Mika Koliseva Jyväskylän kaupunki Kaupunkirakennepalvelut Hannikaisenkatu 17 PL 233 40101 Jyväskylä Ramboll Finland Oy Ylistönmäentie 26 40500 Jyväskylä Finland timo.raitanen@ramboll.fi www.ramboll.fi JYVÄSKYLÄN KANGAS ASUINKERROSTALOJEN ALUSTAVA POHJATUTKIMUS/RAKENNETTAVUUSSELVITYS JA SUOSITUKSIA UUDEN UOMAN RAKENTEESTA ALUEELLA Pvm 17.12.2013 Viite Työnro 0008613 1 Yleistä Jyväskylän Altek Aluetekniikka Liikelaitos teki lokakuussa 2013 pohjatutkimuksia ja mittauksia Jyväskylän Kankaan alueella. Maastotyöt ohjelmoitiin Ramboll Finlandin Jyväskylän toimistolla. Kohteeseen on suunniteltu rakennettavaksi kolme asuinkerrostaloa. Lisäksi tutkimusalueelle on suunniteltu rakennettavaksi Tourujoen uusi sivu-uoma. Uoman rakentaminen tehdään todennäköisesti asuinkerrostalojen rakentamisen jälkeen. Suunniteltavat kerrostalot on tässä raportissa numeroitu tutkimuskartan mukaisesti numeroin 1 3. Numerointi on tehty vain tämän raportin selkeyttämiseksi, eikä vastaavaa numerointia ole tiettävästi käytetty muissa kohteen suunnitelmissa. Voimalan purkusuunnitelmista/piipun rakennussuunnitelmista ei selvinnyt korkeusjärjestelmää, joten päädyimme olettamaan, että ne on laadittu korkeusjärjestelmässä NN. Leikkauksiin olevat ja suunnitellut rakenteet on esitetty järjestelmässä N2000. Tämä lausunnon kappaleet 6-9 käsittelevät asuinkerrostalojen lähelle suunniteltua Tourujoen uutta uomaa erityisesti keskittyen paaluväliin 80-200.
Sivu 2 2 Suoritetut tutkimukset Tutkimukset sisälsivät yhteensä kymmenen puristinheijarikairausta mm. maaperän tiiveyden ja vanhojen täyttöjen paksuuden arvioimiseksi. Häiriintyneitä näytteitä otettiin kolmesta tutkimuspisteestä yhteensä 13 kpl. Kolmeen tutkimuspisteeseen asennettiin pohjavesiputki. Lisäksi hyödynnettiin alueella jo aiemmin tehtyjä pohjatutkimuksia. Uudet ja vanhat pohjatutkimuspisteet näkyvät tutkimuskartassa. Alueesta on tehty maastomalli koordinaattijärjestelmässä ETRS-Gk26 ja korkeusjärjestelmässä N2000. Lisäksi on hyödynnetty alueelta olevaa Jyväskylän kaupungin laserkeilausaineistoa. 3 Pohjasuhteet ja alueen nykyiset rakenteet 3.1 Rakennus 1 Tulevan rakennuksen alustava sijainti on esitetty tutkimuskartassa. Rakennus sijaitsee pääosin nykyisen voimalarakennuksen länsipuolella, mutta osittain myös nykyisen voimalan kohdalla. Suunniteltavan rakennuksen länsiosan kohdalla on päällystetty ajoreitti. Nykyinen maanpinta rakennuspaikalla vaihtelee välillä n. +81,8 +84,2 (N2000). Rakennuksen kohdalla on tehty neljä puristinheijarikairausta, joista yksi on tehty aikaisempien tutkimusten yhteydessä. Kairauspisteeseen 4 asennettiin pohjavesiputki ja samasta pisteestä otettiin häiriintyneitä maanäytteitä. Kairaukset ovat päättyneet kiviin tai kallioon 4,8 7,5 m syvyydessä. Pohjaveden pinta vaihteli aikavälillä 18.10.2013-5.11.2013 pisteen 4 pohjavesiputkessa välillä +79,6 +79,9 noin 3,2 m syvyydellä maanpinnasta. Suunnitellun rakennusalueen pintakerrokset ovat laadultaan vaihtelevia, sillä alueella on nurmialueita sekä päällystettyjä liikenneväyliä. Rakennusalueella on paksuja täyttökerroksia/siirreltyä pohjamaata. Purettavan voimalaitoksen kohdalla/vierellä vanhat täytöt alkavat noin tasosta +77 +80, mutta muualla täyttöjen alapinnan tasoa on vaikea arvioida ja täyttöjen ja moreenin välissä on todennäköisesti perusmaan silttisiä/hiekkaisia/savisia kerroksia. Täyttökerrokset ovat näytteenoton perusteella hiekkamoreenia/ silttimoreenia, paikoittain mahdollisesti hiekkaa.
