C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO n d erg r o n d s b o u wencement 2001 7 59' s - H e r t o g e n b o s c hDe hoofdstad van Noord-Brabanttelt circa 130 000 inwoners, ligt inNederland, heeft dus een natklimaat en deelt in de zegeningenvan een goed voorzieningenni-veau en een steeds betere wette-lijke bescherming van het milieu.In het gemeentelijk riolerings-plan van 's-Hertogenbosch warenmaatregelen voorzien om te kun-nen voldoen aan de norm voorvuiluitworp uit de overstorten vanhet rioolstelsel in het centrumge-bied.Deoverstortenkomenuitopde Zuid-Willemsvaart. Het beper-ken van de vuiluitworp zou moge-lijk moeten zijn met een bergbe-zinkbassin, zoals wel vaker wordttoegepast achter de voornaamsteoverstort van een rioolstelsel. Eendergelijk bassin dient relatief on-diep te zijn en vereist daardoorveel ruimte, hetgeen in de bin-nenstad niet zonder veel overlastwas te realiseren. Wel bleek eenvuilinsluitend bassin mogelijkmet een klein oppervlak, maarmet relatief grote diepte. Tijdenseen voorstudie is hiervoor eengeschikte locatie gevonden, nietachter, maar wel dichtbij de voor-naamste overstort.Het VIS-bassinHet principe van een vuilinslui-tend(VIS)-bassin is dat het riool-stelsel, als het bij hevige regenvalvol raakt, eerst overstort naar deberging, hierin het sterkst veront-reinigde water opsluit en pasnadat deze berging vol is, over-stort op open water. De berging isfeitelijk een grote ondergrondsekelder, waaruit het rioolwaterweer wordt teruggepompt naarhet rioolstelsel als de waterstan-den hierin weer dalen. Op basisvan dit principe is het voldoendeeen bassin te realiseren met eenvoldoende lage, interne overstort-drempel en dit aan te sluiten opde stamriolen. Er is een wat gro-tere vrijheid in locatiekeuze danbij een bergbezinkbassin. In ditgeval was een locatie nabij devoornaamste externe overstortvan het stelsel de beste. De ber-gingscapaciteit werd vastgesteldop 4200 m3.Het bassin beschikt over eeninstallatie voor het leegpompen.Het bassin in 's-Hertogenboschheeft daarnaast ook spoelpompenmet krachtige waterjets, die dewatermassainhetbassininbewe-ging houden en zo bezinken vanvaste stof voorkomen. Het riool-water, en meer in het bijzonderhet vaak zeer vuile water dat bijeerste overstorting vrijkomt (firstflush), blijft door het bassin in hetstelsel en wordt uiteindelijk naarde zuivering afgevoerd.L i m aLima is een miljoenenstad; er wo-nen naar schatting acht miljoenmensen.Hetregenternauwelijksen de straten hebben dan ookgeen kolken. De hele stad ligt opeen flauwe helling. Het rioolstel-sel bestaat vrijwel geheel uit vrij-vervalleidingen die direct lozenop de oceaan, die ter plaatse sterkvervuild is.Met diverse projecten wordt aanhet rioolstelsel van Lima gewerkt.Een grote zuivering is al jaren ge-pland.Tevenswordendiversearmewijken waar nog geen adequaatrioolstelsel of in het geheel geenstelsel is, aangesloten. De meestevan deze projecten worden gefi-nancierd met geld van de Wereld-bank.Inhetkadervanhetproject`Reha-bilitatie van de stamriolen vanLima' werden ook de stamriolenvan de wijk Callao gerehabili-teerd. Callao is een havenplaatsdie aan Lima is vastgegroeid. Deplaatsiswatlagergelegenenheefthierdoor een pompstation nodigom rioolwater naar hoger gelegenstamriolen te pompen, die hetwater afvoeren naar de uitlaat.Het pompstationDe locatie voor het nieuwe pomp-station was een plein in het stads-deel Callao. Dit plein was reedseenknooppuntvanondergrondseen bovengrondse infrastructuur,met onder meer een oud pomp-station. Het nieuw te bouwenpompstation heeft een capaciteitvan 300 m3/h en een opvoercapa-citeit van circa 18 m. Als gevolgvandediepgelegenaanvoerriolenis ook het pompstation zeer diep.De bodem van de pompput ligtcirca 10 m onder maaiveld. Het isgelegen in grond met een hogedoorlatendheid,metgrofgrindenOpmerkelijke ondergrondse rioolwaterprojecten in stedelijk gebiedTweemaal een ingegravenregentonir. D.J. Peters, Royal Haskoning, NijmegenRiolen liggen om tal van redenen gelukkig ondergronds. Aanpassingen aanrioolstelsels in stedelijke gebieden is reeds lang het werk van grondwerkers ensleuvengravers. Voor deze projecten zijn de actuele thema's van het onder-gronds bouwen geen trendbreuk. Wel is het zo dat nieuwe technieken en spe-cifieke toepassingen van reeds bestaande technieken, hiervoor nieuwe moge-lijkheden scheppen. Aan de hand van twee recent gerealiseerde projecten in`s-Hertogenbosch en Lima, blijkt dat ondergronds bouwen steeds een interes-sant avontuur is met ? in veel gevallen ? een mooi resultaat.