Hallitse riskit ja vältä turhat kulut – Tuulivoimaloiden perustus voidaan tarkastaa ainetta rikkomattomasti
Suomessa on viime vuosina tarkastettu tuulivoimapuistojen betoniperustuksia. Epätäydellisen betonimassan tai puutteellisen valutyön johdosta perustuksia on jopa jouduttu purkamaan ja rakentamaan uusiksi. Kiwa Inspectan johtava asiantuntija Jukka Hietikko muistuttaa, että merkittävät lisäkustannukset ja aikatauluviiveet voi välttää, kun huolehtii työn onnistumisesta alusta lähtien.
Jopa 150 metrin korkeuteen kohoavan tuulivoimalan elinkaari on noin 30 vuotta. Jos laadunvalvonta pettää jo perustusrakentamisen aikana, riskit kasvavat. Kiwa Inspectalla työskentelevä Jukka Hietikko kertoo, että pahimmassa tapauksessa perustus voi pettää ja aiheuttaa tuulimyllyn kaatumisen.
”Tuulivoimapuistot käsittävät kymmeniä voimaloita, joten laatu olisi hyvä varmistaa jo ensimmäisen perustuksen kohdalla, eikä vasta sitten, kun sinne on jo tehty kymmeniä perustuksia.”
Mikäli valutyö keskeytyy, tiivistystyö tehdään huonosti tai betonimassan pinta pääsee kuivumaan, tuulivoimalan perustuksissa voi esiintyä esimerkiksi halkeamia, tiivistyspuutteita, kylmäsaumoja tai muita epäjatkuvuuskohtia. Hyvät suunnitelmat, valutyön laadunvalvonta ja valutapahtuman dokumentointi eivät välttämättä takaa työn onnistumista. Hietikko muistuttaa, että perustuksia valetaan myös vaikeissa sääolosuhteissa ja paikoissa, joissa betonimassan kuljetusmatkat saattavat olla pitkiä. Toisinaan valutyö saattaa keskeytyä myös yllättävistä syistä.
Kun valutyön onnistuminen varmistetaan riittävän ajoissa, työstä jää tarvittavat dokumentit talteen. Jälkikäteen tarkastuksia ei voi tehdä ilman kaivuutöitä, sillä perustukset jäävät maan alle. Hietikon mukaan Suomessa käytetään tyypillisesti suurille rasituksille tarkoitettua maanvaraista- eli laattaperustusta, joka raudoitetaan ja lopuksi valetaan betonista. Lisäksi käytössä on kallioankkuroitu perustusmalli.
Apuna modernit NDT-menetelmät
Hietikko kertoo, että tuulivoimalaperustusten laadunvarmennus onnistuu moderneilla NDT-menetelmillä (Non-Destructive testing) suurilta osin myös ainetta rikkomattomasti. Vaativat paikallavalurakenteet kannattaa tarkastaa aikaisessa vaiheessa, sillä kelpoisuuden osoittaminen tuo mukanaan kustannussäästöjä ja turvaa. Betonin lujuuden selvittämistä varten tulee laatia kohdekohtainen suunnitelma, josta selviää muun muassa tutkimuksen tavoite, näytteiden lukumäärät, testausalueet, noudatettavat standardit sekä esimerkiksi poralieriönäytteiden koko.
Betonirakenteiden 3D-ultraäänitutkimus mahdollistaa massiivisten valujen tutkimisen jopa 2.5 metrin syvyyteen, jossa selvitetään muun muassa kylmäsaumat, tartunnat ja tyhjätilat. Lisäksi perustuksesta voidaan porata tarvittavat betoninäytteet. Niitä varten porauspisteet merkataan 3D-tutka-aaltomenetelmää hyödyntämällä, jotta perustuksen pääteräksiä ei katkaista.
”Valmiin valun osalta ei ole suositeltavaa katkaista kriittisiä teräksiä, koska osumat teräksiin voidaan myös välttää. Muutamissa tuulivoimalakohteissa jälkiasennettavia kallioankkureita varten on merkattu porauspisteet, jotta vältyttäisiin poraamasta teräksiin”, Hietikko sanoo.
Hietikon mukaan betonimassan ominaisuuksilla ja massan työstämisellä on vaikutusta lopulliseen lujuuteen. Rakennekoekappaleiden puristuslujuutta on verrattava kuutiolujuuteen. Tyypillisesti kuutiolujuus määritettiin lieriölujuudesta muunnoskertoimen avulla. Eurokoodeihin perustuvassa mitoituksessa käytetään mitoituslujuutena lieriölujuutta.
Jos betonin lujuutta epäillään tuulivoimalaperustuksen osalta, puristuslujuus selvitetään tyypillisesti porakappaleiden avulla. Kiistatapauksissa vaaditaan usein tarkentavia tutkimuksia. Vaikka jälkikäteen tapahtuva laadunvalvonta on vapaaehtoista, laatua kannattaa tarkkailla koko projektin ajan. Jos kyseessä on kiistatapaus betonin laadusta, vaatimustenvastaisuudesta tai virheellisestä työnsuorituksesta, perustuksen toteaminen mahdollisimman pian vaatimuksenmukaiseksi on tilaajan etu.
”Laadunvalvonnan tulisi olla jatkuvaa. Usein asiat selvitetään vasta riitatilanteissa tai sitten, kun epäillään, että joku on mennyt pieleen.”
Laadunvalvonnan voi ulkoistaa kolmannelle osapuolelle jo tuulivoimalahankkeen alkuvaiheessa. Näin voidaan varmistaa valutyön onnistuminen, prosessien toimivuus ja perustuksien turvallinen käyttöönotto. Tutkimukset tuovat tilaajalle lisävarmuutta ja takaavat sen, että maan alle hautautuvista perustuksista jää loppudokumentaatioon tarvittavat laadunvarmistusasiakirjat. Tarkastuskäynnit tuulivoimapuistoihin voidaan suunnitella projektikohtaisesti.
Kuvassa: Jukka Hietikko, Tekninen asiantuntija
Teksti: Jenna Lehtonen
Artikkeli on julkaistu Tuulivoima-lehdessä 1/2021
Lue lisää Kiwan Tuulivoimaloiden testaus- ja tarkastuspalveluista.