themaEerste toepassing RI-palen8201038themaEerste toepassingRI-palenIntro1Station RAI/Europaplein met aanliggende tunneldelen en ontvangstschachtStation RAI/Europaplein is het meest zuidelijk gelegen onder-grondse station in de Noord/Zuidlijn. Voor de aansluiting met detwee boortunnels vanuit het noorden is een ontvangstschachtgerealiseerd. Hier is gewapend onderwaterbeton toegepast. Hetstation en de tunneldelen zijn gefundeerd op R?ttel-injectiepalen.Dit laatste is een primeur voor Nederland.Het contract van station RAI/Europaplein betreft de bouw van eenondergronds metrostation met verdeelhallen en aanliggende tunnel-delen. De gebouwde tunneldelen zijn dubbelsporig. Het station iseveneens dubbelsporig, met de perrons aan de buitenzijden.Het station heeft een lengte van circa 180 m en zowel aan denoord- als aan de zuidzijde ligt een verdeelhal. Aan de noordzijdeis een aansluitend diep tunneldeel gelegen, met een lengte van circa240 m. Dit deel is volgens de `cut and cover methode' gebouwd. Hetmeest noordelijke deel van deze sectie, op het Scheldeplein, is deontvangstschacht van de twee te boren tunnels vanaf stationAmsterdam Centraal.Eerste toepassing RI-palen 82010 391276010460 1150ca. +0.685-5.800onderwaterbetonD = 800prefab palen 500 x 500h.o.h. ca. 3,5 movergangsplaat4000 x 500 x 300filterlaag D = 500met horizontale drainageAZ189700-15.500-22.5004000 30002700gewapende druklaag D = 100M.V.N.A.P.gws -0.480500800 8001500 1500630010900-8395-6095-0.805+0.919N.A.P.gws -0.4801100529010006005002700 2700 2700 2700Aan de zuidzijde van het station is eveneens een aansluitendtunneldeel gebouwd met een lengte van circa 260 m. Het meestzuidelijke deel hiervan, met een lengte van circa 100 m, isuitgevoerd als polderconstructie (fig. 3a). Dit tunneldeeleindigt vlak voor de A10. Een verkeersviaduct ter ontsluitingvan een parkeerdek bij de RAI behoort ook tot het werk,evenals twee nooduitgangen gelegen ter plaatse van de 1e en de28e tunnelmoot.Alle tunneldelen en het station zijn gebouwd in een openbouwput met damwanden en onderwaterbeton. De dieperliggende tunneldelen zijn op staal gefundeerd op de onderwa-terbetonvloer. Bij de ondiepere tunneldelen, waaronder hetstation, is te weinig gronddekking op de tunnel aanwezig omeen evenwicht tussen opdrijvende kracht en gronddruk teverkrijgen. Hier is sprake van zones (met name onder dewanden) waar de ondergrond op druk belast wordt en trekzo-nes waar de tunnel wil opdrijven. Voor zowel de druk- als detrekzones zijn in deze tunneldelen voor het eerst in Nederlandzogenoemde R?ttel-injectiepalen (RI-palen) toegepast (fig. 3b).In verband met het in stand houden van de verkeersstromen enhet waarborgen van de bereikbaarheid en leefbaarheid is hetwerk gefaseerd uitgevoerd. De blijvende toegankelijkheid vanhet RAI-complex was een belangrijke randvoorwaarde tijdensde gehele bouw van het contract.OntvangstschachtDe ontvangstschacht van station RAI/Europaplein is het enigedeel van de bouwput dat op het moment van schrijven nogopen ligt (foto 2). Pas na het arriveren van de boormachineword de ruwbouw afgerond. Hierdoor zal de boortunnelworden verbonden met het tunneldeel van een ander contract.De ontvangstschacht is een open bouwput, waarvan de zijwan-den bestaan uit stalen damwanden en de kopzijde uit eening. Sander JacobsDienst Noord/Zuidlijn / Royal Haskoninging. Frank SengersAdviesbureau Noord/Zuidlijn / Royal Haskoning1 Bouwterrein station Rai/Europalein, voor de RAI(oktober 2007) foto: Horus