thema1 201642themaAlternatieveoplossing voorwaterdichtekelderwandenBij het ontwerpen van kelders onder degrondwaterspiegel is het altijd devraag hoe moet worden omgegaanmet waterdichtheid. Deze waterdicht-heid kan door het ontstaan van water-voerende scheuren sterk wordenondermijnd. Voor het ontstaan van diescheuren zijn verschillende oorzaken.Ook de oplossingen zijn niet altijdeenduidig. Moeten we bijvoorbeeldwapenen, injecteren of dilateren? Eenalternatief voor deze oplossingen ishet aanbrengen van schijnvoegen.15 jaar na de bouw is deze oplossing,zoals toegepast bij het World PortCenter in Rotterdam, ge?valueerd.1Aanbrengen van schijnvoegen onder meertoegepast in World Port Center in RotterdamAlternatieve oplossing voor waterdichte kelderwanden 1 2016 43Of een kelder waterdicht is, is afhankelijk van de mate vanscheurvorming die in de omhullende constructie optreedt. Dehoeveelheid vocht die door deze scheuren de kelder binnen-dringt, wordt bepaald door de grootte van de scheurwijdte, deaanwezige waterdruk en de dikte van de betonwanden. Hoeveelvocht de kelder mag binnendringen, is afhankelijk van de functievan de kelder: voor een parkeerkelder gelden minder strengecriteria dan voor een waardevol archief dat ondergronds wordtbewaard. Dit vertaalt zich in de eisen aan de maximale scheur-wijdte waarop de constructie moet worden ontworpen [1].Oorzaken scheurvormingDat scheurvorming in betonconstructies optreedt, is voorconstructeurs een gegeven. Belangrijkste oorzaak van scheur-vorming is de primaire krachtswerking in een constructie,ofwel de spanningen in het beton die ontstaan door belastingenvan buitenaf. Deze scheuren zijn goed te beheersen en zullenniet vaak watervoerend zijn.Een belangrijke oorzaak van scheuren die wel watervoerendzijn in vooral kelderwanden, is verhinderde vervorming doorde krimp van het beton. Er zijn ook andere oorzaken die eenrisico op scheurvorming introduceren, zoals zettingsverschillendoor verschillen in de belasting uit de bovenbouw. Een voor-beeld daarvan is een hoogbouw die slechts op een deel van dekelder aanwezig is. Onder de hoogbouw treden zettingen op,terwijl het gedeelte zonder bovenbouw door aanwezige water-druk juist omhoog wil verplaatsen. Als de zones met verschil inzettingsgedrag worden gekoppeld door stijve constructieveelementen, kan dit ook een oorzaak zijn van scheurvorming.Voorspellen scheurvormingScheurvorming van kelderconstructies door primaire krachts-werking is op basis van de rekenregels in de Eurocode goed tevoorspellen. Het voorspellen van scheurvorming in kelderwandendoor verhinderde vervorming is veel lastiger, omdat daarbij eengroot aantal factoren een rol speelt.? De kelderwanden worden gestort op een vloer die al enkeleweken oud is. De vloer heeft daardoor al een deel van dekrimp ondergaan die de wand nog moet ondergaan.? De vrijkomende hydratatiewarmte zorgt ervoor dat de wand? na al een zekere sterkte en stijfheid te hebben bereikt ?afkoelt, wat leidt tot spanningen in het wandvlak.? De krimpvervorming van de keldervloer wordt verhinderddoor wrijving met de ondergelegen grond, door extra weer-stand vanwege de poeren die onder de vloer uitsteken en defunderingspalen.? De vloeren die op reeds verharde wanden worden gestort,zorgen voor een zekere `voorspanning', waardoor de scheur-vorming in de wanden wordt beperkt.Er ontstaat een zeer complex samenspel van rek- en vervormings-gedrag waarvan de consequenties niet met zekerheid zijn tevoorspellen.ir. Paul Lagendijk ROAronsohn Constructiesraadgevende ingenieurs bv1 World Port Center in Rotterdamfoto: Rick Ligthelm2 Ondergrondse archiefruimten van de Koninklijke Bibliotheek in Den Haagbron: Koninklijke Bibliotheek in Den Haag2themaAlternatieve oplossing voor waterdichte kelderwanden1 201644DilaterenHet volledig dilateren van kelderwanden om scheurvormingdoor verhinderde vervormingen te voorkomen zonder extrawapening toe te passen, is slechts een theoretische oplossing: dedilataties zouden op heel kleine onderlinge afstanden moetenworden aangebracht (hart-op-hartafstand tussen dilatatiesmaximaal gelijk aan de wandhoogte). Bovendien zijn de toe tepassen dilatatieprofielen duur en is het eindresultaat zeeruitvoeringsgevoelig. Het resultaat in de praktijk is dat, mededoor de afwijkende detaillering van de wapening, er rondomdilatatieprofielen regelmatig lekkages optreden.Schijnvoegen