C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 2003 856Uitgangspunt bij het achterwegelaten van een constructievloer opde oowb-vloer is dat niet kanworden gegarandeerd dat de vloerop termijn waterdicht zal blijven.Hiervoor zal een oplossingmoeten worden gezocht. Bijko-mend probleem is de moment-vaste koppeling van de betonnenwand met de oowb-vloer, hetgeenkan worden vermeden door uitte gaan van definitief-functione-rende damwanden (fig. 2). Hetachterwege laten van de construc-tievloer en de wanden zal volgensde Bouwdienst een significantebesparing op de bouwkosten ople-veren. Bovendien zal de bouwtijdaanzienlijk worden verkort.Binnen de Bouwdienst is een adhoc werkgroep gevormd met alstaak zich een mening te vormenomtrent de haalbaarheid van eendefinitief-functionerende oowb-vloer in combinatie met defini-tieve damwanden en de voorwaar-den waaronder dit plaats zoukunnen hebben. De werkgroepkwam tot de unanieme conclusiedat het toepassen van deze con-structie onder bepaalde voorwaar-den verantwoord is. Uit in het ver-leden uitgevoerde studies (metbehulp van eindige-elementen-methodeberekeningen) is echtergebleken dat de waterdichtheid optermijn niet te garanderen is.Indien een constructie wordt ver-langdwaarbijstrengeeisenaandewaterdichtheid worden gesteld, ishet niet mogelijk de constructie-vloer en de betonnen wanden tevervangen door een definitieveoowb-vloer in combinatie metdefinitieve damwanden. Indienechter enige extra lekkage kanworden geaccepteerd ? door hetaanbrengen van een drainagelaagDefinitieve ongewapendeonderwaterbetonvloeren incombinatie met definitievedamwandenir. G.M. Wolsink en ing. A. Zeilmaker, Bouwdienst Rijkswaterstaat, afdeling TunnelbouwEen klassieke methode om een droge bouwkuip te realiseren bij een in hetwerk gestorte, verdiept liggende constructie, is het gebruik van damwanden,funderingselementen en een ongewapende onderwaterbetonvloer (oowb-vloer), met daarop een in den droge gestorte constructievloer en wanden (fig.1). De oowb-vloer en de damwanden hebben daarbij tot op heden een tijde-lijke functie. In de ontwerpfilosofie van de Bouwdienst Rijkswaterstaat wordtuitgegaan van het principe dat de constructievloer enerzijds voldoende sterkmoet zijn om weerstand te bieden aan alle opgelegde belastingen, anderzijdswaterdicht moet zijn. Hierbij wordt ervan uitgegaan dat de waterbelasting opde onderzijde van de constructievloer staat. Bij de Bouwdienst heerst al enigetijd het gevoel dat, wanneer kan worden aangetoond dat de sterkte van deoowb-vloer ook voldoet bij verkeersbelasting, het mogelijk moet zijn dezevloer als definitieve constructie toe te passen.In dit artikel wordt een samenvatting gegeven van de belangrijkste overwe-gingen die bij de Bouwdienst geleid hebben tot het onder voorwaarden toe-laatbaar achten van een oowb-vloer als definitieve constructie in combinatiemet definitieve damwanden.ReagerenDe auteurs van dit artikel zijnzeer ge?nteresseerd hoe anderenin de bouwwereld (ingenieurs-bureaus en aannemers) hetspanningsveld beoordelen tusseneen wat groter risicoprofiel alsgevolg van het achterwege latenvan de constructievloer en dewanden, en de verkregen finan-ci?le besparingen.mogelijk te maken wandmogelijk aan te leggenconstructievloerzandbeddrainagelaaggrondverbetering bij kleilagenzie figuur 3drainagedubbelecorrosiebescherming1 | Toerit1) bestaande uit tij-delijk functionerende,niet-getrokken damwan-den2) en een oowb-vloer,met definitief-functione-rende constructievloeren wanden2 | Toerit bestaande uit eendefinitieve oowb-vloeren definitieve damwan-den met voorzetscher-men vanwege brandwe-rendheideisen en/of visu-ele overwegingen(gestippeld de conven-tionele bakconstructie)1) In de tekst worden figuren getoond van toeritten. Het toepassen van een definitieve ongewa-pende onderwaterbetonvloer (oowb-vloer) in combinatie met definitieve damwanden moet ookvoor gesloten constructies niet worden uitgesloten. Hierbij kan bijvoorbeeld worden gedacht aanlandtunnels. Een tussensteunpunt voor het dek heeft dan invloed op het ontwerp van de defini-tieve oowb-vloer, vooral wanneer sprake is van grote verticale belastingen.2) Het trekken van damwanden wordt bij werken van de Bouwdienst zelden toegepast omdatonduidelijk is in hoeverre dit de trekcapaciteit van de palen be?nvloedt.