Tunnistetut epävarmuustekijät ja haasteet

Pohjarakentamiskustannusten arvioinnin tarkkuus on luonnollisesti sidoksissa lähtötietojen määrään ja laatuun. Etenkin kaavoituksen alkuvaiheessa suunnittelun ja lähtötietojen tarkkuustaso voi olla melko karkeaa. Esimerkiksi tieto maaperäolosuhteista tarkentuu tyypillisesti suunnittelun edetessä sitä mukaa kun pohjatutkimuksia teetetään lisää ja tiheämmin pistevälein. Tällöin tarkentuu myös tieto maaperän rakennettavuuteen vaikuttavista tekijöistä, joita ovat mm. maaperän kerrosrakenne (maalajit, niiden kerrospaksuudet ja geotekniset ominaisuudet), kallionpinnan sijainti, maanpinnan kaltevuus sekä kuivatettavuus. Näiden ominaisuuksien lisäksi pohjarakentamiskustannuksiin voi merkittävästi vaikuttaa joukko muita tekijöitä, joita ovat esimerkiksi:

  • alueelle suunniteltu tasaus, joka vaikuttaa mm. perustamistapoihin ja massatalouteen
  • massatalous: kaivumaat ja niiden laatu mm. lohkareisuus ja hyödyntämiskelpoisuus, täytöt, kuljetusetäisyydet
  • mahdolliset pilaantuneet maa-ainekset
  • sulfidisavi, (radon)
  • pohjavesi, erityisesti paineellinen
  • kaavoitettavan alueen mahdollinen jo olemassa oleva infrastruktuuri ja täytöt
  • vesialueelle rakennettaessa sedimenttikerroksen mahdollinen pilaantuneisuus, alueellinen vakavuus, merelliset olosuhteet, tulvasuojelu
  • lisäksi eri pohjanvahvistusmenetelmien käytössä voi olla kaupunkikohtaisia eroja, joilla voi olla pienehköjä kustannusvaikutuksia.

Pohjarakentamiskustannusten arviointiin liittyy siis hyvin monia asioita, joita voi suunnitteluvaiheen tarkkuustasosta riippuen olla vaikeaa huomioida. Kustannusarvioita laadittaessa tuleekin selkeästi tuoda ilmi havaitut puutteet ja epävarmuustekijät, jotta ne osataan ottaa huomioon seuraavissa suunnitteluvaiheissa.

Merkittävä kustannuslaskentaan liittyvä haaste on myös ajantasaisen kustannustiedon saatavuus ja paikkaansa pitävyys. Alalla olisikin tarvetta kustannustiedon rajapinnalle, jonka kautta voitaisiin hakea tiettyä nimikkeistön mukaista rakennusosaa vastaava ajantasainen yksikkökustannus, jolloin toimintaa saataisiin sujuvoitettua ja kustannuslaskennalle tyypillistä käsityötä vähennettyä – olettaen, että järjestelmä toimisi edes jossain määrin tietomallipohjaisuutta ja automaatiota hyödyntäen.

Epävarmuustekijöitä

Kaava-alueen maaperästä aiheutuvien kustannusten arviointiin liittyy paljon epävarmuustekijöitä. Sinällään esitetty kustannuslaskentamenetelmä ei ole tarkoitettu tarkkaan rakentamisen kustannusten laskentaan, vaan maankäytön suunnittelun työkaluksi käytettäväksi siinä vaiheessa, kun tarvitaan alustavaa arviointia mahdollisista maaperästä aiheutuvista kustannuksista maankäytön yksiköiden sijoittelun tueksi. Jotta menetelmän antamia tuloksia voitaisiin ymmärtää oikein, tulisi malleista ja visualisoinneista tai järjestelmistä ilmetä tai olla esitettävissä tuloksen ja tietojen epävarmuus.

Epävarmuus muodostuu useasta eri tekijästä.  Käytettyjen lähtötietojen (havaintojen, mittausten) epävarmuus on riippuvainen käytetystä menetelmästä ja teknisestä toteutuksesta. Mallin epävarmuus on suoraan verrannollinen havaintopisteiden määrään (välimatkaan), mitä kauempana ollaan tunnetusta pisteestä mallissa, sen epävarmempaa tieto on. Kustannustarkasteluissa epävarmuutena ovat ympäristön tekijät, jotka eivät sisälly käytettyyn rakennettavuusluokittelumenetelmään, kuten esim. pilaantuneen maan esiintyminen, lohkareisuus, tulvariskit, erilaiset stabiliteettiongelmat jne. Myöskin laskennassa käytettävät arvioidut standardit rakentamismenetelmät voivat käytännössä poiketa oletetusta. Samoin hintatiedoissa on epätarkkuutta ja puutteita, ja myöskin määrälaskennassa aiheutuu virheitä. Käytettäessä laskentaprosessissa lähtökohtana maaperämallia, voidaan yksikkömäärien virhettä pienentää verrattaessa puhtaasti kerrosten paksuustiedon perusteella tapahtuvaan määrän arviointiin.

Rakennettavuusmallissa tiedon epävarmuus voi vaihdella runsaasti. Rakennettavuuden arvioinnissa rinnekaltevuus on yksi määräävistä tekijöistä. Yleensä rinnekaltevuuden määrittäminen perustuu maanpintamalliin (korkeusmalliin) joka on tuotettu laserkeilaamalla. Mallit ovat tarkkoja, ja niiden avulla tuotettu digitaalinen rinnekaltevuustieto on erittäin luotettavaa.

