? ? ? reparatieir.M.H. van Wijk, en ir.H.H. van Breukelen, ingenieursbureau Haskoning, Nijmegening.F.Baks, Salm Isotech SV betonreparatie, VianenDe renovatievan het Kurhaus en de bouwvan winkels, kantoren en restaurants hebben debadplaats Scheveningen weer nieuw?lan gegeven. Bij al dit moois leek'de Pier' iederjaarverder af te takelen. In 1991veranderde de Pier, (voor een symbolisch bedrag) van eige?naar met het doel deze bijzondere attractie weer nieuw leven in te blazen.Om de betonnen palen van de Pier te renoveren is een uit Amerika afkomstige methodetoegepast. Hierbij zijn de palen tot op ??n meter onder de zeebodem gerepareerd. De le-vensduur van de reparatie isgegarandeerd en ook is de draagkrachten de stijfheid van depalen verhoogd, zodat aan de nieuwe functionele eisen van de opdrachtgever kan wordenvoldaan.RENOVATIE PALENSCHEVENINGSEPIERUNIEKE REPARATIEMETHODE VERHOOGT OOK DE CONSTRUCTIEVE WAARDEQ) De kop van de Scheveningse Pier6Plan van aanpak renovatieNa overdracht van de Pier in 1991 door degemeente Den Haag aan de nieuwe eige-naar, werd verzocht een reparatie- en ver-sterkingsmethode voor de palen op te stel-len, met als uitgangspunt de vroegerverrich-te inspecties en onderzoeken.Omdat de accommodaties op de Pier (foto1) aanzienl?k worden uitgebreid, (winkels,een hotel en een nieuw restaurant), was re-paratie van de palen all??n niet voldoende.Ook moest de draagkracht en de duurzaam-heid van de constructie voor lange t?d (20 tot30 jaar) worden gegarandeerd.Door de constructeur z?n controlebereke-ningen voor de palen uitgevoerd met behulpde volgende belastingen doorgerekend:? verticale belastingen;? windbelastingen volgens voorschriften;? golfbelastingen (golflengte 72 m, golfpe-riode 6,8 sec.).Tevens is het draagvermogen van de onder-grond getoetst. Uit de berekeningen bleekdat de stabiliteit en het draagvermogen vande constructie ruim voldoende waren. Alleende toelaatbare drukkracht in de palen metscheuren langer dan 4 m was onvoldoende.Onderzoek betonconstructieVoor een goede reparatiemethode is inzichtin de oorzaak van de betonschade noodza-van een spreadsheetprogramma. Hierb? z?n kel?k. In diverse onderzoeken wordt gecon-cludeerd datertwee belangr?ke schade-oor-zaken z?n:? ettringietvorming (sulfaataantasting);? vorst-dooicycli.In het vulbeton van de palen zijn grote hoe-veelheden ettringiet en bruciet geconsta-teerd. Indien b? transport en/of heien van depalen scheurtjes z?n ontstaan die toetredingvan zeewater mogel?k maken, kan zowel et-tringietvorming als bevriezing van het bin-nengedrongen zeewater aanleiding geventot zwelling. Het inwendige beton van de pa-len is dus uitgezet, wat heeft geleid totscheuren in de prefab mantel. Het lage wa-peningspercentage en de lage vloeigrensvan het staal hebben scheurvorming nietkunnen verhinderen.CEMENT1995/2a b____ COATINGIn Canada heeft men bij holle, niet gevuldepalen (en soortgelijke schade als bij de Sche-veningse Pier) vorst-dooicycli als oorzaakvan de schade genoemd met als remediehet vullen van de palen met beton (fig. 2)!Niet uitgesloten is dat dit middel erger is dande kwaal.MORTELSPIRAALWAPENINGPAALCOATINGPAALVULLINGOok het chloridegehalte en de carbonatatie-diepte van de palen zijn onderzocht. Daar-VULLINGnaast is de ligging van de wapening in relatie @ Doorsnede van een slechte (a) en een goede (b) paaltot het chloride- en carbonatatiefront inkaart gebracht. Van een aantal monsters zijn ? Schade aan ??n van de palende druksterkte en de porositeit bepaald.Hieruit blijkt dat het beton een zeer hoge (8 