaueen länsipuolella. Maanpinnan korkeusasema vaihtelee savikkolaueella välillä. Savikon eteläosassa, missä maanpinnan korkeusasema on välillä , savea peittää maatunut turve ja savi on liejuista. Turvetta on paksuimmillan noin m. Savikon pohjoisosassa, missä maanpinta on ylempänä, ei turvepeitettä esiinny ja savi on puhtaampaa. Kaiken kaikkiaan saven alapinta alueella on noin m syvyydessä maanpinnasta. Liejuisen ja turvepitoisen saven suljettu leikkauslujuus on siipikairauksen perusteella kn/m 2. Tämän kerrostuman vesipitoisuus on otettujen maanäytteiden perusteella %. Kerrostuma on konsistenssiltaan pehmeää. Pohjoisosan saven vesipitoisuus on puolestaan maanäytteen perusteella vain 26% ja savi on jäykkää/puolikovaa.

5 TYÖ (10) Turvepeitteisen savikon alueella pohjavesi on noin 0.5 m syvyydessä maanpinnasta. Runsaiden sateiden aikana pohjavesi nousee kuitenkin lähes manpintaan. Ylempänä olevan savikon (missä turvepeitettä ei esiinny) osalta pohjavesipinnan arvioidaan olevan m syvyydessä maanpinnasta. Saven alla on kallioon rajoittuva keskitiivis...tiivis hiekkkamoreeni- ja hiekkakerrostuma. Turvepetteinen liejuinen savi on huonosti kantavaa ja kuormituksen vaikutuksesta voimakkaasti kokoonpuristuvaa. Alueen maaperä on kokonaisuudessan routuívaa. Savikko 3 Savikko 3 sijaitsee Upinniementien varressa hieman tutkimusalueen keskikohdan eteläpuolella. Maanpinnan korkeusasema vaihtelee alueella välillä. Alueella tavattava savi on jäykkää...puolikovaa. Siipikairauksella todettu saven suljettu leikkauslujuus on kn/m 2 ja saven vesipitoisuus on maanäytteiden perusteella %. Savikerroksen paksuus vaihtelee kairausten ja alueen topografian perusteella m välillä. Savikon keskellä on moreeni/kalliokumpare. Saven alla on keskitiivis...tiivis hiekkamoreeni- ja hiekkakerrostuma. Pohjavesi on alueella arviolta m syvyydessä maanpinnasta. Alueen maaperä on kokonaisuudessa routivaa. Savikko 4 Savikko 4 sijaitsee tutkimusalueen eteläosassa. Maanpinnan korkeusasema alueella vaihtelee välillä. Savikon reunamat ja sen pohjois- sekä länsiosa (missä maanpinnan korkeusasema on ylempänä kuin noin +9.5) käsittää jäykkää...puolikovaa savea. Saven paksuus on kairausten ja topografian perusteella noin m. Saven vesipitoisuus on maaperänäytteiden perusteella %. Pohjavesipinnan arvioidaan olevan tällä alueella m syvyydessä mannpinnasta. Savikon keski- ja etäosassa (joka on tai on ollut peltoa ja jossa maanpinnan korkeusasema on tason noin +9.5 alapuolella) savi on juoksevaa...hyvin pehmeää. Saven suljettu leikkauslujuus on siipikairauksen perusteella kn/m 2 ja saven vesipitoisuus on %. Savikerroksen paksuus vaihtelee kairausten perusteella

6 TYÖ (10) m välillä. Pohjavesipinnan arvioidaan olevan tällä alueella noin m syvyydessä maanpinnasta. Saven alla on kallioon rajoittuva keskitiivis...tiivis hiekkamoreeni- ja hiekkakerrostuma. Juoksevan...hyvin pehmeän saven alueella maapohja on hyvin huonosti kantavaa ja kuormituksen vaikutuksesta voimakkaasti kokoonpuristuvaa. Alueen maaperä on kokonaisuudessaan routivaa. Savikko 4:n eteläosasta kulkee sen länsiosaan (Upinniementien alittavaan rumpuun) valtaoja. Valtaojaan on yhdistetty alueen peltoojia. 