Sivu 3 3.2 Rakennus 2 3.3 Rakennus 3 Moreenin pinta rakennusalueella sijaitsee noin tasolla +77 +81 (N2000). Moreenin pinta laskee jokea kohti mentäessä. Nykyisen voimalan kellari sijaitsee tilaajalta saatujen purkusuunnitelmien mukaan tasolla +77,57 (NN?). Voimalan perustamistapa ei selviä käytettävissä olleista lähtötiedoista, mutta kairausten perusteella on todennäköistä että kellarillinen osa on kallion/moreenin varaan rakennettu ja kellariton osa moreenin tai moreenin päälle tehdyn täytön varaan perustettu. Maaperä on pääosin routivaa. Suunniteltava rakennus 2 on osittain nykyisen voimalarakennuksen kohdalla. Paikalla on myös täyttömaasta tehty ajoluiska voimalarakennukseen. Maanpinta alueella vaihtelee välillä n. +84,9 +90.6. Rakennuksen kohdalla ja sen välittömässä läheisyydessä on tehty neljä puristinheijarikairausta, joista yksi on tehty aikaisempien tutkimusten yhteydessä. Lisäksi yhdestä pisteestä otettiin häirittyjä näytteitä. Kairaukset ovat päättyneet kiviin tai kallioon n. 4,4 11,0 m syvyydessä. Rakennusalueella ja sen ympäristössä on paksut täyttökerrokset. Täyttömaa on oletettavasti pääosin silttimoreenia/ hiekkamoreenia. Ajoluiskan kohdalla täyttö on todennäköisesti karkeampaa. Vanhojen täyttöjen alapinnan tason arviointi on vaikeaa ja taso voi vaihdella teräväpiirteisestikin. Täyttömoreenin ja tiiviin moreenin välissä on löyhähkö kerros savista silttiä/laihaa savea ja mahdollisesti myös silttiä/hiekkaa. Nämä kerrokset ovat perusmaata, ja niitä voi olla paikoittain kaivettu pois aikaisempien rakentamisten yhteydessä. Todennäköisesti ne on poistettu ainakin voimalaitoksen perustusten alta Moreenin pinta sijaitsee rakennuspaikan 2 kohdalla noin tasolla +80 +82. Pohjaveden pinta on vaihdellut aikavälillä 2.2.2012 5.11.2012 pisteeseen A115 asennetussa pohjavesiputkessa korkeimmillaan tasolla +81,9 ja syksyllä 2013 putki on ollut kuivana (putken alapään taso +80,50). Rakennuksen 3 paikka on vanhan hiilimontun pohjoisreunalla. Nykyinen maanpinta rakennuksen kohdalla vaihtelee välillä n. +88,8 +90,4. Rakennuksen lähelle tehtiin kolme puristinheijarikairausta, pisteet sijoiteltiin osassa rakennusaluetta olevaa louhetäyttöä väistellen. Yhteen kairauspisteeseen asennettiin pohjavesiputki, ja tästä pisteestä otettiin
Sivu 4 myös häiriintyneitä näytteitä. Lisäksi tehtiin yksi puristinheijarikairaus rakennuspaikan länsipuolelle suunnitellun jokiuoman läheisyyteen. Kairauksista kolme päättyi kiviin tai kallioon 10,7 12,6 m syvyydessä. Yksi kairaus päättyi tankojen katkettua 9 m syvyydessä. Maan pintaosissa on laadultaan vaihtelevia täytemaita. Osittain suunniteltu rakennus sijaitsee vanhan hiilimontun kohdalla, jota on täytetty ainakin louheella. Osa rakennuksesta sijaitsee nykyisen ajoväylän kohdalla, jossa pintamaa koostuu väylän rakennekerroksista. Louhetäytön ulkopuolella pintakerrosten alapuolella on noin 3,5 5,0 m paksuinen kerros siltti-/hiekkamoreenia, joka on kuitenkin todennäköisesti täytemaata. Otettujen näytteiden perusteella moreeni on humuspitoista. Moreenin päällä on löyhähkö kerros, joka on oletettavasti savista silttiä/laihaa savea. Savisen kerroksen kerrosrajoja rakennuksen 3 kohdalla on vaikea määrittää, ja on myös mahdollista, että löyhää kerrosta on