Kestääkö kotisi maanjäristyksen?
Herätkää!-lehden Japanin-kirjeenvaihtajalta
”AUTTAKAA! Auttakaa!” Varhaisaamun hämärissä 17. tammikuuta 1994 eräs mies huusi kerrostalon alimmasta kerroksesta, jonka päälle kaksi ylempää kerrosta olivat romahtaneet kasaan. Kaliforniassa sijaitsevaa Los Angelesia oli ravistellut maanjäristys, jonka voimakkuus oli 6,6 Richterin asteikolla, ja se oli surmannut tuosta rakennuksesta 16 henkeä. Kuolonuhrien määrä koko alueella oli yli 50.
30. syyskuuta 1993 ravisutti Länsi-Intiassa Maharashtran osavaltiota maanjäristys, jonka magnitudi oli hieman pienempi. Se tappoi peräti 30000 ihmistä. ”Jos se olisi sattunut jossakin muualla, missä – – talot ovat hyvin rakennettuja, murhenäytelmä ei olisi ollut niin suuri”, sanoi seismologi Sri Krishna Singh. Useimmat järistysalueen taloista oli rakennettu savitiilistä.
Toisaalta Tokiossa Japanissa sattui vuonna 1985 järistys, jonka voimakkuus oli suurin piirtein sama kuin tuon Intiassa tapahtuneen järistyksen. Se oli alueen voimakkain järistys 56 vuoteen. Silti kukaan ei kuollut, tulipaloja ei syttynyt eivätkä omaisuusvahingot olleet suuria. Mistä ero johtui?
Syy on osittain talojen rakennusmenetelmissä. Monissa maissa rakennusinsinöörejä vaaditaan maanjäristysalueilla noudattamaan tiukkoja rakennusmääräyksiä, jotta rakenteet kestäisivät maanjäristyksiä. Tutustutaanpa esimerkiksi siihen, miten Japanissa rakenteet tehdään maanjäristyksen kestäviksi.
Millainen rakenne kestää maanjäristyksen?
Perinteisiä japanilaisia taloja ei rakennettu tietoisesti maanjäristyksen kestäviksi. Koska talot rakennettiin useimmiten puusta, niissä käytettiin paljon liitoksia. Sen ansiosta talo jousti ja taipui sortumatta silti kasaan maanjäristyksen sattuessa. Tällä tavoin rakennettuja pagodeja ja linnoja on säilynyt keskiajalta saakka. Tutkimuksissa niiden rakenteiden kestävyyden salaisuudeksi on paljastunut pikemminkin joustavuus kuin jäykkyys. Tätä ideaa sovelletaan nykyaikaisiin taloihin.
Se kestävätkö kerrostalot maanjäristyksiä vai eivät, riippuu siitä, kuinka hyvin niissä käytetään terästä. Sen lisäksi että käytetään teräspalkkeja, myös betonipilareihin, -lattioihin ja -seiniin asennetaan terästankoja, jotta niistä tulisi vahvoja ja sitkeitä. Teräs tekee rakennuksesta joustavan, mikä auttaa sitä pysymään koossa maanjäristyksen iskiessä.
Uusien tutkimusten perusteella on myös voitu selvittää, miten maanjäristys liikuttaa rakennusta. Tämän johdosta maanjäristyksen kestävien rakennusten suunnittelussa on alettu ottaa huomioon eräs hyvin tärkeä seikka: rakennuksen värähtelyn ominaistaajuus. Pienessä tai jäykkärakenteisessa talossa värähtely on tiheämpää ja siten tuhoisampaa kuin suuremmassa tai joustavammassa rakennuksessa. Lisäksi on tärkeää, että rakennuksen värähtelytaajuus on eri kuin sen alla olevan maaperän. Näin voidaan pienentää resonanssivaikutusta, joka lisää järähtelyn vaikutusta.
Myös perustukseen on kiinnitettävä huomiota. Eräs yhtiö on saanut hyviä tuloksia rakentamalla talon kumityynyjen varaan, joissa käytetään viskoosisia iskunvaimentimia. Ne vaimentavat järistystä ja vähentävät yläpuolella olevaan rakennukseen kohdistuvia seismisiä vaikutuksia jopa noin 60 prosenttia. Toisinaan paalutus täytyy ulottaa syvälle kiinteämpiin maakerroksiin. Jo pohjakerroksen avulla voidaan rakennus saada riittävän vakaaksi.
Maanjäristyksen kestävän rakennuksen pystytys
Vartiotorni-seuran Japanin-haaratoimisto laajensi painotilojaan vuonna 1989. Uusi laajennos on 67 metriä pitkä ja 45 metriä leveä, ja siinä on kuusi kerrosta sekä pohjakerros. Jotta rakennus kestäisi maanjäristyksen, maahan porattiin 465 betonipaalua.
Haaratoimiston tontilla paalut porattiin maahan siten, että vältyttiin meteliltä ja tärinältä. Porausputket olivat halkaisijaltaan 80 senttimetriä ja pituudeltaan 12 metriä. Putken päähän asennettiin kaira, jonka kärjessä oli poranterä. Tämän jälkeen putki nostettiin pystysuoraan sen kohdan päälle, johon se oli tarkoitus porata. Pyöriessään kaira työnsi maata putken läpi, ja vähitellen putki upposi tiiviisti reikään. Syvemmälle mentäessä voitiin maahan poratun putken jatkoksi hitsata toinen putki.
Kun oli päästy haluttuun syvyyteen, kairan päässä olevia poranteriä levitettiin ja putken alle koverrettiin isompi kolo. Kun kaira oli nostettu ylös, putken läpi valettiin betonia, joka täytti myös sen alla olevan kolon, ja kovetuttuaan betoni sitoi paalun lujasti paikalleen.
Kun kaikki paalutustyöt oli tällä tavoin tehty, paalut sidottiin toisiinsa palkeilla, joiden varassa pohjakerroksen lattia ja seinät lepäisivät. Kun rakennuksessa on tällainen perustus, sen pitäisi kestää kohtuullista järistystä.
Onko sinun kotisi turvallinen maanjäristyksen iskiessä? Mitkään rakennusmenetelmät tai muut ennaltaehkäisevät toimet eivät voi taata, että rakennus säilyy vaurioitumattomana järistyksen sattuessa. Maanjäristys saattaa olla niin voimakas, etteivät parhaitenkaan suunnitellut talot kestä sen tuhoisaa vaikutusta, kuten Kobessa Japanissa tammikuussa sattunut järistys osoitti. Joka tapauksessa jos päättää asua talossa, joka on tunnollisesti rakennettu, voi tuntea olonsa turvallisemmaksi, kun maanjäristys iskee.