ir.Th.J.F.SmeeleProjectleider metrolijn centrum-oost,Gemeentewerken RotterdamOverzicht van het werkSurvey building sitefoto: Aero Camera/RotterdamOndertunneling woonhuizenbij bouw Rotterdamse metroDoorvoering metrotunnel onder woningen aan de Chris Bennekerslaan enAdamshofstraatA. Inleiding en werkwijzeAlgemeenOm aan de steeds toenemende verkeerscongesties het hoofd te kunnen bieden, besloot deRotterdamse Gemeenteraad in 1959 tot de aanleg van een metro. Aangezien de meeste behoef-te bestond aan een goede verbinding door middel van openbaar vervoer tussen het stadscen-trum op de noordelijke Maasoever en de woon- en werkgebieden op de zuidelijke Maasoeverwerd begonnen met de noord-zuidlijn. Het eerste gedeelte daarvan, station Centraal-stationZuidplein kwam in 1968 gereed. Eind 1970 volgde de doortrekking naar station Slinge en inoktober 1974 was de doortrekking naar de wijk Hoogvliet een feit.Cement XXVIII (1976) nr. 10 419Overzicht van de in gebruik zijnde noord-zuidlijn en de in aanleg zijnde centrum-oostlijnvan de Rotterdamse metro-- = in gebruik cq. in aanlegmogelijkheden tot uitbreidingMap of Rotterdam and the existing north-south metro-line, as well as the citycentre-eastline, under constructionInmiddels maakte op de noordelijke Maasoever de metrobouw ook enige vordering. Op basisvan de metrorapporten nrs. 5 en 6 besloot de Gemeenteraad in 1968 resp. 1969 tot de aanlegvan een metroverbinding van het Eendrachtsplein, gelegen in het centrum, met Ommoord, eenoostelijk van de stad gelegen woonwijk. Volgens het plan van 1969 zou in het stedelijk gebiedten westen van Rijksweg 16 de metro ondergronds aangelegd worden en ten oosten van Rijks-weg 16 in principe bovengronds. In het bovengrondse metrogedeelte komen uiteraard alleenverkeersvrije kruisingen voor. Met de aanleg van het ondergrondse gedeelte is in het voorjaarvan 1973 aangevangen. Als eerste werd gebouwd een gedeelte metrotunnel in de Blaak.De totale lengte van het trac? Eendrachtsplein-Ommoord is ca. 13 km.Inmiddels waren - ook in Rotterdam - de inzichten ten aanzien van het openbaar vervoer aanveranderingen onderhevig. Zo zijn er door de gezamenlijke Gemeentelijke diensten diversestudies verricht met betrekking tot het trac? en de vorm van het openbaar vervoer. Kortheids-halve kunnen hiervan worden genoemd:? verlenging van het ondergronds ge!sgen trac? in westelijke richting tot het Marconiplein, voor-uitlopend op de bovengrondse verbinding Capelsebrug-Ommoord-west;? een vergelijkende studie tussen tram en metro.Trac? van het gedeelte Coolhaven-Capelse-brugPlan of the Coolhaven-Capelsebrug sectionin the centre-eastlineBegin april 1976 is door het college van Burgemeester en Wethouders een combinatie voorge-steld, te weten exploitatie als metro op het gedeelte Coolhaven-Capelsebrug en als sneltramop het geheel bovengronds gelegen gedeelte Capelsebrug-Ommoord. Op 29 april 1976 heeftde Rotterdamse Gemeenteraad dit voorstel goedgekeurd.In het onderstaande wordt een overzicht gegeven van het thans in uitvoering zijnde en groten-deels ondergronds gelegen traject Eendrachtsplein-Capelsebrug. Dit gedeelte is volgens hetvigerende tijdschema in 1980 civieltechnisch gereed en naar verwachting kan dit traject begin1981 in exploitatie worden genomen.Cement XXVIII (1976) nr. 10 420Het trac?Volgen wij het trac? van west naar oost, dan ontmoeten wij allereerst het geheel ondergrondsgelegen station Eendrachtsplein. Zoals bij alle andere metrostations bedraagt de perronlengte120 meter. Het halniveau zal naast de gebruikelijke accommodatie diverse winkels gaan huis-vesten. Door middel van voetgangerstunnels zal het station met de vier hoekpunten van hetplein verbonden zijn.Het volgende station, station Beurs, vormt voor de reizigers de overstaprelatie tussen de noord-zuidlijn en de centrum-oostlijn. De ruwbouw van dit station is destijds reeds gebouwd bij deaanleg van de noord-zuidlijn. Tussen de beide lijnen wordt de verbindingsboog Leuvehaven-Blaak gebouwd, een enkelsporige tunnel, waardoor het mogelijk is rollend materieel van de enelijn op de andere te brengen.Het station Blaak heeft een bovengronds gelegen hal en vormt de overstaprelatie tussen demetro en de treinen van de Nederlandse Spoorwegen. Het station wordt zo uitgevoerd, dat hetin de toekomst mogelijk is een spoortunnel onder het metrostation te bouwen met een directeoverstapmogelijkheid.Het station Oostplein is weer geheel ondergronds gelegen. Een complicatie vormt hier eenkruising met de afwateringsboezem van het Hoogheemraadschap Schieland, waarvan de afwa-tering te allen tijde doorgang moet kunnen vinden. Het station ligt op een knooppunt van belang-rijke verkeerswegen, terwijl er ondergronds een concentratie is van kabels, buizen en leidingen.Een en ander maakt het noodzakelijk het station in fasen uit te voeren waardoor zware eisenaan de organisatie rond de bouw gesteld worden.Van het station Gerdesiaweg is momenteel de ruwbouw in uitvoering. Bij het gemeenteraads-besluit van 1969 is besloten het station, dat een bovengrondse hal moet krijgen, voorshandsniet af te bouwen. De mogelijkheid van het realiseren van een station op deze plaats blijft doordeze werkwijze altijd aanwezig.Het bijzondere van het station Voorschoterlaan is het feit, dat het gebouwd wordt in een zeerdicht bebouwd gebied. Doordat het karakter van de wijk zoveel mogelijk behouden moet blij-ven, wordt de bovengrondse hal van dit station opgenomen in de nieuwe bebouwing. Door deprojectgroep Kralingen, waarin burgerij en ambtenaren zijn vertegenwoordigd, wordt een her-bouwplan voor dit gebied opgezet. Het streven is erop gericht dat de woningbouw gereed is,als de metro in exploitatie genomen wordt.Nabij het station Kralingse Zoom komt de metro bovengronds. Het station krijgt een 'park andride' accommodatie van 800 ? 1000 auto's en is tevens het aansluitpunt van diverse buslijnen opde metro.Ten oosten van Rijksweg 16, die door middel van een viaduct gekruist wordt, is het emplace-ment 's-Gravenweg in aanleg. Ook zijn hier geprojecteerd de stations 's-Graveland en Capelse-brug, alsmede enkele kunstwerken zoals twee vlechtingsviaducten, een voetgangerspasserel,seinhuis, werkplaats en wasgelegenheid voor de treinen.De ondertunnelingEen onderdeel van het ondergrondse gedeelte van het trac? is de ondertunneling van een twee-tal woonblokken aan de Chris Bennekerslaan en de Adamshofstraat. Het betreft hier woonflatsvan vier en drie verdiepingen die na de oorlog zijn gebouwd en gefundeerd zijn op betonnenpalen. De kwaliteit is daardoor duidelijk beter dan de aangrenzende oude bebouwing. Van door-slaggevende betekenis bij de beslissing tot ondertunnelen is geweest de behoefte aan aantrek-kelijke en goede .woningen en de uitgesproken wens van de bewoners om hun woningen tebehouden.Situatie van het werk; op de achtergrond debouwput van het station GerdesiawegSituation; in the background the building pitfor the Gerdesiaweg-stationfoto: Aero Camera/RotterdamCement XXVIII (1976) nr. 10421Principe van de ondertunnelingSchedule of the tunnelingHet in de grond brengen van damplankenmet de pilemasterPlacing the pile planking by means of theso-called pilemasterGeluidmantel van het type BlaakNoise reducing shaft by pile drivingfoto's: Gemeentewerken Rotterdam/Foto-afdelingHet principe van de ondertunnelingBij de aanleg van een tunnel in een open bouwsleuf kunnen we onderscheiden de kerendefunctie van de damwanden van de bouwsleuf en de dragende functie van de betonpalen van detunnel. Bij de ondertunneling zijn deze beide functies verenigd in twee schermen van stalenbuizen met een wanddikte van 16 mm, een diameter van 60 cm en een onderlinge afstand van1 meter hart-op-hart. Bepalend