Rakennuskaivannon koneellinen kaivu

Rakennuskaivanto on laaja kaivu, joka on yleensä useita metrejä leveä ja kattaa koko rakennuksen pohjan tai suuren osan siitä. Anturakaivannot ja liittymäjohtojen kaivannot ovat omia työvaiheitaan, ja ne tehdään eri kauhoilla ja eri tavalla. Rakennuskaivantoa tarvitaan erityisesti näissä kohteissa:

• omakotitalo, jossa on kellari tai osittain maan alle jäävä kerros,
• rinnetalo, jonka alempi kerros leikataan rinteeseen,
• maanvarainen laatta, jonka alta täytyy poistaa kantamaton maa, kuten savi, turve tai humus, ja korvata se tiivistetyllä sorastalla tai murskeella,
• uima-allas, umpisäiliö, pienpuhdistamo, sadevesisäiliö tai maanalainen autotalli,
• laajennus, jossa on kellari olemassa olevan talon vieressä.

Miksi pienetkin kaivannot tehdään koneella? Käsin muutaman kymmenen kuution kaivaminen veisi viikkoja, ja seinämät sortuisivat sateessa sillä välin. Kaivinkone tekee saman työn päivässä tai kahdessa, ja kokenut kuljettaja saa pohjan tasattua muutaman sentin tarkkuudella.

Miten tilavuus kuutiometreinä lasketaan

Kaivu mitataan yleensä kiintokuutioina eli siinä tilavuudessa, jonka maa vei maastossa ennen kaivamista. Tilavuuteen kuuluvat rakennuksen pohja, työskentelytila sen ympärillä ja luiskien tilavuus. Työskentelytila on kaista tulevien seinien ympärillä. Sitä tarvitsevat muurarit, valumiehet ja vedeneristäjät, jotta kellarin seinään saadaan tehtyä vedeneristys, lisäeristys ja salaojat kunnolla. Leveys on suunnitelmasta riippuen yleensä noin puolesta metristä metriin.

Poisajossa kannattaa muistaa, että kaivettu maa kuohkeutuu ja vie kuormassa enemmän tilaa kuin maastossa. Puhutaan irtokuutioista. Hiekalla ero on pienempi, savella ja kivisellä moreenilla suurempi, usein viidenneksestä kolmannekseen. Louhittu kallio kuohkeutuu vielä enemmän. Siksi kuormien määrää ei saa pelkästään kertomalla kaivannon mitat. Kun vertaat tarjouksia, katso, laskeeko urakoitsija tilavuuden suunnitelman, toteutuneen mittauksen vai kuormamäärän mukaan.

Suunnitelmat ja rakennuksen paikan merkintä

Kaivun pohjana ovat rakennesuunnitelmat ja pohjarakennesuunnitelma, joista näkyvät perustamistaso, työskentelytila ja kaivannon luiskat. Ennen kaivua mittamies merkitsee rakennuksen paikan ja korkeusaseman suunnitelman mukaan. Merkit ja korkopiste sijoitetaan tulevan kaivannon ulkopuolelle, jotta kone ei tuhoa niitä. Ilman merkintää talo voi helposti päätyä kymmeniä senttejä väärään kohtaan tai liian lähelle tontin rajaa.

Maanalaiset johdot ja putket

Nurmikon alla voi kulkea sähkö- ja tietoliikennekaapeleita, vesijohto, viemäri ja joissakin kaupungeissa myös kaasuputki. Niiden sijainti selvitetään etukäteen verkonhaltijoilta, esimerkiksi Johtotieto-palvelun kautta, ja johdot pyydetään tarvittaessa näyttämään maastossa. Merkittyjen johtojen lähellä ei kaiveta kauhalla, vaan käsin tai hyvin varovasti verkonhaltijan ohjeiden mukaan.

Jos kone vaurioittaa kaasuputkea tai haistat kaasua, pysäytä kone heti, poistu paikalta, älä päästä ketään lähelle ja soita hätänumeroon 112. Älä käytä avotulta äläkä katkaisimia. Vaurioituneeseen sähkökaapeliin ei saa koskea kukaan. Korjaus kuuluu verkkoyhtiölle ja rekisteröidylle sähköurakoitsijalle.

Pohjatutkimus

Kellarillisessa talossa ja rinnetontilla pohjatutkimus kannattaa lähes aina. Kairaamalla ja näytteillä selvitetään, millaista maata perustamissyvyydessä on, onko siellä pohjavettä, kuinka syvällä kallio on ja millaiset luiskat ovat turvallisia. Ilman näitä tietoja luiskien kaltevuus ja kuivatus ratkaistaan vasta kaivun aikana, usein vasta ensimmäisen sortuman jälkeen.

