LÄNSIVÄYLÄN KATTAMINEN KOIVUSAAREN KOHDALLA ALIKULKUSILLAN ALUSTAVA YLEISSUUNNITELMA Helsingin kaupunkisuunnitteluvirasto

Transkriptio

1 1 Helsingin kaupunkisuunnitteluvirasto LÄNSIVÄYLÄN KATTAMINEN KOIVUSAAREN KOHDALLA ALIKULKUSILLAN ALUSTAVA YLEISSUUNNITELMA SITO Oy / FUNDATEC

2 2 SISÄLLYSLUETTELO 1 YLEISTÄ LÄHTÖAINEISTO SUUNNITTELUALUE LIIKENNESUUNNITTELU GEO- JA KALLIOTEKNINEN TARKASTELU RAKENTEIDEN TARKASTELU Yleistä Perustaminen ja alusrakenteet Teräsbetonirakenteet Rakenteellinen palosuojaus ja alapohjatyypit Massiivilaatta vaihtoehto Rakentamisen vaiheistaminen KUSTANNUKSET YHTEENVETO LIITTEET... 6

3 3 1 YLEISTÄ Helsingin kaupungin kaupunkisuunnitteluviraston toimeksiannosta olemme tutkineet Länsiväylän kattamista Koivusaaren kohdalla. Suunnitelma on tehty osayleiskaavatarkastelun tarkentamiseksi. Työssä tarkasteltiin alikulkusiltaa, jossa alikulun pituus on 1m. Alikulku on koko matkaltaan tasalevyinen, eikä siinä ole erillisiä poistumistieyhteyksiä. Alikulkua ei ole varustettu puhaltimilla. Alikulusta tutkittiin kahta eri vaihtoehtoa, 3+3 ja 2+2 kaistaista vaihtoehtoa. Työssä määriteltiin rakenteiden kantavuuden mukaan eri palonkestoaikaan perustuvia rakennetyyppejä. Rakennetyyppien avulla pystyttiin määrittelemään tulevien toimisto- ja palvelurakennusten pohjakerroksen valmiin lattian taso muun suunnittelun lähtötiedoksi. Työssä tarkasteltiin myös ns. massiivilaattavaihtoehtoa, jossa massiivilaattainen siltakansi ei rajoita yläpuolista rakennussuunnittelua rakenteiden perusten tasosijoittelun osalta. Tilaajan puolelta työtä on ohjannut KSV:n teknistaloudellisesta toimistosta Raila Hoivanen. Aku Varsamäki Sito Oy / Fundatec on toiminut projektipäällikkönä Rakennesuunnittelusta on vastannut, Pasi Loukonen, Sito Oy / Fundatec 2 LÄHTÖAINEISTO Kaupunkisuunnitteluvirasto (KSV) luovutti suunnitteluryhmälle työn lähtötiedoiksi seuraavan lähtöaineiston: - Länsiväylän aluevaraussuunnitelma 3/213 liitteineen - Koivusaaren alikulkusillan poikkileikkausvaihtoehdot 3+3 ja 2+2 ilman bussipysäkkejä, HPa Ilkka Svärdin arkkitehtiaineisto työn aikana 3 SUUNNITTELUALUE Suunnittelualue sijaitsee Helsingissä Koivusaaren alueella. 4 LIIKENNESUUNNITTELU Tässä työssä ei tarkasteltu Länsiväylän, eikä sn liittymien liikennesuunnittelua. Alikulkusilta suunniteltiin lähtötiedoiksi saaduille poikkileikkauksille, joissa Länsiväylällä on 2+2 kaistaa tai 3+3 kaistaa. Myös alikulkusillan vapaat korkeudet saatiin lähtötietoina. Rakentamisen ajaksi Länsiväylän liikennettä on rajoitettava ja siirrettävä työmaaalueen ulkopuolelle. Tästä tarkemmin kohdassa 6.6, rakentamisen vaiheistaminen. 5 GEO- JA KALLIOTEKNINEN TARKASTELU Lähtötiedoksi saatujen pohjatutkimusten (FCG) mukaan alue on kitkamaa-aluetta, jonne rakenteet voidaan perustaa maanvaraisesti. Alikulkusillan vierustäyttö on tehtävä routimattomalla, vettä hyvin läpäisevällä materiaalilla. 6 RAKENTEIDEN TARKASTELU 6.1 YLEISTÄ Alikulkusillan rakenteelliset leikkaukset on esitetty rakenneluonnoksissa. Ajoratojen mitoitukset perustuvat annettuihin 3+3 ja 2+2 vaihtoehtoihin. Koivusaaren tunnelissa päälle rakentamiseen on perustusrakenteille varattu kahden kantavan seinän rajoittama tila ajoratojen välissä. Massiivilaattavaihtoehdossa perustaminen voidaan suorittaa suoraan kannen päälle. 6.2 PERUSTAMINEN JA ALUSRAKENTEET Alikulkusillat perustetaan maanvaraisesti tiivistetyn routimattoman täytön varaan. Kaikki täytöt suoritetaan vettä läpäisevästä ja routimattomasta materiaalista. Salaojituskerrokset tehdään seulotusta RIL126 rakeisuuskäyrien ehdot täyttävästä materiaalista. Salaojituskerrokset ja putkistot routasuojataan. Koivusaaren ylittävän siltakannen rajakohdat varustetaan siirtymälaatoilla. Perustamistason kuormien oletetaan maaperässä siirtyvän kulmassa 3:1, jolloin viereisen anturan perustamistaso ei saa sijaita tätä alempana. Alikulkusillan ulkopuolelle ulottuvien rakennusten tai niiden osien perustuskuormat viedään anturoiden kautta alikulkusillan perustamistasoon, kuitenkin niin ettei kuormitus siirry maaperässä edellisessä kappaleessa mainitussa kulmassa alikulkusillan anturoille. 6.3 TERÄSBETONIRAKENTEET Kaikki alikulkusillan rakenteisiin kohdistuvat kuormitukset johdetaan teräsbetonisten anturoiden kautta kantavalle maaperälle. Anturat ovat teräsbetonisia, betoni K4-2. Anturoiden jäätyminen estetään.

