Koskenmäen tärinäselvitys Tuusula

Transkriptio

1 Ramboll Finland Oy Tuusulan kunta Koskenmäen tärinäselvitys Tuusula

2 Viite Versio Pvm Hyväksynyt Tarkistanut J. Noukka Kirjoittanut JKO Ramboll PL Tampere Finland Puhelin

3 Sisällysluettelo Sisällysluettelo Toimeksianto Noudatettavat ohjeet Tärinämittausten suorittaminen Tärinämittaustulokset Esimerkki tulosten analysoinnista Johtopäätökset...8 Liitteet Merkittävimmät mittaustulokset... I Liitteet Kuvaajat mittausjaksoilta...iii 1

4 1. Toimeksianto 1. Johdanto Tämä työ liittyy Tuusulan kunnan Koskenmäellä sijaitsevan varikkoalueen asemakaavaan, jota ollaan muuttamassa. Työssä on selvitetty Hämeentien ja Koskenmäentien autoliikenteen aiheuttamaa tärinää kyseisellä kaava-alueella. Työn on tilannut Tuusulan kunta jossa yhteyshenkilönä on toiminut Asko Honkanen. Ramboll Finland Oy:ssä vastuuhenkilönä on tärinämittausten osalta toiminut DI Jouko Noukka. Mittaukset ja raportoinnin suoritti tekn.yo Jussi Kurikka-Oja. Raporttia on kommentoinut DI Kirsi Koivisto Ramboll Finland Oy:stä. 2. Noudatettavat ohjeet Tässä työssä on noudatettu VTT:n suositusta Suositus liikennetärinän mittaamisesta ja luokituksesta VTT Tiedotteita Research Notes 2278, Espoo, Mittaustuloksena saaduista heilahdusnopeuden tehollisarvosta () on laskettu tunnusluvut, v. Käsiteltäväksi valitut tulokset on valittu pystysuuntaisen w,95 värähtelyn mukaan. Mittauksia on tehty kolmiakselisina kaikissa värähtelysuunnissa. Ohjeen mukaan tarkastelu perustuu pystysuuntaiseen värähtelyyn. Mittaustuloksista on valittu 15 merkittävintä liikenteestä aiheutunutta tärinätapahtumaa. Näiden 15 pohjalta on laskettu keskihajonta ja keskiarvo, joiden pohjalta tunnusluku v on w,95 laskettu seuraavasti: v = Keskiarvo + 1,8 x Keskihajonta w,95 Tunnusluvun perusteella rakennuksille on annettu suositus värähtelyluokituksesta. 3. Tärinämittausten suorittaminen Mittaukset suoritettiin Tuusulassa erikseen määritellyllä tärinäselvitysalueella keskiviikkona Mittauksia suoritettiin neljällä mittausalueella kolmen mittauskerran aikana. Mittauspaikoilla 1 ja 4 mittaukset tehtiin sekä kolmi- että yksiakselisena siten, että lähempänä tietä oli kolmiakselinen mittauspiste ja kauempana tiestä yksiakselinen, pystysuora, mittauspiste. Mittauspaikoilla 2 ja 3 mitattiin pystysuoraa värähtelyä perustuksesta ja maasta. 2

