Constructie & uitvoering Waterbouw cement 2001 7 55 Soms zit alles tegen. Bij het ont- werp van de pompkelder van het Naviduct Krabbersgat bij Enkhui- zen [1] was reeds onderkend dat de stabiliteit van de waterrem- mende kleilaag kritiek zou zijn op het moment dat de bouwput op het diepste punt zou zijn ontgraven. Na detaillering van de constructie, meting van de grondwaterdrukken en nieuwe verkenning van de bodemlagen, bleek alles net iets ongunstiger te zijn dan datgene waarvan bij het ontwerp was uitgegaan. Nieuwe PLAXIS-berekeningen gaven aan dat de kleilaag mogelijk enkele decimeters zou kunnen zwellen; zelfs functieverlies van deze water- remmende laag was niet uitge- sloten. In november 2000 besloot de pro- jectleiding af te zien van de bouw van de pompkelder onder het naviduct en is een nieuw ontwerp gemaakt voor de fundering van de onderdoorgang onder het navi- duct en voor een afzonderlijke waterberging. Besteksontwerp Het naviduct wordt gebouwd in een polder, waarin de horizontale toestroming van grondwater wordt verhinderd door een verti- caal damwandscherm en waar een natuurlijke bodemlaag voor de verticale afdichting zorgt. In de exploitatiefase zal de grondwater- stand in de polder (oppervlakte 60 000 m 2binnen de damwand- schermen) worden beheerst op NAP ? 11,75 m. Op een diepte van circa NAP ? 24,50 m ligt de bovenkant van een 5 m dikke waterremmende Eem- kleilaag. Volgens het besteksontwerp vormde de pompkelder enerzijds de fundering van de onderdoor- gang (fig. 1) en anderzijds een buffer voor water op het moment dat de pompen tijdens een hevige regenbui de wateraanvoer niet kunnen verwerken. De construc- tiehoogte van de kelder was 3,75 m, met de onderkant op NAP ? 14,50 m. Het vloeroppervlak van de kelder was uitwendig circa 40 x30 m 2. In de kelder kon een waterhoeveelheid van 1500m 3 worden geborgen. Voorzien was een stel pompen met een capaci- teit van 160 m 3/h. Tijdens de bouw van de kelder- vloer zou ontgraven moeten worden tot een diepte van NAP ? 14,16 m. Op de kleilaag ligt dan nog een laag van circa 10m grond. Onder de 5 m dikke kleilaag is een opwaartse druk aanwezig van circa 29,5meter waterkolom. Voorzien was in een gefaseerde opbouw, waarin eerst de helft van de grond ter plaatse van de te maken keldervloer zou worden ontgraven, zodat door boogwer- king in de ondergrond evenwicht kon ontstaan. Na het maken van het eerste deel van de vloer, zou deze worden geballast en kon het tweede deel van de vloer worden gemaakt. Al met al een kritisch en tijdrovend karwei, dat in de tijds- planning op de kritieke lijn van het project lag. Alternatieve waterberging Naviduct bespaart tijd en geld ing. W. van der Kooij, Bouwdienst Rijkswaterstaat K. Geerts, Vianen Beton bv ing. I. Grouwstra, Combinatie Naviduct Krabbersgat vof Ee n afzonderlijke waterberging met gebruikmaking van standaard betonnen rioolbuizen leverde bij het project Naviduct niet alleen een flink financieel vo ordeel op, maar zorgde er tevens voor dat de aanvankelijke achterstand op de bouwplanning kon worden ingelopen en zelfs omgebogen in een voor- sprong. In dit artikel wordt het alternatieve ontwerp van de waterberging van de Naviductpolder toegelicht. Tevens wordt ingegaan op de productie van de betonele menten en de montage hiervan. 