voor de werkwijze is de geringe werkhoogte onder de flats.Voordat met het heiwerk onder de flat kan worden begonnen, wordt ter plaatse een ontgravinggepleegd, zodat onder de funderingsbalken een werkruimte van ruim twee meter hoogte ont-staat. Vervolgens worden de buizen in secties van ca. 1,80 meter door middel van inwendigheien in de grond gebracht. Als een sectie zover is geheid dat nog ca. 0,50'm boven de put-bodem uitsteekt, wordt gestopt met heien en wordt een nieuwe sectie opgelast. Vervolgens kanweer verder worden geheid. Zo wordt doorgegaan tot de draagkrachtige zandlaag is bereikt.Op deze wijze worden de twee doorgaande schermen onder de woningen geformeerd.Vervolgens worden de palen met beton gevuld en het dak van de tunnel op een grondverbete-ring gestort. Om de bestaande palen van de woningen niet extra te belasten worden ze doormiddel van sparingen geheel vrij van de dakplaat gehouden. De toestand die nu ontstaat kanworden vergeleken met een omgekeerde schoenendoos in de grond, met gaten in de bodem,waardoor de palen van de woningen 'prikken'. In principe is het flatgebouw dus nog niet be-?nvloed.Nu worden de paalkrachten van de woningen met behulp van vijzels overgenomen door de dak-plaat. Door middel van een vijzelprogramma worden de bewegingen van het gebouw tot eenminimum beperkt. Bij deze operatie worden de desbetreffende 'pale.rvvan de flat doorgebrand.De tunnel kan nu verder voltooid worden door het ontgraven onder de dakplaat en het makenvan de vloer en wanden. Volgens deze werkwijze worden niet alleen deze beide woonblokkenondertunneld, maar ook een schoolgebouw nabij het Oostplein.De bewonersEen zeer belangrijke beslissing is geweest om de bewoners tijdens de werkzaamheden in hunwoningen te laten wonen. Dit stelde extra eisen ten aanzien van de veiligheid en het voork?menvan overlast.Die benodigde veiligheid vereist dat gedurende de gehele operatie zeer behoedzaam te werkwordt gegaan. De bewegingen van het gebouw worden voortdurend gecontroleerd, zowel inhorizontale als verticale zin. Een optimale samenwerking tussen aannemer en directie is nood-zakelijk - en ik mag wel zeggen ook gerealiseerd - om onmiddellijk op onvoorziene omstandig-heden te kunnen reageren.Het voork?men van overlast is in dit verband wel wat veel gezegd. De benadering is als volgt:de bewoners hebben overlast, maar getracht zal worden deze - in overleg met die bewoners -zoveel als mogelijk is te beperken. Er wordt naar gestreefd, dat de bewoners niet m??r overlastondervinden dan een werk in de onmiddellijke omgeving van hun woningen met zich mee zoubrengen. Een goede voorlichting van bewoners door middel van een hearing, diverse rond-schrijvens, rondleidingen en gesprekken met de huurdersvereniging, die naar aanleiding vande metrobouw werd opgericht, hebben goede vruchten afgeworpen. Gesteld kan worden dat deverhouding tussen de bewoners en de leiding van het werk uitstekend genoemd kan worden endat dit onmisbaar is voor de uitvoering van een dergelijk werk.Cement XXVIII (1976) nr. 10 422Als de belangrijkste maatregelen ter beperking van de overlast kunnen de volgende genoemdworden.Een goede bereikbaarheid van de woningen wordt gegarandeerd met behulp van bruggen overde bouwput tegen de voorgevels van de woningen.Bij het maken van de bouwput van de onmiddellijk aan de woningen grenzende tunneldelenwerd gebruik gemaakt van de pilemaster. Door middel van hydraulische vijzels werden daarbijde damplanken in de grond gedrukt, gebruik makend van het gewicht van de pilemaster en dedamplanken, te zamen met de negatieve kleef van het reeds in de grond gebrachte deel van diedamplanken. Schoot deze reactiekracht tekort, dan werden met het oog op de overlast, deplanken die te hoog bleven staan niet verder geslagen, maar door middel van een vibrator opdiepte gebracht.Bij het heien van damplanken op iets grotere afstand van de woningen en bij het heien van debetonnen palen buiten de ondertunnelingen werd een geluiddempende mantel gebruikt. Demantel is van het type zoals bij alle heiwerkzaamheden bij de metrobouw in bebouwd gebied inRotterdam wordt toegepast. Hij is destijds bij de bouw van de metrotunnel in de Blaak ontwik-keld door Gemeentewerken Rotterdam, in samenwerking met Van Hattem en Blankevoort BV.De bekleding van de mantel is samengesteld in overleg met de Technisch Physische DienstTNO-TH te Delft. De geluidmantel omsluit zowel het heiblok als de damplank c.q. heipaal en isaan de makelaar van de heistelling bevestigd. Door middel van een hydraulische bedieningkunnen de beide helften, als bij een overjas, in een minimum van tijd worden geopend en geslo-ten. Op deze wijze is er nauwelijks sprake van produktieverlies. Het geluid wordt met ca. 75%gereduceerd. Een bijkomend voordeel is de bescherming tegen rook en smook, die via demantel naar boven worden afgevoerd.Kosten en tijdschemaDe totale kosten van het werk, met een totale lengte van 150 m - waarvan 95 m 'normale' tunnelen 55 m ondertunneling - bedragen globaal f 5,2 miljoen, prijsbasis medio 1975. Dit is inclusiefde afschrijving van damwand, stempels en gordingen, de kosten van de toeleveringen, zoalsstalen kokerpalen en betonnen heipalen en exclusief BTW.De kosten van het ondertunnelen zelf, zijnde de meerkosten ten opzichte van 150 m 'normale'tunnel, belopen ca. f 2 miljoen. Dit bedrag weegt globaal op tegen de kosten van verhuizen vande bewoners, herhuisvesting van de bewoners gedurende het werk, sloop van de woningen,herbouw van de woningen en terug-verhuizen van de bewoners. Zoals uit het voorafgaandeblijkt, is besloten tot ondertunnelen om de sloop bij de aanleg van de metrolijn tot een minimumte beperken. Dit op grond van de behoefte aan aantrekkelijke en goede woningen en de uit-gesproken wens van de bewoners om hun woningen te behouden.Met de werkzaamheden aan de ondertunnelingen is in april 1975 gestart. Volgens verwachtingzal het werk begin 1977 gereed zijn.ir.S.B. de VriesGemeentewerken Rotterdam,Bureau Constructie en ResearchB. Constructieve aspecten van de ondertunnelingInleidingBij de bouw van de metrolijn centrum-oost in Rotterdam wordt in het ondergrondse trac?-gedeelte in de wijk Kralingen een tweetal flatgebouwen ondertunneld. De flats zijn gesitueerdaan de Chris Bennekerslaan en de Adamshofstraat en bestaan uit respectievelijk vier en driewoonlagen. De gebouwen zijn opgetrokken in metselwerk en gefundeerd op betonpalen.De metrotunnel gaat bij de Chris Bennekerslaan onder een hoekpunt van het gebouw door; bijde Adamshofstraat is de kruising meer centraal onder het gebouw gelegen. Het dak van detunnel bevindt zich hier ca. 2 m beneden maaiveld.Het principe van de gevolgde werkwijze bij de ondertunneling werd reeds door ir. Smeele be-schreven. Interessante punten die hier nadere aandacht krijgen, zijn achtereenvolgens:1. De constructieve opzet met optredende krachtswerking.Bij de bouw onder en tussen de bestaande fundering van de flatgebouwen gelden bijzondererandvoorwaarden. Uitgangspunt bij het ondertunnelen is primair dat naast de vanzelfsprekende,noodzakelijke veiligheid geen of nauwelijks enige scheurvorming in de woningen mag optreden.Door het bewoond blijven van de flat gedurende de bouwtijd mag slechts minimale bouwover-last worden aangedaan; dit heeft tijdens de uitvoering zelfs nog geleid tot enige aanpassing vande paalfundering en dakplaat van de tunnelconstructie.2. Het overbrengen van het flatgebouw van zijn bestaande fundering op het tunneldak.Om de optredende vervormingen bij het hernieuwd funderen van slechts een gedeelte van hetgebouw te beperken, wordt gebruik gemaakt van vijzels. Bij het overnemen van de gebouw-belasting wordt een bepaalde vijzelprocedure