InfraRYL, Päivitys 11.9.2017 / KM 1 14142 Suihkuinjektoidut maarakenteet Tässä kohdassa käsitellään suihkuinjektointia, jossa veden ja sideaineen suspensio suihkutetaan maahan pilarin muotoon, pilareista muodostuvan seinämäisen tai muun jatkuvan yhtenäisen rakenteen tai paneelin muotoon vähintään 30 MPa:n paineella ja virtausnopeudella 50 l/min standardin SFS-EN 12716 mukaisesti. Valmiin pilarin tai suihkuninjektoidun massan yksiaksiaalisen puristuslujuuden vaatimus on enintään 10 MPa. Määrämittausohje 1414 14142.1 Suihkuinjektoinnin materiaalit Sideainesuspensiossa käytettävä sementti on standardin SFS-EN 197-1 mukaista CE-merkittyä ja siitä Suomessa annettujen viranomaismääräysten mukaista sementtiä. Ympäristörasitukset, luonnon maaperän ja pohjaveden aiheuttamat kemialliset rasitukset tulee ottaa huomioon sementtilaatua valittaessa SFS-EN 206 mukaisesti. SFS-EN 197-1 + A1 Sementti. Osa 1: Tavallisten sementtien koostumus, laatuvaatimukset ja vaatimustenmukaisuus. SFS-EN 206:2016 + A1:2016 Betoni. Määrittely, ominaisuudet, valmistus ja vaatimustenmukaisuus Suihkutettava suspensio reagoi tunnetulla tavalla sekoitettavien maakerrosten kanssa, ja siitä ilmoitetaan kaikkien sideaineessa käytettyjen aineiden koostumus. Sideaineen käyttäytyminen osoitetaan laboratoriokokein tai maakerroksia edustavista olosuhteista olevien kokemusten perusteella. Sideaineen kaikkien komponenttien ja mahdollisten lisäaineiden alkuperä todetaan ja dokumentoidaan. Sideaineena käytetään yleensä standardisoitua matalan lämmöntuoton sementtiä ja lisäaineena voidaan käyttää bentoniittia. Vedeneristysrakenteisiin voidaan käyttää reagoidessaan paisumattomia seosaineita, kuten jauhettua kalkkikiveä. Sideaineen raekoko on sellainen, että tuotanto-olosuhteisiin nähden riittävän stabiilin suihkutussuspension sekoittaminen on mahdollista. Sideaineessa esiintyvät suurimmat jakeet ovat sellaisia, että ne mahtuvat esteettä kulkemaan suihkutussuuttimien läpi. Käytettävä vesi tulee olla SFS-EN 1008 ja SFS-EN206 mukaista. Juomakelpoinen vesi on hyväksyttävää suihkuinjektointisuspensiossa. SFS-EN 1008 Betonin valmistukseen käytettävä vesi. Näytteenotto, testaus ja veden soveltuvuuden arviointi betonin valmistukseen, mukaan lukien betoniteollisuuden prosesseista talteen otettu vesi SFS-EN 206:2016 + A1:2016 Betoni. Määrittely, ominaisuudet, valmistus ja vaatimustenmukaisuus
InfraRYL, Päivitys 11.9.2017 / KM 2 Suihkuinjektoituun rakenteeseen ei saa hydrataatioprosessin aikana syntyä haitallisia määriä paisuvia reaktiotuotteita. Rakenteen lämpötilaa seurataan suunnitelma-asiakirjojen mukaisesti. Paisuvien reaktiotuotteiden määrästä huolehditaan pääosin hallitsemalla maabetonin hydrataatiolämpötila. Työn etukäteissuunnittelussa lämmönkehittymiseen voidaan vaikuttaa mm. vaiheittain rakentamisella ja sideaineen valinnalla vähän lämpöä tuottavaksi. Sideainesuspension suihkutuksen jälkeen ei hydrataatioprosessin aikana lämpötila suihkuinjektoidussa pilarissa saa nousta yli 60-70 C:n riippuen sementin laadusta. Suihkutettavilla maakerroksilla on riittävän pieni vedenjohtavuus, jotta suihkuinjektointi voidaan toteuttaa hallitusti. Savi-, siltti-, hiekka-, sora- ja moreenimaakerrokset soveltuvat suihkuinjektointiin ilman erillistä vedenjohtavuusselvitystä. Kun suihkuinjektoidaan pilaantunutta maata, tutkitaan sideaineen ja maan epäpuhtauksien reaktiovaikutus. Käytettävät sideaineet ovat sellaisia, että ne eivät sellaisinaan, tai keskenään tai maaperässä olevien ainesten kanssa reagoidessaan aiheuta rakennuspaikalla tai sen ympäristössä pohjaveden tai maapohjan pilaantumista. 14142.2 Suihkuinjektoinnin työalue Ennen varsinaista suihkuinjektointityötä tehdään suunnitelman mukaisesti valmistelevat työt, joita ovat rakennusalueella tai sen läheisyydessä olevien rakenteiden selvitys, riskinarvio ja rakenteiden suojaus. : Suihkuinjektointi (itse suihkutus tai paluulietteen virtaus) voi aiheuttaa viereisten rakenteiden vaurioitumista tai injektointiaine ja paluuliete voi voi kulkeutua rakenteita pitkin. Rakenteet tulee tarvittaessa kaivaa auki, suojata tai siirtää. Mahdolliset injektointiaineen tai paluulietteen kulkeutumiskanavat voidaan tarvittaessa tukkia. Työmaa-alueen tulee olla riittävän laaja, jotta työmaan kaikki toiminnot voidaan suorittaa turvallisesti ja aiheuttamatta vaaraa ympäristölle. Työmaalle on oltava riittävän kantava ja käyttökelpoinen tieyhteys koneille ja materiaalitoimituksille. Injektointiaseman, sideainesiilon ja suihkutuskaluston työalusta on aina suunniteltava tapauksittain maaperän lujuuden ja suihkuinjektointiin käytettävän kaluston mukaan. Työalustan ja työmaateiden vakavuus ja tila tulee olla riittävä valitulle kalustolle. Työalusta tehdään sellaiseksi ja pidetään sellaisessa kunnossa, että suihkuinjektointityö voidaan tehdä turvallisesti ja tehokkaasti. Suihkutuspisteen ja tukikohdan välillä oleva paineellisen injektointimassan pumppauslinja suojataan ulkoisilta vaurionaiheuttajilta ja huolehditaan, ettei painelinjan rikkoutuminen aiheuta ulkopuoliselle vaaraa.