5 Hämeentie Koskenmäentie Kuva 3.1 Mittauspistekartta Mittausten aikana mittaaja valvoi liikennettä ja tärinätasoa. Liikenne vaikutti normaalilta arkipäivän liikenteeltä sekä kevyen että raskaan liikenteen osalta. Mittauspisteissä 1, 2 ja 3 mittauspaikan ohitti tunnin mittausjakson aikana keskimäärin noin 70 raskasta ajoneuvoa Hämeentiellä. Mittauspisteessä 4 raskasta liikennettä oli Koskenmäentien raskaan liikenteen läpiajokiellon takia vähemmän, mittausaikana mittauspaikan ohitti noin 20 raskasta ajoneuvoa, pääosin linja-autoja. Liikenteen ja tärinän välisen yhteyden analysoinnin helpottamiseksi mittauspaikan ohittaneesta raskaasta liikenteestä otettiin kuva digitaalikameralla, jonka kello oli synkronoitu mittalaitteen kellon kanssa. Mittauksissa käytettiin seuraavaa laitteistoa: Sinus Soundbook, 8-kanavainen ääni- ja tärinäanalysaattori 4 kpl MMF:n valmistamia yksiakselisia tärinäantureita, tyyppi KS48B 300 mm maapiikkejä, joihin anturi kiinnitetään kierretapilla. Kolmiakselisessa mittauksessa käytettiin maapiikkiä, johon voitiin kiinnittää kerralla kolme tärinäanturia (x-y-z suuntiin). Mittalaite tallensi antureilta saamaansa signaalia jatkuvasti. Mitattaessa maasta tärinäantureille kaivettiin maahan noin 30 cm syvyinen kuoppa, jonka pohjalle maapiikki lyötiin kiinni. Anturien asennuksen jälkeen maapiikin ja anturien ympäristö täytettiin irtosoralla ja kuopan päälle asetettiin hiekkasäkki. Antureilta vedetyt kaapelit kytkettiin analysaattoriin, joka sijoitettiin riittävän kauas 3

6 mittauspaikalta mittauksen häiriöitä aiheuttamattoman valvonnan mahdollistamiseksi. Mittausetäisyys tiestä oli 15 m mittauspaikalla 1 ja 5 m mittauspaikalla 4. Rakenteissa kiinni olevat mittauspisteet sijaitsivat ns. Pajakoulun rakennuksessa (MP3) ja sen vieressä olevassa hallirakennuksessa (MP2) niiden Hämeentien puoleisilla seinustoilla. Rakenteista mitattaessa hyödynnettiin seinistä valmiiksi löytyviä kiinnityspisteitä. Mittauspaikalla 3 käytettiin katolle vievien tikkaiden kiinnityspistettä ja mittauspaikalla 2 perustuksessa kiinni olevaa putkea. Näiden pisteiden referenssiksi mitattiin pystysuuntaista värähtelyä myös maasta, läheltä rakenteessa kiinni olevia mittauspisteitä. Kuva 3.2 Anturien asennus Jokaisessa mittauspaikassa mitattiin tunnin ajan. Liikenteessä ei havaittu merkittäviä poikkeamia mittauspäivänä klo välillä, jolloin mittauksia tehtiin. Mittausjakson ulkopuolella aamulla ja iltapäivällä liikenne liikenneympyrän lähettyvillä ruuhkautui. 4