gevolgd.3. De specifieke maatregelen die hier in de tunnel genomen worden om geluidoverlast in dewoningen te voorkomen.Door de directe fundering op de tunnel zou, zonder het nemen van aanvullende maatregelen,ten gevolge van het contactgeluid van de rijdende trein een ontoelaatbaar geluidniveau in deCement XXVIII (1976) nr.10 423Ondertunneling Chris BennekerslaanTunnel underneath the apartments along theChris Bennekerslaan1Dwarsdoorsnede tunnelconstructieCross section tunnel structure2Horizontale doorsnede paalrijenHorizontal section pile rowswoningen kunnen ontstaan. In samenwerking met de Technisch-Fysische Dienst van TNO-TH-Delft is deze problematiek nader geanalyseerd en uitgewerkt. De maatregelen bestaan hier uithet afveren van de railbaan d.m.v. een betonplaat op rubber opleggingen.Opgemerkt wordt dat de constructieve opzet van beide ondertunnelingen identiek is. Betreffen-de de eerste twee punten is de navolgende beschrijving met bijbehorende afbeeldingen verdertoegespitst op de ondertunneling van de woningen aan de Chris Bennekerslaan.De constructieRandvoorwaarde voor de constructieve vormgeving van de tunneldoorsnede over het be-schouwde gedeelte is, dat hier eerst de paalfundering met het tunneldak gerealiseerd moetenworden om de belasting van het flatgebouw over te kunnen nemen. Dit in afwijking van denormale tunnelbouwmethode waarbij in een open bouwput na het heien van de betonpalen detunnelvloer en vervolgens wanden en dak gebouwd worden. Vervolgens kan onder het tunnel-dak verder worden ontgraven waarna de tunnelvloer en de wanden gestort worden. Een dwars-doorsnede van de complete tunnelconstructie is weergegeven in figuur 1. De nummering in deverschillende onderdelen geeft de respectievelijke bouwvolgorde weer.De tunnelvloer en -wanden zijn uitgevoerd in normaal gewapend beton; in het tunneldak is aan-vullend voorspanning toegepast. Het toegepaste voorspansysteem is BBRV; de werkvoorspan-ning bedraagt 1650 kN/m. Deze voorspanning is voornamelijk aangebracht uit stijfheidsover-wegingen. Bij het overnemen van de gebouwbelasting zou overschrijden van de buig-trek-sterkte van het beton tot een plotselinge toename van de vervormingen leiden met als gevolgmogelijke scheurvorming in het flatgebouw. Juist dit moet hier worden voorkomen of tot eenminimum worden beperkt.De paalfundering wordt gevormd door 'gesloten' paalrijen ter plaatse van de tunnelwanden.Deze paalrijen die direct onder het tunneldak aangrijpen, bestaan uit buisvormige, aan elkaargelaste, stalen paalsecties met een wanddikte van 16 mm, die door inwendig heien op dieptezijn gebracht. De manier van werken is in de voorgaande bijdrage beschreven. De diameter vande palen bedraagt 60 cm, de hart-op-hartafstand 1 m. De palen worden gevuld met beton. Voorde grondkering tussen de palen zorgen stalen plaatstrippen die aan de palen zijn vastgelastover het gedeelte van de ontgravingshoogte.In werkelijkheid staan de paalrijen niet in ??n rechte lijn. Door de aanwezigheid van de reedsbestaande paalfundering onder het flatgebouw moet hier als het ware tussendoor gelaveerdworden. In figuur 2 is een horizontale doorsnede over de paalrijen weergegeven.Op plaatsen waar de stalen palen te dicht bij de nog intact zijnde funderingspalen onder hetflatgebouw zouden komen en waarbij door grondverdringing een ongewenste horizontale be-lasting op de oude paalfundering zou ontstaan, zijn stalen INP-profielen in de grond gedrukt.Deze profielen steken tot juist in de diepe zandlaag en hebben uitsluitend een kerende functietijdens het ontgraven.De verbinding tussen vloer en wanden met de palen komt tot stand via stalen deuvels diethermisch zijn verzinkt. De deuvels worden vastgelijmd in gaten die geboord zijn in de beton-vulling van de buispalen. Om ook elektrolytisch contact tussen deuvel en stalen paal te ver-mijden, met de kans dat corrosie optreedt via 'element-vorming', is het gat in de buismantelgroter aangehouden dan de deuveldiameter, zodat de deuvels volledig met beton werdenomhuld. De detaillering van de stortnaden tussen wand en vloer en wand en dak is zodanig datbij het betonstorten een minimale kans bestaat op vuil- en luchtopsluiting in de tussen de stalenpalen aanwezige ruimten.Een uitvoeringstechnisch probleem dat hier nog genoemd kan worden, is het storten van dedakplaat. Door het 'woud' van palen onder het flatgebouw is de gebruikelijke ondersteunings-bekisting niet mogelijk. De nog intact zijnde gebouwfundering mag v??r de overdracht van degebouwbelasting naar het tunneldak nauwelijks be?nvloed worden en dient in deze bouwfasevrij van de dakplaat te worden gehouden. De oplossing is hier gevonden in de vorm van eentussen desalen opgebracht zandlichaam dat fungeert als ondersteunende grondverbetering.De bekisting bestaat uit een afdekking met multiplex platen. Er diende hierbij wel rekening teworden gehouden met een grote zetting van de onderliggende veenlagen onder invloed van hetStartgewicht, welke zetting door het gedeelte van de dakplaat boven de paalrijen niet wordtmeegemaakt. In figuur 3 is de prognose van het verloop van deze zetting weergegeven.Onder invloed van de belasting tijdens het storten, treedt een aanvangszetting op van ca. 3 ?4 cm, die met de tijd zal oplopen tot ca. 5 ? 6 cm. Om de invloed van de grote aanvangszakkingvan het grondmodel in de gevaarlijke zones naast de paalrijen te elimineren, is aan de beton-specie een vertragende hulpstof toegevoegd, zodat de betonmassa de dag na het storten konworden nagetrild. Een belangrijk bijkomend voordeel van de aangebrachte voorspanning in hetdak is, dat zo snel mogelijk na het storten van deze dakplaat een bepaalde drukspanning kanworden aangebracht zodat de dakplaat zichzelf kan dragen en het zandlichaam wordt ontlast.Een eventuele toename van de negatieve kleef op de nog intact zijnde paalfundering onder dewoningen wordt zodoende voorkomen.Krachtswerking in de tunnelconstructieDe belasting van het flatgebouw op het tunneldak bedraagt gemiddeld 75 kN/m2. Voor eennormale tunnel komt dit overeen met een gronddekking van ca. 4 m. De belasting op een nor-male tunnel grijpt evenwel pas aan bij de grondaanvulling, als de volledige constructie in debouwput is gerealiseerd. Hier echter moeten het dak en de palen reeds vanaf het begin hetgehele gewicht van het bovenliggende gebouw dragen.Cement XXVIII (1976) nr. 10 4243Zetting grondmodelInclination subsoil4BelastingoverdrachtLoad transfer6Uit de palen stekende wapeningProtruding bars of the reinforcement7Balkwapening onder het flatgebouwBeam reinforcement under theapartment building8Bovennet dakplaatTop mesh roof plate5Belasting-vervormingsdiagramLoad-deformation diagramBij de oorspronkelijke opzet zouden alle stalen palen ca. 2 m in de draagkrachtige zandlaagworden geheid ter verkrijging van voldoende draagkracht en voldoende indrukkingsstijfheid. Dekrachtsoverdracht vindt hierbij uitsluitend in dwarsrichting plaats, rechtstreeks naarde palen.De gemiddelde paalbelasting bedraagt hierbij tijdens de bouw maximaal 700 kN. Bij het heienvan de eerste proefpaal ontstond door de overgebrachte trillingsenergie via de funderingspalenonder het flatgebouw en opslingering van de lichte houten verdiepingsvloeren in de woningeneen ontoelaatbare geluids- en trillingsoverlast. Hoewel dit uit constructief oogpunt voor hetgebouw niet onaanvaardbaar was, betekende het voor de bewoners die ook gedurende de bouwgraag in hun woningen wilden blijven, wel duidelijk een niet te tolereren overlast.De alternatieve oplossing lag voor de hand; zet de palen onder de woningen tot op de draag-krachtige zandlaag en die direct buiten het gebouw dieper in deze laag. Graaf de grond dan watdieper weg, houd het gedrag van de bestaande funderingspalen zeer goed in de gaten en maaknu een duidelijke balkconstructie in de dakplaat boven de paalrijen. De door de palen onderhet gebouw nu minder opgenomen belasting wordt in langsrichting via deze balk overgebrachtnaar de meer draagkrachtige palen buiten het gebouw (fig.4).De definitieve krachtswerking in de balken is bepaald door uit te gaan van belasting-vervor-mingsdiagrammen die na het heien van de palen uit aanvullende sonderingen zijn verkregen(fig. 5). De belasting op de palen onder het gebouw loopt nu op tot ca. 400 ? 