Diepwanden op trek belast8201316Diepwandenop trek belastNabij het nieuwe centraal station, in het hartje van Rotter-dam, werd de afgelopen jaren hard gewerkt aan een onder-grondse parkeervoorziening aan het Kruisplein. De werk-zaamheden vonden plaats in ??n van de drukste gebiedenvan het centrum, waar ook volop werkzaamheden warenaan andere projecten. Dit terwijl het dagelijks leven zo veelmogelijk onverstoord moest kunnen doorgaan. De zoge-noemde Kruispleingarage kent een bijzonder ontwerp, waar-bij is gebruikgemaakt van het polderprincipe -alleen in debouwfase- en diepwanden die fungeren als trekelementen.1Veel aandacht voor verticaal en horizontaal evenwicht KruispleingarageDiepwanden op trek belast 82013 172CODEPANEELGRPRUIMTEM_CODECODEPANEELGRPRUIMTEM_CODE7303035284430352844730266schouwburg-pleingaragezuidelijkebuisWeenatunnel=in-enuitritKruispleingarageSchouwburgplein garage = in- en uitritverbindingstunnelmogelijkeaansluiting naarWeenapoint-garageCalypso-woontorendoobraak diepwand Weenatunneldoobraak diepwand rotondeconcertzaalDe DoelennoordelijkebuisWeenatunneldoobraak buitenwand Schouwburgplein garagetunnelmoot rotondetunnelmoot tramplaat500880De nieuwe parkeergarage heeft 760 parkeerplaatsen en sluit aanop een verbindingstunnel naar de bestaande Schouwburg-pleingarage met daarin 730 plaatsen. Daarnaast is er een optiein het ontwerp meegenomen om een aansluiting te maken naareen mogelijk nieuw te bouwen Weenapoint-parkeergarage.De keuze om een ondergrondse parkeergarage te bouwen,komt voort uit de stedenbouwkundige wens een wandelprome-nade te realiseren vanaf het centraal station over het Kruispleinnaar het stadscentrum, terwijl het centrum ook bereikbaarblijft voor autoverkeer (foto 1). Ook was de wens om zo minmogelijk verkeershinder op maaiveldniveau te hebben. Daaromis de ingang van de parkeergarage gemaakt in de zuidelijketunnelbuis van de Weenatunnel (fig. 2, zie ook Cementartikelen`Weenatunnel Rotterdam opgewaardeerd' uit Cement 2006/4 en`Bouwput Weenatunnel' uit Cement 2007/6). Zowel het in- alsuitrijden van de Kruispleingarage gaat via een ondergrondseparkeerstraat en rotonde.Op het dak van de parkeergarage is een waterberging gebouwddie gaat dienen als overstort voor de Westersingel. De oudesituatie gaf bij extreme regenval namelijk veel wateroverlast.GeometrieDe beschikbare ruimte was beperkt om de 156,5 m lange en35,2 m brede parkeergarage te bouwen. Hierbij moest reke-ning worden gehouden met verkeer, trams en aangrenzendebebouwing. Om het gewenste aantal parkeerplaatsen tekunnen realiseren, heeft de garage vijf verdiepingen. Hier-door was een diepe bouwput nodig, met als gevolg groteopwaartse belasting van grondwater en hoge horizontalegronddrukken.Bouwputwand en keldervloerDe bouwputwand is uitgevoerd met zware diepwanden met eenconstructieve dikte van 1200 mm. De keldervloer is uitgevoerdin betonsterkteklasse C28/35 en is 2 m dik. De onderkant vande vloer bevindt zich op NAP -20,5 m. Ter plaatse van deaansluiting op de diepwand is de keldervloer scharnierendopgelegd door middel van een oplegnok (fig. 4 en 5). Hier iseen scharnier toegepast om geen (lees: nagenoeg geen) momentop de diepwand te krijgen. Als de diepwand te veel op buigingzou worden belast, zou zowel de constructieve sterkte als dewaterdichtheid van de diepwand in gevaar worden gebracht.Vloeren en hellingbanenIn de lengterichting van de garage zijn schuine hellingbanenontworpen (fig. 3). Op deze hellingbanen kan worden gepar-keerd. De in het werk gestorte vloeren en hellingbanen zijnmonoliet verbonden met de diepwanden en de kolommen.De belasting hierop bestaat niet alleen uit verticale belasting,maar ook uit de stempelkrachten vanuit de diepwanden. Hetbleek mogelijk de dikte van de vloeren en hellingbanen tebeperken tot 380 mm (met uitzondering van de vloer opNAP -6,5 m, deze is 450 mm dik). De slankheid van devloeren met 380mm hoogte is daarmee: h / L = 1/43. Omdit slanke ontwerp mogelijk te maken, is gekozen vooring. tako Heukels, ir. erik taffijn,dr.ir. albert allaartIngenieursbureau GemeenteRotterdam (IGR)1 Bouwput van de Kruispleingarage ten zuiden van Rotterdam CSfoto: Aeroview2 Overzicht van de Weenatunnel, Kruispleingarage, aansluiting Weenapoint-garage, rotonde, tramplaat, verbindingstunnel, Schouwburgpleingaragebron 