kaivettu pois aikaisemman rakentamisen yhteydessä. Myös ylemmissä täyttömaissa saattaa olla savisempaa maa-ainesta moreenin seassa. Savisen kerroksen ja täyttöjen välissä voi olla perusmaan silttisiä/ hiekkaisia kerroksia. Tiiviin moreenin yläpinta vaihtelee välillä n. +80 +82. Pisteeseen 11 sijoitettu pohjavesiputki oli mitattaessa pääosin kuiva. Yhdellä mittauskerralla putken pohjalla oli kolme senttimetriä vettä, mutta on epävarmaa oliko mitattu vesi pohjaveden pinta. Putki ulottuu tasolle +84,55 noin 5,9 m syvyyteen maanpinnasta. Vanhassa tutkimuspisteessä 46 vesipinta on vaihdellut tänä syksynä tasovälillä +84,5 +85,3. Pisteen 46 putken vesipinta voi olla orsiveden pinta. 4 Perustaminen 4.1 Yleistä perustamisesta Suunnitelluilla rakennusalueilla on paksut täyttökerrokset. Suomen rakentamismääräyskokoelma B3:n mukaan tiivistämättä tehtyjä massanvaihtoja ja täyttöjä ei yleensä saa käyttää rakennuksia tai rakenteita kantavana maapohjana. Alueella täyttömaat koostuvat pääosin moreenimaalajeista, jotka voivat olla paikoittain tiiviitä ja kantavia. Suunniteltujen rakennusten kohdalla ongelmana on kuitenkin täyttömaiden rakeisuuden epähomogeenisuus, ja täyttöjen tiiveyden vaihtelu. Lisäksi täyttömaissa on ollut seassa humusta.
Sivu 5 4.2 Rakennus 1 4.3 Rakennus 2 Täyttöjen alapuolelle mahdollisesti jätetty savinen silttikerros saattaa painua haitallisen paljon, mikäli siihen kohdistuva kuormitus kasvaa. Toisaalta kerros sijaitsee syvällä maan alla, joten siihen on kohdistunut suuri maanpaine, joka on tiivistänyt kerrosta ajan mittaan. Rakennettaessa riittävän kauas Tourujoen nykyisestä rantapenkereestä ja huolehtien että alueen täyttötasot ovat riittävän alhaiset, stabiliteetti olevan uoman suhteen ei muodostu ongelmaksi. Stabiliteetti tulee kuitenkin tarkistaa jokaisen rakennuksen kohdalla erikseen kun rakentamistasot ja perustamistavat varmistuvat suunnittelun edetessä. Alustavasti arvioidut suunniteltujen rakennusten lattiatasot on esitetty leikkauksissa. Uusi rakennus tulee perustaa moreenin varaan joko massanvaihdon tai tukipaalujen välityksellä. Tiiviin moreenin pinta sijaitsee rakennusalueella noin tasolla +78 +79. Koska vaadittu massanvaihto olisi syvä ja ulottuisi pohjaveden pinnan alapuolelle, on paaluille perustaminen suositeltavinta. Suositeltavaan perustamistapaan vaikuttaa tuleva ympäristön tasaus, sekä rakennuksen mahdollinen kellari. Moreenin pinnan sijaintia ja kerroksen tiiveyttä on tarkennettava lisätutkimuksin. Emme suosittele rakennuksen perustamista nykyisten täyttömaiden varaan. Alapohjan perustamistavan tulee olla sama kuin rungonkin. Lähtötietoina toimitettujen suunnitelmien mukaan tuleva maanpinta rakennuksen itäpuolella on noin tasolla +85,5 (N2000). Moreenin pinta sijaitsee rakennusalueella noin tasolla +80 +82. Suositeltavaan perustamistapaan vaikuttaa tuleva ympäristön tasaus, sekä rakennuksen mahdollinen kellari. Rakennus tulee perustaa tukipaaluille tai massanvaihdon kautta moreenin varaan. Koska vaadittu massanvaihto olisi syvä ja voi ulottua pohjaveden pinnan alapuolelle, on paaluille perustaminen suositeltavinta. Emme suosittele rakennuksen perustamista nykyisten täyttömaiden varaan. Alapohjan perustamistavan tulee olla sama kuin rungonkin.
