? waterbouw ? uitvoeringstechniek?ing.P.M. van Beurden, Kombinatie Aansluiting IJ-boulevarding.E.Freriks, Van Hattum en Blankevoorting.R.W.F.Meijer, Kombinatie Kunstwerken ZeeburgIn hetmei-nummervan Cementis hetontwerp van de verbredingvan deZeeburgerbrugbe-sproken. In dit artikel komt de uitvoering aan de orde, in het bijzonder de productie enmontage van de voorgespannen prefab balken.Gelijktijdig met het betonwerk is het grondwerkvoor de op? en afritten uitgevoerd. In ver-band met de aanwezigheid van een 8 tot 12 m dikke laag slib is hiervoor een nieuwe me?thode van bouwrijp maken ontwikkeld: onderdrukconsolidatie.AANSLUITINGIJ-BOULEVARD RIJKSWEG 10 (lIDUITVOERINGSASPECTENCD IJ-meer voor een deel gedempt voor hetmaken van de op- en afritten naar de Zee-burgerbrug. Oostelijke helft Centraal Viaductin aanbouwfoto: Bob Fleumer Aerial photography bv,WestzaanBouwrijp maken door middel vanonderdrukconsolidatieVoor de aansluiting van de IJ-boulevard opde ringweg A10 nabij Amsterdam moest eendeel van het IJ-meer worden gedempt (foto1). Voor de aanwezige dikke laag slib is eennieuwe methode toegepast: consoliderenmet behulp van de onderdrukmethode.De bodem bestaat namelijk uit een 8 tot 12m dikke laag (verontreinigd) slib boven dedraagkrachtige zandlaag. Dit slib bestaatuitveenhoudende klei en is tot grote diepte sa-mendrukbaar. Boven dit slappe slib staatruim ??n meter water, zodat de locatie nau-welijks toegankelijk was. Uitgaande van debestaande methoden zou het slib moetenworden weggebaggerd en gestort. Een ande-re mogelijkheid zou verticale drainage envoorbelasting met zand zijn. Beide metho-den kosten veel tijd om een bijna zettings-vrije ondergrond te cre?ren.Om de consolidatietijd aanzienlijk te bekor-ten,stelde het Instituut voor Funderingsex-pertise IFCOeen andere aanpak voor: con-solideren van het slib met de onderdrukme-thode.Samen metRijkswaterstaat heeftde Kombi-natie Aansluiting IJ-boulevard deze unieketechniek eerst in eenproefvak van 80 x 200m2 in de praktijk getoetst.Op basis van bestaande technieken om ka-bels in de bodem te spuiten is een speciaalwerktuig ontworpen, het zogenoemde mes(foto 2). Dit holle mes (11 m hoog, 5 m breeden 300 mm dik) wordt aan een ponton be-vestigd en in verticale stand door de slibbo-dem getrokken. De snijrand aan de voorzijdeis over de gehele hoogte voorzien van spuit-openingen. Door deze openingen kan waterworden gespoten om de bodem voor hetmes los te woelen als lagen met grote weer-stand doorsneden moeten worden. Via eenkoker in het mes wordt een drainagestrengop diepte gelegd, terwijl door leidingen in hetmes de snede tegelijkertijd wordt opgevuldmet zand. Zo ontstaan zogenoemde 'zand-muren' in het slib met daarin een drainage-streng op circa ??n meter boven de onder-kantvan dezandmuur. ~CEMENT1997/6 23lIII.lIII-w.:.:.,:::at.:oe:.:.r:::.bo=-u:::'W~~~__,.-OI.-,....::u.:.:.it"-vo=-e::..:r.:.:.in-,,,g>.::s..:.;te::..:c,,-h.:.:.n.:.:.ie:.:.k,-,~.-J.'-- ---'ei) Holle mes (11 m hoog, 5 m breed en300 mmdik) wordt verticaal door slibbodemgetrokkenfoto: Marcel K?ppen, Gorinchem@) Pompen opgesteld op aanvulling? Pompen opgesteld op pontons24De bovenste metervan de sleuf laatmen vol-lopen met het slib uit de omgeving ter afdich-ting van de waterdoorlatende zandmuur.De zandmuren worden op een onderlinge af-stand van circa 5 m gemaakt. De drainage-strengen lijn voorzien van blinde eindstuk-ken, die de drainagestreng op volle diepteverbinden metpompen op pontons (foto 3)of op de wal. Door deze pompen wordt eenonderdruk in de verticale drainagesleuvenen het omringende slibpakket gecre?erd,waardoor het grondwater via de landmurenen de drains wordt afgevoerd. Het pakketslappe lagen wordt daardoor samengetrok-ken. Directnadat zetting begint op te treden,wordt zand opgespoten. Deze bovenbelas-ting versnelt het proces.Op de