C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 5 49Niet alleen de hoge zichtkwaliteitgaf de doorslag bij de keuze vooreen grootschalige toepassing vanprefab beton, maar ook de sneI-heid van uitvoering was een duide-lijk pluspunt. In een relatief korttijdsbestek van veertien weken isin totaal 40 000 m2bruto vloerop-pervlakte gerealiseerd.F u n d e r i n gDe ondergrond ter plaatse bestaatuit ingesloten lagen materiaal bo-venop Antwerps zand en Boomseklei (vanaf ?9 m). De Boomseklei werkt als een weinig doorla-tende laag tussen het water in hetAntwerpse zand en de artesischewaterdruk in het zand onder deBoomse klei. Om het verzakkings-gedrag van de totale constructie tebepalen is er een Oasys VDISP-model van het totale complex ge-maakt. Er zijn zowel zettings- alsopwaartse verplaatsingsberekenin-gen uitgevoerd.Gekozen is om het complex gro-tendeels te funderen op een 1 mdikke betonnen plaat, direct op hetter plaatse aanwezige zand. Hethart van het gebouw rust gedeel-telijk op de Amamtunnel. Dezeverkeerstunnel, die de Leien ver-bindt met de Ring, is daartoe ge-renoveerd en over een afstand van150 m verlengd (foto 1). De tweeinterne tunnelmuren zijn benutom de belastingen van de niveaus0, 1 en 2 van de centrale zone opte vangen (foto 2).Vrijwel langs de gehele tunnel enaan beide zijden daarvan is eenkelderverdieping gesitueerd, be-doeld voor archief en technischeruimten. Daaronder bevinden zichparallel aan de Brusselsestraat nogtwee parkeerlagen, waarvan eendeel openbaar toegankelijk wordt.Het kelderniveau varieert tussenongeveer 4,5 m en 6,0 m ondermaaiveld.DiscussieDe gekozen gecombineerde fun-deringsmethode zou mogelijk totzettingsverschillen kunnen leiden.De Amamtunnel, ooit gemaaktmet de in het Antwerpse beproef-de methode van de beschoeidesleuven, ligt namelijk dieper dande funderingsplaat. Tussen de ont-werpers van VK en Arup bestondbovendien een verschil van inzichtover de kleilaag op ?9 m. Vanuithaar Londense ervaring is men bijArup gewend juist dergelijke klei-lagen op te zoeken, terwijl menGerechtsgebouw AntwerpenKeuze voor prefabgerechtvaardigdGeheel volgens de moderne opvattingen aangaande overheidsgebouwen ishet nieuwe Gerechtsgebouw in Antwerpen aan de buitenzijde volledig trans-parant. De constructie bevindt zich enigszins terugliggend en is voor eengroot deel uitgevoerd in geprefabriceerd beton. De eisen aan de verschijnings-vorm legden een grote verantwoordelijkheid bij de fabrikanten.1 |Amamtunnel voert naarde Leien2 |Twee interne tunnelmu-ren dragen belasting vancentrale zoneC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 550in Antwerpen doorgaans op hetzand fundeert. Om elkaar te over-tuigen voerden beide partijen zet-tingsberekeningen uit, die nogalverschillende uitkomsten gaven.De Regie der Gebouwen, eveneenszeer bekend met de lokale omstan-digheden, steunde uiteindelijk deopvattingen van VK. Dit is tot opheden juist gebleken, want er zijnnog geen noemenswaardige zet-tingen geconstateerd.P r e f a b b e t o nDe constructieve samenhang vande prefab-betonconstructie wordtgehaald uit de horizontale schijf-werking van de vloeren, in combi-natie met verschillende verticalestabiliteitselementen. Gewapend-betonnen muren, die parallel lo-pen met de externe tunnelwanden,staan in voor de stabiliteit in dedwarsrichting van het gebouw. Zelopen continu langs de lengte vande tunnel vanaf het kelderniveautot niveau 1. Twee delen van dezemuren lopen door tot op niveau 2.In de andere richting zorgen vierondersteunde nissen, twee aan elkezijde van het gebouw en aan beidezijden van de tunnel, voor de no-dige stabiliteit. Ook de externe trap-penhuizen