Verkkosaari liikkuu teräksen tukemana

Helsingin Verkkosaaren pohjoisosaan nousee 3600 helsinkiläisen merellinen kaupunginosa. Alueella liikutaan ja nautitaan merenrantatunnelmasta teräksen tukemana. GRK Infra Oy tekee alueelle parhaillaan lähinnä katujen, kunnallistekniikan ja rantamuurin rakentamisen muodostamaa urakkaa, jossa kulkuväylät ja rantamuuri rakennetaan SSAB:n toimittamien porattavien teräspaalujen varaan Sitowisen tekemien suunnitelmien pohjalta.

Kalasataman alueeseen liittyvä Verkkosaari rakentuu osaksi uusiutuvaa Helsingin keskustakokonaisuutta kahdessa vaiheessa. Verkkosaaren eteläosaan ovat jo nousseet muun muassa vahvasti teräsrakentajien taitoihin tukeutuvat Keskon uusi pääkonttori ja Helsingin kaupungin uutta toiminta-ajattelua edustava terveys- ja hyvinvointikeskus. Ensimmäiset Verkkosaaren eteläosan asuinrakennukset valmistuivat jo 2018.

Verkkosaaren pohjoisosassa on nyt menossa alueen infrastruktuurin urakointi, jonka on arvioitu jatkuvan syksyyn 2022 asti. Työhön sisältyy katujen, kunnallistekniikan ja uuden rantamuurin teon lisäksi muun muassa pilaantuneen maan kunnostusta maanvaihtoineen sekä ranta-alueen ruoppausta ja rantamuurin sisäpuolen täyttöjen tekoa. Alueelle tulee kahdeksan uutta katua, kahden kadun jatkokset sekä kolme katuaukiota, jotka tehdään liki kokonaan porattavien teräspaalujen ja niiden päälle valettujen paalulaattojen päälle.

Asuntorakentaminen alkaa alueella vuoden 2022 lopulla tai 2023 alussa. Maanpäällisten asuinrakennusten lisäksi Verkkosaaren rantaan on tulossa 40 kelluvaa asuntoa.

Nyt käynnissä olevassa urakassa kaivetaan siirrettäviä massoja noin 213 000 m3. Pois kuljetettavia pilaantuneita maita ja jätteitä on noin 350 000 tonnia. Maaperän kunnostukseen liittyviä täyttöjä tehdään paalutuskelpoisilla täyttömassoilla katualueiden ja tonttien osalta noin 201 000 m3. Rakenteisiin ja putkikaivantoihin tulee täyttöjä noin 30 000 m3. Lisäksi paalulaattojen ja rakennekerrosten välien täyttöihin menee pienlouhetta noin 80 000 m3.

Paalulaattaa tehdään alueelle kaikkiaan noin 42 100 m2. Osassa niitä on alapuolinen tuuletusjärjestelmä pohjamaasta tulevien kaasujen hallitsemiseksi. Paalulaattojen alla on kaikkiaan noin 111 000 metriä ja 5300 tonnia porattavia teräspaaluja. Rantamuuria tehdään 710 + 170 metriä. Vanhankaupungin lahtea vasten tuleva muuri tukeutuu porapaaluseinään, johon on asennettu 22 100 metriä RD600 paaluja. Hakkeeseen kuuluu myös betonielementtirakenteisia kaukaloita ja teräsbetoninen pumppaamo sekä hulevesiä että jätevesiä varten.

Kanava jakaa etelä- ja pohjoisosan

Verkkosaaren pohjoisosan esirakentaminen on suunniteltu alueen etelä- ja pohjoisosan jakavan Verkkosaaren kanavan rantaa lukuun ottamatta Sitowisessä. Kanavan rannan suunnittelu ja paaluvalinnat oli tehty jo osana eteläosan suunnittelua FCG:ssä. Ramboll on ollut pohjoisosaa koskevassa hankkeessa pilaantuneiden maiden konsulttina.