bouwplaats bij de Zeeburgerbrug iseen groot zanddepot ingerichten een meng-enpompinstallatie voor de zanddoseringopgesteld. Via een drijvende leiding is hetzand naar het mesponton verpompt. Na hetaanbrengen van de strengen is maanden-lang met een reeks pompen het grondwateruit het slibpakket gepompt. Tegelijkertijd isdoorte sproeien geleidelijk aan zand op hetproefvak aangebracht. Nadat het zand totvlak onder de waterspiegel was opgehoogd,is de aanvulling verder in den droge metvrachtwagens en shovels voltooid (foto 4).De zetting van hetslibpakket bedroeg na ze-ven maanden al 3 tot 4 m, zodat voldoendedraagkrachtwerd verkregen om dewegen ophet zandlichaam aan te leggen.ResultaatDe resultaten met hetproefvakvan 80 x200m2waren zo goed, dat ook het overige ge"bied voor de aansluiting van de IJ-boulevardop deze wijze is geconsolideerd. Bij de defi-nitieve toepassing is het pompensysteemnog verbeterd. Ook het monitoren van de ho-rizontale bewegingen in het slibpakket isverbeterd doorgebruiktemaken van helling"buizen, zodat het tempo van ophogen daar-op nauwkeurig kon worden afgestemd enhet risico van afschuivingen werd beperkt.Bouw Centraal ViaductHet doorgaande verkeer over de ringwegA10kruist de IJ-boulevard over het CentraalViaduct. Dit viaduct ligt in het grondlichaamtussen het landhoofd van de Zeeburgerbrugen de in-/uitgang van de Zeeburgertunnel.De weg over het viaduct bestaat uit twee-maal drierijstroken. Dooromleggingvan drierijstroken in westelijke richting kon de ooste-CEMENT1997/6lijke helft van het viaduct worden gebouwd(foto 1). Daarna is de oostelijke rijbaan overhet nieuwe viaduct teruggelegd, zodat dewestelijke helft kon worden gebouwd (foto5). Vervolgens is ook de westelijke rijbaanover het nieuwe viaduct in ere hersteld.Vanwege het verticaal alignement van deA 10 tussen het landhoofd en de ingangvande tunnel, komt het nieuwe viaduct tamelijklaag te liggen. Om toch voldoende doorrij-hoogte te verkrijgen, moest de U-boulevardter plaatse omlaag worden gebracht. Daar-voor is onder het viaduct door middel vaneen damwand een polderconstructie ge-maakt. In de damwandkuip is een filtercon~structie met afvoer naar een pompenkelderaangebracht voor het verzamelen en afvoe-ren van regenwater en eventuele opvangvan gevaarlijke stoffen. Het noordelijk land-hoofd is hoog gefundeerd op korte betonpa-len in de zandbaan van de rijksweg; het an-dere landhoofd is gefundeerd op een combi-wand om in de toekomst een trambaan on-der het viaduct te kunnen aanleggen.De constructie van het viaduct is conventio-neel en bestaat uit een dekconstructie vanvoorgespannen prefabkokerbalken metdwarsvoorspanning. Erisgeen druklaagtoe-gepast; het asfalt is direct op de balken aan-gebracht.CEMENT1997/6Nieuwe op- en afrit ZeeburgerbrugVoor het cre?ren van de op- en de afritmoestde Zeeburgerbrug worden verbreed. Daar-voor is door de Bouwdienst Rijkswaterstaateen constructie ontworpen, waarbij de be-staande pijlers worden verbreed. Daaropworden 57,5 m lange prefab betonbalkenopgelegd.Daar waar deop- en afritten vrij van de brugkomen, Is deze grote overspanning nietmeer nodig. De losstaande pijlers zijn danook op kleinere afstanden van elkaar gezet(35 m), zodat hier een gangbaartype prefabbalk kon worden gebruikt (foto 5).Als werkterrein was op de bestaande brugslechts de vluchtstrook beschikbaar. Dit be-tekende dat die ruimte alleen gebruikt konworden voor aanvoer van materialen. Elkeopslag van wat dan ook, zou de doorgangblokkeren. AI het werk aan de pijlers is danook vanaf het water uitgevoerd met kraan-pontons en dekschuiten.Verbreding pijlersVoor de verbreding van de pijlers zijn vanafpontons betonpalen geheid. Op de palenwerd op waterniveau een gewapend-beton-nen werkvloer gemaakt. Daaromheen wer-den prefab schorten geplaatst, die diendenals bekisting en voor het eenvormige