Vastaanottaja Järvenpään kaupunki, kaupunkiympäristö, kaavoitus Asiakirjatyyppi Rakennettavuusselvitys Päivämäärä 21.5.2013 Viite 1510003775 KÄHÖSENMÄEN ASUNTOALUE KAAVAVAIHEEN MAAPERÄ- TUTKIMUS, RAKENNETTA- VUUSSELVITYS JA PERUS- TAMISTAPALAUSUNTO
KÄHÖSENMÄEN ASUNTOALUE KAAVAVAIHEEN MAAPERÄTUTKIMUS, RAKENNETTAVUUSSELVITYS JA PERUSTAMISTAPALAUSUNTO Päivämäärä 21.5.2013 Laatija Tarkastaja Hyväksyjä Kuvaus Maiju Koivuniemi Petri Tyynelä Hannu Kilponen Rakennettavuusselvitys ja perustamistapalausunto Viite 1510003775 Ramboll Niemenkatu 73 15140 LAHTI P +358 20 755 611 F +358 20 755 7801 www.ramboll.fi
SISÄLTÖ 1. Maaperätutkimus 1 1.1 Tutkimus 1 1.2 Nykytilanne ja pohjasuhteet 1 2. Rakennettavuus 3 2.1 Perustaminen 3 2.2 Kunnallistekniikka 4 2.2.1 Stabilointia vaativat alueet 4 2.2.2 Tie- ja katualueet 4 2.2.3 Vesihuoltolinjat 5 2.2.4 Pumppaamo 5 2.3 Pohjavesiolosuhteet 6 2.4 Jatkotoimenpiteet 6 PIIRUSTUSLUETTELO Piir.nro Piir.nro Piirustuksen sisältö Mittakaava Päiväys Muutos Järvenpää Ramboll 5620-190-1 1510003775.1 Yleiskartta 1:500 21.05.2013 5620-190-2 1510003775.2 Tutkimuskartta 1:500 21.05.2013 5620-190-3 1510003775.3 Leikkaus A-A 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-4 1510003775.4 Leikkaus B-B 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-5 1510003775.5 Leikkaus C-C 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-6 1510003775.6 Leikkaus D-D 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-7 1510003775.7 Leikkaus E-E 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-8 1510003775.8 Leikkaus F-F 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-9 1510003775.9 Leikkaus 1-1 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-10 1510003775.10 Leikkaus 2-2 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-11 1510003775.11 Leikkaus 3-3 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-12 1510003775.12 Leikkaus 3-3 1:200/1:100 21.05.2013 5620-190-13-17 1510003775.13-17 Maanäytteiden tutkimustulokset 21.05.2013 LIITTEET Liite 1 Liite 2 Liite 3 Häiriintymättömien näytteiden laboratoriotulokset (Tampereen TTY) Painumalaskennat Putkikortit
1 1. MAAPERÄTUTKIMUS 1.1 Tutkimus Kohde Tutkimusalue sijaitsee Järvenpään kaupungissa, Kaakkolan alueella, Ratsukadun länsipuolella, tilalle 403-1-666. Tutkimusalue on esitetty yleiskartassa, piirustus 1510003775.1. Tehtävä Kohteeseen on tehty asuntoalueen maaperätutkimus ja laadittu rakennettavuusselostus ja kaavavaiheen alustava perustamistapalausunto. Maaperätutkimukset Tutkimusalueelle tehtiin 22 painokairausta ja 1 siipikairaus (P15). Tutkimuspisteet mitattiin Järvenpään kaupungin koordinaattijärjestelmässä ETRS-GK25 ja N60 korkeusjärjestelmässä. Tutkimuspisteet on esitetty tutkimuskartassa, piirustus 1510003775.2. Maanäytteet Häiriintyneitä maanäytteitä otettiin 5 pisteestä yhteensä 24 kappaletta. Näytteistä määritettiin vesipitoisuus ja maalaji silmämääräisesti. Rakeisuus