ir.Th.A.A.van Overbeek,ing.A.van Malenstein en ir.B.van der ZeeDHV Raadgevend Ingenieursbureau BV,Amersfoort1Vogelvlucht perspectief, ligging tussen HetScheur (Nieuwe Waterweg) en delta dijkCement XXXII (1980) nr. 9'De Groote Lucht' teVlaardingenAspecten omtrent de rioolwaterzuiveringsinrichting 'DeGroote Lucht' te VlaardingenHistorieIn het kader van het zuiveringsplan voor het gebied van de gemeenten Rotterdam, Schiedam,Vlaardingen en Maassluis hebben de drie waterschappen diehetwaterkwaliteitsbeheervoerenin deze regio, besloten tot een gemeenschappelijke aanpak. De drie samenwerkende water-schappen (Hoogheemraadschappen Delfland en Schieland, alsmede het Waterschap IJssel-monde) brachten in januari 1977 een rapport uit: 'Gemeenschappelijk voorontwerp voor drierioolwaterzuiveringsinrichtingen in de regio Nieuwe Maas'. Op basis van dit rapport isals toe tepassen zuiveringssysteem gekozen voor het tweetraps oxydatiebed actief-slibproces.De inrichting De Groote Lucht is als eerste van de geplande drie besteksgereed gemaakt,aanbesteed en gegund en zal volgens plan eind 1982 in bedrijf worden gesteld.Capaciteit van de inrichtingDe rioolwaterzuiveringsinrichting De Groote Lucht zal het afvalwater zuiveren van de woonge-bieden van: Schiedam, Vlaardingen, Maassluis, De Lier en Maasland. De capaciteit van deinstallatie is afgestemd op de prognose van de aangevoerde vervu ilinginhet jaar 1990.Volgensde uitgevoerde inventarisatie zal de vuil/ast dan ca. 315 000 inwoner-equivalenten bedragen.Van deze vervuiling is ca. 208 000 inwoner-equivalenten van huishoudelijke oorsprong en107 000 inwoner-equivalenten van industri?le aard. De hydraulische capaciteit van de in-richting is afgestemd op een maximale wateraanvoer van 12 000 m3/h tijdens regen.Situering en aanvoer van hetafvalwater'De Groote Lucht' is gesitueerd in de gemeente Vlaardingen, tussen de woongebieden vanMaassluis en Vlaardingen, langs de oever van het Scheur. Figuur 1 geeft een indruk van deligging van de installatie, enerzijds tussen de 'Deltadijk' en het Scheur, anderzijds tussen deNAM-haven en het recreatiegebied de Lickebaert.De aanvoer van het rioolwater vindt plaats door middel van drie persleidingen. Het te zuiverenafvalwater wordt via de rioolstelsels in de gemeenten naar drie verzamelgemalen getranspor-teerd in Maassluis, Vlaardingen en Schiedam, waarvandaan het afvalwater naar de inrichtingwordt gepompt.590PRIMAIR SUB1 ONTVANGPUT2 SNIJROOSTERS3 VOORBEZINKTANKSHUMUS SUBt; OXIDATIE BEDDEN.5 TUSSEN8EZINKING.6 BELUCHTINGSTANK7 NABEZINKTANKS8 SLIBRETOURGEMAAL9 CIRCULATIEGEMAAL.LUCHTBEHANDELINGEFFLUENT.Zuiveringsproces en slibverwerkingDe eerste zuiveringstrap bestaat uit: voorbezinktanks. oxydatiebedden en tussenbezinktanks,de tweede trap bestaat uit actief-slibtanks en nabezinktanks.In figuur 2is schematisch de loop van het te zuiveren afvalwater doorde installatie aangegeven.Daarbij blijkt dat op een drietal plaatsen in het zuiveringsproces slib vrijkomt.In figuur 3 de verwerking van het slib aangegeven. Het geproduceerde gistingsgas wordtgebruikt om te voorzien in het energieverbruik van de installatie. Naar verwachting zal deenergiewinning uit het gistingsgas ca. 75-80% van de energiebehoefte van de installatiedekken.Het uitgegiste slib wordt ingedikt en met zeefbandpersen ontwaterd tot een droge-stofgehaltevan ca. 25%-30%. Het ontwaterde slib zal indien mogelijk worden hergebruikt bijvoorbeeld alsbodemverbeterend materiaal of het zal worden afgevoerd naar een centrale slibverbranding.Zoals uit de figu ren 2en 3 bli jkt zijn veel installatie-onderdelen afgedekt, teneinde het risico vanstankoverlast voor de omgeving tot een absoluut rninimum te beperken. De afgedekte ruimtenworden kunstmatig geventileerd. De afgezogen lucht wordt gereinigd in een drietaps chemi-sche wasser en vervolgens verspreid via een 30 m hoge schoorsteen.In figuur 4 