C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wputten46 cement 2007 6De Maastoren is gesitueerd op deKop van Zuid, op de hoek van deLaan op Zuid en de Stieltjesstraat.Een lastige bouwlocatie, omdat ernauwelijks werkterrein beschikbaaris. Bovendien bevinden zich directnaast de bouwkuip de Spoorwegha-venbrug en een brugwachtershuis.Het oorspronkelijke bouwputont-werp (fig. 2) omvat een verankerdedamwandconstructie langs deLaan op Zuid, een onverankerdedamwand aan de Spoorweghaven-brug, een verankerde damwandter hoogte van het brugwachters-huisje en een onverankerdedamwand aan de Maaszijde.B o u w p u t o n t w e r pLaan op ZuidBelangrijkste ontwerprandvoor-waarde voor de verankerdedamwand langs de Laan op Zuid(fig. 3) was dat de fundering vanhet gebouw niet berekend is op dehorizontale gronddrukken vanuitde Laan op Zuid. De horizontalegronddrukken en de verticalebovenbelasting van de Laan opZuid moesten daarom wordenopgenomen door een, volgens hetbestek met staven verankerdedamwand. De maximaal bere-kende vervorming van dezedamwand is 102 mm.De damwanden en verankeringzijn ontworpen voor een levens-duur van vijftig jaar volgensCUR166, 4de druk. Om de ver-eiste levensduur te garanderenwas een AZ48-profiel met staal-kwaliteit S355 nodig en moetenalle onderdelen tegen corrosiebeschermd worden.Verder moet een gording HEB280in het geval van ankeruitval dedan optredende kracht kunnenovernemen.SpoorweghavenbrugIn eerste instantie was voor debestaande Spoorweghavenbrugeen onverankerde damwand ont-worpen met een maximale vervor-ming van 100 mm (fig. 2); hieraanwerd voldaan door toepassing vaneen AZ48-profiel met inheidieptevan 21 m. Om deze maximale ver-vorming niet te overschrijdenwerd het uitgravingpeil eveneensbeperkt.BrugwachtershuisjeDe verankerde damwand terhoogte van het brugwachters-huisje (fig. 2) is ontworpen vol-gens de criteria van Laan op Zuid.Daarbij zijn ankers in horizontaalvlak schuin ingebracht om debestaande kadeconstructie en defundering van het brugwachters-huis te ontzien. De stabiliteit vande damwanden wordt gegaran-deerd door ankers die zijn verbon-den met een doorgaande gording.Om de horizontale componentparallel aan de damwand over tedragen, zijn aan de andere zijdevan de gording tevens schuineankers aangebracht.MaaszijdeIn het originele ontwerp werduitgegaan van een vrijstaandedamwand aan de Maaszijde(fig. 2). Er werd hierbij gerekendop een goed verdicht zandpakketvan NAP -2,70 m tot -9 m. Met hetvooraf uitgevoerde grondonder-zoek was de kwaliteit en plaatsvan dit zandpakket echter nietcontroleerbaar.W i j z i g i n g e nS p o o r w e g h a v e n b r u gHet originele ontwerp van deBouwkuip voor het hoogstegebouw van Nederlanding. C. Fierens, Besix NVDe Rotterdamse Maastoren wordt met een hoogte van 165 m het hoogstegebouw van Nederland. Het gebouw omvat 44 kantoorverdiepingen en 2 onder-grondse en 10 bovengrondse parkeerlagen. Doordat de toren op de oudeMaasbodem is gesitueerd, op de plaats van het voormalige Calpamterrein, is debouwkuip (foto 1) een moeilijk onderdeel. Dat blijkt ook als de damwand eind2006 instabiel dreigt te worden na toevoeging van een zandpakket tot NAP -1,70m en een verlaging van het waterpakket. Dit artikel gaat in op de noodzakelijkewijzigingen in het ontwerp om de bouw van de toren verder