Met deze uitgangspunten is een prestatie-60) sterkteklasse heeft. De geringe porosi- bestek geschreven, waarin per paaltype isteitgeeft aan dat het hier dichttot zeer dicht aangegeven aan welke eisen de reparatie-beton betreft. methode moet voldoen.De chloridegehaltes zijn weliswaar hoog,maar hebben nog geen aanleiding gegeventot schade aan de wapening. Wel is de wape-ning aangetast, omdat door andere oorza-ken scheuren zijn ontstaan. Doortoepassingvan de juiste reparatiemethode (waarbij deschadeplekken worden uitgehakt en de wa-pening wordt ontroest) wordt tevens eenevenwichtssituatie in het chloridegehalte(pCC-morteI) bewerkstelligd.Schade-inventarisatieDe te verrichten werkzaamheden zijn afhan-kelijk van de onderhoudstoestand waarin depaal verkeert. Om de schade goed in beeld tekrijgen, zijn alle palen aan de hand van in-spectie en de eerder uitgevoerde onderzoe-ken ingedeeld in de volgende klassen:A Onbeschadigde palen8 Licht beschadigde palen (kleine opper-vlakkige beschadigingen)C Sterk beschadigde palen (scheuren 1mm, 3 tot 5 stuks per paal)D Zeer sterk beschadigde palen (zeer grotescheuren wijder dan 1 mm, tot 8 m lengte)Uit het onderzoek van 1988 bleek dat circa50% van de palen onbeschadigd was. Onge-veer 22% van de palen vertoonde grote totzeer grote scheuren (foto 3).Op grond van het onderzoek is geconclu-deerd, dat de palen na reparatie volledigmoeten worden afgesloten van de invloedvan het zeewater. Dit kan worden bereiktdoor, na grondige reiniging met zoet water,mortels op kunstharsbasis als afsluitendelaag te gebruiken.CEMENT1995/2Alternatief aannemerIn de algemene omschrijving van het presta-tiebestek voor de renovatie van de palen vande Pier wordt uitgegaan van uitvoering in dendroge. Hierbij kan worden gedacht aan eenwaterdichte bouwkuip, die om de paal wordtgeplaatst, waarin de renovatie kan wordenuitgevoerd. Deze uitvoeringswijze levert ech-tergrotegolfbelastingen op, die op de toch alverzwakte palen moeten worden overge-bracht.In het bestek is daarom vermeld dat: 'wan-neer een aanbieder voldoende kennis en er-varing heeft om met dezelfde garanties hetwerk in den natte uitte voeren, deze werkwij-ze als een alternatief mag worden aangebo-den'. Hierbij moetworden aangetoond datbijDe nieuwe 'Pier' (volgens Van Date 'een inzee vooruitstekende lange stenen krib ofha-vendam-wandelhoofd') in Scheveningen isin 1961 opgeleverd. De constructie vervult,in tegenstelling tot de pieren van Ijmuidenen Hoek van Holland, de functie van wandel-hoofd. De voorgespannen holle betonpalenmet kespen en cassettevloeren kwamen inde plaats van de in de oorlog afgebrokenhouten constructie. Het is ??n van de eersteprojecten waarbij op grote schaal gebruik isgemaakt van voorgespannen prefab beton.AI kort na de opening (door ZKH Prins 8ern-hard) werden er haarscheuren in de voorge-spannen betonpalen geconstateerd. De oor-zaak van die haarscheuren lag waarschijnlijkin het transport en/of het heien van de pa-len.werken onder water hetzelfde uiteindelijkeresultaat kan worden verkregen als bij uit-voering in den droge. ~Uit een verslag van de gemeente Den Haagblijkt, dat vanaf 1977 door ingenieursbu-reaus, onderzoeksinstellingen en reparatie-bedrijven een twintigtal uiteenlopende ad-viezen is gegeven. Opvallend hierbij is dat er,hoewel de kwaliteit en de veiligheid van deconstructie sterk terugliep, geen herstelplaatshad.In december 1991wordt besloten om de pa-len die hetsterkst waren aangetast te voor-zien van stalen banden, zodat de veiligheidnog enigszins werd gewaarborgd. In 1993 