määritettiin 7 näytteestä. Maanäytteiden tutkimustulokset näkyvät lomakkeilla numerot 1510003775.13 17. Tutkimuspisteestä 15 otettiin häiriintymättömät näytteet yhteensä kolmelta eri syvyydeltä. Näytteistä määritettiin tilavuuspaino, vesipitoisuus, rakeisuus sekä tehtiin kokoonpuristuvuuskokeet (CRS koe). Tulokset ovat liitteessä 1. Pohjavesiputket Neljään pisteeseen asennettiin tutkimusten aikainen pohjaveden havaintoputki. Vesipintahavainnot ovat kartta- ja leikkauspiirustuksissa pohjavesiputkitietojen yhteydessä. Putkikortit on esitetty liitteessä 3. 1.2 Nykytilanne ja pohjasuhteet Tutkimusalue koostuu laakeasta peltoalueesta lounaisosassa, metsäisestä kalliokumpareesta keskellä ja kapeammasta peltoalueesta koillisreunalla. Alavimmat kohdat ovat alueen lounaisosassa noin tasolla + 44,8 ja korkeimmat alueen keskellä kumpareella noin tasolla + 53,3. Kalliot ovat avokalliota tai moreenin peittämää kalliota. Koko alueen maaperä on routivaa. Pohjasuhteet on kuvattu tarkemmin seuraavassa alueittain. Alue I Alue I sijoittuu rinteen yläosalle, jossa maanpinta on korkeimmassa kohdassa noin tasolla +53,3. Alueella on keskellä avokalliota. Alueen I reunoilla maaperä on kairaushavaintojen perusteella noin 1,6 2,8 metriä sitkeää savea ja löyhää savista silttiä, joka rajoittuu tiiviiseen moreeniin ja arvioituun kalliopintaan. Alueelle tehdyt painokairaukset ovat päättyneet noin 1,8 2,7 metrin syvyydellä tiiviin moreenin kiveen tai lohkareeseen tai kallioon.
2 Pohjavettä ei todennäköisesti I alueella esiinny, vaan vajovedet virtaavat kalliopintaa pitkin alavampiin alueen osiin (alue II - IV). Alue II Alue II sijoittuu tutkimusalueen itä-koillisreunalle peltoalueelle ja loivaan rinteeseen metsäisen kumpareen ympärillä. Alueella II maaperä on noin 2,8 4,6 metriä pehmeää ja löyhää maakerrosta. Alueella on ylimpänä noin 0,8 2,5 metriä kuivakuorisavea. Pisteestä 3 kuivakuorikerroksesta otettu häiriintynyt näyte oli savista silttiä ja vesipitoisuus oli 37,1 %. Kuivakuoren alapuolella on noin 0,4 2,2 metriä pehmeää ja sitkeää savea ja löyhää savista silttiä. Savi-silttikerroksesta, pisteestä 3, otetut häiriintyneet näytteet olivat savista silttiä ja silttiä ja näytteiden vesipitoisuudet välillä noin 30,5 32,6 %. Savi-silttikerros rajoittuu noin 0 1,5 metriä paksuun kerrokseen löyhää - tiivistä moreenia. Kairaukset päättyivät alapuolisen tiiviin moreenikerroksen kiveen tai lohkareeseen tai kallioon noin 2,4 4,9 metrin syvyydellä. Alueen pisteeseen 3 asennetussa tutkimusten aikaisessa mittauspisteessä pohjaveden pinta oli noin 0,9 metrin syvyydellä tasolla +45,3 (11.3.2013). Alue III Alue III sijoittuu tutkimusalueen kaakkoisreunalla olevaan peltoalueeseen kumpareen kaakkoispuolella ja alueen länsi - lounasosan peltoalueeseen. Alueella on ylimpänä maakerroksena noin 1,6 2,6 metriä kuivakuorisavea. Pisteestä 13 kuivakuorikerroksesta otetut häiriintyneet