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 2003 8 57onder het asfaltwegdek ? zijn er inprincipe wel mogelijkheden dedefinitieve oowb-vloer in combi-natie met definitieve damwandentoe te passen.L e k d e b i e tOmdat richting vergunningver-strekkermoetwordenaangegevenwat op termijn het te verwachtenlekdebiet is, wordt ervan uitge-gaan dat na elke 4 m tunnel (in rij-richting gemeten) een scheur van10 m lang met een scheurwijdtevan 0,2 mm optreedt. Dit is eenbovengrensbenadering, maar deachterliggende gedachte is niet inde problemen te komen met devergunningverstrekker.Vervolgens is een viertal theo-rie?n beschouwd, waarvan er ??nuitgaat van geen self-healing3),??n van volledige self-healing entwee van enige self-healing.Wanneer wordt uitgegaan vanenige self-healing blijkt voor beidemethoden (onder ongunstige aan-namen) voor zowel een toerit van200 m met een definitieve oowb-vloermeteengemiddeldediktevan1,00 m en een gemiddelde hydro-statische druk van 8 m waterko-lom, als voor een stuk landtunnelvan 250 m met een definitieveoowb-vloer met een dikte van 0,90m en een hydrostatische druk van6mwaterkolom,hetlekdebietcirca11 m3/h te bedragen. Wanneer bijbovenstaand ontwerp pompkel-ders worden toegepast met eeninhoud van 500 m3en een totalepompcapaciteit van 180 m3/h,zullen de pompen circa anderhalfuurperetmaalinbedrijfzijn.Voorde landtunnel betekent dit, afhan-kelijk van de grootte (500-750 m3),dat elke 250 ? 400 m een pomp-kelder moet zijn voorzien.A l g e m e e n1. Als in de opgenomen verwij-zingen bepalingen voorkomendie in strijd zijn met de hieropgenomen randvoorwaarden,moeten de hier opgenomenrandvoorwaarden worden aan-gehouden.2. Dit artikel mag worden toege-past wanneer CUR-Aanbeve-ling 77 [1] is aangepast tenaanzien van de verbindingoowb-vloer met paal/schotel(fig. 3). Er bestaat namelijk hetvermoeden dat CUR-Aanbeve-ling 77, met name voor schotel-verbindingen, leidt tot te grotetoelaatbare paalkrachten4).Een andere mogelijkheid is hetaantonen van de ponscapaciteitvan de verbinding met proevenop ware grootte.3. Omdat geen spoorverkeer isbeschouwd, is dit artikel nietvan toepassing voor oowb-vloeren die worden beredendoor spoorverkeer. Bovendienwijkt het laststelsel voor spoor-verkeer sterk af van dat voorgewoon verkeer, zodat magworden verwacht dat vooral dedynamische effecten voorspoorverkeer aanzienlijk groterzullen zijn dan die voorgewoon verkeer.4. Vooralsnog mag een defini-tieve oowb-vloer worden toege-past wanneer de bouwkuip-breedte niet groter is dan 30 men de te keren waterdruk nietgroter is dan 8 m.Opm.: Wanneer een aantalwerken met goed resultaat isuitgevoerd, zou deze randvoor-waarde kunnen vervallen.5. Het aanbrengen van eendefinitieve oowb-vloer in veen-gronden wordt vooralsnog uit-gesloten. Wanneer een aantalwerken met goed resultaat isuitgevoerd, kan ook het aan-brengen in veengrondenworden toegestaan.Randvoorwaarde 7 onder`Ontwerp' zal dan wijzigen in`Bij klei- en veengronden eengrind-/zandlaag van minimaal500 mm dik onder de oowb-vloer toepassen'.Randvoorwaarde 2 onder `Uit-voering' zal dan wijzigen in`Bij klei- en veengronden tijdnemen om het slib te latenbezinken en vervolgens te ver-wijderen'.Tevens zal er dan onder `Uit-voering' de volgende randvoor-waarde worden toegevoegd:`Bij veengronden ronddrijvendveen verwijderen'.O n t w e r p1. Nagegaan moet worden watde kwaliteit van het lekwater isen of dit lekwater zomaar magworden geloosd. Het tijdigopstarten van overleg inRandvoorwaarden voor het toepassen van eendefinitieve ongewapende onderwaterbetonvloerin combinatie met definitieve damwanden bijwerken voor de Bouwdienst Rijkswaterstaatankermoer onderwaterbetongroutlichaamelastische spreidergeribde mantelbuisanker schotelankerstaaf3) Self-healing is het op den duur dichtslibben van een watervoerende scheur.4) Bij de Bouwdienst