is in schema de Iay-out van de rioolwaterzuiveringsinrichting weergegeven.2Processchema water3Processchema slib1 SLiBINDIKKER L LUCHTBEHANDElING.2 SLIBGISTINGSTANKS3 GASHOUDER4 NA_INDIKKERS5 ENERGIE OPWEKKING.6 SLIBONTWATERINGPRIMAIR SLIBHUMUS SLIBSECUNDAIR SLIB4Lay-out van de zuiveringsinrichting2a5:J10NTVANGPULVUILVERKLEI2 VooRBeZINKTANKS.OXYOATIEBEODEN.4 TUssENBEZINKTANKS.5 AKTIEFSLIBTANK5.6 NABEZINKTANKS7MEETGOQTCement XXXII (1980) nr. 98 UlTSTROOMKUNSTWERK9 VOORINDIKKERS.10SUBGI5TINGTANKS.11 NA INDIKKERS1.2.?BEORIJFSGEBDUW13 SlIBOPSLAG I NOODI591HET SCHEURConstructieve vormgevingBij de constructieve vormgeving van een rioolwaterzuiveringsinrichting speelt een groot aantalfactoren een rol. Toegespitst op de installatie De Groote Lucht, worden in dit kader nadertoegelicht: de temperatuurbelastingen, de betonbescherming en enkele specifieke oplossin-gen.BetonbeschermingUit de oxydatiebedden en indikkers kunnenstankemissies optreden. Om te voorkomen dat deomgeving hiervan hinder zou ondervinden worden de oxydatiebedden en de indikkers afge-dekt. Bovendien worden voorzieningen getroffen om de voorbezinktanks later alsnog van eenoverkapping te kunnen voorzien.Tervoorkoming van de aantasting van de beton doorde aanwezigheid van deH2S-concentratieszijn in het algemeen de volgende maatregelen mogelijk:? chemicali?ndosering;? ventilatie van de ruimten onder de overkappingen;? sproeien van betonoppervlakken;? het aanbrengen van een Iining op het betonoppervlak.afWerkinS? mm5Details slibgistingstanksmm TemperatuurbelastingenMet het oog op de temperatuurseffecten zijn maatregelen getroffen bij de slibgistingstanks entegels de na-dikkers, aangezien bij het ontwerp rekening moest worden gehouden met volgenderootmatebetont els 300 uitgangspunten:nevima rovit N mm ? de temperatuur van het slib in de slibgistingstanks bedraagt max. 33?C; procestechnisch moetx75mm dit temperatuursniveau gehandhaafd blijven;? in de na-dikkerS.bedraagt, ca. 20-30?C; dit nive.au. ,eftechterniet? de minimale buitentemperatuur is aangenomen op _10?C;? de temperatuurvan het grondwater is aangenomen op +10?C..Voor de slibgistingstanks is om procestechnologische en constructieve overwegingen alsoplossing gekozen voor isolatie van wanden en dek, dilatatie van bodem, wanden en dek,- voorspanning van de wanden (fig. 5).Bodem en dek worden uitgevoerd in gewapendbeton. Bij de na-dikkerszijn dezelfde maatrege-len getroffen, met uitzondering van de isolatie.staalconstrvoor borstweringmetalenrobertson BR. t;Bij de rioolwaterzuiveringsinrichting De Groote Lucht is gekozen voor:? waterstofperoxidedoseringin het afvalwater;? ventilatie van de ruimten onder de overkappingen;? besproeien van de ringbalken in de oxydatiebedden;? Iining op debetonvlakken boven de waterspiegel bij de indikkers.Omtrent een nadere uiteenzetting inzake de H2S-problematiek wordt verwezen naar [1].bordes6voorbezink- en beluchtingstank13,50+625+bordes7Centrale leidingkokerafvoerleiding 900Waterdichtheid van de voorbezinktanksIn het ontwerp zijn de voorbezinktanks op de beluchtingstanks geplaatst (fig. 6). Door dezegestapelde bouwwijze moeten aan de waterdichtheid van de vloer van de voorbezinktanksbijzonder hoge eisen worden gesteld in verband met het gebruik van de onderliggendebedrijfsruimte. Om een waterdichte constructie te verkrijgen wordt daarom in de vloervoorspanning aangebracht. In verband hiermee worden de vloeren via een glij-opleggingopgelegd op de dragende wanden van de beluchtingstanks.Centrale leidingkokerDoor de symmetrische en langwerpige opstelling van de zuivering (fig. 1)is ter plaatse van delengte-as een concentratie van aan- en afvoerleidingen ontstaan.Uit economische overwegingen zijn hiervoor geen buizen op kespen toegepast, maar isgekozen voor ??n centrale leidingkoker bestaande uit ??n betonnen koker, waarin stalenbuizen zijn opgenomen als verloren