Situatie waterkering Utrechtse Grachten lage walmuren en kluismuren.
Auteurs: F.J. van der Vaart en A. van Riezen Stadswerken Datum:
2 juli
Situatie waterkering Utrechtse Grachten lage walmuren en kluismuren.
Auteur:
ing. F.J. van der Vaart
Vakgroepbeheerder Civiele Constructies Stadswerken, Stedelijk Beheer, Beheer & Programmeren ing. A. van Riezen
Projectmanager
Stadswerken, IBU Stadsingenieurs, Projectmanagement Datum: Status:
2 juli
definitief
Samenvatting Uit het onderzoek aan de funderingsconstructies van de lage walmuren en overige constructies van de Utrechtse grachten komt naar voren dat deze in een matige tot slechte staat verkeren. Op korte termijn is grootschalige restauratie onderhoud nodig om de grachten voor verder verval te behoeden en de grachten hun monumentale status te laten behouden.
Na de constatering van de omvang en de oorzaak van de schade, is er gekeken naar diverse oplossingen. Deze oplossingen zijn besproken en beoordeeld op diverse punten.
De belangrijkste punten waar naar gekeken is betrof het monumentale karakter, de uitvoerbaarheid in een beperkte ruimte en de duurzaamheid van de oplossing. Uiteindelijk heeft
deze afweging geresulteerd in één standaard oplossing, waarbij een grote mate van prefabricage bedacht zodat de overlast voor de omgeving, tijdens de uitvoering, zoveel mogelijk wordt beperkt.
Op basis van kengetallen en ervaringscijfers is er ook een inschatting gemaakt van de totale projectkosten van het project. De totale uitvoering wordt nu ingeschat op € 35.600.000,(prijspeil 2009).
Inhoudsopgave 1
Inleiding
5
2
Huidige situatie
6
2.1
Constructies
6
2.2
2.2.1 Oorzaak slechte toestand paalfundering
Situatie walmuren
11
2.3
Bomen
11
2.4
Werfverharding
12
3
Oplossing
15
3.1
Uitgangspunten
15
3.2
Aandachtspunten
15
3.3
Uitwerking oplossing
15
3.4
Bomen
16
3.5
Werfverharding
16
4
Financiën en planning
18
4.1
Kostenraming restauratiewerkzaamheden
18
4.2
Planning
18
5
Werfmuren.
19
9
Bladzijde 4 van 19
1
INLEIDING
Dit rapport geeft een beeld van de huidige toestand van de Utrechtse Grachten en dan met name de lage walmuren. Tijdens reguliere onderhoudswerkzaamheden werd er een schade aan de fundatie van een stuk lage walmuur geconstateerd. Dit was de reden om een grootschalig
onderzoek te starten naar de constructieve staat van deze fundering. Tegelijkertijd is er gekeken naar de staat van onderhoud van de Utrechtse grachten in de binnenstad.
Dit rapport geeft een beknopt en samengevat beeld van het uitgevoerde onderzoek, de voorgestelde oplossing en de daarbij horende kosten.
Bladzijde 5 van 19
2
HUIDIGE SITUATIE
2.1 Constructies In de Utrechtse binnenstad komt men bij de grachten op de scheiding tussen water en weg een drietal muren tegen. −
De werfmuren (afb. 1);
−
De kluismuren / kademuur (afb.2 en afb. 3)
−
De lage walmuren (afb. 1).
Afb. 1 overzicht wal- en werfmuur
Afb. 2 overzicht kademuur
Afb 3 overzicht kluismuur
De walmuur vormt de scheiding tussen de gracht en de werf. Oorspronkelijk bestond de muur uit een houten beschoeiing of een gemetselde muur van handvorm bakstenen met daaronder
een houten funderingsconstructie. Deze funderingsconstructie bestaat uit palen met daarop een vloer (zie afb. 4).
