Technische bijdragenFl P-Congres 1982 (II)*Waterinlaat in Venezuela, uitgevoerd als torenconstructieDe eerste bijdrage in deze serie gewijd aaninteressante bijzonderheden van het FIP-congres, is geplaatst in Cement nr. 5 van ditjaar, blz. 307-308.In het STUVO-verslag over het FIP-Congresrapporteerde prof.ir.Ch.J.Vos over boven-genoemd project, gepresenteerd ?n het se-minar 'Other structures', het volgende:'Verrassend hoogtepunt vormde de be-schrijving van een toren in het water. Hetging hier om een 111 m hoge betonnenschacht met een inwendige diameter van7,40 m die dient als waterinlaat in een stuw-meer waar zwaar aardbevingsgeweld is teverwachten met maximale versnellingenvan 0,35 g. Niet alleen de dubbele score inbovengenoemde kwalificatie van 'Otherstructures', maar vooral de totale beschrij-ving van dit ongewone bouwwerk, inclusiefde uitvoeringsproblematiek in een afgele-gen stuk Venezuela met de daarbij behoren-de, eerlijk beschreven kwaliteitsproblemen,maakte deze bijdrage tot een hoogtepuntvan de zitting'.Deze duidelijke waardering noodt uit tot na-dere bestudering van het project. Onder-staand aanvullende gegevens:Het project bevindt zich in het noord-oostenvan Venezuela, op ca. 300 km van de hoofd-stad Caracas in het bergachtige kustgebied.Het waterreservoir in aanbouw zal t.z.t. 500miljoen m3water bevatten ten behoeve vande drinkwatervoorziening van het omlig-gende gebied. Het water wordt daartoe eerstdoor een zuiveringsinstallatie geleid. De in-name geschiedt via een torenhoge schacht,een alternatieve oplcssing waarvoor een'feasibility'-studie werd verricht door deAmerikaanse raadgevend ingenieur prof.B.C.Gerwick Jr.De 111 m hoge schacht bestaat uit een sok-kel van 18 m hoogte en de eigenlijkeschachtopbouw van 93 m. De wanddikte va-rieert van 0,90 m aan de basis tot 0,60 m aande bovenkant. De sokkel is met het oog ophet aardbevingsgevaar verbonden met derotsachtige ondergrond alsmede met deaangrenzende helling van het stuwmeer, enwel door middel van voorgespannen rotsan-kers. Op de toren staat een kraan voor debediening van de inlaatkleppen. Deze kraanheeft ook diensten verleend bij de uitvoe-ring, o.m. bij de montage van de genoemdekleppen. De bovenkant van de toren is viaeen toeleidingsbrug bereikbaar. Van daaruitkan men in het bouwwerk komen.De schacht werd verticaal voorgespannenom de spanningen bij maximale belastingbinnen het elastische stadium te houden envoorts om van een grotere weerstand tegendwarskracht verzekerd te zijn. De voorspan-elementen zijn over 30 kokers verdeeld. Vol-gens berekening had men kunnen volstaanmet 30 kabels van elk 19 strengen, 7 draads00,5". Gezien de beperkingen bij een uit-voering door gebrekkig opgeleid personeel,ging men er echter van uit dat ??n of meervan de kabelkokers bij de uitvoering geblok-keerd konden raken. Om dan de kabels in deandere kokers te kunnen verzwaren beslootmen tot het aanbrengen van ankerplaten diegeschikt zijn voor 22 strengen. Zodoendemocht ??n op de zes kokers geblokkeerdzijn. De uitvoering is blijkbaar boven ver-wachtingen goed verlopen, want alle kokerswaren voor kabeldoorvoering te gebruiken.Desondanks zijn ze alle uitgerust met kabelsvan 22 strengen. De reden daartoe zal nogblijken.Behalve als een hecht fundament, fungeertde sokkel tevens als verbindingselementtussen de ronde toren en de transporttunnelvoor het aan het stuwmuur onttrokken wa-ter. De sokkel werd berekend op kantelmo-ment, dwarskracht en wringing. De con-structie kreeg de vorm van een ruimtelijkdraagwerk dat door middel van twee vlak-ken met de ondergrond, resp. de helling vanhet stuwmeer werd verbonden, ni. de funde-ringsplaat en de frontmuur van de tunnelo-pening. De verticale en de min of meer hori-zontale verbindingen kwamen tot stand met70, respectievelijkerotsankers.RotsankersBij de beschrijving van de uitvoering wordtingegaan op een aantal problemen die nietallemaal terug zijn te voeren op het ontbre-ken van vakbekwaam personeel en de moei-lijke toegankelijkheid van het afgelegen ge-bied. Dat laatste geldt onder meer bij deuitvoering van de rotsankers, het vitaleonderdeel van deze constructie. Gebruiktwerden Dywidag-staven (met schroefdraad)0 35 mm met een standaardlengte van 18,30m voor de verticale ankers. Deze reiken tot14,30 m onder de 2 m dikke funderingsplaat.De ankers zijn vastgezet met een twee-componentenhars die in patronen via eenPVC-buis in de geboorde gaten omlaagwerd gebracht. Met de aangebrachte staafCement XXXV (1983) nr. 7 436Horizontale en verticale doorsnede van dewaterinlaatwerden de patronen stuk gestoten, waar-door de verbinding tussen de twee compo-nenten tot stand kwam. Het voordeel vaneen twee-componentenlijm