mogelijk te maken.1 |BouwkuipC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wputtencement 2007 6 47max.10mmtussengording300400643FEAEA~20~20~20~30Maaszijde NoordbrugwachtershuisLaan op ZuidStieltjesstraatSpoorweghavenbrugMaaszijdeWest2 |Oorspronkelijk ontwerpbouwkuiponverankerde damwand aan deSpoorweghavenbrug ging uit vaneen maximale vervorming van100 mm. Uit een risico-inventarisa-tie van Gemeentewerken Rotter-dam bleek echter dat er een aan-zienlijk gevaar was op breuk van defunderingspalen onder de brug. Naoverleg werd besloten de maximalevervorming te beperken tot 33 mm.Verschillende methodes werdenhiertoe naar voren geschoven:doorstempeling onder de brugdoor, verankeren van de damwanddoor het plaatsen van een ankerrijmet verzwaarde ankers en plaat-sing van twee ankerrijen.Om de impact en haalbaarheidvan de verschillende methodes teevalueren werden MSheet- enPlaxis-berekeningen uitgevoerd.Daaruit bleek dat de methode mettwee ankerrijen de meeste zeker-heid gaf waarbij tevens de inhei-diepte van de damwand terugge-bracht werd naar NAP -18 m omniet onder het aanzetniveau vande brugpalen te komen.De bestaande houten kadecon-structie en houten palen die nogonder de nieuwe brug zaten(fig. 6), leverden een bijkomendprobleem. Het was niet ondenk-beeldig dat het doorboren vandeze houten kadeconstructie totinstabiliteit van de brug zou leiden.Na rijp beraad en na opstelling vaneen door alle partijen goedgekeurdwerkplan, gekoppeld aan eenmonitoring, werd besloten achterhet landhoofd te boren (fig. 4), terhoogte van de bestaande houtenkadeconstructie volgens eengecontroleerde boorprocedurewaarbij het anker in verschillendestappen wordt geboord:1. de ankerkoppen worden ver-kleind van 300 mm naar150 mm;2. de punten worden aange-scherpt;3. zodra het vloerniveau wordtbereikt tijdens het boren zal erdoor het op- en neerhalen vol-doende stijf cement wordenge?njecteerd zodat er zich ophet vloerniveau een cementpropbevindt;4. het boren wordt gestopt, decementprop kan opstijven en deankerkop blijft achter op hetvloerniveau;5. na een rustperiode van circa 2uur wordt het boren hervat, deopgestijfde cementprop zorgtvoor fixatie van het aanwezigebodemmateriaal rondom het teboren gat in de vloerconstructie;6. de vloerconstructie wordt door-boord;7. het anker wordt naar zijn eind-diepte geboord en afgewerktmet de overeengekomen grout-proplengte.W i j z i g i n g e n d o o r s l i b i nd e o n d e r g r o n dEind november 2006 werd na detoevoeging van een zandpakket toteen niveau NAP -1,70 m het water-peil in de bouwput verlaagd. Hiernableek dat bij hoogwater een vervor-ming van 90 cm optrad bij deonverankerde damwanden langs deMaaszijde Noord en de Spoorweg-C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wputten48 cement 2007 6Spoorweghavenbrug3800 1400s2010201S05195200205210213197206209207DW01DW11DW10AAAgording8500groutlichaamtotalelengte*(2)N.A.P. 0,00-18,00-17,00 bovenkantpleistoceen zandgrondzijdebouwputzijdepeil +1,50havenbrug. Als noodmaatregelwerd in allerijl de waterstand in debouwput verhoogd en werd zandaangevoerd als steunpakket. Om devervormingen van de damwand tekunnen bewaken, werd een aantalprisma's op de damwand aange-bracht, waardoor de damwandcontinu kon worden gemonitord.Hierna werden er bijkomende son-deringen en boringen uitgevoerdom de oorzaak van deze vervor-ming te achterhalen.Uit de sonderingen bleek dat ergeen homogeen zandpakket tot hetniveau NAP -9 m aanwezig was,maar een zandpakket waartussenzich een slibpakket bevond vari?