In de jaren 50 en 60 van de 20e eeuw heeft de gemeente Utrecht grootschalig onderhoud
uitgevoerd aan walmuren. Circa 50 procent van de oorspronkelijke walmuren is vervangen door een nieuwe constructie. Deze constructie bestaat uit houten palen met daarop een gewapende betonnen vloer, vervolgens is hierop nieuw metselwerk aangebracht (zie afb. 6).
Bladzijde 6 van 19
Op een aantal locaties zijn ook afwijkende constructies toegepast, omdat deze constructies in geringe mate voorkomen worden deze in dit rapport verder buiten beschouwing gelaten.
w e rf
werf
h o o fd rio o l
metselwerk
h u is a a n s lu itin
houten fundering
onderloopsheidscherm
Afb. 4 Oorspronkelijke constructie
Afb. 5 Oorspronkelijke constructie met rioolkoffer uit de jaren 80
werf
werf
stampbeton
stampbeton
metselwerk
metselwerk
betonnen vloer
betonnen vloer
hoofdriool huisaansluiting houten paalfundering
houten paalfundering onderloopsheidscherm
onderloopsheidscherm
Afb. 6 Constructie uit de jaren 50 en 60
Afb. 7 Constructie uit de jaren 50 en 60 met rioolkoffer uit de jaren 80
In de jaren 80 van de 20e eeuw is begonnen met de aanleg van een riolering langs de Oude- en Nieuwegracht. Het riool is aangebracht in een betonnen koffer aan de grachtzijde langs de
walmuur (zie afb. 5 en afb. 7). Van de totale lengte van de walmuren (ca. 4 kilometer) is bij ongeveer 90 procent een rioolkoffer aanwezig. De kluis en/of kademuur is de grote uitvoering van de walmuur. Bij de overgang tussen water (gracht) en straatniveau is bij de Nieuwe- en Oudegracht een tussenniveau aanwezig, de
zogenaamde werf. Op grote delen van de andere Utrechtse grachten ontbreekt dit deel. En vormt alleen een hoge muur de afscheiding tussen gracht en straatniveau, de zo genaamde kluismuur. Voorbeelden van een kluismuur vindt men onder andere bij het Stadhuis, de Vismarkt en de Plompetorengracht (zie foto 1 en foto 2).
Bladzijde 7 van 19
Foto 1 Kluismuur op de Plompetorengracht
Foto 2 Kluismuur nabij het Stadhuis
Bladzijde 8 van 19
2.2 Situatie walmuren Naar aanleiding van de slechte staat van de fundering van een stuk walmuur, nabij de Geertbrug, geconstateerd tijdens onderhoudswerkzaamheden in het voorjaar van 2007 aan de betreffende walmuur (foto 3 en foto 4). Is vanaf eind 2007 tot juli 2008 onderzoek gedaan naar de schades aan de walmuren.
Foto 3 Bezweken fundering walmuur geconstateerd bij regulier onderhoud in 2007
Foto 4 Ander deel bezweken fundering
Door duikinspecties (zie foto 5 en foto 6) , uitgevoerd door het onafhankelijke adviesbureau Baars-CIPRO, is een goed beeld verkregen van de toestand waarin de walmuren en kluismuren verkeren.
Er is in het bijzonder gekeken naar de staat waarin de houten fundering verkeert. Hiervoor zijn
er onder water steekproefsgewijs indringingsmetingen uitgevoerd om te bepalen hoe ver de palen zijn ingerot. Ook zijn er houtmonsters genomen om te bepalen welke houtsoort er is
gebruikt voor de palen en te bepalen welke schademechanisme de rot veroorzaakt. Op plaatsen waar de fundering niet bereikbaar was voor inspectie, dit in verband met de aanwezigheid van de rioolkoffer, zijn de resultaten van naastgelegen wel toegankelijke delen geëxtrapoleerd.
Foto 5 Duikers actief op de Oudegracht
Foto 6 Duikinspectie in uitvoering
Bladzijde 9 van 19
Uit de onderzoeken zijn de volgende punten naar voren gekomen:
De houten paalfunderingen van de walmuren verkeren in een matige tot slechte staat. De restlevensduur is naar schatting maximaal 10 jaar. De slechte staat van de houten
funderingen heeft ernstige schade aan het metselwerk, scheuren, verzakkingen, gaten en lekkages bij de huisaansluitingen van de riolering tot gevolg.