is dat vrij sneldaarna een proefbelasting op de staaf kanworden uitgeoefend om na te gaan of er vaneen degelijke verbinding sprake is.Het zal begrijpelijk zijn dat met het oog opde harsvulling de gaten bij voorkeur zonauw mogelijk moeten zijn: bij een staaf van35 mm diameter ongeveer 50 mm. Praktischbleek het echter niet mogelijk om bij zulkesmalle gaten in een voldoende rechte lijn teboren. Om die reden werd het boorgat ver-wijd tot 100 mm met uitzondering van dediepst gelegen 2,50 m lengte.Een verder probleem vormde het schoon-maken van de gaten alvorens de harspatro-nen omlaag werden gelaten. Door datschoonmaken kwamen ook de scheurtjes inde wand van de geboorde gaten bloot teliggen waardoorheen de hars kon wegvloei-en. (De ondergrond bestond uit koolhou-dende, donkere kalksteen.)Cement XXXV (1983) nr. 7Bij de proefboringen kwam in enkele geval-len onvoldoende hechting van de rotsan-kers aan het licht. In die gevallen was deremedie het boren van een nieuw gat, dan-wel het bestaande gat met cementspecie teinjecteren en na verharding daarin opnieuwte boren. Dat laatste is natuurlijk een tijdro-vende procedure.Het proefbelasten van de ankers geschied-de met een vijzel kracht tot 830 kN (dat is 0,8maal de breukbelasting) voor de duur van 15minuten. De werkvoorspanning in de ankersbedraagt 630 kN. De bovenste 8 m van deboorgaten waren ge?njecteerd met ce-mentmortel. Reden hiervoor was het verkrij-gen van een extra veiligheid in het geval deharsvulling als gevolg van kruip of andereinvloeden zou bezwijken. Dan dient de ver-harde injectiemortel in staat te zijn om deankerkracht over te nemen.De ongeveer horizontaal verlopende rotsan-kers door de frontmuur kwamen op min ofmeer dezelfde wijze tot stand. De lengte vandeze ankers bedraagt 24 m.Definitieve voorspanning van de ankers hadplaats nadat de funderingsplaat en defrontmuur waren gebetonneerd en verhard.437Op deze plaatconstructies werden de an-kers door middel van een stalen plaatafgespannen. De resterende uiteinden van 2m werden in de wandconstructies opgeno-men en ge?njecteerd.TorenschachtDe torenschacht werd met behulp van eenglijbekisting opgetrokken. Een complicatievormde de opgaande voorspankabels dieter plaatse van de inlaatopeningen moestenworden omgeleid. Dat vergde een grotenauwkeurigheid bij het installeren van dekabelkokers tijdens het glijwerk. Wat hetlaatste betreft moest tevens rekening wor-den gehouden met de geleidelijk afnemen-de buitendiameter door het verloop van dewanddikte.Een aardige opmerking door de rapporteurvan dit project betrof de organisatie van hetarbeidersbestand en de zorg wegens onvol-doende bemanning door ziekte e.d. In ditdeel van de wereld, zei hij, is de uitvoeringmet behulp van glijbekisting dermate unieken derhalve de belangstelling voor en deverbondenheid met dit werk zo groot dat hetziekteprobleem in het geheel geen rol heeftgespeeld.Zoals aan het begin opgemerkt, zijn alle ka-belkokers voorzien van 22 strengen, of-schoon men volgens de berekening met 19strengen had kunnen volstaan. Dat men ditniet heeft gedaan, was het gevolg van eengerezen probleem in het uitvoeringssta-dium. Het bleek namelijk dat het plaatselijkgewonnen toeslagmateriaal voor de beton-samenstelling delen donkere kalksteen be-vatte die van mindere kwaliteit leken te zijn.Nader onderzoek naar de geschiktheid vandit materiaal voor de beschreven doelein-den leidde tot de conclusie dat de duur-zaamheid van het daarmee gerealiseerdeconstructiebeton niet in het geding zou zijn.Wel bestond de kans op een grotere uitdro-gingskrimp dan normaal en mogelijk ook opgrotere vervorming door kruip onder deheersende belastingen. Het toenemen vande krimp en kruip tot mogelijk 75% meerdan gebruikelijk, moest in het constructieveontwerp worden meegenomen. Kruip oplangere termijn zou aanleiding zijn tot eenreductie van de voorspanning, hetgeen dereden is geweest om toch maar alle aanwe-zige strengen (22 per kabel) toe te passen.En dan was er nog het probleem van corro-sie van de voorspanwapening als gevolg vangebrekkige bescherming tijdens het trans-port per boot en gedurende de opslag op hetwerk. Er moest nogal wat staal worden afge-keurd vanwege het gevaar voor brosse brek.Vanwege de lengte van de gespannen ka-bels was het injecteren tamelijk gecompli-ceerd. Op de bovenste ankerplaten werden2 m lange standpijpen aangebracht. Het in-jecteren geschiedde via de onderste anker-platen totdat de specie uit de standpijpenvloeide. Bij de langere kabels gebeurde ditinjecteren in twee of drie stappen op ver-schillende hoogte. In gevallen waarbij de in-jectiespecie de standpijp niet bereikte, werdaanvullend van bove/iaf ge?njecteerd.