-rend in dikte van 0,5 m onder dehoogbouw tot 3 m onder de laag-bouw (fig. 6). Vanwege de aanwe-zigheid van dit slibpakket, moesteen aantal wijzigingen in hetontwerp worden doorgevoerd aandamwandconstructie, funderings-palen, spanningsbemaling enzetting.DamwandconstructieIn eerste instantie werd beslotende damwanden aan de Stieltjes-traat te verankeren, totdat er eendefinitieve oplossing was voor deslibproblematiek. In overleg metde verschillende partijen werdenvervolgens twee voorstellen vooreen definitieve oplossing naarvoren gebracht.De eerste optie betrof een volle-dige verwijdering van het slib,zonder een aanvullende veranke-ring van de damwanden aan deMaaszijde Noord en West. In dezeoptie zou het volledige pakket sliben zand worden weggehaald tothet niveau NAP -9 m. Na aanvul-ling met zand zou aan de noord-en westzijde weer een vrijstaandedamwand kunnen worden toege-past. Het nieuwe zandpakket zouworden opgebouwd van NAP -9 mtot NAP -1,7 m. Daarbij is het vanbelang dat het zandpakket vol-doende wordt verdicht.Deze optie had nog twee moge-lijke varianten: in ??n variantwerd het slib verwijderd in eenopen bouwput, waarin getijden-werking een rol zou spelen; in deandere variant zou het slibworden verwijderd in een geslotenbouwput.Aan deze optie kleefde een aantalnadelen:? het is moeilijk te garanderendat de volledige sliblaag verwij-derd is van de bodem en dedamwandkassen;? door het volledige pakket te ver-wijderen is het risico op opbar-sten van de bodem re?el;? ook planningtechnisch waren erteveel risico's;? (onbekende) zetting van hetnieuwe zandpakket.De tweede optie betrof een volle-dige verankering van de damwandzonder grondverbetering; daarbijzou een gordingconstructieworden toegepast, maar zou hetslibpakket niet worden verwijderd(fig. 7). Het grote nadeel hierbijwas dat het slibpakket op zijnplaats bleef en dat gekeken moestworden of dit geen stabiliteitsim-plicatie had op het ontwerp van dehoogbouw.Uit verdere berekeningen bleekdat, om de stabiliteit van de hoog-bouw te kunnen garanderen, hetslibpakket met een dikte groterdan 0,5 m moest worden verwij-derd.Deze berekeningen hadden alsuitkomst dat er een combinatievan beide opties nodig was. Con-creet betekende dit dat er met eenextra damwand een fysieke schei-ding moest worden gemaakttussen hoogbouw en laagbouwom een deel van de bouwput teontgraven en weer aan te vullenmet zand De constructie van dehoogbouw kon dan snel verdergaan terwijl de laagbouw achter-bleef.Om dit scenario te vermijden,stelde Besix een alternatief voordat er uit bestond alle damwandente verankeren en, daar waar het5 |Verankering Maaszijde4 |Groutankers achter landhoofd3 |Verankerde damwandaan de Laan op ZuidC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wputtencement 2007 6 491014damw in kuip1015damw in kuip1016damw in kuip1017damw in kuip1018damw in kuip1019damw in kuip1020damw in kuip1021damw in kuip1022damw in kuip1023damw in kuip1024damw in kuip1025damw in kuip1026damw in kuip Z1027damw in kuip Z1028damw in kuip1029damw in kuip1030damw in kuip4601070TAR IV1071TAR