uiterlijk(foto 6).Deze schorten steken iets onder hetwateroppervlak. De pijler werd vervolgens? Westelijke helftCentraal Viaduct in aan-bouw; grondwerk voor de opritten in uitvoe-ringfoto: Aerophoto Schipholmet droge voeten afgebouwd. Door dezemethode was het nietnodig om rond elke pij-ler een damwandkuip te plaatsen.Ter plaatse van enige pijlers nabij het noor-delijk landhoofd ontbreekt de tweede zand-laag op ongeveer 25 m diepte. Hier bevondzich in de Ijstijd een stroomgeul, de zoge-noemde Oer-IJ-geul. Deze pijlers moestenworden gefundeerd op een zandlaagdiezichop ongeveer 45 m diepte bevindt. Hiervoorzijn stalen palen gebruikt met een diametervan 850 mm en een lengte van bijna 50 m.Deze zijn in ??n lengte geheid tot een inhei-niveau van NAP- 47,5 m. Na het heien is degrond uit deze palen verwijderd door middelvan knijpen, pompen, airliften,pulsen en uit-eindelijk ook door boren. De palen zijn daar-na met behulp van een tremiepijp met betongevuld. ..25? bruggenbouw ? uitvoeringstechniek ? prefabricage? Prefab schorten als bekisting voor depijlers, die zo lang mogelijk worden vrij ge-houden van de bestaande pijlerso Fabricage van de balken op betonfa-briek te Kats; een aantal gerede balken enprefab koppen is zichtbaarVoor de pijlerwanden isgebruik gemaaktvangrote bekistingsschotten die konden wor-den aangepast aan de benodigde hoogtevan de pijlers (foto 6).De nieuwe pijlers zijn in eerste instantie vrij-gehouden van de bestaande. Pas nadat debalken en de druklaag waren aangebracht,mocht de verbinding tussen bestaande ennieuwe pijlers worden gemaakt. Hiermeewerd voorkomen dat de nieuwe pijler aan debestaande zou gaan hangen met het risicovan ongewenste zettingen.Productie van de balkenDe prefab betonbalken voor de verbredingvan de Zeeburgerbrug (47 stuks in totaal)zijn 57,5 mlang, 3,15 m hoog en wegen 200ton. In het bouwteam was al veelvuldig ge-sproken over de mogelijke locaties voor defabricage van deze balken. Hieruit kwam hetproductieterrein van de Combinatie Ooster-schelde in Kats als enige mogelijkheid naarvoren, omdat daar de faciliteiten aanwezigzijn om zeer grote elementen teproduceren,te hijsen en voor hettransport op pontons teladen; twee 300 tons brugkranen met eenoverspanning van 60 m en een totale lengtevan 600 m inclusief de haven.Transport over water was gezien de afmetin-gen en de massa de enige mogelijkheid. Ge-kozen is voor een route binnendoor.Op het productieterrein in Kats bevindenzich twee 8 tons traversekranen onder de300 tons brugkranen. De breedte van hetwerkterrein voor de balken is bijna 32 m ende lengte 110 m (foto 7).De kopkist metvlechtplaats en opslag zijn bijelkaar geplaatst. Zo ook de vlechtplaats enwapeningopslag. De ruimte hiertussenwordt benut voor de opslag van wape-ningsnetten, prefab koppen, stoomaggre-gaat, bediening trilapparatuur enz.De koppen van de balken zijn geprefabri-ceerd. Deze koppen bestaan uit een ver-zwaard gedeelte met een lengte van 1650mm en een aanzetstuk van de I-vormige lig-ger met een lengte van 600 mmoIn een vlechtmal zijn de wapeningsnetten26 CEMENT1997/6liggend gevlochten en gelasten voorzien vande spanankers, voorspanomhulling, stekan-kers en conussen. De bekisting is voorzienvan een lossebodem, de zijschotten kunnenhydraulisch 30? worden geopend (foto 8). Opde bodemkist en zijkist zijn 12 afzonderlijkbedienbare laagfrequente trilmotoren aan-gebracht.Voor de temperatuurbeheersing zijn langsde zijschotten vaste isolatiezeilen gemon-teerd; de bovenzijde is voorzien van een de-montabel ge?soleerd dak.Na het vlechten wordt het complete wape-ningsnet uit de mal gehesen, daarna gekan-teld en op de demontabele bodem beves"tigd. Net en bodem worden zodanig in de be-kistingsmal geplaatst, dat het spanvlak on-der ligt. Daardoor is de verdichting rond deankers optimaal en wordt de stortzijde de la-tere aansluiting op de ligger.Met dekubel wordt de kop in ??n keer volge"stort. Het trillen volgt het stortfront, de bo-venste meter wordt bovendien met de tril-naald bij- en nagetrild. Daarna wordt hetstortvlak ingespoten met oppervlaktevertra-gerom naderhand een ruw oppervlakte kun-nen maken.De ruimte tussen de kist en de isolerendezeilen wordt directna hetstorten met behulpvan heteluchtkachels verwarmd. De tempe-ratuur wordt op circa 20 ? 