Täckning av riksväg 3 i Tavastehus

Projektet var en del av en större helhet i utvecklingen av Tavastehus centrum. I samband med täckningen av riksväg 3 byggdes en ramp och den accelerationsfil som den krävde. Efter täckningen fortsatte arbetet med byggande av ett köpcentrum, som delvis ligger på däcket över riksväg 3. Byggarbetsplatsen låg mycket centralt och trafikmängderna var betydande såväl på riksvägen som på stadens gatunät.

Vallar lättfyllda med skumglaskross

I projektet ingick två gamla broar som revs och ersattes av nya. Under rivningen och byggandet styrdes trafikförbindelserna till de redan konstruerade sektionerna av däcket, strax intill broarna. Däcket ligger högt över den omgivande markytan. Stigningen upp på däcket kunde vara hela åtta meter, vilket löstes med körramper. Det fanns fyra körramper med en sammanlagd längd på ca 350 m.

Körramperna kunde inte byggas som grusvall och grusfyllning mellan spontväggar på grund av stabilitetsproblem och laterala belastningar på pålarna. Körramperna utfördes som lättfyllda vallar med skumglaskross.

Markförhållanden

Vid tunneln fanns ett 1–3 meter tjockt gammalt fyllningsskikt för motorvägen, som främst bestod av sand och grus. Fyllningsskiktet var tjockast på området kring Åbovägen och Paasikivivägen.

De nuvarande vägkonstruktionerna är markgrundade och eventuell torv under konstruktionerna har antagligen avlägsnats. Utanför vägområdet finns det ställvis ett torvskikt på 1–2,5 meter, delvis under de nuvarande fyllningarna.

Under fyllningen och torvskiktet finns ett 10–17 meter tjockt skikt silt och mager lera. Borrmotståndet i kohesionsjorden växer tydligt på ca 10 meters djup från markytan. Vattenhalten i jordproverna från silt- och lerskiktet är 17–72 %. Det övre mjukare kohesionsjordskiktet har en med vingborr konstaterad oreducerad odränerad skjuvhållfasthet på 12–32 kN/m2.

Moränens övre yta ligger i medeltal på 13–15 meters djup från markytan. Moränskiktet har en tjocklek på 0–5 meter. En tryckhejarsondering tyder på att moränen är mycket lös och ställvis stenig. Den med motorslagsondering konstaterade bergytan ligger på 13–21 meters djup.

Grundvattnet är delvis artesiskt. I allmänhet är grundvattenytan på ca 0,5 meters djup från markytan.

Lösningar

Normal grusfyllning mellan sponterna var inte möjlig, eftersom det hade medfört stabilitetsproblem och lateral belastning på pålarna. Det skulle också ha medfört ökad materialåtgång för sponter och förankring och skärpta krav. Att grunda tillfälliga trafikarrangemang på pålade konstruktioner skulle ha varit en mycket dyr lösning.

Av de ovan nämnda skälen gick man in för skumglaskross på grund av dess tekniska egenskaper, byggbarhet och återanvändbarhet.

Tack vare skumglaskrossets låga densitet och stora friktionsvinkel kunde man minska belastningen på undergrunden och spontväggskonstruktionerna och begränsa den laterala belastningen på de övriga konstruktionernas pålar. Tack vare skumglaskrossets stora friktionsvinkel kunde även höga vallar byggas utan mellanskikt och stödkonstruktioner.

Totalt levererades cirka 10 000 m3 skumglaskross till fyra olika vallar på byggarbetsplatsen.

Bristen på arbetsutrymme vid landfästena som skulle rivas krävde en smalare konstruktion, som man utförde genom att komprimera skumglaskross mellan två spontväggar.

Körrampens dimensionering och konstruktion

Den dimensionerande friktionsvinkeln hos skumglaskrosset sattes till 40 grader. Skumglaskrossets densitet sattes i kalkylerna till 4 kN/m3. Tjockleken av skumglaskrosset var 3,5–7,3 m mellan spontväggarna och högst 3,5 m i rampkonstruktionerna. Skumglasvallen var täckt av två konstruktionsskikt: ca 650 mm kross och 50 mm asfalt.

Tvärsnitt av körrampen

Inom områden där undergrundens stabilitet mot kollaps var tillräcklig och arbetsutrymmet inte lika begränsat, användes släntade vallar. Den släntade vallen byggdes av skumglaskross utan separata stödvallar. Vallen var upp till 85 kN/m2 lättare än en motsvarande av grus, och marktrycket minskades med cirka 60 %. Lösningen dimensionerades och modellerades med flera geotekniska kalkylprogram, inklusive Plaxis och Geocalc.

Längssnitt av körrampen

Sponttypen är normal, och sponterna har skarvats genom svetsning. Sponterna förankrades till varandra med 32 mm kamstål på två eller tre stödnivåer, beroende på vallens höjd. Installationsdjupet för sponterna berodde på kravet på regional stabilitet. Sponterna sänktes 5–10 meter djupare vid schaktet för landfästet än på andra sidan, där den naturliga marknivån låg högre. Den maximala spontlängden var 20 meter.

Utmaningar

Rivningen och schaktningen av brons landfästen samt slagningen av nya pålar och byggandet av pålade plattor strax intill spontväggen för skumglaskross förutsatte att man använde långa skarvade sponter för att säkerställa regional stabilitet. Det strama tidsschemat och logistiken på arbetsplatsen, som försvårades ytterligare av den livliga trafiken, utgjorde utmaningar.

Byggandet

Vallen av skumglaskross byggdes i 0,7 m tjocka skikt, som komprimerades med en bandgående maskin; efter komprimeringen kunde man köra på vallen med lastbil. Skikten anpassades så, att dragstagen placerades på de komprimerade skiktens övre yta. Vid kanterna och hörnen användes en vibrationsplatta för att säkerställa komprimeringen. Komprimeringen lyckades väl, och långtradarnas hjul sjönk inte in i krosset.

Materialet levererades på långtradare med ett 40 m3 flak på dragbilen och två flak à 40 m3 på släpvagnen. Med denna lösning minskade lastbilstrafiken till en fjärdedel jämfört med vanliga leveranser av grus. Vallen byggdes med en hastighet på 1000 kubikmeter per dag.

Av skumglaskross kunde man bygga en flera meter hög släntad vall utan kantstöd eller mellanskikt.

Ota yhteyttä