- Tässä työssä myös geotekninen suunnittelu ja pintarakenteet kuuluvat suunnittelukokonaisuuteemme. Pintarakenteet eivät kuitenkaan ole mukana GRK Infran urakassa. Pohjoisosan toteutuksesta kanavan rantakaistale piti ratkoa jo eteläosaa suunniteltaessa, minkä takia GRK Infra tekee sen FCG:n suunnitelmilla. Kaikki muu työ on suunniteltu meillä, kuvaa käynnissä olevaa työtä hankkeessa taitorakenteiden suunnittelijana ja rantarakenteiden vastuusuunnittelijana Sitowisessä toimiva Ristomatti Helin.

Vanhankaupunginlahdella on aikoinaan ollut Suuri ja Pieni Verkkosaari, jotka ovat yhdistetty mantereeseen aikaa myöten maatäytöillä, kuten niiden yläpuolella ollut Kyläsaarikin. Alueella on sekalaisia täyttöjä, minkä takia huomattiin nopeasti, ettei paalutusta kannata tehdä lyöntipaaluilla. Vanhan savisen merenpohjan päältä löytyi lähes kaikkialta pilaantuneita täyttökerroksia, jotka olivat pääosin louhetta ja kiveä, sekä aiempien teollisuusrakennusten, kuten Sörnäis Ab:n sahan perustuksia, ratakiskoja ja nykyisiä rantamuureja ja laitureita.

- Aiemmissa alueen toteutusvaiheissa on käytetty lyöntipaaluja ja niillä työ onnistui tai ei onnistunut. Jotta paalutyyppiä ei tarvitse vaihtaa kesken työn lennossa siihen liittyvine ongelmineen, lähdimme tässä alusta pitäen tekemään ratkaisua porattavilla teräspaaluilla. Porattava teräspaalu on luotettava. Sillä voi tehdä paalutusta liki mihin tahansa, Ristomatti Helin kehuu.

Rantamuuri on tässä poikkeuksellinen rakenne, jonka teossa porattavat teräspaalut ovat keskeinen onnistumista tukeva elementti. Kun rantaa siirretään merelle päin ja muurin ja nykyrannan väli täytetään vasta mereen tehtävän seinän valmistuttua, porapaaluseinä mahdollistaa järkevän toteutuksen. Eli tässä on tehty ensin mereen seinä ja sisäpuolen täyttö tapahtuu seinän valmistumisen jälkeen.

- Verkkosaaressa ei edellytetä seinältä vedenpitävyyttä, mutta rakenne on tyyppinsä takia itsessään kyllä aika tiivis. Merenpinnan vaihtelut on otettu rakenteessa huomioon vedenpaineen tasausputkiston avulla. Veden valumasuunta on merelle päin ja vesi pääsee rantamuurin läpi tarvittaessa päästämättä kuitenkaan massoja mereen. Seinän yläosa on rei’itetty niin, että vedenpinnan taso on muurin molemmin puolin kutakuinkin sama, Helin kuvaa ratkaisua.

- Kaupunki asetti korkeat veden korkeusarvot ja suuret kestovaateet rakenteille, jotka ovat pääosin veden pinnan alapuolella. Rantamuurin matalin osa on tasolla +2,1. Nämä ovat tekijöitä, joilla varaudutaan muun muassa mahdollisiin vedenpinnan vaihteluihin, Helin tiivistää.

Ideana tasapaksu paalulaatta

Verkkosaaren paalutuksessa on käytetty porapaaluja RD170, RD220 ja RD270 yhteensä noin 111 000 metriä sekä lisäksi teräsbetonipaaluja RTC-300-16 XA2 noin 24 500 metriä. Isoimmat porapaalut ja osa teräsbetonipaaluista liittyvät FCG:n suunnittelemaan kanavan rantarakenteeseen. Paalut RD170, joita Sitowise on käyttänyt, ja FCG:n suunnittelemat RD220/RD270-paalut on asentanut GRK Infran aliurakoitsijana EM Pekkinen Oy katualueiden ja katuaukioiden tueksi.

