Silta on insinöörityön taidonnäyte – 10 kysymystä siltojen rakentamisesta
Mittaaminen on kaiken rakentamisen perustoiminto, jota infratyömailla tehdään käytännössä kolmessa eri vaiheessa. Rakennushankkeen, tässä tapauksessa linjamaisen raitiotiehankkeen, suunnittelun lähtötietoja kerätään tekemällä maastossa erilaisia mittauksia. Seuraava tärkeä mittailuvaihe on se, kun suunnitelmat ovat valmiit ja niitä halutaan alkaa toteuttaa oikeisiin sijainteihin. Sitten, kun työmaalla alkaa jo valmistua työvaiheita, on aika mitata kolmannen kerran: nimittäin varmistaa, että jokainen työvaihe on tehty laadukkaasti ja lopputulos on halutun kaltainen.
Kesän ja syksyn aikana Helsingin Kruunuvuoressa, Yliskylässä, Kaivokadulla tai Hakaniemessä liikkuva on saattanut bongata maastossa huomiovaatteisiin pukeutuneita ”kaukoputkitähyilijöitä” ja sadevesikaivoihin kurkkijoita. He ovat tekemässä maastomittauksia Kruunusillat-raitiotietä varten – mutta miksi? Eikö niinkin rakennetusta kaupunkialueesta kuin Helsingistä ole muutenkin jo olemassa aivan riittävästä piirustuksia, suunnitelmia ja tietoa uudenkin hankkeen lähtötiedoiksi?
Luotettavilla lähtötiedoilla laadukkaita suunnitelmia
Tietoa on, muttei riittävästi. Kaupungissa on aikojen saatossa mittailtu jokaisessa korttelissa ja asennettu katuihin, seiniin ja kallioihin ns. kiintopisteitä eli metallipallukoita, joille on määritelty tarkat sijaintikoordinaatit. Nämä pisteet ja niistä suoritetut mittaukset ovat yhteensopivia kyseiselle alueelle ja palvelevat esimerkiksi yhtä korttelia, mutta eivät välttämättä laajempaa aluetta.
”Verrataan lähtötietojen keräämistä legopalikoilla rakentamiseen. Koko linjasta täytyy olla suunnitelma mitoitettuina juuri Lego-palikoita varten ja alustan eli mittausperustan täytyy olla niille sopiva. Osa suunnitelmasta ei voikaan olla Dubloja varten – eihän kerrostalokaan mahdu omakotitontille,” kuvailee allianssin mittauksista vastaava Jari Pelkonen Kruunusillat-allianssista.
Linjamainen raitiotie, kuten Kruunusillat-raitiotie, tarvitsee kauttaaltaan yhteensopivan mittausperustan. Kun perusta on kunnossa, voidaan varmentua, että suunnitteluun saadaan sellainen raaka-aine eli lähtötiedot, johon voidaan nojautua niin suunnittelussa kuin rakentamisvaiheessa. Yhtenäistä mittausperustaa ei kaupungeissa vielä ylläpidetä.
”Yhtenäinen mittausperusta on kaiken a ja o. Tällaisen raitiotiehankkeen kaikki laadunvarmentaminen liittyy näihin mittauksiin ja mittapisteisiin,” toteaa mittauksista vastaava Pelkonen.
Mittausta tehdään siten, että ensin määritetään mittalaitteen sijainti kiintopisteeseen nähden, ja sen jälkeen laite havaitsee mitattavia kohteita ja tallentaa niiden sijainteja. Koko aluetta ei mitata uudestaan, vaan ainoastaan niiltä osin, joissa uudet suunnitelmat pitää yhteensovittaa olemassa olevaan rakenteeseen.
Mitä sitten mitataan? Maanpinnan korkoja, tienreunan sijaintia, kaivojen ja putkien sijaintia, puita, aitoja – kaikkea, mikä vaikuttaa hankkeen toteutukseen. Tärkeintä on tietää, millaiset maan pinnan muodot ovat. Esimerkiksi raitiotiessä ei voi olla kovin jyrkkiä korkeuden vaihteluita eli mäkiä, ja suunnittelun pitää pystyä huomioimaan tällaiset asiat.