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO n d erg r o n d s b o u wencement 2001 760grotere stenen en met een vrijhoge grondwaterstand.Het aanvoerend riool loost in deontvangkelder met een bergings-capaciteit van circa 450 m3onderhet niveau onderkant aanvoer-buis. De kelder is uitgevoerd metslingergoten om ook bij een zeergeringe stroming geen vuilopho-ping te krijgen. Van het directonder maaiveld liggende afvoe-rendriooliseenkorteeerstesectieuitgevoerd als drukleiding.C o n s t r u c t i e i n' s - H e r t o g e n b o s c hVoor beide projecten heeft hetsamenspel van functionele enconstructieveontwerpoverweginggeleidtoteenondergrondseruim-te met een ronde vorm: een inge-graven regenton. Voor beide pro-jecten waren deze overwegingenechter verschillend.In 's-Hertogenbosch was weinigruimte beschikbaar en bevindenzich in de onmiddellijke omge-ving oude panden die ondiepzijn gefundeerd. Het uiteindelijkgerealiseerde bassin (fig. 1) heefteen inwendige diameter van 25m. De wand ligt op de kritiekeplaatsen6mvandebebouwingenpast precies tussen de bomen dierond het ter plaatse aanwezigestadspleintje staan. Het bassin isinwendig gemiddeld 10,10 mhoog. De ronde vorm drong zichop door de beschikbare ruimte,levert een grote stijfheid tegenvervorming en is dus ideaal omzettingen te beperken. Verder isde ronde vorm ook gunstig voorde krachtswerking in de wandenmet een relatief grote kerendehoogte.Debassinwandvormteenperfect gewelf.Voor het maken van de wandenwas in het ontwerp reeds gekozenvoor een versnijdend geboordeboorpalenwand. Het was niet debedoeling de wand nog te voor-zien van een constructieve voor-zetwand, wel van afwerklagen eneen kunststof lining, die het be-ton moet beschermen tegen hetschadelijke effect van H2S-gas uithet rioolwater.De bodem van het bassin wasvoorzien in onderwaterbeton, te-gen opwaartse druk verankerdmet lange grondverdringend aan-gebrachte trekpalen.PalenwandDe verbuisd geboorde boorpalenzijn uitgevoerd met een boorstel-ling waarbij de palen werden ge-boord met de buis en de grondwerd getransporteerd met een inde boorbuis draaiende avegaar.Bijditsysteemblijftdespannings-toestand van de grond buiten eenzeer kleine invloedszone onge-wijzigd.Ditwerdvangrootbelanggeacht in verband met het risicovan zetting van de op staal gefun-deerde panden.In figuur 2 is het principe van eendergelijkewandaangegeven.Eerstworden de primaire palen ge-maakt, met voldoende onderlingeafstand omdat het beton nogniet is verhard. Vervolgens daar-tussenin, versnijdend, de secun-daire palen, gewapend met een14 m lang stalen profiel, dat nahet storten van de paal werd in-gebracht.Alvorens met de uitvoering testarten waren enige ontwerp-optimalisaties van de aannemergehonoreerd. De wand is minderdiep uitgevoerd (paalvoet op NAP? 9,35 m in plaats van op NAP? 12 m), waardoor sterker werdgeleund op het principe van deringwerking van de wand enminder op de steun door hori-implantingopmaaiveldh.o.h.0,45mD=0,63m12,5 m46273511 | Dwarsdoorsnedevuilinsluitend bassin's Hertogenboschvolgens bestek2 | Principe palenwand metvolgorde aanbrengenpalenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO n d erg r o n d s b o u wencement 2001 7 61zontale passieve gronddruk eninklemming onder de vloer.Hierdoor kon de wand lichterworden gewapend. Doordat ermeer werd gerekend op de ring-werking, bleek het noodzakelijkde ringbalk op NAP ? 