Esmalt terminoloogiline klaarimine. Kandevõime all teedeehituses mõistetakse konstruktsiooni (ehk selle valmisehitatud osa) elastsusmoodulit (mõnede käsitluste järgi ka deformatsioonimoodulit). Üldehituses ja ka standardis EVS-EN 1997-1 (geotehniline projekteerimine) on kandevõime defineeritud kui konstruktsiooni võime ilma purunemata (purunemiseelne omadus) taluda koormust. Teedeehitajad arvestavad korduvkoormustega ning seetõttu hindavad materjali omadusi mitte ühekordse purustamise (maksimaalselt võimaliku ühekordse koormuse) vaid tööolukorras esineva elastse reziimi alusel.
Siit tulenevalt, on üldehituses kasutatava “kandevõime” suurusjärk erinev teedeehituses kandevõimena esitatava elastsusmooduli väärtusest, kuigi kõigil juhtudel kasutatakse mõõtühikuna megapaskalit (MPa, ka MN/m2).
Teedeehituses on kandevõimega seonduv arvutatav kas Odemarki valemiga (millisel juhul peaks tulemused olema mõõdetavad vähemalt plaatkoormuskatsega) või Excel-rakendusega KAP, mille tulemusi me mõõta otseselt ei oska. Seosed on genereeritud FWD mõõtmiste tulemuse ja KAP-arvutuste vahel, kuid neid seoseid praktikas ei kasutata. Põhjus – KAP üldseosed tuginevad küll samale teooriale (Odemark/Boussinesq), kuid valemitesse on “kogemuslikult” lisatud mitmesuguseid tegureid ja muudetud konstante.
Plaatkoormuskatse (levinud DIN 18134 või selle eestikeelne tõlge EVS 934) eeldab fikseeritud diameetriga koormusplaadi (üldiselt 300 mm diameeter – infraehituses sellega ka piirdutakse – kuid võimalikud on ka 600 ja 762 mm) järkjärgulist koormamist, mille käigus fikseeritakse vajumi (deformatsiooni) ulatus. Katse on aeganõudev (30…60 minutit) ja eeldab suhteliselt suurt ajutist koormust (vähemalt 5 tonni ehk 50 kN). Esimese koormamise käigus leitakse elastsusmooduli Ev1 väärtus ja teisel koormamisel Ev2. Teedeehituses hinnatakse tihendamise kvaliteeti suhtarvuga Ev2/Ev1 ja saavutatud kandevõimet Ev2 tasemega. Üldehituses võidakse piirduda vaid Ev1 väärtusega.
Tallinna tüüpkatendite kataloogis (täna peaks seda nimetama otsemalt, kataloogikatendiks), on antud vajalikud kandevõime väärtused igale kihile. Neid numbreid saab kontrollida otseselt plaatkoormuskatsega (Ev2) või siis Taani koolkonna LWD seadmetega (Dynatest LWD, Sweco Prima LWD, Terratest 9000 LWD, 3ipe – võibolla on maailmas mõni veel mis kahe silma vahele jäänud) – sest teised seadmed töötavad fikseeritud pingereziimis, kuid selleks et tulemus oleks võrreldav arvutustega, tuleb mõõta pingel mis on lähedane reaalses konstruktsioonis antud kihil esinevaga.
