Sisältö
- 1 Johdanto
- 2 Materiaalityypit
- 2.1 Pintamaan louhinta
- 2.2 Maan louhinta
- 2.3 Kallion louhinta
- 2.4 Saven louhinta
- 2.5 Luokittelematon kaivaminen
- 3 Kaivutyön tarkoitus
- 3.1 Leikkaus- ja täyttökaivaminen
- 3.2 Kaivantojen kaivaminen
- 3.3 Kellarin kaivaminen
- 3.4 Tien kaivaminen
- 3.5 Sillan kaivaminen
- 3.6 Ruoppaus
- 3.7 Ylikaivanto
- 4 Kaivannon tukeminen
- 5 Aiheeseen liittyvät artikkelit Designing Buildings Wikissä
- 6 Ulkoiset lähteet
Johdanto
Rakentamisen termein kaivaminen on maan poistamista ontelon muodostamiseksi maahan.
Pienillä työmailla tai ahtaissa tiloissa kaivaminen voidaan suorittaa käsin käyttämällä työkaluja, kuten hakkuja, lapioita ja kottikärryjä. Suuremmissa louhintatöissä tarvitaan raskasta kalustoa, kuten puskutraktoreita ja kaivinkoneita. Lisätietoja on kohdassa Kaivinkoneet.
Materiaalityypit
Yleinen luokittelumenetelmä on kaivettavan materiaalin mukaan:
Pintamaan kaivaminen
Tällöin poistetaan maan pinnan paljain kerros, mukaan lukien kasvillisuus tai mätänevät ainekset, jotka voivat tehdä maaperän kokoonpuristuvaksi ja näin ollen soveltumattomaksi kantamaan rakenteellisia kuormia. Syvyys vaihtelee kohteittain, mutta on yleensä 150-300 mm.
Maan kaivaminen
Tällöin poistetaan suoraan pintamaan alapuolella oleva maakerros. Poistettu materiaali (ns. maa-aines) varastoidaan usein ja käytetään penkereiden ja perustusten rakentamiseen.
Kallion louhinta
Tässä poistetaan materiaalia, jota ei voida louhia ilman erityisiä louhintamenetelmiä, kuten poraamalla (käsin tai raskailla koneilla) tai räjäyttämällä räjähdysaineilla.
Sakan louhinta
Tässä poistetaan liian märkää materiaalia ja maa-aineksia, jotka soveltuvat sopimattomiksi varastointiin.
Luokittelematon louhinta
Tämä on edellä mainittujen materiaalien yhdistelmän poistamista esimerkiksi silloin, kun kohdattuja materiaaleja on vaikea erottaa toisistaan.
Louhinnan tarkoitus
Louhinta voidaan luokitella myös työn tarkoituksen mukaan:
Leikkaus- ja täyttölouhinta
Tämä on louhintaprosessi, jossa leikataan tai kuoritaan materiaalia. Poistettua pintamaata ja maa-ainesta voidaan käyttää penkereiden, korotettujen osien ja niin edelleen täytteenä. Sitä voidaan käyttää myös tasaisen pinnan muodostamiseen, jonka päälle voidaan rakentaa, kun kohoavat osat ”leikataan” ja siirretään ”täyttämään” alempia osia.
Kaivanto
Kaivanto on kaivanto, jonka pituus ylittää huomattavasti syvyyden. Mataliksi kaivannoiksi katsotaan yleensä alle 6 m:n syvyiset kaivannot ja syviksi kaivannoiksi yli 6 m:n syvyiset kaivannot.
Kaivantojen eli perustusten kaivamista käytetään tyypillisesti kaistalevyjen perustusten, maahan upotettujen huoltopalvelujen yms. muodostamiseen. Tekniikan ja laitoksen valinta kaivannon kaivamiseen, tukemiseen ja täyttöön riippuu muun muassa seuraavista tekijöistä: kaivannon tarkoitus, maaperäolosuhteet, kaivannon sijainti, esteiden määrä ja niin edelleen.
