C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 8 27Meervoudig ruimtegebruikop het Museumpleinir. A.C. Lindhoud, Arcadis Bouw/InfraSindsafgelopenzomerishetMuseumpleinhetdomeinvanvoetgangersenfiet-sers. Na honderd jaren plannen maken lijkt een intensievere benutting van hetpleinnuechtrealiteittegaanworden.Eenbelangrijkefactorvoorsucceshierbijvormen de functies die onder het plein zijn aangebracht: een parkeergaragevoor circa zeshonderd auto's, een garage voor 26 touringcars en een onder-gronds depot voor het Rijksmuseum. In dit artikel worden de constructieveontwerpen van deze drie projecten toegelicht. In het volgende nummer vanCementzaldeleveranciervandegeprefabriceerdebetonelementendemontagevan het prefab beton bespreken.Een groene, stedelijke ruimteHet vernieuwde Museumplein, ontworpen doorde Deense landschapsarchitect Andersson, iseen groene en tegelijk stedelijke ruimte in hetcentrum van de hoofdstad. Er zijn speelvelden,een bloementuin, een grand caf?, kiosken, eenpromenade en een lindenlaan. Tevens is er eenautovrij gebied voor fietsers en voetgangers,skaters en kunstminnaars, voor buurtbewonersen toeristen, en af en toe een grote manifestatie.De parkeergarage is afgedekt met een grasveldop een gronddekking op het betondek van 500mm. Aan de zijde van het Stedelijk museum iseen punt van het grasveld `opgetild', waarmeehet zogenoemde ezelsoor is gecre?erd. Dezegroene grashelling heeft afgelopen zomer zijnfunctie reeds bewezen als tribune bij evenemen-ten op het plein en als ligterras in de zon.Onder het ezelsoor is de inrit van de parkeer-garage gelegen en tevens de entree naar deondergrondse supermarkt op de eerste laag.De uitrit bevindt zich aan de Van Baerlestraat,recht tegenover de Lairessestraat. Voorts zijnbovengronds nog de glazen opbouwen zicht-baar van twee voetgangersuitgangen.De busgarage biedt plaats aan 26 touringcarsen is zodanig ingericht, dat 's avonds en buitenhet toeristenseizoen ook auto's van de garagegebruik kunnen maken. Op maaiveld bevindenzich twee fraai vormgegeven paviljoens, waarinmuseumshops en horeca gevestigd zijn.Het nieuwe Museumpleinfoto: KLM Aerocarto, ArnhemC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 828De parkeergarage ligt aan de VanBaerlestraat en grenst zowel aanhet uitbreidingsplan van het Ste-delijk Museum als aan de gereali-seerde uitbreiding van het VanGoghmuseum. De busgarage be-vindt zich onder de Hobbema-straat en het ondergronds depotonder de Museumstraat (fig.1).Het totale ondergronds gereali-seerdeparkeeroppervlakbedraagtcirca 25 000 m2. Ter vergelijking:het totale oppervlak van hetMuseumplein bedraagt ongeveer80 000 m2.A u t o g a r a g eHet totale parkeeroppervlak vande autogarage is gerealiseerd intwee bouwlagen, omsloten dooreenstalendamwand.Opdeeersteondergrondse bouwlaag bevindtzich tevens een supermarkt meteen oppervlak van 2000 m2. Delengte van de garage bedraagtmaximaal 150 m, de breedtegemiddeld 80 m. De parkeerbeu-ken zijn 14,20 m breed (fig. 2), dekolommen op de scheidingen vande parkeerbeuken staan 7,50 mh.o.h. Er wordt geparkeerd ondereen hoek van 70?. De rijbaantussen de parkeervakken heeft??nrichtingsverkeer.De vereiste vrije hoogte in desupermarkt is 800 mm meer danin de parkeergarage. De conse-quentie hiervan is, dat de vloerenter plaatse van de supermarkt opde niveaus -1 en -2, 800 mm lagerliggendandenaastgelegenvloeren.Omdithoogteverschilteoverbrug-gen zijn hellingbanen toegepast.ConstructieprincipeHet principe van het constructie-systeem van de vloeren op deniveaus 0 en -1 is hetzelfde. Opniveau0zijndeafmetingenalleengroter in verband met de hogerebelastingen op maaiveld.De aangehouden belasting opmaaiveld bestaat uit een perma-nente belasting door 500 mmgronddekking en een verander-lijke belasting van 10 kN/m2.Tevens is gerekend