500 kN; die op depalen buiten het gebouw tot ca. 1000 kN.Ter verduidelijking van wat hier gebeurde, geven bijgaande illustraties enkele constructie-details tijdens de uitvoering weer. Foto 6 toont de uit de stalen palen stekende wapening dieals schenkelwapening in de dakplaat is opgenomen; de palen zijn hierdoor momentvast met deplaat verbonden. De tussen de palen in de grond gestoken wapening, die in de balk wordt op-genomen, komt bij het later ontgraven vrij en vormt een rechtstreekse constructieve verbindingtussen tunneiwand en -dak. Foto 7 geeft een beeld van de onder het flatgebouw doorlopendebalkwapening v??r het aanbrengen van de voorspankabels. Foto 8 toont het bovennet, klaarvoor het storten van beton. Na verharding van het beton kunnen de kabels in de dakplaat wor-den aangespannen en de grond eronder over stahoogte worden ontgraven. De constructie isgereed om de gebouwbelasting over te nemen.Cement XXVIII (1976) nr. 10 4259Vervormingen tunneldak, langsdoorsnede overhet middenDeformations tunnel roof, longitudinal section10Schema belastingoverdracht gebouw op hettunneldakSchedule load transfer building on tunnel roof11Plattegrond vijzelopstellingJack arrangements12Vijzels in werkingOperating jacksOvernemen van de gebouwbelasting op het tunneldakDe meest eenvoudige oplossing zou zijn om de ruimte tussen dakplaat en funderingsbalkendirect naast de funderingspalen uitte vullen en deze palen dan door te branden. Bij deze maniervan werken maakt het gebouw echter de volledige vervorming van tunneldak en paalfunderingmee. Dit geldt ook in de opvolgende bouwfasen van ontgraven en het storten van tunnelvloeren -wanden. De hierbij te verwachten maximale zetting bedraagt 10 ? 15 mm, terwijl na hetgereedkomen van de tunnel door het opkomen van het grondwater de tunnel weer ca. 5 mmomhoog komt.In figuur 9 zijn de te verwachten zakkingslijnen voor het midden van het tunneldak in diversebouwfasen weergegeven. Het grootste aandeel in de zakking wordt geleverd door het gewichtvan het flatgebouw. Doordat slechts een enkel hoekgedeelte van het gebouw op de tunnel zalrusten, geeft de bovengenoemde eenvoudige oplossing een grote kans op scheurvorming ingevels en binnenmuren. Dit leek een minder prettig vooruitzicht, zeker voor de bewoners.Met een op zichzelf eenvoudige methodiek kunnen de vervormingen echter met behulp vanvijzels gereguleerd worden, zodat eventuele scheurvorming voorkomen kan worden of tot eenminimum beperkt. Hierbij is uitgegaan van een schematisering van het gebouw, waarbij debouwmuren in hun vlak als oneindig stijf worden beschouwd en de hout?n vloeren als buig-slappe koppelingen (fig. 10). De voor- en achtergevel worden gezien de vele raampartijen nietals oneindig stijf beschouwd. Een met vijzels in de hand te houden, gering vervormingsverschilvan enige mms tussen twee opeenvolgende bouwmuren kan hierbij wel overbrugd worden. Hettoelaatbare vervormingsverschil tussen twee bouwmuren wordt nu grotendeels bepaald doorde voorwaarde dat in de voor- en achtergevel geen scheuren mogen optreden. Als grenswaardeis hier aangehouden een maximum toelaatbaar hoogteverschil tussen twee opeenvolgendebouwmuren van 1 mm.Tussen bovenzijde tunneldak en onderzijde funderingsbalk worden direct naast de bestaandepalen platte vijzels geplaatst. Figuur 11 geeft de lay-out van de vijzelplaatsing weer. De vijzelsrondom elke paal zijn onderling gekoppeld en via een zelfregulerende schakel-unit op een cen-trale moederleiding met 150 ato oliedruk aangesloten. De grootte van de afzonderlijke vijzels isbepaald uit de theoretische dwarskrachten in de samenkomende balken.De berekende paalbelastingen vari?ren van 400 tot 550 kN. Er worden vijzels toegepast van150, 400 en 550 kN. Voor de zekerheid is naast elke vijzel een mechanische borgconstructieaangebracht. Foto 12 geeft een beeld van een complete opstelling rondom een bestaandefunderingspaal.Cement XXVIII (1976) nr.10 42613Vervormingen gebouwfunderingDeformations of the building foundationsWerking vijzelsysteemDoor de vijzels stapsgewijs op te pompen, wordt het gebouw enkele mm's opgelicht en de be-staande paalfundering van de woningen gedeeltelijk ontlast. Het tunneldak krijgt hierbij eeniniti?le voorbelasting. De hiermee gepaard gaande vervormingen van het dak worden door devijzels ge?limineerd.De in deze fase gemiddeld aan het gebouw opgelegde vervormingen zijn in figuur 13 weergege-ven. De grootste vervorming (3 mm) is opgelegd aan de buitengevel (bouwmuur 1); de kleinstevervorming aan de bouwmuren 5 en 6 (resp. 1 en 0,5 mm). De in de figuur aangegeven waarden1 tot en met 6 gelden voor een aangenomen stijfheid van de palen onder het flatgebouw van1 mm/100 kN. Wanneer in de praktijk de paalstijfheid groter blijkt te zijn, dan wordt een gelijkekracht maar minder vervorming opgelegd. Het principe verandert echter niet. Wanneer een serievijzels onder een bouwmuur op de gewenste kracht is gepompt, wordt de vijzelkracht verderconstant gehouden. Dit geschiedt automatisch door middel van de zelfregulerende schakelkast.Achtereenvolgens worden nu, beginnend bij bouwmuur 1, de palen doorgebrand. Onder de overte nemen bouwmuur worden hierbij eerst de vijzelpunten geblokkeerd en geborgd. De over tenemen bouwmuur maakt nu bij het doorbranden van de palen de zakking mee die de plaat hierondergaat onder invloed van de bijkomende belasting uit de nog resterende paalkrachten. Doorhet constant houden van de vijzelkrachten onder de overige, nog niet van hun paalfunderingovergenomen bouwmuren, geldt bij de aangenomen 'gebouwschematisering' dat ook de initieelopgelegde verplaatsingen hier nog constant blijven.De bouwmuren 2, 3, 4, 5 en 6 ondergaan dus geen zakking door de toegevoegde belasting vanbouwmuur 1 op het tunneldak. De vervormingen 1 tot en met 6, waarover de bouwmureninitieel worden opgevijzeld, zijn zodanig gekozen dat na het doorbranden van alle palen onderde respectievelijke bouwmuren het gebouw weer nagenoeg in zijn oorspronkelijke stand zal zijnteruggekeerd. Er behoeft gedurende deze bouwfase niet of nauwelijks te worden bijgeregeld.De getrokken lijn in figuur 13 geeft de initieel opgelegde vervorming aan, de gestippelde lijn deopgetreden vervorming ten gevolge van het 'doorknippen'. Doordat een eenmaal overgenomenbouwmuur in principe verder op z'n borgen blijft staan, ondergaat deze bij het overnemen vande opvolgende bouwmuren door de toenemende belasting we/ een bijkomende verplaatsing.Als alles volgens de aannamen verloopt, zal na het volledig overbrengen van de gebouwbelas-ting op het tunneldak een eindstand bereikt worden die ongeveer gelijk is aan de onderstegestippelde lijn. Mochten de afwijkingen groter zijn dan verwacht wordt, dan kan door het op-pompen of aflaten van de vijzels de hoogteligging van de bouwmuren, alsmede de stand in hetverticale vlak worden gecorrigeerd. Dit corrigeren kan eveneens geschieden in de opeenvol-gende bouwfasen van ontgraven, storten tunnelvloer en -wanden, alsmede bij het weer optre-den van de grondwaterdruk tegen de tunnelbuis. In de eindtoestand zorgen betonnen poerentussen funderingsbalken