Tutkimustulokset

Viikinmäen jätevesipuhdistamon typenpoiston ja laajennuksen tilat

Viikinmäen jätevesipuhdistamon laajennus on esimerkki kaupunkirakentamisesta, jossa samanaikaisesti rakennetaan maan alla ja päällä. Jätevesialtaiden yläpuolelle rakenne-taan uutta asuinaluetta tuhansille ihmisille. Maanalainen rakentaminen käynnistyi aikai-semmin, hallien kattoperät oli käytännössä louhittu ennen kuin maanpäällisten talojen perustuksia alettiin louhia.

Maanpäällisen ja maanalaisen rakentamisen sovittaminen yhtäaikaa tapahtuvaksi vaatii louhintojen osalta turvaetäisyyksien ja -aikojen sopimista. Betonivaluille ja ruiskubeto-noinneille oli sovittu varmuusajat ja -etäisyydet riittävän betonin sitoutumisen varmis-tamiseksi. Maanpäällisillä louhinnoilla etäisyys oli 15 m, kun taas maanalaisilla louhin-noilla 50 m. Etäisyyksien erisuuruutta perustellaan maanpäällisen louhinnan vähäisyy-dellä, talojen pohjia ja kaivantoja piti louhia vain pienellä neliölouhinnalla.

Käytännössä maanpäällinen louhinta häiritsi maanalaista rakentamista, sillä talon pohjia louhittiin jopa 6–7 metrin kaivannoilla eikä turva-aikoja noudatettu, koska louhintaura-koitsijalla ei edes ollut tietoa maanalaisen tilan rakentamisesta. Ongelmat liittyivät tie-donkulkuun. Häiriönä on kirjattu epäilys paikallisesta ruiskubetonin puutteellisesta kontaktista kallioon. Raju louhinta on oletettavasti lisännyt kallion lohkaroitumista, mutta sitä ei ole havaittu rakoilun lisääntymisenä tilan kalliopinnoilla.

Hallien holviosuudet louhittiin pilottilevennyslouhintana, reunareiät jälkilouhintana ja pohjaosuudet nostolouhintana (Kuva 32).

Esi-injektointia suoritettiin ruhjealueilla ennakkosuunnitelmien mukaisesti yht. 2,5 km injektointireikää. Injektointiaineena käytettiin Injekteringsement 30:tä ja paremman tunkeutuvuuden omaavaa Ultra finiä. Jälki-injektointia suoritettu paikallisesti vuotojen tiivistämiseen.

Ruiskubetonisalaojat (Paajanti-putkella) asennettiin joko työnaikaisen ruikubetoniker-roksen pinnalle tai suoraan kallion pintaan (Kuvat 34 ja 35). Jos salaojat asennettiin työnaikaisen ruiskubetonin pinnalle, porattiin salaojan paikalle ruiskubetoniin metrin välein ∅ 20 mm 150 mm syviä reikiä varmistamaan veden kulkeutuminen ruiskubeto-nin läpi salaojaan. Salaojat ruiskubetonoitiin min. 60 mm 2 ruiskutuskerroksella, työn-aikaista ruiskutusta ei huomioitu kokonaispaksuudessa.

Pääsääntöisesti salaojat päätettiin tasolle +3, josta salaojaputki myöhemmin ohjattiin ruiskubetonin läpi purkamaan vedet jätevesialtaisiin, (Kuva 36). Muutamin kohdin sala-ojia jatkettiin lattiarakenteisiin asti, jolloin vedet purkautuvat lattiasalaojituksenkautta pumppaamoon.

Kuva 34. Salaojien asennusta Viikinmäen jäteveden puhdistamon suodatushallissa.

Kuva 35. Salaojien liitoskohtaan liittyy usein vuotoja, koska liitoksia ei saada tiiviiksi.

Huolellisella ruiskubetonoinnilla salaojat tiivistetään toisiaan ja kalliota vasten.