Nyt tehtävien rakenteiden pääidea on, että paalutus ja kauttaaltaan saman paksuinen paalulaatta ulottuvat tontinrajoille, ja tonttien vaatimat paalutukset ja pohjatyöt tehdään vasta niiden rakentamisen alussa. Näin on myös tapahtunut lukuun ottamatta joitakin yksittäisiä kohtia, joissa esirakentaminen on pitänyt ulottaa jonkin verran tonttienkin puolelle. Paalulaatan alataso on hieman vedenpinnan yläpuolella ja mietitty niin, että kunnallistekniikka mahtuu ja tulee mahdollisimman ylös. Tonttien rakentaminen on otettu huomioon paalujen mitoituksessa ja toteutuksessa niin, että tontilla voi kaivaa laatan reunalta asti, jolloin syntyy toispuoleisia kuormituksia. Toispuoleinen maanpaine hallitaan tässäkin vaiheessa. Paalulaatan kuorma on ohjattu osin kunnallistekniikan kaukalorakenteisiin ja osin varsinaisia paalulaattoja tukeviin vinopaaluihin.

Kutakuinkin kaikki katu- ja aukioalueet on siis paalutettu. Samoin tulevat rakennukset nousevat aikanaan ainakin pääosin paalujen päälle.

- Paalujako on ollut meidän osuudessamme noin 2,5 metriä, mutta joka katu on pitänyt kuitenkin miettiä erikseen. Näin toteutusta ei voitu vakioida, Helin sanoo.

Helin kertoo Sitowisen käyttävän paljon nimenomaan RD170 paaluja, joilla saadaan sama kestävyys kuin 300 X 300 mm teräsbetonipaaluilla sekä tasaisen paksut laatat. Verkkosaaressa teräsbetonilaattojen paksuus on 490 mm. Suunnittelussa käyttöikävaade oli 150 vuotta sillä ajatuksella, ettei nyt rakennettavilla alueilla tarvitse tehdä korjauksia ja että rantamuuri pysyy pystyssä ongelmitta. Kaikissa paaluissa seinämävahvuus on 12,5 mm. Rantamuurin paalujen 8,25 mm ja paalulaattoja tukevien paalujen 4 mm korroosiovara ovat aika isot sekä meren että maaperän takia.

Kestovaateet ovat tietysti vaikuttaneet myös betoniin, jonka luokitus on korkeampi ja halkeamaleveysvaatimukset tiukemmat kuin tavallisesti. Elementeissä on myös käytetty korroosion kestävää raudoitusta. Seuraamusluokan 3 rakenteessa on ollut kuormakerroin 1,1 epäedullisilla kuormilla.

Rakennusjärjestys ja -vaiheet synkronoitu

GRK Infrassa työmaata on vetänyt Roope Korpela, jonka mukaan urakan onnistumisen yksi tärkeä tekijä oli hyvä yhteistyö pääurakoitsijan, paalutoimittaja SSAB:n sekä paalutusurakoitsijoiden EM Pekkinen ja KFS Finland välillä. Toimitusketjun täytyi toimia saumattomasti. Ennen toimituksia oli tietysti pidetty aloitus- ja yhteistoimintapalaverit, joilla varmistettiin tehokas prosessi. EM Pekkisen urakkaan määriteltiin paalujen logistiikka, varusteluaikataulu sekä asennuspituudet. KFS Finlandin urakkaa edelsivät lisäpohjatutkimukset sekä niitä hyödyntävä paalukohtainen suunnittelu ja paaluille rakennettu toimitusaikataulu. RD600-paalutuksissa haettiin paalutustehoista lisäarvoa tilaajalle niin, että työ valmistui alun perin ajateltua aikaisemmin.

Haasteina Roope Korpela nostaa esille muun muassa pintamaiden kunnostukseen liittyvät yllätykset ja niihin liittyvien työmäärien hallinnan. Pohjasuhteet, jätetäytöt, kalliopinta ja sen kunto, maakivet ja meren läheisyys sekä lähes paalulaattojen tasolle nouseva merenpinta olivat työhön vaikuttavia tekijöitä. Rantamuurin teossa haasteita toivat muun muassa työn toteutus työsillalta niin, että kohteelle oli rajattu pääsy, merivesi ja sen lämpötila, erittäin tiukat asennustoleranssit sekä maanliikkeet poratessa ja työsillan jäykkyys. Paalulaattojen kokojen ja muotojen vaihteleminen toi myös oman lisänsä työhön.