op een moge-lijke belasting door voertuigen,behorend bij verkeersklasse 30.De veranderlijke belasting opniveau-1isinhetparkeergedeelte,conform NEN 6702, 2 kN/m2, inde supermarkt 10 kN/m2.In de richting van de grootsteoverspanning zijn voorgespan-nen kanaalplaten met een in hetwerk te storten druklaag toe-gepast, uitgevoerd als statischonbepaalde doorgaande liggers.De platen zijn opgelegd op ver-zwaarde stroken, opgelegd opgeprefabriceerde kolommen (fig.3).Deverzwaardestrokenhebbeneen overspanning van 7,50 m enzijn om esthetische redenen aande onderzijde afgerond. Het infiguur 3 gearceerde gedeelte isgeprefabriceerd uitgevoerd. Omde noodzakelijke onderstempe-ling in het uitvoeringsstadium tebeperken, is aan de bovenzijdeeen verstijvingsrib aangebracht.In het besteksontwerp waren deverzwaarde stroken opgelegd opconsoleplaten, 1000 x 1000 mm2,aan de bovenzijde van de kolom-men. De oplegging was uitge-voerd als tandoplegging, waar-door deze platen niet onder deconstructie uitstaken. Bovendienwaren de oplegplaten aan deonderzijde op overeenkomstigewijze afgerond als de aanslui-tende verzwaarde stroken.In het volgende nummer vanCement zal de leverancier van deprefab betonelementen de aange-brachte modificaties bij dezeoplegging toelichten.Voor de oplegging van de con-structie-elementen op de dam-wand zijn op de niveaus 0 en -1respectievelijk een betonnen balk1 | Situering parkeergarages en depot Rijksmuseum2 | Parkeerbeuken en kolomplaatsing inautogarage3 | Oplegging kanaalplaten op verzwaarde strokenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 8 29op en tegen de damwand aange-bracht (fig. 4 en 5). Om het excen-triciteitsmomenttekunnenopne-men, zijn voor de balk op niveau0 aan de buitenzijde staven beton-staal aan de damwand gelast,terwijl aan de binnenzijde stalenstrips op de damwand zijn gelastom in de drukzone de spannin-geninhetbetontebeperken.Voorde balk op niveau -1 zijn vooropname van de dwarskracht stift-deuvels op de damwand gelast.Voor het verkrijgen van mono-liete verbindingen tussen kanaal-platen en opleggingselementenzijn per kanaalplaat steeds tweekanalen opengehakt, van wape-ning voorzien en met de druk-lagen aangestort.Stempelfunctie van de vloerenIn het uitvoeringsstadium islangs de gehele omtrek van debouwput de permanente stalendamwand verankerd door grout-ankers. In de eindsituatie wordtde damwand gesteund door devloeren op niveau 0 en niveau -1.Een complicatie hierbij wordt ver-oorzaakt door de vide op niveau-1, lang 100 m, onder de lichtlijnbij de langste zijde (fig. 6). Destempelkrachten in de vloerschijfop niveau -1, veroorzaakt door degrond achter de damwand aan dezijde van het Stedelijk Museum,zijn vanwege deze vide niet afge-steund op de stempelkrachten,veroorzaakt door gronddruk ach-ter de damwand aan de tegenovergelegen zijde.Het systeem dat deze stempel-krachten in evenwicht houdt,wordt gevormd door drie con-structieve elementen (fig. 7):- een verticale betonwand op descheiding van supermarkt enparkeergedeelte;- de vloerschijf op niveau 0;- een betonbalk op niveau -2,met een hamerstuk afgesteundop de damwand (fig. 8).De betonschijf verdeelt de stem-pelkrachten over de dekvloer enhet aangebrachte stempel opniveau -2. Dit stempel is nodigomdat op niveau -2 geen beton-nen vloerschijf aanwezig is. Van-wege het ontbreken van de stem-peling op niveau -1 langs de vide,is over de lengte van de vide eenzwaarder damwandprofiel toege-past.FunderingHet maaiveld bevindt zich opongeveer NAP + 0,60 m. Vanafmaaiveld tot circa NAP - 2,50 m4 | Aansluiting kanaalplaten op damwandop niveau 05 | Aansluiting kanaalplaten tegendamwand op niveau -17 | Evenwicht stempelkrachten door betonwand, vloer op niveau 0 en betonbalk met hamerstuk6 | Plattegrond niveau -1 met vide8 | Plattegrond niveau -2 met betonbalk en hamerstukC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 830wordt ophoogzand aangetroffen,vervolgens tot een diepte vangemiddeld NAP - 12,5 m afwisse-lend klei- en zandlagen met aande onderzijde een 0,20 ? 