Raahen kaupunki Tekninen palvelukeskus 3.4.2012 Ruskatie 1 92140 PATTIJOKI Raahen kaupunki Kaupunginlahdenrannan ja Pitkäkarin rakennettavuusselvitys Raahe
Raahen kaupunki SISÄLLYS 1 TEHTÄVÄ... 1 2 MAAPERÄTUTKIMUKSET... 1 3 MAAPERÄKUVAUS... 1 3.1 Yleiskuvaus ja topografia... 1 3.2 Geotekninen kuvaus... 1 3.3 Pohjavesi... 2 3.4 Radonriski... 2 4 RAKENNETAVUUS... 2 4.1 Perustamisolosuhteet... 2 4.2 Perustamis- ja pohjanvahvistustapojen periaatteet... 3 4.21 Maanvarainen perustaminen...3 4.22 Esikuormitus...3 4.23 Massanvaihto...3 4.24 Paalutus...4 4.3 Routasuojaus... 4 4.4 Salaojitus... 4 4.5 Kalliolämmön hyödynnettävyys... 4 4.6 Maaperän pilaantuneisuus... 5 5 LIIKENNEALUEIDEN SUUNNITTELU... 5 6 PUTKIJOHDOT JA KAIVANNOT... 5 7 JATKOTOIMENPITEET... 6 Liitteet: Sijaintikartta, 1 s. Pohjatutkimusmerkinnät, 1 s. Pohjatutkimuskartta, piir. nro 1 Pohjatutkimusleikkaukset A-A, B-B ja C-C, piir. nro 2 Pohjatutkimusleikkaukset D-D, E-E, F-F ja G-G, piir. nro 3 Rakennettavuuskartta, piir. nro 4
Raahen kaupunki 1 1 TEHTÄVÄ Raahen kaupungin toimeksiannosta on Geobotnia Oy tehnyt laatinut rakennettavuusselvityksen Kaupunginlahdenrannan ja Pitkäkarin alueelle Raahessa. 2 MAAPERÄTUTKIMUKSET Pohjatutkimus on tehty painokairauksena 30 pisteessä ja ottamalla häiriintyneitä maanäytteitä 6 pisteestä, yhteensä 18 kpl. Yhteensä 18 maanäytteille on tehty rakeisuus- ja vesipitoisuusmääritys. Muille maanäytteille on tehty vesipitoisuusmääritys sekä arvioitu silmämääräisesti maalaji. Tutkimustyön aikainen pohjavedenpinta on havaittu 1 pisteestä näytteenottoreiästä. Tutkimuspisteiden sijainti on esitetty liitteenä olevassa pohjatutkimuskartassa, piirustus nro 1. 3 MAAPERÄKUVAUS 3.1 Yleiskuvaus ja topografia Tutkimusalue sijoittuu Raahen keskustan länsipuolelle, Pitkäkariin. Alue rajoittuu pohjoisessa Ilolinnantiehen, kaakossa ja etelässä vesialueeseen. Lännessä alue ulottuu likimain Pikäkari-tien ja Ulkofantintien risteyksen tasalle. Pikkulahden rannassa on uimaranta. Uimarannan ja Ulkofantintien välinen vyöhyke on pääosin nurmikenttää. Sen pohjoispuolisen alue on metsää. Uimarannan lounaispuolella on metsävyöhyke ja tutkimusalueen eteläosa on jälleen pääosin nurmialuetta. Ulkofantientien eteläpuolisella alueella on täyttömäkiä, jotka kohoavat noin tasoon +4 +6. Täyttömäkien välissä maanpinta on noin tasolla +1,5 +2,0. Ulkofantientien pohjoispuolella maasto nousee tasolta +1 noin tasoon +6. 3.2 Geotekninen kuvaus Pitkäkari on geologiselta syntytavaltaan moreenimuodostuma. Moreeni on tutkimusalueen pohjoisosassa maanpinnassa, välittömästi humusmaakerroksen alla. Lisäksi rannan tuntumassa, uimarannan lounaispuolella on suppea-alainen maanpintaan ulottuva moreenikohouma. Moreenin päälle on jääkauden jälkeen kerrostunut hieno- ja karkearakeisia maakerroksia. Likimain tason +3 alapuolisilla alueilla moreeni muiden maakerrosten peittämä. Alavimmilla alueilla moreenin päälle on kerrostunut hienorakeisia maita, jotka tutkimusten perusteella ovat rakeisuudeltaan silttiä. Kerrostuma on syntynyt meriveteen sedimentoitumalla. Syntytapansa takia sen vesipitoisuus on kohtalaisen korkea, noin 42 paino-%. Moreenin päällä olevaa silttiä esiintyy tutkimusalueen länsiosassa. Paksuimmillaan kerroksen vahvuus on noin 1,5 m. Maan kohoamisen seurauksena ovat moreeniharjanteet hiljalleen nousseet merivesipinnan yläpuolelle. Niin kutsutun rantavaiheen aikana on moreeniharjanteista huuhtoutunut hiekkaa, joka on kerrostunut moreenin ja siltin päälle. Hiekkaa esiintyy Ulkofantintien molemmin puolin noin 100 200 metriä leveällä kaistalla. Kerroksen
