ir.V.DepauwTijdelijke Vereniging Moury-Travaux-Maes,BrusselComputercentrum van deASLK te BrusselUitvoering ondergrondse bouwdelen1. Situering van het projectDe ASLK (Algemene Spaar- en Lijfrentekas) heeft haar hoofdzetel in het centrum van Brusselin de omgeving van de Wolvengracht en de Broekstraat. In 1952 werd het eerste hoofdge-bouw opgericht; in 1973 kwam er een belangrijke uitbreiding (58 300 m2) tot stand waarvande gevel in architectonisch beton het beeld van een bijenkorf oproept (foto 1).Door verdere aankoop van panden in de Broekstraat en de Peterseliestraat kon een terreinvan 8000 m2worden vrijgemaakt waarop nu de verdere uitbreiding wordt verwezenlijkt.Binnen het gebouwenpatrimonium van de ASLK wordt dit complex AB genoemd en zal hetdienst doen als computercentrum.Het ontwerp van architectenbureau WB uit Antwerpen beantwoordt aan een welomschrevenprogramma van de bouwheer en kreeg een speelse gevelexpressie van in- en uitspringendedelen (fig. 2):A\s gevelbekleding wordt Travertin-marmer gebruikt, te bevestigen aan gepre-fabriceerde betonelementen. Dit uiterlijk wordt verantwoord geacht vanwege de gevellengte(150 m) binnen smalle straten, zodat de totale gevel niet in ??n blik te vangen is (fig. 3).1Bouwterrein na afbraak van de woningen,uitvoering van de diepwanden en heienvan de voorlopige palenHet constructieve ontwerp werd opgedragen aan de studiebureaus Verdeyen-Moenaert enPirnay-Schwachhofer; het bureau Seco kreeg de controle toegewezen.De werken zijn uitgevoerd door een Tijdelijke Vereniging van de bouwbedrijven G. Moury(Luik), Travaux (Brussel) en R. Maes (Gent).Omwille van de grote behoefte aan gebouwenvolume van de bouwheer enerzijds en destedebouwkundige begrenzingen anderzijds, bevat het ontwerp vier ondergrondse bouwla-gen (26 500 m2-115 000 m3) en zes bovengrondse bouwlagen (32 500 m2-125 000 m3). Hethoogste punt ligt 25 m boven het straatpeil terwijl de onderzijde van de fundering zich 21,5 monder het peil van de Broekstraat bevindt (fig. 4).In de periode van september '81 tot augustus '82 zijn de diepwanden uitgevoerd (totaal8200 m2, aanzet 29,70 m onder straatpeil); vanaf augustus 1982 werd begonnen met deuitvoering van het eigenlijke bouwwerk.Het is opvallend hoe in het centrum van Brussel zulke grote bouwvolumen kunnen wordengerealiseerd. Dit geldt niet alleen voor gebouwen, maar ook voor de metrowerken. Door deingrijpende stedebouwkundige inspraak van wijk- en buurtcomit?s wat betreft de toegelatenCement XXXVI (1984) nr. 11 730hoogten, moeten de ontwerpers vaak hun toevlucht nemen tot grote ondergrondse bouwvo-lumen. De aannemers zijn genoodzaakt naar gepaste uitvoeringstechnieken te zoeken omde vaak gecompliceerde werken bekwaam te kunnen realiseren.Deze omstandigheden, die zich dus bij vele bouwwerken voordoen, leiden toch voor elkeuitvoering tot specifieke oplossingen die een behandeling de moeite waard maken. Zo ver-wijzen we naar het artikel over de uitvoering van het Museum voor Moderne Kunst (Cementnr. 