KAIVANTOJEN TURVALLISUUS MINISEMINAARI 25.11.2014 Kaivantojen turvallisuus, urakoitsijan näkökulma Pentti Virkkunen 1
1. KAIVANTOPROJEKTIN HALLINTA Rakennuttajan, suunnittelijan ja urakoitsijan projektinhallintakyvyt vaikuttavat (sekä erikseen, että yhdessä) ratkaisevasti työmaatoteutukseen. Vaikutus näkyy olennaisissa asioissa: Yllätykset, häiriöt ja sähläykset työmaalla Työaikataulussa pysyminen Kustannukset Laadunvarmistuksen toimivuus, lopputuloksen laatu Kaivannon turvallisuus, työturvallisuus Osapuolten välit >> Projektin kunnollinen hallinta on myös turvallisuuden kannalta tärkeintä! 2
1.1 YLLÄTYSTEN JA HÄIRIÖIDEN VAIKUTUS Näkemyksiä: Kaivantoprojekteissa on liikaa yllätyksiä, häiriöitä ja sähläyksiä, jotka sekä suoraan että välillisesti vaarantavat työaikataulun, rakentamisen suunnitelmallisuuden, lopputuloksen laadun, kaivannon turvallisuuden (työturvallisuuden) ja osapuolten välit. Yllätykset, häiriöt ja sähläykset ovat useimmiten seurausta projektin huonosta hallinnasta. Kysymys on perusasioista. 3
1.2 HÄIRIÖIDEN VÄLILLINEN VAIKUTUS PUUTTEITA SEURAUS TYÖMAALLA VAIKUTUS TYÖNJOHTOON JOLLOIN VAARANTUU Pohjatutkimuksissa Yllätyksiä Henkistä kapasiteettia Turvallisuus Suunnitelmissa Häiriöitä sitoutuu selvittelyihin Aikataulu Valmistautumisessa Sähläyksiä Kustannustehokkuus Työn johtaminen kärsii Laatu Osapuolten välit 4
5
6
1.3 MISTÄ PROJEKTIN HALLINTA ON ENITEN KIINNI? Rakennuttaja Suunnittelija Urakoitsija Asiantuntemus Asenne Toimintatavat 7
2. RAKENNUTTAJAN JA SUUNNITTELIJAN TOIMINTA Suunnittelun ohjaus: Suunnittelijoiden valinnassa pääpaino tulee olla pätevyydellä. Pohjatutkimusaikataulun ja suunnitteluaikataulun tulee olla realistinen tehtävän vaativuuteen ja suunnitteluresurssien määrään nähden. 8
2.1 POHJATUTKIMUKSET Pohjatutkimus- ja ympäristöselvitysohjelman tulee olla kattava ja vastata kaivannon vaativuutta. Sen tulee kattaa myös urakoitsijan tiedontarve. Pohjarakennusohjeet RIL 121-2004: Pohjatutkimuksella on selvitettävä rakennuskohteen ja sen vaikutusalueen pinnanmuodot, maapohjan kerrosrakenne, kalliopinnan sijainti, maakerrosten ja kallion ominaisuudet sekä pohjavesisuhteet siten, että pohjarakenteiden suunnittelemiseen ja niiden teknisesti tarkoituksenmukaiseen ja turvalliseen rakentamiseen saadaan riittävät tiedot. Kaivanto-ohje RIL 263-2014: Kaivantotyön työnsuunnittelu, riskienhallinta ja laadunvarmistus edellyttävät kattavaa ja täsmällistä pohjatutkimustietoutta. Vastaavan pohjarakennesuunnittelijan tulee ottaa tämä tiedontarve huomioon pohjatutkimusohjelmassa. 9
TAULUKKO 3.1 RAKENNUSKAIVANNON POHJATUTKIMUSOHJELMA (SUOSITUS) TUTKIMUSKOHDE TUTKIMUSMENETELMÄ TUTKIMUSPISTEMÄÄRÄ KAIVANNON VAATIVUUSLUOKITTAIN TAVANOMAINEN VAATIVA ERITTÄIN VAATIVA Rakennuspaikan kartoitus 1) Kunnallitekniikka, maakaapelit, ilmajohdot (kartoitus) Johtokartat, koekuopat ja tarkemittaus x x x Kaivantoon rajoittuvien rakententeet (sijainti) Koekuopat, tarkemittaus x x Maanpinta 1) Kartoitus ja pintavaaitus x x x Maapohjan kerrosrakenne ja maalajit 1) Kerrosrakenne, kerrospaksuudet Painokairaus tai puristinheijarikairaus Maalajit, tiiviydet tutkimusalueella 1/400 m2 1/400 m2 1/200..400 m2 Kivisyys, lohkareisuus tukiseinälinjalla/luiskalinjalla 1/20 m 1/10 m 1/10 m Maanäytesarja, rakeisuusmääritys 1/1600 m2, väh. 2 1/1200 m2, väh. 3 1/8oo m2, väh. 3 Geotekniset mitoitusarvot 