Sivu 6 4.4 Rakennus 3 Lähtötietoina toimitettujen suunnitelmien mukaan tuleva maanpinta rakennuksen 3 itäpuolella on tasolla n. +86,5. Alueella tehdään siis mahdollisesti merkittäviä maaleikkauksia. Moreenin pinta rakennusalueella on noin tasolla +80 82. Maanäytetiedon perusteella mukaan savinen silttikerros alkanee jo tasolla +85,5. Tämän yläpuolella on osin humuspitoista siltti/hiekkamoreenia, joka on oletettavasti pääosin täyttöä. Rakennus tulee perustaa tukipaaluilla moreenin varaan. Alapohja voidaan mm. lattiatasosta ja ympäröivästä rakentamisesta riippuen tehdä maanvaraisena, edellyttäen että rakennuksen alle ei jätetä vanhoja täyttöjä/eloperäisiä kerroksia. 4.5 Putkijohdot Putkijohdot voidaan alustavasti perustaa maanvaraisesti kuitukankaalla perusmaasta erotetun sora-/murskearinan varaan. Eloperäiset/sekalaiset vanhat täytöt tulee kuitenkin poistaa putkijohtojen alta. 4.6 Piha-alueet ja piharakennukset/ -rakenteet Piha-alueet voidaan alueella perustaa maanvaraisesti tavanomaisin rakennekerroksin kantavuus- ja routamitoitus huomioiden. Mahdollisten piharakennusten perustamista varten on suositeltavaa tehdä lisäkairauksia sitten, kun rakennusten sijainti on selvillä. Eloperäiset/sekalaiset vanhat täytöt tulee poistaa piharakennusten alta. 5 Salaojitus, kuivatus ja routasuojaus Rakennukset ja rakenteet salaojitetaan. Myös teiden ja katujen rakennekerrokset tulee kuivattaa salaojin. Pohjamaa on routivaa, ja perustukset routasuojataan, mikäli perustusten alapuolisten routimattomien täyttöjen alapinnan tasot jäävät routarajan yläpuolelle.
Sivu 7 6 Jokiuoman siirto 6.1 Uoman suunniteltu sijainti ja korkeusasema Suunniteltu uusi jokiuoma paaluväliltä 0-280 (luonnoksista 12-14.11.2013) on esitetty tutkimuskartassa ja tutkimusleikkauksissa. Jokiuoma sijaitsee paikoin syvällä nykyisen maanpinnan alapuolella ja osin vallitsevan pohjavesipinnan alapuolella. Suunnittelun lähtötietoina toimitetut piirustukset olivat erityisesti uoman poikkileikkausten suhteen vielä keskeneräisiä, mikä vaikeutti mm. tulevien maanpintojen hahmottelua tutkimusleikkauksiin. 6.2 Uoman suunnittelussa huomioitavaa Uoman reitin, korkeusaseman ja rakenteen suunnittelussa tulee huomioida mm: Olevien ja suunniteltujen rakennusten stabiliteetti uoman suuntaan Alueella vallitsevat pohjavesitasot, joita ei ole suositeltavaa muuttaa Rakennusten ja muiden läheisten rakenteiden huollettavuus uoman rakentamisen jälkeen Uoman pohjan korkeustaso ei tule olla merkittävästi olevan pohjavesipinnan alapuolella, jotta tehtäviin eristerakenteisiin ei kohdistu nostetta Uoman virtaama ja sen vaihtelu eri vuodenaikoina/vuosina. Patoturvallisuus, myös työnaikaisesti ja kaikilla virtaamilla Vesivoimalan toiminta ja toisaalta Tuomiojärven säännöstely Tulevien ja olevien kunnallisteknisten verkostojen rakenteet Rasinrinteen vedenottamon purkuputki. Säilyykö käytössä tulevaisuudessa? 