4 4 Seinät ovat teräsbetonista betoni ks. kuten anturat. Lisänä pakkasrasituskestävyys, luokka P4 ja/tai P5. Seinät vesi eristetään tarpeen vaatiessa. Seinien paksuudeksi on arvioitu ulkoseinien osalta 8 mm ja sisäseinien osalta 5 mm. Kansirakenne on paikalla jännitetty moniaukkoinen teräsbetonirakenne, rakenteiden korkeudet ovat h ~ mm. Betoni K4...K45 luokka 1 pakkasenkestävää. Kansirakenteet vesieristetään. Vesieristys suojataan suojabetonilla. Kannen reunatuet varustetaan siirtymälaattarakenteilla. Toteutuksessa huomioidaan vaiheittainen rakentaminen. Ajoratojen välit toteutetaan kaksoisseinä-rakenteella, jossa tunnelin ajoratojen väliin on mahdollista rakentaa jälkikäteen tukirakenteet tuleville toimisto- ja asuinrakennuksille. Rakenteiden vahvuuksissa on huomioitu tavalliset puistoalueen hyöty-, lumi-, täyttö-, pelastus- ja huoltokuormat. Rakennusten alapohjien kuormien on oletettu olevan normaaleja toimisto- ja asuinrakennusten kuormia. 6.4 RAKENTEELLINEN PALOSUOJAUS JA ALAPOHJATYYPIT Mikäli tunnelin päälle tulevat rakennukset perustetaan omille rakenteilleen tunnelin ulkopuolelle sekä sisäpuolelle osastoitujen seinien väliin ja rakennusten alapohjat tehdään vielä kantavina, niin tunnelin palonkestoaikana voidaan käyttää 18min. Mikäli rakenteita perustetaan tunnelin päälle, tulee palonkeston olla 24min. Lopullisten palonkestoaikojen määrittelyn tekevät kuitenkin pelastusviranomaiset. Rakenteiden palosuojaus tehdään palonkestoajalle R18/R24 ja palokuormana käytetään liikennetunnelissa Runehammarin palokokeiden määräävää palokäyrää HCM tietunneliohjeen mukaan. Liikennetunnelin rakenteellisessa palosuojauksessa voidaan käyttää esim. 8 mm paksua teräsbetonista elementtikuorta. Kuoren betoniin sekoitetaan halkeilun rajoittamiseksi polypropyleenikuituja 4 kg/m mm paksu betonikuori, joka on kiinteästi yhteydessä kantavan rakenteen betonirakenteeseen, rajoittaa betonin ja betoniterästen lämpötilan alle +5 celsius asteeseen (tietunnelin suunnitteluohje sivu 52), jolloin suojabetonipaksuudet voivat olla RakMk B4:n paloteknisen taulukkomitoituksen mukaiset. Paloluokkaa R18 käytetään sillan rakenteissa, jos päälle rakennettavien rakennusten kuormat eivät siirry lainkaan alikulkusillan kuormiksi. Käytännössä tämä tarkoittaa kantavaa alapohjarakennetta. Paloluokkaa R24 käytetään sillan rakenteissa, jos päälle rakennettavien rakennusten kuormat siirtyvät alikulkusillan kuormiksi. Käytännössä tämä tarkoittaa eikantavaa alapohjarakennetta, jolloin rakennuksen pohjakerros on perustettu alikulkusillan kannen varaan. Suunnitelmissa on esitetty neljä rakennetyyppiä 1-4 liittyen alapohjarakenteisiin. Näistä jatkosuunnittelun pohjaksi on otettu tyyppi numero 1 (R18-vaihtoehto) kantava alapohjarakenne. Sen mukaan on määritelty rakennusten pohjakerroksen valmiskoroksi +12. ja Koivusaaren puistokadun lakipisteen tasausviivan koroksi Rakennetyyppi 1 on paikalla valettu, osittain jännitetty palkkilaatasto, johon on järjestetty yläpuolisen huoltomahdollisuuden takia viemäri yms. tekniikkaa varten syvennettyä tilaa. Rakennetyyppi 2 on ontelolaatta 5mm. Rakennetyyppi 2:ssa on tekniikkaasennuksien ajateltu sijoittuvan ontelolaattojen ontelotilaan. 6.5 MASSIIVILAATTA-VAIHTOEHTO Työssä on tarkasteltu alustavasti myös massiivilaatan päälle tapahtuvaa yläpuolista perustamista. Silloin perustuskuormien sijoittelu alikulkusillan kannen päälle voi lähtökohtaisesti olla vapaata normaalin toimistorakentamisen rajoissa. Yhdeksän kerroksisen toimistorakennuksen rakentaminen massiivilaatalle edellyttää betonirakenteelle kantosuunnassa suurimmillaan noin 2.2 metrin varausta kantavan kansilaatan korkeutta varten. Laatta on jännitetty. Betonin ominaisuudet ovat samat kuin muissakin vaihtoehdoissa. Alikulkusillan paloluokka on siten R24. Tällöin toimistojen pohjakerroksen valmiskorko määräytyisi soveltaen alapohjatyyppiä 3 seuraavasti: korosta alkaen+ 1 mm + 2 mm + 8 mm = RAKENTAMISEN VAIHEISTAMINEN Koivusaaren alikulkusillan rakentamisen vaiheistaminen voi tapahtua kahdella tavalla. Tapa yksi: Kaikki Länsiväylän liikenne ohjataan rakennusalueen ohi pohjoispuolelta. Siirrossa huomioidaan länsipuolinen kanaali siten, että siirto tehdään vasta kanaalin jälkeen. Rakennusalueelle pääsy mahdollistetaan etelästä käsin. Kaikki siltarakenteet niin Länsiväylän pituus- ja poikittaissuunnassa rakennetaan yhtäjaksoisesti ilman keskeytystä lohkoittain. Rakentamiseen integroidaan yläpuolinen toimisto-, katu- ja puistorakentaminen. Tapa kaksi: Kuten tapa yksi, mutta siirretään liikenteestä vain puolet pohjoispuolelta ja toinen puoli vaiheistetaan kulkemaan kahdessa vaiheessa työmaa-alueen läpi siirtämällä liikennettä valmiiseen puolikkaaseen sen valmistuttua. Alkuvaiheessa mietittiin myös alikulkusillan vaiheistamista siten, että ensi vaiheessa rakennetaan Länsiväylän yli menevä liikennesilta ja myöhemmin erikseen ajoneuvosillan molemmin puolin olevat päälle rakennettavat osat. Alikulkusillan vaiheistamista sillan pituussuuntaan ei kuitenkaan suositella, koska länsiväylän liikenteen siirtäminen Länsiväylän pohjoispuolelle ei ole enää mahdollinen Länsiväylän yli menevän liikennesillan valmistuttua. 7 KUSTANNUKSET Oheisiin kustannuksiin on laskettu vain alikulkusiltojen ja siirtymälaattojen rakenteet suojabetonin pintaan saakka.