1) Hienorakeiset maakerrokset, lyhytaikainen mitoitustilanne Siipikairaus tutkimusalueella 1/2400 m2, väh. 3 1/2400 m2, väh. 3 1/1600 m2, väh. 3 Hienorakeiset maakerrokset, pitkäaikainen mitoitustilanne Häiriintymätön maanäytesarja tutkimusalueella 1/2400 m2, väh. 2 1/1600 m2, väh. 2 Maanäytteistä kolmiaksiaalikoesarja (väh. 3 leikkausta) 1/maakerros 1/maakerros Kalliopohja Kalliopinnan sijainti Porakonekairaus kallioon 3 m, kun kaivanto ulottuu kallioon kaivantoalueella 2) 1/800 m2 1/400 m2 tukiseinälinjalla/luiskalinjalla 3) 1/20 m 1/10 m 1/10 m tukiseinälinjan takana 4) 1/20 m 1/20 m Kalliopohjan rikkonaisuus Vesipainekoe porakonekairausrei`istä kaivantoalueella 5) vähintään 2 Vesipainekoe porakonekairausrei`istä tukiseinälinjalla 5) vähintään 2 Kallioreiän videokuvaus 2) Pohjavesi Pohjaveden taso kaivantoalueella Koekuoppa tai havaintoputki 1..2 Havaintoputki kaivantoalueella vähintään 2 vähintään 2 Pohjaveden taso kaivannon ympäristössä Havaintoputki kaivannon ympäristössä vähintään 2 vähintään 2 Pohjaveden virtausolosuhteet maapohjassa Koepumppaus ja seuranta havaintoputkista 6) vähintään 2 vähintään 2 Pohjaveden virtausolosuhteet kalliossa Koepumppaus kalliosta kaivantoalueella 7) Koepumppaus kalliosta tukiseinälinjalla 7) 10 Kaivantotyön toteutusedellytykset Teräsponttien tunkeutuminen tavoitetasoon Tunkeutumisen varmistaminen koepontituksella 8) 8)
2.2 SUUNNITTELU Suunnitelmien tulee olla kattavat ja niiden tason tulee vastata kaivannon vaativuutta. Suunnitelmien työpiirustuksineen tulee olla täysin valmiit urakkatarjouksia pyydettäessä (tavoite). Vaativista rakenteista tarvitaan rakennedetaljit (esim. ankkurien kiinnitys tukiseinään). 11
12
2.3 RAKENTAMISEN VALVONTA Vastaavan pohjarakennesuunnittelijan tulee osallistua työmaan valvontaan asiantuntijana (vaativissa ja erittäin vaativissa kaivannoissa). 13
3. URAKOITSIJAN TOIMINTA Urakkatarjouksen tekeminen Urakkasopimus Rakentamisen valmistelu Rakentaminen 14
3.1 URAKOITSIJAN TOIMINTA, KAIVANNON RAKENTAMISEN VALMISTELU TOIMINTO SISÄLTÖ Riskitarkastelu Olosuhde- ja menetelmäriskien tunnistus Riskien hallinnan suunnittelu Työnsuunnittelu Työmenetelmien suunnittelu (vaativat työvaiheet) Työjärjestyksen suunnittelu Työaikataulun suunnittelu Työmaasuunnitelma Laadunvarmistuksen suunnittelu Laatuvaatimusten tarkistus Laadunvarmistustoimenpiteiden suunnittelu Kaivannon ja ympäristön tarkkailun suunnittelu Suunnitelmakatselmus Pohjatutkimusten riittävyys/ lisätutkimusten tarve Suunnitelmien valmius, puutteet ja ristiriitaisuudet Mitoituksen lähtötiedot (lähtötietopiirustus) Urakoitsijan kehitysehdotukset suunnitelmiin Työluvat, turvallisuusmenettelyt Työskentely rata-, tie- tai katualueella Työskentely jännitteisten johtojen ja kaapelien läheisyydessä Kunnallistekniikan ja kaapeleiden/johtojen siirrot ja tuennat Turvallisuuskartoitus Työturvallisuusriskien tunnistus Riskien hallinnan suunnittelu (Turvallisuussuunnitelma) 15
Taulukko 9.1 Esimerkki ankkuroidun teräsponttiseinän laadunvarmistussuunnitelmasta TJ = työnjohtaja, RM = rakennusmies RAKENNEOSA / TYÖVAIHE / TOIMINTO LAATUTEKIJÄ / TARKASTETTAVA OMINAISUUS VAATIMUS / TOLERANSSI MITTAUSMENETELMÄ / TARKASTUSTOIMENPIDE MITTAUS- TIHEYS DOKUMENTTI VASTUU- HENKILÖ 1. TERÄSPONTIT ponttiprofiili ( W ), W = 1200 cm3/m, profiilin mittaus, ainestodistus 100 % ainestodistus TJ teräslaatu S355GP ponttien suoruus ja ehjyys silmämääräinen tarkastus 100 % RM / TJ TARKASTUS TEHTY (PVM ) pontin pituusmerkintä pituus merkitty maalilla silmämääräinen tarkastus 100 % RM / TJ yläpäässä ponttiurien puhtaus silmämääräinen tarkastus 100 % RM / TJ 2. TYÖKONEET työkunto, työturvallisuus 3. PONTITUSTYÖ mittalinjan sijainti vapaa väli maanpaineseinään 1800 mm käyttöönottotarkastus, viikoittaiset tarkastukset takymetrimittaus 100 % pöytäkirja koneenkuljettaja / TJ 1 kpl / 10 m mittaus-tj ponttiseinän sijainti sallittu sijainti poikkeama 200 mm, sallittu kaltevuuspoikkeama 5 % silmämääräinen tarkastus 100 % mittaus 1 kpl / 5 m tukiseinän toteutuma- mittaus-tj piirustus silmämääräinen tarkastus 100 % RM / TJ täryvoiman kohdistuminen keskeisesti ponttiin oikea työjärjestys silmämääräinen tarkastus koneenkuljettaja / TJ ponttiseinän pystysuoruus silmämääräinen tarkastus / vesivaaka ponttien tunkeutuminen tavoitetasoon silmämääräinen tarkastus laskenta RM 100 % RM / TJ 100 % 100 % tukiseinän toteutumapiirustus koneenkuljettaja / TJ mittaus-tj 4. KALLIO- ANKKURIT kallion ehjyys, riittävä tartuntapituus ankkurin suunnitelmanmukaisuus 4 m ehjään kallioon poraushavainto 100 % ankkurointipöytäkirja ankkurit 5 d15,7, sijainti k/k 3,6 silmämääräinen tarkastus, mittaus/ 100 % ankkurointipöytäkirja, m, ankkurikulma 45 % ainestodistus ainestodistus porari / TJ porari / TJ 16 koekuormitus, jättövoima suunnitelma, tunkin kalibrointi alle 6 kk kalibroitu tunkki 100 % ankkurointipöytäkirja, kalibrointitodistus TJ
5. ANKKURIN KIINNITYS TUKISEINÄÄN rakenteen suunnitelmanmukaisuus, hitsaussaumat 6. VAAKAPALKIT palkkiprofiili (W), teräslaatu suunnitelma, teräslevyt S355 silmämääräinen tarkastus 100 % ainestodistus RM / TJ HEB 300, S355GP profiilin mittaus, ainestodistus 100 % ainestodistus TJ jatkosten oikea sijainti ankkurivälin ¼ - kohta silmämääräinen tarkastus 100 % RM / TJ jatkosten suunnitelmanmukaisuus suunnitelma silmämääräinen tarkastus 100 % TJ 7. JUURIPULTIT, mitoitettu taivutukselle. asennus poraamalla maanpinnalta mitat, teräslaatu poraputken sijainti ja suuntaus d60 mm, l 1700 mm S355 mittaus, ainestodistus 100 % pultituspöytäkirja porari /TJ suunnitelma silmämääräinen tarkastus 100% porari /TJ tartuntapituus ehjään kallioon l 1000mm poraushavainnot, mittaus 100% porari /TJ 8.PONTTISEINÄN JUUREN VESITIIVIYS juuripultin ja pontin välin kiilaus vesivuodot s suunnitelma silmämääräinen tarkastus 100 % TJ < 20 l / min ( koko rakennuskaivanto ) vuotovesimäärien mittaus viikoittain pöytäkirja TJ 9. JUURIPALKKI suunnitelmanmukaisuus lkalliopultit k/k 1500 mm, tartuntapituus 3000 mm silmämääräinen tarkastus 100 % TJ juuripalkin mitat, raudoitus, bentoniittinauha silmämääräinen tarkastus 100% TJ 10 SEINÄN MUODON- MUUTOKSET 11. YMPÄRISTÖN RAKENTEET JA LAITTEET tarkkailupisteiden siirtymät x,y,z tarkkailupisteiden siirtymät x,y,z 50 mm takymetrimittaus s suunnitelmanmukaiset t tarkkailupisteet rakenteiden painuma < 3 mm, piha-alue <10 mm tarkkuustakymetri suunnitelmanmukaiset tarkkailupisteet pöytäkirja pöytäkirja mittaus-tj mittaus-tj 17