7 Ympäristön huomioiminen 7.1 Pohjavesi ja pinta-/suotovedet Mikäli siirrettävään jokiuomaan ei tehtäisi vesieristystä, on todennäköistä, että alueen pohjavedenpinta nousisi. Lisäksi vesi voi lähteä suotautumaan uuden ja nykyisen jokiuoman välissä. Nykyisen Tourujoen rantatörmät ovat stabiliteetiltaan herkässä tilassa. Maan kosteuspitoisuuden muutos/veden suo-
Sivu 8 tautuminen kohti vanhaa jokiuomaa saattaa heikentää stabiliteettia ja johtaa luiskien sortumiin. Esimerkiksi Tourujoen länsipuolella vuonna 2011 tapahtuneen rantatörmän sortuman syyksi on esitetty kasteluvesien suotautumista rantatörmässä. Perusmaa on paikoin erittäin vettä läpäisevää ja herkkää sekä eroosiolle että häiriintymiselle. Pohjaveden pinnan nouseminen voi vaikuttaa haitallisesti säilytettävien rakennusten rakenteisiin. 7.2 Pilaantuneet maat Ennen rakentamista on selvitettävä rakennusalueella mahdollisesti olevat pilaantuneet maat ja vanhat rakenteet, sekä tehtävä tarvittavat kunnostamistoimenpiteet. Mahdollisten pilaantuneiden maiden kunnostaminen saattaa aiheuttaa suuria massanvaihtoja, ja voi siten vaikuttaa jopa rakennusten suositeltavaan perustamistapaan. 7.3 Nykyisten rakennusten/rakenteiden purkaminen/hyödyntäminen Kaikki olevat rakenteet on poistettava tulevien rakennusten alta. Mikäli halutaan hyödyntää olemassa olevia rakennekerroksia, on niiden puhtaus ja rakeisuus selvitettävä. 8 Suosituksia uoman rakennetta koskien 8.1 Yleistä Alustavissa kaavailuissa uoman pohjan leveydeksi on suunniteltu 2,5 metriä ja luiskatuilla osuuksilla luiskakaltevuudeksi 1:2. Mikäli tulevat rakennukset perustetaan tiiviin moreenin varaan joko paalujen tai massanvaihdon välityksellä, ei uusi uoma kaukalorakenteiden valmistumisen jälkeen muodosta merkittävää stabiliteettiriskiä kerrostaloille leikkauspiirustuksissa esitetyillä tasoilla. Tämä edellyttää, ettei uomaa ja taloja siirretä lähemmäksi toisiaan nyt suunniteltuun nähden ja ettei rakennusten ja uoman keskinäistä korkeuseroa kasvateta. Uuden uoman rakentamisen aikainen stabiliteetti voi vaatia kanaalin tekemistä osissa ja pohjaveden pinnan alentamista esimerkiksi työnaikaisella salaojituksella. Jokiuoma voidaan suurimmassa osassa aluetta rakentaa nykyisen perusmaan/täyttömaiden varaan. Eloperäiset/roskaantuneet/sekalaiset maa-ainekset on kuitenkin poistettava uoman rakenteiden alta.
