GEOTEHNIKA ARUANNE. Tartu mnt 1, Tallinn. Tallinn, 2017

2837 GEOTEHNIKA ARUANNE Tartu mnt 1, Tallinn Juhataja K.Grünberg Vastutav spetsialist S. Rämö Tallinn, 2017

SISUKORD TEKST l. Üldosa 2. Geoloogiline ehitus 3. Geotehnilised tingimused TABELID, JOONISED. Arvutusparameetrid. Tabel 1. Uuringupunktide kataloog. Tabel 2. Statistika. Tabel 3.1 3.2 Lõimis ja pinnaseomadused (AS GIB töö nr 2301). Tabel 4. Puuraukude kirjeldused (AS GIB töö nr 2301). Joonis 1. Löökpenetratsiooni katsed (AS GIB töö nr 2301). Joonis 2.1 2.3. Surupenetratsiooni katsed (AS GIB töö nr 2301). Joonis 3.1 3.3. Vundamendi avamine (AS GIB töö nr 2301). Joonis 4. Väljavõte varem teostatud uuringutest. Joonis 5.1 5.5. Geoloogilised profiilid. Joonis 6.1 6.4. Uuringupunktide asukoha plaan. M1:500. Joonis 7 2

1. ÜLDOSA Asukoht ja ehitise iseloomustus. Uuritud ala asub Tallinna kesklinnas, aadressil Tartu mnt 1. Alale planeeritakse segakatusega hoone, milles on hotell, äripinnad, bürood ja korterid. 2009. aastal teostas AS Geotehnika Inseneribüroo G.I.B alal geotehnilised uuringud (töö nr 2301, Eesti Kunstiakadeemia, Tartu mnt. 1, Tallinn. Geotehnika aruanne ), kui vana Kunstiakadeemia hoone asemele planeeriti ehitada uus 14-16 maapealse korruse ning kahe maa-aluse korrusega karkasshoone. Käesoleva ehitise planeering jälgib maaaluses osas eelnevat planeeringut. Käesoleva töö ülesandeks oli AS GIB töö nr 2301 kaasajastamine andmaks lähteandmed ala geoloogilise ehituse ja pinnaseomaduste kohta uue planeeringu teostamiseks. Tellija. Aruande tellis Tartu mnt.1 arenduse OÜ, mida esindab Angel Andla. Välitööde mahud ja metoodika. Välitööd tehti alates 28. maist kuni 08. juunini 2009.a. Vundamendi avamine tehti 3. juunil, tööd teostasid puurijad Tõnu Zimovets ja Kalle Lees. Uuringute käigus rajati 1 puurauk 13,5 meetri sügavuseni läbimõõduga Ø110 mm. Puurauk tehti agregaadiga GEOTECH 604 tigupuurimise meetodil. Puuraugust võeti rikutud struktuuriga pinnaseproovid, mis teimiti Eesti Keskkonnauuringute Geotehnikalaboris. Proovidest määrati terastikuline koostis, Atterbergi piirid ja savipinnastel looduslik veesisaldus. Pinnaste mehhaaniliste omaduste hindamiseks tehti 3 löökpenetratsiooni ja 3 surupenetratsiooni katset, mille käigus läbiti pinnased 31,3 35,8 meetri sügavuseni. Löökpenetratsiooni katsete käigus määrati löökide arv, mis kulus sondi süvitamiseks iga 20 cm kohta. Löökpenetreatsiooniseadme tehnilised näitajad on järgmised: Agregaat Geotech 604 Vasara kaal 63,5 kg Langetuskõrgus 500 30 mm Koonuse S 16 cm² Varda kaal 6 kg Surupenetreerimised tehti standardse seadmega CPTU 200 kn Hyson, ristlõike pindalaga 10 cm². koonuse Vundamendid avati surfidega olemasolevate elumajade Kunstiakadeemia poolsetel külgedel. Uuringupunktide asukohad on seotud plaaniliselt olemasoleva situatsiooniga ning kõrguslikult Balti kõrgussüsteemiga. Kõrguslikuks sidumiseks kasutati Gonsiori tn.8 maja nurga kõrguspunkti absoluutkõrgusega H=4.36 m. Pinnaste geotehnilised näitajad on hinnatud penetratsioonikatsete tulemuste põhjal korrelatsioonis laborianalüüside tulemustega ning on esitatud arvutusparameetritena (kasutuspiirseisund) tabelis 1. Kihipiiride absoluutkõrgused on antud tabelis 2. Penetratsioonikatsete tulemuste statistiline töötlus on toodud tabelis 3. Laborianalüüside tulemused on esitatud tabelis 4. 3

