SGY on julkaissut kauttaaltaan uudistuneen Kairausoppaan II: Siipileikkauskoe. Nyt työryhmä vastaa polttavimpiin kysymyksiin uuteen oppaaseen liittyen.
Miksi kairausopas haluttiin uudistaa?
Kairausoppaan viimeisin laajempi uudistustyö tehtiin vuonna 1995, ja tuota julkaisua myöhemmin täydennettiin Liikenneviraston soveltamisohjein 2018. Nyt tehty kattava uudistustyö oli tarpeen ennen kaikkea koska siipileikkauskokeen standardi SFS-EN ISO 22476-9 Geotechnical investigation and testing – Field testing – Part 9: Field vane test (FVT and FVT-F) vahvistettiin suomalaiseksi standardiksi v. 2020. Standardin laatimistyössä Suomea edusti Juha Selänpää, joka myös toimi kyseisen eurooppalaisen työryhmän sihteerinä. Tässä uudessa ohjeistuksessa kuvataan, kuinka standardin mukainen siipileikkauskoe tehdään Suomen yleisimmät nykyaikaiset kalustot sekä maaperäolosuhteet huomioiden.
Kenelle opas on tarkoitettu?
Oppaan kohderyhmään kuuluvat pohjatutkijat ja pohjatutkimusten työnjohtajat sekä myös geosuunnittelijat ja laitevalmistajat. Opas sisältää pohjatutkijalle tarkoitettuja tarkistuslistoja ja yksityiskohtaisia ohjeita siipileikkauskokeen suoritukseen, joiden avulla pyritään ehkäisemään mittausvirheet ja mm. saven häiriintymiseen liittyvät haasteet. Oppaan tarkoituksena on varmistaa, että siipileikkauskokeen ohjelmointi, suoritus ja raportointi tehdään onnistuneesti, jolloin saadaan mahdollisimman tarkkaa ja luotettavaa tietoa hienorakeisen pohjamaan suljetusta leikkauslujuudesta.
Siipi koostuu neljästä terälevystä, joiden väliset kulmat ovat 90 astetta.
Kuka on ollut laatimistyön takana?
Kairausoppaan laatimistyön tilaajana toimi Väylävirasto, missä työn ohjauksesta vastasi Panu Tolla. Laatimistyö on tehty Rambollissa, missä projektipäällikkönä toimi Fredrik Winqvist. Asiantuntijoina työryhmässä toimivat Sami Kankaanpää, Monica Löfman ja Juha Forsman. Opasluonnoksen sisällöstä keskusteltiin alan toimijoiden kanssa online-workshopissa 6.5.2022, ja luonnokseen pyydettiin kirjallisia kommentteja. SGY:n Pohjatutkimustoimikunta on tarkistanut kairausoppaan sisällön.
Miksi siipikairaus on nyt siipileikkauskoe?
Työryhmässä koettiin, että näin kattavan uudistustyön yhteydessä on tarve varmistaa kuvaavan sanaston käyttö. Sanan siipikairaus käyttö nähtiin ongelmallisena, sillä siipileikkauskokeessa halutuilla syvyyksillä tehtävät leikkaukset ovat erillisiä kokeita, minkä aikana siipi on syvyyssuunnassa paikoillaan. Sitä vastoin muissa kairauksissa kairapäätä puristetaan tai lyödään maahan, ja samanaikaisesti mitataan kairausvastusta. Siipileikkauskoe (tai lyhykäisemmin siipikoe) on myös yhdenmukaisempi muiden kielten kanssa, esimerkiksi englanniksi field vane test tai vane shear test ja ruotsiksi vingförsök.
Mitä laitteistoluokkia on, ja miten ne eroavat toisistaan?
2018 sovellusohjeessa kuvatut käyttöluokat eivät sellaisenaan esiinny 2020 vahvistetussa standardissa. Kyseinen luokittelu kuitenkin koettiin hyödylliseksi, ja pidettiin siksi ohjeistuksessa mukana uuteen standardiin mukailtuna. Yleisin laitteistoluokka on FV2: tällöin siipileikkauslaitteisto käsittää suojaputket, siiven suojakotelon, ja sähköisen mittausyksikön. Laitteistoluokan FV2 siipileikkauskoe vastaa myös Väyläviraston ohjeen vaatimuksia. Laitteistoluokka FV1a/b edustaa luotettavinta koemenetelmää, mutta kyseisen luokan mukaista kalustoa löytyy tällä hetkellä vain Tampereen yliopistolta (Tutkimuskeskus Terra). Laitteistoluokka FV3, eli siipileikkauskoe kulmaliikekytkimen kanssa ja ilman suojaputkia, ei lähtökohtaisesti ole sallittu.
Laitteistoluokan FV2 mukainen kalusto. (a) siipi suojakotelon sisällä (siipikotelossa); (b) siipi ulos työnnettynä.
Mitä geosuunnittelijan tulee tietää uudistuksesta?
Pelkkä SI-merkintä pohjatutkimusohjelmassa ei riitä. Geosuunnittelijan tulee pohjatutkimusohjelmassa määritellä mm. laitteistoluokka (ks. yllä), leikkaussyvyydet ja mahdolliset erityisvaatimukset siivelle (esim. ison standardisiiven käyttö on suositeltavaa hyvin pehmeissä savissa). Alueen pohjasuhteista tulee esittää ennakkotietoja PT-ohjelmassa: mikäli alueelta ei ole aiemmin tehtyjä pohjatutkimuksia, pitää ensin tehdä paino- tai puristinheijarikairaukset, ja vasta niiden perusteella ohjelmoidaan tarkemmin siipileikkauskokeet. Lisäksi geosuunnittelijan on hyvä tietää, että kuivakuorikerros tutkitaan vain, jos se PT-ohjelmassa täsmennetään. Geosuunnittelijan kannattaakin lukea huolella oppaan luku 5, mistä löytyy listaus PT-ohjelmassa esitettävistä asioista.
Siipikoot ylhäältä alas: pieni standardisiipi, keskisiipi (standardisiipi), ja iso standardisiipi.
Mitä muutoksia kairausdiagrammeihin tulee?
Oppaassa on esitetty malliesimerkein, kuinka Infra-pohjatutkimusformaattiin lisätään tietoa siipileikkauskokeen kalustosta, koemenettelystä (esim. leikkaus odotuksella) sekä avausreiän tekotavasta. Nämä tiedot lisätään huomautus-riveinä, jolloin myös kairausdiagrammeista ilmenee mm. laitteistoluokka ja käytetty siipikoko, mitkä auttavat geosuunnittelijaa lujuusprofiilin luotettavuuden arvioinnissa.
Siipileikkauskokeen kalustoa (laitteistoluokka FV2).
Mitä seuraavaksi?
SGY:n Kairausopas III: Näytteenotto geoteknisiä tutkimuksia varten on parhaillaan lausuntopyyntökierroksella. Lue lisää näytteenotto-oppaan uudistustyöstä täältä.
Artikkelin kirjoittajat: Monica Löfman ja Panu Tolla. Valokuvat: Sami Kankaanpää.
Uudistunut kairausopas löytyy täältä.