2 t.m. 7: IGRDiepwanden op trek belast82013181200 8600 800 14 200 800 8600 1200fase1fase2fase3t.m.8N.A.P.20 500 -2.500 -hellingbaanwaterdrukbehorende bij fasevlakke vloerkeldervloertrekdiepwand2500 -43 Artist's impression van de Kruispleingarage4 Dwarsdoorsnede met verspringende hellingbanen en de trekdiepwanden enfasering opvoeren waterdrukkenBouwput met polderprincipeDe benodigde bouwput is zeer diep. De diepwanden reikenhierdoor tot in de waterafsluitende kleilaag van Kedichem.Daardoor kon worden gekozen voor een bouwput volgens hetpolderprincipe. Als de put wordt leeggepompt, wordt de water-dichtheid door diepwanden gerealiseerd en, tijdens een deelvan de bouw, door de dikke kleilaag aan de onderzijde. Door deaanwezigheid van de laag van Kedichem kon een onderwater-betonvloer tijdens het leegpompen van de put worden uitge-spaard en kon de keldervloer in de ontstane polder in dendroge worden gerealiseerd.Uit de beschouwing van het verticale evenwicht tijdens deverschillende bouwfasen bleek dat een bepaalde bouwfase(reeds gestorte delen) onvoldoende gewicht had tegen dewaterdruk, zelfs met bemaling onder de bouwput. Extra veran-kering is daarom nodig gebleken. Gekozen is voor het toepas-sen van twee zogenoemde trekdiepwanden (fig. 4). Dezeworden net als de diepwanden aan de buitenzijde ook op grotediepte aangebracht maar stoppen op de hoogte van de kelder-vloer. De keldervloer wordt verankerd aan deze diepwanden,zodat ze als trekelementen gaan dienen. Deze diepwandenbevinden zich over de gehele lengte van de bouwput.Na het realiseren van de keldervloer is de waterdruk onderdeze vloer in stappen opgevoerd. Tot die tijd werd onder denog in aanbouw zijnde keldervloer bemalen. Telkens wanneereen verdiepingslaag was gerealiseerd, werd de waterdruk ??nstap opgevoerd. In iedere fase van de bouw moest er een juistevenwicht worden gevonden tussen het gebouwde deel en deop te voeren waterdruk.De trekdiepwanden reageren in de gebruikstoestand als lineaireveren. Uit de berekeningen bleek echter dat in de uiterstebetonsterkteklasse C53/65. Dit heeft met name voordelenten aanzien van de op te nemen stempelkrachten en toelaat-bare dwarskrachtspanningen.KolommenDe hoogte van de hellingbanen varieert ten opzichte van naast-gelegen vloeren, waardoor de stempelkrachten via kolommenmoeten worden doorgegeven (fig. 4). Deze kolommen wordendaardoor zwaar belast op moment en dwarskracht. De meestvoorkomende kolommen zijn maximaal 2 m ? 0,75 m in door-snede en ter plaatse gestort in betonsterkteklasse C53/65.WaterbergingOp het dak bevindt zich over de totale oppervlakte eenwaterberging met een bergingshoogte van circa 1 m. Bovenop de waterberging komt de bestrating van de wandelprome-nade en zijn er boombakken geplaatst. Uitgangspunt bij hetontwerp op maaiveldniveau is dat al het verkeer hierovermogelijk moet zijn. Het dak van de garage wordt daardoorzwaar belast en is daarom opgebouwd uit prefab lambda-liggers in combinatie met een druklaag van ongeveer200 mm. Het geheel is monolitisch verbonden met de diep-wanden en loopt statisch onbepaald over de middenas door.De waterdichtheid wordt gewaarborgd door de combinatievan de betonnen druklaag met een laag bitumen.Op maaiveldniveau zijn de uit staal en glas opgebouwde entree-gebouwen en stalen ventilatiekokers van de garage zichtbaar.3Diepwanden op trek belast 82013 1965diepwandW9 U-ionthechlaag-20 500acme-profiel injectie slangenoplegmateriaalkeldervloernok20005 Detaillering oplegnok6 Bekisting kolommen met stempelraamHinderOmdat bouwen in een complexe stedelijke omgeving grotetechnische risico's en hinder voor de omgeving geeft, zijn gedu-rende het bouwproces kritieke parameters nauwlettend gemo-nitord. Hieronder vallen onder andere de (trek-)diepwanden,maar ook de stempelkrachten en de zettingen en verplaatsingenvan omliggende bouwconstructies. Op basis van geotechnischevoorspellingen zijn er vooraf maatregelen bedacht in de vormvan een vijzelconstructie voor een appartementencomplex,omdat er risico was op het verzakken van de fundering alsgevolg van het realiseren van de bouwput. Tijdens de uitvoe-ring is de impact op de omgeving tot een minimum beperktgebleven. Ontstane zettingen voor het appartementencomplexzijn binnen de