3, 1984) dat op nog geen kilometer van het hier besproken bouwwerk ligt.2. KarakteristiekenDe verwezenlijking van het gebouw voor ASLK vertoont de volgende bijzondere karakteris-tieken:-de uitvoering van ondergrondse bouwlagen;-de uitvoering van paddestoelvloeren voor de bovengrondse bouwlagen (kolomraster 8,1 8,1 m) met gebruik van breedplaatvloeren;-de gevel waarvan een marmerbekleding op geprefabriceerde betonelementen is aange-bracht.In dit artikel wordt alleen op de uitvoeringswijze van de ondergrondse lagen ingegaan.CementXXXVI(1984)nr.11 7314Doorsnede over het gebouwBij het constructieve ontwerp beschikte men over de volgende gegevens en richtlijnen:-de samenstelling van de grond;-het ontwerp dat het ondergrondse bouwvolume bepaalt;-de wens van de bouwheer om de oppervlakte ondergronds maximaal te benutten, de kolom-afmetingen te beperken tot 60 60 cm2en geen grondankers te gebruiken.Daarvan uitgaande ontstond een oplossing die de volgende essenti?le kenmerken heeft:1. rondom de bouwput wordt een diepwand als semi-waterdichte wand aangebracht;2. gedeelten van de definitieve keldervloeren doen dienst als stutten ter vervanging van degrondankers;3. teneinde de keldervloeren tijdelijk te kunnen dragen worden voorlopige palen geheid;4. afhankelijk van de voortgang van de uitgraving en de belastingen op de diepwand, moetdeze diepwand gestut worden totdat de aansluiting diepwand-fundering tot stand gebrachtis;5. de voorlopige palen kunnen pas weggenomen worden als de funderingsvloer, de definitievekolommen en alle ondergrondse vloeren zijn uitgevoerd.Dit programma stelt zware eisen aan de constructeur, het toezicht en de uitvoerder bij hetrealiseren van deze op zich onnatuurlijke bouwmethode.3. Karakteristieken van de ondergrond - bemalingOnder de bovenlagen waarin tot op 1,5 m diepte veen voorkomt, wordt tot op 12 ? 14 mdiepte zand gevonden; daaronder bevindt zich een kleilaag. Het grondwaterpeil wordt aan-getroffen op - 2,5 m. De grond is uitgegraven tot 19,50 m en plaatselijk (200 m2) tot 21,5 monder het straatpeil.De bemaling had plaats langs de omtrek van de bouwput. De filters waren geplaatst tot- 14 m, hetgeen overeenstemt met de onderzijde van de doorlatende lagen. Bij verwijderingvan de kleigrond werden de graafmachines niet gehinderd door vrijkomend water.Tijdens de bemaling trad buiten de bouwput ongelijkmatige zakking van het grondwater op.Dit fenomeen heeft minder te maken met de grondsamenstelling dan wel met het feit dat dediepwanden van verschillende gebouwen in de Broekstraat een ware Ondergrondse' damvormen die de ondergrondse waterhuishouding ernstig verstoort. Teneinde het evenwichtte herstellen werd water vanaf de Broekstraatzijde in een afzonderlijke leiding naar de grondaan de achterzijde van het gebouw gebracht.4. GrondwerkenIn totaal werd 125 000 m3grond uit de bouwput verwijderd. Daarvan kon 30 000 m3vrijworden weggenomen uit de centrale zone maar 90 000 m3grondwerk moest worden uitge-voerd onder de vloeren - 1, - 2 en - 3 (foto 5). De laatste 5 000 m3werd weggegraven onderde schoren tussen diepwand en fundatieplaat (foto 6).5. DiepwandenDe bouwheer heeft het terrein ondergronds maximaal willen gebruiken. Vandaar dat de diep-wanden de grenzen van het aangekochte terrein volgen. Aan een zijde (Peterseliestraat)wordt aangesloten op een diepwand van het ASLK-gebouw dat in de jaren rond 1970 totstand kwam. De dikte van de wand bedraagt 80 cm; de moten hebben een gemiddelde lengtevan 5,80 m en zijn samengesteld uit twee panelen van 2,90 m. De diepwand reikt tot het peilvan - 29,70 m en is zodoende in de klei ingeklemd.Cement XXXVI (1984) nr. 11 7325Grondwerk onder keldervloer -26Grondberm op peil -4, tot steun van dediepwand7Overzicht van het werk, na uitvoering vandelen van de keldervloeren -1, -2 en -3De bouwheer wilde het gebruik van grondankers vermijden, deels