Raahen kaupunki 2 paksuus on suurimmillaan noin 2,5 metriä. Hiekka on rakenteeltaan yleensä keskitiivistä ja sen vesipitoisuus on noin 10 12 paino-%. Edellä mainittujen maakerrosten päällä on silttiä Ulkofantintien kaakkoispuolisella alueella. Kerrostuma on syntynyt nk. rantavaiheen jälkeen, koska silttiä esiintyy hiekkakerroksen päällä. Siltti onkin mahdollisesti ainakin osin täytemaata, esimerkiksi ruoppausmassoja. Siltissä havaittiin tutkimuspisteessä 13 vähän humusta. Siltin vesipitoisuus on varsin korkea, noin 31 53 paino-%. Ylimpänä maakerroksena on Ulkofantintien kaakkoipuolella karkearakeisia täyttömaita, joiden rakeisuus vaihtelee hiekkaisesta siltistä hiekkamoreeniin. Täyttö on löyhässä tilassa ja sen seassa on paikoin humusmaata. Täytemaasta on rannan läheisyyteen muotoiltu loivapiiteisiä mäkiä. Kairaustulokset sekä maaperäolosuhteet käyvät ilmi liitteenä olevista pohjatutkimusleikkauksista, piirustusnumerot 2 ja 3. Maalajien esiintymisalueet on rajattu liitteenä olevassa pohjatutkimuskartassa, piirustusnumero 1. 3.3 Pohjavesi Pohjaveden arvioidaan vaihtelevan alueella noin tasovälillä +0,5 +3. Pohjavesipinta viettää pääsääntöisesti kaakkoon kohti merta. 3.4 Radonriski Säteilyturvakeskuksen tekemien mittausten mukaan Raahe kuuluu vähäisen säteilyriskin alueeseen. Alueella tehtyjen tutkimusten perusteella radonpitoisuus asunnoissa alittaa enimmäisarvon 200 Bq/m 3 säännönmukaisesti. Siten rakenteiden suunnittelussa ei ole tarpeen huomioida radonin esiintymistä. 4 RAKENNETAVUUS 4.1 Perustamisolosuhteet Tutkimusalue on maaperäolosuhteiltaan hyvin epähomogeeninen. Alueella on useita maakerroksia ja maaperäolosuhteet vaihtelevat voimakkaasti. Alueella esiintyy myös pehmeitä hienorakeisia maakerroksia sekä löyhiä täytemaakerroksia, minkä takia perustamisolosuhteiltaan tarkastelualue on suurelta osin heikko. Pohjois- ja länsiosassa moreenin ja huuhtoutuneen pintahiekan esiintymisalueilla (likimain Ulkofantintien lounaispuoleisella alueella) rakenteet voidaan yleensä perustaa tavanomaisesti maanvaraisilla anturaperutuksilla ja alapohjat tehdä maanvaraisina. Pitkäkari-tien ja Ulkofantintien risteyksen alueella esiintyy huuhtoutuneen hiekkakerroksen alla luonnontilainen silttikerros. Siltti on korkean vesipitoisuutensa takia kuormitettaessa kohtalaisen voimakkaasti kokoonpuristuva. Silttikerros on kuitenkin varsin ohut ja sen päällä oleva hiekka pienentää kuormien vaihteluista aiheutuvia painumaeroja. Kevyet ja painumia sietävät rakennukset voidaankin tällä alueella todennäköisesti perustaa maanvaraisilla anturaperutuksilla ja alapohjat tehdä maanvaraisina. Raskaat ja painuma-arat rakenteet on mahdollisesti perustettava massanvaihdon varaan tai niiden alueella on tehtävä esikuormitus ennen rakentamista. Myös perustaminen paalutettujen perustusten varaan on mahdollista, jolloin alapohjat tehdään kantavina.