IV...1145SLOT1144SLOT1143SLOT1075slot1074slot1073slot1072hkgebouw1068paal1067paal1066paal1065paal1064paal1063paal1022hkkade1021hkgebouw8001targetbrugwachter3435~20~20~20~30~20~20~20~30s101s102s103s104s9s10s13S201S202S203S204S205S206S207S208S209S210S211S212S213S214CS215S216S217S218D13DKM4DKM16DKM17DKM5DKM15DKM12DKM14DKM11DKM3D8D7DKM1DKM6buitenkant funderinggevellijngevellijngevellijnbuitenkant funderingdamplankt.h.v.brugStieltjesstraatinheidiepte-23,50m-23,50m1-23,50m-23,50minheidieptehartlijnoudebrugbestaande houten palen inheidiepte ? -19,50omtrek fundering voormalige pijler 3bestaande houten palen van bestaande kademuur inheidiepte ? -17,00 tot -21,00zijkant voormalige kademuur-23,50minheidiepteinheidiepte -23,50m-23,50minheidiepteDW10slibpakket dikker dan een halvemeter was een grondverbeteringuit te voeren door grindkernen inte brengen (fig. 8).Bij grindkernen wordt een tril-naald tot op de gewenste diepte inde bodem ingebracht, waarbij debodem radiaal opzij wordt gedrukten door persluchtinjectie eencilindrische ruimte wordt openge-houden. In deze cilindrischeruimte wordt via een voerbuisgrind onder luchtdruk ingebracht.De trilnaald zorgt ervoor dat viatrapsgewijs ophalen een goed ver-dichte grindkolom ontstaat.Na lang overleg en het uitvoerenvan controleberekeningen werduiteindelijk voor dit alternatiefgekozen, waardoor al het nodigekon worden gedaan om de bouw-kuip opnieuw blijvend stabiel temaken.FunderingspalenIn het initi?le ontwerp warenvibropalen voorzien en ter plaatsevan de bekende ondergrondseobstakels werden vibro-combina-tiepalen geadviseerd. Vibropalenworden ingebracht door eerst eenstalen casing in de grond te heienen vervolgens een wapeningskorfin te brengen en de paal te vullenmet beton. Bij een vibro-combina-tiepaal wordt in plaats van dewapeningskorf een geprefabri-ceerde betonnen paal ingebracht.Gezien de aanwezigheid vanwateroverspanningen in de klei-en veenlagen als gevolg van derecente aanvullingen, is de kansop insnoeringen in de pasgevormde vibropalen te groot.Daarnaast werd gevreesd voor eenaantal onbekende obstakels in deondergrond. Daarom is beslotenalle vibropalen te vervangen doorvibro-combinatiepalen.SpanningsbemalingIn het aanvankelijke ontwerpwerd geadviseerd om een span-ningsbemaling aan te brengen. Bijeen getijdenmeting bleek dat bijextreem hoog water en maximaleontgraving de bouwputbodemlokaal niet stabiel zou zijn. Debodem zou dan kunnen opbar-sten. Om dit risico uit te sluiten,is een slapende bemaling ge?nstal-leerd, die ingeschakeld kanworden in geval van extreem hoogwater en maximale ontgraving.S t a n d v a n z a k e n b o u w p u tAlleen dankzij een goede commu-nicatie en goede samenwerkingtussen de verschillende partijen(GWR/Ingenieursbureau Zonne-veld/Mos Grondmechanica/Besix)is het gelukt om alsnog tot eenstabiele bouwput te komen. Bij deverschijning van dit artikel zullende ondergrondse verdiepingen zogoed als klaar zijn. De Maastorenzal, zonder verdere tegenslag,begin 2009 opgeleverd worden. n 7 |Volledige verankeringzonder slibverwijdering8 |Inbrengen van grindker-nen6 |Sonderingen, houtenkadeconstructie en hou-ten palenslappe laagdraagkrachtige laagfase 1? opstellen boormachine? vullen grindcontainer? vullen trilnaaldfase 2? boren tot op dieptefase 3? verdichten door trillen? hervullen grindcontainer