WATERBOUW ALGEMEEN ONTWERPBelgion RefiningCorporationDE BERENDRECHTSLUIS,NIEUWE TOEGANG TOTDE ANTWERPSE HAVENfoto:Guido Coolens,Antwerpensteeds dieper komt te liggen. Aan deboyenzijde wordt onder een alluvialeafzetting een laag veen aangetroffen dieop haar beurt zandlagen bedekt. Hetoorspronkelijk waterpeil bevindt zichop + 4,00 m (peil C in figuur 2).Voor de bouw van de sluis in een opensleufmoet de grondwaterstand wordenverlaagd tot peil A (fig. 2). Als gevolghiervan wordt de veenlaag samen-gedrukt en ontstaan aanzienlijke zettin-gen.Omdatdeinvloedsfeervande bemalingzich uitstrekt tot het terrein van een na-bijg~legen raffinaderij, werd beslotendatgebiedafte schermendoor.de aanlegvan een waterdichte wand, een zgn.bentonietscherm. Dit scherm reikt totin dekleihoudende zandlaag op _ r----------~----422,00 m en heeft een lengte van 1000 m. 1 Situering van de nieuwe sluis op delinker Schelde.oeverDe ontwikkelingen in de zee-? vaart worden gekenmerkt? door grotere breedte en diep-gang van de schepen. Voor een zeehavenals die van Antwerpen heeft dat de no~dige consequenties. In de eerste plaats deverbetering van de bevaarbaarheid vande Scheldeen haarestuarium. Daarnaastdienen de schutmogelijkheden op deze?ontwikkelingen te zijn afgestemd.In de naoorlogse uitbouw van de Ant-werpse haven zijn verschillende sluizengerealiseerd. De grootste daarvan is de20 km stroomafwaarts van Antwerpengelegen Zandvlietsluis, niet ver van deNederlandse grens. Deze is tot nog toemet een sluiskolklengte van 500 m eneen breedte van 57 m de grootste terwereld. Maar niet voor lang meer. Teneinde tevoorkomen datdeze sluis als ge-volg van bovengenoemde ontwikkelin~gen in hetscheepsaanbod overbelastzouraken, maar ook met het oog op de ver-dere toekomst, werd besloten naast deZandvlietsluis een tweede sluiscomplexte realiseren. Dat is de momenteel inaanbom.v zijnde Berendrechtsluis,eensluis met dezelfde lengte en diepte, maarmet een breedte van 68 m (fig. 1).Bentonietscherm ter beheersingvan het grondwaterpeilTot de voorbereidende werken behoortonder meer de aanleg van een water-dicht scherm. Voorafgaande aan debouw van de sluis zijn vanzelfsprekendde consequenties van de uitvoering opde omgeving onderzocht.Ter toelichting worden in figuur 2 debodemgesteldheid en het grondwater-niveau weergegeven. Op 50,00 m - peilwordt de zgn. Boomse klei aangetroffendie in de richting noord-oost geleidelijkDe in aanbouw zijnde Berendrechtsluis, niet ver van de Ne-derlandse grens, wordt de grootste zeesluis ter wereld~ Hetontwerp van de sluis is in belangrijke mate gebaseerd op deervaringen die met dergelijk~waterbouwkundige werken inBelgi? zijn opgedaan. Behalve op de hoofdzaken van hetontwerp, wordt ingegaan op e.nkele uitvo~ringsaspecten, zo-als de aanleg van een omvangrijk bentonietscherm en desystematiek bij de bouw van de sluiskolkwanden.26 Cement 1986 nr. 54Dwarsdoorsnede over de.sluiskolkwand, met uitlaatopeningvan een woelkamer in het omloopriool30m20laoy+O.OQ _+9.00-13.50L --18.00L -65.802010o14-13.50~-18.00~3 Sluishoofd met deurnissen, alsonafhankelijke bouwwerken tenopzichte van de sluiskolk+9.00yAangezien zowel het bentonietschermals de kleihoudende zandlaag in geringemate waterdoorlatend zijn, is verdervoorzien in een retourbemaling. Daar-bij is het aantal retourputten zodanigbepaald dat het grondwaterpeil vrij2Bentonietscherm enretourbemaling in verband methandhaving grondwaterpeil in deomgeving van het bouwdoknauwkeurig op hetoorspronkelijke peilkan worden gehandhaafd.Met dagelijkse controle wordt de hoe-ve.elheid water vastgesteld die aan debouwput moet worden onttrokken omdoor middel van