Valtatie 3:n kattaminen Hämeenlinnassa

Hanke oli osa suurempaa kokonaisuutta Hämeenlinnan keskustan kehittämisessä. Valtatie 3:n kattamisen yhteydessä rakennettiin yksi ramppi ja sen tarvitsema kiihdytyskaista. Kattamisen jälkeen rakentaminen jatkui kauppakeskuksella, joka sijoittuu osin Vt 3:n kannen päälle. Työmaa oli hyvin keskeisellä paikalla ja liikennemäärät olivat merkittäviä niin valtatiellä kuin kaupungin katuverkossakin.

Kevennetyt penkereet vaahtolasimurskeella

Hankkeessa oli kaksi vanhaa siltaa, jotka purettiin ja joiden paikalle rakennettiin uudet sillat. Purkamisen ja rakentamisen aikana työnaikaiset liikenneyhteydet ohjattiin kulkemaan jo raken- nettujen kansiosuuksien päälle aivan siltojen vieressä. Kansi sijaitsee korkealla ympäröivään maanpintaan nähden. Nousua kannen päälle tuli enimmillään noin kahdeksan metriä, mikä ratkaistiin ajoluiskilla. Ajoluiskia oli yhteensä neljä ja niiden yhteispituus oli noin 350 m.

Ajoluiskien rakentaminen sorapenkereenä ja soratäyttönä ponttien väliin ei ollut mahdollista stabiliteettiongelmien ja paalujen sivuttaisten kuormitusten takia. Ajoluiskat toteutettiin keven- nettyinä penkereinä vaahtolasimurskeella.

Pohjasuhteet

Tunnelin kohdalla oli 1–3 metrin paksuinen vanha moottoritien täyttökerros, joka oli pääosin hiekkaa ja soraa. Täyttökerros oli paksuimmillaan Turuntien ja Paasikiventien siltojen alueella.

Nykyiset tierakenteet on perustettu maanvaraisesti ja mahdollinen turve on oletettavasti poistettu rakenteiden alta. Tiealueen ulkopuolella on paikoitellen turvetta 1–2,5 metriä, osin nykyisten täyttöjen alla.

Täyttö- ja turvekerroksen alapuolella on silttiä ja laihaa savea 10–17 metrin paksuinen kerros. Koheesiomaan kairausvastus kasvaa selvästi noin 10 metrin syvyydessä maanpinnasta. Siltti- ja savikerroksesta otettujen maanäytteiden vesipitoisuus on 17–72 %. Siipikairalla ylemmästä, pehmeämmästä, koheesiomaakerroksesta määritetty redusoimaton suljettu leikkauslujuus on 12–32 kN/m2.

Moreenin yläpinta on keskimäärin 13–15 metrin syvyydessä maanpinnasta. Moreenikerroksen paksuus on 0–5 metriä. Puristinheijarikairausten perusteella moreeni on hyvin löyhää ja paikoin kivistä. Porakonekairauksilla määritetty kallionpinta on 13–21 metrin syvyydellä.

Pohjavesi on osin paineellista. Yleisesti pohjavedenpinta on noin 0,5 metrin syvyydellä maanpinnasta.

Ratkaisut

Normaali soratäyttö ponttien välissä ei ollut mahdollista, sillä se olisi aiheuttanut stabiliteettiongelmia ja paalujen sivuttaista kuormitusta. Se olisi myös kasvattanut ponttien ja ankkuroinnin materiaalimääriä ja vaatimuksia. Työnaikaisten liikennejärjestelyjen perustaminen paalutettujen rakenteiden varaan olisi ollut erittäin kallis ratkaisu.

Edellä mainittujen syiden takia päädyttiin vaahtolasimurskeeseen sen teknisten ominaisuuksien, rakennettavuuden ja uudelleenkäytettävyyden vuoksi.