1 |Bestekontwerp van de waterkelder Constructie & uitvoering Waterbouw cement 2001 7 56 Ontwerpwijziging Zoals reeds vermeld bestond op het geplande bouwtijdstip onvol- doende vertrouwen in de stabili- teit van de kleilaag. Het probleem kwam weer op de ontwerptafel. Opgave was een bouwmethode te vinden die hieraan tegemoet kwam en die niet zou leiden tot een verschuiving van de oplever- datum van het project. Een brain- stormsessie tussen aannemer en opdrachtgever is dan altijd nuttig. Alternatieven zoals pneumatisch afzinken of in den natte storten van de keldervloer kwamen niet tegemoet aan de wens het kunst- werk op tijd te kunnen opleveren. Bovendien leken de kosten ook niet gunstig. Al gauw werd beslo- ten alleen naar alternatieven te kijken waarbij de bergingskelder buiten het beoogde kunstwerk konden worden gebouwd. Vol- staan zou dan kunnen worden met enkel een funderingsvloer en de bouw zou niet worden opge- houden door ontwerp- en bouw- werkzaamheden van een te maken kelder. Voor de bergingskelder zijn twee alternatieven beschouwd: ? één of meer putten van dam- wand, waarin een bodemaf- sluiting van onderwaterbeton, waarboven de waterkelder kon worden gebouwd; ? een bufferriool van geprefabri- ceerde rioolbuizen of duiker- elementen met diverse bezink- putten. Gekozen is voor de tweede oplos- sing, met voorkeur voor ronde buizen in verband met de hoge bovenbelasting. Deze keuze heeft op de bouwplaats slechts een be- perkte invloed op de uitvoerings- inspanning voor de bouw van het naviduct zelf. De hoogteligging van de waterberging is gelijk aan die voor de waterkelder uit het besteksontwerp. Het water moet immers onder vrij verval vanaf het wegdek en uit de drainage in de grond in de buffer kunnen stro- men. Ook de bouwsleuf heeft bijna eenzelfde ontgravingsdiep- 2 |Situering rioolbuffer Doorsnede A Constructie & uitvoering Waterbouw cement 2001 7 57 teals de kelder volgens het besteks- ontwerp. Geotechnisch vormde dit geen bedreiging voor de stabi- liteit van de Eemkleilaag, aange- zien de sleuf smal is en de onder- grond de sleuf door boogwerking gemakkelijk kan overbruggen. De buffer bestaat uit vijf strengen betonbuizen met een inwendige diameter van 2000 mm en een totale lengte van 300m (fig. 2). De buizen worden onderling verbon- den met een rubberen glijring- verbinding. In het systeem zijn zes bezinkputten opgenomen, met toegangsschachten voor inspectie en onderhoud. Het gehele buffer- stelsel heeft een bergingsruimte van 1000 m 3. Het aangekoppelde pomphuis heeft vier pompen, elk met een capaciteit van 200m 3/h. In vergelijking met de besteksop- lossing is de berging met 500m 3 gereduceerd en is de pompcapa- citeit verveelvoudigd. Dit is voort- gevloeid uit kostenoptimalise- ring: pompen kosten relatief niet veel. In het nieuwe ontwerp be- tekende minder berging ook minder meters rioolstreng. In de besteksoplossing was de kelder- inhoud meer een gevolg van het toevallige funderingsoppervlak van de onderdoorgang en een praktische stahoogte in de kelder. Het buffersysteem doorkruist de gehele infrastructuur van de drai- nage en de wegriolering, zodat deze in een vervolgontwerp aan- gepast moet worden. Een markant detail vormt de krui- sing van de streng met de sluis. Plaatselijk zal een bovenbelasting kunnen ontstaan van 200 kN/m 2 op de wand van het element. Bovendien zou tijdens de bouw van de sluis een bovenbelasting kunnen ontstaan door een zware rupskraan. Op zichzelf kunnen de buizen op deze zware belas- tingen worden berekend, waarbij wel een zwaar ondersteunings- bed van ter plaatse te storten beton noodzakelijk is. De fabri- kant heeft bovendien gewaar- schuwd dat ondanks alle voorzor- gen, scheurvorming van de buis op dergelijke locaties niet kon worden uitgesloten. Besloten is de buis intern te stempelen, zodat het ondersteuningsbed achter- wege kon blijven. De stempels zijn opgebouwd uit geprefabri- ceerde betonplaten, die in de buis zijn verlijmd (foto 3). Aanleg De eerste streng met de verste- vigde buizen onder de toekom- stige sluis is inmiddels aangelegd. Voor het lossen, bijbrengen en in de sleuf