4. RAKENNETTAVUUS Kaava-alue voidaan jakaa rakennettavuudeltaan viiteen tyypilliseen alueeseen: normaalisti rakennettava alue (2), vaikeasti rakennettava alue (3a-3b), paaluperustusta edellyttävä alue (4) ja erittäin vaikeasti rakennettava alue (5a-5b). Kyseiset rakennettavuusalueet on rajattu piirustuksessa Normaalisti rakennettava alue (luokitustunnus 2) Alueen pinnanmuodostus on melko tasainen; maanpinnan kaltevuus on enintään 15%. Maapohja käsittää hiekkamoreenia, hiekkaa, jäykkäplastista/puolikovaa savea ja kalliota. Savikerroksen paksuus on enintään noin 2.5 m. Maakerrokset ovat routivia, jolloin matalaan perustetut maanvaraiset rakenteet on tarvittaessa routasuojattava. Rakennukset voidaan perustaa anturoilla kallion tai kantavan maapohjan varaan. Savikkoalueella voidaan soveltaa antura- tai laattaperustusta. Keskitiiviin...tiiviin hiekkaoreenin geotekninen kantavuus on kn/m 2 ja keskitiiviin...tiiviin hiekan kn/m 2. Jäykän/puolikovan saven geotekninen kantavuus on kn/m 2. Kallion kantavuus on 1 3 MN/m 2. Kalliota joudutaan todennäköisesti monin paikoin louhimaan rakennusten ja rakenteiden vaatimalla tavalla. Turve ja humuksinen maa-aines on poistettava rakennusten ja rakenteiden kohdalta. Maanvaraisten perustusten alle tulee rakentaa vähintään 200 mm paksuinen alustäyttö hyvin kantavasta murskeesta tai sorasta. Kuivatusvedet (salaojavedet) imeytetään joko hiekkapitoiseen maastoon tai johdetaan sadevesijärjestelmään. Sadevesijärjestelmänä voivat toimia avo-ojat, jotka yhdistetään kaava-alueella oleviin valtaojiin. Maaperän puolesta voidaan alueelle rakentaa useampikerroksisia rakennuksia ja niihin voidaan tehdä kellareita. Kellareiden osalta voidaan joutua salaojavesien pumppaukseen.

7 TYÖ (10) Vaikeasti rakennettava alue (luokitustunnus 3a ja 3b) 3a käsittää hyvin pehmeän...pehmeän saven alueen, jossa savikerroksen paksuus on enimmillään noin 2.5 metriä. Samoin se käsittää ohuemman savialueen, kun alue on alavaa ja pohjavesi on lähellä maanpintaa tai kun saven päällä on turvetta m. Alavat alueet voivat olla märkinä aikoina myös ajoittain veden alla. 3b käsittää kallioalueen, jossa maanpinnan kaltevuus on 15 30%. Rakennukset perustetaan anturoilla kallion varaan tai anturoilla kallion päälle tehdyn mursketäytön (paksuus vähintään 200 mm) varaan. Alapohjat tehdään maanvaraisina rakenteina, ellei alustäytön paksuus tule niin suureksi, että kantava alapohja on järkevämpi ratkaisu. Savikkoalueella (3a) rakennukset perustetaan pilarianturoilla tai sokkelianturoilla kantavan hiekkamoreenikerroksen tai kallion varaan taikka käytetään laattaperustusta. Laattaperustus edellyttää kuitenkin rakennuspaikan varsin tasaista pinnanmuodostusta ja pohjasuhteiden homogeenisuutta. Turve on poistettava laattaperustuksen alta ja korvattava kantavalla kitkamaatäytöllä. Anturoille perustetun rakennuksen alapohja tehdään savikkoalueella pääsääntöisesti kantavana (liejuisen saven alueella lisäksi tuulettuvana) rakenteena. Maanvarainen alapohja edellyttää joko lattianalaista massanvaihtoa riittävään syvyyteen tai sitä, että rakennuspaikan savi on jäykkää. Turve tulee poistaa rakennusten kohdilta myös kantavan alapohjarakenteen ollessa kyseessä. Kaivutöitä haittavat po. alueella saven pehmeys ja lähellä maanpintaa oleva pohjavesi. Tästä syystä kaivu joudutaan tekemään joko vedenalaisena tai huolehtimaan kaivantojen tehokkaasta työnaikaisesta kuivanapidosta pumppauksella. Kallion ja häiriintymättömän hiekkamoreenin geotekninen kantavuus on sama kuin normaalisti rakennettavalla alueella. Kalliota joudutaan yleisesti louhimaan rakennusten ja rakenteiden taikka tontin tasauksen edellyttämällä tavalla. Kuivatus hoidetaan kuten normaalisti rakennettavilla alueilla. 