Maanrakennuksen vaiheet: maaperä, pohjanvahvistus, täytöt ja tiivistäminen

Jokainen rakennus seisoo maan varassa, ja se, millaisen maan, ratkaisee paljon. Savimaalla rakennus tarvitsee paalut tai stabiloinnin, kalliolla louhintaa, hyvällä sora- tai moreenimaalla perustukset voivat olla suoraan maan varassa. Maanrakennus on työmaan ensimmäinen ja usein myös epävarmin vaihe: maaperä paljastaa yllätyksensä vasta kaivettaessa.

Tässä oppaassa käydään läpi maanrakennuksen vaiheet siinä järjestyksessä kuin ne tyypillisesti tehdään, ja mitä kukin vaihe tarvitsee koneilta ja materiaaleilta.

Maaperätyypit ja mitä ne tarkoittavat

Maaperä	Ominaisuudet	Mitä se tarkoittaa rakentamiselle
Kallio	Kantava ja kokoonpuristumaton	Perustetaan kallion varaan, usein louhintaa tarvitaan
Moreeni	Yleisin maalaji Suomessa, yleensä hyvin kantava	Usein maanvarainen perustus, hienoainespitoinen moreeni on routivaa
Sora ja hiekka	Kantava, vettä läpäisevä, ei routivaa	Hyvä perustamisalusta ja täyttömateriaali
Siltti	Hienojakoinen, herkkä vedelle, routiva	Vaatii huolellisen kuivatuksen ja routasuojauksen
Savi	Kokoonpuristuva ja painuva, erityisesti rannikkoseuduilla	Usein paalutus, stabilointi tai esikuormitus
Turve ja lieju	Eloperäinen, ei kantava	Kaivetaan pois tai stabiloidaan

Sama tontti voi sisältää useita kerroksia: esimerkiksi ohuen moreenikerroksen savikerroksen päällä ja kallion syvemmällä.

1. Pohjatutkimukset

Ennen kuin mitään kaivetaan, maaperä tutkitaan. Pohjatutkimuksissa selvitetään maakerrokset, niiden kantavuus, kallion syvyys ja pohjaveden taso. Tavallisia menetelmiä ovat erilaiset kairaukset ja näytteenotot.

Tutkimusten perusteella geotekninen suunnittelija laatii pohjarakennussuunnitelman ja ehdottaa perustamistavan. Pohjatutkimus on pieni kustannus suhteessa siihen, mitä yllätykset kaivuvaiheessa maksaisivat.

Tarvitaan: pohjatutkimusyritys ja kairauskalusto, geotekninen suunnittelija.

2. Raivaus ja pintamaan poisto

Työmaa-alue raivataan: puut kaadetaan, kannot poistetaan ja pintamaa eli kasvukerros kuoritaan pois. Pintamaa on eloperäistä eikä sovellu rakennuksen alle, mutta sitä voidaan käyttää myöhemmin viherrakentamisessa.

Tarvitaan: metsäkoneet tai kaivinkoneet, maansiirtoautot, pintamaan välivarastointi.

3. Kaivu ja louhinta

Kaivussa tehdään rakennuskaivanto perustuksia, kellaria tai pysäköintiä varten. Matalat kaivannot voidaan luiskata, syvät ja ahtaat kaivannot on tuettava esimerkiksi ponttiseinällä. Syvissä kaivannoissa tarvitaan kaivantosuunnitelma.

Jos pohjavesi on korkealla, kaivantoa pidetään kuivana pumppaamalla tai alentamalla pohjavedenpintaa väliaikaisesti.

Louhinnassa kallio porataan, panostetaan ja räjäytetään. Kaupunkiympäristössä louhinta vaatii huolellisen suunnittelun: naapurikiinteistöt katselmoidaan ennen töitä, tärinää mitataan ja räjäytyksistä tiedotetaan. Pienemmät määrät voidaan myös rikottaa hydraulivasaralla.

Tarvitaan: kaivinkoneet, porauskalusto, ponttikalusto, pumput ja aggregaatit, maansiirtoautot, tärinämittaukset.

