Perustusten tärinänvaimennus

Abstract

Tärinä ja runkomelu ovat liikennemelun kaltaisia häiriötekijöitä rakennuksen viihtyvyyttä ajatellessa. Melulle on osoitettu huomattavasti enemmän ohjeistuksia ja rajoituksia rakentamisen lainsäädännössä kuin tärinälle ja runkoäänelle, ja siksi niiden tutkiminen ja ohjeistuksen laatiminen kaupunkiympäristöjen ja väylien määrän kasvaessa on tarpeen.

Ihmisiä häiritsevä liikennetärinä ja runkomelu ovat liikenteen maahan synnyttämän värähtelyn tuotoksia. Näitä ilmiöitä esiintyy erilaisilla, maaperästä riippuvilla etäisyyksillä liikenneväylistä, ja niiden esiintymistä voidaan rajoittaa erilaisilla keinoilla. Tällaisia keinoja ovat väylille rakennettavat eristykset, maaperään tehtävät muutokset sekä rakennukseen toteutettava eristys. Tässä opinnäytetyössä keskitytään tilanteeseen, jossa rakennus suunnitellaan olemassa olevan väylän läheisyyteen, eikä maaperään tehtävä värähtelyn esto ole mahdollinen. Jo olemassa olevien teiden eristäminen on niin hankalaa, että rakennuksen eristäminen on paras vaihtoehto.

Rakennuksen eristämiseksi ja värähtelyn vaimentamiseksi on erilaisia vaihtoehtoja, jotka sopivat erilaisiin tapauksiin. Eristys ja sen mitoitus toteutetaan eri tavalla riippuen maaperässä vallitsevan värähtelyn taajuudesta. Matalat taajuudet ovat tyypillisiä pehmeillä mailla ja aiheuttavat usein tärinää. Korkeat taajuudet taas kulkevat paremmin kiinteässä maaperässä aiheuttaen runkomelua erityisen selvästi silloin, kun rakennus ja väylä ovat molemmat yhteydessä kallioon. Mitoituksessa periaatteena on, ettei häiriö rakennuksen käyttäjälle olisi kohtuutonta.

Tässä opinnäytetyössä on esitelty muutama esimerkkirakennuskohde, joissa maaperässä esiintynyt tärinä on velvoittanut rakentajan toteuttamaan vaimennuksen sitä vastaan. Kaksi kohteista on tilaajayritykselle tyypillisiä suunnittelukohteita, monikerroksisia asuinkerrostaloja, mutta mukana on myös amerikkalainen messukeskus. Tapauksista on esitelty lähtötilanne ja toteutunut värähtelyn vaimennussuunnitelma.

Ground-borne vibration and noise are much alike the noise generated by traffic, when it comes to disturbances encountered in buildings. In law-making, traffic noise has been taken into consideration much more widely than vibration or structure-borne noise. Further research of these phenomena is imperative, as urbanization and rising traffic levels make their occurrences more common.

The troublesome ground-borne vibration and noise are the product of traffic on both wheels and rails. They occur near railways and heavily trafficked roads at distances dependent on the type of soil. Their occurrence can be deterred by means of insulating the railway or the building, or by modifications on the soil in between. This thesis focuses on the means of insulating a building against vibrations in the ground. Such a situation may occur when building near existing traffic routes. Typically, modifications to an already existing structure are too hard, leaving insulation of the building the better option.

There are several ways to insulate a building against vibration that fit different situations. Requirements for the insulation vary depending on the frequencies of vibration present in the soil. Low frequencies are often present in soft grades of soil and are usually the cause of perceivable whole-body vibration, whereas higher frequencies travel easier on stiff ground and solid rock causing structure-borne noise inside the building. The purpose of vibration planning is to prevent excessive annoyance befalling the resident.

In this thesis, a few example cases of construction projects with vibration issues have been presented along with the used solutions to the problems. Two of the examples are multi-storey apartment blocks, projects typical to the commissioner company, and one is a large convention centre in America. The cases have been reviewed to give insight to the usage of vibration dampening methods in practice.