wordt momenteel aan deze problematiek gewerkt. Waarschijnlijk zullende aanpassingen begin 2004 gereed zijn.3 | Detail schotelverbindingverband met onttrekking enlozing van grondwater wordtaangeraden.2. De minimale dikte van hetzandbed (fig. 2) zal zodanigmoeten worden gekozen, datbij een tegenvallend resultaatvan de oowb-vloer alsnog kanworden overgegaan tot de aan-leg van een constructievloer.3. Bij het ontwerp van drainage,pompkelders en pompinstalla-tie rekening houden met eenop termijn optredend lekde-biet.4. Het drainagesysteem dientcontroleerbaar en onderhoud-baar te zijn. Bij voorkeur eennat drainagesysteem toepas-sen, wat echter op een hellingniet eenvoudig te realiseren is.5. In het gebied waar zonder ver-keersbelasting de palen optrek worden belast, maar waarwel rekening dient te wordengehouden met verkeersbelas-ting, moeten de palen/scho-tels worden getoetst op ponsvolgens de VBC 1995 [2],waarbij in verband met span-ningsvariaties voor fbeenwaarde van 0,30 N/mm2moetworden aangehouden. Omaan deze randvoorwaarde tekunnen voldoen, kan hetnoodzakelijk zijn rond depalen/schotels een wapenings-korf te plaatsen. Het toepas-sen van staalvezelbeton is inverband met de geringe be?n-vloeding van het bezwijkge-drag uitgesloten.6. De dekking aan de bovenzijdevan de onderwaterbetonvloerter plaatse van een wapenings-korf bedraagt 50 mm. Daarbijmoet voor de bovenkant vande constructie worden aange-nomen hgem? tolboven.Voor hgemen tolbovenwordtverwezen naar CUR-Aanbeve-ling 77.7. Bij kleigronden een grind-/zandlaag van minimaal 500mm dikte onder de oowb-vloertoepassen.8. De betonsterkteklasse voor deoowb-vloer bedraagt B 25. Inverband met dooizouten moetmilieuklasse 3 worden aange-houden vanwege de aanwezig-heid van wapeningsstekkenuit de palen en eventuele aan-wezige wapeningskorven.9. Het beton moet voldoen aanCUR-Aanbeveling 89 [3], aan-gevuld met Rijkswaterstaat-aanschrijving `Intrekking inte-rimbeleid voorkoming ASR bijnieuwbouw en eisen aan hetcement' d.d. 24 oktober 2002.Hierin staat vermeld dat deBouwdienst Rijkswaterstaatalleen via de cementparagraafuit CUR-Aanbeveling 89 aan-getoond wil zien dat hetgevaar voor ASR te verwaarlo-zen is. Het aantonen via eenlaag aandeel van reactieve sili-cacomponenten in de toeslag-materialen wordt vanwege deonvoldoende mate van traceer-baarheid niet gehanteerd.Het toe te passen mengselmoet voor milieuklasse 3 enhoger bestaan uit CEM IIImet een minimaal slakgehaltevan 50% met aanvullendeeisen conform 5.3 uit CUR-Aanbeveling 89. Ook meng-sels samengesteld met CEMIII/B zijn toegestaan.10.Het toepassen van gladde H-profielen als funderingsele-ment is in verband met slibin-sluitingen niet toegestaan.11.Tussen de damwand en deoowb-vloer dient een voorzie-ning te worden aangebrachtwaarmee in een latere fasezonodig een betere waterdich-ting kan worden gerealiseerd,bijvoorbeeld injectieslangen.12.Uit berekeningen moetblijken dat in alle fasen vanhet project de damwand (incl.de compartimenteringsdam-wand) tegen de oowb-vloerwordt gedrukt. Is dit niet hetgeval dan moet een trekver-binding tussen de damwanden de oowb-vloer worden toe-gepast.13.Volgens CUR-Aanbeveling 77moet uit berekeningen blijkendat in alle fasen van hetproject de verticale kracht inde damwand (incl. de compar-timenteringsdamwand) nietgroter is dan 0,3 maal de nor-maalkracht in de oowb-vloerter plaatse van de damwand.Wanneer dit niet het geval is,zal een dwarskrachtverbindingmoeten worden toegepast.14.Definitieve damwand/combi-wand inclusief verankeringbeschermen tegen brand doormiddel van een voorzetwand.De ruimte tussen dedamwand/combiwand en devoorzetwand moet voldoendegroot zijn om een hulppost,type C en E volgens de VRC[4], in te kunnen plaatsen.Bovendien zal deze ruimtegroot genoeg moeten zijn ombij een tegenvallend resultaateen traditionele betonnenwand te kunnen stortenzonder het profiel van vrijeruimte geweld aan te doen(fig. 2).De aanrijdbelasting voor devoorzetwand volgt uit 9.4 vanNEN 6702 [5].De voorzetwand ook toetsenaan 8.7.2 van de VBC 1995,waarbij dient te worden uitge-gaan