retourputten aan deandere zijde van het scherm te wordenge?njecteerd.Sluishoofden, als onafhankelijkeconstructiesSluishoofden en sluiskolk zijn ten op-zichte van elkaar onafhankelijke con-structies. De hoofden omvatten dewaterkering, de deurnissen en het riole-ringssysteem voor het ledigen en vullenvan de sluis. Ze zijn gefundeerd op18,00 m - peil. De fundering is omgevendoor een geheide stalen damwand tot.eendieptevan 22,00 m.Elksluishoofd isuitgerust met twee roldeuren, waarvan??n dient als reserve. De deurnissen zijn81 m lang en verlopen in breedtetrapsgewijs van 12,90 m ter hoogte vande sluisvloer tot 16,90 m aan bovenkantnis (fig. 3). De aanslagdrempels en -stij-len voor de deuren zijn uitgevoerd inPools en Frans graniet.Korte otnloopriolenVoor hetvullen enledigenvan de sluis ishetzelfde systeem toegepast .als bij desluizen Kallo enZandvliet. Hetzijnkor-te omlo,op'riolen m~t eendoorsnede~an7 x 7 m- die door Iillddel van twee Wlel-schuiven met doorsnede van 7,35 x3,65 m2kunnen worden afgeslotenDeriolen monden uit in de sluis via zevenrechthoekige openingen van 5,00 x 3,25m2?Voordat hetwater in de sluiskolk te-recht komt, stroomt het eerst door een50 m lange woelkamer meteen door-snede van 7,00 x 7,00 m2 (fig. 4). Aan debovenzijde van deze woelkamer bevin-den zich zevenopeningendie aansluitenop de uitmondingen indesluiskolk. Zo-wel de vorm als de richting van dezeopeningen dragen bij aan het brekenvan de energie van het binnenstromen-de water. In het meest ongunstige gevalbedraagt de tijd voor het vullen en ledi-gen van de sluiskolk niet meer dan 20minuten.Ten behoeve van de uitvoering van ditbetonwerkgedeelte is gekozen voor eenbekistingspaneel van 3,50 m hoogte.Hiermee werd de nodige flexibiliteit inhet werkprogramma verkregen. De pa-nelen bestaan uit een houten contact-bekisting op een stalen ondersteunings-constructie. Het geheel is aan de onder-zijde voorzien Van zware ankers, zodatbij montage geen verdere verankerin-Cement 1986 nr. 5 27WATERBOUW18.50o lOm 20m 30mUITVOER!NGSTECHNIEK5Dwarsdoorsnede over de sluiskolk.De vloer bestaat uit niet-dragendebetonplaten, voorzien van eendrainagesysteem6Zijbekisting van de vloerplaatonder de sluiskolkwand metuitsparingen voor de zogenaamdeManillakoorden. Deze moeten degronddichtheid tussen de motenverzekeren7 Getrapte uitvoering (fase 3, 4 en 5)van de kademuur, die in opbouwgelijk is aan de sluiskolkwand8Mobiele kranen met grijperstransporteren de betonspecie naartrechters, gemonteerd op dewandbekistinggen nodig zijn. De bekisting is berekendop een druk van 40 kN/m2? De aanvoervan?de betonspecie geschiedt met be-hulp van mobiele kranen met grijpers.Vanuitde grijperwordt de speciegestortin trechters met stortbuizen.De sluiskolkDe sluisvloer tussen beide wanden be-staat uit afzonderlijke gedraineerde be-tonplaten die geen dragende functiehebben (fig. 5).De sluiskolkwanden worden gevormddoor keerwanden, zogenaamde diepge-fundeerde L-muren, bestaande uit eenvloerplaat (funderingszool genoemd). die monolitisch met een frontmuur isverbonden. De breedte van de vloer-plaat bedraagt 18,50 m. De L-muurheeft een totale hoogte van 24,50 m.De wanden worden uitgevoerd in mo-ten van 22 m, onderling gescheidendoor dilatatievoegen. Ten behoeve vande gronddichtheid van die voegen wor-den daarin zgn. Manillakoorden aange-bracht (foto 6).. De sluiskolkwanden worden in vijf fa-sen gestort.- Allereerst de funderingszool. Aan deene zijde wordt tegen het reeds aange-legde zoolgedeelte gestort De anderezijkant, alsmede devoor- en achterzij-de van de zool worden bekist.- In tweede fase wordt het gedeelte on~der 45? aan de voorzijde uitgevoerdmetbehulp vanstalenhekistingspane-len.