Geopolymeeri-injektointi – vaihtoehto perinteisille maaperän vahvistusmenetelmille. Nopeampi, tehokkaampi ja ilman kaivutöitä. Ratkaisu suunnittelijoille ja pääurakoitsijoille.
Tässä artikkelissa kuvataan eri pohjanvahvistusmenetelmiä, verrataan niitä geopolymeeri-injektointiin ja käydään läpi geopolymeeri-injektoinnin etuja perinteisiin menetelmiin nähden.
Mitä on geopolymeeri-injektointi ja miten sitä hyödynnetään geoteknisissä sovelluksissa?
Suomessa kehitetty geopolymeeri-injektointi on nopea ja häiriötön menetelmä maaperän ja perustusten lujittamiseen ja vahvistamiseen. Sitä on sovellettu onnistuneesti sekä infrastruktuurikohteissa että rakennuksissa (teollisuuskiinteistöt, liikekiinteistöt ja asuinrakennukset) lähes 40 vuoden ajan useissa Länsi-Euroopan maissa ja Skandinaviassa. Menetelmä kasvattaa jatkuvasti suosiotaan erinomaisten toimintaparametriensa ja helppokäyttöisyytensä ansiosta: korjaus on erittäin nopea ja menetelmä lähes häiriötön.
Korjausprosessi, joka koostuu nopeasta ja minimaalista häiriötä tuottavasta injektoinnista syvälle maaperään, mahdollistaa maaperän tiivistämisen ja lujittamisen suoraan rakenteen alta ilman kaivauksia, tärinää tai raskasta kalustoa.
Maanperän vahvistuksessa käytettävät geopolymeerit ovat voimakkaasti paisuvia hartseja, jotka tunkeutuvat nopeasti maa-aineksen joukkoon ja saavuttavat täydet ominaisuutensa hyvin lyhyessä ajassa. Tämän ansiosta ne ovat nopea ja vaivaton vaihtoehto menetelmille, joita on perinteisesti käytetty infrastruktuurin tai teollisuus- ja liikekiinteistöjen painumaongelmien korjaamisessa.
Geopolymeerin komponentit valitaan kunkin projektin olosuhteiden ja vaatimusten mukaisesti. Huomioon otetaan useita tekijöitä, jotka perustuvat toteutettuihin geoteknisiin testeihin. Näihin kuuluvat muun muassa maaperän ominaisuudet, maaperän tyyppi, kuormituskapasiteetti, ennakoitu kuormitus, kovettumisnopeus ja oletetut konsolidaatioparametrit.
Infrastruktuurissa ja teollisuus- ja liikekiinteistöissä geopolymeeri-injektointia voidaan hyödyntää esimerkiksi seuraavasti:
- kantokestävyyden parantaminen ja perustusten vahvistaminen – täyttämällä, tiivistämällä ja lujittamalla
- rakenteiden tuenta – täyttämällä tyhjätilat ja onkalot, poistamalla vesi huokosista ja onkaloista
- pohjamaan ja jankon kantokestävyyden parantaminen – lujittamalla maaperää, sitomalla maa-ainesta (kitkamailla) ja lisäämällä pohjamaan yhdenmukaisuutta.
Perinteisiä maaperän ja perustusten vahvistamisessa käytettyjä menetelmiä
1. Mikropaalutus
Pieniläpimittaisia teräspaaluja, jotka viedään maaperään liikuteltavan kaluston avulla. Laitteisto on varustettu kärjellä, joka syöttää sementti-vesi-seosta syvälle maaperään. Käytetään olemassa olevien rakennusten ja siltojen perustusten vahvistamiseen, rinteiden, sillan maatukien ja ratapenkereiden vakauttamiseen sekä huonosti kantavalla maaperälle perustettujen rakenteiden stabilointiin.
Geopolymeeri-injektointi vs. mikropaalut – mitä etuja geopolymeeri-injektointi tarjoaa
- korjaustöiden nopeus: kesto vain muutamia päiviä, ei viikkoja tai kuukausia, kuten mikropaalutuksessa
- ei isoja työmaita, eikä tarvetta purkaa niitä (lavat, porauskalusto, vesi- ja lietesäiliöt, pumput jne.)