0,50 m, diewas voorzien voor het opnemenvan asymmetrische belastingen,te verzwaren. Deze belastingenkunnen ontstaan door ongelijk-matig ontgraven of door lokalebovenbelasting.TrekpalenDe trekpalen zijn gemaakt vanafmaaiveld en reiken tot ruim 32 mdiepte. De palen zijn uitgevoerdals jet-groutpalen met een ach-teraf ingebracht stalen profiel(HE 180 A) als trekwapening. Hetbleek niet eenvoudig het juistemengsel voor jetgrouting tevinden. Tevens bleek het over eenzeer grote lengte inbrengen vande I-profielen gevoelig te zijn voorcomplicerende factoren. Dooropstijven van de buitenzijde vandepalenwarendeI-profielenniet,of zeer moeilijk in te brengen meteen trilblok. De verbindingen metdeoplangerstrildenkapot.Tevensbleek dat het in de bodem aanwe-zige puin in de vers gemaaktepalen stortte, waar het als obstruc-tie voor de aan te brengen wape-ningachterbleef.Debelangrijkstehindernissen voor een goede uit-voering bleken weggenomen tekunnen worden door een rigou-reuze ontgraving en aanvullingmet schoon zand van de eerste 5mvandeput.Bijontgravingbleekde grond, behalve circa 20% puin,ook niet geringe hoeveelhedenbotten uit slachtafval te bevattendat honderden jaren geleden overdestadswalvan's-Hertogenboschwas gegooid, precies op de bouw-locatie. Na deze maatregel ge-schiedde het aanbrengen van depalen zonder veel problemen.OntgravenHet ontgraven van de put wasvoorzien in twee fasen. De eerstehelft droog, onder bemaling bin-nen de wanden van de put, detweede helft nat, met het voorne-men de bodem te realiseren metonderwaterbeton.Bij ontgraven van de eerste helftbleef het waterbezwaar sterkachter bij de berekende hoeveel-heid, hetgeen aanleiding was hetbouwplan aan te passen. Uit bere-kening bleek dat het, veilig enbinnen de limieten van de voor-waarden waarbij geen bemalings-vergunning vereist was, mogelijkmoest zijn ook het diepste deelvan de put droog te ontgraven.Hetonderwaterbetonkondanwor-den uitgespaard. Op het onder-waterbeton was een gewapend-betonvloer voorzien met eenpermanente constructieve functie(fig. 3, foto 4).Om de palen droog te kunnenontgraven en de overbodige delenvan de groutlichamen te slopenzijn twee diepwellen geslagen tot25 m onder maaiveld. Aanvullendwas een bronbemaling in de putgeplaatst.Depompenhebbenvierweken gedraaid. Er waren peil-buizen op verschillend locaties enop verschillende diepte geplaatst.Er bleek een zeer dunne goedafsluitende laag aanwezig te zijn,die het geringe waterbezwaar uitde eerste fase verklaarde. Hetwaterbezwaar in de tweede fasewas wel conform verwachting. Debemalingisvrijsnelnahetstortenvan de betonvloer afgezet, waarnade put is gevuld en de vloer verderonder water is uitgehard.Beton en aantastingDepompenstaanopgesteldonder-in een centrale schacht, die overde volledige diepte reikt en droogblijft. Het bassin is vanuit deschacht bereikbaar via een soortingeboordstekeind2 ?25 in elkeprimaire paalspuitbeton metwapeningsnet?8-100wand schoongespoten enopgeruwd metwaterdrukinjectieslangdrainwerkvloerzwelband3 | Aansluiting wand opconstructievloer4 | Storten van de gewa-pend-betonvloerfoto: F2 Fotografie, RosmalenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO n d erg r o n d s b o u wencement 2001 762duikbootdeur. Opvoerleiding, be-sturing en voeding van de pom-penbevindenzichhierdoorineengeconditioneerde omgeving.Alle met H2S in aanrakingkomende betondelen, dat zijnalle delen behalve de vloer, zijnbekleed met PVC, ook de palen-wand. Het bekleden van de palen-wand werd bemoeilijkt door deonregelmatige vorm. Het was ge-pland de palenwand te reinigenen enigszins uit te vlakken meteendunnespuitbetonlaag,waarnalosse PVC-platen met afstandhou-ders op de gewelfde wand beves-tigd zouden worden.Dit bleek niet goed mogelijk.De vorm van de wand behield teveelonregelmatigheden,waardoorfabrieksmatig v??rvormen van deplaten niet mogelijk was. Ander-zijds bleken vlakke platen te stugom in het werk aan te