Valmiin suunnitelman (eli rakennettavan hankkeen) sijoittaminen maastoon
Saatuaan mittaustiimiltä käyttöönsä tarkat ja luotettavat lähtötiedot, suunnittelijat tekevät niiden avulla rakennushankkeen, eli tässä tapauksessa raitiotien ja kaikkien siihen liittyvien katutöiden suunnitelmat. Suunnitelmia yhdelle kadunpätkälle tarvitaan useita, sillä rakennettavia yksityiskohtia riittää.
Tarkkojen mittausten ansiosta kaikki laaditut suunnitelmat ovat yhteensopivia reaalimaailman kanssa. Näin vaikkapa eri suunnista rakennettavat raitiotiekiskot osuvat kohdatessaan saumattomasti yhteen, ja sadevedet virtaavat raitiotien alla olevissa viemäreissä oikeaan suuntaan.
Suunnittelijat luovuttavat valmiit suunnitelmat rakentajille, joiden tehtävä on vielä tarkistaa ne. Näin suunnitelmista syntyy rakentajien toteutusmalleja. Tähän saakka suunnitelma on ollut olemassa vain tietokoneella, mutta nyt se on valmis vietäväksi työmaalle. Siihen on olemassa kaksi reittiä: koneohjaus sekä perinteiset paikalleen- eli maastomerkinnät.
Koneohjaus tarkoittaa yksinkertaistettuna sitä, että nykyaikainen työkone, kuten kaivinkone, on varustettu tietokoneella, johon toteutusmalli voidaan viedä. Työkoneen liikkeitä siis ohjataan tai opastetaan suhteessa suunnitelmaan. Kuljettaja on kuitenkin keskeisessä roolissa, koska varsinkin kaupunkiympäristössä on paljon epävarmoja elementtejä: alueella liikkuu ulkopuolisia ihmisiä, eikä esimerkiksi kaikkien vanhojen putkien sijainteja voida tarkalleen tietää.
”Jos käytettäisiin täysin automaattista työkonetta, koko alue pitäisi ensinnäkin eristää, eikä saisi olla minkäänlaista vaaraa siitä, että joku ihminen erehtyy koneen tielle. Automatisoitu toiminta on kyllä mahdollista täysin suljetuissa paikoissa, kuten kaivoksissa,” kertoo Jari Pelkonen.
Koneohjausta käytetään lähinnä silloin, kun suunnitelmana on jonkinlainen kuoppa tai kuopan täyttö: tehdään esimerkiksi kaivantoja, täyttöjä, kadun rakennekerroksia tai muita maarakenteita.
”Perinteisessä mallissa kaivinkonettakin varten lyötiin mittakeppejä maastoon, eli konekuski näki kerralla vain pienen palan suunnitelmasta työmaalla. Nyt voidaan tarjota käyttöön suunnitelma isommasta alueesta, ja kuljettaja näkee koko ajan näytöltä, millaista kokonaisuutta ja lopputuotetta haetaan,” Pelkonen kuvailee.
Kaikkia katutöitä ei kuitenkaan voida tehdä koneohjauksella. Perinteisiä takymetri- tai gps-mittauksia tarvitaan edelleen. Niiden avulla mitataan paikoilleen esimerkiksi reunakivet ja muut pintarakenteet, kaivot, raiteet ja tietyt tekniset järjestelmät. Näitä mittauksia kutsutaan paikalleen- tai maastomerkinnöiksi, ja niissä käytetään hyvinkin perinteisiä tapoja merkitä suunnitelma maastoon.
”Jos pitää merkitä maastoon vaikkapa silta-anturan muotin paikka, laitetaan nurkkapisteisiin kulmamerkit ja korostetaan esimerkiksi spray-maalilla. Tässä riittää suurpiirteisempi linja, mutta kun aletaan mennä sillan rakenteissa ylöspäin, mittaus ja merkinnät tarkentuvat,” Pelkonen toteaa.
Rakennustyön laadun varmentaminen mittaamalla
Varsinaisen rakentamisen alkaessa suunnitelmat eli toteutusmallit on siis sijoitettu maastoon joko koneohjauksen tai perinteisten maastoonmerkintöjen avulla.
Kun suunnittelussa on käytetty laadukkaita lähtötietoja ja suunnitelmat on laadukkaasti tarkistettu, työ voidaan myös toteuttaa laadukkaasti. Jokaisen valmistuneen työvaiheen laadun toteutuminen varmennetaan mittaamalla. Tässä vaiheessa raitiotien kaltaisessa infrahankkeessa mittauksia tehdään tapauksesta riippuen kolmella eri tavalla.