- In de fasen 3tlm 5worden bekistings-panelen gebruikt met een hoogte van6,50meneenlengtevan 7,50m (foto 7).De stalen frames zijn voorzienvan eenbekistingshuid van multiplexplatenten einde een glad betonoppervlak terealiseren. De bekisting van fase 3wordt verplaatst over rails en ver-ankerd aan het beton van de funde~ringszool. In de vierde en vijfde faseworden de panelen aan de kolkzijdeondersteund door consoles die beves-tigd zijn in het beton van de vooraf~gaande stortfase. De panelen aan debuitenzijde worden gesteld op dereeds uitgevoerde grondaanvulling28 Cement 1986 nr. 5Pier tussen twee toegangsgeulenDe pier die nodig is om de toegangsgeulvoor de Berendrechtsluis te scheidenvan dievoor deZandvlietsluis, is inmid-dels gerealiseerd doorhet afZinken van8 op een rij staande cilindrische caissonsvan 24 m hoogte en een buitendiametervan 19 m, met een onderlinge afstandvan I m. De uitvoering had/plaats bin-nen een damwandkuip (joto JO). Decaissonwand is 0,70 m dik. De ruimtetussen de caissons onderling wordt, tervoorkoming van ontgronding, afgeslo-ten met smalle diepwanden.De caissons werden op maaiveldniveaugebouwd en door regelmatige ver-De heschoeiing Vande toegangsgeul zalworden gevormd door een kademuurdie vrijwel identiekis aan de sluiskolk-wand. Wel wordt deze kademuur voor-zien Van draineeropeningen op 3,50 mafstand hart-op-hart. Deze openingenzorgen voor de afVoer van het grond-water dat wordt opgevangen via eendoor waterdoorlatend weefsel omhuldgrindpakket. Waar ontgraving Van detaluds nietmogelijk was, werd de kade-muur tot een bepaalde hoogte uit-gevoerd als slibwand (foto 9).Voor de afbraak van de bestaande kade~muur dient in totaal 70 000 m3beton teworden gesloopt. De afbraak geschiedtmet behulp van explosieven, waarbijeerst de grond tegen de achterkant vande muur wordt weggebaggerd. Nietminder dan 4 700 kg springstof zal in??n keer tot ontploffing worden ge-bracht. Dit werkonderdeel wordt metgrote zorgvuldigheid voorbereid inver-Aanleg van kademurenBehalve de eigenlijke sluis, moet ookeen toegangsgeul naar de Schelde wor-den gerealiseerd. Dat betekent de af-braak van de bestaande zuidelijke kade-muur en de bouwvan een pier tussen debestaande toegangsgeul naar de Zand~vlietsluis en de nieuwe naar de Beren-drechtsluis. Voorts dient te wordenvoorzien in een haventje waarin kleineschepen het doorsluizen kunnen af-wachten. Over de sluishoofden wordenbasculebruggen aangelegd.9WaOir volledige ontgraving nietmogelijk was, is de kademuurgedeeltelijk als diepwand (slibwand)uitgevoerd10Bouw van de caissons die deonderbouw van depierconstructie vormenachter de voorafgaande stortfase.Ook voor de wanden wordt beton~specie met grijpers van de vracht-wagens naar de bekisting gebracht engestort in trechters op de wandbekis-ting (foto 8). Er worden speciale de- .monteerbarehuizen gehruiktomont-menging tijdens het storten te voor-komen. Deze stortwijze hangt samenmet de gekozen betonsamenstelling.W?peningsstaalWat het wapeningsstaal hetreft, kanworden opgemerkt dat hoofdzakelijkBE40 wordt toegepast, vergelijkbaarmet FeB 400. Toepassing van de Belgi-sche hetonvoorschriften leidt er toe dat,met name voor de grotere staafdia-meters, bij massabeton zeer grote over~lappingslengten moeten worden toege-past. Uit nadere studies is gebleken datBetonsamenstellingDe betonsamenstelling bevat350kg/m3cement. Gekozen is voor cementtypeLK30, zgn. permetaalcement,eenhoog-ovencement met meerdan 85% slak.Be- f-~-~ .,....