en tunneldak voor de belastingoverdracht.MetingenBij de hier gestelde eisen aan de toelaatbare vervormingen van het gebouw is een nauwkeurig'volgen' van de gedragingen van het gebouw noodzakelijk. Dit geldt vooral bij het overbrengenvan de gebouwbelasting, alsmede in de periode hierna bij de verdere afbouw van de tunnel.Gebouw en dakplaat worden hiertoe regelmatig 'optisch' gemeten via twee vaste instrument-opstellingen op aan de damwand bevestigde platforms buiten de invloedssfeer van de onder-tunneling. Omdat hierbij per instrument slechts ??n meetpunt in het 'vizier' kan worden gehou-den, wordt bij de vijzelprocedure en het overbrengen van de gebouwbelasting een aanvullenderelatieve verplaatsingsmeting tussen dakplaat en onderzijde funderingsbalk uitgevoerd metbehulp van elektrische verplaatsingsmeters ter plaatse van elke funderingspaal. De in totaal22 meters zijn aangesloten op een in de kelder van de woningen opgesteld registratietableau,zodat gelijktijdige controle van alle punten mogelijk is. Na het doorbranden van een oudefunderingspaal is de vervorming van dakplaat en funderingsbalk ter plaatse gelijk en vervalt defunctie van het bij de betrokken paal aangebrachte meetpunt.Maatregelen ter voorkoming van geluidoverlast in de boven de tunnel liggende woningenNa het funderen van het flatgebouw op de tunnelbuis kunnen vanuit de tunnel rechtstreekstrillingen naar de woningen worden overgebracht. Deze trillingen planten zich door het gebouwvoort waarbij de trillende wanden en vloeren geluid afstralen. Zonder maatregelen hiertegenzou dit in de woningen tot een ontoelaatbaar geluidniveau leiden.Hoewel ten aanzien van deze geluidniveaus nog geen wettelijk voorgeschreven normen be-staan, kan het thans voorliggende wetsontwerp 'Wet Geluidhinder' (september 1975) en deCement XXVIII (1976) nr.10 42714Reductie trillingsoverdrachtReduction vibration transferhieraan voorafgaande brochure 'Geluidhinder' van het Ministerie van Volksgezondheid enMilieuhygi?ne (1973) voor het ontwerp van de akoestische voorzieningen hier wel tot richtlijndienen. Als uitgangspunt voor te treffen maatregelen is de meest strenge norm in de brochure,namelijk voor de 'ideale situatie voor woningen binnenshuis' aangehouden. Hiertoe is het nood-zakelijk maatregelen te treffen direct bij de 'storingsbron', dat is de verbinding rail-tunnelvloer.Het afveren van het gebouw op de tunnel komt niet in aanmerking.Door toevoeging van een extra massa-veersysteem tussen rail en tunnelbodem wordt de in detunnelvloer ge?nduceerde stoorkracht, opgewekt door de treinen en via de rails daarheen ge-leid, in sterke mate gereduceerd (fig. 14).Bepalende factoren hierbij zijn:? de slapheid van de veren;? de stijfheid en de massa van de tunnelvloer;? de stijfheid en de massa van de verend opgelegde plaat;? de dikte van de luchtspouw tussen plaat en tunnelbodem.Uitgangspunt bij de akoestische berekeningen vormde het te verwachten geluidniveau in eendirect boven de tunnel gelegen kale betonnen ruimte, waarbij in de tunnel geen maatregeiengetroffen zijn. Hiertoe zijn trillingsmetingen verricht zowel op het tunneldak van de reeds in be-drijf zijnde noord-zuid-metrolijn ter plaatse van de reeds bestaande kruising met de oost-west-lijn, alsmede op het bij de noodzakelijke ontgraving van de noord-zuid-tunnelbuis vrijgekomendak tussen station Leuvehaven en ftation Beurs ten behoeve van de bouw van de verbindings-tunnel tussen beide lijnen. Toetsing van het uit de trillingsmeting te bepalen geluidniveau aande gestelde normwaarde geeft de noodzakelijke reductie die met de maatregelen moet wordenbereikt.Aan de hand van een berekening als massa-veersysteem is bij een totaal beschikbare 'bouw-hoogte' van 1,55 m voor tunnelvloer en afgeveerde baan een maximaal resultaat te verwachtenbij een dikte van de afgeveerde plaat van 0,45 m, een luchtspouw van 0,10 m en een vloerdiktevan 1 m {fig. 15). De breedte van de afgeveerde plaat is per spoor 2,74 m.15Afgeveerde railbaanElastically supported rail trackCement XXVIII (1976) nr. 10 428De vloer wordt opgebouwd uit een constructievloer van 0,75 m en een werkvloer van 0,25 m diemet stekken aan de eerstgenoemde wordt verbonden. De voorkeur werd gegeven aan de com-binatie 'dunnere' constructievloer met 'dikkere' werkvloer om direct na het ontgraven van debouwput met het aanbrengen van de werkvloer weer gewicht te verkrijgen ter meerdere zeker-heid van de stabiliteit van de bouwputbodem. Dit was nodig in verband met de hier geldendebeperking voor de spanningsbemaling van het diepe grondwater. Op deze wijze wordt dyna-misch gezien toch de totale vloermassa benut.Voor de uitvoering van de veren gelden behalve eisen van 'stijfheid' uit akoestische overwegin-gen eveneens randvoorwaarden die verband houden met de treinbeweging. Vervangen vande elementen dient te allen tijde mogelijk te zijn.De afgeveerde baan begint ca. 26 m v??r de woningen aan de Chris Bennekerslaan en wordtcontinu doorgezet tot voorbij de Adamshofstraat. Dilatatievoegen worden om de ca. 60 m aan-gebracht.SlotwoordVan de ondertunneling van de woningen aan de Chris Bennekerslaan en de Adamshofstraat isthans de fundering van het flatgebouw aan de Chris Bennekerslaan op het tunneldak overge-nomen, alsmede is de complete onderliggende tunnelconstructie gerealiseerd. Bij de Adams-hofstraat zijn de kokerpalen geheid en is de dakplaat gestort en gedeeltelijk voorgespannen.Het Opzetten' van het gebouw tijdens de vijzelprocedure, v??r het doorbranden van de oudefunderingspalen is geheel overeenkomstig de verwachtingen verlopen. Door de in de praktijkgebleken hogere 'indrukkingsstijfheid' van de oude funderingspalen onder het gebouw, kondenbij de aangehouden verplaatsingen iets grotere vijzelkrachten worden aangehouden. N? hetdoorbranden van de palen is het gebouw, gemiddeld gezien, weer in de oorspronkelijke 'nul-stand' teruggekomen.Tijdens de verdere uitvoering van de onderliggende tunnelconstructie, zoals het storten vanvloer en wanden, bedragen de bijkomende zakkingen ten opzichte van de nulstand ca. 2,5 mmter plaatse van bouwmuur 1 en ca. 1,0 mm ter plaatse van bouwmuur 6. Dit verschil in vervor-ming ligt nog binnen de hieraan gestelde randvoorwaarden; vooralsnog is dan ook geen aan-vullende correctie toegepast.Verwacht wordt dat in de definitieve eindtoestand, door het optreden van grondwaterdruk tegende tunnelbuis, deze 'zakking'weer teniet gedaan wordt door vermindering van de paalbelasting.Tot nu toe is nog geen enkele scheurvorming geconstateerd.ir.E.HorvatGemeentewerken Rotterdam,Afdeling GrondmechanicaC. Grondmechanische aspecten bij deondertunneling1. AlgemeenDe werkzaamheden van de ondertunneling kunnen in het kort als volgt worden samengevat.a. Begonnen werd met het graven van een ca. 2 m diepe open bouwput onder het woongebouw,waarbij de bestaande funderingselementen niet beschadigd mochten worden.b. Nadat de bouwput gegraven was werden stalen palen geheid, onder, vlak voor en vlak achterhet gebouw. Toegepast werden holle palen 0 60 cm, bestaande uit 1,8 m lange segmenten dieinwendig werden geheid. De hart-op-hart afstand bedraagt 1 meter, terwijl de palen werdenvoorzien van verticale vleugels van 15 cm breedte om de kans op doorpersen van de grondtussen de palen zo gering mogelijk te maken. De paalformaties werden benut als keerwandtijdens het verdere ontgraven en als funderingselementen voor het ondertunnelde gedeelte va.nhet gebouw (zowel in uitvoerings- als in definitieve fase) en de metrotunnel. Vanwege overlastvoor de bewoners door heitrillingen werden de stalen palen onder het gebouw slechts -| meterdiep in het zand geheid, terwijl de palen vlak voor en achter het gebouw 3 meter diep