Ensimmäinen on koneohjaus. Tämä tapa on mahdollinen, jos kyseessä on jonkinlainen kuoppa, esimerkiksi uutta viemäriä varten kaivetun kaivannon pohja. Työkoneessa, kuten kaivinkoneessa, olevaa tietokonetta voidaan käyttää suunnitelman esittämiseen työtä tehdessä ja toteumatiedon keräämiseen työn valmistuttua. Sama koskee esimerkiksi rakennekerroksia, joita tehdään työkoneella.
Koneohjausta ei kuitenkaan voida käyttää laadun mittaamiseen silloin, jos on kyse teknisestä järjestelmästä – esimerkiksi edellisen esimerkin kaivannossa olevasta viemäristä. Sen rakentaminen on aloitettu siten, että mittaaja on ensin merkinnyt maastoon viemärikaivon paikan ja antanut työryhmälle tavoitekorkeuden, johon putkien pohjan korkeus asetetaan.
Kun putket ja kaivo on asennettu paikoilleen, mittaajat tulevat takymetreineen varmistamaan, että putket on asennettu suunnitelmissa määriteltyihin tavoitekorkeuksiin. Näin vesi virtaa putkissa varmasti oikeaan suuntaan.
”Loppupeleissä toteumatiedoilla tarkoitetaan koneohjauksen ja mittaushenkilöstön tuottamia tietoja,” toteaa tietomalliasiantuntija Jari Pelkonen Kruunusillat-allianssista.
Raitiotiehankkeessa kolmas ja tarkin laadun varmentamisen tehtävä liittyy siihen, että ratikkakyydistä pyritään aina saamaan mahdollisimman tasaista. Raiteita rakennetaan pala kerrallaan ja yhtä aikaa eri kohdissa linjausta. Lopulta kaikki kiskot yhdistyvät toisiinsa ja muodostavat yhtenäisen, saumattoman raitiotien, jossa ei ole pykäliä tai ylimääräisiä mutkia. Tähän pääseminen on raitiotien rakentamisen tarkin ja haastavin työ, johon käytetään erilaisia mittaamisen apuvälineitä. Työssä myös tarvitaan jatkuvaa seurantaa, ei pelkästään alku- tai loppuvaiheen mittauksia.
Milli ei tunnu missään, paitsi tilillä, sanoi mittamies
Infrahankkeessa millintarkka mittaaminen ei kuitenkaan ole käytännössä mahdollista eikä varsinainen tavoitetilakaan, kuten rakennusalan sananlasku kertoo.
”Mittaushenkilöt ovat ammattikuntana sellainen, joka myöntää ylpeästi tekevänsä virheitä. Täysin virheetöntä mittausta ei ole mahdollista tehdä. Ammattitaitoa on kyky arvioida virheen suuruutta, eli toteuttaa työ niin, että laatu täyttyy. Jos ei virheen suuruutta pysty hallitsemaan eikä ymmärtämään, raiteet eivät kohtaa eikä vesi virtaa putkissa oikeaan suuntaan,” Pelkonen selventää.
Kun virheen suuruus on hallinnassa, jäljitettävissä ja ennakoitavissa, sen kanssa voidaan elää.
”Mittaajat ovat erityisesti tämänkaltaisessa, rakennetulle alueelle toteutettavassa vaativassa infrahankkeessa hyvin keskeisessä ja kriittisessä roolissa. Mittaajan puuttuminen huomataan työmaalla heti: kaikki tahot odottavat häneltä tietoja innokkaina kuin emoaan ruuanhakureissulta odottavat linnunpoikaset,” Jari Pelkonen kuvailee.
Kruunusillat-hankkeen kaikissa vaiheissa kerätty mittausdata tallennetaan, sillä kaupunkia rakennetaan linjauksen alueella varmasti vielä myöhemminkin.
”Kruunusilloissa tähtäämme siihen, että kaikki projektille kerätyt suunnitelma- ja toteumatiedot kelpaavat lähtötiedoiksi seuraaviinkin projekteihin,” Pelkonen päättää.
Julkaistu alun perin kolmeosaisena jatkokertomuksena Kruunusillat-raitiotien somekanavalla syys-lokakuussa 2020.