näytteet olivat savea ja lihavaa savea ja vesipitoisuudet välillä noin 53,9 56,1 %. Pisteestä 14 kuivakuorikerroksesta otetut häiriintyneet näytteet olivat savista silttiä (sasi) ja lihavaa savea ja vesipitoisuudet olivat välillä noin 37,4 61,0 %. Pisteestä 15 kerroksen alaosasta otettu häiriintynyt näyte oli lihavaa savea ja vesipitoisuus 91,5 %. Pisteestä 15 siipikairalla määritetyt kuivakuorikerroksen redusoimattomat leikkauslujuudet ovat noin 62,4 kn/m 2, 85,0 kn/m 2 ja 40,0 kn/m 2. Pisteestä 17 kerroksesta otetut häiriintyneet näytteet olivat savea ja vesipitoisuudet välillä noin 48,5 50,3 %. Häiriintymätön maanäyte pisteestä 15 syvyydeltä 2,2 metriä oli tutkimustulosten perusteella todennäköisesti kuivakuorisavikerroksesta. Häiriintymätön maanäyte on lihavaa savea ja näytteen vesipitoisuus oli noin 83,4 %. Kuivakuorisaven alapuolella on noin 3,0 7,6 metriä pehmeää lihavaa savea. Pehmeästä savikerroksesta, pisteestä 13, otetut häiriintyneet näytteet olivat savea ja laihaa savea ja näytteiden vesipitoisuudet olivat kerroksen yläosassa välillä noin 67,2 75,6 % ja alaosassa välillä noin 44,4 47,4 %. Pisteestä 17 otetut häiriintyneet näytteet olivat savea ja laihaa savea ja näytteiden vesipitoisuudet olivat kerroksen yläosassa noin 81,4 % ja kerroksen alaosassa välillä noin 37,0 47,3 %. Tutkimuspisteestä 14 pehmeästä savikerroksesta otetut häiriintyneet näytteet olivat savista silttiä ja lihavaa savea ja vesipitoisuudet olivat kerroksen yläosassa välillä noin 71,0 90,5 % ja alaosassa 58,5 %. Pisteestä 15 pehmeästä savikerroksesta otettu häiriintynyt näyte oli savea ja vesipitoisuus oli noin 77,5 %. Pisteestä 15 otetut häiriintymättömät näytteet olivat lihavaa savea ja vesipitoisuudet noin 83 %, 78 % ja 75 %. Pisteestä 15 siipikairalla määritetyt pehmeän saven redusoimattomat leikkauslujuudet ovat välillä noin 17 30 kn/m 2. Pehmeän savikerroksen alapuolella on paikoin noin 0,6 5,4 metriä sitkeää savea. Pisteestä 15 sitkeästä savikerroksesta otettu häiriintynyt näyte oli lihavaa savea ja vesipitoisuus oli 80,5 %. Pisteestä 15 siipikairalla määritetty sitkeän saven redusoimattomat leikkauslujuudet on välillä noin 25-50 kn/m 2. Savikerrosten alapuolella on noin 0,2 2,9 metriä löyhää - tiivistä moreenia. Kairaukset päättyivät alapuolisen tiiviin moreenikerroksen kiveen tai lohkareeseen tai kallioon noin 5,9 15,6 metrin syvyydellä. Pisteestä 13 mitatun väliaikaisen pohjavesiputken vedenpinta oli noin 0,7 metrin syvyydellä tasolla +46,04 (11.3.2013). Pisteestä 14 mitatun tutkimusten aikaisen pohjavesiputken vedenpinta oli noin 1,0 metrin syvyydellä tasolla +44,92 (4.3.2013) ja pisteestä 17 mitatun väliaikaisen pohjavesiputken vedenpinta oli noin 0,4 metrin syvyydellä tasolla +44,38 (5.3.2013). Pisteestä 15 häiriintymättömistä maanäytteistä syvyyksiltä 2,2 metriä, 5,0 metriä ja 8,0 metriä on tehty CRS - kokeet kokoonpuristuvuusominaisuuksien määrittämiseksi.