in het zandkwamen te staan.c. Vervolgens werd onder het gebouw een gewapend-betonplaat aangebracht, rustend op destalen palen, waarop het ondertunnelde gedeelte van het gebouw kwam te rusten.Het overnemen van de fundering van de oorspronkelijke funderingselementen (geprefabriceer-de betonpalen met verzwaarde punt - geheid tot 1 meter in het diepe zand) op de nieuwe beton-plaat, gebeurde met vijzels (zie het artikel Constructieve aspecten van de ondertunneling).d. Tot slot werd onder de betonplaat (tevens dak van de tunnel) en tussen de twee wanden vanstalen palen verder ontgraven, waarna de metrotunnel werd gebouwd.De grondmechanische en funderingstechnische problemen van al deze werkzaamheden zijn -kort samengevat - de volgende.1. Open bouwputstabiliteit taluds, deformatie ondergrond:? ondergrondse leidingen en wegen? aanwezige palen van het gebouw? invloed van het heienondergrond bouwputbodem:? begaanbaarheid? tijd/belasting/deformatiekarakter (in verband met storten betonplaat)invloed op het grondwaterniveauCement XXVIII (1976) nr. 10 429Twee sonderingenTwo soundings2. Stalen paleninvloed heien op het bestaande gebouw:? negatieve kleef (meeheien)? draagvermogen betonpalen (afname draagvermogen door verwering)? inklinking zand onder het funderingsniveau? horizontale gronddeformaties? 'opheien'? heibaarheid? trillingen? waarom niet palen boren in plaats van heienkerende functie:? gedrag grond tussen de stalen palen? grondwaterstroming? gelimiteerde deformaties in verband met palen bestaand gebouwdragende functie:? invloed ontgraving op het draagvermogen? invloed kerende functie op het draagvermogen? belasting - deformatiekarakteristiek stalen palen3. Bemalinggrondwaterniveau en pori?nwaterdrukken in de bovenlagenstijghoogte grondwater in het diepe zand:? verticale stabiliteit? wellenvorming? invloed van de bemaling op de omgeving? diepte-infiltratie om schade door bemaling te voorkomenalternatieven? injecteren? onderwaterbeton4. Nauwkeurigheid van de prognosesonzekerheidsfactorenverhoogde veiligheid (het gebouw wordt niet ontruimd)controle cq. mogelijke maatregelen2. OndergrondOnder het bestaande maaiveld naast het gebouw (hoogteligging ca. 0,80 m -- NAP), ligt onge-veer 1,5 meter opgebracht zanderig materiaal, gevolgd door 12 meter slappe klei en veen, metdaaronder het diepe zand. De klei- en veenlagen zijn te karakteriseren door de volgendewaarden:volumegewicht: 1,1 ? 1,5 t/m3;inwendige wrijvingshoek: 15 ? 20?;cohesie: 0,4 a 1,2 tf/m2;pori?nwaterdruk: hydrostatisch.Figuur 1 geeft de resultaten van twee diepsonderingen (in ??n grafiek), gemaakt v??r en na hetheien van de stalen palen op een afstand van ca. 1 meter van deze palen. Het grondwaterniveau(freatische lijn) ligt normaal op ongeveer 1 meter onder het maaiveld (ca. 1,8 m -- NAP), terwijlde stijghoogte van het grondwater in het diepe zand rond de 4,5 m -- NAP schommelt (fig. 2).Enkele belangrijke peilen zijn:straatpeil: 0,8 m -- NAP, onderkant funderingsbalk: 3,0 m -- NAP, onderkant kelder: 2,15 m-- NAP, bodem open bouwput: 4,5 m -- NAP, bouwputbodem diepe ontgraving: 9,4 m -- NAP,inheidiepte betonpalen van bestaande gebouw: 15 m -- NAP, inheidiepte stalen palen: 14 cq.17 m-NAP.3. Heiwerk en de gevolgen daarvan1. De door de werkzaamheden veroorzaakte zettingen en zettingsverschillen van het bestaandegebouw waren gelimiteerd tot ca. 5 mm binnen een afstand van 10 meter, mede door het feit,dat men de in het verleden optredende zettingen en zettingsverschillen van het gebouw nietkende. Daar het geven van een nauwkeurige zettingsprognose niet mogelijk was (gezien degegeven beperking van de toelaatbare zettingen en het complex van problemen) werd beslotenom de eventuele zetting van de palen van het gebouw zonodig met vijzels te corrigeren.De vijzels en de hulpconstructie zou men alleen aanbrengen wanneer er uit zettingswaarnemin-gen (zeer intensief uitgevoerd) of visuele waarnemingen van de constructie (scheurvorming)zou blijken, dat de zettingsverschillen ontoelaatbare waarden zouden bereiken. Bij de onder-havige ondertunneling waren de optredende zettingen praktisch verwaarloosbaar (een maxi-maal zettingsverschil van ca. 2 mm, maar bij een andere ondertunneling moest men bij de hoek-palen vijzels aanbrengen om de optredende zettingen te corrigeren.2. Tijdens het heien zijn er in de klei- en veenlagen horizontale gronddeformaties opgetreden,waarvan de gevolgen bij de betonpalen van het bestaande gebouw duidelijk merkbaar waren(asymmetrische scheurvorming bij de paalkop).De horizontale gronddeformaties waren een gevolg van:? de verdringing van de grond door het inheien van de stalen palen;? het afnemen van de schuifweerstand door heitrillingen, wat in en langs het talud tot deformatiesleidde.Cement XXVIII (1976) nr. 10 4302Stijghoogte grondwater in het diepe zandRising of the ground water in the deepsand-layer3Diepte-inf'iltratie (vorm van retourbemaling)Depth infiltrationEen controle op dit fenomeen werd gehouden door het meten van de toename van de asymme-trische scheurwijdte (1200 micron werd als maximaal toelaatbaar gesteld) bij de betonpalen ende maatregel bestaande uit het (plaatselijk) aanbrengen van een eenzijdige grondbelastinglangs de paal.3. Het heien van de stalen palen door de klei- en veenlagen heen verliep voor wat de trillingenbetreft zonder noemenswaardige problemen. Het heien in het diepe zand (vlak naast de palenvan de bestaande fundering) leverde echter trillingen op, die voor de bewoners overlast op-leverde. Wat de constructie betreft waren de trillingen ruimschoots toelaatbaar. Door het aan-passen van de kerende dragende constructie werd het mogelijk gemaakt, dat de palen onder hetgebouw niet dieper dan ca. 0,5 meter in het diepe zand geheid moesten worden, waardoor deoverlast voor de bewoners binnen aanvaardbare grenzen werd gebracht. Vlak voor en vlakachter het gebouw werden de stalen palen ca. 3 meter diep in het zand geheid zonder noemens-waardige hei- en trillingsproblemen. Onder het gebouw werd eveneens, v??r het aanpassen vande kerende en dragende constructie, een viertal palen 3 meter diep in het zand geheid.4. Gezien de problemen bij het heien - mogelijke zettingen en zettingsverschillen, horizontalegronddeformaties, overlast door trillingen - zal men zich afvragen waarom men heien en nietboren heeft toegepast.Bij het heien en de consequenties daarvan is er een direct verband tussen oorzaak en gevolg,de consequenties nemen geleidelijk toe en bij het wegnemen van de oorzaak (bijv. stoppen methet heien) nemen de consequenties niet verder toe. Bij het boren ontbreekt dit directe verbandtussen oorzaak en gevolg, bovendien bestaat de mogelijkheid van het optreden van oncontro-leerbare nevenverschijnselen (bijv. het ontstaan van loopzand) met vaak ernstige gevolgen.Daarnaast is de kans op ontoelaatbare zettingen bij het boren veel groter dan bij het heien, daarhet boren in het ontstaan van een lossere pakking en het heien in het ontstaan van een dichterepakking resulteert.Een ander alternatief, het wegdrukken in plaats van het wegheien van de stalen palen, is nietmogelijk doordat men niet in staat is om voldoende kracht te ontwikkelen.Het gebruiken van een ander profiel (een I-profiel in plaats van een kokerprofiel), dat menmakkelijker zou kunnen wegdrukken, is evenmin mogelijk gezien het vereiste weerstandsmo-ment en de puntoppervlakte van de in de grond te brengen elementen.4. Bemaling en de consequenties ervan1. Het verlagen van het grondwaterniveau in de bovenlagen (freatische lijn) was op de directe om-geving van het werk na niet toelaatbaar. De (zeer intensieve) controle hierop werd met behulpvan peilfilterwaarnemingen uitgevoerd en zonodig werd het grondwaterniveau met horizontaleinfiltratiedrains gecorrigeerd.2. De stijghoogte van het grondwater in het diepe zand moest tot 7,5 m -- NAP verlaagd wordenten einde van de verticale stabiliteit verzekerd te zijn. (Bij wellenvorming tot 9,5 m -- NAP). Daarde stijghoogte van het grondwater in het diepe zand over het algemeen rond de 4,5 m -- NAPschommelt, met incidentele verlagingen tot 5,5 ? 