0,40 mdun laagje veen, het zogenoemdebasisveen. Onder dit laagje basis-veen is een 2 ? 3 m dikke zandlaagaanwezig, de zogenaamde eerstezandlaag.Opeendieptevanonge-veer NAP - 16 m bevindt zich eentussenlaag van zandhoudendeklei, waarvan de dikte en hetwaterremmend vermogen wisse-lend zijn. In het noordelijkegedeelte van de bouwput is dezelaag afwezig. De meer draag-krachtige tweede zandlaag is aan-wezig vanaf een diepte van onge-veer NAP - 17,0 m.Het funderingsniveau is onge-veer NAP - 20 m (fig. 9). Langs debuitenomtrek is de stalen dam-wand het verticaal dragende fun-deringselement, in het midden-gebied zijn prefab betonpalen 450x 450 mm2 toegepast. De reken-waarde van het bezwijkdraag-vermogen van de damwand is300kN/menvandepalen1500kN.PolderprincipeNiveau -2 bestaat dus uit eenverdiept en een niet-verdiept ge-deelte. Ter plaatse van het ver-diepte gedeelte onder de super-markt bevindt de bestrating opniveau -2 zich op NAP - 6,70 m enin het niet-verdiepte gedeelte opNAP - 5,90 m. Bij het onderzoeknaar de technische haalbaarheidvan het poldersysteem warentwee zaken van belang: de stabili-teit van de bouwputbodem moestvoldoende zijn gewaarborgd, of-wel de veiligheid tegen opbarstenmoest voldoende zijn, en hetwaterbezwaar moest beperkt zijnom vergunning te verkrijgen.Het waterbezwaar wordt veroor-zaakt door lekkage door de dam-wandsloten en kwel door dewaterremmende lagen aan deonderzijdevandebouwput.Inhetvooronderzoek is vastgesteld dathet waterbezwaar niet meer zoubedragendanenkeletientallenm3per dag indien een gat in de water-remmendelaaginhetnoordelijkegedeelte van de bouwput zouworden gedicht door middel vanjetgrouten.Bij gebruik van de veenlaag opNAP - 12,5 m als referentielaag isde veiligheid tegen opbarsten on-voldoende. Dit geldt voor het ver-diepte en in mindere mate voorhet niet-verdiepte gedeelte. Omdeze reden is de tweede water-remmende laag op NAP - 16 m alsafsluiting aan de onderzijde ge-kozen (fig. 10).Bij de stabiliteitsberekening vande bouwputbodem is uitgegaanvan een stijghoogte van het waterin de tweede zandlaag van NAP -2,40 m. In de uitvoeringsfase is desituatie uiteraard het meest kri-tisch, omdat in deze fase diepereontgravingsniveaus voorkomenbij het aanleggen van het draina-gesysteem onder de bestrating ende plaatselijk diepere ontgravin-gen ten behoeve van de vervaar-diging van funderingsconstruc-ties en liftputten. Van belang is destijghoogte in de eerste zandlaagtussen de twee waterremmendelagen. Deze is afhankelijk van deverhouding van de doorlatend-heden van de twee waterremmen-VoetgangerstraverseOp beide parkeerlagen is langs debuitenzijde een traverse voor voet-gangers aangebracht, door eenglazen wand gescheiden van hetparkeergedeelte. In de traversevalt daglicht door een 400 mmbrede doorgaande opening in dedekvloer, die met glas is afgedicht.Deze zogenoemde lichtlijn maaktdeel uit van een in totaal 400 mlange lijn in het maaiveld, die's avonds is verlicht.De luchtbehandeling geschiedtvolgens het systeem van langsven-tilatie, zoals ook wordt toegepastin verkeerstunnels. Bij dit systeemhouden aan het plafond opgehan-gen ventilatoren de lucht constantin beweging. De luchttoevoer heeftplaats via de in- en uitritten, deluchtafvoer via schachten.9 | Representatievesondering10 | Ligging waterremmende lagenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 8 31de lagen. Bij tegenvallende water-remmende eigenschappen vande kleilaag op NAP - 16 m, zal destijghoogte in de eerste zandlaagin het ongunstigste geval gelijkzijn aan die in de tweede zand-laag, namelijk NAP - 2,40 m. Indat