Maanalaisten kalliotilojen suunnittelu - löyhtyminen ja sortumat

Tässä työssä käsitellään kallion lohkojen löyhtymiseen ja sortumiin liittyvää maanalaisten tilojen mitoitusta sekä teorian että mitoitustapojen kautta. Huomiota on kiinnitetty erityisesti kalliopultin myötäämisen teoriaan ja paineseiniä ympäröivän kallion mitoitusperusteisiin. Kallion löyhtymistä tapahtuu rakoilun rajaamissa kalliolohkoissa, jotka pystyvät liikkumaan tyhjään tilaan. Löyhtymistä edesauttaa pohjaveden paine ja vesivuotojen aiheuttama rakotäytteiden huuhtoutumien. Lohkojen löyhtymistä voidaan ehkäistä kallion lujituksella pultein ja ruiskubetonoimalla. Lujitustarve määräytyy kalliotilan käytön, jännitystilan, rakojen, kalliomassan laadun, tilan suunnan ja profiilin muodon perusteella. Työssä on tutkittu realistisempia lujitusteorioita ylilujittamisen välttämiseksi. Vaihtoehtoinen tapa mitoittaa on vaarnavaikutusteoria, joka ottaa huomioon kallion, teräspultin ja juotosmassan yhteisvaikutuksen. Yhteiseurooppalainen Eurokoodi-normisto tulee voimaan 2010 ja muuttaa maanalaisten tilojen mitoitustapaa yhtenäisemmäksi alan ja myös muiden suunnittelualojen kanssa. Eurokoodin mukainen mitoitustapa velvoittaa suunnittelijaa nykyistä säännellynpään ja täsmällisempään mitoitukseen, osavarmuuslukujen käyttöön sekä mitoituksen dokumentointiin. Toistaiseksi kuitenkaan geoteknistä mitoitusta määrittelevä Eurokoodi 7 ei tarjoa Eurokoodien vaatimaan kalliorakenteiden suunnitteluun osavarmuuskerroinmenettelyllä riittäviä mahdollisuuksia. Ruotsissa Eurokoodien puutteet on havaittu ja Eurokoodi 7:n kansallisen kalliorakentamista käsittelevän liitteen kirjoitus on aloitettu. Suomessa ei epäkohtaan ole toistaiseksi puututtu, mutta kansalliselle liitteelle on selkeä tarve. Työssä on todettu Rockplanin käyttämän perusteellisen kalliomekaaniseen mallintamiseen ja seurantaan perustuvan mitoitustavan soveltuvan erittäin hyvin Eurokoodin vaatimuksiin. Lisäksi on tehty suosituksia Eurokoodin mukaisesta mitoitusarvojen määrittämisestä