- ei sotkua, kaivutöitä tai jätemaita
- geopolymeeri-injektointi ei vaadi erityistä työtilaa (kun taas mikropaalutus vaatii 3–8 metrin etäisyyden seinästä)
- geopolymeeri-injektoinnilla töitä voidaan tehdä myös vaikeapääsyisissä kohteissa (esim. kellarit), kun taas mikropaalujen kohdalla tämä on käytännössä mahdotonta paalutuksessa käytetyn kaluston koon takia.
- ei vaurioita – geopolymeeri-injektointi voidaan toteuttaa halkaisijaltaan 12-millisten reikien kautta, kun taas mikropaalutuskalusto telaketjuineen tuhoaa lattian ja sitä on käytännössä mahdotonta käyttää suljetuissa tiloissa.
2. Suihkuinjektointi
Menetelmä, jossa sementtisuspensiota (koostuu sementistä ja vedestä) syötetään korkealla paineella maaperään. Suihkuinjektointia käytetään lattioille ja perustuksille. Tekniikka on samantyyppinen mikropaalutuksen kanssa.
Geopolymeeri-injektointi vs. suihkuinjektointi – mitä etuja geopolymeeri-injektointi tarjoaa
- ei häiritse maaperää eli ei lisää painumien riskiä
- geopolymeeri-injektointi vaatii vain vähän tilaa ja pienen kaluston. Suihkuinjektointi sen sijaan vaatii laajaa ja monimutkaista kalustoa: siiloja, vesipumpun ja mikserin. Kaikki nämä vievät paljon tilaa, ja niiden mobilisointiin on varattava aikaa.
- Suihkuinjektointi: alustavien teknisten kaivutöiden tarve
- Suihkuinjektointi: paluulietettä voi roiskua joka puolelle, ja sen käsittelystä ja loppusijoituksesta on huolehdittava
- Jos töitä pitää tehdä sisätiloissa, suihkuinjektointia ei välttämättä voida hyödyntää koneiden korkeuden vuoksi. Lisäksi työstä syntyy paljon sotkua, ja lian poistaminen on hidasta ja kallista. Raskas injektointikalusto voi vahingoittaa lattioita.
3. Matalapaineiset injektoinnit / sementti-injektointi
Ratkaisu, jolla voidaan geopolymeeri-injektoinnin tavoin stabiloida laattoja ja lattioita (teknologia perustuu tyhjätilojen täyttämiseen).
Ero geopolymeeri-injektointiin: geopolymeeri-injektoinnin avulla lattiaa voidaan myös nostaa, kun taas matalapaineisella injektoinnilla tähän ei pystytä.
4. Perustusten perinteinen vahvistaminen
Maata kaivetaan metri metriltä olemassa olevien perustusten alta.
Geopolymeeri-injektointi on vaivaton vaihtoehto perinteisille korjausmenetelmille
Kaikki perinteiset menetelmät, kuten suihkuinjektointi tai paalutus, aiheuttavat häiriöitä korjattavassa kohteessa ja sen ympäristössä. Monimutkaisia korjaustöitä tehdään raskaalla ja sotkuisella kalustolla. Suihkuinjektoinnista ja paalutuksesta syntyvät häiriöt, menetelmien vaivalloisuus ja niihin kuluva aika usein myös estävät muiden korjaustöiden samanaikaisen tekemisen ja käytännössä estävät kohteen käytön. Tehtaissa, liikekiinteistöissä ja julkisissa rakennuksissa tämä tarkoittaa toiminnan keskeytymistä, mikä luonnollisesti aiheuttaa selkeitä ja mitattavia taloudellisia menetyksiä. Infrastruktuurikohteiden (tiet, rautatiet, lentokentät ja satamat) korjausten yhteydessä se puolestaan tarkoittaa näiden sulkemista käyttäjiltä ja matkustajilta.