3aalueilla kuivatus saattaa edellyttää salaojavesien pumppausta, ellei rakennusten korkeusasemaa nosteta selvästi maanpinnan yläpuolelle tai rakennuspaikan koskeusasemaa itsessään nosteta täyttämällä. Paalutusta edellyttävä alue (luokitustunnus 4) Paalutus tulee kyseeseen savikon 4 pehmeikköalueella, jossa savikerroksen paksuus ylittää noin 2.5 metriä. Alueen savi on juoksevaa tai hyvin pehmeää. Paalutus tehdään teräs- tai teräsbetonisilla lyöntipaaluilla paalutusluokan II mukaisesti. Paalusuunnittelussa tulee ottaa

8 TYÖ (10) huomioon paalujen lyhyydestä ja maapohjan pehmeydestä aiheutuva huono sivuvastus, jolloin paalut tulee kiinnittää jäykästi perustusrakenteisiin. Paalujen varmuus nurjahdusta vastaan tulee tarkistaa, koska saven leikkauslujuus on alueella selvästi alle 7 kn/m 2. Paalut suositellaan varustettavaksi kalliokärjillä, koska saven huonon sivuvastuksen takia paalun alapään kiinnitys tulee saada tukevaksi. Kuivatus hoidetaan salaojituksella, josta vedet puretaan joko rakennettavaan sadevesiviemäriin tai alueella olevaan valtaojaan (joka tulee perata ja tarvittaessa syventää). Rakennusten korkeusaseman määrityksessä huomioidaan kuivanapidon asettamat vaatimukset. Alueen kuivatus vaatiin erityistä huomioita. Kellareita ei suositella rakennettavaksi paalutettaviin rakennuksiin. Sen sijaan niiden kerrosluvun olisi hyvä olla vähintään II, jotta pohjarakennuskustannus rakennusneliötä kohden ei nousisi kohtuuttoman suureksi. Piha-alueiden putkijohdot on perustettava paalujen tai syvästabiloinnin varaan. Siirtymät rakennuksesta piha-alueelle (kuten ovien ja portaiden edustat) edellyttävät teräsbetonista siirtymälaattaa tai kevytsorakiilausta taikka syvästabilointia. Erittäin vaikeasti rakennettava alue (luokitustunnus 5a) Alue käsittää liejuisen saven päällä olevan turvealueen, jossa turpeen paksuus on noin m. Tälläinen alue tavataan savikon 1 pohjoisosassa ja savikon 2 eteläosassa. Alueita on pidettävä erittäin vaikeasti rakennettavina, koska kaikki turve on poistettava rakennusten kohdalta ja korvattava kantavalla maatäytöllä huomioiden lisäksi lähellä maanpintaa oleva pohjavesi. Myös liikennealueilla ja kunnallisteknisten johtojen kohdalla turve on poistettava ja korvattava kantavalla kitkamaatäytöllä taikka turve on massastabiloitava. Piha- ja liikennealueet tulisivat painumaan huomattavasti, jos niiden alle jäisi kokoonpuristuvaa turvetta. Rakennusten perustusrakenteena tulevat kyseeseen pilarianturat tai lyhyet paalut. Alapohjat tehdään kantavina ja mieluimmin myös tuulettuvina rakenteina. Rakennukset ja piha-alueet tulee salaojittaa. Kuivatusvesien purku saattaa edellyttää pumppausta. Erittäin vaikeasti rakennettava alue (luokitustunnus 5b) Alue käsittää kallioalueen, jossa pinnan kaltevuus on yli 30%. Tällaisia alueita tavataan tutkimuslueen koillis- ja keskiosan kallioilla sekä paikoitellen tutkimusalueen pohjois- ja eteläosien kalliopaljastumilla..