4. Pohjanvahvistus

Kun maaperä ei kanna rakennusta sellaisenaan, sitä vahvistetaan. Menetelmä valitaan maaperän, rakennuksen ja kustannusten mukaan.

Menetelmä	Miten se toimii	Milloin käytetään
Massanvaihto	Heikko maakerros kaivetaan pois ja korvataan kantavalla materiaalilla	Ohut heikko kerros, esimerkiksi turve
Paalutus	Paalut välittävät kuorman kantavaan maakerrokseen tai kallioon	Paksu savikerros, raskaat rakennukset
Massastabilointi	Pehmeä maa sekoitetaan sideaineeseen koko kerroksen paksuudelta	Pehmeä savi, lieju, turve
Pilaristabilointi	Maahan tehdään sideainepilareita, jotka kantavat ja jäykistävät maata	Savialueet, kadut ja pihat
Esikuormitus	Maata kuormitetaan pengerryksellä, jotta painuma tapahtuu ennen rakentamista	Kun aikaa on, esimerkiksi katu- ja aluerakentamisessa

Paalutuksessa yleisimpiä ovat lyöntipaalut, esimerkiksi teräsbetonipaalut, ja porapaalut, joita käytetään erityisesti kun paalut porataan kallioon tai lyönnin tärinä on haitaksi.

Stabiloinnissa sideaineena käytetään esimerkiksi sementtiä, kalkkia tai teollisuuden sivutuotteita. Stabiloinnilla voidaan usein välttää kalliita massanvaihtoja ja pilaantumattomien massojen kuljettamista pois.

Tarvitaan: paalutuskone, paalut, stabilointikalusto ja sideaineet, pengerrysmateriaalit, painumamittaukset.

5. Kunnallistekniikka, putket ja kuivatus

Ennen täyttöjä asennetaan maahan tulevat putket ja liittymät: vesi- ja viemäriliittymät, sadevesiviemärit, salaojat, kaukolämpö sekä sähkö- ja tietoliikennekaapelit.

Salaojitus ja kuivatus pitävät rakennuksen perustukset kuivina ja estävät routimisen. Salaojat ympäröivät rakennuksen, ja niiden ympärille tulee vettä hyvin läpäisevä salaojasora.

Tarvitaan: putkimateriaalit, salaojasora, suodatinkankaat, kaivot, kaivinkoneet.

6. Täytöt

Täytöt tehdään kerroksittain oikeilla materiaaleilla. Tyypillinen rakenne alhaalta ylös:

• Suodatinkerros estää hienoaineksen sekoittumisen täyttöön. Usein käytetään myös suodatinkangasta.
• Jakava kerros levittää kuormaa ja katkaisee kapillaarisen vedennousun.
• Kantava kerros ottaa vastaan kuormat, tyypillisesti kalliomursketta.

Materiaaleina käytetään soraa, hiekkaa ja eri raekokoisia murskeita. Yhä useammin hyödynnetään myös kierrätysmateriaaleja, kuten betonimursketta, ja työmaan omia ylijäämämaita. Niiden käytölle on omat laatu- ja ilmoitusvaatimuksensa.

Tarvitaan: sora, hiekka, murskeet, kuljetukset, kaivinkoneet ja pyöräkuormaajat.

7. Tiivistäminen

Täyttö on vain niin hyvä kuin sen tiivistys. Huonosti tiivistetty täyttö painuu ajan myötä, ja painuma näkyy halkeamina lattioissa, pihoissa ja liittymissä.

• Tiivistetään kerroksittain: jokainen kerros tiivistetään ennen seuraavaa. Kerroksen paksuus riippuu materiaalista ja tiivistyskalustosta.
• Kalusto valitaan kohteen mukaan: pienet alueet ja seinien vierustat maantiivistäjällä, laajat alueet valssijyrällä.
• Tiiviys mitataan: yleinen menetelmä on levykuormituskoe, jolla todennetaan, että kerros täyttää suunnitelman kantavuusvaatimuksen.
• Kosteus vaikuttaa: liian märkä tai jäätynyt materiaali ei tiivisty kunnolla. Talvella jäätyneitä massoja ei saa jättää täyttöön.

Tarvitaan: maantiivistäjät, valssijyrät, kantavuusmittaukset.