om hinder voor de omge-ving zoveel mogelijk te beperken, deels ook vanwege vroegere ongunstige ervaringen methet gebruik van ankers in vergelijkbare gronden. Uit deze optie volgde de noodzaak omdelen van de vloerplaten in de kelder als stutten voor de diepwanden te gebruiken. Foto 7geeft een algemeen overzicht van de toestand, waarbij plaatdelen van de drie ondergrondsebouwlagen de diepwanden ondersteunen.6. Voorlopige palenGelijktijdig met de uitvoering van de diepwand zijn in het terrein 200 stalen palen geheid meteen diameter van 51 cm en een wanddikte van 12 mm. Het aanzetpeil van de palen met 70ton draagvermogen is- 27,70 m, voor die met 100 ton draagvermogen - 33,3 m. Op figuur8 is de verdeling van de palen aangegeven binnen een typeraster (8,1 8,1 m) van hetgebouw.De stalen palen dragen tijdelijk de vloergedeelten die als stutten voor de diepwand dienen.Ze kunnen pas worden weggenomen als de funderingsvloer en de definitieve kolommen zijnuitgevoerd. Het draagvermogen van de palen is bepaald door het gewicht van de betonvloe-ren, samen met een overlast van 150 kg/m2op een enkele vloer.Na de opeenvolgende uitvoering van de keldervloeren en de graafwerkzaamheden, komende palen over een belangrijk deel van hun lengte vrij van de omringende grond. D?t betekentCementXXXVI(1984)nr.11 7338Typeraster voor plaatsing van devoorlopige en definitieve palendat de afdracht van de belasting via paalpunt en mantel aanzienlijk wijzigt naarmate degrondwerken vorderen. Door het wegnemen van nagenoeg 20 m grond boven een diepekleilaag treedt onvermijdelijk een zwelling op in de kleilaag als gevolg van ontlasten. Dezezwelling kan niet vrij optreden gezien de verdeling van de voorlopige palen en de daaroprustende plaatdelen. De 'belemmerde' zwelling is dus een oorzaak van opwaartse krachtenen vervormingen.Metingen hebben uitgewezen dat zich een combinatie van verplaatsingen en vervormingenheeft voorgedaan die maximaal was bij het uitvoeren van de funderingsplaat. Bij het optrek-ken van de verdiepingen is een deel van de zwelling geneutraliseerd.De vloerplaat-1 rust op de voorlopige palen door middel van een steunplaat die op de palenis gelast (foto 9). Bij de graafwerken onder deze vloer komen de palen vrij tot op het peilvan de vloer-2 (fig. 10a). Op de palen worden deuvels gelast (foto 11) waardoor de belastingvan de vloer-2 op de paal wordt overgedragen. Na verharding van vloer-2 en de grondwerkenonder deze plaat, worden alle bewerkingen herhaald voor de vloer-3 (fig. 11b en c).De bekistingsplaten voor de vloeren werden gelegd op een morteldeklaag die op de genivel-leerde grond wordt aangebracht. Na het ontkisten ziet de onderkant van de vloeren eruitzoals foto 12 laat zien.Na be?indiging van de grondwerken kreeg men een merkwaardig zicht op 200 palen die overnagenoeg 15 m van hun lengte waren vrijgekomen. Op foto 13 is te zien dat de palen bij hetheien van de loodlijn kunnen afwijken.Na uitvoering van de definitieve kolommen konden de voorlopige palen door middel vansnijbranders worden weggenomen. Dit moest gebeuren tussen de vloeren-1 en -2, de vloe-ren-2 en -3, de vloer -3 en de funderingsplaat (foto 14).Deze operatie is op zich analoog met het wegnemen van stutten onder een bekisting. Wegensde grootte van de lasten op de stutten (tot 40 ton) is een zodanig programma opgesteld dathet verwijderen niet gehinderd werd door de elastische vervormingen van de platen. Dedoorgangsopeningen