3 2. RAKENNETTAVUUS 2.1 Perustaminen Alueelle on suunniteltu asuinpientalojen korttelialuetta (AP) sekä rivitaloja tai muiden kytkettyjen asuinrakennusten korttelialuetta (AR). Asemakaavarungon vaihtoehdossa 4 alueen keskelle on suunniteltu lähivirkistysaluetta (VL). Alueen perustaminen on tarkasteltu noudattaen edellä olevia aluejakoja. Alueiden väliset rajat ovat suuntaa antavia ja tiedot edustavat alueiden keskimääräisiä olosuhteita. Koko alueelle suunniteltuihin rakennuksiin ja täyttöihin tulee tehdä kohdekohtaiset pohjatutkimukset. Perustamistavat tulee tarkentaa rakennuspaikoilta tehtyjen pohjatutkimusten perusteella. Alue I Alue I on kantavaa kallioista aluetta, jossa on paikoin avokalliota ja paikoin pinnalla 1,6 2,8 metriä sitkeää savea ja löyhää savista silttiä, joka rajoittuu tiiviiseen moreeniin tai arvioituun kalliopintaan. Rakennuspohjalta poistetaan pintamaa. Alueilla I rakennukset voidaan perustaa maanvaraisille tai kallionvaraisille anturaperustuksille. Sitkeän saven ja savisen siltin varaisen vähintään 0,3 metriä paksun tiivistetyn anturanalustäytön (murske) päälle perustettaessa geoteknisenä kantavuutena voidaan alustavasti käyttää p = 100 kn/m 2. Tiiviille moreeni - kalliopohjalle vähintään 0,2 metriä paksun, tiivistetyn anturanalustäytön (murske) päälle perustettaessa geoteknisenä kantavuutena voidaan alustavasti käyttää p = 250 kn/m 2. Lattiat voivat olla maanvaraisia. Suoraan ehjälle tai vähärakoiselle kalliolle perustettaessa voidaan alustavasti käyttää kantavuutta p = 3 000 kn/m 2. Pohjasuhteet ja esitetty perustamistapa eivät rajoita rakennustyyppien ja kerrosten määrää suunnittelussa. Alueet sijoittuvat ympäristöä ylemmäksi ja kellarin rakentamiselle ei ole rajoituksia. Alue II Alueella II hienorakeinen sitkeä savi löyhä silttikerros ulottuu 2,8 4,6 metrin syvyyteen rajoittuen löyhään tiiviiseen moreeniin ja arvioituun kalliopintaan. Kevyet rakennukset, joissa sallitaan painumia, voidaan alustavasti perustaa maanvaraisesti kuivakuorisavikerroksen varaan tehdylle 0,5 metriä paksulle, tiivistetylle anturanalustäytölle käyttäen alustavaa geoteknistä kantavuutta p = 80 kn/m 2. Vaihtoehtoisesti osalla aluetta rakennukset voidaan perustaa tiiviiseen moreenikerrokseen ulotetulle massanvaihtotäytölle käyttäen alustavasti kantavuutta p = 200 kn/m 2. Raskaammat 1-2-kerroksiset ja laajarunkoiset rakennukset perustetaan kovaan pohjaan lyötävien teräsbetoni- tai teräsputkipaalujen varaan. Paalupituudeksi arvioidaan alustavasti kairaussyvyys eli noin 3 5 metriä. Rakennusten lattiat voidaan alustavasti rakentaa maanvaraisesti. Täytöt voivat aiheuttaa alueella olevan savikerroksen kokoonpuristumista, jonka vuoksi laajaalaiset täytöt tulee rajoittaa noin 1,5 metriä nykyisestä maanpinnasta. Kellarin rakentamista saattaa vaikeuttaa pohjavesi, joka paikoin on tutkimusten aikana ollut noin 0,9 metrin syvyydessä maanpinnasta. Pohjavesipinta on otettava huomioon rakennusten kuivatusjärjestelmiä suunniteltaessa ja kaivutöiden aikana. Alue III Alueilla III hienorakeinen pehmeä lihava savi sitkeä savikerros ulottuu 5,0 15,6 metrin syvyyteen rajoittuen löyhään tiiviiseen moreeniin tai arvioituun kalliopintaan. Rakennukset suositellaan perustettavaksi kovaan pohjaan lyötävien teräsbetoni- tai teräsputkipaalujen varaan. Rakennusten lattiat rakennetaan kantaviksi. Paalupituudeksi arvioidaan alustavasti kairaussyvyys eli noin 5 16 metriä. Paalut on syytä varustaa kalliokärjin alueella, jossa savi-silttikerros rajoittuu kallioon, eikä kallion päällä ole tiivistä moreenikerrosta. Esitetty perustamistapa eivät rajoita rakennustyyppien ja kerrosten lukumäärää suunnittelussa.