of verticale scheurinleidersEr is ook een tussenvorm denkbaar tussen deze basisbenaderin-gen: de constructie niet wapenen op verhinderde vervormingen?n niet dilateren, maar verticale scheurinleiders op regelmatigeafstand in de kelderwanden toepassen en deze aan de buitenzijdevan de wand afplakken. Het idee achter deze oplossing is datscheurvorming in de kelderwanden zich concentreert in deverzwakte wanddoorsnede, waar de voorzieningen aan de buiten-zijde van de kelderwand toch de waterdichtheid waarborgen.Deze oplossing is bij een aantal projecten toegepast, voor heteerst bij de bouw van de ondergrondse archiefruimten van deKoninklijke Bibliotheek in Den Haag (foto 2) [4]. In eersteOplossingenEr zijn verschillende oplossingen om het hoofd te bieden aanverhinderde vervormingen.WapenenEen gebruikelijke strategie is het wapenen van de constructieop de verhinderde vervormingen [2, 3]. De wapening moetminimaal in staat zijn de scheurtrekkracht van de betondoor-snede op te nemen. Dit leidt tot het toepassen van relatief hogewapeningspercentages in de constructie (met de bijbehorendefinanci?le consequenties). De praktijk leert bovendien dat ditnog geen garantie is voor een waterdichte constructie.InjecterenEen alternatief is om juist niet te wapenen op verhinderdevervorming. Daarmee is het zeer waarschijnlijk dat scheur-vorming zal optreden. Waar en in welke vorm de scheurenzullen optreden is niet te voorspellen. De wijdte van dezescheuren is meestal zodanig dat ze watervoerend zijn. Dezescheuren moeten dan dus worden ge?njecteerd. Bij deze strategiehoort een afweging van kosten: de besparing op de wapeningversus de meerkosten voor injectiewerkzaamheden (niet alleendirecte kosten, maar ook kosten door beperkingen in gebruik).Helaas zijn we (nog?) niet in staat te voorspellen of dit persaldo zal leiden tot een kostenbesparing.3Alternatieve oplossing voor waterdichte kelderwanden 1 2016 453 Het Nederlands Instituut voor Beeld en Geluid in Hilversum4 Kelderplattegrond World Port Center5 De schijnvoeg ziet er 15 jaar na de bouw nog altijd goed uitinstantie was daar het idee rondom dubbele kelderwanden toete passen om het risico op vochttoetreding te minimaliseren. Deextra ruimte die deze dubbele constructie vraagt, was echter nietbeschikbaar. In plaats daarvan zijn op een onderlinge afstandvan circa 3,80 m deze zogenoemde schijnvoegen toegepast.Zeker bij functies die absoluut geen watertoetreding verdragen,is het gebruik van dubbele kelderwandconstructies overigensnog altijd een re?le optie: bij de realisatie van het NederlandsInstituut voor Beeld en Geluid in Hilversum (foto 3) is hier danook voor gekozen [5].De oplossing van schijnvoegen is ook toegepast bij de parkeer-garage onder het World Port Center in Rotterdam. Dit projectwordt in het navolgende nader uitgewerkt.Projectvoorbeeld: World Port Center, RotterdamHet World Port Center (foto 1) (hierna `WPC') dat in 2001 isgeopend, is een kantoorgebouw van 33 verdiepingen bovenmaaiveld met een hoogte van 124 m [6]. Het gebouw heeft eenfootprint van circa 55 ? 31 m2(fig. 4). De prognose voor demaximale zetting bedroeg circa 100 tot 150 mm. Deze zettingentreden niet alleen onder de hoogbouw op maar `stralen uit'naar de omgeving.De kelder onder het WPC is een tweelaagse ondergrondseparkeergarage van circa 150 m lengte en 52 m breedte. De7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 75003950840097008400970084003950significante scheurvorming kelderwandsignificante scheurvorming kelderwanddilatatiesinkelderwanddilatatie rondom hoogbouw45kelder is gefundeerd op geprefabriceerde betonpalen. Deonderste keldervloer (300 mm dik) en de kelderwanden(300 mm dik) zijn volledig in het werk gestort. Zowel de vloervan niveau -1 als het kelderdek is uitgevoerd als strokenvloerondersteund door schijfvormige betonkolommen. In de kelder-wanden zijn alleen twee constructieve dilataties aangebrachtaan de kopse zijde van de parkeergarage om te grote opgelegdevervormingen door zettingsverschillen, veroorzaakt door dehoogbouw die aan het oostelijke uiteinde van de parkeergaragestaat, te minimaliseren. In de keldervloeren is rondom dehoogbouw een dilatatie aangebracht om de krachtsverdelingdoor opgelegde zettingsverschillen te beperken.Schijnvoegen kelderwandenDe kelderwanden zijn niet gewapend op de verhinderdevervormingen. In de kelderwanden zijn op