9 TYÖ (10) 5. KUNNALLISTEKNINEN RAKENTAMINEN Rakennnusten perustamistapa on sama kuin alueella 3b, mutta rakennussuunnittelussa tulee ottaa huomioon maaston suuret korkeusvaihtelut. Louhintatarve on tällä alueella yleistä niin rakennusten, pihojen, liikennealueiden kuin putkijohtojenkin osalta. Rakennuspohjat salaojitetaan, koska rakennusten alla oleva kallio läpäisee huonosti vajovesiä. Maapohjan pilaantuneisuutta ei ole selvitetty tämän tutkimuksen yhteydessä. Normaalisti rakennettavilla alueilla liikenneväylät ja kunnallistekniset putkijohdot voidaan rakentaa normaalilla tavalla. Maan kantavuusluokka on A-D (kallio-hiekkamoreeni/jäykkä savi). Louhintatarvetta tulee esiintymään etenkin putkijohtokaivannoissa. Kaivannot tehdään luiskattuina. Turve ja humusmaa tulee poistaa rakenteellisten täyttöjen kohdilta. Vaikeasti tai erittäin vaikeasti rakennettavilla pehmeillä ja/tai vetisillä savialueilla putkijohdot perustetaan esim. lankkuarinan varaan tai putkijohtojen alla tehdään massanvaihto kitkamailla kantavaan maapohjaan asti. Yli 2 metrin syvyiset kanaalikaivannot edellyttävät tuentaa. Liikenneväylät mitoitetaan maapohjan kantavuusluokan E-F mukaisesti ottaen huomioon pengerkorkeutta koskevat rajoitukset ja/tai pohjanvahvistustoimenpiteet. Turve tulee poistaa rakenteellisten täyttöjen kohdilta tai se tulee massastabiloida paikan päällä. Vaikeasti tai erittäin vaikeasti rakennettavilla jyrkillä kallioalueilla putkijohtojen ja liikenneväylien rakentaminen edellyttää louhintaa. Paalutusta edellyttävällä alueella putkijohdot perustetaan joko paaluarinan varaan tai syvätabiloinnin varaan. Katu- ja tierakenteet perustetaan syvästabiloinnin varaan. 6. POHJARAKENTAMISEN GEOTEKNISIÄ NÄKÖKOHTIA Kaava-alueen eteläosan juoksevalla...hyvin pehmeällä savikkoalueella ei yli noin 1 m pengerryksiä voida tehdä satbiliteettimielessä ilman pohjanvahvitustoimenpiteitä. Lisäksi maapohjan kokoonpuristuminen on niin voimakasta, että noin metriä korkea pengerrys tulisi aiheuttamaan maapohjan painumaa noin %:a pengerkorkeudesta. Tarkastelu on tehty alueella tavattavan saven leikkauslujuudella 5 kn/m 2 ja saven vesipitoisuudella 80 %. Painuma tapahtuisi kokonaisuudessaan vuodessa savikerroksen paksuuden ollessa m. Puolet painumasta tapahtuisi vuodessa.