isonderzoek verricht naar de schadeoorzaaken een reparatiemethode voorgesteld. Uit-eindelijk heeftditgeleidtot hetaanbestedenvan de reparatie van de palen onder het res-tauranteiland. Van de in totaal 195 palen zijner in de eerste fase 57 gerepareerd.7? ?Het Amerikaanse bedrijf DFI heeft een sys-teem ontwikkeld voor het renoveren van be-tonconstructies. Hiervoor wordt een 'jacket'(omhulling) gebruikt van polyester, gewa-pend met glasfiber. De jackets worden op degewenste afmetingen vervaardigd en heb-ben zeer hoogwaardige eigenschappen, zo-als een hoge sterkte en buigzaamheid. Ookde slijtvastheid is hoog in vergelijking met demeeste glasvezelprodukten.In Amerika wordt dit systeem vanaf 1982toegepast, de laatste drie jaar bij de renova-tie van elf grote projecten, zoals de New Jer-sey Pier en de Chesapeake Bay Bridge.Onderzoeksresultaten van gebruikers vanditsysteem, zoals de United States Navy, De-partments of Transportation (Maryland, Flo-rida en Virginia) en Portof Beaumont (Texas)bevestigen de kwaliteit.In figuur 4 is de methode weergegeven. Na-? reparatietwee personen vanaf een werkvlot aan tebrengen. De ruimte tussen paal en mal wordtge?njecteerd met mortel. De voordelen vandit altematief zijn:? de kunststofmal fungeert als bekisting enblijft als bescherming gehandhaafd;? de uitvoering is veiliger voor personeel envoor het te maken werk;? het systeem is relatief goedkoop en sneluitvoerbaar.Voor de opdrachtgever was dit alternatief zointeressant, dat tot opdrachtverlening werdovergegaan.Reiniging en inventarisatieOmdat een groot deel van de palen onderwater moest worden gerepareerd, zijn dewerkzaamheden door ervaren duikers uitge-voerd. Zij zijn speciaal opgeleid en hebbenervaring op hetgebied van inspectie en repa-ratie van beton. In verband met de veiligheiddat de betonnen paal is gereinigd, wordt er zijn de palen met een speciaal ontwikkelde ? Reinigen met een robotnieuwe wapening aangebracht. Vervolgens robot (voorzien van hogedruk-watertech-worden afstandhouders op de paal beves-tigd. Daarna wordt de kunststof mal uitgebo-gen, om de paal aangebracht en afgespan-nen. De mallen zijn zeer buigzaam en sluitenop elkaar rnet een V-verbinding.Met een lengte van 1,80 tot 6,00 m en eenmassa van 7,5 kg per m2 zijn de mallen doorniek) ontdaan van aangroei en losse beton-delen (foto 5). Door zuivering en recyclingvan het proceswater geeft deze werkwijzeeen minimale milieubelasting. De lagere ge-luidsbelasting is fysiek veel minder belas-tend voor werknemers en omgeving dan tra-ditionele technieken.Na de reiniging zijn de palen ge?nspecteerden is de schade vastgelegd. Voor de plaats-bepaling van de schade is in het werk eennieuwe methode ontwikkeld. Met behulp vaneen raster datom de paal werd aangebracht,zijn de schadeplekken nauwkeurig ingeme-ten en in meetformulieren vastgelegd. Daar-@ Methode voor nieuwe constructie of grote reparatie: een kunststof mal wordt om de paal gebogen8 CEMENT1995/2naast zijn van elke paal video-opnamen ge- Tabel 1maakt (onder water met behulp van een Schade-inventarisatie Pier Scheveningenklasse Zuider- of Wandel- %van de ge?nspecteerderestaurant eiland boulevard palen (le fase)schoonwaterlens), Met deze informatie konin overleg met de directie de schadeklassevan de palen in de praktijk worden vastge-steld. 