6 m -- NAP (z/e fig. 2), bestond er een kans ophet ontstaan van zettingsschade bij de inde omgeving liggende oude bebouwing. Om die redenwerd langs de oude bebouwing een diepte-infiltratie (een vorm van retourbemaling) aange-bracht om het verlagen van de stijghoogte van het grondwater in het diepe zand ter plaatse vande oude bebouwing niet dieper te laten reiken dan de in het verleden waargenomen minimalestanden (fig. 3).Cement XXVIII (1976) nr. 10 4313. Het verlagen van de stijghoogte van het grondwater in het diepe zand ter plaatse van de bebou-wing, die op betonpalen gefundeerd is (met een werkelijke veiligheidsco?ffici?nt van ca. 2,leverde praktisch geen zettingen op ondanks het tamelijk steile verloop van de verhanglijn vlaknaast het onderhavige werk.4. Het toepassen van een alternatieve werkmethode (injecteren of onderwaterbeton), waarbij hetverlagen van de stijghoogte in het diepe zand achterwege kon blijven, was niet mogelijk omdatde verticale keerelementen (stalen palen) niet waterdicht waren.5. Nauwkeurigheid van de prognoses1. De berekeningen en prognoses werden gemaakt uitgaande van gemiddelde waarden, maardirect rekening houdend met de mogelijke afwijkingen, afhankelijk van de onzekerheidsfactorin verband met basisgegevens, berekeningsmethoden en -aannamen alsmede extreme omstan-digheden. Bij uitvoering en ontwerp werd in eerste instantie uitgegaan van de gegevens geba-seerd op gemiddelde waarden, maar rekening houdend met de mogelijke afwijkingen.De nauwkeurigheid van de prognoses werd gecontroleerd door middel van metingen en afhan-kelijk van de meetresultaten werden zonodig aanpassingen aangebracht.2. De toegepaste veiligheidsco?ffici?nten waren relatief hoog en de hoogte ervan werd regelma-tig gecontroleerd aan de hand van de verschillende meetresultaten.ing.A.l.Bruynj?Van Hattum en Blankevoort BV, BeverwijkD. Uitvoeringsaspecten1Indeling van het heiwerk volgens de toe-gepaste methodenPile driving was divided by means of severalmethodsInleidingHet bouwwerk dat in opdracht van de Gemeente Rotterdam moet worden uitgevoerd, betrefteen stuk metrotunnel van slechts 150 meter lengte. Het meest bijzondere gedeelte van dit werkis de ondertunneling van twee bewoonde flats, gelegen aan de Chris Bennekerslaan en deAdamshofstraat. Deze flats tellen respectievelijk vier en drie verdiepingen en zijn gefundeerdop gewapend betonnen heipalen. Het overige deel van de tunnel wordt volgens de in Rotterdamgebruikelijke methode uitgevoerd. Voor beide uitvoeringsmethoden geldt evenwel dat degeluidshinder tot een minimum moet worden beperkt.Alvorens wordt ingegaan op de specifieke problemen van de ondertunneling, zal in het onder-staande eerst een kort overzicht van het geheel worden gegeven. Dit gebeurt aan de hand vande mate van geluidbeperking, met het oog waarop het tunnelstuk in zones kan worden verdeeld,zoals is aangegeven in figuur 1.Het 'normale' tunnelgedeelteHet gedeelte van de tunnel dat het verst van de flats verwijderd is, wordt, zoals reeds vermeld,uitgevoerd volgens de in Rotterdam gebruikelijke methode. Dit betekent dat allereerst een kuipwordt gemaakt door middel van stalen damwanden, waarna een bronbemaling wordt aange-bracht. Daarna worden betonpalen geheid als fundering voor de tunnelkoker.Cement XXVIII (1976) nr. 10 4322HeimantelReducing sound nuisance by covering therammer3Fundatie van het flatgebouwFoundation of the apartment buildingfoto: Dick Vanbeurden/Scheveningen4Hoe het betortwerk soms tevoorschijn kwamSometimes the old foundation beams were ofa bad qualityfoto: Gemeentewerken Rotterdam/Foto-afdelingZowel het heien van de damwanden als het heien van de betonpalen diende met zo weinigmogelijk geluidshinder gepaard te gaan. Daarom is gebruik gemaakt van een zogenaamdegeluidarme mantel, die speciaal voor dit doel werd ontwikkeld door de Gemeente Rotterdam insamenwerking met Van Hattum en Blankevoort. Deze mantel werd voor het eerst toegepast bijde bouw van de metrotunnel Blaak en bleek hier uitstekend te voldoen. Behalve de beperkingvan het lawaai biedt deze mantel, zoals ir. Smeele al heeft opgemerkt, ook bescherming tegenoliespatten, rook en smook (foto 2).De uitvoering van het 'normale' tunnelgedeelte kan worden onderverdeeld in een aantal bouw-fasen, te weten:? ontgraven en aanbrengen van een eerste stempel;? verder ontgraven en aanbrengen van een tweede stempel (waar mogelijk zonder tussenonder-steuningen);? laatste ontgraving tot vereiste sleufdiepte;? heien van de betonpalen en het koppensnellen van deze palen;? maken van de tunnelvloer, die de functie van de tweede stempel overneemt;? maken van de bekisting voor het dak en de wanden van de tunnel;? het storten van het dak en de wanden;? aanaarden;? verwijderen van de stempel, de damwand en de bronbemaling.Dichterbij en tussen de twee flatgebouwen geldt niet alleen de eis ten aanzien van de lawaai-beperking, maar moeten daarnaast ook de trillingen worden beperkt. Dit maakt het noodzake-lijk om in deze zones gebruik te maken van trillingsarme hei-apparatuur, waarvoor in dit gevalhet type Pilemaster is gekozen. Hiermee worden de palen hydraulisch in de grond geperst,waarbij gebruik wordt gemaakt van het eigen gewicht van deze apparatuur en de damplanken,alsmede van de op de reeds aangebrachte damplanken werkende negatieve kleef. Als voor-waarde geldt wel dat de negatieve kleef voldoende moet zijn en dat obstakels in de grond vantevoren moeten worden verwijderd. Dit neemt echter niet weg dat deze methode in bijzondereomstandigheden zeer goed toepasbaar is.De ondertunnelingDe laatste zones (zie fig. 1) omvatten de gedeelten onder de flats. Ten aanzien van deze zoneszal in het onderstaande nader worden ingegaan op het aanbrengen van de stalen kokerpalen enhet invijzelen van de benodigde stalen profielen, zoals dat in het bestek staat vermeld.De kokerpalen hebben naast een grondkerende functie (hiervoor zijn strippen aan de kokersgelast) ook een uiteindelijke draagfunctie voor zowel het gewicht van de tunnelkoker als hetgewicht van de flat.Voor het heien van de kokerpalen mag een sleuf worden gegraven, waardoor een minimalewerkhoogte ontstaat. De geringe werkruimte is echter niet het enige probleem. De oude beton-palen staan schots en scheef, terwijl ook onverwachte houten palen opduiken. Aan de onder-zijde van de vloerbalken ligt op diverse plaatsen de wapening bloot (foto 4) en bij sommigepalen kan een hand gestoken worden tussen bovenkant paal en funderingsbalk!Gezien de resultaten van het grondonderzoek waren de verwachtingen ten aanzien van degrondgesteldheid ook al niet hoog. Door het graven van de sleuf wordt juist het beste van debovenlaag verwijderd, zodat veen en slappe klei aan de oppervlakte komen. Een grondverbete-ring is dus noodzakelijk, al was het alleen maar om te kunnen werken.In verband met de beperkte werkhoogte is het duidelijk dat de oplossing met inwendig geheidestalen kokerpalen favoriet is. Het is namelijk niet toegestaan om op de onderzijde van de flat afte drukken. Het inwendig heien van stalen kokerpalen is geen nouveaut?. Het wordt dikwijlsuitgevoerd met een droge betonprop in de onderzijde van de buis, die dan naderhand eventueelals verzwaarde punt kan worden uitgeheid. Op dit gebied zijn de systemen Franki, BSP enDe Wit bekende namen. Een