7 4. Tärinämittaustulokset VTT:n ohjeen mukaisesti saadusta mittausdatasta otettiin tarkasteluun 15 merkittävintä, liikenteestä aiheutunutta tärinäarvoa. Näiden tietojen pohjalta laskettuna saatiin seuraavissa taulukoissa esitetyt tulokset: Taulukko 4.1 Mittaustuloksista lasketut tunnusluvut Tärinän tunnusluku v w, () Mittauspaikka,95, maa Mittausaika Pystysuunta Tietä vastaan Tien suunta MP1 0,030 0,043 0, MP1 +30m 0, MP4 0,036 0,040 0, MP4 + 30m 0, Taulukko 4.2 Mittaustuloksista lasketut tunnusluvut perustukset Mittauspaikka Maa Tärinän tunnusluku, () v w, maa Perustus v w,95 Mittausaika MP2 0, MP3 0,0075 0, Mittauspaikalla 1 pystysuuntainen värähtely ei vaimentunut juurikaan kahden pystysuuntaisen mittauspisteen välillä. Mittauspaikoilla 2 ja 3 saadut tärinän arvot ovat hyvin pieniä ja tulokset ovat selkeästi alle ohjearvojen. Mittauspaikalla 2 saadut tärinäarvot olivat erittäin pieniä. Tästä syystä yksittäisiä tärinänaiheuttajia ei voida luotettavasti erotella. Ilmoitettu tulos, 0,0015 perustuu häiriöiden poiston jälkeiseen suurimpaan tärinäarvoon, 0,001 jonka perusteella tunnuslukua on arvioitu. Mittauspaikalla 4 tulokset ovat mittauspaikkaan ja liikenteeseen nähden suurempia. Tämä selittyy kolmiakselisen mittauspisteen sijoittumiseen saviseen kohtaan. Pystysuuntainen värähtely vaimeni mittauspaikalla huomattavasti kahden eri mittauspisteen välillä. Tämä aiheutuu todennäköisesti siitä, että kauempana oleva mittauspiste on etäisyytensä lisäksi toista mittauspistettä ylempänä, hiekkakerroksen päällä. Myös kauempana olevaa mittauspistettä lähellä oleva rakennus saattaa vaikuttaa mittaustuloksiin Esimerkki tulosten analysoinnista Esimerkkinä tulosten analysoinnista esitetään seuraava viiden kuvan sarja, joka kuvaa liikenteen ja liikenteestä aiheutuvan tärinän suhdetta mittauspaikalla 1 eräällä ajanhetkellä. 5

8 Kuva Kuva ohi ajavasta rekasta, klo 9: Mittauspiste 1 - Vibration meter CH1 - vrms v, :41:55 s 9:42:05 9:42:15 9:42:25 9:42:35 9:42:45 9:42:55 Kuva Rekan aiheuttama tärinä pystysuunnassa Mittauspiste 1 - Vibration meter CH2 - vrms v, :41:55 s 9:42:05 9:42:15 9:42:25 9:42:35 9:42:45 9:42:55 Kuva Rekan aiheuttama tärinä tietä vastaan 6

9 0.042 Mittauspiste 1 - Vibration meter CH3 - vrms v, :41:55 s 9:42:05 9:42:15 9:42:25 9:42:35 9:42:45 9:42:55 Kuva Rekan aiheuttama tärinä tien suunnassa Mittauspiste 1 - Vibration meter CH4 - vrms v, :41:55 s 9:42:05 9:42:15 9:42:25 9:42:35 9:42:45 9:42:55 Kuva Rekan aiheuttama tärinä pystysuunnassa 30 metrin päässä muista mittauspisteistä 7