dragen hieraan bij.De kolommen volgen een rastervan 8,4 x 11,6 m2en ondersteunende randbalken (foto 3). Ze zijnontworpen als taps eindigende ele-menten, die op vloerniveau wor-den vastgeklemd in de vloerplaat.De kolommen zijn uitgevoerd metdoorlopende gaines, omdat er ophet oppervlak geen gaten zichtbaarmochten zijn. Ook sluitnaden vaneen bekisting waren uit den boze.Dit is opgelost door gebruik te ma-ken van een schijnvoeg en specialebekistingen (foto 4). Verder wer-den de kolommen rechtopstaandop de bouwplaats aangeleverd ommogelijke beschadigingen te ver-mijden.VloerSpeciaal voor dit project is eennieuwe vloerplaat ontwikkeld. Dearchitect (RRP) had voor de kan-toorvleugels een moduulmaat van1,40 m voorgesteld, gebaseerd opeen zo optimaal mogelijke inde-ling van de kantoren. De vloerenwaren oorspronkelijk gedachtte worden opgebouwd uit eencombinatie van voorgespannenkanaalplaten (b = 1,2 m) en kleinetussenliggende `predalletjes'(b = 0,2 m), die op de ondersteranden van de vloerplaten zou-den dragen. De afwerking aan deonderzijde van de kanaalplaten,die in het fabrieksproces wordenvoortgetrokken op een lange bank(extrusie), voldeed echter niet aande eisen voor schoon beton. Evenis nog gedacht aan het toepassenvan TT-platen, maar ook dan zoude maat van 1,40 m problemenopleveren om tot een optimaleproductie te komen. Ten slotte isdaarom een nieuw voorgespannenvloerelement ontwikkeld: een1,40 m breed, omgekeerd U-ele-ment met kopschotten en tweetussenschotten.Dit element bood verschillendevoordelen:? eenvoudiger montage, omdatgeen predalletjes behoefden teworden toegepast en dus ookgeen schoren nodig waren;? beter afwerkniveau aan deonderzijde;? de twee tussenschotten bodende mogelijkheid de gangen per-fect van de kantoren af teschermen, openingen in detussenschotten maakten venti-latie van de kantoren mogelijk(foto 5);? ontwateringsgaatjes, zoals ge-bruikelijk bij kanaalplaten,waren niet nodig.De bij voorgespannen beton ge-bruikelijke opbuigingsverschillenzijn weggewerkt door voldoendespeling bij de oplegging te hou-den.Externe trapkernenDe externe trapkernen vormeneen belangrijk visueel elementvoor de gebruikers van het ge-bouw. De constructies zijn volledigin geprefabriceerd schoon beton3 |Kolommen dragen bal-ken dragen vloeren4 |Schijnvoeg maskeertsluitnaad bekisting5 |Vloerplaat met ventila-tiegat in tussenschotC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 5 51opgetrokken (foto 6). Zowel decentrale steunwand, als alle bor-dessen, trapsleden en liftschacht-wanden, werden uitgevoerd inzelfverdichtend beton. Doordat detrapsleden niet verbonden zijn,maar voorzien van een voeg van0,1 m tussen wand en beton, waseen doorgedreven 3D-analysenoodzakelijk (ESA Prima Win) vande volledige constructie. Hiermeekon het inzicht worden verkre-gen dat alle belastingen wordenafgedragen via de verschillendestiftverbindingen die de prefabelementen aan elkaar koppelen.S c h o o n ( p r e f a b ) b e t o nDe keuze om zowel aan de bin-nenzijde als aan de buitenzijdeschoon beton toe te passen, maak-te duidelijke voorschriften nood-zakelijk. Het voor dit project opge-stelde lastenboek ging verder danhetgeen gewoonlijk op Belgischebouwplaatsen voor toepassingenvan schoon beton wordt opgelegd.De basiscriteria werden opgelegddoor RRP en uitvoerig getoetst aande gangbare Belgische praktijk.Enkele belangrijke items uit hetlastenboek waren:? uniforme kleur: een afwijkingvan maximaal 1 op de kleuren-schaal van het feb;? geen naden, hernemingsvoegen,grintnesten en luchtbellen;? afstandhouders wapening nietzichtbaar;? geen sporen van ontkistingsolie;? geen kalkuitbloeiingen, bescha-digingen