van de palen in de verschillende vloeren en in de fundering werdenmet beton gedicht.9Verbinding tussen keldervloer -1 en eenvoorlopige paal11Deuvels gelast op de voorlopige palent.b.v. de vloeren -2 en -312Onderzijds keldervloer -3 met tijdelijkepaal13Overzicht van de bouw, na be?indigingvan de grondwerken14Verwijderen voorlopige paal na uitvoeringvan de definitieve kolommenCement XXXVI (1984) nr. 11 73410a-fSchema voor uitvoering van deondergrondse bouwdelen75Wegnemen van de grondberm naplaatsing van schoren tussen diepwand encentrale deel van de funderingsvloer7. Funderingsvloer - stutten tussen diepwand en funderingDe constructeur koos voor een funderingsvloer van 1,50 m dikte. Onder deze vloer is eendrainerende laag aangebracht gekoppeld aan een stelsel van drainerende betonbuizen.De funderingsplaat is in moten van ca. 600 m2uitgevoerd. Tussen de moten werd een strookvan 1 m breedte vrij gelaten. Deze voeg werd later gestort nadat de grootste krimp binnende moten had plaatsgehad. De wapening in de moten werd in de voegen niet onderbroken.Als bekisting werd strekmetaal gebruikt.Langs de diepwand is tussen de peilen-16 en -18,80 m en over een breedte van 9 m eengrondsteun gelaten (fig. 10d). De aansluiting tussen diepwand en funderingsplaat kon pasworden aangebracht nadat voldoende schoren werden geplaatst tussen diepwand en hetcentrale deel van de funderingsplaat (foto 15, fig. 10e). De optredende horizontale krachtenbedroegen ca. 110 ton/m. Voor de stutten is gebruik gemaakt van metalen profielen die laterverwerkt zijn in de definitieve kolommen.Bij het storten van de funderingsplaat werden de voorlopige stalen palen over dat gedeeltemet beton omhuld. Nadien werden de palen op het peil van de bovenkant van de funderings-plaat afgebrand en vervolgens werd het resterende paalstuk met beton gevuld (fig. 10f).8. Definitieve kolommenGeen enkele voorlopige paal stond op de plaats van een definitieve kolom. De constructeurheeft van deze optie moeten afzien, daar de kolomdoorsnede niet groter mocht zijn dan 60 60 cm2. Gezien de grootte van de optredende belastingen (tot 1000 ton) was het nietmogelijk in de grond gevormde palen te verwezenlijken. Ook stalen palen werden mindergeschikt geacht omdat geen zekerheid bestond dat deze palen alle te lood zouden komente staan.Voor de constructeur was de verbinding tussen vloerplaat en kolom allerminst eenvoudig.Cement XXXVI (1984) nr. 11 73576KolomkopVoor de aannemer was het noodzaak om tot een eenvoudige uitvoering te komen. Voor debelangrijke lastoverdracht van vloer naar kolom (135 ton per laag) gelden in feite de volgendevoorwaarden:-de metalen kolommen moeten door openingen op verschillende lagen gebracht kunnen wor-den (fot o 11);-er moet rekening worden gehouden met vervormingen (horizontaal en verticaal) van de vloer-delen die als stutten dienen;-de toleranties moeten ruim genomen worden als gevolg van de problematische uitvoering.Na nuttige besprekingen tussen constructeurs en aannemer is een oplossing gevonden dieaan alle eisen voldoet. Deze bestaat erin de bekisting van de plaatopening een zodanigprofiel te geven dat de plaat in definitieve toestand de belasting via een krans om de kolom-mantel naar het kolomlichaam kan overdragen (foto 16).Als bekisting is een blok polystyreen gebruikt (foto 17) dat bij het ontkisten werd weggesmol-ten (foto 18). De kolom zelf is een met beton omhuld stalen HED-profiel. De