leggen van de betonnen buizen is gebruikgemaakt van een 150-tons rupskraan (foto 4). De inzet van deze kraan was reeds lang te voren vastgelegd als hijs- werktuig bij het betonwerk aan de inmiddels vervallen pompkelder. Zo is van een nood een deugd gemaakt. De buiselementen die voorzien zijn van een stempel- schot, hebben een massa van circa 10 000 kg. Zodra een element hangend in de strop met het spiedeel recht voor het voorgaand mofdeel is ge- manouvreerd, geeft een hydrau- lische graafmachine het laatste duwtje (foto 5). Hierbij is de rubberen glijringverbinding een dankbare toegevoegde waarde gebleken in vergelijking met de traditionele rolring. De streng is hierna met zand in dunne lagen aangevuld, verdicht en ingewa- terd (foto 6). Dit moest vanzelf- sprekend zeer zorvuldig gebeu- 3 | Verlijmen stempels in de buizen 4-5 | Leggen buizen met 150 tons rupskraan foto's: Klaas Laan, Hoorn Constructie & uitvoering Waterbouw cement 2001 7 58 ren vanwege de strenge eis ten aanzien van de pakkingsdicht- heid van het omringende zandbed als funderingsbed van de sluis- kolken. Dit najaar wordt de aanleg van de rest van het stelsel voortgezet, zodat het gehele buffersysteem inclusief pompvoorzieningen ge- test kan worden vanaf maart 2002. Te n slotte Verfrissend aan dit project is de zeer open manier van communi- ceren tussen opdrachtgever, aan- nemer en leverancier. Met elkaar is gezocht naar een technisch en economisch meest acceptabele oplossing, waarbij de inbreng van alle betrokken partijen waardevol en welkom was. Kortom, een waterbuffer om met trots op terug te mogen zien (soms zit het mee!). ? Literatuur 1.Van der Kooij, W., Naviduct Enkhuizen. Cement 2000, nr. 7. Productie B Bu ui iz z e en n De gewapend-betonbuizen zijn geproduceerd op de fabriek in Vianen. De bekisting is opgebouwd uit een vaste binnenmal en een losse buitenmal, de wapening uit een binnen- en een buitenkorf. Voor de productie van de wapening is in eigen beheer een buigmachine ontwikkeld, die korven van diverse diameters en samen- stelling kan produceren. De wapeningskorven worden geplaatst op een zoge- noemde mofring, die de mal vormt voor het mofeinde van de buis. Over deze mofring en wapening wordt de buitenmal geplaatst, waarna deze gehele eenheid over de binnenmal wordt geplaatst. Bij het storten en ver- dichten wordt de ronddraaiende mal laagsgewijs gevuld en getrild, zodat over de gehele buislengte een zeer homogene buisopbouw ontstaat. Ontmenging ten gevolge van valhoogte in combinatie met wapening en trillen is niet aan de orde. Het vullen en aftrillen van een buis neemt circa veertig minuten in beslag. Hierna wordt de buis ontkist, dat wil zeggen buitenma\ l met mofvoet en gestorte buis worden direct van de vaste binnenkern gehaald. Door het toegepaste proces van s\ torten en trillen ontstaat een zeer samen- hangend en verdicht beton, dat reeds veertig minuten na productieaanvang\ rechtop kan blijven staan. Derhalve kan direct hierna de buitenmal worden verwijderd, waarna het verhardings\ proces kan beginnen. Na enkele dagen worden de buizen op het tasveld gelegd om hun uiteindelijke druksterkte \ te halen. P P u ut tt te e n n De benodigde betonputten zijn in uitvoerbare en transportabele maatvoeri\ ng gedimensioneerd. Bij buizen van dit soort afmetingen behoren ook putten met niet-alledaagse formaten, te\ meer omdat tevens een zandvang werd verlangd. De putten meten 3000 x 3500 mm 2inwendig, met wanddikte van 250mm. De maximale hoogte in verband met transport was 3600 mm voor de onderbakken. De putten zijn samengesteld uit vlakke verlijmde\ betonplaten. Productie wapeningskorf voor rioolbuis foto: TSTP bv, Brouwershaven 6 |Inwateren van de buizen