Naast de houten paalfunderingen zijn ook de onderloopsheidschermen 1 in slechte staat.
Hierdoor vindt uitspoeling van grond plaats vanachter de walmuur met als gevolg verzakkingen in de bestrating op de werven
Veel wortel doorgroei van bomen, hierdoor is het metselwerk weggedrukt met als gevolg scheuren en loszittende stenen/rollagen (zie foto 7)
Uitgesleten voegwerk ten gevolge van waterstroming.
Beschadigde stenen ter plaatse van de rollaag door aanvaringen van boten (zie foto 8).
Foto 7 Wortel doorgroei in de walmuur
Foto 8 zwaar beschadigde walmuur
Door de matige tot slechte staat van de fundering kan rekenkundig niet worden aangetoond dat de walmuren aan hun functie (het keren van grond) voldoen. Er is dus een situatie ontstaan die we niet willen. De situatie buiten voldoet niet meer aan rekenkundige norm en aan de
gebruikseisen die aan de constructie gesteld mogen worden. Een grote concentratie van mensen, zoals bij bijvoorbeeld concerten het geval is, is niet meer mogelijk.
Slecht 2%
Slecht 18%
Goed 24%
Goed
30%
Matig 74%
52% Matig
Toestand fundatie wal en kluismuren
Toestand metselwerk wal en kluismuren
De onderzoeksresultaten aangaande de walmuren, zijn samengevat in een tweetal tekeningen die zijn bijgevoegd achteraan dit hoofdstuk (zie bladzijde 13 en 14).
1 Een onderloopsheidsscherm staat als een aaneengesloten scherm tussen de palen van de fundering. Dit zorgt er voor dat er geen zand of grond tussen de palen door naar het water kan stromen waardoor er gaten in de werf kunnen vallen.
Bladzijde 10 van 19
2.2.1 Oorzaak slechte toestand paalfundering De slechte toestand van de paalfundering wordt meest waarschijnlijk veroorzaakt door een tweetal oorzaken.
1. De gebruikte houtsoort (grenen), in combinatie met een van nature in het water aanwezig bacterie;
2. De aanleg van de riolering, waarbij de paalkoppen voor een langere tijd hebben drooggestaan.
Er zijn voor de paalfundering grenen palen gebruikt. Deze palen, zo blijkt, zijn gevoelig voor van nature in het water aanwezige bacteriën. Deze bacteriën eten de grenen houten palen als het
ware op. Om deze reden mogen vanaf de jaren tachtig van de vorige eeuw voor paalfunderingen alleen nog vuren houten palen worden gebruikt. Deze zijn door een iets andere chemische samenstelling ongevoelig voor deze bacteriële aantasting.
Het aantastingsproces gaat in een zeer langzaam tempo maar is bij de onderzochte paalfunderingen in een (ver) gevorderd stadium.
Een ander schademechanisme dat hier is geconstateerd is waarschijnlijk veroorzaakt door het voor een langere tijd droog staan van de paalkoppen tijdens het aanbrengen van de rioolkoffer
voor de muren begin jaren tachtig van de vorige eeuw. Als palen voor een lange tijd droog staan dan kunnen ze worden aangetast door schimmels. Deze schimmels gaan door met hun
verwoestende werk ook nadat de waterstand weer is teruggebracht naar zijn oorspronkelijke hoogte. Dit proces gaat veel sneller en hebben alleen effect op de delen die droog hebben gestaan.
Steden waar deze vorm van aantasting ook is geconstateerd zijn bijvoorbeeld Haarlem en
Dordrecht. Hier hebben in het verleden grondwaterstand verlagingen plaats gevonden met als gevolg dat de houten funderingen van in dit geval woningen ernstig is aangetast.
