ITUNNELBOUW ICONSTRUCTIEFONTWERP IFUNDERINGEN IFUNDERINGSPROBLEMATIEKBIJ OVERBOUWING VANMETROTUNNELSir.Th.A.Feijen, Gemeentewerken Rotterdam, Ingenieursbureau Utiliteits- en WaterbouwRealiseren van hoge, dus zware bouwwerken op de Rotterdamse bodem leidt doorhet samenpersen van diepgelegen bodemlagen tot zakking van de betreffendebouwwerken. Maar ook de omgeving van die gebouwen is aan zakking onderhevig.Een bekend verschijnsel; maar op het Weena waar in de huidige stedebouwkundigeplannen hoge gebouwen zijn voorzien boven ofdirect naast de metrotunnel, kan datleiden tot ingrijpende maatregelen. Immers bij het ontwerp van de metrotunnel inde jaren'60 was met deze hoogbouw geen rekening gehouden. In dit artikel wordtop deze problemen en hun oplossing nader ingegaan. De meest vergaandemaatregelen moesten worden getroffen in verband met het 150 m hoge kantoor voorNationale-Nederlanden. Deze maatregelen worden hier in detail beschreven.Met het bebouwen van de laat~ste open gaten in de stad na-? dertRotterdam de voltooiingvan de wederopbouw. Mede door eenzichaande tijd aanpassende stedebouw-kundige visie worden de laatste jarenbouwwerken gerealiseerd op plaatsendie eerder om uiteenlopende redenenniet voor bebouwing in aanmerkingkwamen. Gezien h?tgebrek aan ruimteeldersinde stadverrijzen nu ookop ver-schillende plaatsen hoge gebouwen inde onmiddellijkenabijheidvanbestaan-de metrotunnels. Op zich behoeft .deaanwezigheid van een tunnel in de on-dergrond geen belemmering te vormenvoor het realiseren van deze bouwwer-ken, zij het evenwel dat bij de pl:mvor-ming met een aantal randvoorwaardenrekening dient te worden gehouden. Debelangrijkste daarvan is dat het metro-bedrijf te allen tijde ongestoord moetkunnen blijven functioneren. Geblekenis dat aan deze voorwaarde soms alleenvoldaan kan worden door het treffenvan stedebouwkundige eu/ofconstruc-tieve maatregelen.SituatieDoor de bodemopbouw in Rotterdam,die beschreven is in het hoogbouw-nummer van Cement (april 1988), ont-staan bij het realiseren van hoge'gebou-wen aanzienlijke zettingen door het sa-mendrukken van de uit klei en silt be~staande laag van Kedichem. Deze be-vindt zich onder de eerste zandlaagwaarin gewoonlijk wordt gefundeerd(fig. 1).Dezezettingen manifesterenzich6niet alleen ter plaatse van het gebouw,maar zijn ook waar te nemen in een ge-bied rondom het bouwwerk (fig. 2). Alleobjecten die zich in dit gebied bevindenzullendaardoorinmeerofmindere ma-te de gevolgen van deze zettingen moe-ten ondergaan. Meestal levert dit geengrote problemen op. In het geval dat demetrotunnel in het gebied ligt waarinzettingen ontstaan, dient te worden na-gegaan wat de gevolgen van deze opge-legde vervormingen zijn. Behalve voorde tunnelconstructie is dat ook van be-lang voor de ligging vanhet spoor in detunnel waarbij de aanwezigheid vanwissels een belangrijke rol speelt.De geschetste situatie doet zich voor opeen vijftal lokaties, vier nabij de tunnelin de oost-west-metrolijn en ??n nabijde tunnel in de noord-zuidlijn. In hetbijzonder in de laatste situatie die zichvoordoet op het Weena zijn de proble-men groot. Dit artikel houdt om die re-den dan ook voornamelijk verband metdeze lokatie. De metrotunnel bevindtzich hier aan de noordzijde van hetWeenaenlooptvanhet CentraalStationnaar het station Stadhuis. In het stede-bouwkundige plan voor dit stadsge-deelte wordt een vijftal lokaties onder-scheiden die respectievelijk als Dl, D2,D3,EenPwordenaangeduid (fig. 3).Metuitzondering van lokatie Dl wordt opalle lokaties direct naast ofover de me-trotunnel hoogbouw gerealiseerd dieleidt tot zettingen van de ondergrond.De metrotunnel ter plaatse is gebouwdin dejaren '60 volgens de zinkmethodeen is gefundeerd op zogenaamde op-CONUSWEERSTAND IN MJ>a; 0 I'lV-O.25 .. _NAP-" f---,.