Vaahtolasimurskeen pienen tilavuuspainon ja suuren kitkakulman avulla saatiin vähennettyä kuormitusta pohjamaalle ja ponttiseinien rakenteille sekä rajoitettua muiden rakenteiden paalujen sivukuormia. Vaahtolasimurskeen suuren kitkakulman ansiosta korkeatkin penkereet voitiin rakentaa ilman välikerroksia ja tukirakenteita.

Vaahtolasimursketta toimitettiin työmaalle neljään eri penkereeseen yhteensä noin 10 000 m3.

Työtilan vähyys purettavien maatukien kohdalla vaati kapeamman rakenteen, joka saavutettiin tiivistämällä vaahtolasi kahden ponttiseinän väliin.

Ajoluiskan mitoitus ja rakenne

Vaahtolasimurskeen kitkakulman ominaisarvona käytettiin 40 astetta. Vaahtolasimurskeen tilavuuspainona laskelmissa oli 4 kN/m3. Ponttiseinien välissä vaahtolasimurskekerroksen paksuus oli 3,5–7,3 m ja pengerrakenteissa enimmillään 3,5 m. Vaahtolasipenkereen päällä on noin 650 mm mursketta ja 50 mm asfalttia tien rakennekerroksina.

Ajoluiskan poikkileikkaus

Alueella, jolla vakavuus maapohjan sortumista vastaan oli riittävä, ja työtila ei ollut yhtä rajoitettu, käytettiin luiskattua pengertä. Luiskattu penger rakennettiin vaahtolasimurskeesta ilman erillisiä tukipenkereitä. Penger keveni sorarakenteeseen verrattuna parhaimmillaan noin 85 kN/m2, ja maanpainetta saatiin vähennettyä noin 60 %. Ratkaisu mitoitettiin ja mallinnettiin useilla geotekniikan laskentaohjelmilla, mm. Plaxis ja Geocalc.

Ajoluiskan pituusleikkaus

Ponttityyppi oli normaali ja pontit on jatkettu hitsaamalla. Pontit ankkuroitiin toisiinsa kiinni 32 mm:n harjateräksillä kahdelta tai kolmelta tukitasolta penkereen korkeudesta riippuen. Ponttien asennussyvyys riippui alueellisen stabiliteetin vaatimuksesta. Sillan maatuen kaivannon puolella pontit upotettiin 5–10 metriä syvemmälle kuin toisella puolella, missä luonnollinen maapinta oli ylempänä. Enimmillään ponttipituus oli noin 20 metriä.

Haasteet

Sillan maatukien purku ja kaivu sekä uusien paalujen lyönti ja paalulaattojen rakentaminen aivan vaahtolasirakenteen ponttiseinän vieressä edellyttyvät pitkien, jatkettujen, ponttien käyttöä alueellisen vakavuuden varmistamiseksi. Haasteita aiheuttivat kireä aikataulu ja työmaan logistiikka, joita alueen vilkas liikenne korosti.

Rakentaminen

Vaahtolasimurskepenger rakennettiin 0,7 metrin kerroksina tiivistäen telakoneella, minkä jälkeen tiivistetyn kerroksen päällä voitiin ajaa kuorma-autolla. Kerrokset sovitettiin niin, että vetotangot asennettiin tiivistetyn kerroksen yläpintaan. Reunoissa ja kulmissa käytettiin tärylevyä tiivistyksen varmistamiseen. Tiivistys onnistui hyvin eivätkä uuden kerroksen päällä ajaneiden rekkojen renkaat painuneet murskeeseen.

Materiaali toimitettiin rekka-autoilla, joiden vetoautossa oli 40 m3:n lava ja peräkärryssä kaksi  40 m3:n lavaa. Tällä ratkaisulla kuorma-autoliikenne väheni neljäsosaan verrattuna tavalliseen sorarekkatoimitukseen. Pengertä rakennettiin yli 1000 kuution päivävauhdilla.

Vaahtolasimurskeella voitiin rakentaa usean metrin korkuinen luiskattu penger ilman reunatukia tai välikerroksia.

Ota yhteyttä