10 5. Johtopäätökset Saadut tärinäarvot olivat pieniä suhteessa VTT:n suosituksessa mainittuihin ohjearvoihin. Syytä suhteellisen pienille tärinöille voidaan hakea mittauspaikkojen maaperästä ja liikenteestä. Maaperäkartan mukaan pohjamaa mittauspaikoilla on pääosin hiekkaa, kairaustuloksia ei ollut käytettävissä tutkimusalueelta. Koskenmäentien ja Hämeentien väliin jäävällä alueella ohiajot tapahtuvat maksimissaan 50 km/h:n nopeudella joka myös rajoittaa merkittävästi tärinää. VTT:n suosituksessa kerrotaan maaperän värähtelyn voimistumisesta lattian värähtelyyn nähden seuraavaa: Yhteenvetona voidaan todeta, että kaavoituksessa on puolitoista- ja kaksikerroksisilla rakennuksilla materiaaleista ja perustamistavoista riippumatta varauduttava rakennuksen vaakasuuntaiseen värähtelyyn, jonka tunnusluku on kaksi kertaa maasta mitattu pystysuuntaisen värähtelyn tunnusluku v w,. Korkeilla kerrostaloilla maa liikenteestä aiheutuvan vaakasuuntaisen värähtelyn ei havaittu olevan merkittävää. Lattian pystysuuntaisesta värähtelystä kerrotaan seuraavaa: Yhteenvetona voidaan todeta, että kaavoituksessa on sekä pien- että kerrostalojen kaikissa kerroksissa materiaaleista riippumatta varauduttava lattian pystysuuntaiseen värähtelyyn, jonka tunnusluku on kaksi kertaa maasta mitattu pystysuuntaisen värähtelyn tunnusluku v w,. Poikkeuksena ovat maanvaraiset lattiat sekä paalutetut maa rakennukset, jolloin lattian värähtelyssä ei tarvitse varautua maaperän värähtelyn tunnuslukua suurempiin arvoihin. Näiden tietojen pohjalta kaavoituksessa on mittauksiin perustuen varauduttava tärinän osalta seuraaviin tunnuslukuihin, jotka ovat kaksinkertaisia maasta mitatun datan pohjalta laskettuihin tunnuslukuihin. Taulukko 5.1 Mittaustuloksista lasketut tunnusluvut kun rakenteisiin siirtyminen on huomioitu vahvistuskertoimella 2 Mittaukset maaperästä Mittauspaikka Tärinän tunnusluku v, () w,95 Pystysuunta Tietä vastaan Tien suunta Mittausaika MP1 0,060 0,086 0, MP1 +30m 0, MP4 0,072 0,080 0, MP4 + 30m 0, Taulukko 5.2 Mittaustuloksista lasketut tunnusluvut kun rakenteisiin siirtyminen on huomioitu vahvistumiskertoimella 2 Mittaukset rakenteista tai niiden läheltä. Mittauspaikka Tärinän tunnusluku, () Maa v Perustus w,95 v w,95 Mittausaika MP2 0, MP3 0,015 0,

11 Taulukko 5.3 Suositus rakennusten värähtelyluokituksesta Värähtely- Kuvaus v () luokka värähtelyolosuhteista w, 95 A Hyvät asuinolosuhteet 0,10 B Suhteellisen hyvät asuinolosuhteet 0,15 C Suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa 0,30 D Olosuhteet, joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla 0,60 Verrattaessa mitattuja tuloksia VTT:n suositukseen voidaan todeta, ettei luokan A raja, 0,1 ylity missään vaiheessa, jolloin värähtelyluokaksi tulee A Hyvät asuinolosuhteet. Jos tarkastellaan muiden luokkien rajoja, olisi tärinän luokaan B siirtymisen takia 4,13 kertaistuttava, luokkaan C 8,33 kertaistuttava ja luokkaan D 16,67 kertaistuttava jotta näiden luokkien raja-arvot ylittyisivät mittauspisteessä 4. VTT:n suosituksessa viitataan aiheesta tehtyihin tutkimuksiin. VTT:n omissa mittauksissa tärinä voimistui enimmillään kertoimella 2,72 mutta suosituksessa mainitaan myös 7,8-kertainen voimistuminen perustuksen ja toisen kerroksen välillä. Tällainen voimistuminen on kuitenkin hyvin harvinaista. Näiden tulosten perusteella voidaan pitää erittäin todennäköisenä, että mitatulla alueella läheisten liikenneväylien aiheuttama liikennetärinä alittaa vähintään värähtelyluokan C tason. Rakennusten sijoitteluun ei ole liikennetärinän osalta tarpeen asettaa rajoituksia. Kuitenkin suosittelemme, että kevytrakenteisia pien/rivitaloja ei sijoiteta alle 10 metrin päähän kyseisistä liikenneväylistä. 9