Kuva 36. Viikinmäen hallin 9 holvin ruiskubetonisalaojista johdetaan vesi ulos tasolla n. +3 ruiskubetonin läpi johdetusta salaojaputkesta. Vesi valuu ruiskubetonin pinnalla alapuoliseen vesialtaaseen. Kustannussyistä salaojavesiä ei haluta johtaa lattiaraken-teisiin ja sieltä pumppaamoon.

Isonkylän tunneli

Turku–Helsinki moottoritie tulee leikkaamaan monia kulttuurihistoriallisesti ja maise-mallisesti arvokkaita alueita. Eräs vaihtoehto säilyttää näitä maisemia on sijoittaa tie kulkemaan maan alle tunneleihin. Tunneliratkaisu poistaa korkeiden kalliomäkien avo-leikkaukset ja luo eläimille kulun ja ihmisille virkistyskäyttöön vihersillan tien yli.

Isonkylän tunneli sijoittuu Paimio–Muurla moottoritieosuudelle ja on ensimmäinen moottoritietunneli Suomessa. Tunnelin ensikertaisuus asettaa erityisen huomion tunne-lin eristysrakenteen vatunne-linnalle, sillä Turku–Helsinki moottoritielle on suunniteltu vielä ainakin 6 muuta tunnelia, joiden eristysrakenteiden suunnittelussa tullaan seuraamaan Isonkylän tunnelia ja sen rakenteiden toimivuutta.

Isonkylän tunnelit sijaitsevat keski-karkearakeisessa (Vr = 1…20) migmatiittisessa gra-niittigneississä, paikoin esiintyy myös runsaasti granaattia. Päämineraalit ovat maasäl-vät, kiilteet ja kvartsi. Mineraalien perusteella kivi on haurasta, paikoin runsaasta kiil-teiden määrästä johtuen pehmeää. Kallio on pääosin kiinteää, tihein rakoilu on harva- tai vähärakoista (Rk1-2). Kallion jakavat lohkoihin selväpiirteiset rikkonaisen kallion vyö-hykkeet (RiI-IV), joissa tavataan runsaasti rapautunutta kiveä (Rp2) ja savimineraaleja (Rinne 2000).

Pohjoistunnelin vesivuodot keskittyvät pääosin rikkonaisen kallion heikkousvyöhykkei-siin, (Kuva 37), sekä tunnelia leikkaaviin pystyasentoisiin kivilajikontakteihin, (Kuva 38).

Kuva 37. Isonkylän pohjoistunnelin tutkimusalueen paaluväliä 93950-975 hallitsee loi-va-asentoinen koko tunnelia leikkaava kloriitista ja savimaisista kerroksista koostuva 0,2–1 m rikkonainen vyöhyke (RiIII-IV). Kosteutta esiintyy koko vyöhykkeen pituudelta.

Kuva 38. Pohjoistunnelissa havaittavan pystyasentoisen punertavan graniittipegma-tiittjuonen keskellä sijaitsevaan kvartsitäytteiseen hiertosaumaan liittyy vettä vuotava (0.5–1 l/min) halkeama.

Pohjoistunnelin holvi lujitettiin työnaikaisesti 40 mm:n ruiskubetonilla työmaa-ajoa varten. Ennen ruiskutusta vuotavimmat paikat salaojitettiin putkisalaojilla. Salaojat ver-hoiltiin ruiskubetonilla. Ruiskubetonikerroksen ohuuden takia sitä ei ole syytä tarkas-tella vesitiiviyden kannalta, myöskään salaojitusta ei ole asennettu lopullista vesitii-viyttä silmällä pitäen.

Kohteen seurannassa pyrittiinkin vesieristerakenteiden arvioinnin sijasta kiinnittämään huomiota vesivuotojen määrän ja sijainnin vaihteluun ajan suhteen. Vuotovesimäärän muuttumista seurannan aikana on vaikea arvioida, sillä tunneliin ei päätetty rakentaa tutkimusta varten mittapatoja. Kahden käynnin perusteella voidaan ainoastaan havaita, että vuodot sijaitsevat samoissa heikkousrakenteissa ja ilmenevät ruiskubetonoinnista ja salaojituksesta huolimatta samoilla alueilla tunneliprofiililla. Vuotovesien määrän us-kotaan olevan suoraan riippuvainen sadannasta, sillä kohteessa ympäristön pohjaveden-pinta on holvitason alapuolella ja tunneliin virtaa ainoastaan sen yläpuolisen paljaan kallion ja ohuen maapeitteen läpi suotautuva vajovesi.