2.3 Bomen De bomen op en nabij de grachten vormen een levend onderdeel van de Rijksmonumentale grachten. Echter, de bomen en de grootte ervan spelen een rol bij de geconstateerde problemen. Door de beperkte levensruimte (ruimte waar de boom zijn voeding vandaan kan halen) voor de bomen ontstaan er problemen. Omdat de wortels op zoek gaan naar alternatieven om aan voedsel en levensruimte te komen. Deze zoektocht uit zich onder andere in de vorm van wortelopdruk en wortelgroei door de muren) Op dit moment kan nog niet ingeschat worden wat de consequenties van de herstelwerk-
zaamheden aan de walmuren zijn voor de bomen op de werven. Dat het onvermijdelijk is dat bomen geveld moeten worden in het belang van het behoud van de werven, is op voorhand
duidelijk. Met inachtneming van de nota bomenbeleid zoals in maart 2009 vastgesteld door de gemeenteraad zal een bomenparagraaf worden opgesteld waarin de kwaliteit van de bomen (oa op het gebied van cultuurhistorie, levensvatbaarheid, etc.) in samenhang in beeld zal worden
gebracht. Uiteraard worden de bomen langs de grachten regelmatig geschouwd en met de VTAmethode in beeld gebracht. Een omvattende cultuurtechnische inventarisatie van de bomen langs de grachten is uitgevoerd door COBRA, maar stamt uit 2002. Voor het college van
burgemeester en wethouders geen basis om een afweging te kunnen maken over het belang van een betrokken boom in relatie tot het belang van herstel van het betreffende werfgedeelte.
Bladzijde 11 van 19
Los van de gekozen oplossing voor het herstel van de fundering zullen zowel bij de te handhaven en eventueel nieuw te planten bomen maatregelen genomen moeten worden die
voorkomen dat wortels weer door de walmuren heen dringen. Deze maatregelen kunnen bestaan uit het aanbrengen van een wortelwerende constructie achter de walmuur, het aanbrengen van zogenaamde boombunkers om de boom en het vergroten van de boomspiegel op de werf.
2.4 Werfverharding Vrijwel alle werven zijn bestraat met gebakken klinkers en natuurstenen keien. Door de beperkte groeiruimte van de bomen op de werven ontstaan regelmatig problemen met de verharding.
Vooral door het opdrukken van de verharding door de boomwortels ontstaat een sterk oneffen oppervlak wat als storend ervaren wordt. Voor de hoge gebruiksdruk op de werven is het oneffen oppervlak aanleiding tot veel klachten.
Regelmatig worden stukken verharding herstraat waarbij het straatwerk weer hoger gelegd wordt om weer voldoende vlakheid te krijgen. Dit leidt tot situaties waarbij het straatwerk ruim boven de rollaag van de walmuren uitkomt. Dit leidt er op den duur toe dat de bestrating in
tegenschot komt te liggen waardoor het regenwater vanaf de boomstam richting werfkelders loopt tot zelfs in de kelders.
Bladzijde 12 van 19
Bladzijde 13 van 19
Bladzijde 14 van 19
3
OPLOSSING
3.1 Uitgangspunten Vanuit verschillende invalshoeken worden er eisen gesteld aan de nieuwe walmuur en de
uitvoering daarvan. Denk daarbij aan eisen van de subsidieverlener, regels en richtlijnen van gemeentelijke diensten, wetgeving en geldende normen.