4 Kellarin rakentamista vaikeuttaa pohjavesi, kuten alueella II. Kellaritilojen rakentaminen alueelle on mahdollista savikerroksen vähäisen vedenläpäisevyyden johdosta, mutta syvät kaivannot edellyttävät tukemista, leikkauspohjan vahvistusta paalutuskonetta varten ja perusvesien pumppausta. Alueella täytöt aiheuttavat hienorakeisten kerrosten kokoonpuristumaa, joka johtaa painumiin täytön paksuudesta riippuen. Alueella oleva savikerros on osin pehmeää ja runsaasti kokoonpuristuvaa. Alueella tutkimuspisteissä 15, 18 ja 21 noin 0,5 metrin laaja-alaisen täytön on arvioitu aiheuttavan noin 100 230 mm painuman, noin 1,0 metrin täytön on arvioitu aiheuttavan noin 200 430 mm painuman ja noin 2,0 metrin täytön on arvioitu aiheuttavan noin 350 750 mm painuman. Tonteille ei suositella tehtäväksi yli metrin nykyisestä pinnasta olevia täyttöjä. Piha-alueet ja tonttien putkijohdot perustetaan pilaristabiloidun maapohjan varaan. Paalutettujen rakenteiden viereiset painumille arat kohdat on syytä varustaa paalutuksiin tukeutuvilla siirtymälaatoilla tai kevennyksin. Taulukossa 1 on esitetty arvioidut painumat eri täyttöpaksuuksilla alueella III. Taulukko 1. Arvioidut painumat leikkauksessa 3-3 alueella III 2.2 Kunnallistekniikka 2.2.1 Stabilointia vaativat alueet Painuma Alue III (Piste 15, 18 ja 21) 0,5 m täyttö (10 kpa) 105 230 mm 1 m täyttö (20 kpa) 200...430 mm 2 m täyttö (40 kpa) 350 750 mm Alueella III piha-alueet, kadut ja putkijohdot (tutkimuspisteiden 14 ja 16 läheisyydessä) sekä jäte- ja hulevesipumppaamot perustetaan pilaristabiloinnilla vahvistetulle maapohjalle. Pilaristabiloidulla alueella katujen päällysrakenne ja kaivannot suunnitellaan stabilointisuunnittelun yhteydessä. Stabiloitava tieosuus on esitetty tutkimuskartassa. Stabiloinnin arvioitu kustannus on alueella IV tielle ja vesihuoltolinjalle noin 50 130 /m 2 (pilaripituuksien vaihtelu 5 14 m). 2.2.2 Tie- ja katualueet Alueilla I II kadut voidaan rakentaa kallion, moreenin tai kuivakuorikerroksen varaan ilman laaja-alaisia pohjanvahvistustoimenpiteitä. Alueilla III ilman stabilointia 1,0 metrin paksujen täyttöjen painumat ovat noin 200 430 mm ja 2 metrin täytöillä noin 350 750 mm. Tie ja vesihuoltolinja suositellaan perustettavaksi syvästabiloinnin varaan tutkimuspisteiden 14 ja 16 välissä. Alueella tehtyjen tutkimusten perusteella pohjamaan kantavuusluokkana katujen suunnittelussa voidaan käyttää luokkaa F. Koska pohjamaa on routivaa, esitetään alustavaksi päällysrakennekerrospaksuudeksi myös stabiloitavilla kaduilla luokkaa F. Stabilointialueiden rakennekerrokset tulee yksityiskohtaisesti suunnitella stabilointisuunnittelun yhteydessä. Alustavat F luokan päällysrakennekerrokset on esitetty seuraavissa taulukoissa: Katuluokka 3, kantavuusmitoitus: Sidekerros 0,12 Tukikerros 0,75 Kokonaispaksuus 1,06 Laskennallinen kantavuusarvo 366 MPa, Vaadittu kantavuusarvo 350 MPa Katuluokka 3, routamitoitus: Sidekerros 0,12 Tukikerros 0,75 Kokonaispaksuus 1,06 Laskennallinen routanousu 59 mm Sallittu routanousu 70 mm