25 ?e gehouden.De volgende dag wordt de kop bij voldoende(15 N/mm2 ) sterkte ontkisten uit de mal ge-hesen met de 300 tons kraan. De kop wordtin de lucht hangend in de juiste richting ge-draaid. Nadat de bodemkist is verwijderd,wordt de kop 90? gekanteld,zodat het span-vlak verticaal komt te staan. Na het afspui-ten en afdekken van het stortvlak wordt dekop in opslag gezet.? Prefab kop wordt uit bekisting gehesen.Losse bodem, zijschotten hydraulisch onder30? te openenVoor de fabricage van de balken worden intwee vlechtmallen de wapeningsnetten lig-gend gevlochten en gelast. De onder- en bo-venflens van de netten worden geprefabri-ceerd. De gerede netten worden met eenevenaar uit de mal gehesen en rechtop ge-zet.De wapening van een ligger bestaat uit vierwapeningsnetten, voorzien van supportenen voorspanomhullingen; twee eindnetten,??n tussennet en een pasnet.Op de opslagplaats worden twee hijssets inelkaar gezet, elk bestaande uit een prefabkop, een eindnet en een tussen-, respectie-velijk een pasnet (foto 9). De twee hijssetsworden in de liggerbekistinggeplaatsten sa-mengebouwd.CEIVIENU997/6E?n uiteinde van de kist is de vaste positie.Aan de andere zijde wordt de hijsset op eenvariabele afstand geplaatst, afhankelijk vande lengte van de ligger.Na het sluiten van de bekisting is de liggerstortklaar. Het storten gebeurt met eenpompmixer die de kist in vier lagen volstort.De verticale stortsnelheid is 1,5 m per uur.Aan de slang is een dunne stortpijp (diame-ter 100 mm) bevestigd die door de wape-ning steekt, zodat de valhoogte in verbandmet de ligging van de voorspankanalenmaximaal 2,5 m bedraagt. Het trillen volgthet stortfront. Daarna wordt de ligger afge-dekt (foto 10) en wordt de ruimte tussen debekisting en de isolerende zeilen met be-hulp van stoom verwarmd.? Hijsset, bestaande uit prefab kop, eind-net en tussen- of pasnet27? bruggenbouw ? uitvoeringstechniek?@ Temperatuurverloop tijdens stomen in midden (a) en aan zijkant van de ligger (b)Montage van de balkenDe beperkende factor voor de montage vande balken was de waterdiepte ter plaatsevan de Zeeburgerbrug. Die bedraagt nietmeer dan 1,5 m, meestal minder. Uit milieu-overwegingen mocht er niet gebaggerd wor-den. Montage met drijvende bokken leekhierdooruitgesloten. Eris toen een methodeontwikkeld waarbij de balken over een stei-ger van de transportpontons gereden zou-den worden op zwaar-transportdollies. Dezezouden dan de brug opgereden kunnen wor-den over de vluchtstrook en met specialehijsportalen op hun plaats gebracht kunnenworden.Voor het beton B 55 is een mengsel gebruiktdat is weergegeven in tabel 1. Door de grotevalhoogte was een zeer plastisch, stabielmengsel in consistentiegebied 4 noodzake-lijk.De verharding is gesimuleerd met het Fem-masseprogramma HEAT. De verhardings-controle is onder meer uitgevoerd met rijp-heidscomputers.Na een periode van 4 tot6 uurstomen, waar-bij de temperatuurtot 52 ?Ckan oplopen (fig.11), wordt nagestoomd op halve kracht. Detemperatuur daaltdan tot 20? 25 ?C. Als vol-doende sterkte (27 N/mm2 ) is bereikt,meestal na een dag, wordt de zijbekisting ge-opend. De ligger wordt dan gedeeltelijk ge-spannen met vier van de zeven kabels (foto12). Met de 300 tons kranen wordt de liggeruit de kist gehesen en in opslag gezet. Deresterende drie kabels worden gespannenbij de eindsterkte B 55 na 28 dagen.44,036,729,35449443934LJoL:::J 29:::J+-m 24L.