geval is in de eindsituatie deveiligheid tegen opbarsten in hetniet-verdiepte gedeelte gelijk aan1,08, hetgeen onvoldoende is. Inhet verdiepte gedeelte is de veilig-heid zelfs lager dan 1.Om in de eerste zandlaag eenvoldoende lage stijghoogte tebereiken is voorzien in een sys-teem van vijftien ontlastbronnen,waarvan het filter zich in de eerstezandlaag bevindt. Tijdens de ont-graving bleek dat met de geplaat-ste ontlastbronnen onvoldoendeverlaging van de stijghoogte werdbereikt. Als aanvullende maatre-gelen werden achtereenvolgensextraontlastbronnenge?nstalleerden werden deze actief bemalen.Krachtiger maatregelen blekenechter noodzakelijk: er zijn enkeledeep wells ge?nstalleerd, waar-mee het gewenste resultaat werdbereikt. Uiteraard ging het inzet-ten van de deep wells gepaard meteen uitgebreid monitoringsplanom tijdig ongewenste situaties inde omgeving van de bouwput tekunnen signaleren.Inmiddels was duidelijk dat ookvoor de eindsituatie ter plaatsevan het verdiepte gedeelte aanvul-lende maatregelen nodig warenten opzichte van het oorspronke-lijke plan, waarin uitsluitendontlastbronnen zouden wordentoegepast.Verschillendemogelijk-heden zijn onderzocht, zoals hetaanbrengen van ballast door eenlaag ijzererts. Deze oplossing isechter duur en brengt milieube-zwaren met zich mee. Een anderemethode is vernageling, waarbijpalen worden aangebracht in eenstramien van bijvoorbeeld 4 x 4m2. Aan de bovenzijde wordt opde paal een betonnen plaat aan-gebracht van 1 x 1 m2. De op-waartse gronddruk wordt opge-nomen door gewelfwerking in degrond tussen de palen. Het aan-wezige wadzand werd echter nietin staat geacht deze gewelfwer-king te doen ontstaan.Gekozen is voor het aanbrengenvan een betonvloer, dik 300 mm,door trekpalen verankerd in detweede zandlaag. Het zal duide-lijk zijn dat een en ander in-grijpende gevolgen heeft gehadvoor het uitvoeringsplan.De opwaartse gronddruk tegen deonderzijde van de vloer wordtbepaalddoordeopwaartsgerichtegronddruk tegen de onderzijdevan de veenlaag op NAP - 12,5 men het neerwaarts gerichte ge-wicht van het grondpakket tussende veenlaag en de onderzijde vande vloer op NAP - 7,0 m. Bereke-ning levert een waarde op van deopwaartse gronddruk van circa20 kN/m2.Om te voorkomen dat de water-druk tegen de onderzijde van debetonvloer te hoog wordt, is eendrainagesysteem onder de vloeraangebracht. Van beneden naarboven bestaat dit systeem uit eengrondscheidend en waterdoorla-tend doek, een 250 mm dikke laagdrainzand en een 250 mm dikkelaag grind. Tevens zijn op onder-linge afstanden van 7,0 m drainsaangebracht.In het niet-verdiepte gedeelte ishetstelselvanontlastbronnenaan-gesloten op verzamelleidingen,die op twee locaties zijn voorzienvan een verticaal buizenstelsel,waarineendrietaloverloopniveauskan worden ingesteld. In peilbui-zen kan de stijghoogte wordenafgelezen. Als de stijghoogte in deeerste zandlaag de kritische waar-denadert,wordtindebeheerders-ruimteeenwaarschuwingssignaalgegeven. Het overloopniveau kandan zodanig worden aangepast,dat de stijghoogte weer afneemttoteenacceptabelewaarde.Gerust-stellend is dat bij de meest on-gunstige stijghoogte de veiligheidtegen opbarsten nog groter dan1 is.B u s g a r a g eDe plattegrond van de busgarageheeft een gebogen vorm met eenlengte van circa 90 m en eenbreedte van 26 m (fig. 1). Om deoverlastopmaaiveldniveauzoveelmogelijk te beperken, is de garagegebouwd volgens de wanden-dak-De autogarageC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 832methode (fig. 11). Eerst zijn dedamwanden ingeheid en vervol-gens is het dek op het zandgestort, waarbij de aannemer alsintermediair tussen zand enbetoneenmetalenbeplatingheefttoegepast. Bij de overspanningvan 26 m heeft het dek een diktevan 900 mm, in het werk voor-gespannen.Evenals bij de autogarage is debusgarage