• mallintaminen
• Perustusten vahvistus
• tietokanta

Tutkimuksessa hyödynnettiin Turun ammattikorkeakoulun kehittämää ja ylläpitämää DATU-tietokantaa kustannus- ja kestomallien kehittämiseen. Tietokannan aineisto sijoittuu Turun alueelle ja on maailman yksi laajimmista perustusten vahvistushankkeita koskevista tietokannoista. Tietokanta kattaa yli 170 hanketta ja sisältää yli 200 erilaista parametria, keskittyen erityisesti pienpaaluilla toteutettuihin hankkeisiin. 

Turku – perustustenvahvistuksien pääkaupunki

Turussa arvioidaan olevan noin 400 kappaletta  puurakenteisia perustuksia, ja vuosittain perustuksen vahvistuksia tehdään 3–5 kohteen verran (Pitkänen J. 1993, s. 3). Perustuksia on korjattu perinteisesti syventämällä perustustasoa tai leventämällä anturoita, minkä myöhemmin ovat korvanneet kuormansiirtorakenteet ja paalut menetelmän epävarmuuden vuoksi. Perustusten vahvistustekniikat ovat ottaneet merkittäviä edistysaskelia 1950-luvulla, mutta yleistyneet vasta 1900-luvun loppupuolella. Nykyiset perustusten vahvistusmenetelmät ovat vakiintuneet  2000-luvun vaihteessa.(Lehtonen J. 2006,  s. 11)

Perustusten korjauksen tarpeeseen johtavia yleisimpiä syitä ovat puisten paalujen lahoaminen, ympäristön muutokset, kuten maaperän tai pohjaveden pinnan lasku, jotka voivat aiheuttaa rakennuksen painumista ja kallistumista. Myös rakennusaikaiset virheet, puutteelliset tai kokonaan tekemättä jätetyt pohjatutkimukset ovat yleisiä syitä, jotka aiheuttavat tarpeita korjaukselle. Pohjaveden pinnan laskusta aiheutuvat painumien kasvaminen saattaa kestää vuosikymmeniä, kun taas tärinä aiheuttaa välittömiä vaurioita rakenteille ja maaperän tiivistymistä. (RIL 174–5  1991, s. 41)

Perustusten vahvistus poikkeaa monelta osin tavanomaisesta paaluttamisesta. Sille on tyypillistä, että se tehdään ahtaissa tiloissa ja olemassa olevat rakenteet määrittelevät minkälaisia paalutyyppejä voidaan käyttää. Kohteille onkin tyypillistä, että yksittäisessä kohteessa päädytään yhdistelemään useampia eri paalutyyppejä rakennuksen ja ympäristön aiheuttamien rajoitteiden vuoksi. Paalutukselle on ominaista, että paalujen asennus vaatii huomattavan paljon tilaa, minkä vuoksi on kehitetty juuri perustusten vahvistukselle soveltuvia mikropaaluja. (RIL 174-5-1991, s. 139)

Kustannusmallinnus tuo uusia työkaluja perinteisien kustannuslaskentamenetelmien rinnalle

Kustannusmallintaminen tuo yhden uuden mahdollisen menetelmän perinteisien menetelmien rinnalle, minkä avulla voidaan saavuttaa entistä tarkempia ja luotettavampia kustannusarvioita. (Ashworth A. 2005, s. 334) Kaikille kustannusarviointimenetelmille on yhteistä, että ne ovat riippuvaisia historiallisesta datasta. Kustannusmallien rakentamiseen käytetyn tiedon pitää olla luotettavaa, ajankohtaista ja yksityiskohtaista. Mallintamisella saavutetut kustannusennusteet ovat tarkimmillaan, kun mallin kehitykseen käytetty data vastaa mahdollisimman tarkasti kohteita, mitä mallilla pyritään laskemaan. (Ashworth A. 1981, s.1)