InfraRYL, Päivitys 11.9.2017 / KM 3 Asiattomien kulku tukikohta-alueelle ja suihkutuspisteelle estetään. Tuoreen suihkuinjektoinnin kohdalla maaperän kantavuus saattaa heikentyä huomattavasti. Kulku tuoreiden pilareiden kohdalla tulee estää, kunnes rakenne on saavuttanut riittävän lujuuden. 14142.3 Suihkuinjektoinnin tekeminen Suihkuinjektoinnissa käytettävässä pumppaus- ja porauslaitteistossa on mittarit, joista voidaan seurata injektointisuspension painetta ja määrää sekä ohjata syöttöputken nosto- ja pyöritysnopeutta automaattisesti. Injektointiaseman ja porauslaitteen käyttäjä ovat jatkuvassa yhteydessä toisiinsa. Suihkuinjektointireiät mitataan etukäteen paikalleen ja merkitään selkeästi paikan ja suunnan osalta. Mittaus- ja merkintätarkkuuden tulee olla vähintään 20 mm. Ennen suihkuinjektoinnin aloitusta suihkuinjektoinnista tulee laatia työmenetelmäkuvaus EN 12716 mukaisesti. Viite: Suihkuinjektointipilarit tehdään suunnitelma-asiakirjojen mukaisella työjärjestyksellä ja vaiheistuksella. Suihkuinjektointi ulotetaan suunnitelma-asiakirjoissa osoitettuun syvyyteen ja suihkutus aloitetaan koepilaroinnilla, jolloin suunnitelma-asiakirjoissa esitetyt arvot tarkistetaan. Suihkutus tapahtuu nostamalla pyörittäen suihkuinjektointijohdetta porauslaitetta kohden suunnitelma-asiakirjojen mukaisella nosto- ja pyöritysnopeudella sekä syöttöpaineella ja -määrällä. Porareiän aukipysyvyydestä tulee varmistua. Porareiän seinämän ja suihkuinjektointijohteen väliin tulee jäädä riittävä tila paluulietteen takaisinvirtaukselle. Mikäli porareikä on epävakaa eikä pysy auki, voidaan reiän alkuosalla käyttää suojaputkea. Paluulietteen purkautumista porausreiästä seurataan jatkuvasti. Jos takaisin virtaavan lietteen määrä vähenee äkillisesti, on työ hetkellisesti keskeytettävä ja selvitettävä syy virtaaman muutoksille ja ryhdyttävä asianmukaisiin toimenpiteisiin. Paluuvirtauksen tyrehtymisen voi aiheuttaa lietteen hallitsematon kulkeutuminen maassa oleviin tyhjätiloihin tai kunnallistekniikan kanaviin, porareiän tai suuttimen tukkeutuminen. Mikäli syyksi todetaan porareiän tukkeutuminen, porausreikä huuhdellaan ja tarpeen mukaan vähennetään suihkutuspainetta. Suihkuinjektointi lopetetaan suunnitelma-asiakirjojen tai työn aikana havaintojen perusteella todettuun määräsyvyyteen, joka jättää riittävän turvaetäisyyden maanpinnan hydraulisen murtuman estämiseksi. Maa-sideainesuspension tasoa porausreiässä seurataan jatkuvasti työn aikana ja sen jälkeen. Pinnan laskiessa esimerkiksi porausten keskeytysten aikana pilarin ylintä tuoretta osaa suihkutetaan uudelleen. Havainnot dokumentoidaan standardin SFS-EN 12716 mukaiseen porausraporttiin. Työn aikana suihkutettavan suspension laadun tarkkailusta pidetään pöytäkirjaa standardin SFS-EN 12716 mukaisesti.
