Uusi malli auttaa pohjarakenteiden suunnittelussa

Väestö hakeutuu yhä enemmän rannikon kasvukeskuksiin. Rakentaminen näille seuduille on paikoin haastavaa, sillä maaperässä on yleisesti pehmeitä savikerroksia.

”Rakentamisen yhteydessä maanpintaa pitää yleensä korottaa, mikä johtaa painumien ja siirtymien syntymiseen savikerroksissa. Siksi pohjarakenteiden suunnitteluun tarvitaan työkaluja, joilla muodonmuutoksia voidaan ennustaa”, Koskinen sanoo.

Muodonmuutokset näkyvät lähinnä teiden, katujen ja pihojen painumina. Vaurioiden korjaaminen tietää kustannuksia. Lisäongelmia syntyy, mikäli painuvilla alueilla on maanvaraisia putkijohtoja.

Koskisen mukaan kerrostalot ovat turvassa painumilta, sillä pehmeikköalueilla rakennusten perustukset paalutetaan aina.

Yksinkertaista käyttää

Mitä paremmin suunnittelijat pystyvät ennustamaan muodonmuutoksia, sitä paremmin he pystyvät valitsemaan ja mitoittamaan pohjarakenteet oikein: kestäviksi mutta toisaalta ei turhan järeiksi ja kalliiksi.

Koskinen kehitti väitöstyössään Aalto-yliopistossa ja Glasgow’n yliopistossa aiemmin luotua materiaalimallia siten, että uusi malli ottaa huomioon saven rakenteen suuntautuneisuuden lisäksi myös savipartikkelien välisten sidosten vaikutuksen muodonmuutokseen.

Malli on Koskisen mukaan verrattain yksinkertainen käyttää, ja sitä voidaan jo nyt soveltaa käytäntöön. Mallista ei ole kaupallista ohjelmaa, mutta se on mahdollista implementoida joihinkin ohjelmistoihin.

Malli ei ota huomioon ajan vaikutusta. Tätä aihetta tutkitaan parhaillaan toisessa Aalto-yliopiston väitöstyössä. 

Seuraavaksi mallia sovelletaan Helsingin Östersundomissa sijaitsevan koerakenteen mallintamiseen. Koerakenteella hankitaan tietoja alueen esirakentamisen suunnittelua varten.

Monenlaisia savia

Koskinen tutki väitöstyössä neljää tyypillistä rannikkoseutujen savea, jotka sijaitsevat Espoon Otaniemessä, Espoon Vanttilassa, Porvoon-Koskenkylän moottoritien varrella ja Seinäjoen lähellä Murrossa.

Rannikkoseutujen savet ovat muodostuneet Itämeren eri kehitysvaiheiden aikana, kun maa-aineksia on laskeutunut meren ja järvien pohjiin kerroksiksi.

Savet voivat poiketa ominaisuuksiltaan toisistaan merkittävästi. Häiriintymisherkät eli sensitiiviset savet muuttuvat sekoitettaessa vellimäisiksi. Vähemmän herkät savet säilyttävät sekoitettaessa lujuutensa paremmin.

DI Mirva Koskinen väitteli 12.12.2014 klo 12. Väitöstutkimuksen nimi on Plastic anisotropy and destructuration of soft Finnish clays (Pehmeiden suomalaisten savien rakenteen vaikutus niiden muodonmuutosominaisuuksiin).

Väitöskirjan verkko osoite: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-5929-7

Väittelijän yhteystiedot:

Mirva Koskinen, puh. 050 321 7032, [email protected]