1988 1993 1988 1993 1988 1993In tabel lis een overzicht gegeven van deschade-inventarisatie van 1988 en, na reini-ging van de palen, in 1993.Bij de inspectie na reiniging bleek het aantalpalen in de klasse Aen B lager, en in de klas-se Cen Dhoger te zijn dan in 1988. Dit komtABCDTotaal37104116219 12 19 216 546 9doordat de schade na verwijdering van mos- schadeplekken en ontroesten van de wape-selkragen en loszittende delen beter zicht- ning noodzakelijk.baar was. Omdat de renovatiekosten van C-en D-palen aanzienlijk hoger liggen, zijn in de De scheuren van de paaltypen Cen Dzijn naeerste fase van het werk 57 in plaats van de reiniging met een epoxyhars ge?njecteerdgeplande 71 palen gerenoveerd. volgens het StructuraI Concrete BoundingDe overige palen worden in de planperiode Proces (SCBP) (foto 6). Deze techniek isvanaf 1995 gerenoveerd. Opgemerkt moet door de aannemer 30 jaar geleden al ge?n-nog worden dat de verschillende vroegere troduceerd in Europa.onderzoeken ook verschillende aantallenpalen in de diverse klassen te zien geven, De scheur wordt afgedekt met een seal,zonder dat hiervoor een goede verklaring isgevonden.Vooronderzoek kunststof jacketMet het gebruik van kunststoffen in marine-milieu is in Nederland nog weinig ervaring.Om er zeker van te zijn dat de DFI-methodeaan de gestelde eisen voldoet, is de jacketgetestop ondermeersterkte, buigzaamheiden bestandheid tegen zeewater en UV (zon-licht). Het materiaal voldoet ruimschootsaan de gestelde eisen. Daarnaast zijn doorde producent garantieverklaringen voor deduur van vijf jaar afgegeven.UitvoeringVoor de reparatie van de palen zijn uitvoe-ringsprocedures perpaaltypevastgelegd. Bijde A-palen zijn de reparatieplekken schuinuitgehakt. Vervolgens zijn de kunststof jac-kets (voorzien van injectienippels) geplaatsten afgespannen met spanbanden. Daarnais de ruirnte tussen jacket en paal gespoeldmet leidingwater. Hetzoutgehaltetijdens hetspoelen is gecontroleerd door middel vangeleidingsmeting. Daarna is de ruimte tus-sen de paal en de jacket van onder naar bo-ven ge?njecteerd met injectiehars Concresi-ve 1380.waarin op vaste afstanden openingen zijngespaard. De epoxy wordt ge?njecteerd tot-dat overvulling wordt geconstateerd. Repa-raties onder water zijn verricht rnet waterbe-stendige epoxypasta C1063 en boven wateris cementgebonden Emaco S88 thixotrooptoegepast.De paaltypen C zijn op dezelfde wijze (injec-tie tussen jaCket en paal met Concresive1380) als de typen A en B behandeld.De palen van het D-type vertoonden een zo-danige schade, dat de beschreven reparatie-methode onvoldoende zou zijn.Scheuren wijder dan 3 mm zijn daarom ge?n-jecteerd met een krimpvrije mortel (Mac-flOW). Na uitharding zijn ter controle van deverharding en vulling boorkernen genornen.De wapening ( 012 -150 in drie segmenten)is met overlap aangebracht meteen dekkingvan 40 mm, waarna de jackets zijn geplaatsten afgespannen (foto 7).Van onderaf is de ruimte tussen paal en jac-ket (circa 60 mm) ge?njecteerd met eenkrimpvrije collo?dale PCC mortel (Emaco S88 pourable). Dit materiaal is door de spe-ciale samenstelling zeer goed verpompbaar,2 53,5 36,82 15,5 7,02 8,5 19,35 22,5 36,811 100 100? Injectiemethode volgens het StructuralConcrete Bounding Proces (SCBP)KwaliteitsborgingDe toepassing van een reparatiemethodezoals hier beschreven, vereist een zeer strin-gente uitvoering volgens duidelijk omschre-ven richtlijnen, omdat de kwaliteit van hetwerk anders niet kan worden zeker gesteld.Kortom, kwaliteitsborging is hier noodzaak.De uitvoering van de betonreparatie van dePier in Scheveningen is door de aannemer(die al vanaf 1989 het KOMO procescertifi-caat EB-001-8906 voor injecteren, beton-spuiten en handmatig repareren bezit) on-der toezicht van interne en externe controleuitgevoerd. Voor de gehele