Kustannusmallit rakennushankkeissa voidaan jaotella viiteen kategoriaan, ja on tärkeää selvittää mallin käyttötarkoitus, sillä se  vaikuttaa merkittävästi mallin rakenteeseen, tarvittavan tiedon määrään ja mallin käyttämään dataan. Mallien käyttötarkoitus määrittää, minkälaista dataa kerätään ja miten sitä sovelletaan. Kustannusmallit eroavat toisistaan sen mukaan, missä vaiheessa projektia sitä käytetään. Vaikka näiden mallien välillä on myös päällekkäisyyksiä ovat niiden ominaisuudet erilaisia. Kustannusmallintamisen kategorioita ovat (Ashworth A. 2005, s. 335):

• Elinkaarimalli: rakennushankkeen koko elinkaaren kustannusten ennustamiseen suunnittelusta ja rakentamisesta aina käyttöön ja ylläpitoon.
• Rahavirtamalli: rahavirtojen analysointiin ja optimointiin projektin eri vaiheissa.
• Kustannusten optimointimalli: suunnitelmaratkaisujen optimointiin.
• Resurssipohjainen malli: kustannusarvioiden tarkentamiseen kehitetty arviointi- ja ennustusmalli. 
• Tarjousennustemalli:  kustannuksien ennustamiseen tarjousvaiheessa, jossa hyödynnetään luonnosvaiheen suunnitelmista johdettuja muuttujia.

Mallien kehittäminen ja tutkimustulokset

Työssä pyrittiin kehittämään ”Underpinning project; owners’ views on technology, economy and project management” -väitöskirjassa esiteltyjen kustannus- ja kestomallin ennusteiden luotettavuutta matalien rakennusten osalta hyödyntäen Turun ammattikorkeakoulun kehittämää ja ylläpitämää DATU-tietokantaa. Kohteita analysoitiin ryhmittelemällä aineistoa pinta-alan, kerrosten lukumäärän ja käytetyn mallin perusteella. Lisäksi laskennassa säädettiin kohteiden pinta-alaa ja vertailtiin matalia ja korkeita rakennuksia keskenään, jotta voitiin tunnistaa ennusteisiin vaikuttavia tekijöitä ja parantaa erityisesti mallien ennustetarkkuutta matalien rakennusten osalta.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että neliöihin perustuvalla kertoimella ei voida parantaa mallien selitysasteita. Mallien kehitys edellyttää uutta tarkastelua yleiskulujen osalta, jotta selitysastetta voidaan mahdollisesti parantaa. Tutkimuksen aikana havaittiin myös, että mallit soveltuvat korkeiden rakennusten lisäksi myös matalien rakennusten arvioimiseen. 

Lähteet:

Ashworth, A. 1981. Cost Modelling for the Construction Industry. The Quantity Surveyor, 1981 July.

Ashworth, A. 2005. Cost Studies of Buildings. Sixth edition. London: Routledge.

Lehtonen, J. 2006. Perustusten vahvistaminen – näkymätöntä korjaustyötä. Turun ammattikorkeakoulu. Turku.

Museovirasto 2024.Rakennustekninen detaljipiirustus. Paalujunttalaite. Museoviraston arkisto. Viitattu 28.11.2024. Saatavilla: https://museovirasto.finna.fi/?lng=fi

Niemi, J. 2024. DATU-tietokanta : kustannus- ja kestomallinnuksen kehittäminen – Theseus. Opinnäytetyö (YAMK). Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka. Turku: Turun ammattikorkeakoulu.

Pitkänen, J., Vähäaho, I. ja Raudasmaa, P. 1999. Puupaalujen rakenteellisen kantokyvyn tarkastaminen. Helsingin kaupungin kiinteistöviraston geoteknisen osaston tiedote 79/1999.

RIL 174-5-1991. 1991. Korjausrakentaminen V, Perustukset-Pohjarakenteet. Helsinki: Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry.