Teema-artikkeli: Vedet pois pohjarakenteista
Ilmastonmuutos tuo tullessaan sään ääri-ilmiöitä: odottamattomia lämpötiloja ja niiden nopeaa vaihtelua, nykyistä runsaampia sateita ja myrskytuulia. Rakennuksien ja infran perustukset pitää suunnitella muutoksensietokykyisiksi ja perustusten kuivatusrakenteet on pidettävä kunnossa.
Ilmastonmuutoksen torjumiseksi rakentamisessa pyritään rakennuksen hiilidioksidipäästöjen minimoimiseen rakentamisen ja rakennuksen käytön aikana.
– Päästösyistä perustuksiin ei ole vielä tulossa samanlaista regulaatiota kuin rakennuksen ylempiin kerroksiin. Perustuksissa ollaan konservatiivisempia rakenneosien suhteen, kertoo AFRY Finlandin pohjarakennussuunnittelun asiantuntija Juho Mansikkamäki, joka toimii osa-aikaisesti myös pohjarakentamisen opettajana Tampereen yliopiston rakennustekniikan yksikössä.
Rakennukset perustetaan joko maanvaraan tai teräsbetonisilla tai teräksisillä paaluilla. Perustusten ympärille rakennetaan kuivatusrakenteet.
– Perustusten suunnittelun lähtökohta on, että perustuksissa on niin paljon muutoksensietokykyä, että ne pärjäävät sään ääri-ilmiöissä, Mansikkamäki toteaa.
Mansikkamäen mukaan runsas sadanta voi synnyttää stabiliteettiongelmia: syntyy maanvyörymiä ja -sortumia.
Kun rakennuksen sijainti on keskeistä, uusia rakennuksia halutaan nyt sijoittaa alueille, joissa kaikki rakentamiseen hyvin kelpaava maapohja on jo rakennettu.
– Jäljellä on kosteikkoja ja täyttömaita, mikä vaatii entistä enemmän geosuunnittelulta. Rakennusten perustamistasot on mietittävä jo kaavavaiheessa. Erityisen tärkeää tämä on rannikolla ja isojen vesistöjen äärellä, joissa vedenpinnan nousu ja myrskytuulet ovat todennäköisempiä. Näillä rakentamisalueilla tehdään aaltomallinnusta, jolla selvitetään, mihin asti vesi noustessaan yltää.
– Olen sanonut joskus suoraan, ettei jollekin tontille kannata rakentaa. Hankalallekin tontille voi rakentaa, mutta se on tavattoman kallista, jopa 100 prosenttia kalliimpaa kuin maaperältään helpommalle tontille, Mansikkamäki sanoo.
– Tässä on haasteena, että rakennuksia perustuksineen suunnitellaan sadalle vuodelle, mutta kukaan ei pysty sanomaan, millainen ilmasto silloin on, Juho Mansikkamäki sanoo.
Joka tapauksessa 100 vuoteen mahtuu kylmiäkin talvia, joten Mansikkamäki ei lähtisi lieventämään esimerkiksi routaeristystä koskevia määräyksiä.
Lisää kelirikkoja pitkin vuotta
Rakennusten lisäksi tierakenteet joutuvat jatkossa entistä kovemmalle rasitukselle. Väyläviraston mukaan Suomen koko tieverkon pituus on noin 454 000 kilometriä, josta 350 000 kilometriä on yksityisteitä ja metsäautoteitä. Väyläviraston kontolla olevia valtion maanteitä on 78 000 kilometriä, joista päällystettyjä teitä on 50 750 kilometriä.
– Tieinfrassa ilmastonmuutoksen vaikutus rakenteiden kestävyyteen on radikaali. Syksyn pitkät sateiset jaksot aiheuttavat syyskelirikkoa, josta joinain vuosina on aiheutunut enemmän painorajoitettuja teitä kuin perinteisen kevään kelirikon aikaan, maarakenteiden professori Pauli Kolisoja Tampereen yliopiston rakennustekniikan yksiköstä sanoo.
Liian ohuet rakennekerrokset altistavat routimiselle ja sen seurauksena tapahtuville päällysteiden halkeamisille.
Jos talvella on useita jäätymis- ja sulamisjaksoja, tulee niistä useita kelirikkokausia pääasiassa päällysteiden reikiintymisen vuoksi. Talvella päällysteiden kuluminen uriksi lisääntyy, kun pitkään märkinä pysyvillä teillä ajetaan nastarenkailla. Kesällä kuumuus aiheuttaa päällysteiden pehmenemisestä aiheutuvaa urautumista.
Budjettivarat riittävät nykyään noin 2000 kilometrin päällystystöihin vuodessa. Korjausvelan kasvamisen pysäyttämiseen tarvittaisiin Väyläviraston mukaan vuosittainen 4000 kilometrin päällystysmäärä.