bekisting. Deze leidingkoker is op zwaar verkeer bere-kend, zodat deze in de bouwfase als kraanbaan dienst kan doen en in de definitieve fase alsweg in het terrein gaat functioneren (fig. 7).Cement XXXII (1980) nr. 9 592sonderin 18I tGeotechnische aspectenIn aansluiting op de procestechnologische en constructieve vormgeving van de installatiezullen tenslotte enkele geotechnische aspecten worden belicht, die verband houden met:?hetbouwterrein?n de bodemgesteldheid;? de aanlegdiepte van onderdelen van de zuivering.Het toekomstige bouwterrein bezit een maaiveldhoogte van ca. 6 m + NAP en maakt deel uit vaneen gebied dat in het recente verleden met havenslib is opgehoogd (dikte ophoging ca. 7 m).Deze werkzaamheden werden omstreeks 1967 voltooid. Uit de resultaten van hoogtemetingenblijkt dat het maaiveld nu nog ca. 5-10 mm per jaar zakt.101520i8Sondeergrafiek met invloedzones voor inacht te nemen kleefOnder de opgebrachte laag heeft de bodem de volgende opbouw:van ca. 1,70 tot ca. 10 m - NAP: klei- en veenlagen:van ca. 10 tot ca. 16 m - NAP: zandlagen met een matig tot vaste pakking;van ca. tot ca. 18 m - NAP: kleilaag;vanaf ca. 18 m - NAP tot de verkende diepte: zand met een overwegend vaste pakking(pleistoceen).Het grondwater in de pleistocene zandlagen heeft een stijghoogte tot ca. NAP. Het in hetopgebrachte havenslib verzamelde regenwater heeft een niveau dat varieert van 3,4 tot 5 m+NAP.De sondeergrafiek van figuur 8 geeft een indruk van de vastheid van diverse bodemtapen.De meeste onderdelen van dezuiveringsinstallatiehebben een aan legn iveau van ca.a m + NAP.De geotechnische vraagstukken die voortvloeien uit de hierboven geschetste randvoorwaar-den met betrekking tot het met havenslib opgehoogde bouwterrein en de diepe ligging van dediverse onderdelen van de rioolwaterzuiveringsrichting betreffen:? aanleg open bouwput en drainage (stabiliteit taludsen zijdelingse deformatie ondergrond in deomgeving van de taluds);? paalfundering (paaltype, nuttige paalbelasting, horizontale belasting op de palen, paalzettin-gen).9Overzicht uitvoeringcaAanleg open bouwput en drainageVoorde aanvang van de graafwerkzaamheden ten behoeve van de diep geprojecteerdeonderdelen van de inrichting moet de grondwaterstand worden verlaagd in verband met destabiliteit van de taluds en de uitvoering van de werkzaamheden 'in den droge'.Als bemalingssysteem is gekozen voor een horizontale diepdrainage met drains op een niveauvan ca. 1 m + NAP. Voordat echter een aanvang wordt gemaakt met het aanbrengen van dedrainage zal het terrein eerst ca. 1,5 m worden onfgraven.De diepte van de sleuven ten behoevevan de drains wordt hiermee beperkt tot ca. 3,5 rn, met het oog op de maximaal mogelijkuitvoerbaresleufdiepte van ca. 4 m.De taluds van de bouwput worden afgewerkt onder een helling van 1 : 3, vervolgens worden depalen geheid. De afstand van de teen van het talud tot de te bouwen onderdelen is op minimaal3 m vastgesteld. De gekozen helling en afstand houden verband met de vereiste stabiliteit vanhet talud en de horizontale verplaatsingen van de bodem.In figuur 9 wordt een overzicht gegeven van de volgorde van uitvoering.++b. Aanleg harizontale dmins d.lnstalJeren van de funderingspalen620++c Afgravin 9 2e fase e AfbouwCement XXXII (1980) nr. 9 593D10Buigendmomentten gevolge van horizontaledrukFiguur 11coE20oo 2 6 10 12 16 18 20relative verplaatsing paalschachtt.ov de grond. (rnrn)gemobiliseerde punt weerstand inrelatie met bezwijkweerstando0 20 50 60 100Cement XXXII (1980) nr. 9PaalfunderingPaaltype en draagvermogenIn eerste instantie is bij het ontwerp uitgegaan van een paalfundering bestaande uit geprefabri-ceerde voorgespannen betonpalen 400 mm met een toelaatbare nuttige belasting van ca.750 kNo Het puntdraagvermogen isbepaald volgens de methode Koppejan (40/80), de bepalingvan de positieve en negatieve kleef op basis van de verticale korrelspanning, horizontalegronddruk- en wrijvingsco?ffici?nt (2].Bij de interpretatie van de negatieve kleef is er in het ontwerp van uitgegaan, dat ondanks de uitde afgraving van het terrein voortvloeiende afname van de verticalekorrelspanning, het terreinin het algemeen nog onderhevig zal blijven aan zettingen. De negatieve kleef, veroorzaakt doorde langs de paalschachtverplaatsende samendrukbare klei- en veenlagen, is tot een diepte vanca. 