Levinud on väärarvamus nagu Inspector või Loadman oleksid kandevõime mõõteseadmed. Need mõlemad töötavad reaalreziimist oluliselt kõrgemal pingel ning seetõttu ületihendavad oma mõõteseeria jooksul mõõdetava kihi tasemele, mis ei ole võrreldav mõõtepunktist ka veidi kõrval paikneva pinna tihedusega. Teraliste materjalide elastsusmoodul sõltub pingest ja seetõttu ei saa soome koolkonna seadmetega mõõdetavat kandevõime väärtust võtta tõena ehk arvutustega võrrelda. Küll aga võib mõõteseeria käigus täiendava tihenemise ulatusest teha järeldusi, kui hästi on viimane kiht tegelikult tihendatud. Paraku ollakse meil harjunud Inspectori mõõteseeriat tõlgendama läbi suhtarvu “viimase kolme löögi keskmine jagatud teise löögi tulemusega”, mis ei lähe üldse kokku Loadmani tootekirjelduses või ka Soome standardis PANK-9001 “Kantavuuden mittaus, Loadman” (13.6.2002) kirjeldatud viisiga, kus suhtarvuna käsitletakse maksimaalse suhet esimese löögi tulemusse. Kuigi Loadmani talladiameetrid on veidi erinevad Inspectori omadest (seadme kopeerimisel ei õnnestunud Inspectori konstruktoritel suruda seadet ennast Loadmani 132 mm talla kontuuri), peaksid Loadmani kohta esitatud suhtarvud olema piisavalt adekvaatsed ka Inspectori kasutuses. Kindlasti aga ei ole see, mis on TrAm tihendamise juhises kirjas, adekvaatne ning loota võib, et 2024 aasta lõpuks uurimistöö tulemusena uus juhis koostatakse.
Plaatkoormuskatse või kergseade – kui töötsoonis (mõõteseadme mõjuulatuses) ei ole pehmeid pinnaseid (vedel savi, muda, turvas) ja veetase ei ole kõrge, on tõenäoliselt võimalik mõõta ka kergseadmetega. Kui veetase on kõrge, ei sobi mõõtmiseks ükski seade. Kui seadme mõjusügavuses on pehmed pinnased, millel võib esineda roome (koormuse all liigub pinnas aeglaselt kõrvale), ei ole kergseadmed selle tõttu sobilikud, et nad ei võta arvesse aeglast pinnase äralibisemist. See võib nii olla üldehituse vundamendi aluses pinnas, kuid kogenud geoloog suudab riski tuvastada juba geoloogilise uuringu või ka kameraalse faasi käigus – suurimad riskialad näiteks on Pärnu jõe lähialade vedelad savid.
Üldehituses on võimalik juhinduda Soome reeglitest. Eestikeelsena on olemas MaaRYL 2010, kuid hilisemaid uuendusi paberkandjal ei leia. MaaRYL ja InfraRYL viiakse kokku üheks dokumendiks ning need on täna kättesaadavad vaid võrguversioonina.
Muldkeha tihenduskontroll Proctor-tiheduse suhtes (18111:T1 – liiklusalal 90%, rohealal 87% (minimaalne tase üksikmõõtmisel) – Troxler-seadme või analoogiga (radioaktiivsel elemendil põhinev seade)
MaaRYL 18341:T2 tabelina on antud “kalibreeritud löök-penetromeetri” (loe: Loadman LWD) Emax/E1 suhtarvud erinevate taldade ja erinevate tihendusastmete jaoks. Loadman kasutab 132, 200 ja 300 mm talda ning suhtarvud on antud tihendusteguri väärtustele 87% kuni 97% laboratoorsest Proctori tasemest. Seadet võib kasutada erandjuhul tihendamise kontrolliks, kuid tuleb arvestada, et korraga tohib tihendada ja hinnata 20…30 cm kihti.
| Tihendusaste (% laboratoorsest Proctor-katse tihedusest) | 300 mm | 200 mm | 132 mm |
| 97 | 1,5 | 1,9 | 2,2 |
| 95 | 1,7 | 2,1 | 2,5 |
| 92 | 1,9 | 2,3 | 2,8 |
| 90 | 2,0 | 2,4 | 2,9 |
| 87 | 2,1 | 2,5 | 3,0 |
| Hinnatava kihi paksus cm | 35-40 | 30-35 | 20-30 |
MaaRYL kehtivas versioonis on parameetrid juba antud samad, mis InfraRYLis, kuigi need dokumendid on veel eraldi kataloogis
NB! Kui me protsente arvestame, siis on küsimus Proctoris. Esiteks, standardne või modifitseeritud Proctor. Ning teiseks, näiteks paekillustike puhul Proctor-katse purustab materjali, vibrotihendamine mitte nii palju. Siit tulenevalt, on numbrid suhteliselt relevantsed looduslike liivade ja kruusade kohta, võibolla ka kõvast kivimist toodetud killustikele, kuid kindlasti mitte paekivitoodetele. Siin tuleks Proctori asemel laboris kasutada alternatiivseid tihendusmeetodeid.
