Radanvarsirakentaminen – Stabilointirakenne torjuu liikennetärinää tehokkaasti
Ratojen varsille on viime vuosina rakennettu ennätyksellisen paljon. Trendi jatkuu, kun liikkumisen helppous ja ekologisuus lisäävät raideliikenteen suosiota paitsi kaupunkien välillä myös niiden sisällä.
Radanvarsirakentamista haastaa rata-alueelta kulkeutuva värähtely eli tärinä ja runkomelu, joka etenee maaperän kautta rakennukseen ja saa talojen rungon värähtelemään.
– Ihminen havaitsee värähtelyn eri tavalla: tärinän tuntee ja runkomelun kuulee. Pahimmillaan tärinä voi heikentää terveyttä tai vaurioittaa rakennusten rakenteita, sanoo akustiikkasuunnittelun suunnittelujohtaja Timo Huhtala A-Insinööreistä.
Tärinäntorjunta avainasemassa kaupunkirakenteen tiivistämisessä
Kun kaupunkirakenne tiivistyy ja kaupunkiraiteita rakennetaan, melun- ja tärinäntorjunnan osaaminen ja ratkaisut korostuvat. Tärinää voidaan hillitä vaikuttamalla värähtelyn lähteeseen, kulkuun tai kohteeseen. Lue lisää: Rakennuksen tärinä ja runkomelu kuriin akustiikkasuunnittelulla
– Keinoja on enemmän tarjolla, kun suunnitellaan uutta rataa tai rakennuksia. Olemassa olevan radan kohdalla mahdollisuudet rajoittuvat usein ajonopeuksien alentamiseen tai siirtotien rakentamiseen eli käytännössä maaperän muokkaamiseen radan ja rakennusten välillä, Huhtala sanoo.
Tärinää ja melua pyritään vaimentamaan ensisijaisesti rakenteellisin ratkaisuin, sillä junien massaa tai nopeutta ei mielellään rajoiteta. Lue lisää: Näin raidemelua torjutaan Keski-Pasilassa Hoasin opiskelijakorttelin rakentamisessa
– Tärinää torjutaan, mutta kaikkea vaikutusta ei voida eliminoida. Ihminen aistii tärinän paljon ennen kuin rakenteissa näkyy vaurioita. Tärinän ennustettavuus on meluun verrattuna heikko, sillä maaperä on koostumukseltaan vaihtelevampi kuin ilma, melu- ja tärinäasiantuntija Erkki Poikolainen Väylävirastosta sanoo.
Talon lähelle sijoitettu stabilointirakenne kustannustehokas tärinäntorjuja
Radan varteen suunnitellulla uudella asuinalueella liikennetärinää voi torjua stabilointirakenteella, jossa rata-alueelta kulkeutuvaa tärinää hillitsevät maaperään sijoitetut sementtipilarit.
A-Insinöörien ja Väyläviraston tutkimuksessa 2016–2018 kustannustehokkaimmaksi osoittautui ratkaisu, jossa stabilointirakenne sijoitettiin lähelle asuinkerrostaloja. Näin toteutettuna kustannukset olivat vain neljäsosa siitä, mitä tärinäntorjunta olisi maksanut, jos stabilointirakenne olisi tehty perinteisemmin: ankkuroituna teräsponttiseinänä lähelle tärinän lähdettä eli junarataa.
Tutkimuskohteena oli alue, jolle oli tulossa 13 250 kerrosneliömetriä asuntoja. Tärinä- ja runkomeluselvityksessä asuinrakentamiselle asetetut ohjearvot ylittyivät tavanomaisella rakennustavalla. Täytyi siis löytää toimiva ja kerrosneliöihin suhteutettuna kustannustehokas keino tärinähaittojen torjumiseen.
– Tässä tutkimuksessa stabilointirakenne sijoitettiin noin 60 metrin päähän radasta ja lähelle suunniteltuja rakennuksia. Suomessa on aiemmin toteutettu koerakenteita pääosin noin 7–10 metrin etäisyydelle radasta, Erkki Poikolainen taustoittaa.
Maaperän stabilointi toteutettiin kalkkisementtirakenteella. Lähimmät rakennukset olivat noin 65 metrin etäisyydellä radasta ja kolmen metrin päässä stabilointirakenteesta. Syksyllä 2016 alueella tutkittiin maaperän tärinän lähtötasot, ja vertailumittaukset tehtiin jälkeen keväällä 2017.
Tulosten mukaan pystysuuntainen tärinä vaimeni 10 metrin etäisyydellä noin 50 prosenttia ja 45 metrin etäisyydellä noin 40 prosenttia. Vaakasuuntainen tärinä väheni noin 80 prosenttia molemmilla etäisyyksillä.
– Ratkaisumme toimi pystysuuntaisen tärinän vaimentamisessa yhtä tehokkaasti, ja vaakasuuntaisen tärinän osalta selvästi paremmin kuin aiemmin tutkitut rakenteet, Timo Huhtala tulkitsee.
Meluntorjunnan kustannukset alas järkevällä suunnittelulla
Tutkimuskohteessa stabilointirakenteen kustannukset olivat noin 6,30 euroa kerrosneliömetriä kohden.
– Tärinän torjunnan hintaan vaikuttavat toki alueelle suunnitellun rakennusoikeuden määrä ja pehmeiden maalajien paksuus alueella. Järkevällä ja ennakoivalla suunnittelulla kustannuksissa voidaan säästää merkittävästi, Timo Huhtala sanoo.
– Myös kaavoituksessa olisi tärkeää ottaa kokonaistaloudellisuus huomioon. Tärinäntorjunnan mallinnuksen kehittyessä se alkaa jo olla käytännössäkin mahdollista, hän vinkkaa.
Vuonna 2016 käynnistyneen ja 2018 esitellyn tutkimuksen rahoitti Väylävirasto (tuolloin Liikennevirasto). Tutkimuksesta ja tärinänvaimennuksen suunnittelusta vastasi ryhmä A-Insinöörien akustiikkasuunnittelun ja geosuunnittelun asiantuntijoita.
Suunnittelemme sinunkin hankkeesi!
Timo Huhtala
aluejohtaja, akustiikkasuunnittelurakennesuunnittelu