en roestvlekken;? reparaties principieel verboden;? zeer kleine toleranties op maat-voering;? hoge betonkwaliteit;? lage water-cementfactor.Het grootste deel van het prefabbeton is geleverd door de fabri-kanten Ergon, Marmorith en De-como. Belangrijk was daarbij dater vooraf goede afspraken werdengemaakt omtrent te accepterentintverschillen en verschillenin oppervlaktetextuur. De kleurmoest zo egaal mogelijk zijn ener was een minimum aan tintver-schillen toegestaan. Een grote zorgbetrof de afstemming van kleurtussen de elementen in gewapendbeton (vervaardigd met hoogoven-cement) en voorgespannen beton(portlandcement). In Belgi? is hetvooralsnog niet toegestaan omhoogovencement ook in voorge-spannen beton toe te passen. Ookaspecten als het deels toepassenvan zelfverdichtend beton en deverschillen in tijd dat de betonspe-cie in de mixer zit, hebben invloedop de kleur. Voor het toepassenvan verschillende betonsoortenzijn in het bestek uitvoerige be-schrijvingen opgenomen.Om alle elementen - kolommen,balken en vloeren - wat betreft hetuiterlijk op elkaar af te stemmen,heeft de aannemer voor de ruw-bouwwerken (MBG) voor aanvangvan de werkzaamheden een zoge-noemde `mock up' gemaakt, een`voorbeeld-opstelling'. Een kant-tekening moet bij deze werkwijzewel worden gemaakt. Bewust ofonbewust zal de aannemer zijnuiterste best doen om deze mockup tot een succes te maken, maarhet is beter hem te beoordelen opzijn `slechtste' prestaties.6 |Trappenhuis is geheelgeprefabriceerd7 |Voorbeelden van invul-ling houtstructuur;boven met planken,onder met swastika-ele-menten(zie ook www.vakbladcement.nl)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 552S c h a a l d a k e nDe schaaldaken zijn zeer wind-gevoelige constructies. De studiewerd daarom uiterst zorgvuldiguitgevoerd, met onder meer ver-schillende windtunnelsimulaties.Zo werden via windtunneltestende meest ongunstige windlastenbepaald en werd de windhinderop de omgeving geanalyseerd.De schaaldaken werken als echtemembranen, wat wil zeggen datalle belasting via normaalkrachtennaar de onderliggende construc-ties wordt overgebracht.ProductieVormgeving en uitvoering van dehyparschalen zijn in het offertesta-dium nader ingevuld. Vrijwel elkeaanbieder had daartoe een eigensysteem bedacht (fig. 7, zie ook deanimatiefilmpjes op www.vakblad-cement.nl). Uiteindelijk werd deopdracht gegund aan de tijdelijkevereniging Iemants (staalconstruc-ties), Merck (houtfabrikant, o.m.Duits paviljoen in Hannover),MBG (co?rdinatie) en E-construct(inoxbekleding).Het constructiesysteem van ge-koppelde kwadranten liet toe omde daken volledig off-site te con-strueren. De verschillende stalenonderdelen zijn eerst bij Iemantsin Arendonk vervaardigd endaarna voor montage naar de voor-malige scheepswerf van Cockerillte Hoboken vervoerd. Hier zijn dedelen op een stalen mal aan elkaargelast en met bouten vastgemaakt,zodat een stalen buitenframe werdverkregen (foto 8). Elk schaaldakbestaat uit twee hoge en twee lagekwadranten.Na de samenstelling van het bui-tenframe werd een brandwerendelaag aangebracht, waarna de eind-schildering volgde.Vervolgens werden de framesnaar een volgende mal gebracht,waar de houtstructuur werd aan-gebracht (foto 9). Deze bestaat uitter plaatse samengestelde houtenliggers waarop drie lagen hout-werk kruiselings over elkaar wer-den aangebracht. Het gebruiktevurenhout is ge?mpregneerden behandeld tegen schimmel.Tussen de eerste en tweede laagis een brandwerend doek aange-bracht. Aan de buitenkant werdenbitumen dakrollen en isolatiebevestigd.Hierna werd op een volgende maleen 0,4 mm dikke inox dakbekle-ding gemonteerd. Deze mal waszo