regelmatige afstanden(7500 mm) schijnvoegen gecre?erd: de wanden lopen wel doormaar er is een doorgaande, verticale verzwakking in de wandenaangebracht (foto 5). Deze verzwakking bestaat enerzijds uiteen insnoering in de wanddoorsnede waardoor zeer lokaal dewanddikte wordt gereduceerd van 300 tot 167 mm en anderzijdsuit een halvering van de hoeveelheid horizontale wandwapeningter plaatse van deze insnoering (fig. 6).De schijnvoegen zijn aan de buitenzijde voorzien van waterkerendevoorzieningen. Aan drie zijden van de kelder is dit uitgevoerdthemaAlternatieve oplossing voor waterdichte kelderwanden1 2016466 Detail schijnvoeg7 Horizontaal detail waterkerende voor-ziening bij drie van de vier wandenCommunicatieDe conclusie is dat het toepassen van scheurinleiders in combi-natie met waterkerende voorzieningen aan de buitenzijde vandeze scheurinleiders een goed alternatief kan zijn voor het opverhinderde vervormingen wapenen van een waterdichtekelderconstructie.Hierbij is een open communicatie over de te kiezen ontwerp-strategie met de opdrachtgever en de andere betrokken partijenerg belangrijk. Niet alle opdrachtgevers realiseren zich datbetonconstructies scheuren. Zij realiseren zich evenmin welkeontwerpbeslissingen moeten worden genomen en welke matevan onzekerheid aanwezig is. Het is de verantwoordelijkheidvan de ontwerper om de opdrachtgever `medeplichtig' temaken in de te volgen strategie. LITERATUUR1 Lohmeyer, G., Wasserundurchl?ssige Betonbauwerke ? Gegenma?-nahmen bei Durchfeuchtungen. Beton 2/84.2 Breugel, K., van, Veen, C., van der, Walraven, J.C., Betonconstructiesonder temperatuur- en krimpvervorming (BP2). Aeneas Media, 2001.3 Breugel, K., van, Veen, C., van der, Walraven, J.C., Braam, C.R., Ontwer-pen en dimensioneren van vloeistofkerende constructies (BP4).Aeneas media, 2001.4 Projectdocumentatie Koninklijke Bibliotheek Den Haag, TH Delft,faculteit Bouwkunde, februari 1982.5 Henkens, G.L.H.M., Caulil, E.J.L.A., van, Nederlands Instituut voor Beelden Geluid. Cement 2007/3.6 Henkens, G.L.H.M., Lagendijk, P., Baken voor Kop van Zuid. Bouwenmet Staal 162, oktober 2001.conform figuur 7 en 8. Aan de buitenzijde van de kelderwandis een verkenning gemaakt om een deel van de waterkerendevoorzieningen in aan te brengen. Alleen de buitenste laag, hetasfaltbitumen, steekt aan de buitenzijde van de wand uit waar-door de kwetsbaarheid voor beschadiging beperkt is. Aan devierde zijde van de kelder, de zijde die grenst aan de kadecon-structie, is een blijvende damwand aanwezig waardoor daar eenalternatief detail moest worden toegepast (fig. 9). Hier zijn dewaterkerende voorzieningen vervangen door een dilatatieprofiel.Schijnvoegen 15 jaar laterIn het kader van dit artikel is de kelder ge?nspecteerd. Hieruitblijkt dat:? in de wandvlakken tussen de schijnvoegen geen of nauwelijkswaarneembare scheuren zijn te zien;? slechts een beperkt deel van de schijnvoegen (ca. 10-15%)waarneembare scheurvorming vertoont;? op twee plaatsen, symmetrisch in de kelderplattegrond,sprake is van aanzienlijke scheurvorming (enkele millimeterswijd); op deze plaatsen eindigt de dilatatie die rondom dehoogbouw is aangebracht en loopt slechts een beperkt deelvan de kelderconstructie ongedilateerd door; deze doorsnede-verzwakking lijkt een logische verklaring voor de positie vande optredende scheurvorming;? geen lekkages in de kelderwanden waarneembaar zijn.Opgemerkt moet worden dat de kelderwanden zijn gesaust,waardoor mogelijk diverse, kleinere scheuren niet waarneem-baar waren.Schrumpf Tricomer DA 500/3stalen damwandverloren bekistingd=30040binnenbuiten6020d=300*(50% van de totale langswapening)*8-200binnenzijde wandgrondkerende / waterkerende zijde50030020purschuim, glad afgesnedenasfaltbitumenweefsel met glasvezelkern5 mm tremproof type 60 R of gelijkwaardig8 mm eternit loshouden van tremproofvoorzien vansponningalternatiefvorm sponning601335buitenzijde wand1001007010030010070grondkerende/waterkerende zijdedoorgaandestrokenbreed: 300asfaltbitumenweefselmet glasvezelkern ( )krimparme mortel tremproof type 60R o.g.loshouden van tremproof8 mm eternitPUR-schuimbreed: 500breed: 300injectieslangglad afgesnedenkelderwand op keldervloer t.p.v. schijnvoegalgemeen detail kimvoorziening en aansluiting76898 Verticaal detail waterkerende voorziening bij drie vande vier wanden9 Schijnvoeg in kelderwand t.p.v. damwandconstructie