Uuringupunktide asukohad on illustreeritud joonisel 7. Ala geoloogiline ehitus on esitatud profiilidena joonistel 6.1 6.4. Pinnaste kirjeldus on esitatud puuraugu tulbal joonisel 1 ja penetratsiooni katsed joonistel 2 ja 3. Vundamendi joonised on toodud joonisel 4. Käesolevas töös on kasutatud järgmisi varem teostatud uuringute andmeid, mis on toodud joonistel 5.1 5.5.: AS Geotehnika Inseneribüroo G.I.B töö nr 2301, Eesti Kunstiakadeemia, Tartu mnt. 1, Tallinn. Geotehnika aruanne, 2009.a. EGF nr. 7061, Eesti Projekti töö nr. AU-32-72/73, Ametiühingute maja, Tartu mnt. 4, 1973.a. EGF nr. 1062, Eesti Projekti töö nr. AU-32-72/75, Ametiühingute maja 1.järjekord, Tartu mnt. 4, 1975.a. Varasemate puuraukude töötlemisel viidi pinnase nimetused kooskõlla kehtiva EVS liigitusega. Varasemate uuringute maht ja tulemused on piisavad käesoleva planeeringu projekteerimiseks. 4

2. GEOLOOGILINE EHITUS Reljeef Uuritud ala asub Põhja-Eesti rannikumadalikul, kus maapind on tasane ja absoluutkõrgused muutuvad 4,0 ja 4,5 meetri vahel. Geoloogiline ehitus Geoloogiliselt paikneb uuritud ala Tallinna lahe nõos, mattunud ürgoru läänepoolsel küljel, kus pinnakatte paksus ulatub kuni 50 meetrini. Aluspõhjaks on Lontova kihistu Kambriumi savi. Pinnakatteks on erineva terastikulise koostisega Litoriina- ja Limneamere setted. Uuringute käigus eraldati järgmised pinnasekihid: KIHT 1. Asfalt esineb kohati, kuni 0,2 meetri paksuse kihina. KIHT 2. Täide. Mullasegune liiv, kus esineb kruusa, killustikku, tardkivi ja lubjakivi veerised. Kohati on täide mudane. Pinnas on kesktihe kuni tihe. Uuringupunkti LP2 piirkonnas esinevad 0,2 meetri sügavusel munakivi sillutis ja vahemikus 0,55-1,2 meetrit lubjakivi rahnud. Kihi paksus varieerub 0,95 2,7 meetri piires. KIHT 3. Muld esineb kohati kuni 1,25 meetri paksuse kihina. SP1 piirkonnas esineb turba vahekiht. Mulla pealispind lasub 1,0 1,9 meetri sügavusel maapinnast. Keskmine dünaamiline eritakistus löökpenetreerimisel on pd=2,0 MPa, koonuse eritakistus surupenetreerimisel qc=1,7 MPa KIHID 4-7. Savine peenliiv on hallikaspruuni kuni halli värvusega, kohev, kesktihe vahekihtidega (kihid 4 ja 6), veeküllastunud. Liivakihi kogupaksus varieerub 7,5 ja 10,9 meetri piires ja tema pealispind lasub 1,8 3,1 meetri sügavusel maapinnast, absoluutkõrgusel 1,4 2,7 meetrit. Kesktihedate vahekihtide paksus ulatub kuni 1,8 meetrini. Kohevate kihtide paksus on 2,6 5,7 meetrit. Keskmine looduslik veesisaldus WN=35,7%, voolavuspiir WL=32,5% ja plastsuspiir WP=26,4%. Dünaamiline eritakistus löökpenetreerimisel pd=2,7 5,8 MPa ja koonuse eritakistus qc=1,8 5,8 MPa. KIHT 8. Möllsavi esineb kogu ala ulatuses 13,0 13,8 meetri sügavusel maapinnast, absoluutkõrgusel -9,1-8,5 meetrit. Möllsavi on halli värvusega, pehme kuni voolav. Kiht on 7,8...9,6 meetrit paks. Vastavalt varem teostatud uuringutele keskmine looduslik veesisaldus W N=32,0%, voolavuspiir W L=26,9% ja plastsuspiir W P=20,9%. Keskmine dünaamiline eritakistus löökpenetreerimisel pd=4,1 MPa ja koonuse eritakistus qc=0,9 MPa. KIHT 9. Möll esineb 21,4 22,6 meetri sügavusel maapinnast, absoluutkõrgusel - 18,1-16,6 meetrit. Möll on pruunikashalli värvusega, poolpehme. Kihi paksus on 5,2...7,2 meetrit. Keskmine dünaamiline eritakistus löökpenetreerimisel pd=8,4 MPa ja koonuse eritakistus qc=3,2 MPa. KIHT 10. Savi lasub 27,8 28,8 meetri sügavusel maapinnast, absoluutkõrgusel - 24,1-23,2 meetrit. Savi on pruunikashalli värvusega, sitke. Kihi paksus on 2,0...3,2 meetrit. Keskmine looduslik veesisaldus W N=35,5%, voolavuspiir W L=40,6% ja plastsuspiir W P=23,6%. Keskmine dünaamiline eritakistus löökpenetreerimisel pd=10,5 MPa ja koonuse eritakistus qc=1,9 MPa. 5