reparatie van ie-dere paal is een draaiboek gemaakt waarinde procedures zijn vastgelegd, zowel voor deuitvoering van het werk als voor de controledaarop.Een stapsgewijze uitvoering zorgde ervoordat, indien nodig, ook tussentijds zou kun-nen worden bijgestuurd. De vakbekwaam-heid van de uitvoerenden, de kwaliteitvan deinterne en externe controle en een goedeteamgeest hebben geresulteerd in een goe-de fundering, waarop de opdrachtgever metBij paaltype B is op dezelfde wijze gehan- ontmengt niet in water en behoeft geen ver- vertrouwen zijn restaurant kan bouwen.deld, alleen was hierbij het uithakken van dichting. ~CEMENT1995!2 9? ?Vermeld moethierbij nogworden datdit, voorde Gemeente Den Haag zo belangrijke, pro-ject vanaf d,e eerste plannen tot en met debegeleiding van de uitvoering in goede sa-menwerking met de dienst Bouwen en Wo-nen tot stand is gekomen.BetrokkenenOpdrachtgever:Van der Valk Planontwikkeling BVDirectie:Ingenieursbureau Haskoning, NijmegenBegeleiding:Gemeente Den Haag, dienst BOuwen en Wo-nenUitvoering:Balm Isotech Betonreparatie BV, VianenDuikbedrijf D.U.C, Urk? reparatieNaschriftDe voor de pier ontwikkelde ronde, hollevoorgespannen betonpalen, zijn in 1962 op-nieuw toegepast onder het graanoverslag-bedrijf in de Botlek. De paal had bij een grootpuntoppervlak een naar verhouding geringachteraf nogeens is aangetoond met B 60!Om zekerheid te hebben werd een grootaan-tal glazen haring-inlegpotten aangeschaft,die met de meest denkbare betonmengselswerden gevuld en onderwaterwerden gezetVroeg of laat bezweken alle potten.eigen gewicht, waardoor heien met de toen Te zamen metde Schokindustrie werd vervol-veel gebruikte Menck MR 40 heimachines gens een groot aantal oplossingen bestu-nog mogelijk was. Door het grote weer- deerd, waaronder zelfs een rubberstop vanstandsmoment kon de paal met een helling 'enige meters. Probleem was echter dat doorvan 4:1 onder een steiger in 13 m water op de vulling de paal uit de markt werd geprijsd.de pleistocene zandlaag staan. Uiteindelijk is de oplossing gevonden in eni-Aangezien een schil van 125 mm beton niet ge meters gietasfaltvulling op een in de paalwaterdicht is en er bovendien tijdens de uit- gehangen schotje. Toen trad weer schE;lurvor-voering door regen en golfoverslag altijd wa- ming op door krimp van het asfalt, doch ditter in de paal kan komen, werd ook hier een was zeer minimaal.betonvulling noodzakelijk geacht, alleenover de bovenste meters in hettijgebied. Be- Achteraf bleek dat de vulling helemaal nietvriezen van het ingelopen water, met de nodig was geweest. De paal staat met dedaarmee gepaard gaandevolumevergroting, punt in het diepe grondwater van circa 10?C.zou desastreus zijn voor de paal. Indien de paal aan de bovenzijde afkoelt,ontstaat in de paal een natuurlijke circulatie,Reeds direct na de berichten over de scheu- te vergelijken met de centrale verwarmings-ren in de palen onder de Pier bestond bij de installaties uit vroeger jaren. Het water in deafdeling Havenwerken van Gemeentewer- paal kan dus niet bevriezen. Een en ander isken Rotterdam hetvermoeden datde scheu- ook door een proef bevestigd.ren eerder afkomstig waren van het zwellen Het middel is dus niet alleen erger dan devan hetvulbeton tijdens verharden onderwa- kwaal, zoals het artikel suggereert, de kwaalter, dan van hei- of transportscheuren in de- bestaat niet eens.Cf) Na het aanbrengen van de wapening ze kwalitatief hoogwaardige voorgespannenworden dejackets geplaatsten afgespannen palen, waarvan de kwaliteit in het artikel Redactie10