Taulukko 4.1 Kaivannon ja ympäristön tarkkailu Tarkkailukohde Kaivannon tarkkailu Tukiseinät Siirtymät Ankkurivoimat Rakenteiden jännitykset Taustan jäätyminen Pohjavesi ja kaivannon vesitiiviys Vedenpaine tukiseinää vastaan Pohjaveden taso luiskan taustalla/luiskan vakavuus Kaivannon varmuus hydraulista murtumaa vastaan Kaivannon kaivun edellyttämä pohjaveden alentuminen Kaivannon vesitiiviys Huokosvedenpaine Maapohjan leikkauslujuus Ympäristön tarkkailu Rakennukset ja rakenteet Kunto ennen kaivantotöitä ja niiden jälkeen Todetut halkeamat Painumat Siirtymät Tärinät Kunnallistekniikka ja muut infrarakenteet Kunto ennen kaivantotöitä ja niiden jälkeen Painumat Siirtymät (tarvittaessa erikoistapauksessa) Tärinät (tarvittaessa eikoistapauksessa) Pohjavesi Pohjaveden taso Ympäristöön syötettävä korvausvesimäärä Veden laatu talousvesikaivoissa Mittausmenetelmä Inklinometrimittaus Takymetrimittaus tukiseinän mittauspisteistä Jännitysanturi (Loadcell) Venymäliuskat ja -anturit Lämpötilan mittaus lämpötila-anturilla Pohjavedenpinnan mittaus havaintoputkista Pohjavedenpinnan mittaus havaintoputkista Pohjaveden painetason mittaus maapohjasta, havaintoputket Pohjaveden painetason mittaus kalliosta, maaporausputket Pohjavedenpinnan mittaus havaintoputkista kaivannossa Pumpattavan vuotoveden määrän mittaus, esim. l/min Mittaus huokosvedenpainemittarilla Siipikairaus Kiinteistö- ja rakennekatselmukset Venymäliuskat Tarkkavaakitus mittauspulteista Takymetrimittaus mittauspulteista Jatkuva tärinämittaus 3-komponenttimittarilla Pintakatselmukset ja rakennekatselmukset Tarkkavaakitus painumalevyistä, -nastoista tai -pulteista Takymetrimittaus mittauspulteista Jatkuva tärinämittaus 3-komponenttimittarilla Pohjavedenpinnan mittaus havaintoputkista Korvausvesimäärän mittaus Vesinäytteet 18
3.2 TYÖNJOHDON TOIMINTA Kaivannon suunnitteluperusteisiin perehtyminen Pohjaolosuhteet Mitoitusperusteet (geotekniset mitoitusarvot, kuormat, pohjaveden taso jne.) Suunnitelmat Kaivannon ja ympäristön toiminnan silmämääräinen tarkkailu Pohjaolosuhteet (vastaavatko suunnitteluoletuksia) Kuormat (vastaavatko suunnitteluoletuksia) Muodonmuutokset Sääolosuhteiden vaikutus Laadunvarmistus Tarkkailusuunnitelman mukaiset tarkkailumittaukset Laadunvarmistuskokeet 19
Jatkuva työnsuunnittelu Vaativien työvaiheiden suunnittelu 2-viikkoaikataulut Sovittujen turvallisuuskäytäntöjen noudattaminen Työmaan kunnossapitotarkastukset, työkoneiden ja nostolaitteiden tarkastukset jne. Raportointi ja yhteydenpito suunnittelijaan ja rakennuttajaan Työntekijöiden perehdyttäminen uusiin työvaiheisiin 20
3.3 YLEISIÄ TYÖVIRHEITÄ KAIVANNOISSA Epäjärjestys työmaalla Kaivannon ja ympäristön silmämääräisen tarkkailun laiminlyönti Kaivannon (reunan) ylikuormitus Liian jyrkkä luiska luiskatussa kaivannossa Pohjaveden riittämätön alentaminen Työalustojen riittämätön kantavuus ja tasaisuus Ajoluiskien jyrkkyys ja liukkaus Tukiseinän tavoitetason saavuttamista ei varmisteta kunnolla Tukiseinän juuripultit tehdään huolimattomasti Tukitason kaivu tehdään alemmaksi kuin mikä on mitoitusperuste 21
3.3 YLEISIÄ TYÖVIRHEITÄ KAIVANNOISSA, JATKUU Ankkurin kiinnitysrakenne tukiseinään ei ole asiallinen Ankkurin koeveto tehdään väärin Vaakapalkin ja tukiseinärakenteen väliä ei kiilata asiallisesti Kaivannon sisällä liiallinen korkeusero tai liian jyrkkä luiska eri kaivuvaiheiden välillä Kallioon ulottuvan tuetun kaivannon loppukaivu tehdään varmistamatta tukiseinän kalliokontaktia Paalujen välistä kaivu tehdään asiantuntemattomasti aiheuttaen paaluille sivukuormaa ja paaluja kolhien Jatkorakentaminen ei seuraa viivytyksettä kaivantotyötä 22