12 Liitteet Merkittävimmät mittaustulokset Taulukko 1 15 Merkittävintä mittaustulosta mittauspaikalta 1 CH1 CH2 CH3 CH4 Pystysuora Tietä vastaan Tien suuntaan +30m Pystysuora 1:10:03 0,022 0,018 0,025 0,017 1:09:31 0,027 0,031 0,012 0,012 1:01:33 0,023 0,036 0,019 0,023 0:52:58 0,028 0,023 0,032 0,019 0:51:34 0,023 0,015 0,029 0,026 0:50:25 0,027 0,031 0,016 0,032 0:45:02 0,024 0,031 0,011 0,016 0:43:33 0,030 0,039 0,013 0,012 0:41:01 0,027 0,030 0,028 0,021 0:40:38 0,022 0,033 0,017 0,019 0:28:01 0,021 0,024 0,013 0,013 0:24:35 0,028 0,043 0,018 0,021 0:20:51 0,022 0,015 0,027 0,018 0:20:07 0,026 0,031 0,013 0,022 0:10:46 0,027 0,024 0,019 0,019 Keskiarvo 0,025 0,028 0,019 0,019 Keskihajonta 0,003 0,008 0,007 0,005 v w, () maa 0,030 0,043 0,032 0,029 Taulukko 2 15 merkittävintä mittaustulosta mittauspaikalta 3 CH3 CH4 Seinä Maaperä 0:13:51 0,0034 0,0080 0:13:08 0,0036 0,0072 0:26:38 0,0031 0,0067 0:23:22 0,0028 0,0065 0:25:27 0,0039 0,0065 0:03:21 0,0028 0,0060 0:22:51 0,0023 0,0060 0:25:28 0,0018 0,0060 0:26:10 0,0023 0,0060 0:36:41 0,0036 0,0057 0:38:47 0,0041 0,0057 0:03:16 0,0034 0,0054 0:07:54 0,0049 0,0054 0:20:45 0,0013 0,0054 0:39:09 0,0034 0,0054 Keskiarvo 0,0031 0,0061 Keskihajonta 0,0009 0,0007 v w, () maa 0,0048 0,0075 Koskenmäen melu- ja tärinäselvitys, Tuusula Liitteet I

13 Taulukko 3 15 merkittävintä mittaustulosta mittauspaikalta 4 CH1 CH2 CH3 CH4 Pystysuora Tietä vastaan Tien suuntaan +30m Pystysuora 0:57:59 0,041 0,018 0,037 0,014 0:58:08 0,016 0,010 0,015 0,008 0:54:44 0,028 0,013 0,026 0,006 0:49:06 0,021 0,018 0,041 0,012 0:48:27 0,017 0,012 0,022 0,009 0:37:44 0,026 0,018 0,026 0,013 0:34:07 0,021 0,016 0,033 0,009 0:32:52 0,015 0,019 0,015 0,013 0:32:48 0,036 0,024 0,032 0,024 0:25:02 0,017 0,012 0,027 0,010 0:22:46 0,022 0,014 0,020 0,011 0:19:59 0,016 0,013 0,020 0,010 0:19:58 0,018 0,017 0,021 0,011 0:16:37 0,021 0,021 0,032 0,011 0:02:11 0,020 0,023 0,017 0,015 Keskiarvo 0,023 0,017 0,026 0,012 Keskihajonta 0,008 0,004 0,008 0,004 v w, () maa 0,036 0,024 0,040 0,019 Koskenmäen melu- ja tärinäselvitys, Tuusula Liitteet II

14 Liitteet Kuvaajat mittausjaksoilta (Resample)Mittauspiste 1 - Vibration meter CH1 - vrms v, :01:15 s 9:14:35 9:27:55 9:41:15 9:54:35 10:07:55 Kuva 1 Kuvaaja mittauspisteestä 1, 3d, pystysuunta (Resample)Mittauspiste 1 - Vibration meter CH2 - vrms v, :01:15 s 9:14:35 9:27:55 9:41:15 9:54:35 10:07:55 Kuva 2 Kuvaaja mittauspisteestä 1, 3d, tietä vastaan (Resample)Mittauspiste 1 - Vibration meter CH3 - vrms v, :01:15 s 9:14:35 9:27:55 9:41:15 9:54:35 10:07:55 Kuva 3 Kuvaaja mittauspisteestä 1, 3d, tien suuntaan (Resample)Mittauspiste 1 - Vibration meter CH4 - vrms v, :01:15 s 9:14:35 9:27:55 9:41:15 9:54:35 10:07:55 Kuva 4 Kuvaaja mittauspisteestä 1, +30 m pystysuora Koskenmäen melu- ja tärinäselvitys, Tuusula Liitteet III