passen.Gekozen is voor een dikkere laagspuitbeton, voorzien van een wa-peningsnet. Dit bleek ook nodigom zeer kleine scheuren te dich-ten, die (op zichzelf) toelaatbarehoeveelheden lekwater doorlie-ten, maar ook zand. Dit laatstewas wat zorgwekkend, omdat dezandlagen in 's-Hertogenboscheen zeer fijne fractie bevatten enhet in de toekomst door het wis-selend vol en ledig zijn van hetbassin, niet te verwachten was datdit effect zou afnemen. Intredenvan zand kan tot gevolg hebbendat er aan de buitenzijde van dewand gaten vallen die zich ver-plaatsen naar het maaiveld. Despuitbetonlaag is in de palen ver-ankerd en heeft een wapenings-net dat een scheurverdelendefunctieheeft.Delaagisnogsteedsdun (minimaal 60 mm) en heeftgeen constructieve functie in hetgrotere geheel van de wand. Debekleding is aangebracht metvlakke platen op de met spuitbe-ton uitgevlakte wand.Alvorenshetspuitbetonwerdaan-gebrachtzijnterplaatsevanlekka-gesdrainsaangebrachtdiehetwa-ternaardebassinbodemafvoeren.RuimtebeslagOndanks de tegenslagen tijdensde bouw is de wijze van realise-ring van het bassin een voorbeeldvan een nog steeds zeer kostenef-fectieve,ondergrondsebouwwijze.Hetruimtebeslagtijdensdebouwwas zeer beperkt. Er is nauwelijksverkeersoverlastgeweest.Deover-lastvoordebewoners,dieintotaaliets meer dan een jaar groot enklein materieel en een diepe af-grond voor de deur hadden, moetbij de planning van dergelijkprojectnadrukkelijkwordenmee-gewogen. Er is ruime aandachtbesteed aan voorlichting.Ook het uiteindelijke ruimtebe-slag van het project is minimaal.(foto 5). Het pleintje is weer be-straat. Tegen de oorspronkelijkebedoeling in is het nu niet langereen parkeerplaats, maar een sfeer-vol pleintje. Slechts enige luikenen een (helaas bovengrondse)transformator geven de voorbij-gangerhetideedaterweleensietsonder zou kunnen zitten. In deplannen die de gemeente met deherinrichting van het pleintjeheeft, worden deze objecten nogbeter weggewerkt.5 | Bassin nagenoegdichtgelegdfoto: F2 Fotografie, RosmalenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO n d erg r o n d s b o u wencement 2001 7 63C o n s t r u c t i e i n L i m aZo klein als de zandkorrels in 's-Hertogenbosch zijn, zo grof is hetgrind in Callao. Het pompstationwas gepland in een gebied metzware en zeer doorlatende grind-lagen, in de onmiddellijke nabij-heid van een oud pompstation,andere ondergrondse rioolput-ten, een aantal leidingen en eendiepe drinkwaterwel.Deineersteinstantievoordehandliggende bouwwijzen met openontgraving,ofmetontgravingtus-sen grondkerende wanden en eenopen bodem werden te risicovolgeacht. Bemaling was technischniet aanvaardbaar in verband methetteverwachtengrotedebiet,hetrisico van uitspoeling van fijnmateriaal en van verzakkingen.In overleg met de aannemer werdbesloten een caisson-optie uit tewerken.Gekozenisvooreenopencaisson waarbij, als gevolg vandeze keuze, de ronde vorm ont-stond.Het caisson is ontworpen als eengrote ronde putring, gestort indrie fasen. De ronde vorm mini-maliseert het risico van vastlopenbij afzinken en vergemakkelijkthetontgravenaandebinnenzijde.Bij de parameterstudies voor deafzinkberekening is rekening ge-houden met een inwendige wrij-vingshoek van het grind van 35tot 45?. De ontwerpbelasting in degerede toestand bestond ondermeer uit een aardbeving met een0,4 g piekversnelling.Voornamelijk op basis van de af-zinkberekeningenisgekozenvooreen wanddikte van 0,85 m.Het pompstation moest bestaanuit een natte ontvangstkamer eneen droge pompenkamer. De tus-senwand is pas gemaakt toen hetcaisson op diepte was en de bo-dem was aangebracht. Overigensheeft ook deze wand een gewelf-vorm, doch nu geknikt (fig. 6).De reden hiervoor is de beperkingvan het risico van loskrimpen vaneen rechte wand als deze wordtaangebracht in de praktisch on-vervormbare buitenring. Daarbijdraagt de gewelfvorm van de bui-tenwand weer bij aan de water-dichtheid, omdat de tussenwandzich vastdrukt tegen de buiten-wand. Daarbij