ontworpen volgens hetpolderprincipe. Omdat de garageslechts ??n laag heeft, ligt de be-strating hoger en is het polder-systeem derhalve minder kritisch.Als afsluiting aan de onderzijdegeldtdeveenlaagopNAP-12,50m.Een systeem van ontlastbronnenis niet nodig.Vanwege de zwaardere aslastendoor bussen is de opbouw van hetdrainagepakket onder de bestra-ting anders dan de gebruikelijkeminimaal 700 mm dikke laagdrainzand die bij autogarageswordt toegepast. Van benedennaar boven bestaat het pakket uitgrondscheidend en waterdoor-latend doek, 600 mm drainzand,250mmhoogovenslakken,50mmstraatzand en 80 mm bestrating.De functie van de damwand isweer tweeledig: verticale begren-zing en afdragen van de verticalebelasting naar de draagkrachtigetweede zandlaag. Omdat hetdraagvermogen van de damwandontoereikend is voor de totale ver-ticale belasting, zijn aanvullendom de vier damwandplanken box-piles toegepast. Om voldoendepuntoppervlak bij deze uit dam-wandplanken samengestelde pa-len te verkrijgen, is aan de onder-zijde een stalen voetplaat gelast.De bovenste 2 m is met betongevuld, waarbij door uitstekendewapening de verbinding met debetonconstructie van het dekwordt verkregen.O n d e r g r o n d s d e p o tR i j k s m u s e u mHet depot heeft een lengte van 70m en een breedte van 20 m (fig.1). Het straatniveau en daarmeehet niveau van het dek is terplaatse van het Rijksmuseum hethoogst. Dit heeft als consequentiedat over de helft van de lengte,aansluitendophetRijksmuseum,voldoende hoogte aanwezig isvoorderealiseringvantweelagen.Het overige gedeelte, dat aansluitop de busgarage, heeft ??n bouw-laag. Bij de aansluiting van hetdepot op de busgarage is eenremise aanwezig, waar de over-slag van goederen plaatsheeft,voor vrachtauto's bereikbaar viade busgarage.Om de overlast op straatniveauzoveel mogelijk te beperken was,zoals bij de busgarage, het ont- werp aanvankelijk gebaseerd opde wanden-dakmethode. Omdateen betonnen funderingsvloer optrekpalennodigwasenbovendiende tussenvloer en tussensteun-punten gedeeltelijk aanwezigwaren,brachtdezebouwmethodegecompliceerde uitvoeringsfasenmet zich mee. Omdat dit sterkkostenverhogend is, is van bene-den naar boven gebouwd in eenopen bouwput met gestempeldedamwanden.Vanwegebouwfysischeenandereeisen is voor het depot het pol-derprincipe niet gewenst.Evenwijdig aan de lengterichtingvanhetdepotbevindtzichopcirca10 m afstand de Zuidvleugel vanhetRijksmuseum.Terplaatsevan11 | Dwarsdoorsnedeover busgarageDe busgarageC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 8 33de aansluiting op het museumbevindt zich de zogenoemdeVermeeruitbouw met De Nacht-wacht. Door de aanwezige kunstin de belendende bebouwingwerden hoge eisen gesteld aanhet trillingsniveau. De trekpalenonder de funderingsvloer staan ineen stramien van 2 x 3 m. Uit-gangspunt was het toepassen vangeheide prefab betonpalen. Bijoverschrijding van een bepaaldtrillingsniveau werd overgegaanop in het werk vervaardigde be-tonnen schroefpalen (systeemFundex).De tussenvloer ligt op het niveauvan de bestaande kelder van hetRijksmuseum. Op het niveau vandeze vloer zijn ter plaatse van deVermeeruitbouw twee doorbra-ken gemaakt. Ook hierbij is ge-bruikgemaaktvaneentrillingsvrijpaalsysteem. sProjectgegevensprojectontwikkeling:ING Vastgoedontwikkelingprojectmanagement, constructieveen bouwkundige advisering:ARCADIS Bouw/Infraarchitect Museumplein:Sven-Ingvar Anderssonarchitect autogarage en busgarage:Kees Spanjersarchitect ondergronds tunneldepotRijksmuseum:Architektengroepgrondmechanische engeo-hydrologische adviezen:OMEGAMverkeerskundige adviezen:Grontmijbouwkundige hoofdaannemer:Van Hattum en Blankevoortlevering en montage prefab beton:Spanbetonaannemer technische installaties:GTI12 | Dwarsdoorsnede over depot Rijksmuseumfoto: Louk Boucher, Zaandam