15 0.016 Mittauspiste 2 ja 3 - Vibration meter CH1 - vrms 12:51:04 v, :00:33 s 12:10:33 12:20:33 12:30:33 12:40:33 12:50:33 Kuva 5 Kuvaaja mittauspisteestä 2, pystysuora, perustus Mittauspiste 2 ja 3 - Vibration meter CH2 - vrms 12:51:04 v, :00:33 s 12:10:33 12:20:33 12:30:33 12:40:33 12:50:33 Kuva 6 Kuvaaja mittauspisteestä 2, pystysuora, maaperä Mittauspiste 2 ja 3 - Vibration meter CH3 - vrms 12:51:04 v, :00:33 s 12:10:33 12:20:33 12:30:33 12:40:33 12:50:33 Kuva 7 Kuvaaja mittauspisteestä 3, pystysuora, perustus Mittauspiste 2 ja 3 - Vibration meter CH4 - vrms 12:51:04 v, :00:33 s 12:10:33 12:20:33 12:30:33 12:40:33 12:50:33 Kuva 8 Kuvaaja mittauspisteestä 3, pystysuora, maaperä Koskenmäen melu- ja tärinäselvitys, Tuusula Liitteet IV

16 0.016 Mittauspiste 2 ja 3 - alku - Vibration meter CH1 - vrms 11:57:29 v, :51:37 s 11:53:17 11:54:57 11:56:37 11:58:17 11:59:57 Kuva 9 Kuvaaja mittauspisteestä 2, pystysuora, perustus alku Mittauspiste 2 ja 3 - alku - Vibration meter CH2 - vrms 11:57:29 v, :51:37 s 11:53:17 11:54:57 11:56:37 11:58:17 11:59:57 Kuva 10 Kuvaaja mittauspisteestä 2, pystysuora, maaperä alku Mittauspiste 2 ja 3 - alku - Vibration meter CH3 - vrms 11:57:29 v, :51:37 s 11:53:17 11:54:57 11:56:37 11:58:17 11:59:57 Kuva11 Kuvaaja mittauspisteestä 3, pystysuora, perustus alku Mittauspiste 2 ja 3 - alku - Vibration meter CH4 - vrms 11:57:29 v, :51:37 s 11:53:17 11:54:57 11:56:37 11:58:17 11:59:57 Kuva 12 Kuvaaja mittauspisteestä 3, pystysuora, maaperä alku Koskenmäen melu- ja tärinäselvitys, Tuusula Liitteet V

17 (Resample)Mittauspiste 4 - V ibration meter CH1 - vrms 15:26:06 v, 14:26:05 s 14:39:25 14:52:45 15:06:05 15:19:25 Kuva 13 Kuvaaja mittauspisteestä 4, 3d, pystysuunta (Resample)Mittauspiste 4 - V ibration meter CH2 - vrms 15:26:06 v, 14:26:05 s 14:39:25 14:52:45 15:06:05 15:19:25 Kuva 14 Kuvaaja mittauspisteestä 4, 3d, tien suuntaan (Resample)Mittauspiste 4 - V ibration meter CH3 - vrms 15:26:06 v, 14:26:05 s 14:39:25 14:52:45 15:06:05 15:19:25 Kuva15 Kuvaaja mittauspisteestä 4, 3d, tietä vastaan (Resample)Mittauspiste 4 - V ibration meter CH4 - vrms 15:26:06 v, 14:26:05 s 14:39:25 14:52:45 15:06:05 15:19:25 Kuva 16 Kuvaaja mittauspisteestä, +30m pystysuora Koskenmäen melu- ja tärinäselvitys, Tuusula Liitteet VI