Yleisiä käytettyjä tekniikoita ovat:
- Täysi syvyys, koko pituus: Soveltuu pitkiin kapeisiin ja mataliin kaivantoihin, kuten putkistoihin ja viemäreihin.
- Täysi syvyys, peräkkäiset vaiheet: Sopii syviin kaivantoihin, joissa työt voivat edetä peräkkäin, jolloin sortumavaara pienenee.
- Vaihesyvyys, peräkkäiset vaiheet: Soveltuu hyvin syviin kaivantoihin ahtailla alueilla, syviin perustuksiin ja alituksiin.
Kellarin kaivaminen
Kellari on rakennuksen osa, joka on joko osittain tai kokonaan maanpinnan alapuolella. Katso lisätietoja kohdasta Kellarin louhinta.
Tien louhinta
Tällöin tyypillisesti kuoritaan pintamaata ja tehdään leikkaus ja täyttö. Katso lisätietoja kohdasta Tien rakentaminen.
Siltojen kaivaminen
Tämä sisältää tyypillisesti materiaalin poistamisen siltojen perustuksia ja tukipilareita varten. Työ voidaan jakaa märkä-, kuiva- ja kalliokaivuun. Vedenalaiset louhinnat voivat vaatia erityisiä poraus- ja räjäytysmenetelmiä. Katso lisätietoja kohdasta Sillanrakentaminen.
Ruoppaus
Ruoppauksella tarkoitetaan sedimenttien ja roskien kaivamista ja poistamista vedenpinnan alapuolelta, tyypillisesti järvien, jokien, satamien yms. pohjasta. Lisätietoja on kohdassa Ruoppaus.
Ylikaivaminen
Ylikaivaminen, joka ylittää syvyyden, joka vaaditaan maanalaisen rakenteen muodostamiseen, koska siinä on epäsopivaa materiaalia, joka on poistettava.
Lisätietoja on kohdassa: Over excavation.
Kaivannon tukeminen
Materiaaleilla on erilaiset vakavuusominaisuudet kaivutöiden aikana. Materiaalin ”murtokulma” kuvaa jyrkintä kulmaa, jossa se pysyy vakaana ilman tukea. Tarkka murtokulma riippuu pohjaveden esiintymisestä, mutta joitakin tyypillisiä kulmia ovat:
- Ojitettu savi: 45 astetta.
- Märkä savi: 16 astetta.
- Sora ja kuiva hiekka: 40 astetta.
- Märkä hiekka: 22 astetta.
Tarvittavan tilapäisen tuennan tyyppi ja laajuus riippuvat seuraavista tekijöistä:
- Pohjamaan stabiilius ja kaltevuuskulma.
- Kaivannon läheisyys ajoneuvoihin, palveluihin ja rakennuksiin.
- Pohjavedenpinnan taso.
- Pohjamaan tyyppi/tyypit.
- Kaivannon syvyys.
- Kaivannon aukioloaika.
- Vuodenaika ja sääolosuhteet.
Käytettäviä tukityyppejä ovat:
- Puutuet: Käytetään yleisesti matalan riskin kapeissa kaivannoissa, kuiluissa tai päädyissä.
- Kaivantolaatikot: Voidaan sijoittaa valmiiksi kaivettuihin kaivantoihin matalan riskin tilanteissa.
- Kaivannon levyt: Ne voivat olla päällekkäisiä tai yhteenliitettäviä, ja niitä käytetään syvempien kaivantojen jatkuvaan tukemiseen.
- Maa-ankkurit ja kalliopultit.
- Caissonit.
- Cofferdams.
Aiheeseen liittyviä artikkeleita Designing Buildings Wikissä
- Kellarin kaivaminen.
- Rakennuksen perustukset.
- Ruoppaus.
- Kaivinkone.
- Maanparannustekniikat.
- Pohjatyöt.
- Massanvaihto.
- Ylilouhinta.
- Repeytyminen.
- Tienrakennus.
- Alusrakenne.
- Ylijäämäkaivumaat.
- Väliaikaiset työt.
- Kaivantojen tukeminen.
- Koekuopat.
- Tunnelityöt.
- Maaperätyypit.
- Maanalaiset työt.