Raahen kaupunki 3 Täyttömaiden esiintymisalueilla maanvarainen perustaminen ei pääsääntöisesti ole mahdollista, koska täytemaan ja sen alla olevan siltin kokoonpuristumisesta aiheutuvat painumat voivat olla huomattavan suuria. Alueen täytemaissa todettiin paikallisesti humusmaata. On myös mahdollista että täytemaan seassa muutakin orgaanista ainesta (esim. puuta), jonka lahoamisen seurauksena syntyvät painumat ovat vaikeasti ennakoitavissa. Täytemaan seassa olevat vieraat aineet (puu, mahdollinen jäte, yms.) voivat aiheuttaa myös riskin rakennusten sisäilman laadulle. Täyttöalueilla mahdollisia perustamistapoja ovat lähinnä paaluperustus sekä perustaminen massanvaihdon varaan. Eri perustamistapa-alueet on esitetty liitteenä olevassa rakennettavuuskartassa, piir. nro 4. 4.2 Perustamis- ja pohjanvahvistustapojen periaatteet 4.21 Maanvarainen perustaminen Maanvaraisessa perustamisessa rakennus perustetaan seinä- ja / tai pilarianturoilla pohjamaan varaan. Rakennuksen alueelta on poistettava maanpinnassa oleva humusmaakerros. Perustusten korkeusasemasta riippuen voi olla tarpeellista tehdä perustusten alle alustäyttö, mikäli perustamistaso on ylempänä kuin maapinta humusmaakerroksen poiston jälkeen. Perustusten alle suositellaan työteknisistä syistä tehtäväksi vähintään 0,15 m paksu alustäyttö kalliomurskeesta 0/32. Alapohjat perustetaan maanvaraisesti. Alapohjat voidaan vaihtoehtoisesti tehdä myös ryömintätilallisina tuuletettuina alapohjina. Maanvaraisen alapohjien alle on tehtävä kapillaarisen vedennousun katkaiseva kerros salaojasorasta. Kerroksen paksuuden on oltava suurempi kuin materiaalin kapillaarinen vedennousukorkeus, kuitenkin vähintään 0,20 m. 4.22 Esikuormitus Mikäli arvioidut painumat ylittävät rakennukselle sallittavat painumat, voidaan pohjanvahvistustapana mahdollisesti käyttää esikuormitusta. Erikuormituksen käyttökelpoisuus on selvitettävä täydentävien pohjatutkimusten ja painumalaskelmien perusteella. Laskelmien avulla määritetään tarvittava esikuormituksen suuruus, laajuus ja kuormitusaika niin, että esikuormituksen jälkeen syntyvät painumat ja painumaerot eivät ylitä rakenteille sallittuja painumia. Esikuormitus tehdään maapenkereellä. Esikuormituspenkereen alaosa on edullista tehdä lattian alustäytöksi soveltuvalla materiaalilla (routimattomasta hiekasta tai sorasta) valmiiksi kerroksittain tiivistettynä. Penkereen yläosa voidaan haluttaessa tehdä muusta karkearakeisesta kivennäismaasta, esimerkiksi moreenista. Esikuormitusajan jälkeen ylimääräiset penkereen massat voidaan käyttää piha-alueen täyttöihin. Esikuormituspenkereen painumista on seurattava mittauksilla, jotta voidaan varmistua riittävästä esikuormitusajasta. Esikuormituksen jälkeen rakenteet perustetaan normaalisti maanvaraisesti, kuten kohdassa 4.21 on kuvattu. 4.23 Massanvaihto Massanvaihdossa poistetaan rakennuksen alueelta painuva maakerros ja täytemaat, jotka korvataan kerroksittain tiivistetyllä hiekka- tai soratäytöllä. Massanvaihdon alapinta ulotetaan sivusuunnassa 2:1-linjassa (tai loivemmassa) anturan reunasta rakennuksesta poispäin. Massanvaihto on yleensä teknis-taloudellisesti järkevä pohjanvahvis-