Terra tutkii
– Rengaskulumiseen voi vaikuttaa päällysteillä. Niiden pitäisi olla paremmin kestäviä. Pitäisi tutkia päällysteiden jäätymis-sulamiskestävyyttä ja uusia sideaineita. Bitumien koostumus on muuttunut rikkidirektiivin myötä, ja tarvitaan uusia sideainevaihtoehtoja, joiden pitkäaikaiskestävyyttä pitää tutkia, Pauli Kolisoja sanoo.
Tampereen yliopistossa toimii Tutkimuskeskus Terra, jossa tutkitaan infrarakentamisen geotekniikkaa, maa- ja ratarakenteita sekä infrarakenteiden digitalisaatiota. Tavoitteena on löytää uusia materiaali- ja rakenneratkaisuja sekä uudistaa mitoitus- ja korjausmenetelmiä. Pauli Kolisoja on Terran johtaja.
Kolisoja korostaa olemassaolevien teiden kunnossapidon tärkeyttä ilmastonmuutoksen aiheuttamien säärasitusten hallinnassa.
– Kustannustehokkain keino parantaa teiden rakenteellista kestävyyttä on pitää kuivatuksen kunto hyvänä. Pitää huolehtia, että vesi johdetaan tehokkaasti pois rakenteista.
Hulevesien johtamiseen tarvitaan teiden sivuille riittävän syvät mutta ei liian jyrkkäluiskaiset ojat. Kuivatusjärjestelmän kunnossapitoon tarvitaan teiden sivuojien säännöllistä perkausta. Laserkeilauksella saadaan tietoa, koska on aika perata sivuojat suunnitelman mukaisiksi. Tutkimuskeskus Terrassa on käynnissä ProDigial-ohjelma, jossa tutkitaan digitalisaatiota infran kunnossapidon tukena.
Kasvavan säärasituksen lisäksi tiestöä painaa kasvava liikennerasitus, kun kuljetusten tehokkuutta parannetaan aiempaa suuremmilla rekoilla. Sitäkin pitäisi tutkia, kuinka raskaat rekat ja ilmastonmuutoksen vaikutukset yhteensovitetaan.
– Ei ole yhtään tiepätkää, jota ilmastonmuutos ei koskisi. Tarvitaan lisää rahaa kunnossapitoon. Ei kuitenkaan vain rahaa, vaan tämä on myös toimintatapakysymys. Täytyy toimia fiksummin: systematisoida kunnossapidon toimenpiteet ja korjata väyliä ennakoivasti, Pauli Kolisoja toteaa.
Hulevesien hallinta tontilla
– Myös rakentamisessa kuivatuskysymys on keskeistä: kuinka hallitaan hulevedet rakentamisen aikana ja rakennuksen käytön aikana, Juho Mansikkamäki sanoo.
Sademäärät ovat kasvaneet, ja vedet pitäisi pystyä hallitsemaan tontilla. Se ei ole helppoa esimerkiksi täydennysrakentamishankkeissa täyteen rakennetussa ympäristössä.
– Keinoja kuivana pitämiseksi on. Tarvitaan lisää huolellisuutta suunnittelussa ja ratkaisuihin enemmän vaurionsietokykyä.
Kaupungeilla on ohjeistuksia hulevesien viivytyksille tonteilla. Vaihtoehtoja on, muun muassa louhepesät ja imeytyskentät, jos pohjamaa on läpäisevää, tai tiiviimmässä maassa kasetti- ja säiliöviivytys.
– On huomattava, että kasettien elinikä ei ole yhtä pitkä kuin rakennuksen perustusten ikä. Kasetteja pitää pystyä huoltamaan ja vaihtamaan, niitä ei siis saa asentaa ihan perustusten viereen, Mansikkamäki sanoo.
Mansikkamäen mukaan hulevesijärjestelmiä ja vesien poisjohtamista on seurattava jatkuvasti. Vanhoissa rakennuksissa on paljon perustuksia, joissa kuivatus on puutteellista. Vedeneristyksiä ei ennen tehty systemaattisesti, ja vanhoissa rakennuksissa salaojitus on enemmän tai vähemmän rempallaan.
– Ongelmana on se, että perustusten kosteudentorjunta on kallista rakentaa jälkikäteen, siksi korjaamiseen ryhtymistä pitkitetään.
Sekä Juho Mansikkamäki että Pauli Kolisoja toteavat, että rakennusten ja tieinfran rakentaminen lisääntyvää säärasitusta kestäväksi on mahdollista. Suunnittelun ja toteutuksen osaamista on, samoin sopivia materiaaleja ja ratkaisuvaihtoehtoja.
– Isoja katastrofeja rakennusten perustuksiin ei ole odotettavissa, Juho Mansikkamäki sanoo.
Teksti: Jaana Ahti-Virtanen