InfraRYL, Päivitys 11.9.2017 / KM 4 Turvaetäisyys maanpintaan on tyypillisesti vähintään 0,5 metriä, vaakasuuntaisessa injektoinnissa suurempi. Suihkuinjektoinnissa syntyvä liete kerätään työpisteen läheisyydessä lietealtaisiin tai -säiliöihin, jotka ovat riittävät käsittely- ja kuljetuskapasiteettiin nähden. Suihkutustyön aikana seurataan suunnitelma-asiakirjojen mukaisesti jatkuvasti mahdollisten lähirakenteiden liikkeitä. Vertikaalisiirtymille herkkiä rakenteita voidaan tarpeen mukaan seurata vaaituslaiteella, jossa on automaattinen hälytin. 14142.4 Valmis suihkuinjektointi Pilarien sijainnit ja kaltevuudet sekä niiden toleranssit ovat suunnitelma-asiakirjojen mukaiset. Pilarien sijainti- ja kallistustoleranssit esitetään rakenteellisen tarpeen mukaisesti suunnitelma-asiakirjoissa. Tavallisesti toleransseina käytetään sijainnin suhteen 50mm ja kaltevuuden suhteen 2%- Yksittäisten pilarien tai pilareista koostuvien rakenteiden geometriset mitat ovat suunnitelman mukaiset. Pilareiden tulee täyttää suunnitelma-asiakirjoissa esitetty minimihalkaisija. Rakenteen sallittu vedenläpäisevyys, työsaumat ja sallitut toteutuspoikkeamat ovat suunnitelmaasiakirjojen mukaisia. Rakenteen sallittu vedenläpäisevyys määritetään tarvittaessa suunnitelma-asiakirjoissa, joissa otetaan huomioon rakenteessa esiintyvät työsaumat ja sallitut toteutuspoikkeamat. Suunnittelija voi ilmoittaa rakenteen toleranssin esimerkiksi seuraavasti: sallittu vuoto kaivantoon mitattuna suotovirtauspintaalalle 10 l/min/1000 m 2. Suihkuinjektoidun maan lujuus ilmoitetaan yksiaksiaalisena puristuslujuutena. Suihkuinjektoidusta rakenteesta porattujen näytteiden lujuuskoetulokset täyttävät suunnitelma-asiakirjoissa esitetyt arvot. 14142.5 Suihkuinjektoidun rakenteen kelpoisuuden osoittaminen Suihkuinjektoitujen pilarien halkaisija ja pituus määritetään pöytäkirjasta ja koepilarin esiin kaivulla. Pilarien koko ja liittyminen toisiinsa testataan sydännäytekairauksin rakenteellisesti kriittisimmästä kohdasta, koepumppauksin tai kaivamalla rakenne esiin. Pilareiden halkaisijaa voidaan myös arvioida ja todentaa geofoneilla tai CPTU-kairauksilla pilareiden sitoutumisvaiheessa tai porakonekairauksilla tai sydännäytteillä valmiista rakenteesta.
InfraRYL, Päivitys 11.9.2017 / KM 5 Suihkuinjektoidun maan lujuus testataan koestamalla suihkuinjektoidusta rakenteesta porattu sydännäytesarja standardin SFS-EN 12716 mukaisesti. Näytteitä otetaan rakenteen homogeeniselta osalta aina vähintään 4, tai yksi jokaista 1000 m3rtr tilavuutta kohti. Sydännäytteenoton yhteydessä dokumentoidaan havainnot huuhteluvedestä (erityisesti hävikki), porauksen eteneminen ja näytehävikki. Koko saatu näyte varastoidaan ja suojataan kuivumiselta, jäätymiseltä ja kolhiintumiselta koestukseen asti. Puristuslujuusvaatimukset voidaan määrittää Liikenneviraston ohjeen 17/2017 mukaisesti. Viite: Suihkuinjektointiohje, Liikenneviraston ohjeita 17/2017 (www.liikennevirasto.fi/ohjeluettelo). Vedenpitäville rakenteille tehdään vuotomittaus suunnitelma-asiakirjojen mukaisesti. Yksittäisen näytteen vedenläpäisevyyttä voidaan arvioida laboratoriokokeilla. Valmiin rakenteen vedenläpäisevyyttä voidaan arvioida porareiästä tai erillisistä pohjaveden havaintoputkista tehtävillä pumppauskokeilla (EN ISO 22282-sarjan kokeet). 14142.6 Suihkuinjektoinnin tekemisen ympäristövaikutukset Olemassa olevat rakenteet, tekniikka, viemärit ym. on riittävässä laajuudessaan katselmoitu, vaaittu ja suojattu tai tarpeen mukaan siirretty ennen töiden aloitusta. Lähirakenteiden liikkeitä seurataan. Suihkuinjektoinnin vaikutusalueelta on poistettu tai huolellisesti suojattu kaikki mahdollisesti vahingoittuvat materiaalit ja laitteistot. Työn päätyttyä pidetään loppukatselmus, jossa tarkastetaan viereisten rakenteiden ja laitteiden kunto. Ympäristöä pilaavien sideaineiden ja lisäaineiden käyttö on kielletty.