10 m - NAP in rekening gebracht.De optredende extra negatieve kleef veroorzaakt door samendrukking van dieper gelegenkleilagen op ca. 16 wordt bij de bepaling van het nuttig draagvermogen buiten.beschouwing gelaten. De hierdoormogelijk optredende extra paalzettingenkunnen aanleidinggeven totzettingsverschillen. Hieropwordt laterteruggekomen. In desondeergrafiekvan figuur8 is ??n en ander verduidelijkt door middel van het aangeven van invloedsdiepten. Bij deprefab-betonpalen wordt er in het algemeen naar gestreefd de slankheid lid nietgroter dan ca.60 te kiezen, uit oogpunt van transport en heien.Voorenkele gedeelten van hetterrein moeten echter palenworden toegepasttot een niveau vanca. 26 m NAP; de slankheid wordt hiermee ca. 70.Horizontale paalbelastingDe buigende momenten in depalen als gevolg van a-symmetrische horizontale gronddrukkenzijn bepaald volgens de door het Laboratorium voor Grondmechanica te Delft ontwikkelderekenmethode (fig, 10). De resultaten van deze berekeningen leidden ertoe, dat voor derandpalen extravoorzieningen getroffen moesten worden bij de dimensionering, in devorm vanextra wapening.Zettingsverschillen van de palenZoals reeds naar voren is gebracht, is de toelaatbare nuttige belasting van de palen bepaald metinachtname van de negatieve kleef veroorzaakt door de klei- en veenlagen toteen niveau van ca.10 m - NAP. De mogelijk optredende negatieve kleef veroorzaakt door vervorming van diepergelegen klei- en veenlagen, kan aanleiding geven tot extra paalzettingen, met name voor derandpalen van de constructie.Om enig inzicht te krijgen in de hierdoor mogelijk optredende zettingsverschillen, zijn zettings-bereken inqan van de palen uitgevoerd op basis van methoden aangegeven doorCoyle en Reese[3]. De schachtwrijving en puntweerstand worden in ditonderzoek gerelateerd aan de verplaat-sing van de paal. Deze relaties,dieopempirischewijzezijnbepaald,zijn aangegeven in figuur 11[4,5].Uit het resultaat van de berekeningen volgt dat de lange-duurzettingen c.q. zettingsverschillenvoornamelijk worden bepaald door de samendrukking van de kleilaag op ca. 16 m - NAP.Blijkens de resultaten van het grondonderzoek zullen deze verschillen niet optreden op relatiefkorte afstanden, zodat de invloed hiervan bij de dimensionering van de constructie buitenbeschouwing is gelaten.Literatuur1. H2S en Corrosie: onderzoek naar aantastingsverschijnselen in rioolgemalen in het beheers-gebied van Uitwaterende Sluizen; Hoogheemraadschap van Uitwaterende Sluizen in Kenne-merland en Westfrieslanden DHV Raadgevend Ingenieursbureau BV, maart 19792. Horvat, E. en H.Cloo, 'Hetberekenen van het draagvermogen van geheide houten en qepretabrl-ceerde betonpalen', Polytechnisch Tijdschrift(1978) nr. 5 blz. 280-2933. Coyle, H.M. en L.C.Reese, Load transfer for axiallyloaded piles in clay; Journalof the SoilMechanics and Foundation Division, Proceedings of the American Society of Civil Engineers,Vol. 92, SM-2, blz. 1-26.4. Weeie, A.F. van, Arnethod of separating the bearing capacity of test piles into skin friction andpoint resistance; Proceedings4th InternationalConference on Soil Mechanicsand FoundationEngineering, London, vol. 2 blz. 76-805. Plantema,G., Results of a special loading test on an reinforeed concrete pile, a so-called pilesounding; Proceedings 2nd, International Conference on Soil Mechanics and FoundationEngineering, Rotterdam, vol. 4 blz. 112-118594