Om tot een oplossing voor herstel van de walmuren te komen worden de volgende uitgangspunten gehanteerd:
Uitgangspunten m.b.t. het ontwerp:
Herstellen van de grondkerende functie van de walmuur;
Rekening houden met een hogere bovenbelasting die tijdens evenementen kan optreden;
Duurzame oplossing, zodanig dat de voor langere tijd geen groot onderhoud meer nodig is;
Doorvaartbreedte in de grachten handhaven;
Het beeld van de grachten moet vanuit monumentaal oogpunt hetzelfde blijven;
Zoveel mogelijk hergebruik van vrijgekomen metselstenen;
3.2 Aandachtspunten Hieronder volgt een opsomming van een aantal aandachtspunten voor het verdere ontwerpproces onderverdeeld in ontwerp, omgeving en uitvoering. Ontwerp:
De walmuur maakt onderdeel uit van het rijksmonument “Stadsbinnengrachten en werven”. De afdeling Stedenbouw en Monumenten van de dienst Stadsontwikkeling blijft betrokken bij de verdere uitwerking van het herstelontwerp;
Omgeving:
Consequenties voor de bomen;
Funderingsonderzoek aanwezige bebouwing;
Uitvoering:
Veiligheidsmaatregelen t.b.v. bereikbaarheid werfkelders;
Werkzaamheden niet fragmenteren, hierdoor overlast beperken.
3.3 Uitwerking oplossing Over de mogelijke oplossingen is intensief overleg geweest met de verschillende betrokken partijen binnen de Gemeente Utrecht. Uiteindelijk is er toegewerkt naar één standaard oplossing.
werf werf voorbemetseling
prefab betonschort drainage
huisaansluiting hoofdriool
stalen damwand
nevenriool
Afb. 8 Oplossing tpv rioolkoffer
Afb.9 Oplossing zonder rioolkoffer Bladzijde 15 van 19
Vanuit de Gemeente Utrecht zijn bij het uitwerken van de oplossing de volgende diensten betrokken geweest: −
Afdeling Monumenten van Stadsontwikkeling;
−
Afdeling Cultuurhistorie van Stadsontwikkeling;
−
IBU-stadsingenieurs afdeling Bouwtechniek en Constructies;
−
Afdeling Stedelijk Beheer van Stadswerken.
Om het beeld van de grachten niet te verstoren is een constructie op dezelfde plaats als de huidige walmuur uitgangspunt. Hierbij zal aan de zichtzijde metselwerk aanwezig zijn.
Vooral gezien de eisen die gesteld worden aan de uitvoering van de werkzaamheden is na
afweging van diverse varianten gekozen voor één standaardoplossing. In afb. 8 en afb.9 is de voorgestelde standaardoplossing weergegeven. Deze oplossing wordt toegepast in situaties met en zonder rioolkoffer.
3.4 Bomen De uitgewerkte oplossing doet recht aan de gehanteerde uitgangspunten uit paragraaf 3.1. Het
herstellen van de walmuren heeft grote gevolgen voor de aanwezige bomen. Voor het vervangen van de walmuren is, afhankelijk van de aanwezige constructie, een vrije ruimte van 0,95 tot
1,30m (de zogenaamde “werkzone”) nodig. In deze zone zijn het wortelgestel of de stam van 333 bomen aanwezig. Verwacht wordt dat het niet mogelijk is om alle bomen te kunnen behouden en dat het vellen van bomen onvermijdelijk zal zijn.
De aanpak van het herstel van de walmuren zal per rak plaatsvinden. Eventuele boomsparende maatregelen zouden het volgende in kunnen houden, de daadwerkelijke invulling hangt af van de fysieke omstandigheden ter plaatse, de boomsoort en de habitus van de boom.
- Er wordt begonnen met die rakken waar de standplaats van de bomen, een minimale invloed heeft op de herstelwerkzaamheden aan de lage walmuur.
−
Bij de rakken die het daaropvolgende jaar aangepakt zullen worden, wordt bij de bomen die
gespaard kunnen worden, de bestrating verwijderd en wordt het wortelstelsel tussen de stam en de lage walmuur door middel van vrijgraven blootgelegd. −
Afhankelijk van de aard van het wortelgestel wordt bepaald of en welke preventieve maatregelen genomen moeten worden zodat de werkzaamheden het voortbestaan van de te handhaven boom niet aantasten.
3.5 Werfverharding Om de restauratiewerkzaamheden aan de walmuren te kunnen uitvoeren dienen delen van de werfverharding verwijderd te worden. Nadat de restauratiewerkzaamheden uitgevoerd zijn wordt de werfverharding weer terug gebracht. Met het terugbrengen van de werfverharding kan een
aanvang gemaakt worden met het oplossen van problemen ten gevolge van de wortelopdruk van bomen.