fotografie2 Bovenaanzicht ontvangstschacht t.p.v.Scheldeplein, huidige situatie foto: Horus fotografie23a 3b3 Principe dwarsdoorsnedetunnel; a: polderconstructieb: tunnel gefundeerd opRI-palenEerste toepassing RI-palen8201040thema4 Toepassing RI-palen foto: DNZL5 Langsdoorsnede ontvangst-schacht6 Aanzicht kopwand ontvangst-schacht foto: G? Dubbelman/Hollandse Hoogtevan 200 mm gereserveerd;- wapeningskorven met een maximale breedte van 2,5 m enlengte van 8 m.De wapening in de onderwaterbetonvloer is berekend op deaanwezige waterdruk en de belasting vanuit de boormachine.Verder is het onderwaterbeton constructief verbonden met dekopwand. Hiervoor zijn stekken opgenomen vanuit het onder-waterbeton in de kopwand. Het onderwaterbeton heeft eengemiddelde dikte van 1600 mm. De wapeningskorven zijnopgebouwd uit een enkele laag ?25-200. Alleen ter plaatse vande kopwand is een dubbele laag toegepast, bestaande uit?32-200 en stekken ?40-200 voor de koppeling met dekopwand.KopwandOm het doorboren van de kopwand mogelijk te maken, is dewand ter plaatse van de booropeningen voorzien van kunst-stofwapening en is de wand gestort in de lage betonsterkte-klasse C20/25.De kopwand is berekend op de aanwezige grond- en water-drukken achter de wand. De belastingen vanuit de boorma-chine tegen de kopwand worden opgevangen door een afstem-pelconstructie tegen de achterliggende tunnelmoot.De kopwand heeft een dikte van 1200 mm, is momentvastverbonden met het onderwaterbeton en wordt verder onder-steund door twee stempellagen. De totale hoogte en breedtevan de wand bedraagt circa 18 x 18 m2. De toekomstige boor-openingen in de wand hebben een diameter van 7,14 m; dit isinclusief toleranties van de boormachine.Aan de maatgevende zijde van de kopwand bestaat de kunst-stofwapening ter plaatse van de booropeningen uit horizontaaleen dubbele laag (1e en 3e) van ?32-100 en ?16-500 en verti-caal uit een dubbele laag (2e en 4e) van ?32-100.betonnen kopwand (fig. 5, foto 6). De schacht sluit aan op de algerede tunnelconstructie (moot 2). Bovenop de tunnelcon-structie bevindt zich een keerwand om de bouwput af tesluiten.Gewapend onderwaterbetonDe vloer van de ontvangstschacht bestaat uit een gewapendeonderwaterbetonvloer. Als verankering van deze onderwaterbe-tonvloer zijn GEWI-trekankers toegepast. Het onderwaterbetonheeft hier niet alleen een functie als waterafsluitende vloer, maardient tevens als constructievloer. Door de diepte van de bouw-kuip ? onderkant onderwaterbeton ligt op NAP -18,85 m ? washet niet mogelijk om een aparte constructievloer aan te brengen.Een grotere diepte was rekentechnisch niet haalbaar voor eenbouwkuip met stalen damwanden. Dit kwam mede doordat hetstempelraam in de bouwkuip zodanig moest worden geplaatstdat er voldoende ruimte zou zijn voor het uithijsen van de boor-machine en het maken van booropeningen onder het stempel-raam. Om deze reden is ervoor gekozen het onderwaterbetontevens als constructievloer uit te voeren.Voor het ontwerp van de gewapende onderwaterbetonvloer isals leidraad de CUR-publicatie 102 `Gewapend onderwaterbe-ton' aangehouden. Door variaties in de werkelijke betonsterkte-klasse van het onderwaterbeton ? volgens het CUR-rapportmag maar 75% van de betonsterkteklasse in rekening wordengebracht ? is het onderwaterbeton gestort met sterkteklasseC28/35 maar is voor het ontwerp uitgegaan van C 20/25.Bij de berekening van de wapening speelden de randvoorwaar-den vanuit de uitvoering een belangrijke rol. Bij het ontwerpmoest onder andere rekening worden gehouden met:- minimale h.o.h.