Tieto maaperästä perustuu maaperäkarttaan (pinnan osalta) ja maaperäkairauksiin. Rakennettavuusluokituksessa kantavat maat ja kallioalueet muodostavat omat luokkansa (1, 2, 3b, 5b). Niiden osalta kartoitustieto on varsin luotettavaa ja rakennettavuusmallia voidaan myös pitää luotettavana. Muissa luokissa sen sijaan luokka-arvo määräytyy pehmeän tai orgaanisen maakerrostuman paksuuden perusteella. Kerrostuman paksuus voidaan määrittää puhtaasti tulkitsemalla maaston muotojen perusteella, geofysiikan menetelmien avulla ja pohjatutkimuksin. Pohjatutkimuksin saatu tieto on luotettavaa tutkimuspisteessä mikäli havainto tai tulkinta on oikein suoritettu. Maaperän kerrostumien kolmiulotteisen jatkuvuuden luotettava määrittäminen perustuu riittävään määrään tutkimuspisteitä niin, että pisteiden väli saadaan luotettavasti tulkittua. Riittävä pistemäärä vaihtelee myös kohteittain, mikäli kerrosjatkuvuudessa ei ole paljon vaihtelua, riittää vähäinenkin pistemäärä.

Epävarmuuden esittäminen

Epävarmuuden esittämiselle mallissa on olemassa matemaattisia tarkastelutapoja. Tässä yhteydessä on nähty oleelliseksi esittää yksinkertaisia visuaalisia ja helppokäyttöisiä mahdollisuuksia tuoda esille mallin epävarmuutta.

Pistekohtaisen epävarmuuden esittäminen voidaan esittää tuottamalla kartta, jossa on esitetty tunnetut pisteet ja hilamallin pisteet värjätty sen mukaan mikä niiden etäisyys on tunnetuista pisteistä. Yksinkertaisimmillaan jo pelkkä tutkimuspisteiden esittäminen visualisointituotteissa  antaa kuvan luotettavuudesta.

Hilamallin yhteydessä on esitetty mahdollisuus liittää kullekin hilapisteen ominaisuudelle sitä kuvastava luokka-arvo sen mukaan, miten tieto on saatu.

Laadittaessa rakennettavuuden hilamallin tekstimuotoista siirtotiedostoa, on epävarmuudet mallin muodostamisessa syytä kuvata tiedoston alussa metatietoriveinä.  Laadittaessa malleista visualisointeja tai laskentamalleja, voisivat metatiedon epävarmuuskuvaukset kulkea aina mukana ja olla näkyvissä tulosteissa tai järjestelmissä.

Rakennettavuusmallin epävarmuuden esittämiseksi on syytä pyrkiä yksinkertaiseen ratkaisuun. Epävarmuus voisi olla esitettynä rakennettavuuskartan erillisenä tasona, joka järjestelmässä voidaan kytkeä pois tai päälle tarvittaessa. Tasossa voisivat olla esitettyinä rakennettavuusmallin alueille kolmiportainen varmuuden luokittelu.

Haasteet

Maaperäsidonnaisten kustannusten arvioinnissa suurimmat haasteet liittyvät maaperän kolmiulotteisen rakenteen määrittämiseen. Yleensä järjestelmän käytölle olisi suurin tarve suunnittelun alkuvaiheessa, milloin yleensä käytettävä pohjatutkimustieto on vähäistä mutta jolloin saatetaan myös lyödä lukkoon huomattavia kustannuksia. Haasteena on, miten kyetä tuottamaan riittävän luotettavaa 3D-maaperätietoa vähillä tutkimustiedoilla.

Maankäytön suunnittelun alkuvaiheessa on hyväksyttävä, että tiedot ovat hyvin puutteellisia ja pitkälti suuntaviivoja antavia. Tällöin tulee ottaa käyttöön ”rohkeita” tulkintoja sekä näkemyksiä maaperän luonteesta ja tuoda mallissa selvästi esille tiedon epävarmuus. Tätä vaihetta voisi kutsua alustavaksi rakennettavuusmallintamiseksi.

Kun suunnittelutyö etenee, tulevat maaperätutkimukset pohjatutkimuksineen ajankohtaisiksi ja vähitellen tiedon määrä lisääntyy maaperän 3D-rakenteesta. Alustava rakennettavuusmalli palvelee tällöin tutkimusten suunnittelussa. Tutkimuksia on syytä ohjata alueille, joissa mallin varmuus on heikko. Tutkimustiedon lisääntyessä rakennettavuusmallin luotettavuus lisääntyy. Tarvittavien pohjatutkimusten määrä vaihtelee alueen geologisen luonteen mukaisesti. Varsinaisen rakennettavuusmallin tulee antaa riittävän hyvä lähtökohta erilaisten kaava-alueen ratkaisujen kustannustasojen vertailuun. Kolmantena vaiheena voitaisiin erottaa tarkennettu rakennettavuusmalli, joka antaisi pohjan jo melko luotettavalle asemakaavatasoiselle kustannuslaskennalle.

Haasteena kustannuslaskennassa on hyvin erilaisten tekijöiden huomioiminen ja niiden vaikutusten saaminen ”hinnoiteltua”. Esitetty malli on yksinkertaistettu ja perustuu kolmeen pääasiaan, kantavan pohjan syvyyteen, rinnekaltevuuteen ja pehmeikön paksuuteen. Hilamallin mahdollisina ominaisuustietoina on esitetty suuri joukko erilaista tietoa, jota laskennassa voitaisiin käyttää. Suunnittelun alkuvaiheessa voi olla hyvä, että toimitaan alustavilla malleilla ja kun tieto lisääntyy, voidaan mallia täydentää lisätiedoilla.