rakennustyömaa

Maan stabilointia ympäristöystävällisemmin?

13.12.2022

Pehmeiden maa-ainesten kuten saven, siltin tai liejun ominaisuuksia voidaan parantaa syvästabilointimenetelmillä, kuten pilaristabiloinnilla. Tällä tavoin parannetaan maan leikkauslujuutta ja vähennetään kokoonpuristuvuutta. Pilaristabilointimenetelmässä pehmeään maa-ainekseen sekoitetaan kemiallisia seosaineita, jotka reagoivat maa-aineksen kanssa muodostaen lujittuneita pilareita. Suomessa käytetään niin kutsuttua pohjoismaista kuivamenetelmää, jossa sideainejauhe syötetään kuivana sekoitinkärjen ja paineilman avulla maa-ainekseen (Liikennevirasto, 2018).

Suomessa pilaristabiloinnin käyttömäärät ovat suuria. 2010-luvulla pilaristabiloinnin vuosittainen määrä on ollut Suomessa noin 600 000-900 000 m3 (Kivi, 2021). Tämä vastaa 1,5-2,5 miljoonaa pilarimetriä vuosittain, kun pilarihalkaisijaksi oletetaan 0,7 m. Syvästabilointi tuottaa kuitenkin runsaasti hiilidioksidipäästöjä, ja syvästabiloinnin kokonaispäästöt (kg CO2e) ovat toiseksi suurimmat maa- ja kiviaineksesta syntyvien päästöjen jälkeen Helsingin kaupungin rakennuskohteissa (Aalto, 2022).  Pilaristabiloinnissa päästöt muodostuvat pääasiassa sideaineen valmistuksesta. Pilaristabiloinnissa sideaineen valmistuksen päästöt voi olla jopa yli 90 % syvästabiloinnin CO2-päästöistä (Kivi, 2021).

Pilaristabiloinnin päästöjen muodostuminen eri rakentamisvaiheissa sideainekohtaisesti teoreettisessa tiekohteessa, joka sijaitsee Pohjois-Helsingissä. Sideaineen määrä on 110 kg/m3 ja pehmeikön syvyys on 8 m. (Kivi, 2021)
Syvästabiloinnin kokonaispäästöt kg CO2e ja %-osuus päästöistä Helsingin kaupungin rakennuskohteissa. (Aalto, 2022)

Suurien hiilidioksidipäästöjen määrää voitaisiin vähentää lisäämällä uusiosideaineiden määrää sideaineseoksissa. Uusiosideaineita ovat esimerkiksi: kipsit, kuonat ja tuhkat, joita saadaan teollisuuden sivuvirroista. Kaikissa Suomessa valmistetuissa sideaineissa on uusiomateriaaleja.

Uusiosideaineiden käyttöön uusi luokittelu – helpottaa tilaajan hankintaa

UUMA4 ohjelman työryhmä 7 ’’syvästabiloinnin uusiosideaineet’’ on kehittämässä ehdotusta luokituksille, joilla uusiosideaineiden käyttöönottoa edistetään. Luokitusten nimiksi on ehdotettu syvästabiloinnin sideaineiden vähähiilisyysluokitus (SSV) ja stabilointipilareiden vähähiilisyysluokitus (SPV). Luokitukset on kehitetty kesällä 2022 julkaistun BY-vähähiilisyysluokituksen pohjalta, joka on vähähiilisyysluokitus betoneille (UUMA4, 2022). Norjassa käytetään BY-vähähiilisyysluokitusta vastaavaa luokitusta, ja sen on arvioitu vähentäneen betonin hiilidioksidipäästöjä noin 20 % (Punkki, 2022).

