Rakennusten ja rakenteiden yhteydessä perustusten vahvistamisella tarkoitetaan tavallisesti perustamissyvyyden kasvattamista tai kuormituksen jakamista suuremmalle pinta-alalle. Joissakin tapauksissa perustusta voidaan vahvistaa myös muilla tavoin, kuten suojaamalla puupaaluja lahoamiselta tai estämällä perustuksen haitallisia liikkeitä. Perustusten vahvistamisessa on kyse korjausrakentamisesta, ja parhaiten kohteeseen soveltuvan menetelmän valitsemiseksi on tarpeellista ymmärtää nykytilanne ja nykyisen perustamistavan ja perustusrakenteen ongelmat ja rajoitukset. Perustusten vahvistaminen voidaan toteuttaa useasta eri syystä:

  • Perustusten alapuolisissa maaperäolosuhteissa on tapahtunut muutoksia.
  • Maaperäominaisuuksiin ei ole kiinnitetty riittävästi huomiota suunnitteluvaiheessa.
  • Nykyiset perustukset eivät ole sopivat tai tarpeeksi lujat.
  • Rakennuksen viereen tehtävä uudisrakennus/korjausrakentaminen/kaivantotyö vaarantaa nykyiset perustukset.
  • Rakennuksen alle halutaan rakentaa lisää kerroksia.

Tyypillisiä perustusten vahvistamistapoja

Betonilamelointi

Perinteisesti perustuksia on vahvistettu korvaamalla perustusten alapuolista maata betonilla. Tässä menetelmässä maata poistetaan perustuksen alta ennalta määrätyllä tavalla lamelleittain siten, että nykyisen perustuksen kestävyys ei vaarannu, minkä jälkeen poistettu maa-aines korvataan betonivalulla. Näin perustamissyvyyttä saadaan lisättyä ja perustuksen kokoa kasvatettua. Menetelmää voidaan käyttää kohtalaisen matalille perustuksille. Lisäksi nykyisen perustuksen on oltava riittävän jäykkä, jotta sen alta voitaisiin kaivaa vahingoittamatta perustusta.

Paaluperustus

Maanvarainen perustus muutetaan usein paaluperustukseksi silloin, kun kantavat maakerrokset sijaitsevat syvällä, eikä nykyisen maanvaraisen perustuksen alapuolinen maakerros ole riittävä kantamaan kuormia. Paalutusta puoltavia tekijöitä voivat olla myös kohteen ominaisuudet, kuten sijainti tiiviisti rakennetussa ympäristössä, jonne kaivantojen tekeminen on vaikeaa, kaivannosta saatavien maamassojen käsittelykustannukset tai rakenteen herkkyys siirtymille. Paaluina käytetään yleensä teräspaaluja, jotka voidaan asentaa lyömällä, puristamalla tai poraamalla sekä betonoida asennuksen jälkeen. Paaluperustukset tarvitsevat kuormansiirtorakenteet, joilla rakenteiden kuormat siirretään uusille paaluille.

Suihkuinjektointi

Suihkuinjektointi tarkoittaa maasta ja siihen korkealla paineella (vesi/ilmahuuhtelulla tai ilman) ruiskutettavasta sementtisideaineesta koostuvien rakenteiden tekemistä. Tuloksena on yhtenäinen maabetonirakenne, jossa maa-aines toimii runkoaineena. Perustusten vahvistamisen yhteydessä suihkuinjektointia käytetään pilarimaisten rakenteiden tekemiseen suoraan perustusten alle. Lopputuotteen laatu riippuu maan ominaisuuksista ja työtekniikasta, mutta yleisesti ottaen menetelmä soveltuu lähes kaikille maaperätyypeille. Kuormansiirtorakenteita ei tarvita, koska suihkuinjektointipilarit saadaan usein liitettyä suoraan vanhaan perustukseen. Koska menetelmässä käytetään porausta ja korkeaa painetta, suihkuinjektointi häiritsee maaperää ja pienet painumat ovat mahdollisia. Menetelmä ei siten välttämättä sovellu erityisen herkille perustuksille. Lisäksi työmaalle on päästävä melko raskaalla suihkuinjektointikalustolla.

Geopolymeeriratkaisut

Geopolymeerejä on käytetty pitkään geoteknisiin sovellutuksiin, kuten lattioiden nostoon ja tukemiseen, perustusten alapuolisen maaperän vahvistamiseen ja maan tiivistämiseen. Geopolymeeri muodostuu useammasta komponentista, jotka reagoivat kemiallisesti injektointitapahtuman jälkeen muodostaen ympäristöneutraalin ja vedenkestävän lopputuotteen. Injektoinnin jälkeisessä kemiallisessa reaktiossa geopolymeeri paisuu ja kohdistaa ympäristöönsä paineen, jonka suuruutta voidaan hallita säätelemällä injektoinnin parametrejä ja valitsemalla käyttötarkoitukseen sopiva polymeeri.

Sementtipohjaisiin injektointiaineisiin verrattuna geopolymeerien kovettumisreaktio on nopea, ja materiaali saavuttaa 90 % lopullisesta puristuslujuudestaan vain 15 minuutissa. Suurimmassa osassa projekteja saavutetaan huomattava ajansäästö, sillä työt kestävät tyypillisesti vain päiviä, kun taas perinteisillä tavoilla korjaustyöhön voi mennä viikkoja tai jopa kuukausia. Koska injektointikorjauksissa ei yleensä tarvita kaivantoja ja käytettävä kalusto on kevyttä, korjaustyöt etenevät nopeasti ja häiriöttömästi niin pientalo-, toimitila-, teollisuus- kuin infrakohteissakin.