- -l-_ _~_~~_~~ ~_-jhalve het type en de hoeveelheid cementis alleen de karakteristieke betonsterktevoorgeschreven. De samenstelling vanhet betonmengsel wordt verder aan deaannemer overgelaten. Er wordt ge-.werktmeteenhalf-plastischehetonspe-cie. De gemiddelde kubusdruksterktebedraagtin de praktijk circa 32 N/mm2?De produktie van betonspecie bedraagtgemiddeld 24 000 m 3per maand. Despecie wordt vanafde betoncentrale pervrachtwagenaangevoerd. Inde massieveconstructie-onderdelen zijn dankzij degekozen betonsamenstelling geen spe-cialemaatregelen nodig om de hydrata- L.. ~ ~ ~ ~ ~tiewarmte en de krimp te beperken. de norm vooral toepasselijk is voor con- band met de invloed ervan op de om-structies met ganghare afmetingen. geving. HetpuinVande afbraakzalwor-Voor de massabetonconstructies vanhet . den gebruikt bij de samenstelling vanonderhavige bouwwerk is gekozenvoor het betonmengsel voor een kademuur-een overlappingslengte gelijk aan 40 gedeelte van de sluiskolk.maal de staafdiameter. De minimalehoeveelheid oppervlaktewapening, methet oog op krimpspanningen, werd be-paald op 4 staven 0 16 per meter. Ge-middeld wordt per m3beton ca. 26 kgstaal verwerkt.Cement 1986 nr. 5 29WATERBOUW ALGEMEEN ONTWERPwijdering van de grond onder de con-structie opeen diepte van 20 m ge-bracht. De optredende wrijvingsweer-stand langs de caissonomtrek bij hetzakkenwerd gereduceerd door te voor-zien in een bentonietsmering.Als voordeel van .de caissonmethodewordt beschouwd het verminderen vanrisico's bij uitvoering in een heterogeneondergrond. Daar staat tegenover datvoortdurende controle en bijsturingnoodzakelijk is om het evenwicht tij-dens de bouw niet te verstoren.StaalconstructiesOver de beide sluishoofden zijn in-middels basculebruggen aangebracht;voorts eenderde overhetbenedenhoofdvan de naastgelegen Zandvlietsluis. Hetzijn bruggen met een verzonken tegen-gewicht, dat zich in de zgn. brugkelderin een der landhoofden bevindt. Debruggen wegen zonder het tegen-gewicht elk 1200 ton.De deuren voor sluizen Van deze om~vang zijn indrukwekkende staalcon-structies. De vier voor de Berendrecht-30sluis zijn onderling gelijk (kruiwagen-type) en verwisselbaar. Ze zijn 69,69 mlang, ca. 22,60 m hoog en gemiddeld9 m breed. Elke deur weegt ongeveer1500 ton.De deuren rusten aan de voorzijde oprolwagens onder Water. Aan .de achter-zijde (ae deurniskant) zijnde deurenop-gehangen aan een rolwagen die zichover rails boven water voortbeweegt.Deze rails rusten op consolesinde deur-nissen. Elke deur is voorzien van lucht-kamers ten einde het gewicht van dedeur gelijkmatig over de rolwagens teverdelen. Waterballast in de lucht-kamers verzekert de stabiliteit wanneerde deurinbedrijfis.Deluchtkamerszijnonderverdeeld in 10 toegankelijke sec-ties. Om redenen van reparatie enonderhoud kunnen de deurnissen meteen stalen caisson worden afgesloten.Resum?In maart 1983 werd voor dit project heteerste beton gestort. De opleveringmo~t plaatshebben in de loopvan 1988.Dan zal onder meer zijn verwerkt:4,2 miljoen m3uitgegraven grond;4,5 miljoen m3 gebaggerde grond;670 000 m3 beton;20 000 ton wapeningsstaal.Opgemerkt wordt dat wat betreft dehoeveelheid beton het project groter isdan de stormvloedkering in de Ooster-sehelde. Zo niet financieel. Met de uit-voering van de Berendrechtsluis is eenbedrag gemoeid van 9 miljard BF (prijs-peil 1984). Dat is ca. f 500 miljoen.OpdrachtgeverDe Berendrechtsluis wordt gebouwd inopdracht van het Belgische Ministerievan Openbare Werken, Bestuur derWaterwegen, Dienst Ontwikkeling. Linker Scheldeoever.HoofdaannemerHoofdaannemer van de bouw van deBerendrechtsluis is een bouwcombina-tie, gevormd door:Francois - CFF, BrusselSBBM, BrusselMGB, AntwerpenJan de Nul, AalstVan Laere, BurchtCement 1986 nr. 5
Reacties