KIHT 11. Mölline peenliiv on halli värvusega, väga tihe. Kihi pealispind lasub 30,0 31,8 meetri sügavusel maapinnast, absoluutkõrgusel -27,1-25,2 meetrit. Keskmine looduslik veesisaldus W N=20,9%, voolavuspiir W L=26,2% ja plastsuspiir W P=20,3%. Dünaamiline eritakistus löökpenetreerimisel pd=22 30 MPa ja koonuse eritakistus qc=5 20 MPa. Pinnasevesi Uuringute ajal 28.05, 3.06 ja 08.06.09.a. asus pinnasevee tase peale puurimist 2,2...2,6 meetri sügavusel maapinnast, absoluutkõrgusel 1,9...2,4 meetrit. Vettkandvaks kihiks on savine peenliiv (KIHID 4-6). Mõõdetud pinnasevee tase on lähedane keskmisele ning suurveeperioodil võib tõusta kuni 1,5 2,0 meetri sügavuseni maapinnast. Varem teostatud uuringute ajal (19.10.-4.11.72.a ja 5.-12.09.75.a) asus pinnasevesi 2,4 3,0 meetri sügavusel maapinnast, keskmine sügavus on 2,5 meetrit. Pinnasevesi on nõrgalt süsihappeliselt agressiivne betooni vastu. Hoonet ümbritsevatele tänavatele on rajatud sadeveekanalisatsioon. 6

3. GEOTEHNILISED TINGIMUSED Looduslikud tingimused Ala geoloogiline ehitus on muutlik. Geoloogilises lõikes esinevad 7,5 10,9 meetri paksuse liivakihi all voolava kuni sitke konsistentsiga savipinnaste kompleks, mille uuritud paksus ulatub kuni 20,5 meetrini. Maapinnast 30,0 31,8 meetri sügavusel lasub tihe mölline peenliiv. Pinnasevee tase asub absoluutkõrgusel 1,9 2,4 meetrit ning veerikkal ajal võib tõusta maksimaalselt 0,5 meetri võrra. Vastavalt varem teostatud uuringutele on pinnasevesi nõrgalt süsihappeliselt agressiivne betooni vastu. Vundamendid Vundamendi avamine toimus 2 kohas kortermajade Gonsiori tn. 8 (surf 1) ja Tartu mnt. 7 (surf 2) Kunstiakadeemia poolsetel külgedel Hooned on rajatud madalvundamendile, mis toetub savisele peenliivale (kiht 4). Surf 1 Surf on tehtud Gonsiori tn. 8 hoone keskel. Hoone sokli maapealne osa on krohvitud. Vundamendi taldmik lasub 2,7 meetri sügavusel maapinnast, absoluutkõrgusel 1.62 meetrit. Vundamendi maa-alune osa on ehitatud lubjamördiga seotud lubjakivi rahnudest. 2,10 meetri sügavusel maapinnast (abs. 2.22 m) paikneb vundamendi aste mis ulatub 45 cm seinast väljapoole. Surf 2 Surfiga avati Tartu mnt. 7 kortermaja vundament. Vundamendi taldmik lasub 2,5 meetri sügavusel maapinnast, absoluutkõrgusel 2.23 meetrit. Vundamendi maa-alune osa on ehitatud lubjamördiga seotud lubjakivist rahnudest. Sokli sein on krohvimata ning koosneb samuti lubjakivi rahnudest. Vundamendi esimene aste paikneb 10 cm sügavusel maapinnast. Astme laius on 80 cm seinast väljapoole. 1,0 meetri sügavusel maapinnast (abs. 3.73 m) paikneb vundamendi teine aste mis ulatub 25 cm seinast väljapoole. Geotehnilised tingimused Geotehnilised tingimused uue hoone rajamiseks on keerulised. Madalvundamendi lasuvussügavusele jääb kohev kuni kesktihe savine peenliiv. Sügavamal lasuvad keskmiselt kokkusurutavad nõrgad ja kesktugevad savipinnased. Antud tingimustes on soovitatav kasutada vaivundamenti. Vaiad tuleb süvitada möllise peenliiva kihti (kiht 11) vähemalt 1,0 meetri ulatuses. Võimalik on kasutada ka lühemaid vaiu, mis on süvitatud mölli kihti (kiht 9). Vaiade projekteerimisel teha eelnevad vajumisarvutused vastavalt hoone koormustele kasutades tabelis 1 toodud väärtuseid. 7