5 5 Rakennetyypin 1 neliökustannukseksi kantavan rakenteen osalta on arvioitu ilman täyttöjä, eristeitä ja pintabetonia, alv %, 25 euroa/m2. Rakennetyypin 2 (ontelolaatta 5mm) vastaavaksi kustannukseksi on arvioitu ontelolaatan osalta valmiiksi asennettuna ja saumattuna, ilman eristeitä, täyttöjä ja pintavalua, 15 euroa/m2 (alv %). Kustannuksiin ei ole laskettu tien ja katujen rakennuskustannuksia, eikä niihin liittyvää kunnallis- ym. tekniikkaa. Kustannuksiin ei ole laskettu myöskään tarvittavia kaivu-, täyttö- ja muita maanrakennustöitä. Koivusaaren alikulkusilta 3+3 kaistaa Nimike Määrä Yksikkö /yks. YHT. Koivusaaren ajotunneli 3+3 vaihtoehto Perustukset 4944 m Seinät d=5mm 421 seinä m Seinät d=8mm 1436 seinä m Kansilaatta 1mm 2714 m Kansilaatta 1mm 355 m Vesieristys ja suojabetoni 6264 m Palosuojalaatta 965 m Törmäyskaiteet 4 jm Siirtymälaatat 618 m Välisumma varaukset 2 % urakoitsijan yleiskulut 1 % rakennuttajan kustannukset 12 % YHTEENSÄ alv % alv 24% 24 % YHTEENSÄ alv 24% Koivusaaren alikulkusilta 2+2 kaistaa Nimike Määrä Yksikkö /yks. YHT. Koivusaaren ajotunneli 2+2 vaihtoehto Perustukset 4944 m Seinät d=5mm 454 seinä m Seinät d=8mm 1441 seinä m Kansilaatta 1mm 2714 m Kansilaatta 1mm 2847 m Vesieristys ja suojabetoni 5561 m Palosuojalaatta 8426 m Törmäyskaiteet 4 jm Siirtymälaatat 618 m Välisumma varaukset 2 % urakoitsijan yleiskulut 1 % rakennuttajan kustannukset 12 % YHTEENSÄ alv % alv 24% 24 % YHTEENSÄ alv 24% Koivusaaren alikulkusilta 3+3 kaistaa, massiivilaatta Nimike Määrä Yksikkö /yks. YHT. Koivusaaren ajotunneli massiivi 3+3 vaihtoehto Perustukset 4944 m Seinät d=5mm 421 seinä m Seinät d=8mm 1436 seinä m Kansilaatta mm 2714 m Kansilaatta 2mm 355 m Vesieristys ja suojabetoni 6264 m Palosuojalaatta 965 m Törmäyskaiteet 4 jm Siirtymälaatat 618 m Välisumma varaukset 2 % urakoitsijan yleiskulut 1 % rakennuttajan kustannukset 12 % YHTEENSÄ alv % alv 24% 24 % YHTEENSÄ alv 24%