Het verminderen van de overlast door wortelopdruk van de werfverharding kan in een samenhangend pakket van maatregelen bewerkstelligd worden.
Met de gekozen oplossing van een doorlopende damwand als fundering wordt het grachtpeil gescheiden van het (lager liggende) grondwaterpeil. Hiermee kan extra doorwortelbare ruimte gecreëerd worden.
Bladzijde 16 van 19
Met het vergroten van de boomspiegel krijgen de wortels weer ruimte. Bij minder intensief gebruikte werfdelen is deze oplossing goed toepasbaar. Wel zal dit in afstemming met bewoners en gebruikers moeten plaatsvinden. Het vergroten van de boomspiegel op werfdelen waar
horeca aanwezig is kan leiden tot verminderde beschikbaarheid van terrasruimte. Dit geeft
minder omzet voor de ondernemer en minder precario inkomsten voor de gemeente. Daarnaast bestaat het gevaar dat de vergrote spiegel door horeca ondernemers volgebouwd wordt met
houten plankiers om de worteloneffenheden weg te werken en om daar weer terrasruimte te creeren.
Om de wortelgroei te beperken kan ervoor gekozen worden de bomen te beschouwen als gevangen in een bloempot en door middel van regelmatig beluchten en bemesten de groeiplaats te verbeteren.
Bladzijde 17 van 19
4
FINANCIËN EN PLANNING
4.1 Kostenraming restauratiewerkzaamheden De totale restauratie wordt op € 35.600.000,- geraamd (met een marge van + 20 % / -10%).
De raming is opgebouwd uit verschillende onderdelen: walmuren waarvan de fundering goed is (alleen het restaureren van het metselwerk is geraamd, de fundering blijft staan en behoeft geen bewerkingen); walmuren waarvan de fundering slecht is (zowel de fundering als het erboven
gelegen metselwerk wordt vervangen); herstel kluismuren; herstel beschoeiing en maatregelen
bomen. De bedragen uitgesplitst per onderdeel van deze raming zijn in verband met aanbestedingsrisico's niet in deze rapportage opgenomen.
4.2 Planning De urgentie van de problematiek noodzaakt tot uitvoering op een zo kort mogelijke termijn. Voorgesteld wordt om het project uit te voeren in ca. 5 tot 6 jaar rekening houdend met de seizoenen en gebruik van de grachten en kades.
De werkzaamheden zullen deels in het vaarseizoen uitgevoerd moeten worden. Door de
werkzaamheden per keer tussen twee bruggen aan te pakken, kan het scheepvaartverkeer door een om en om regeling doorgang blijven vinden. De nu nog jaarlijks terugkerende evenementen trekken vele duizenden bezoekers naar de werven. Ook tijdens de herstelwerkzaamheden zal er
voortdurend aandacht bestaan voor gebruikers van de werven en hun veiligheid, in het bijzonder
tijdens evenementen. Met regelmaat wordt geïnspecteerd en zo nodig worden delen van de werven afgezet.
Bladzijde 18 van 19
5
WERFMUREN.
Los van dit project is men dit jaar begonnen met het grootschalig opknappen van de werfmuren. Dit werk wordt vooruitlopend en los van de overige werkzaamheden opgepakt. Voor de restauratie van de werfmuren is een subsidie afgegeven door het ministerie van OC en W. Het subsidiebedrag van OC en W is vastgesteld op € 2.905.493,- incl btw.
De subsidiebijdrage komt dan op € 2.441.590,- ex btw. In de nota Kapitaalgoederen van 2007 is voor de restauratie van de werfmuren € 3.300.000,- ex btw geraamd.
Foto 9 werk in uitvoering, herstel werfmuren nabij de stadhuisbrug
Foto 10 Verwijderen en herstel slecht metselwerk
Bladzijde 19 van 19