Vaivundamentide projekteerimisel on soovitav arvestada Fundex ja DSP vaiade kasutamist ümbritsevate hoonete rajamisel (Ühispank, Ametiühingute maja, Hansapank, Kaubamaja). Nende hoonete rajamisel kasutati vaiu otsa läbimõõduga 550 mm (arvutuslik kandevõime 1 500 kn) ja 670 mm (arvutuslik kandevõime 1 800 kn). Need vaiad olid süvitatud 1,0 1,6 meetri ulatuses kihti nr. 11 (mölline peenliiv). Arvutuslik kandevõime oli määratud vaiakoormuskatsetega ja vajumisvaatluste põhjal ei ületa hoonete vajumist. Maa-aluste korruste rajamisel tuleb rajada alaline drenaaž või hüdroisoleerida vundamendi taldmik, keldrite seinad ja põrandad. Süvendi kindlustamiseks tuleb koostada vastav projekt ning tööde teostamiseks veealanduse projekt. Veealanduse projekteerimisel tuleb vältida pingeolukorra ulatuslikku muutust rajatava süvendi ümbruses nii, et oleks tagatud ümbritsevate hoonete, teede ja kommunikatsioonide püsivus. Kuna savine peenliiv on tundlik hüdrodünaamilistele mõjutustele, on otse süvendist vee pumpamine keelatud. Veeküllastunud savine peenliiv on heljundumis- ja külmakerkeohtlik, mistõttu tuleb vältida dünaamilisi ja külma mõjutusi veeküllastunud pinnasele. Keskmine maksimaalne külmumissügavus liivpinnastele on Tallinnas 1,08 meetrit. Naaberhoonete vundamendid toetuvad veeküllastunud peenliivale, mistõttu on võimalike kahjustuste (liiva heljundamine, ebaühtlane vajumine) vältimiseks soovitatav vaiade ja sulundseinte rajamiseks kasutada vibratsioonivaba tehnoloogiat. Lähteandmed projekteerimiseks Pinnaste omadused on esitatud arvutusparameetritena tabelis 1. Arvutusparameetrid on antud kasutuspiirseisundi osavaruteguriga ( m =1). Arvutusväärtused kandepiirseisundi jaoks tuleb määrata normväärtuse Xk kaudu valemiga Xd = Xk / m, kus m on pinnase omaduse osavarutegur. Kandepiirseisundi osavarutegurid on antud EVS-EN 1997-1:2006 Lisas A. Orgaanilist ainet sisaldavate liivade tugevuse hindamisel on ennast õigustanud paindemomendi ja ankrudusjõu hindamisel sissehõõrdenurga 23 kasutamine. Suuremate sissehõõrdenurkade kasutamisel hinnatakse ankrudusjõud üle. Ala geoloogiline ehitus on esitatud geoloogilistel profiilidel (joonis 4.1...4.2.) ja geoloogilistel tulpadel (joonised 1, 2, 3 ja 5). Pinnaste kaevetööde kategooriad on antud SNiP IV-2-82, tabel 1.1 järgi. 8

Töö nr. 2837, Tartu mnt. 1, Tallinn ARVUTUSPARAMEETRID* Tabel 1. Kihi nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 savine savine savine savine mölline asfalt täide muld möllsavi möll savi Nimetus peenliiv peenliiv peenliiv peenliiv peenliiv Kaevetööde kategooria** 27v/9v 9v 27a 27a 27a 27a 33a 34a 8a 27a Mahukaal kn/m 3 20,0 17,5 19,0 18,5 19,0 18,5 18,5 20,5 19,0 20,5 Dreenimata tugevus Nihketugevus C uf kpa 25 40 30 Dreenitud tugevus Sisehõõrde nurk fii 32 23 31 23 17 25 18 35 Nidusus C' kpa 0 0 0 0 20 20 32 30 Filtratsiooni moodul k m/ööp 0,5 0,5 1,0 0,75 1,0 0,5 0,0001 0,001 >0,0001 0,1 Deformatsioonimoodul E MPa - - - 17 5 14 5 3 10 4 20 Vaia külje eritakistus qsk kn/m 2-10 5 30 10 30 10 7 10 10 50 Vaia otsa eritakistus qbk kn/m2 500 3 000 500 400 1 000 200 8 000 * Arvutusparameetrid on antud kasutuspiirseisundi osavaruteguriga ( m =1). Kandepiirseisundi osavarutegurid on antud EVS-EN 1997-1:2006 Lisas A. Arvutusväärtused X d tuleb määrata normväärtuse X k kaudu valemiga X d = X k / m, kus m on pinnase omaduse osavarutegur ** Pinnaste kaevetööde kategooriad on antud SNiP IV-2-82, tabel 1.1 järgi.