Muldkeha kandevõime kontroll plaatkoormuskatsega (18111:T2) – liiklusalal Ev2 väärtus 100 MPa, rohealal 90 MPa (minimaalne tase üksikmõõtmisel)
Muldkeha tihenduskvaliteedi kontroll plaatkoormuskatsega (18111:T3) – suhe Ev2/Ev1 sõltuvalt Ev2 tasemest, liiklusalal kui Ev2<125, siis mitte üle 2,6; Ev2 iga 10 MPa lisatava kohta tihenduskontrolli suhtarvu lubatud piir tõuseb 0,1 võrra, kuni vähemalt 185 MPa tasemel, ei tohi suhtarv olla üle 3,3. Rohealal on suhtarvu lubatud tasemed 0,4 võrra kõrgemad.
Muldkeha FWD seadmega mõõtes (T18111:T4) – mitte LWD, mitte Loadman/Inspector kergseadmega – on vajalik tase E2 – liiklusalal vähemalt 115 ja rohealal 105 MPa. FWD seadmega tihenduskvaliteedi kontrollil on analoogselt plaatkoormuskatse skeemiga (T18111:T5), liiklusalal kui E2<125, siis E2/E1 mitte üle 2,2; rohealal mitte üle 2,6. Ning iga 10 MPa kandevõime kasvu juures lisandub lubatud suhtarvule 0,1.
Mõõtmiste tihedus – üks mõõtmine 500 m2 kohta ja vähemalt üks mõõtmine tihendatava kihi kohta. Kui kasutatakse alternatiivseid tehnilisi vahendeid (st, mitte radioaktiivse elemendi, PLT või FWD seadmetega mõõtmine), tuleb alternatiivse seadme tulemuste seosed eelnevalt kontrollida.
Filterkiht – liiv, milles on peenosiseid (alla 0,063) kuni 15% ja üle 0,25 mm vähemalt 30% (kõveraväli on küll täpsemalt määratletud). Keskmine tihendustegur 92%, minimaalne üksik-katsel 90%
Jagav kiht – kruus ja kruuskillustik f9 või killustik f7 (ka keskmistatud üksikproovis ei tohi peenikest rohkem olla – kuid – proov võetakse ülemisest 15 sentimeetrist ühtlaselt, mitte näiteks 3 cm pinnakihist), keskmine tihendustegur 95%, minimaalne üksik-katses 92%. Nõuded Ev2/Ev1 suhtele analoogsed, PLT puhul suhtarvu Ev2/Ev1 max 2,2…2,9 ja FWD puhul 1,9…2,6 (mõlemal juhul sõltub suhtarvu nõude väärtus teise mõõte tasemest).
Kandevkiht – killustik f7, tihenduskontroll – PLT, kuni 145 MPa – Ev2/Ev1 kuni 2,0 ja iga 15 MPa kandevõime kohta tõuseb suhtarvu piir 0,1 võrra (kuni – Ev2 üle 235 MPa suhtarv kuni 2,7. Ning FWD puhul suhtarvu diapasoon 1,7…2,4 (samas skaalas). Mõõtmised juhuslikult valitud kohtades arvestusega et iga 500 m2 kohta on mõõtmine. InfraRYL järgi tihendustegur 95% (üksikkatsel 92%)
Reeglina kontrollitakse et aluspinnase kandevõime on vähemalt projektis eeldatud tasemel sest kui ei, on tegemist lisatöödega ja ei ole võimalik projekti täiendamata tagada projektse lahenduse peal nõutud kandevõimet. Ning kontrollitakse kandevkihi peal. Kõik teised vahepealsed mõõtmised on põhimõtteliselt vajalikud vaid selleks, et kontrollida, et protsess vastab projektile. Kandevkihi peale rajatakse juba kattekihid ning seda teeb tavaliselt teine seltskond, lisaks on kandevkihi tasemel ilmnenud puudujääke väga kallis lappida kattekihtides. Sidumata konstruktsiooniosade väljavahetamine on võimalik, seotud osade vahetamine võib minna lihtsalt liiga kalliks.
