Stabiloinnilla lujitetaan heikompaa maa-ainesta – Turun AMK:ssa tutkitaan myös ympäristöystävällisiä vaihtoehtoja

Teksti, kuva ja video: Siiri Welling

Turun AMK:n rakennustekniikan laboratoriossa on jo muutaman vuoden ajan tehty stabilointikokeita. Maaperän stabilointi on pohjanvahvistustapa, jolla vahvistetaan muun muassa heikkoa savea kestämään tietyn suuruista kuormitusta. 

– Jos savi on vesipitoista, ja sen päälle rakennetaan tie, katu tai muu rakennelma, alkaa se helposti painua. Pahimmassa tapauksessa se murtuu niin, että päälle tehty rakennelma menee rikki. Stabiloinnilla voidaan siis lujittaa se savi paikalleen niin, että se kestää kuormaa eikä lähde painumaan, selventää Turun AMK:n rakennus- ja yhdyskuntatekniikan lehtori Liisa Larkela. 

Stabiloinnissa heikon maa-aineksen sekaan sekoitetaan sideaineita, joka muuttaa maa-aineksen koostumuksen lujemmaksi. Tyypillisesti saven joukkoon on sekoitettu sementtiä ja kalkkia, mutta viime vuosina Turun AMK on pyrkinyt etsimään myös ympäristöystävällisempiä tapoja lujittaa heikkoa maa-ainesta. 

–  CircVol2-hankkeessa , joka jatkuu edelleen, teimme pilottikohteen Naantalin asuntomessualueelle ja käytimme sidosaineena Naantalin polttolaitoksen tuhkaa ja muun muassa yhdyskuntajätteestä syntyvää pohjakuonaa. Pilottikohteessa sideaineseosten mukana oli jonkin verran myös sementtiä. Sekoitus toimi sen verran hyvin, että maasta tuli vähän liiankin lujaa siihen nähden, mitä maan päälle rakennettiin, sanoo Larkela. 

Rakennustekniikan laboratorio, joka on osa Rakennetun ympäristön tutkimusryhmää , tutkii myös keraamisen purkujätteen hyödyntämistä stabiloinnissa. Keraaminen purkujäte kiertotaloudessa -hanke pyrkii selvittämään, miten hyvin muun muassa saniteettitilojen purkamisesta syntyvää jätettä, eli WC-pönttöjä, lavuaareja tai laattoja, voisi kierrättää paremmin. Posliini murskattuna ja jauhettuna saattaisi oikein sekoitettuna toimia myös stabiloinnissa, mutta toistaiseksi kokeet ovat vielä alussa. 

– Toistaiseksi olemme tutkineet vain saniteettiposliinin käyttöä. Laattojen kanssa ongelmana on se, että niiden takana voi olla kiinnittyneenä esimerkiksi laastia tai muita rakennusmateriaaleja, sanoo Larkela. 

Kaksi stabilointimenetelmää

Larkela kertoo, että on olemassa kaksi eri stabilointimenetelmää: Ensimmäinen on massastabilointi, jossa saven joukkoon sekoitetaan paikan päällä riittävä määrä sidosaineita ja maa lujittuu vähitellen massamaisena kohteeseen. Toinen menetelmä on pilaristabilointi. Siinä maahan tehdään paalumaisia pilareita, jotka lujitetaan sopivalla seoksella. Pilareita ei raudoiteta erikseen. 

Stabilointia tehdään erityisesti juuri infrarakentamisen yhteydessä, eli teiden, katujen ja vaikkapa putkikaivantojen yhteydessä. Talojen alla olevaa maata ei yleensä stabiloida, sillä kerrostalojen alapuolisen maan lujuus- ja painumavaatimukset ovat kovat, eikä pelkkä maan stabilointi riitä saavuttamaan tasalaatuisia lujuusvaatimuksia. 

Stabilointimenetelmiä voi käyttää myös ruoppausmassojen kovettamisessa. Kun ruoppausmassa nostetaan maalle, on se usein vetistä ja hankalasti käsiteltävää. Oikeanlainen stabilointi auttaa tekemään ruoppausmassasta lujempaa ja alueesta rakentamiskelpoista jo heti ranta-alueen läjitysalueilla, mikä puolestaan vähentää epäympäristöystävällisiä ja hankalia maamassojen kuljetuksia. 

Stabilointikokeet sopivat hyvin esimerkiksi rakennuksia suunnitteleville yrityksille, jotka tarvitsevat tietoa maa-aineksen koostumuksesta ja sen stabilointitarpeesta. 

– Ensin tehdään ennakkokokeet, eli maasta kaivetaan tietyiltä syvyyksiltä näytteitä ja näytteet tuodaan meille tutkittavaksi. Me määrittelemme vesipitoisuuden, humuspitoisuuden, tiheyden ja näiden pohjalta tarvittavan stabilointireseptin. Sekoitamme näytteet, minkä jälkeen ne lähtevät jääkaappiin ikääntymään. Sitten vain seuraamme mikä on lujittumisprosessi kuukauden, kahden, kolmen tai jopa kuuden kuukauden kuluttua. Yleensä kestää ainakin kuukausi, että tiedämme, toimiiko joku resepti, sanoo Larkela.