ontworpen dat het dak ondereen minder steile helling kwamte staan, zodat de inox bekledingop een veilige manier kon wordengemonteerd.Ten slotte werd de zichtbare hout-structuur met twee lagen vernisbehandeld.8 |Projectarchitect contro-leert stalen buitenframe9 |Aanbrengen houtenplanken in weefmodel10 | Transport over deSchelde11 | Lossen van een kwa-drantC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 5 53Transport en montageGezien de omvang en het gewichtvan de schaaldaken, is voor hetvervoer gebruikgemaakt van denabijgelegen Schelde. Vanuit demontagehal zijn telkens de vierkwadranten waaruit ??n schaaldakbestaat op een ponton gehesen enstroomafwaarts naar de loskadegevaren (foto 10). Hier werden dedelen ??n voor ??n gelost en opeen vrachtwagen geladen (foto 11).Daarop volgde het transport naarde bouwplaats.Met een mobiele hijskraan werdende vier delen op de definitievebevestigingspunten gemonteerden samengesteld tot ??n schaaldak(foto 12, 13).Verbinding staal-betonDe verbindingen tussen de sta-len daken en de onderliggendebetonconstructies zijn uitgevoerdvolgens een semiklassiek sy-steem van stalen frames die ophet beton worden vastgezet. Inde betonconstructie zijn daar-toe profielen ingestort. Na hetinmeten van de kopplaten werdde staalconstructie aangepast opwat ter plaatse werd aangetroffen(foto 14). Toleranties waren welomschreven in het lastenboek,maar de uitvoering verliep des-alniettemin niet probleemloos.Een project waarvan de uitvoeringin vele contracten is opgedeeld,levert onherroepelijk veel afstem-mingsproblemen op.G r o t e G e h o o r z a l e nDe meest opvallende elementenin architectonisch beton zijnontegenzeglijk de platforms vande zes Grote Gehoorzalen. Dezeplatforms, die enkel worden on-dersteund door twee kolommenen een afmeting hebben van 16 x18 m2, worden afgedekt door30 m hoge schaaldaken (foto 15).De platforms waren aanvankelijkals enig zichtwerk voorgeschre-ven te worden uitgevoerd in terplaatse gestort beton. De aanne-mer heeft dit in eerste instantieook zo bestudeerd. Een geprefa-briceerde polyesterbekisting, op-gebouwd uit vijftien verschillendesegmenten, zou op de werf metsteigerwerk worden ondersteunden naadloos aan elkaar wordengezet. Voor polyester was gekozenin verband met de dubbele krom-ming van het oppervlak. De malzou zes keer worden ingezet.Bij nadere bestudering bleek terplaatse storten van de platformseen minder goede keuze te zijn.Er bestond veel onzekerheid om-trent het eindresultaat bij beton-nering in de openlucht. Ook hetrepareren en voor een nieuw stortvoorbereiden van de mal zou nieteenvoudig zijn en veel kostbaretijd vergen: daartoe zou de mal tel-12 | Montage van een kwa-drant13 | Alles komt op zijnplaatsC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 554kens moeten worden weggehaaldom elders op het terrein te wordenbewerkt.Uiteindelijk heeft de aannemerbesloten w?l de ondersteunings-steiger te plaatsen, maar de beton-nen onderschil elders te prefabri-ceren. De volledige constructiekon nu worden uitgevoerd ondergecontroleerde omstandigheden.Elementen waarvan het oppervlakniet aan de gestelde eisen voldeed,behoefden nu niet te wordenafgebroken; de afnamecontrolegeschiedde namelijk reeds in defabriek. De voor de proefopstel-ling vervaardigde polyester mallenkonden door de betonfabrikantworden gebruikt.Na stellen van de schilelementenop het steigerwerk (foto 16) is eendruklaag van gewapend betonaangebracht. De stabiliteit wordtgehaald uit de geprefabriceerdezijschotten, die tegelijkertijd aande vloerelementen zijn vastgestort.De beide grote kolompoten zorgenvoor de krachtsafdracht naar defundering (foto 