(IJ0.. 19E(IJ+- 141:+----,-----.,.~__r_-.-------....,..------,0,0 7,3 14,7 22,0~ tijd (uren)? Liggerbekisting met isolerende zeilen wordt aangebracht@ Spannen van de eerste vier kabels Bij de productie van de balken deed zich ech-ter een probleem voor. De eerste balk be-zweek bij hethijsen uitde kist doorkantelkip.(Dit probleem zal uitgebreid worden be~schreven in Cement van september 1997).Gelukkig was er tijdens de ontwerpfase re-kening mee gehouden dat de balken in ver~band met transport opgelegd zouden kun-nen worden tot een afstand van 5 m van dekop. Hiervan is gebruik gemaakt door hethijspunt tot 5 m van de kop te verplaatsen.Het risico vankantelkip werd hierdoor sterkgereduceerd.Het geplande systeem van plaatsen methijsportalen werd door deze ontwikkelingniet meer uitvoerbaar. Het plaatsen met drij-vende hijswerktuigen bleef als enige moge-lijkheid over, maar dan moest wel het pro-bleem van de waterdiepte worden opgelost.28 CEMENT1997/6Tijdens de bouw van de pijlers was al enigetijd met bootjes en pontons langs de brugheen en weer gevaren; aanvankelijk ging ditmoeizaam, maarmetverloop van tijd steedsbeter. Er zijn daarom proeven gedaan methet over kleine afstand opzij schuiven van demodder. Zo zou een werkbaar gebied kun"nen worden gemaakt zonder te baggeren ofte graven. Daarom is uiteindelijk beslotentoegangsgeulen meteen vaardiepte van 2 mte maken en de balken metbehulp van drij-vende bokken te plaatsen.Vanwege de beperkte vaardiepte en de ge-voeligheid voor kip is besloten de balkenmettwee bokken te plaatsen. Op deze wijzezijn 37 balken gelegd ten noorden van deDiemerzeedijk (foto 13).Ter plaatse van de dijk echter, konden debal-ken voor ten minste ??n overspanning nietdoor bokken worden geplaatst. Daarvoor isuitgegaan van aanvoer van de balken opStrassenroHers over de vluchtstrook. Voorhet hijsen en plaatsen zijn diverse mogelijk-heden overwogen:a. een bok ofkraan aan elke kantvan de dijk,die de balken van de dollies zouden af-pakken;b. ??n kraan op het brugdek om de balkenvan de dollies te hijsen;c. twee kranen ophet brugdek om de balkenvan de dollies te hijsen;d. hijsportalen op de brug zoals oorspronke-lijk voor de gehele verbreding was voor-zien;e. twee kranen onder of naastdesteunpun-ten op speciaal gemaakte opstelpuntenop palen of op aanvulling.Oplossing a. was moeilijk vanwege de gerin-ge waterdiepte aan de zuidzijde van de Die-merzeedijk; oplossing b. bleek onmogelijkwegens de belasting op de bestaande brug;oplossingc.leek uitvoerbaarals de stempel-krachten goed door de bestaande brugko-ker op de pijlers konden worden overge-bracht; oplossing d. was uitvoerbaar maarerg kostbaar vanwege de eenmalige hulp-constructie en oplossing e. was eveneensuitvoerbaar maar te kostbaar.Oplossing c. is gekozen op grond van detechnische en economische haalbaarheid.Omdat de waterdiepte rond drie pijlers aande zuidzijde van de Diemerzeedijk een pro-bleem bleef vormen, is er uiteindelijk voorgekozen om deze methode toe te passenvoor het plaatsenvan de balken van drie vel-den. Deze operatie konin??n weekend (vanvrijdagavond 20.00 uur tot zondagochtendcirca 05.00 uur) worden uitgevoerd.CEMENT1997/6Tabel 1Samenstelling betonmengsel prefab ba/kenMetde drijvende bokken zijn de balken op debrug op dollies gezet. Over de bestaandebrug zijn ze naar het betreffende veld gere-den, waartweemobiele 500 tons kranen ge-reed stonden. Deze legden de twee balkenvan een veld op hun plaats (foto op omslag)en gingen vervolgens naar het volgendeveld. Gedurende deze operatie is het ver-keer over de Zeeburgerbrug in noordelijkerichting gestremd geweest.? Monteren balken met twee bokkenDe drijvende bokken hebben ten slotte devier resterende balken voor de laatste tweevelden geplaatst.Het werk ligt geheel op schema en zal eind1997 worden opgeleverd.?29