Kuvan 39 tunnelin suuaukkojen ruiskubetonin voimakas halkeilu voi johtua rikkonai-sesta pintakalliosta, puutteellirikkonai-sesta jälkihoidosta tai pakkasvauriosta. Pakkasvaurio on hyvin oletettava eristämättömässä rakenteessa.

Kuvassa 40 on esitetty kalliorakenne, joka aiheuttaa vesitiiviyden kannalta ongelmia missä tahansa rakennuskohteessa. Jos rakoilusta on tutkimusten perusteella havaintoja, on kallion esi-injektointi varteenotettavin vesieristysratkaisu. Kuvan tilanteessa vuotoja voidaan hallita asentamalla keskeiselle kohdalle hyvin lujitettu salaoja ja ruiskuttamalla 3–4 kerrosta ruiskubetonia >100 mm rakennekerroksena.

Kuva 39. Pohjoistunnelin länsipään suuaukon rikkonainen kallio on johtanut epätasai-seen louhintajälkeen ja aiheuttanut runsaita vesivuotoja. Kuvan ylälaidassa suuaukon kauluksen betonirakenteita.

Kuva 40. Isonkylän kallion loiva-asentoiseen rakoiluun liittyvää vuotoa. Vuodot erottu-vat hyvin työnaikaisen lujituksen ruiskubetonissa. Monia vuotoja on hankala salaojit-taa, paksu ruiskubetonointi yhdellä keskeisellä salaojalla voisi olla vesitiiviyden hallin-nan kannalta toimiva ratkaisu.

Kuva 41. Yleinen ilmiö ruiskubetonin salaojituksessa. Salaojan kohta on kuiva ja vesi purkautuu salaojan sivuilta. Tässä tapauksessa vuotoihin osaltaan vaikuttaa työnaikai-sen ruiskubetonin puuttuminen salaojan sivuilta, toisaalta salaoja ei myöskään toimi suunnitellusti.

Merihaan monitoimitila

Merihaan monitoimitilassa vesitiiviysvaatimukset ovat erityisen tiukat johtuen alueen herkistä pohjavesiolosuhteista ja rakennusten perustamistavasta. Hakaniemen torin ym-päristössä on rakennuksia perustettu savipehmeiköille käyttäen myös puupaaluja, jolloin pohjaveden taso ei saa rakentamistoimenpiteiden takia alentua. Pohjaveden taso voitiin ylläpitää ainoastaan tiivistämällä kallio esi-injektoinnilla. Esi-injektointia suoritettiin ennen ajotunnelin louhintaa injektoimalla riskisuuntaan kallioinjektointiseinä ja tunne-linajon yhteydessä suoritettiin systemaattista esi-injektointia.

Hallien louhinta suoritettiin täysprofiililouhintana. Urakoitsija vastasi ruiskubetonira-kenteen vesitiiviydestä (urakkasopimuksessa 5 vuoden vesitiiviystakuu), ja myös sala-ojien paikkojen määrityksestä. Urakoitsija katsoi vesitiiviyden saavutettavan ruiskutta-malla tilaan neljällä ruiskutuskerroksella n. 150 mm:n ruiskubetonirakenteen ja asenta-malla vuotopaikkoihin riittävästi salaojia. Vesitiiviyden hallinnassa näytetään onnistu-neen, sillä keskimääräinen vuoto koko tilaan 35 l/min alittaa vaaditun vuotovesimäärän.

Tilan vuotoja seurataan myös paikallisesti tilan ollessa jaettuna eri seurantaosiin. Mis-sään seurantapaikassa ei vuotomäärissä ole ylitetty vesitiiviysvaatimuksia.