Sivu 9 8.2 TB -rakenteinen uoma Jotta voidaan varmistua, ettei virtaava vesi aiheuta riskiä rakennusten stabiliteetille eroosion kautta, on suositeltavaa että uoma tehdään rakennusten läheisyydessä TBkaukalona. Toimitettujen suunnitelmien perusteella arvioiden joki on suositeltavaa tehdä betonirakenteisena ainakin paaluvälillä n. 30 180. Betonikaukalo perustetaan todennäköisesti maanvaraan riittävän paksun suodatinkankaalla perusmaasta erotetun murskearinan välityksellä. Betonirakenteisen osan alkupään perustamistapa tulee varmistaa lisätutkimuksin. 8.3 Luiskattu uoma Uuden jokiuoman maarakenteiset luiskat tulee rakentaa riittävän loiviksi, jotta niiden stabiliteetti olisi riittävä. Alustavasti sopivana luiskakaltevuutena voidaan pitää kaltevuutta 1:2 1:3 riippuen luiskan rakenteesta. Kaltevuus 1:2 vaatii virtaavan veden ja vaihtelevien vesipintojen vaikutuksen vuoksi huolellista luiskan rakenteen suunnittelua. Uusi jokiuoma sijaitsee luonnosten ja pohjatutkimustietojen perusteella arvioiden paikoin pohjaveden yläpuolella, paikoin alapuolella. Uuden uoman vaikutuksia pohjavesipintaan on mahdollista vähentää tekemällä uoman rakenteista vettä läpäisemättömiä. Luiskatun uoman vedeneristys voidaan toteuttaa esimerkiksi bentoniittimatoin. Eristerakenteet ovat betonirakenteita herkempiä vahingoittumaan ja vaikeampia korjata. Muun muassa siksi emme suosittele ko. rakenteita käytettäväksi rakennusten läheisyydessä. Eriste-/kaukalorakenteen päissä tulee tiiviit rakenteet liittää siten, ettei vesi lähde virtaamaan arinarakenteessa. Mikäli vedeneristys vaurioituu, virtaava vesi saattaa kaivaa ja kuljettaa perusmaata vedeneristyksen alapuolellakin. Vedeneristeenä voidaan käyttää hitsattavaa muovikalvoa tai bentoniittimattoa, huolehtien että eriste asennetaan riittävän loivaan kulmaan ja ankkuroidaan luiskan yläreunassa. Eristerakenteen paikka tulee valita siten, ettei se ole herkkä vaurioitumaan rakentamisen aikana tai valmiissa rakenteessa esim. ilkivallan vaikutuksesta. Tulee myös harkita kahta erillistä eristerakennetta, joista toinen voisi olla tehty huonosti vettä läpäisevästä maa-aineksesta.
Sivu 10 Luiskatun uoman eroosiosuojaus on mahdollista toteuttaa käyttämällä uomassa riittävän suurirakeista maa-ainesta (esim. pienlouhe ja seulanpääkivi) ja/tai geosynteettejä. 9 Johtopäätökset ja jatkotoimenpiteet Kaikki suunnitellut rakennukset suositellaan perustettavaksi tukipaalujen välityksellä tiiviin moreenin varaan. Todennäköisesti myös rakennusten alapohjat kannattaa rakentaa kantavina. Suositeltavaan perustamistapaan vaikuttaa mm. perustamissyvyys, kerrostalojen mahdolliset kellarit, ympäristön maarakentaminen sekä mahdolliset PIMA -kunnostukset. Perustamistapa tulee tarkistaa suunnitelmien edetessä. Alustavasti arvioiden uusi uoma on rakennettavissa näiden 3 rakennuksen kohdalla myös talojen rakentamisen jälkeen ilman merkittäviä tukiseinärakenteita. Uoman rakentaminen muun rakentamisen jälkeen, voi kuitenkin aiheuttaa tarpeen tehdä kanaali valmiiksi pienemmissä osissa ja tehdä väliaikaisrakenteita. Erityistä huomiota luiskatun uoman suunnittelussa on kiinnitettävä eroosiosuojaukseen, alueelliseen stabiliteettiin sekä vedeneristykseen. Tutkitulla alueella on olevien ja suunnitellun 3 asuinkerrostalon kannalta perusteltua tehdä jokiuoma betonirakenteisena. Ylempänä uoma voidaan tilan salliessa tehdä myös luiskattuna, mutta kuitenkin siten vesieristettynä, ettei uomassa virtaava vesi muuta pohjavesitasoja nykyisestä. Uoman vesipinnat eri virtaamilla, uomarakenteilla ja viettokaltevuuksilla on suositeltavaa selvittää mallintamalla, jotta etukäteen voidaan mm. varmistua riittävästä vesisyvyydestä ja välityskyvystä eri kohdissa uomaa. RAMBOLL FINLAND OY Jouni Mali DI, projektipäällikkö Timo Raitanen DI, vanhempi suunnittelija LIITTEET: tutkimuspiirustukset