8. Routasuojaus

Suomen ilmastossa routa voi nostaa perustuksia ja pihoja, jos routiva maa jäätyy ja laajenee. Routasuojauksella estetään roudan pääsy routivaan maahan:

• Routaeristeet asennetaan perustusten ympärille ja tarvittaessa pihojen alle.
• Routimattomat materiaalit, kuten sora ja murske, korvaavat routivan maan rakenteen yläosassa.
• Kuivatus pitää routivan maan kuivana, koska routiminen vaatii vettä.

Tarvitaan: routaeristelevyt, routimattomat täyttömateriaalit.

9. Pihat ja päällysteet

Viimeisenä rakennetaan pihat, kadut ja paikoitusalueet: kantavat kerrokset, reunakivet, päällysteet kuten asfaltti tai kiveys sekä viherrakentaminen. Tähän käytetään usein työmaan alussa välivarastoitua pintamaata.

Tarvitaan: asfaltointi- ja kiveysurakoitsijat, reunakivet, viherrakentajat.

Pilaantuneet maat

Vanhoilla teollisuus-, varikko- tai huoltoasema-alueilla maaperä voi olla pilaantunut esimerkiksi öljystä tai metalleista. Pilaantuneet maat on tutkittava, ja niiden kunnostamisesta tehdään ilmoitus ympäristöviranomaiselle. Pilaantunut maa kuljetetaan sille luvan saaneeseen vastaanottopaikkaan, ja kuljetuksesta tehdään siirtoasiakirja.

Pilaantuneet maat voivat lisätä hankkeen kustannuksia ja aikataulua merkittävästi – siksi ne pyritään selvittämään jo pohjatutkimusvaiheessa.

Mitä maanrakennustyömaa tarvitsee

Vaihe	Kalusto	Materiaalit ja palvelut
Pohjatutkimus	Kairauskalusto	Geotekninen suunnittelu
Kaivu ja louhinta	Kaivinkoneet, porauskalusto, pontit, pumput	Tärinämittaukset, kuljetukset
Pohjanvahvistus	Paalutus- ja stabilointikalusto	Paalut, sideaineet
Putket ja kuivatus	Kaivinkoneet	Putket, kaivot, salaojasora
Täytöt	Pyöräkuormaajat, dumpperit, maansiirtoautot	Sora, hiekka, murskeet
Tiivistäminen	Maantiivistäjät, valssijyrät	Kantavuusmittaukset
Routasuojaus ja pihat	Kaivinkoneet, asfalttikalusto	Routaeristeet, reunakivet, päällysteet

Nykyaikaisessa maanrakennuksessa kaivinkoneissa on usein 3D-koneohjaus, joka ohjaa kaivua suoraan suunnitelmamallin mukaan.

Milloin ottaa yhteyttä

Maanrakennus on työmaan ensimmäinen vaihe, ja se hankitaan usein heti urakan alussa – joskus jo ennen pääurakkaa erillisenä esirakentamisurakkana. Paras hetki on rakennusluvan myöntämisen ja pääurakan ratkeamisen välissä: silloin pääurakoitsija tai rakennuttaja kokoaa maanrakennuksen toteuttajia ja materiaalitoimittajia.

Pohjanvahvistus on erikoisala, ja sen tarve selviää jo pohjatutkimuksista ja suunnitelmista. Kun tiedät, millaiselle maalle hanke rakennetaan, tiedät myös, tarvitaanko paalutusta, stabilointia vai louhintaa.

Lue myös, missä järjestyksessä muut työlajit tulevat työmaalle ja millaisia päästövaatimuksia työmaan koneille asetetaan.

Miten Tyomaat.fi PRO auttaa

Tyomaat.fi PRO seuraa hankkeita kaavoituksesta rakennuslupaan ja rakentamisen alkuun. Tänään-näkymä nostaa hankkeen esiin juuri silloin, kun maanrakennus on ajankohtainen – ja näet hankkeen tiedoista rakennuttajan ja pääurakoitsijan, kun ne ovat tiedossa.

Kokeile Tyomaat.fi PRO:ta 30 päivää maksutta →