Haasteita ratkottiin menestyksellä muun muassa rakennusjärjestyksen ja rakennusvaiheiden synkronisoinnilla, jota Korpela luonnehtii ensiarvoisen tärkeäksi. Pienpaalujen asennuksessa koneen liikkuminen ja paalutusjärjestys sekä paalujen valmistelu ja jatkaminen olivat osa synkronointia.

Vaikka tässä oli lähtökohtaisesti perinteinen suunnittelu – rakentaminen -malli, oli todella hyvä saada kehitysehdotuksia urakoitsijalta. Urakoitsijan avulla helpotettiin toteutusta laatutasosta tippaakaan tinkimättä.

Ristomatti Helin, Sitowise

- Toteutuksen ideaa kehitettiin GRK Infran kokemuksiin perustuvien ehdotusten pohjalta. Urakoitsijan ideoimalla ratkaisulla voitiin muun muassa välttää pilaantuneissa vesissä tehtävät vesihuollon kaukaloiden valut. Rantamuurissa haettiin myös yhdessä toimivat ratkaisut. Asennus työsillalta oli urakoitsijan valitsema työtapa, joka koettiin helpommaksi kuin lautalta työskentely. Muuriin liittyvä porapaaluseinä RD600 paaluilla, joiden paalutustyöstä vastaa siis KFS Finland Oy, menee tasolle -2,5 metriä asti eli noin kaksi metriä sen alueen alapuolelle, joka voi olla näkyvissä. Teräsrakennetta suojataan aallokolta pinnoitetuin betonielementein tehdyllä seinämällä lähelle meren pohjaa asti. Elementeillä, joiden tuotantokuvista on vastannut urakoitsija, on myös oma rakennetekninen roolinsa ulkonäön antavan ilmeensä ohella, Helin kuvaa.

- Vaikka tässä oli lähtökohtaisesti perinteinen suunnittelu – rakentaminen -malli, oli todella hyvä saada kehitysehdotuksia urakoitsijalta. Urakoitsijan avulla helpotettiin toteutusta laatutasosta tippaakaan tinkimättä. Urakoitsijan kokemusten lisäksi tietysti myös käytettävissä oleva kalusto on ollut syytä ottaa huomioon lopullisia ratkaisuja sovittaessa. Myös paalutusurakoitsijoiden mahdolliset toiveet ja ehdotukset tulivat meille GRK Infran kautta. Urakoitsija vastasi myös yhteydenpidosta paalutoimittaja SSAB:hen, Ristomatti Helin kiittää GRK Infran osuutta suunnittelijan kannalta.

Rantamuurin pystypaaluissa on raudoitteet sisällä ja niitä rantaan päin tukevissa vinopaaluissa oli myös kallioankkurit sisällä. Vinopaaluja on noin kuuden pystypaalun välein. Vinopaalut ankkuroivat rantamuurin kallioon ja tämä poikkeava ankkurointiratkaisu tarvittiin, kun ankkurointi tapahtui ennen täyttöä. Kun vinopaalut oli ankkuroitu, tehtiin iso betonipalkki yhdistämään ne muuriin. Täyttöihin päästiin vasta tämän jälkeen. Täyttöä edeltävät työvaiheet on kaikki tehty meren päällä työsillalta, josta voitiin asentaa yhtä aikaa niin pystypaaluseinää kuin vinopaalujakin.

- Ankkurit ovat suurimpia, mitä Suomessa on asennettu. Kallioankkureissa on 19 punosta dywidag-jänneteräksiä ja niiden koevetovoima on noin 3,9 MN, Helin selventää.

Käytännössä pystypaalut on asennettu ja valettu ensin yhdessä kohtaa, minkä jälkeen samassa kohtaa on voitu aloittaa vinopaalujen asennus- ja valutyöt sekä sitten betonipalkin valu samalla kun työ pystypaalujen kanssa eteni seuraavalla lohkolla.

Juttu on alkuperäisesti julkaistu Teräsrakenneyhdistyksen Teräsrakenne-lehdessä 2/2021.