Raahen kaupunki 4 tusmenetelmä, kun painuvan kerroksen alapinta on kohtalaisen lähellä maanpintaa (tyypillisesti alle 3 m syvyydessä). Esikuormituksen jälkeen rakenteet perustetaan normaalisti maanvaraisesti, kuten kohdassa 4.21 on kuvattu. Karkearakeisten täytemaiden osalta täytemaan laatu on selvitettävä yksityiskohtaisilla pohjatutkimuksilla, mikäli täytemaata jätetään rakenteiden alle. Täytemaa voidaan mahdollisesti jättää rakenteiden alle ja rakennus perustaa sen varaan, mikäli lisätutkimuksilla voidaan osoittaa, että täytemaa on niin tiiviissä tilassa, ettei täytemaan raerungon tiivistymisestä aiheutuva kokoonpuristuminen aiheuta haitallisia painumia ja että täytemaassa ei ole orgaanista ainesta tai muita vieraita aineita. Lisäksi on selvitettävä, ettei täytemaan alla ole kokoonpuristuvia maakerroksia. 4.24 Paalutus Paksujen täytemaakerrosten ja hienorakeisten maakerrosten esiintymisalueella rakenteet suositellaan perustettavaksi paaluperustusten varaan. Alapohjat tehdään tällöin kantavina. Paalutus on yleensä taloudellisempi kuin massanvaihto, kun vaihdettavan maakerroksen paksuus on yli 3 metriä. Paaluina esitetään käytettäväksi teräsbetonisia lyöntipaaluja, jotka lyödään tukipaaluiksi. Paalukoko valitaan kuormien perusteella; mahdollisia paalukokoja ovat 180*180 mm 2, 250*250 mm 2 ja 300*300 mm 2. Myös paaluperustusta käytettäessä on selvitettävä täytemaan laatu, mikäli täytemaata jätetään rakennuksen alle, koska täytemaan seassa olevat aineet (puu, mahdollisen jäte, yms.) voivat aiheuttaa myös riskin rakennusten sisäilman laadulle. Näitä riskejä voidaan pienentää esimerkiksi tuulettuvalla alapohjarakenteella tai poistamalla täytemaa rakennuksen alta. 4.3 Routasuojaus Tutkimusalueen alueen maalajit ovat pääsääntöisesti routivia. Routimaton perustamissyvyys on seuraava: lämmin rakennus, ulkoseinälinja; 1,6 metriä lämmin rakennus, nurkka; 2,0 metriä (vähintään 2,0 metrin päähän nurkasta) kylmä rakenne; 2,5 metriä Kaikki em. tason yläpuolelle perustetut rakenteet, sokkelipalkit, yms. on eristettävä ulkopuolisella routaeristeellä, tai tehtävä massanvaihto ko. kohdalla routimattomaan syvyyteen routimattomalla hiekalla tai soralla. Routaeristeet mitoitetaan perustamissyvyyden ja alapohjan lämmönvastuksen mukaan kerran viidessäkymmenessä (50) vuodessa toistuvalle pakkasmäärälle F 50 = 55 000 Kh. 4.4 Salaojitus Alueen rakennukset suositellaan salaojitettavaksi lähellä maanpintaa olevan pohjavesipinnan sekä maaperän heikon vedenläpäisevyyden takia. Salaojat tehdään muovisesta salaojaputkesta 110/95, lujuusluokka SN8. Salaojat sijoitetaan pääsääntöisesti ulkoseinälinjoille. Salaojien ympärille ja alapohjan alle on tehtävä yhtenäinen kapillaarisen vedennousun katkaiseva salaojituskerros, jonka paksuus on vähintään 0,20 metriä. 4.5 Kalliolämmön hyödynnettävyys Maaperätutkimusten yhteydessä ei ole selvitetty kalliopinnan syvyyttä. Kallio voi paikoin olla lähellä maanpintaa.