Kulkuyhteys, tila ja maamassat

• tontille johtavan tien täytyy kestää kaivinkone ja kuorma-autot, sateen pehmentämä maa ei välttämättä kanna niitä,
• tontilla tarvitaan paikka maan välivarastolle, josta otetaan myöhemmin takaisintäyttö,
• puut, ilmajohdot ja aidat eivät saa olla tiellä, jossa kone voisi vahingoittaa niitä,
• sovi etukäteen, minne ylijäämämaat viedään ja kuka hoitaa vastaanottopaikan tai jatkokäytön.

Jos lähellä on naapurin rakennuksia, niiden kunto kannattaa valokuvata ennen töiden alkua. Jos myöhemmin ilmestyy halkeama, pystyt osoittamaan, oliko se siellä jo aiemmin.

Työtapa vaihtelee kaivannon koon mukaan, mutta perusvaiheet ovat lähes aina samat:

1. Tarkistaa rakennuksen paikan merkinnät, korkopiste ja merkittyjen johtojen sijainti.
2. Poistaa pintamaa eli kasvukerros ja varastoida se erikseen tontin reunalle.
3. Merkitä kaivannon ääriviivat työskentelytiloineen ja luiskien yläreuna.
4. Kaivaa kerroksittain yhdestä reunasta alkaen ja kuormata maa suoraan autoihin tai välivarastoon.
5. Muotoilla luiskat sovittuun kaltevuuteen samalla kun kaivu etenee, tai asentaa tuenta.
6. Tarkistaa syvyys vaaituskojeella tai laserilla korkopisteeseen verrattuna.
7. Siistiä viimeiset senttimetrit perustamistason yläpuolella hampaattomalla luiskakauhalla tai käsin.
8. Tehdä pumppukaivo ja pohjan kuivatus, jos vettä alkaa tulla.
9. Luovuttaa kaivanto pohjarakennesuunnittelijan tai geoteknikon tarkastettavaksi, jos suunnitelma sitä edellyttää.

Pintamaa erotetaan, koska se kelpaa myöhemmin takaisin pihalle. Jos se sekoittuu syvemmältä tulevaan saveen ja kiviin, sitä ei voi enää käyttää kunnolla, ja se lisää turhaan poisajettavaa määrää.

Kaivun viimeinen vaihe on yllättävän tärkeä. Kauhan hampaat rikkovat maata pohjan alapuolelta. Jos kaivanto kaivetaan liian syväksi ja täytetään sitten löysällä maalla, syntyy pehmeä kohta, joka painuu. Kokenut kuljettaja kaivaa siksi aivan tavoitetason yläpuolelle ja viimeistelee pohjan sileän kauhan vetävällä liikkeellä. Jos pohja on kaivettu liian syväksi, se täytetään suunnitelman mukaisella murskeella ja tiivistetään, ei irtomaalla.

Kuinka kauan työ kestää

Tavallisen kellarillisen omakotitalon kaivanto kaivetaan hyvällä kulkuyhteydellä ja helpossa maassa yleensä yhdestä kolmeen päivässä. Aikaa kuluu enemmän, jos vastaan tulee kallio tai suuria kiviä, tilaa on vähän, poisajo on hidasta tai kaivantoon tulee pohjavettä. Kaivantoa ei pidä jättää turhaan auki. Sade ja routa heikentävät pohjan kantavuutta, joten perään kannattaa saada mahdollisimman pian murske- tai sorakerros tai tasausvalu. Näin suojaat valmiin pohjan.

Luiska vai tuenta

Tukematon pystysuora kaivannon seinä on tavallisessa maassa turvallinen vain matalana, yleensä noin 1,25 metrin syvyyteen asti, ja silloinkin vain koheesiomaassa ja kuivana. Syvemmät kaivannot on luiskattava tai tuettava. Sortuva seinämä voi haudata ihmisen, vaikka se näyttäisi tukevalta.

Luiskaus on yksinkertaisin ratkaisu, jos tontilla on tilaa. Seinämät kaivetaan vinoiksi maalajin mukaisella kaltevuudella. Juokseva hiekka ja siltti tarvitsevat loivemman luiskan, kiinteä moreeni tai kuivakuorisavi jyrkemmän. Haittana on suurempi kaivutilavuus ja myöhemmin myös suurempi takaisintäyttö.

Tuenta tarvitaan, kun luiska ei ole mahdollinen, esimerkiksi tontin rajalla, naapuritalon tai kadun vieressä. Vaihtoehtoja ovat teräsponttiseinä, puu- tai betonitäytteinen kaivinpaaluseinä, kaivantotukielementit ja paalut. Tuennan suunnittelee rakennesuunnittelija tai geosuunnittelija, ja se on oma työvaiheensa. Kysy urakoitsijaa valitessasi, pystyykö hän toteuttamaan tuennan itse tai kenen kanssa hän tekee yhteistyötä.