kritieke waarden gebleven. Daardoor heeft mende ontworpen vijzelconstructie niet hoeven toepassen.Veel van de risico's zijn van tevoren ge?nventariseerd en waarmogelijk is het ontwerp erop afgestemd. Zo is er gekozenstekankers voor de hellingbanen en tussenvloeren mee te vlech-ten in de diepwandwapeningskorven. Dit heeft ervoor gezorgddat het inboorwerk tot een minimum beperkt kon blijven en degeluidshinder voor de omgeving dus ook. De aannemer heeftgrenstoestand de trekdiepwanden in een plastische tak van hettrekdraagvermogen komen en de buigende momenten endwarskrachten in de keldervloer daardoor substantieel toene-men. De betonconstructie is hierop gedimensioneerd (fig. 4)voor zowel bouwfase als gerede fase.UitvoeringEr is veel aandacht besteed aan de uitvoering van de diepwanden.De diepwanden zijn volgens een continu stortproces -zonderstortnaden- gemaakt om een betere waterdichtheid te garanderen.Hiermee is het risico op verzakkingen van de ondergrond en deinvloed op de dichtbebouwde omgeving beperkt gebleven.Aan de kopzijden van de bouwput (Weenatunnel- en rotonde-zijde) is gewerkt met de wanden-dakmethode en zijn tijdens deontgraving delen van de tussenvloeren gebuikt als tijdelijke enpermanente stempeling.In het midden van de garage is in de bouwfase gebruikgemaaktvan tijdelijke stalen stempels. In tussenfasen is een reedsgestorte vloer door middel van halve stempels gesteund naarde diepwand. Dit om een laag hele stempels te kunnen verwij-deren die een blokkade vormde voor de daarna te stortenhellingbaan. De tijdelijke halve stempels mochten pas wordenverwijderd als er voldoende verticale normaaldrukkracht(gewicht) in de kolommen aanwezig was en de aansluitendevloeren geheel waren gestort. Als niet aan deze voorwaardenzou worden voldaan, zouden de kolommen kunnen bezwijkenen daarmee de stempeling van de bouwput.Met name de architectonische keuze om de kolommen schuinuit te voeren, zorgde voor verdere complexiteit in de uitvoe-ring.De meeste uitdagingen in de uitvoering kwamen voort uit eengeringe werkruimte in relatie tot de aanwezige stempeling enhet bouwterrein (foto 7). De aannemer heeft vanwege hetgeringe bouwterrein op maaiveldniveau een portaalkraan eneen traverse gebruikt om materiaal te kunnen aanvoeren.Diepwanden op trek belast820132077 De meeste uitdagingen in de uitvoering kwamen voort uit een geringewerkruimte in relatie tot de aanwezige stempeling en het bouwterreinDe komende tijd zal het aanverwante project, de verbindings-tunnel naar de bestaande Schouwburgpleingarage in een nieuwcontract worden uitgevoerd. Naar verwachting wordt deverbindingstunnel in de zomer van 2014 opgeleverd. proJectgegevensproject Kruispleingarageopdrachtgever Gemeente Rotterdamconstructeur Ingenieursbureau Gemeente Rotterdamaannemer Besixleverancier prefab dakliggers Betonsonoplevering november 2013door een strakke uitvoering de opgelegde maatvoeringstoleran-ties van de stekankers goed kunnen waarmaken. Ook de voor-spelde scheurwijdten van de tussenvloeren en hellingbanen, opbasis van ingewonnen advies van de TU Delft, zijn uitgekomen.Er zijn wel scheuren geconstateerd, maar deze bleven onder dekritieke waarde van 0,2 mm, wat is voorgeschreven bij milieu-klasse XD1.Ook de gemonitorde vervormingen van de keldervloer, de trek-diepwanden en de aangrenzende Weenatunnel zijn binnen degestelde waarden gebleven.Tot slotDe Kruispleingarage kent een bijzonder ontwerp, waarbij ineen drukke stedelijke omgeving het mogelijk is gebleken eenzeer diepe bouwput te realiseren in een tijdelijke polder. Groteuitdagingen zaten in de complexe faseringen, het opvoeren vande waterdrukken, het aanbrengen van stempelingen en debeperkte werkruimte tijdens de uitvoering. Er was continuaandacht nodig voor het verticale en horizontale evenwicht vande bouwput.De uitvoering van de garage is al met al naar wens verlopen,waarbij impact voor de omgeving en aangrenzende projectentot een minimum beperkt is gebleven. De opening was op25 november 2013.DeelprojectenDit artikel gaat alleen in op het ontwerp en de realisatie van deKruispleingarage zelf. Er is niet ingegaan op deelprojecten zoalsde verbindingstunnel en de bouw van en de doorbraak naar detunnelmoot rotonde. Deze deelprojecten komen in een laterCementartikel aan bod.