SSV- ja SPV-luokitukset ovat vapaaehtoisia kansallisia menettelyjä sideaineiden ja stabilointipilareiden hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. SSV-luokituksessa huomioidaan sideaineen valmistuksesta ja kuljetuksesta syntyvät hiilidioksidipäästöt. SPV-luokitus huomioi näiden lisäksi vielä myös tarvittavan sideainemäärän, jotta vaadittu pilarilujuus voidaan saavuttaa. Vähäpäästöisten sideaineiden käyttöönottoa pyritään edistämään yksinkertaisemmalla SSV-luokituksella, kun käytettävän sideaineen määrää ei rajoiteta, mutta huomioidaan kuitenkin vähäpäästöisen sideaineen käyttöönotto. Nämä luokitukset voidaan asettaa syvästabiloinnin työselostukseen ja asettaa urakkatarjoukseen hankinnan kriteeriksi. Tällä tavoin tulevaisuudessa syvästabilointityölle voitaisiin asettaa myös päästörajat hiilidioksidipäästöille perinteisten InfraRYL:ssä esitettyjen teknisten vaatimusten lisäksi (UUMA4, 2022).

Luokituksia voidaan pian testata Topinpuiston alueella

SSV- ja SPV-luokituksen hyödyntämistä työselostuksessa on testattu Turun Topinpuiston kohteeseen, joka on Lounais-Suomen Jätehuollon ja Turun kaupungin kehityskohde. Alueelle tullaan keskittämään kiertotalouden kasvun mahdollistamia toimintoja. Toiminnot sijoittuvat pääosin pehmeikköalueille, joten painumien hallinta ja stabiliteetin varmistaminen vaativat syvästabilointimenetelmiä. Alueella on tehty koestabiloinnit uusiosideaineilla 03/2022 ja alueelta on tarkasteltu sideaineiden tuottamia hiilidioksidipäästöjä ja sideaineilla saavutettuja pilarilujuuksia (Ramboll Oy, 2022). Hiilidioksidipäästöjen vähentäminen kuuluu Lounais-Suomen Jätehuolto Oy:n tavoitteisiin ja alueelle on suunniteltu tulevia tuotantostabilointeja uusiosideaineilla. SSV- ja SPV-luokitusta voitaisiin käyttää työselostuksessa hankinnan kriteerinä ajatellen tulevia tuotantostabilointeja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi.

Lähdeluettelo:

Oksman O. 2022. https://www.theseus.fi/handle/10024/786607, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.

Aalto, O-P. 2022. Vähähiilinen betoni ja betonin kaltaiset materiaalit infrarakentamisessa. UUMA-vuosiseminaari 28.9.2022. PP-esitys. 7 s. Saatavissa: https://www.uusiomaarakentaminen.fi/sites/default/files/07%20Olli-Pekka%20Aalto%20ja%20Jarno%20Arkko_V%C3%A4h%C3%A4hiilinen%20betoni%20ja%20betonin%20kaltaiset%20materiaalit%20infrarakentamisessa.pdf

Kivi, E. 2021. Pohjanvahvistusmenetelmät Suomessa: Käyttömäärät ja hiilijalanjälki. [Verkkodokumentti]. Diplomityö. Aalto-yliopisto, insinööritieteiden korkeakoulu. Espoo. Saatavissa: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/112692

Liikennevirasto. 2018. Liikenneviraston ohjeita 17/2018. Syvästabiloinnin suunnittelu. Liikennevirasto. Helsinki. 128 s. ISBN 978-952-317-588-4

Punkki, J. 2022. Betonin hiilidioksidipäästöjen vähentäminen. Uusiomaarakentamisen vuosiseminaari 28.9.2022. PP-esitys. 11 s. Saatavissa: https://www.uusiomaarakentaminen.fi/sites/default/files/06%20Jouni%20Punkki_Betonin%20hiilidioksidip%C3%A4%C3%A4st%C3%B6jen%20v%C3%A4hent%C3%A4minen.pdf

Ramboll Finland Oy 2022. Topinpuiston suunnitelmat 2021-2022.

UUMA4 syvästabiloinnin sideaineiden vähähiilisyysluokittelu (luonnos) 14.11.2022.