Kaivu naapurirakennuksen vieressä

Jos kaivanto ulottuu naapuritalon perustuksia syvemmälle ja on lähellä niitä, perustusten alla oleva maa voi menettää tukensa. Ratkaisun on suunniteltava pohjarakennesuunnittelija. Tyypillisiä keinoja ovat kaivaminen lyhyinä osuuksina, perustusten vahvistaminen alakautta tai tuenta. Älä kaiva ilman suunnitelmaa, vaikka kyse tuntuisi lyhyestä pätkästä.

Pohjavesi ja sadevesi

Kaivantoon tuleva vesi pehmentää pohjaa ja heikentää luiskien vakautta. Vähäiseen vesimäärään riittää pumppukaivo alimmassa nurkassa ja uppopumppu, joka kestää lietettä. Korkeampaa pohjavedenpintaa täytyy alentaa esimerkiksi pumppaamalla kaivoista tai imusuodattimilla, ja sen suunnittelee asiantuntija. Ympäröivältä maastolta valuva sadevesi kannattaa ohjata pois kaivannon reunalta, ettei se valu luiskia pitkin.

Jos pohjatutkimuksessa selviää, että pohjavesi on korkealla, se vaikuttaa myös kellarin suunnitteluun. Tarvitaan todennäköisesti vesitiivis betoni tai paineellista vettä kestävä vedeneristys, ja se on parempi tietää ennen kaivua kuin sen jälkeen. Hienorakeisilla maalajeilla, kuten siltillä, pohjavesi voi tehdä pohjasta hetkessä vellimäisen, joten kuivatus on syytä suunnitella etukäteen.

Pieniin kaivantoihin ja ahtaille tonteille käytetään minikaivureita ja traktorikaivureita, joita kutsutaan usein valmistajan mukaan JCB:ksi. Suurempiin kaivantoihin käytetään tela- tai pyöräalustaisia kaivinkoneita, joissa on pidempi ulottuma ja jotka kuormaavat suoraan kuorma-autoihin. Isompi kone on nopeampi, mutta se tarvitsee tukevan kulkuväylän ja tilaa kääntymiseen. Kun käyt tarjousta läpi, kysy, mitä konetta urakoitsija aikoo käyttää ja miten se pääsee tontille.

Kaivun työläyteen ja sitä kautta kustannuksiin vaikuttavat eniten nämä seikat:

• maalaji: hiekka ja sora kaivetaan helposti, kova moreeni ja savi työläämmin, isot kivet ja kallio voivat vaatia iskuvasaraa tai louhintaa,
• kaivannon syvyys ja luiskauksen tai tuennan tarve,
• kulkuyhteys, portin leveys, maaston kaltevuus ja etäisyys tiestä,
• maassa kulkevat johdot, jotka vaativat käsin kaivamista,
• pohjavesi ja pumppauksen tarve,
• maan vastaanottopaikan etäisyys ja kuormaustapa,
• vanhat perustukset, betoni, puiden juuret tai rakennusjäte maassa,
• routa talvella,
• pohjan tarkkuusvaatimukset ja katujen puhdistus autojen jäljiltä.

Vanhoilla tonteilla käy käytännössä usein niin, että nurmen alta löytyy vanhan talon kivijalka, kaivo, umpikaivo tai haudattua jätettä. Tällaiset löydöt pidentävät työtä, ja joskus niiden poisto on hoidettava erikseen. Jos tiedät tontillasi olevan jotain tällaista, kerro siitä urakoitsijalle etukäteen.

Minne maat viedään

Osa maasta jätetään yleensä tontille takaisintäyttöä ja pihan muotoilua varten. Loput ajetaan pois. Kaivettu maa, jota ei käytetä työmaalla, on ylijäämämaata, ja sen on päädyttävä paikkaan, joka saa ottaa sitä vastaan. Sovi etukäteen, hoitaako kaivu-urakoitsija poisajon ja vastaanoton vai järjestätkö sen itse. Öljyllä, rakennusjätteellä tai vanhalla jätteellä pilaantunutta maata ei voi vain levittää pihalle. Savimaata ei myöskään kannata käyttää takaisintäyttönä kellarin seinää vasten, koska se pidättää vettä.