voordeel van deze methode is onder meer het feit dat men onder inde buis heit, waardoor de paal als het ware in de grond getrokken wordt. Hierdoor kan in nor-male gevallen met zeer dunne wanddikten worden gewerkt. Daarnaast kan de paallengte in hetwerk worden bepaald en is de hei-apparatuur betrekkelijk eenvoudig. Een simpele vrije vallieris in wezen voldoende, terwijl de hei-energie kan worden aangepast door de valhoogte tevari?ren.In het bestek staan 12-kantige kokerpalen van 60 cm diameter in secties van 1,80 m lengte voor-geschreven. De onderste sectie moet worden voorzien van een stevige bodemplaat. De forseafmetingen zijn een gevolg van het feit dat deze palen onder de flat de functie van de damwandover moeten nemen, wat betekent het opnemen van de horizontale gronddruk. Vandaar dewanddikte van 16 mm en de aangelaste zijvleugels voor het afsluiten van de openingen tussende palen. De afstand tussen de palen bedraagt slechts 40 cm en tussen de vleugels 10 cm. Voorhet inbrengen van de secties is een stalen framewerk geconstrueerd (foto 5) dat dient om in debeperkte werkruimte toch te kunnen hijsen en de paalsecties in de gewenste stand te kunnenfixeren.Als lier fungeert hier een hijskraan die z'n liertrommel in de vrije-valstand kan zetten. Het voor-deel van een kraan ten opzichte van een lier is dat de kraan een grote eigen massa heeft en snelverplaatsbaar is.Bij de werkzaamheden wordt erg veel last ondervonden van de bestaande betonpalen. Dit komtniet alleen doordat ze veelal in de weg staan, maar veeleer doordat deze betonpalen 40,respectievelijk r/l 36 relatief slap zijn, waardoor ze reageren op het inbrengen van de koker-palen en op andere handelingen zoals ontgravingen of aanvullingen.Cement XXVIII (1976) nr. 10 4335Het stalen frame met een stuk kokerpaalThe steel frame with a part of the tubular pilefoto: Gemeentewerken Rotterdam/Foto-afdelingBij het inbrengen van de kokerpalen wordt natuurlijk een groot volume grond verdrongen, maar.dat in dergelijke slappe grond zoveel horizontale druk opgebouwd zou kunnen worden, hadniemand verwacht. Gelukkig had de Gemeente Rotterdam van tevoren voldoende voorzorgs-maatregelen genomen. Deze bestonden uit een uitgebreide waterpassing vooraf en frequentewaterpassingen tijdens de uitvoering van de flatonderdoorgangen. Hiermee werd voortdurendhet niveau van de paalkoppen van de bestaande betonpalen, alsmede het niveau van de om-ringende bebouwing gecontroleerd om de invloed van de bemaling en het inbrengen van dekokerpalen te kunnen volgen in deze buurt met oude, kwetsbare funderingen.Bovendien werden de vervormingen in de palen en de funderingsbalken in de gaten gehoudenmet behulp van zeer nauwkeurige apparatuur van TNO. Aanvankelijk werd voor het meten vantemperatuur- en windinvloeden een groot aantal rekstrookj?s op de palen en balken aange-bracht. Uiteindelijk zijn deze echter toch niet gebruikt in verband met de te grote gevoeligheidervan. Ten slotte is alleen gebruik gemaakt van een afneembare rekmeter met een gevoeligheidvan Viooo mm. Deze wordt aangebracht op dat gedeelte van de paal waar al een scheur zit ofwaar een scheur verwacht kan worden. Uit de toename van de scheurgrootte kan dan bij bena-dering worden bepaald wanneer het effect van het inbrengen van de kokerpalen ontoelaatbaarwordt. Door de opgebouwde gronddruk kunnen de bestaande palen namelijk gaan uitknikkenen daardoor bezwijken.Een hiaat in deze meting is dat men eigenlijk nooit de 'nulstand' kent. Men moet namelijk eerstontgraven om de paal te bereiken en de invloed daarvan is al zeer groot.Overigens was ook voorzien in vijzelconstructies die de functie van een bedreigde betonpaalonmiddellijk over zouden kunnen nemen. Gelukkig behoefde hiervan geen gebruik te wordengemaakt.Het inwendig heienVanwege de beperkte ruimte was het niet mogelijk het meest geschikte heiblok te kiezen. Voorpalen met de hier toegepaste diameter worden meestal blokken van 5 ? 6 ton ingezet. Na enigge?xperimenteer in de praktijk is gebleken dat voor een gunstig resultaat ook factoren als devorm van het heiblok en de puntvulling in de paal van belang zijn.Het heien van een complete paal betekent het verwerken van zeven secties van 1,80 m lengte,waarbij iedere sectie met de voorgaande wordt verbonden door middel van een C02-lasverbin-ding. Het maken van deze verbinding neemt zoveel tijd in beslag dat tegelijkertijd een sectievan een andere paal op diepte kan worden gebracht.Cement XXVIII (1976) nr. 10 434De heicyclus bestaat uit de volgende handelingen:? inbrengen van het valblok in de liggende kokerpaal;? heien koker totdat de bovenkant nog ca. 50 cm boven het grondoppervlak uitsteekt;? valblok vastzetten aan bovenkant kokersectie;? overbrengen van de hijsdraad van valblok naar gereedliggende sectie;? inhijsen nieuwe kokersectie tot 20 cm boven de geheide sectie;? overnemen van de koker via kleine takeltjes aan de heibok;? draad terugbrengen van koker naar valblok;? valblok naar beneden laten zakken;? koker laten zakken door middel van de takeltjes;? lasverbinding maken;? heien.Uit de heikalender van fig. 6 blijkt dat het heien in de slappe bovenlaag in wezen niets voorstelt,althans heitechnisch. Dit in tegenstelling tot de diepe zandlaag waarin de palen uiteindelijkworden geplaatst. Deze zandlaag.biedt enorm veel weerstand tegen het indringen van de paal,zoals op de heikalender wordt ge?llustreerd. Dit is natuurlijk het gevolg van de grote verdringingdoor de dikke palen. Sonderingen voor en na het heien bevestigen inderdaad dat een enormeverdichting heeft plaatsgevonden.Een minder plezierig aspect van dit zware heiwerk was het lawaai en vooral de trillingshindervoor de bewoners. Dit heeft er zelfs toe geleid dat de palen veel minder diep werden ingeheiddan het bestek aanvankelijk voorschreef. Het criterium werd namelijk de toelaatbare hinder,wat resulteerde in ca. 50 cm penetratie in de zandlaag.In feite veranderde hiermee de funderingsmethode. Besloten werd om het verticale draagver-mogen nu voor het grootste deel te ontlenen aan vier paalgroepen buiten de flat, waar het welmogelijk was om zonder veel overlast voldoende diepte te bereiken. Over deze paalgroepenzijn twee zware betonbalken geconstrueerd, waarin ook alle minder diep geheide palen zijnopgenomen. Deze balken worden aan elkaar gekoppeld door middel van het te storten dak vande tunnelkoker, dat dan tevens als bovenste stempel fungeert. Daarna kan het gewicht van deflat met behulp van vijzels op deze constructie worden overgebracht.In het palenplan was een aantal van de te heien kokerpalen vrij dicht bij bestaande betonpalengeprojecteerd. Pas nadat onder de flat ontgraven was, werd een duidelijk beeld verkregen vand? situatie, waarbij de scheefstand van sommige betonpalen niet was voorzien. Omdat de mini-male hart-op-hart afstand tussen de stalen kokerpalen en de betonpalen 1,50 m moet bedragen,had deze scheefstand tot gevolg dat er een aantal openingen in de wand van kokerpalen ont-stond. Hierdoor bestond echter het gevaar dat de betonpalen ten gevolge van de gronddrukzouden bezwijken. Daarom is voor deze situatie een aanvullende maatregel genomen, diebestond uit het inpersen van INP 55 profielen die de bedreigde betonpalen geheel omsluiten.Voor het indrukken van deze profielen werd gebruik gemaakt van de twee naastbij staandekokerpalen. Hieraan ontleende namelijk het juk voor de hydraulische vijzel zijn reactiekracht.Naast het indrukken van de profielen met een vijzelkracht van ca. 25 ton, zijn ook goede resul-taten bereikt met de inwendige hei-apparatuur, doch nu werd het heiblok niet verticaal maarhorizontaal ingezet.6HeikalenderDiagram of pile drivingCement XXVIII (1976) nr. 10435