van een vochtig milieu incombinatie met dooizouten.De brandwerendheid van devoorzetwand moet op tweeaspecten worden aangetoond:bestandheid tegen afspattendoor brandproeven en thermi-sche isolatie door berekenin-gen of brandproeven. Voorzowel brandproeven als bere-keningen moet voor geslotenruimten worden uitgegaanvan de RWS-brandcurve fig.4), voor open ruimten van deHydrocarbon-brandcurve(fig. 5).Voor de inrichting en de uit-voering van de brandproevenen de criteria waaraan deproefstukken dienen tevoldoen, wordt verwezen naarde VRC, par. 8.3 art. 7.15. Voor de aan te houden corro-sietoeslag van een definitievedamwand/combiwand wordtC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 2003 858C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 2003 8 59uitgegaan van een gematigdagressief milieu met een cor-rosiesnelheid van 0,02mm/jaar. Dit geldt voor detotale damwand, dus geen0,02 mm/jaar per zijde.16.De maximaal toelaatbarevloeispanning voor ankersta-ven is 240 N/mm2.Damwanden kunnen namelijkin een latere fase gaan zetten,waardoor ze gaan steunen opde staven. Door de stijfheidvan de staaf kan dit resulterenin momenten en buigspannin-gen in de staaf met mogelijkbreuk tot gevolg. Deze rand-voorwaarde is niet van toepas-sing voor strengen, vanwegehet ontbreken van enige noe-menswaardige stijfheid.17.Zoals CUR-Aanbeveling 166[6] aangeeft, rekenen op hetuitvallen van ??n anker.U i t v o e r i n g1. De oowb-vloer en de damwan-den moeten op het momentvan oplevering waterdicht zijndan wel waterdicht wordengemaakt.2. Bij kleigronden tijd nemenom het slib te laten bezinkenen vervolgens te verwijderen.3. De damwandkassen goedschoonmaken.4. Te allen tijde een inspectielaten uitvoeren door duikers.Zij zullen in elk geval moeteninspecteren of:? er redelijk egaal ontgraven is;? de damwandkassen schoonzijn;? de schotels voldoende diep inde oowb-vloer steken;? de palen door de oowb-vloersteken;? er geen vuil aan de palenhangt. Bij kleigronden debodem goed door duikerslaten inspecteren vanwegepieken van klei;? zich tijdens het storten geenongeregeldheden voordoen,bijvoorbeeld aan het stort-front.5. De paalkoppen snellen opbovenkant oowb-vloer (incl.wapening). De paalkopwape-ning (incl. voorspanning) opdekking afwerken.6. De definitieve ankerstaaf/-streng voorzien van eendubbele corrosiebescherming.7. De definitieve ankerstrengmaximaal afspannen op 50%van de bezwijkwaarde.8. Voor een goede uitvoering vande oowb-vloer wordt ondermeer verwezen naar [7].9. Voor controle van de dikte vande oowb-vloer moet de hoogte-ligging van zowel het ontgra-vingsniveau als de bovenkantvan de oowb-vloer wordengemeten, steeds tussen tweeopvolgende schotel-/palen-rijen (fig. 6).De gemiddelde dikte permeetrij zal moeten voldoenaan de op tekening vermeldedikte.De toegestane tolerantie op dehoogteligging die volgt uit detekening, is aan de bovenzijde75 mm en aan de onderzijde150 mm. L i t e r a t u u r1. CUR Aanbeveling 77, Reken-regels voor ongewapendeonderwaterbetonvloeren. Ver-schenen als bijlage bij Cement2000, nr. 3.2. NEN 6720, Voorschriftenbeton, TGB 1990, Construc-tieve eisen en rekenmethoden(VBC 1995). 2de druk, sep-tember 1995.3. CUR-Aanbeveling 89, Maatre-gelen ter voorkoming vanbetonschade door alkali-silica-reactie (ASR). Verschenen alsbijlage bij Cement 2002, nr. 4.4. VRC-Richtlijnen, Basismaat-regelen. Conceptversie 1.0,juli 2002.5. NEN 6702, Technische grond-slagen voor bouwconstruc-ties, TGB 1990, Belastingenen vervormingen. December2001.6. CUR-rapport 166, Damwand-constructies. 3de druk, maart1997.7. Stubeco-rapport, Onderwater-beton in vloerconstructies, destand van zaken 1997,Ontwerp-aspecten, Voorberei-dingsfase Uitvoering. Stubecostudiecel C06 `Onderwaterbe-ton', juni 1997.tijd (min)temperatuur?C12008004000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140114012601300 135013001200tijd (min)temperatuur?C120010141068 1078 108010808679288004000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140schotel / paalmeetpuntdamwandmeetrij6 | Meetschema5 | Hydrocarbon-brandcurve4 | RWS-brandcurve