10 TYÖ (10) 7. POHJARAKENNUSKUSTANNUSTARKASTELU Pohjavahvistustoimenpiteenä tulee kyseeseen lähinnä syvästabilointi kalkki-sementtipilareilla. Kaava-alueen pohjois- ja keskiosan turvealueella tie- /katurakentaminen tai alueiden pengertäminen vaatii joko turpeen vaihtamista kantavaan kitkamaa/louhetäyttöön tai turpeen massastabilointia paikan päällä. Savea käsittävässä rinnemaastossa pehmeä savi tulee poistaa merkittävän (h > metriä) pengerryksen alta ainakin alarinteen puoleiselta täyttöosuudelta, jottei täyttö aiheuttaisi liukusortumaa. Kaava-alueelta ei tämän tutkimuksen yhteydessä tehty radonselvitystä. Otetuista maanäytteistä ei löydetty merkkejä saasteista. Talonrakennus Normaalisti rakennettavilla maa-alueilla pohjarakentaminen ei edellytä kustannuksia lisääviä erityisiä pohjarakennustoimenpiteitä. Pohjarakentamisen, perustukset ja alapohja mukaanluettuina, voidaan arvioida edustavan noin %:a kokonaisrakennuskustannuksista. Jos rakennuksiin suunnitellaan tehtäväksi maanalaisia tiloja, on todennäköinen louhinta huomioitava kustannuksissa. Louhinnan hinnaksi voidaan arvioida määrästä riippuen /m 3. Vaikeasti tai erittäin vaikeasti rakennettavilla alueilla joudutaan tekemään syviä perustuskaivantoja, suorittamaan massanvaihtoa, rakentamaan kantavia alapohjia ja louhimaan kalliota. Jos massanvaihtotarve on 1.0 metriä, voidaan siitä arvioida aiheutuvan /m 2 lisäkustannus. Kantava alapohja on puolestaan noin 150 % normaalia maanvaraista alapohjaa kalliimpi. 1 metrin kalliolouhinta aiheuttaa noin /m 2 kustannuksen. Syvien pilarianturoiden rakentaminen kaivuineen ja täyttöineen on noin 50% kalliimpaa kuin normaalisyvyyteen tulevan jatkuvan anturan rakentaminen. Paaluperustusta vaativilla alueilla voidaan paalutuksen lisäkustannukseksi arvioida /rakennusala-m 2. Lisäksi paalutettaviin rakennuksiin tulee kantava alapohja ja siitä aiheutuva lisäkustannus. Kunnallistekninen rakentaminen ja liikennealueet Syvästabilointi φ kalkki-sementtipilareilla aiheuttaa rakennettavuusalueella 4 noin /m 2 kustannuksen. Vahvistinverkon kustannukseksi voidaan arvioida 7 /m 2 ja lujitekankaan kustannukseksi /m 2. Massanvaihdon (rakennettavuusalue 3a) kustannusarvio on 20 /m 3, jos

11 TYÖ (10) massanvaihtoon käytetään kaava-alueelta syntyvää louhetta. Kevytsorakevennyksen hinta on n /m LISÄTUTKIMUSTARVE Tutkimustuloksia tarkasteltaessa on otettava huomioon, että painokairaus menetelmänä ei anna varmaa tietoa kalliopinnan korkeusasemasta tai lyöntipaalun tunkeutumisesta. Painokairaukset voivat päättyä tiiviiseen moreenikerrokseen taikka siinä olevaan kiveen tai lohkareeseen. Lähtökohtaisesti voidaan otaksua paalujen tunkeutuvan tässä kohteessa m painokairausten päättymistasoa syvemmälle. Alueelle voidaan esittää lisätutkimuksia. Lähinnä tulevat kysymykseen: - porakonekairaukset (kalliopinnan varmistaminen) - painokairaukset ja näytteenotto savialueen rajan ja savikerroksen taikka turpeen paksuuden varmistamiseksi - heijarikairaukset (paalujen tunkeutumissyvyys) - kartoitustyöt (pinnanmuodostuksen ja puuston määrittäminen Tonttikohtaisesti tarvitaan rakennushankkeiden yhteydessä tehtäviä täydentäviä pohjatutkimuksia perustamistavan ja perustamissyvyyden varmistamiseksi. GEOTEK OY Esa Ärmänen TkL, osastopäällikkö Hannu Palmu DI, osastopäällikkö LIITTEET Laboratoriotutkimusten tulokset Kairausdiagrammit 1:100 Pohjatutkimuskartta :2000 Pohjatutkimusleikkaukset :500/1:100 Rakennettavuusalueet :1000 Pohjavesien/hulevesien virtaussuunnat :2000

12 LIITE 1 MAANÄYTTEIDEN LABORATORIOTUTKIMUSTEN TULOKSET