Tausta – M11

Hanke toteutettiin kiireellisenä projektina A14 Cambridge to Huntingdon Major Improvement scheme -projektin yhteydessä Girtonin eritasoliittymän liittymässä 14.

Liittymän vaurioitunut alue käsitti moottoritien kaksikaistaisen ramppiosuuden ja neliapilaliittymän, joka yhtyy teihin A428 ja A14. Tällä pohjoiseen vievällä tieosuudella kulkee päivittäin noin 40 000 ajoneuvoa, ja se muodostaa strategisen tieverkoston, joka palvelee myös Stanstedin lentoasemaa ja tarjoaa pääsyn keskeisiin lauttasatamiin.

Highways England oli havainnut normaalien huoltotoimien yhteydessä ongelmia M11:llä sijaitsevan risteyssillan maatukien penkereissä. Silmämääräisesti tehdyt arviot ja heijarikairauksen tulokset osoittivat, että ajoradan alapuolella, lähellä maatukia oli tyhjätiloja, jotka olisivat voineet paikoilleen jätettynä johtaa merkittäviin painumiin tai jopa koko ajoradan romahtamiseen.

Tilanne vaati ripeää ratkaisua, joka täyttäisi sekä tekniset että suunnitelmalliset vaatimukset turvallisuutta vaarantamatta. Ratkaisu vaatisi materiaalia, jonka puristuslujuus olisi 4 MPa ja jonka hyödyntäminen aiheuttaisi mahdollisimman vähän häiriötä tienkäyttäjille ja muille tienparannustöille.

WSP konsultoi Geobearia, joka sittemmin suunnitteli innovatiivisen ja kustannustehokkaan ratkaisun, joka voitiin toteuttaa ajoradan pinnalta käsin.

 

Geobearin ratkaisu

Kiireellinen maaperän kantokestävyyden lisääminen ja tyhjätilojen täyttö geopolymeeri-injektoinnilla tehtiin 170 m2:n kokoisella tieosuudella 2,5 metriä tienpinnan alapuolelle. Työ oli tarpeen, sillä sekä pohjois- että eteläpuolella olevien sillan maatukien alapuolella epäiltiin olevan merkittäviä tyhjätiloja ja kantokestävyydeltään heikentynyttä maaperää (tieosuuden pelättiin jopa sortuvan).

Geobearia vaadittiin asentamaan materiaalia, joka saavuttaisi 4 MPa:n puristuslujuuden, ja varmistamaan, että geopolymeeri palauttaisi täyden kontaktin jakavan kerroksen ja sen alapuolisen maaperän välillä. Toinen tärkeä seikka oli kontrolloida tienpinnan kohoamista siten, että se pysyisi +/- 5 millimetrin rajoissa ja varmistaa samalla, että työt eivät vaikuttaisi haitallisesti lähellä oleviin betonisiin siipimuureihin ja muihin sillan rakenteisiin.

Koska kyseinen tieosuus oli hyvin ruuhkainen, Geobear ei pystynyt suorittamaan kaikkia haluttuja pohjatutkimuksia. Työmaalla vaadittiin siis joustavuutta, sillä kaikkia tyhjätiloja ja maanalaisia olosuhteita ei tiedetty etukäteen. Työ vaati myös kykyä mukautua erilaisiin löydöksiin, kuten odottamattomiin pinnanalaisiin rakenteisiin.

Geobearin menetelmässä jokaisella injektiolla oli ennalta määritelty ”liipaisinaika” (aika, jona geopolymeeriä injektoidaan yhtäjaksoisesti). Tämä takasi sen, että geopolymeerin paisumisen vaikutukset pysyivät täysin kontrollissa.

Tyhjätilojen täyttymistä tarkasteltiin silmämääräisesti (pinnanalaisen kameran avulla), tienpinnan liikkeitä lasermittalaitteilla sekä ennen korjausta ja korjauksen jälkeen vallitsevaa tilannetta pudotuspainolaitteella tehdyillä kokeilla.