deuvels dienenom de druk via drukstangen in beton op de stalen kolom over te brengen (foto 19). Foto 20geeft een beeld van de kranswapening en van de beugelconcentratie in de zone waar dedruk naar de stalen kolom wordt overgedragen.17Polystyreen sparingsblok voorkolomdoorgang18Onderzijde vloer met kolomplaat naontkisten en wegsmelten sparingsblok19Stalen profiel met deuvels inkolomdoorvoering20Wapeningskorf rond staalprofiel inkolomdoorvoeringDe figuren 21 a t/m tonen de detaillering van deze kolom-vloerverbinding. Figuur 21ageeft een bovenaanzicht van de uitsparing in de vloerplaat, het staalprofiel met het omhullendbeton en de schikking van de deuvels; de figuren 21b en tonen de vorm van de uitsparingin de paddestoelvloer en de schikking van de wapening in de krans rond de kolom. Dewapening van deze verbinding ter plaatse van bovenkant vloer is niet aangegeven. Dezewerd naderhand in de betonspecie aangebracht.Figuur 22 geeft schematisch aan op welke wijze de kracht van de vloer naar de vloer wordtovergebracht. De kracht P, wordt opgenomen met de bovenwapening in het kapiteel, P2geeft een trekkracht in de staven van het type 1 in de plaat.De kracht P3 is een drukstang die langs de deuvels naar het kolomlichaam gaat, de krachtP4 wordt opgenomen in de staven type 2.Het voetstuk van de stalen kolommen op de funderingsvloeren bestaat uit een staalplaatvan 800 800 150 mm waarop de aanzet van de kolom is bevestigd (foto 23). Met behulpvan vier regelbare steunen kan het voetstuk nauwkeurig worden gesteld. Onder de voetwordt een krimpvrije mortel aangebracht. De verschillende kolomelemehten worden metbouten op de ge?ffende platen vastgemaakt. Waar nodig worden kunstharsen tussen deplaten ge?njecteerd om de uniforme krachtoverdracht te verzekeren (foto 24).BesluitenBij de uitvoering van omvangrijke bouwwerken in drukke stadscentra worden zowel bouw-heer als architect en constructeur geconfronteerd met een aantal zaken waarmee bij deuitvoering zoveel mogelijk rekening moet worden gehouden. Deze zaken kunnen de uitvoe-ring aanzienlijk bemoeilijken. Zij betreffen onder meer:-een grillige eigendomsgrens;-een bouwheer die zijn terrein maximaal wil gebruiken (vooral ondergronds);Cement XXXVI (1984) nr. 11 73623Aanzetstuk voor stalen kolomprofiel24Kolomvoet na ondersabeling en verbindingeerste stalen kolomelementen- bestaande muren van belendende gebouwen die dikwijls oud zijn en in slechte staat verkeren;-stedebouwkundige beperkingen in het bovengrondse bouwvolume;-de noodzaak in het voorzien van belangrijke ondergrondse bouwvolumes om het programmavan eisen te kunnen verwezenlijken;- het afzien (omwille van burenhinder) van het gebruik van voorgespannen ankers ter veranke-ring van de kelderwanden.Het oplossen van deze problemen is mogelijk, maar dwingt de constructeur tot keuzenwaarvan de implicaties dikwijls alleen empirisch te bepalen zijn. In dit geval gold als onbe-kende het gedrag van de voorlopige palen en de keldervloeren onder invloed van belangrijkehorizontale krachten en het ontspannen van vrijgekomen kleilagen.Door samenspraak in het bouwteam is een werkmethode vastgelegd waarbij voor de belang-rijke verbindingen tussen verschillende bouwfasen eenvoudige oplossingen zijn uitgewerkt.Daarbij zijn de krachten in de definitieve constructie op een duidelijke wijze van paddestoel-vloeren naar kolom, en van kolom naar fundering overgebracht.CementXXXVI(1984)nr.11 737