Kaivu on vasta työketjun alku, ja jokainen vaihe tarvitsee jotain edelliseltä:

• mittamies merkitsee rakennuksen paikan ennen kaivua ja isommissa kohteissa mittaa myös valmiin kaivannon,
• pohjarakennesuunnittelija tai geoteknikko tarkastaa perustamistason eli sen, vastaako pohjan maa suunnitelman oletuksia,
• perustustyöt tarvitsevat kaivannon heti luovutuksen jälkeen, ettei pohja kastu tai jäädy,
• LVI-asentajan pitää tietää, missä viemärien ja liittymien läpiviennit perustusten läpi kulkevat,
• sähköasentaja tarvitsee tiedon maadoituksesta ja kaapelien läpivienneistä ennen valuja,
• vedeneristäjät tarvitsevat riittävän työskentelytilan kellarin seinien ympärille,
• takaisintäyttö tehdään vasta vedeneristyksen, eristyksen suojauksen, routaeristyksen ja salaojien jälkeen, kerroksittain ja tiivistäen.

Miksi ajoitus on niin tärkeää? Jos perustustyöt alkavat vasta kahden viikon päästä, kaivanto voi sateen jälkeen näyttää aivan toiselta. Liejuuntunut pohja on puhdistettava, joskus syvennettävä ja korvattava murskeella. Siksi kaivuaika sovitetaan perustustöiden aikatauluun, ei toisin päin.

• liian syvä pohja täytetty löysällä maalla: perustusten alle syntyy pehmeä kohta, talo painuu epätasaisesti ja muuraukseen tulee halkeamia,
• puuttuva työskentelytila: vedeneristäjillä ei ole tilaa tehdä työtään, eristys tehdään hätäisesti ja kellari kostuu myöhemmin,
• liian jyrkät luiskat: seinämät sortuvat kaivantoon, vaarantavat ihmiset ja peittävät jo valmiin pohjan,
• maa kasattu aivan reunalle: se kuormittaa luiskaa ja lisää sortumavaaraa, maat sijoitetaan yleensä vähintään metrin päähän reunasta, syvemmissä kaivannoissa kauemmas,
• ratkaisematon vesi: pehmennyt pohja menettää kantavuutensa ja betonin alle jää lietettä,
• pintamaa ja pohjamaa sekaisin: pihalta puuttuu hyvä kasvukerros ja poisajettavaa tulee turhaan enemmän,
• kaivu ilman johtoselvitystä: rikkoutunut putki tai kaapeli, työn keskeytys ja tapaturmavaara,
• jäätynyt pohja: routaantuneen maan päälle valettu perustus painuu, kun routa sulaa,
• pitkään auki ollut kaivanto: sade ja pakkanen heikentävät pohjaa ja luiskat murenevat vähitellen.

Monet näistä virheistä eivät näy heti. Pehmeä kohta perustusten alla paljastuu usein vasta vuosien päästä, kun talo on valmis ja korjaaminen on hyvin hankalaa. Siksi pohjan tarkastus kannattaa pienemmissäkin kohteissa.

Turvallisuus työmaalla

Avoin kaivanto on vaarallinen etenkin lapsille ja niille, jotka tulevat työmaalle iltaisin. Kaivannon reuna on aidattava tai merkittävä selvästi. Koneen ollessa käynnissä kukaan ei saa olla puomin ulottuvilla eikä kuormattavan auton vieressä. Kaivantoon ei mennä ennen kuin kuljettaja on lopettanut ja on varmaa, että luiskat ovat vakaat. Kulkuun käytetään tikkaita tai luiskattua ramppia, ei seinämältä hyppäämistä.

Ota vastaanottoon mukaan suunnitelmat ja käy kaivanto rauhassa läpi kuljettajan tai vastaavan työnjohtajan kanssa. Pyydä mittaamaan syvyys vaaituskojeella korkopisteeseen verrattuna, älä tyydy arvioon. Jos suunnitelma edellyttää perustamistason tarkastusta geoteknikolla tai pohjarakennesuunnittelijalla, säilytä hänen muistionsa, sitä tarvitaan myöhemminkin.

• kaivannon mitat vastaavat suunnitelmaa työskentelytila mukaan lukien,
• pohjan korko vastaa suunnitelmaa kohtuullisella toleranssilla ja on mitattu kojeella,
• pohja on tasainen, eikä siinä ole liejuuntuneita kohtia, irtomaata tai kauhan hampaiden jälkiä,
• luiskat ovat sovitussa kaltevuudessa, eikä niissä näy halkeamia tai lohkeilua,
• tuenta on tarvittaessa asennettu suunnitelman mukaisesti,
• pumppukaivo ja kuivatus toimivat, eikä pohjalla seiso vettä,
• pohja ei ole jäätynyt ja on tarvittaessa suojattu,
• merkityt johdot ovat ehjiä ja selvästi merkittyjä,
• pintamaa ja täyttömaa on varastoitu erikseen ja riittävän kauas reunasta,
• rakennuksen paikan merkit ja korkopiste ovat ehjiä,
• kulkutie ja katu on puhdistettu,
• kaivannon reuna on suojattu putoamisen varalta,
• perustustöiden aloitus on sovittu ja pohja on suojattu siihen asti.