is ook nog eens be-sparing op de wapening mogelijk.AfzinkenDe aannemer was, evenals vrijwelalle aannemers in Peru, niet be-kend met de caissonmethode enisintensiefbegeleiddoordedirec-tie.Specifieke caissondetails zijn toe-gepast bij de voet van de wanden(fig. 7). Bij de aanwezige grondwerd een hoek van 45? voor deonderzijde van de wand als opti-maal ingeschat. Aan de buiten-zijde is het caisson voorzien vanzes grote ribben (0,60 m breed)om de bentonietfilm op te delen6 | Ontwerpschetspompstation in opencaisson7 | Detail voet caissonwand met snijrandC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO n d erg r o n d s b o u wencement 2001 764in compartimenten. Behoudensleidingen om de bentoniet te ver-versen, zijn ook leidingen inge-stort voor water-jetting, als even-tuele maatregel om het caisson opdieptetekrijgen.Tenbehoevevanhet uitgraven is een uitvoerings-plan gemaakt met diverse scena-rio's van gefaseerd ondermijnenvan de snijrand. Met name demogelijke aanwezigheid van gro-te keien onder de rand was eenvoorziene complicerende factor.Het caisson is 1,5 m verdiept aan-gelegd, direct boven het grond-water (foto 8). De overblijvende afte zinken diepte was 9 m.Het afzinken is langzaam, maarzeker verlopen. Door diverse oor-zaken, maar vooral door de grotehoeveelheid grote keien en hogeporositeit van de grond, bleek hetniet mogelijk de bentoniet-com-partimenten stabiel te houden,waardoor de wandwrijving aan debuitenzijde hoog was. Hierop wasreedsenigszinsgeanticipeerdmeteen voldoende zware uitvoeringvan de putring. Met enkele aan-vullende maatregelen is het cais-son op diepte gekomen. Dankzijzorgvuldigontgravenisdescheef-stand tijdens afzinken nooit meerdan 0,4? geweest. De uiteindelijkepositie is 60 mm boven de theo-retische diepte en 0,06? scheef-stand,hetgeenuitzonderlijknauw-keurig is.Directnahetbereikenvandeeind-positie is de bentonietfilm rondhet caisson vervangen door grout.De bodemafdichting is uitgevoerdals (ongewapend) onderwaterbe-tongevelf met een diameter van14 m. Na aanbrengen van de bo-dem had het bouwwerk voldoen-degewichtomleegpompenmoge-lijk te maken.Op de bodem van onderwaterbe-ton is een gewapend-betonvloergestort en is nadien de tussen-wand geplaatst. Het caisson is-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11543210-1-2-3uitgravingslijnuitgraving rekenmodelGBqQ0Q0cirkel met Fminonderzochteglijcirkels 8 | Start uitvoering caissonmet snijrand9 | Onderdeel afzink-berekening: berekeningbezwijkdraagvermogengrond onder snijrandC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gO n d erg r o n d s b o u wencement 2001 7 65afgebouwd met de inrichting vande pompenkamer, een betonnendak en een kleine betonnen op-bouw boven maaiveld.De aansluiting op de inlaatpijp isuitgevoerd door de betonwandvan binnen uit te slopen, nadat errond de buis aan de buitenzijde,van bovenaf, een afdichting wasgerealiseerd met grouting.Kenmerk van de caissonmethodeis een zeer intensieve voorberei-ding (fig. 9), en een (als het goedis) redelijke vlotte uitvoering. Nahet realiseren van betonwerk on-der vrijwel ideale condities mettraditionele wandbekistingen isderuwbouw`ineens'opdezomoei-lijk bereikbare locatie. De rest vande bouw verloopt weer onder be-kende omstandigheden.T e n s l o t t eIn beide projecten is aangetoonddat ondergronds bouwen eenavontuur is waarbij met een scalaaan beschikbare en nieuwe tech-nieken, resultaten te behalen zijndie met conventionele methodenniet gehaald zouden kunnen wor-den. Bergbassin Kardinaal vanRossumplein, 's-Hertogenboschopdrachtgever:Gemeente 's Hertogenboschontwerp en directie:Royal Haskoningaannemer:Bouwcombinatie Geka Bouw bv teDordrecht en Smet F&C te Dessel,Belgi?bouwsom:f 4 250 000,-realisering:1999Estacion de Bombeo PlazaGaribaldi, Callao, Limaopdrachtgever:Sedapal (Gemeentelijk riolerings enwaterbedrijf) Limaontwerp en directie:Royal Haskoningaannemer:Superconcreto del Peru S.A.bouwsom:US$ 700 000,-Projectgegevens