Kaevikute taastäitmine – “algtäide” – keskmiselt 95%, üksikmõõtmisel 92% Proctorist, Loadman 132 mm tallaga Emax/E1 kuni 2,5 (üksikjuhtumiga kuni 2,8). Lõpptäite tihendamisel Loadman (132 mm) kuni 2,9 suhtarv.
MaaRYL kirjeldab spetsiifilisemaid nõudeid hoonete ehitusega seonduvalt, alljärgnevalt:
Valmis hoone ümbristäide – ( 18341.4.4) minimaalne üksik tihendusaste raskeliiklus/hallide sissesõidud – 95%, elamuehitus 92%, haljasalad 90% ning tihendussuhte max väärtus Emax/E1 (Loadman LWD 132 mm tallaga) vastavalt 2,5 – 2,8 – 2,9
Alustäide (siis vundamendi ja põranda all – 18341:T1 – perustuksen alustäyttö) – tööstushoone ja korruselamu – 97%, väikeelamu – 95%, vaialuse täide 95%. Minimaalne lubatud kandevõime (FWD, PLT) E1 vastavalt 60, 50, 50 MPa. Tihendussuhe kergseadmega (132 mm tallaga) vastavalt 2,2 – 2,5 – 2,5.
Filterkiht (liiv jagava kihi all – 18341.4.3), drenaaz ja kapillaartõusu takistav kiht – tihendustegur (üksikkatsel) korrusmaja ja tööstusehituse puhul vähemalt 92%, eramu puhul 90%, tihendussuhe kergseadmega (Loadman LWD, d132) Emax/E1 2,8/2,9. Plaatkoormuskatse või FWD seadmega E1 väärtus vähemalt 50/40 MPa.
Jagav kiht (liiklusalade konstruktsioonis – tegemist on üldiselt eelviimase sidumata kihiga, reeglina kas kruusast või killustikust, selle peale ehitatakse tavaliselt kandevkiht, mis võib olla ka seotud/stabiliseeritud) – tavaklassis – tihendustegur vähemalt 92% (nõrgemas kvaliteediklassis 90%), kandevõime (FWD, PLT) 90 (80) MPa, tihendussuhe PLT Ev2/Ev1 kuni 2,2; tihendusuhe kergseadmega (Loadman LWD, d300) Emax/E1 – 1,9 (2,0).
Sillutiskatted – sidumata kandevkiht – tavaklassis 92% (nõrgemas kvaliteediklassis 89%), kandevõime (PLT, FWD) 120 (100) MPa; tihendussuhe (PLT Ev2/Ev1) 2,0; (FWD) 1,7.
Lõpetuseks. Kui Inspector (vähemalt mudelid kuni 4-ndani) on Loadmani kloonid ja kalibreeeritud ka Loadmani järgi, miks siis suhtarvuna kasutada kolme viimase löögi ja teise suhet kui Loadmanil endal on max/esimesega. Kuskohast on pärit ja kuidas reguleeritud (siis, peale MKM m101), Inspectori nõutud kandevõime tasemed? Teadlikum kodanik on öeld, et konsiilium istus koos ja otsustas väärtused, ilma katsetamata ja võrdlemata. Väidaksin vähemalt, et KUI üldse Inspectorit kasutada, siis viidatud PANK reeglistiku alusel ja RYLis toodud suhtarvude alusel. Ehk siis, ainult viimase kihi tihendusnäitaja kontrollseadmena, mitte kandevõime kontrolliks. Seega, ainult suhtarvu, mitte seadme poolt antava kandevõime väärtuse tasemel. Sest seadme poolt antud kandevõime väärtus kehtib seadme enda poolt ületihendatud talla-alusele alale, mitte ka vahetult seadme kõrval olevale. See on siis liivade küsimus. Killustikel on mure teine, kõigil teralistel materjalidel sõltub mõõtetulemus pingest, mille all tegelikult mõõdetakse. Mida suurema pinge suudame seadme talla alla tekitada, seda “parema” tulemuse saame kirja. Aga kas selliselt saadud hea tulemusega midagi teha on? Siis peale linnukese kuskil lahtris.