Maaperän kantokestävyyden lisääminen ja tyhjätilojen täyttö M11- moottoritiellä

Onnistunut toimitus

Projekti valmistui onnistuneesti kaksi päivää etuajassa (mukaan lukien ne alueet, joiden käsittely ei kuulunut alkuperäiseen suunnitelmaan). Sekä suunnittelussa että toteutuksessa keskityttiin ”töiden keston ja häiriöiden minimointiin turvallisuutta vaarantamatta”. Tämä tavoite saavutettiin käyttämällä neljää tiimiä, joista kaksi työskenteli sillan pohjoispäässä ja toiset kaksi samaan aikaan sillan eteläpäässä sijaitsevien maatukien parissa.

Projekti saatiin päätökseen etuajassa Geobearin, Highways Englandin, WSP:n ja Interserven tiimien tehdessä yhteistyötä ja keskittyessä minimoimaan asiakkaaseen kohdistuneet häiriöt ja maksimoimaan turvallisuuden. Lopputulos saavutettiin arvioimalla erilaiset vaihtoehdot läpikotaisin oikean ratkaisun löytämiseksi. Huolellisen suunnittelun aikana tiimi teki töitä mahdollisuuksien mukaan etukäteen, arvioi menetelmiä ja suunnitelmia tuottavuuden maksimoimiseksi sekä seurasi ja hallinnoi rakennustöitä.

Huolimatta suunnitelmiin tulleista muutoksista ja haasteellisesta aikataulusta toteutimme työt sovitussa budjetissa. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun geopolymeeriratkaisua käytettiin näin isossa mittakaavassa ja projektissa. Projekti toi esiin geopolymeeriratkaisujen reaaliaikaisen mukautumiskyvyn ja joustavuuden näinkin haastavassa aikataulussa. Kaksi projekti-insinööriä oli työmaalla koko projektin ajan, ja he muokkasivat menetelmää uusien ja odottamattomien seikkojen tullessa ilmi. Esimerkiksi, kun tyhjätilojen sijainti ja laajuus eivät vastanneet odotuksia, injektointietäisyyksiä ja materiaalimääriä muutettiin, jotta koko alue saataisiin käsiteltyä.

Asiakkaan arvio

Geobearin menetelmän käyttäminen aiheutti väliaikaisia, yön yli kestäviä sulkuja kolmen viikon ajan. Vaihtoehtoisena ratkaisuna olisivat olleet laajamittaiset kaivutyöt, jotka olisivat tarkoittaneet ajoradan täydellistä sulkemista ainakin kahdeksan viikon ajaksi.

Projekti oli niin onnistunut, että sekä BBC että Chartered Institute of Highways Engineers -järjestö raportoivat siitä.

Highways Englandin projektisponsori Karl Brooks välitti seuraavan lausunnon:

“Geobearin ratkaisu välttämättömään penkereen korjaukseen M11-moottoritiellä Girtonin eritasoliittymässä on ollut kauden 2018–2019 aikana tehtyjen projektien kohokohta. Geopolymeeri-injektointi on tarjonnut innovatiivisen ratkaisun kohteen tyhjätiloihin sallien Highways Englandin ja sen toimitusketjun hallita tehokkaasti monimutkaista moottoritien pätkää, joka kapenee kaksikaistaiseksi ajoradaksi, jossa on tiukkoja A428:aan ja A14:ään yhtyviä neliapilaliittymiä ja joka oli tuohon aikaan myös A14 Cambridge to Huntingdon Project Scheme -projektin kohteena.

Tapa, jolla olemassa olevat rakenteet otettiin huomioon erityisesti tienpinnan kohoamisen osalta, oli vaikuttava, ja kokonaisuudessaan projektin toteutustapa oli huomattava parannus vaihtoehtoisiin menetelmiin. Geobearin kykyä ottaa huomioon ja valmiutta vastata Highways Englandin korkeisiin turvallisuusstandardeihin on ollut ilo seurata paikan päällä, ja yhdessä meille suunnittelupalveluja tarjoavan WSP:n ja rakennuspalveluja tarjoavan Interserven kanssa olemme saavuttaneet ja ylittäneet verkostomme ja sidosryhmiemme asettamat vaatimukset.”

Maaperän kantokestävyyden lisääminen ja tyhjätilojen täyttö M11- moottoritiellä