Raahen kaupunki 5 Tutkimusalue sijoittuu kiteisen kallion esiintymisalueelle. Kalliolämmön hyödyntämismahdollisuus arvioidaan hyväksi. Kallion syvyys tulisi kuitenkin selvittää alueellisesti tai tonttikohtaisesti kalliolämmön hyödynnettävyyden ja asennuskustannusten tarkempaa arviointia varten. 4.6 Maaperän pilaantuneisuus Täytemaa-alueella tulisi alueen jatkosuunnittelun yhteydessä selvittää maaperän pilaantuneisuus, koska täyttömaat saattavat sisältää haitta-aineita. Maaperässä mahdollisesti olevat haitta-aineet voivat estää rakentamisen ainakin paikallisesti, ellei maaperää kunnosteta. Laaja-alaiset maaperän kunnostustyöt voivat aiheuttaa huomattavia kustannuksia. 5 LIIKENNEALUEIDEN SUUNNITTELU Liikennealueiden perustamisolosuhteet vaihtelevat kohtalaisesti. Täytemaa-aluilla voi esiintyä paikallisia jyrkkäpiirteisiä painumia, joiden ennalta arvioiminen on vaikeaa. Yleisesti ottaen tiealueiden painumat ovat kuitenkin vähäisiä. Täytemaan laatu tulisi selvittää tiealueilla esimerkiksi koekuopista mahdollisten vieraiden aineiden, kuten puun ja humusmaan, olemassaolon toteamiseksi. Mikäli täytemaa sisältää runsaasti orgaanista lahoavaa ainesta, tulisi täytemaa poistaa liikennealueiden alta. Maakerrosten mitoitusominaisuudet ovat alustavasti: Maakerros Kelpoisuusluokka E-moduuli Routaturpoama (MPa) Täytemaa H3, H4, U1 20 35 6 16 % Siltti U1 20 16 % Keskitiivis hiekka H2 50 0 3 % Routiva hiekkamoreeni H3 H4 35 (kuiva) 20 (märkä) 6 12 % Tierakenteet suositellaan kuivatettavaksi salaojilla. 6 PUTKIJOHDOT JA KAIVANNOT Putkijohdot perustetaan pääsääntöisesti tavanomaisin menetelmin maanvaraisesti. Täytemaa-alueilla tulisi täytön laatu selvittää koekuopista (katso kappale 5). Mikäli täytemaa sisältää runsaasti orgaanista lahoavaa ainesta, tulisi täytemaa poistaa putkijohtojen alta. Putkijohtojen alle tehdään 150 mm paksuinen asennusalusta sorasta, hiekasta, murskeesta tai kuonatuotteista. Alustäytön maksimiraekoko määräytyy täytön materiaalin, putkityypin ja putkihalkaisijan perusteella. Rakennus- ja putkijohtokaivannot voidaan pääsääntöisesti tehdä luiskattuina. Pohjaveden virtaus kaivantoihin on todennäköisesti varsin vähäistä moreeni- ja silttialueilla. Hiekan ja täytemaan esiintymisalueella vedentulo voi olla kohtalaista ja aiheuttaa kaivantojen luiskien sortumista.
Raahen kaupunki 6 Kaivantojen luiskakaltevuudet tulee määrittää tapauskohtaisesti maaperäolosuhteiden perusteella. Alustavasti putkijohtokaivantojen luiskakaltevuudet ovat: moreenialueilla o 2:1, kun kaivannon syvyys on 1,8 m o 1,5:1, kun kaivannon syvyys on 1,8 2,5 m tai kun kaivu ulottuu alle 1,0 m pohjavesipinnan alapuolelle o muualla o o 1:1,5, kun kaivannon syvyys on yli 2,5 m tai kaivu ulottuu yli 1,0 n pohjavesipinnan alapuolelle 1,5:1, kun kaivannon syvyys on alle 2 m tai kun kaivu ulottuu alle 1,0 m pohjavesipinnan alapuolelle 1:1,5, kun kaivannon syvyys on yli 2 m tai kaivu ulottuu yli 1,0 n pohjavesipinnan alapuolelle hienorakeisten maakerrosten alueella kaivantojen stabiliteetti tulee selvittää, kun kaivannon syvyys ylittää 2,5 3,0 metriä. 7 JATKOTOIMENPITEET Tämä rakennettavuusselvitys on laadittu alueen rakennettavuuden arvioimiseksi sekä rakennusten perustamistapojen alustavaa arviointia varten. Kunkin rakennuksen osalta on ennen rakentamista arvioitava lisäpohjatutkimusten tarve perustamisen yksityiskohtaista suunnittelua varten. Erityisesti täytemaa-alueilla tulisi tehdä täydentäviä rakennuskohtaisia pohjatutkimuksia rakennusten perustamisen suunnittelua vartem. Täytemaa-alueilla tutkimuspistetiheyden tulisi olla tavanomaista suurempi. Tämä rakennettavuusselvitys on tarkistettava, mikäli tarkastelualueen laajuudessa tai rakennusten tyypeissä tapahtuu muutoksia. Geobotnia Oy Janne Herva, DI Olli Nuutilainen, DI
Raahen kaupunki LIITE POHJATUTKIMUSMERKINNÄT
Geobotnia Oy Koulukatu 28 p.(08) 5354 700 gb@geobotnia.fi Y 0187209-7 90100 OULU f. (08) 5354 710 www.geobotnia.fi