17).Vanwege de uitermate slankevormgeving was wel een con-structieve voegvulling tussen deelementen vereist. Hiervoor is eenhogesterktemortel gebruikt.Centraal dakHet dak van de hal tussen de GroteGehoorzalen bestaat uit een in drie-hoeken verdeelde constructie dieondersteund wordt aan de hoek-punten van de daken van de Ge-hoorzalen en door vier kolommenaan de rand van de binnenplaatsen.Het constructiesysteem maaktgebruik van gedrukte bovenrandendie via verticale steunbalken ver-bonden zijn met onderspankabels.Het dak is verbonden met het sta-biliteitssysteem van de grote dakenvan de rechtszalen (foto 18).U i t v o e r i n g s e r v a r i n g e nTen aanzien van het beton zijnnog enkele bijzondere ervaringenopgedaan.Allereerst het feit dat de betoncon-structie, die in feite was ontwor-pen voor een binnenmilieu, namontage meer dan een jaar on-afgewerkt in de buitenlucht heeftgestaan. Dat heeft zeker voor hetuiterlijk nogal wat gevolgen gehad.Ter bescherming waren veel ele-menten consci?ntieus bekleed metplastic folie. Doordat het betonechter gedurende lange tijd nietkon ademen, ontstond achter defolie schimmelvorming en daar-mee niet meer te verhelpen vlek-vorming. Het is dus beter om naeen bepaalde tijd de beschermingtoch maar weg te halen.Een ander aspect is de lengte vande kantoorvleugels, die aan deoostzijde 90 m bedraagt. Hier is delimiet van thermische uitzettingwel bereikt. Ook hier was de bloot-stelling aan de elementen (wind,zon, grote temperatuursprongen)de grote boosdoener. Op een paarplaatsen moesten nieuwe elemen-ten worden aangevoerd en zijnopleggingen gerepareerd en op-nieuw aangestort.Een derde opmerkelijk feit deedzich voor bij enkele kolommen,die na verloop van tijd bij debevestiging aan de onderzijdeonaanvaardbare scheurvormingvertoonden. Het montageprin-cipe was vrij eenvoudig geweest:de kolommen werden over de14 | Staalconstructie voegtzich naar beton15 | Centrale hal met aanweerszijden de GroteGehoorzalen16 | Prefab GehoorzaalondersteundC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 5 55gereedstaande stekken heen-geplaatst, en van onderuit metkrimpvrije mortel aangestort. Debovenzijde werd aanvankelijkevenwel niet afgedekt. Daardoorkon het gebeuren dat in eenregenrijke periode de omhul-lingsbuizen volliepen met water.Dit water was tijdens een vorstpe-riode bevroren geraakt en uitge-zet. Een simpel rekensommetjeleerde dat de buizen in doorsnedeweliswaar slechts circa 10% vanhet oppervlak uitmaakten, maar100% van het regenwater opvin-gen. Een totale hoeveelheid neer-slag van 100 mm leverde daarmee1 m water in de buizen.Monitoring van alle kolommenop dit euvel bleek niet mogelijk.Belangrijk in de bouwvoortgangwas de logistiek omtrent de volle-dige prefabricage. Daarvoor werdeen zeer strak schema gehanteerd.Voor het beton en de schaaldakenis het gelukt om dit schema tevolgen.Het laatste kunststukje werd uitge-haald bij de montage van het trap-penhuis voor de entree (foto 19).De trap is ruim 42 m lang en bijna15 m breed. Het hoogteverschildat wordt overbrugd, bedraagtruim 8,5 m. De stalen draagstruc-tuur is geplaatst op een betonnenfundering en is bedekt met houtenbordessen. Het resultaat is eentrap met hangende treden.Uiteindelijk zal het gebouw geheelvolgens planning eind september2005 worden opgeleverd. Henk WapperomProjectgegevensaannemer ruwbouw:MBGleverancier prefab vloeren:Ergonleverancier prefab balken enkolommen:Marmorithleverancier vloerschalengehoorzalen:Decomoaannemer staalstructuurschaaldaken:THV MBG-Iemants-MEConstruct17 | Oplegging Gehoorzaalop kolompoot18 | Staalframe overspantde centrale hal19 | Montage van de cen-trale entreetrap