Maan tiivistäminen pakkasolosuhteissa

Lämpötilan laskiessa alle +0 °C, tulee maanvaraisen rakenteen alainen kaivanto kaivaa lopulliseen syvyyteensä vasta juuri ennen kaivua seuraavaa täyttöä tai rakenteen asentamista. Mikäli on vaarana, että kaivannon pohja routaantuu, tulee routaantuminen estää lämmöneristein tai lämmityksen avulla. Täyttömaa tulee samoin suojata routaantumiselta ja sateelta (RIL, 1979). Pitkään pakkasen vaikutuksen alla suojaamattomana ollut maa jäätyy mahdollisesti syvältäkin. Likimäärin roudan tunkeutumisen syvyyttä, zrouta, voidaan arvioida kaava (3), kun maanpinta on ollut lumeton tai routasuojaamaton.

pakkasmaara

Pakkasmäärä on pakkaskauden aikana vallinneiden pakkasasteiden ja näiden vaikutusajan tulo. Pakkasasteet annetaan kaavan Celsius –asteina (pakkasasteet positiivisena lukuna) ja vaikutusaika tunteina. Roudan syvyys saadaan kaavasta (2) senttimetreinä.

Talvitiivistäminen vaatii erityistä huolellisuutta. Rakennustöiden yleiset laatuvaatimukset (Rakennustieto Oy, 2010b) painottaa talvi-/pakkastiivistämisessä tarvittavaa huolellisuutta useaan otteeseen. Rakennusinsinöörien Liiton Talonrakennuksen maatöiden työselitys (RIL, 1979) kehottaa käyttämään lämpötilan laskiessa alle +0 °C mahdollisimman kuivaa maa- ainesta; suositusraja-arvo käytettävän materiaalin vesipitoisuudelle on 3 %, mitä ei saa ylittää. Urakka-asiakirjoissa täsmennetään yleensä ne täyttökohteet, jotka voidaan tehdä talvityönä.

Käytettävä tiivistysmateriaali ei saa sisältää lunta tai jäätä, jäätyneitä maakokkareita tai muuta jäätynyttä materiaalia. Mikäli maa-aines sisältää lunta tai jäätyneitä osia, tiivistetty maaperä ei tule saavuttamaan vaadittuja laatukriteerejä. Laatukriteerien jäädessä toteuttamatta, tulee maa-ainekseen kohdistuva kuorma aikaansaamaan maan sulaessa tiivistymistä. Näin ollen tiivistettävän materiaalin jäädyttyä, tiivistämistä ei voida tehdä kesätyöohjeita käyttäen.

Tiivistettävän materiaalin jäädyttyä, tiivistämistä ei siis voida tehdä. Pakkasella tiivistettäessä tulee huolehtia, että mahdollisimman pieni tiivistettävä alue on kerrallaan alttiina pakkasen vaikutukselle. Kerralla tiivistettävää kerrospaksuutta tulee ohentaa (n. 30–60 %), jotta laatuvaatimukset täytetään. Tiivistyksen tulee tapahtua välittömästi maa-aineksen levityksen jälkeen ja uusi kerros tulee levittää mahdollisimman nopeasti tiivistetyn kerroksen päälle. Pakkasella tiivistettäessä tulisi tiivistyskalustona käyttää mahdollisimman raskasta täryjyrää, joka levittää ja tiivistää materiaalin samanaikaisesti (RIL, 1979).

Talvella tiivistettyjen maarakenteiden laadunvarmistuksessa käytetään tavallisesti työtapamenetelmää, joka kalibroidaan tiiviys tiivistyskokein (volymetrikokeet tai radiometrinen mittaus), sillä talvella maa vaikuttaa esimerkiksi levykuormituskokeissa ja pudotuspainolaitekokeissa jäykemmältä, kuin mitä se tulee olemaan sulamisen jälkeen. Karkearakeisilla, kuivilla maa-aineksilla, joissa vettä ei jäätyneenä tiivistettävässä kerroksessa, tiivistäminen voidaan tehdä kuten sulan tilan tiivistämisessä. Koska maa- aineksessa olevan jäätyneen veden vaikutuksia tiivistettävyyteen ei ole yksiselitteisesti ja helposti todettavissa, tiivistämiskoneen ja tiivistettävän kerroksen paksuus suositellaan aina varmennettavaksi materiaali- ja tiivistyskonekohtaisesti.