6 6 8 YHTEENVETO Työssä tutkittiin Koivusaaren kohdalla sijaitsevien bussipysäkittömien vaihtoehtojen 3+3 ja 2+2 alikulkusillan kannen korkeustasoja. Työn tuloksena saatiin määriteltyä kannen yläpuolisen rakentamisen pohjakerroksen valmiin lattiapinnan koroksi Vastaavaksi Koivusaaren puistokadun ajoradan ylimmäksi pisteeksi määriteltiin Työn lähtökohdaksi otettiin tilanne, jossa alikulkusillan paloluokka on R18. Oletuksena on tällöin että sillan rakenteen pettäminen ei saa johtaa yläpuolisen rakenteen sortumiseen. Rakennetyypiksi valittiin kantava paikalla valettu ja osittain jännitetty alapohjan rakennetyyppi, jonka avulla valmiit korot +12. ja määriteltiin. Koivusaaren puistokadun rakennekerroksissa varaudutaan tekniikka-asennuksiin määrittelemällä kulutuskerroksen alle täyttökerros n. 65 mm, johon tekniikkaa voidaan sijoittaa. Työssä tutkittiin myös massiivilaattavaihtoehtoa, johon perustuen laskettiin vertailukustannukset 3+3 vaihtoehdon pohjalta. Massiivilaattavaihtoehto on vastaavaa 3+3 perusvaihtoehtoa noin 45% kalliimpi, kun taas perusvaihtoehtojen, 3+3 ja 2+2 vaihtoehtojen, keskinäinen hintaero on vain n. 6-7 % eli länsiväylän poikkileikkauksella ei ole kustannuksiin suurta merkitystä. Leveämpi 3+3 vaihtoehto kasvattaa tosin myös Länsiväylän rakennuskustannuksia, joita ei ole tässä kustannuslaskelmassa otettu huomioon. 9 LIITTEET RAKENNEPIIRUSTUKSET: - RR56165/1 POIKKILEIKKAUKSET PL +886, VE 3+3 JA VE RR56165/2 PITUUSLEIKKAUKSET JA RAKENNETYYPIT RR56165/3 TASOPIIRUSTUS VE 3+3 KAISTAA - RR56165/4 TASOPIIRUSTUS VE 2+2 KAISTAA