-afstand van de wapening van 200 mm;- extra toleranties op de dekking van de wapening;- wapeningsvrije zones voor het wegzuigen van slib; aan deranden van de vloer werd hiervoor een wapeningsvrije strook ProJectgegevenSopdrachtgever Dienst Noord/Zuidlijnontwerp en directie advies-bureau Noord/Zuidlijn v.o.f.aannemer Van Hattum enBlankevoort4Eerste toepassing RI-palen 82010 41moot 2mootvoeg7140booropeningmoot 1 - ontvangstschachteerste stempellaagtweede stempellaagb.k. westelijk spoor20012-13.639-15.766ca. -18.850-28.000-26.000+1.000-0.500-6.000-17.250-182501600boor-asMV. gemidd.ca. +0.420120090?Station Rai/Europaplein ligt op de rand van het glaciale bekken(voorlaatste ijstijd). Dat betekent dat de tweede zandlaag bijnagelijk overgaat in de derde zandlaag. De derde zandlaag ligthier relatief hoog, op circa NAP -28,0 m. Vermoedelijk hebbende hoge drukken tegen de rand van het bekken voor hogeopspanningen en conusweerstanden (60 tot 80 MPa) gezorgd.Samen met de hoge conusweerstand in de derde zandlaagspeelden de volgende randvoorwaarden een rol bij de keuzevan het paaltype:? geen of minimale geluids- en trillingshinder;? heibaarheid, dit in verband met de hoge conusweerstand inde derde zandlaag;? paalelement moet zowel trek- als drukbelasting kunnenopnemen;? beperkte kosten.Op basis van de randvoorwaarden zijn verschillende paaltypesmet elkaar vergeleken. Hierbij kwam de RI-paal er het beste uit.Doordat het paaltype niet eerder in Nederland was gebruiktkon het paalsysteem niet zonder meer worden toegepast. Hetsysteem moest daarom eerst worden beproefd voordat er meekon worden gerekend.De proef is uitgevoerd om de parameters te bepalen die vaninvloed zijn op het draagvermogen van de paal. De proef isuitgevoerd voor zes RI-palen op locatie conform NEN 6745-1en NEN 6745-2.Uit deze proeven zijn de bezwijklast en de -factoren afgeleiddie zijn gebruikt bij het ontwerp van de palen. Deze afgeleidefactoren zijn beoordeeld en goedgekeurd door Deltares. Voorde beproefde palen lag de bezwijklast voor trek op 3150 kN envoor druk op 3600 kN. In tabel 1 zijn de bepaalde -factorensamengevat. Stand van zakenInmiddels is besloten om niet uitsluitend van noord naar zuidte boren maar het langere deel van de boortunnels vanuit hetzuiden op te starten. Ten behoeve van deze wijziging wordtmomenteel de ontvangstschacht omgebouwd tot een start-schacht. De betonnen kopwand van de ontvangst-/startschachtblijft hierbij ongemoeid; hierbij zullen immers, net als bij hetaankomen van de boormachine, de boorkrachten afgedragenworden aan de achterliggende tunnelmoot. De meeste invloedheeft deze ingreep op de achter de ontvangst-/startschachtliggende tunnelmoot, door de huidige aanwezigheid van eenmiddenwand. Vanwege deze middenwand is het niet mogelijkde volgwagens achter de boormachine te plaatsen; deze moetdus worden gesloopt.Op dit moment wordt gewerkt aan een stempelconstructie diede krachten op de middenwand overneemt. Hierbij blijftruimte beschikbaar om de volgwagens van de boormachinenaast de stempelconstructie op te stellen.R?ttel-injectiepalenHet station en de tunneldelen zijn gefundeerd op R?ttel-injec-tiepalen (RI-palen). Dit paaltype heeft veel overeenkomstenmet een MV-paal. Hier is echter sprake van een ingetrildH-profiel met groutomhulling (foto 4).Laag [t.o.v. NAP] tsp-12,0 tot -17,5 0,022 0,0280,92-17,5 tot -23,5 0,028 0,035-23,5 en dieper 0,011 0,014Tabel 1 -factoren RI-paal5 6