--~~ i>:52 i0~1 Sondering met boorprofiel terplaatse van WeenaCement 1989 nr. 2e.e.m. mohr -coulomb spannings-rek gedragmet kruip - effecten.Situatie ter plaatse van het Weena2Zettingen als functie van deafstand3het eigen gewicht, de bovenbelasting uitgrond en verkeer en de metrobelastingin de tunnel. Omdat in het stedebouw-kundig plan van dejaren '60 een groen~voorziening op het Weena was opgeno-men, is geen rekening gehouden metandersoortige belastingen op de tunnel.Daar op de tunnel relatief grote op-waarts gerichte krachten werken, ver-oorzaakt door de waterdruk tegen detunnelbodem, zijn de paalbelastingenonder normale omstandigheden be-trekkelijk gering. Het maatgevende be-lastinggeval ontstaatinde situatiewaar-bij de grondwaterspiegel kunsttnatigwordtverlaagd, bijvoorbeeld inverbandmet bouwwerkzaamheden in de omge-vingvan de tunnel. Degronddekkingop-30-252015afstand in m tot de rand van hetbelaste oppervlak ..5 10O+--~--l-----+-~--+-----l-----+----+-~0.1 0 +-tl-~_+__-+---_---l_-_----'---_-,-J--_-:,",-~~spanningsspreid ing volgens Boussinesqe.e.m. lineair elastis?h spannings-rek gedrag--" "NL.co>"0co"-;.X" 0"'0>....>: "0.0...;0.oE ".5:riioOI~.~ ~PTT gebouwlokatie EWeenaIIII- "- __ Iperspalen (fig. 4).Deze zijn, voorafgaandaan het afzinken van de tunnelelemen-ten, in de zinksleufaangebrachten heb-ben geen vaste verbinding met de tun-nelbodem.De tunnelelementen hebben in het al-gemeen een lengte van ca. 60 m en zijnonderling verbonden met Gina-profie-len. Dat zijn rubber profielen die bij hetafzinken door de waterdruk worden sa-mengedrukt en een waterdichte voegtussen twee aansluitende elementenverzorgen. Elk tunnelelement op zich isopgebouwd uit vier stortdelen van elkcirca 15 m die door middel van nokver-bindingen onderling star zijn verbon-den. In deze stortvoegen is de wapeninggereduceerd; ter voorkoming van lek-kage zijn voegenbanden aangebracht(fig.5a).Tussen de tunnelelementen W8 enW17 (fig. 3) bevindt zich een tunnelge-deelte met een lengte van circa 135 mdat ter plaatse is gestort. Dit zogenaam-de sluitstukis gebouwd in hetvoormali-ge bouwdok Weena waarin de afte zin-ken tunnelelementen werden vervaar-digd. De fundering bestaat uit geprefa-briceerde betonpalen die wel een vasteverbinding hebben met de tunnelbo-dem. Ook in dit deel bevinden zichstortvoegen om de circa 15 m waar doornokken een starre verbinding van detunnelelementen is gerealiseerd.De tunnel is berekend op belastingenuitde tunnel is gedeeltelijk nodig om op-drijven van de los op de palen liggendetunnel te voorkomen.ProbleemstellingTen gevolge van de belasting door dehoge bebouwing zal het grondpakketwaarin de metrotunnel is gefundeerdgaan zakken. Dit heeft tot gevolg dat depalen die geen verbinding hebben metde tunnelvloer onder de tunnel uitzak-ken. De belastingen van enop de tunnelworden dan niet meer door deze palengedragen. Daar de tunnel zich ten op-zichte van de grond gedraagt als eenstarre constructie zal de belastingaf-drachtineersteinstantielangs eenande-re weg plaatsvinden, namelijk naar deCement 1989 nr. 2 71TUNNELBOUW ICONSTRUCTIEFONTWERP IFUNDERINGENI_viltlaag OPPQrshoogtQr;:,;;t;;;;;;;;;;;;;;;;;;;:::::;:::=::~~~~l'ca 7cmBINNEN.:..: ;.;.: ,' '!'j(o~=!r.""~~""""'~BINNENBUITENBU ITEN voegbandl:::!~:O~o''""'-----kopafl2nafSluItdOpnylon monchatI(__~-~~\--rubbo:rdioboolplasticbQscharmh0