5 Katuluokka 4, kantavuusmitoitus: Sidekerros 0,05 Tukikerros 0,80 Kokonaispaksuus 1,04 Laskennallinen kantavuusarvo 259 MPa Vaadittu kantavuusarvo 250 MPa Katuluokka 5, kantavuusmitoitus: Sidekerros 0,05 Tukikerros 0,65 Kokonaispaksuus 0,89 Laskennallinen kantavuusarvo 235 MPa Vaadittu kantavuusarvo 200 MPa Katuluokka 6, kantavuusmitoitus: Tukikerros 0,80 Kokonaispaksuus 0,99 Laskennallinen kantavuusarvo 181 MPa Vaadittu kantavuusarvo 175 MPa Katuluokka 4, routamitoitus: Sidekerros 0,05 Tukikerros 0,80 Kokonaispaksuus 1,04 Laskennallinen routanousu 63 mm Sallittu routanousu 70 mm Katuluokka 5, routamitoitus: Sidekerros 0,05 Tukikerros 0,75 Kokonaispaksuus 0,99 Laskennallinen routanousu 69 mm Sallittu routanousu 70 mm Katuluokka 6, routamitoitus: Tukikerros 0,80 Kokonaispaksuus 0,99 Laskennallinen routanousu 69 mm Sallittu routanousu 70 mm Taulukoissa esitettyjen kerrospaksuuksien perusteella voidaan todeta, että katuluokittaiset päällysrakenteelta vaadittavat kantavuusarvot täyttyvät kaikissa katuluokissa. Routamitoitus on tehty käyttäen vertailuarvona paikallisväylille suurinta sallittua laskennallista routanousua, 70 mm. Routamitoituksen perusteella katuluokan 5 päällysrakennekerrosta on paksunnettava 100 mm, jotta sallittua routanousua ei ylitetä. Katuluokassa 6 sallitun routanousun arvona on käytetty samaa, mitä ajoradalle sallitaan. Rakennettaessa louhitun kalliopinnan varaan, voidaan kohteessa käyttää päällysrakenteen mitoituksessa kantavuusluokkaa A. 2.2.3 Vesihuoltolinjat Vesihuollon runkolinjat voidaan perustaa alueilla I II kuivakuorikerroksen varaan käyttäen asennusalustana 150 mm luonnonkiviainesta, jonka maksimiraekoko on 10 % nimellishalkaisijasta. Pohjamaata vasten laitetaan suodatinkangas, N3. Luiskakaltevuutena voidaan käyttää matalissa kaivannoissa kaltevuutta 3:1 ja yli 2.5 metrin syvyisissä kaivannoissa kaltevuutta 2:1. Alueella III putkilinjat perustetaan pilaristabiloinnilla lujitetun savikerroksen varaan suodatinkankaalla (N3) ympäröidylle 300 mm paksulle murskearinalle (murske 0/32). Luiskakaltevuutena voidaan käyttää matalissa kaivannoissa kaltevuutta 3:1 ja yli 2.0 metrin syvyisissä kaivannoissa kaltevuutta 2:1. Vesihuoltolinjan kaivannot ulottuvat pohjavesipinnan alapuolelle, joten kaivannot ovat luokitukseltaan vaativia. Kaivannoista tulee laatia tilaajalle ennen työn aloittamista kirjalliset kaivantosuunnitelmat, sisältäen vakavuuslaskennan ja tarvittaessa kaivannon kuivatus- ja tuentasuunnitelmat. 2.2.4 Pumppaamo Alueella III tutkimuspisteen 14 läheisyyteen suunniteltu jäte- ja hulevesipumppaamo perustetaan stabiloidun pohjamaan päälle tehtävän, 300 mm paksun murskearinan varaan, jonka alle asennetaan suodatinkangas N3.