C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wputtencement 2007 2 71b.s.m.v. -0.150n.a.p.asspoornoordasspoorzuids1s1s2s2bestaand metrostationdamwand-38.000zuidzijde noordzijde-28.000dakplaat aangebracht door derden-28.0001 |Dwarsdoorsnede bouw-put ter plaatse van eendakplaat. Het bestaandestation blijft in gebruikterwijl nieuwe vloer metpaalfundering wordtaangebrachtHet ontwerp van de bouwput isgebaseerd op het polderprincipe.Het droogzetten en -houden van deontgraving wordt mogelijk gemaaktdoor binnen de bouwkuip dewatervoerende grondlagen van deomgeving te isoleren. Dit wordtbereikt door de bouwputwandvoldoende diep onder een slechtwaterdoorlatende grondlaag door tezetten; in onderhavig geval tot ondereen kleilaag in de Kedichem-formatie, die zich op een diepte vancirca 35 m onder maaiveldniveaubevindt. De bouwputwand ishoofdzakelijk als 38 m hogediepwand uitgevoerd, vari?rend indikte van 1,0 tot 1,5 m.Behalve een waterkerende functie,zullen de diepwanden ook eenconstructieve (grondkerende) functiegaan vervullen. Aangezien eenmeervoudig gestempelde bouwkuipniet wenselijk is in verband met debinnen de bouwkuip gelegenmetrotunnel (aangelegd in de jarenzestig van de vorige eeuw), zijn dediepwandpanelen relatief zwaargewapend, waarbij kenmiddellijnentot 50 mm zijn toegepast. Uiteinde-lijk zal alleen op maaiveldniveau,voor zover geen dakplaten aanwezigzijn, een stempelraam wordenaangebracht. De ontgravingsdiepte(kerende hoogte) varieert van 10 tot14 m.De diepwanden zijn in de periode2005-2006 uitgevoerd. De totalelengte van het diepwandtrac?bedraagt circa 400 m. Opmerkelijk isde diepwandpassage langs hetStadsregio Rotterdam; Metrostation CSBouwput en boogvormigevrieswandir. V.M. Thumann, Ingenieursbureau Gemeentewerken RotterdamDe verbouwing van het metrostation Rotterdam CS als onderdeel van hetRandstadRail-project zal gedurende enkele jaren worden uitgevoerd in eenbouwkuip met een oppervlakte van circa 7500 m2. Een zwaarwegende ont-werprandvoorwaarde is dat het functioneren van het openbaar-vervoer-knooppunt Rotterdam Centraal niet mag worden onderbroken. Ter beperkingvan de overlast voor het reizend publiek is gekozen voor de wanden-dakme-thode, waarbij de wanden van de bouwput en het grootste deel van het dakvan de constructie reeds in het beginstadium van het werk worden gereali-seerd. Vervolgens kunnen de resterende werkzaamheden onder de dakplatenplaatshebben (fig. 1), terwijl op maaiveldniveau het openbare leven zich kanblijven voltrekken (foto 2).C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wputten72 cement 2007 2monumentale Groothandelsgebouw(opgeleverd 1953). De kortsteafstand van een diepwandpaneel totde fundering van het gebouwbedraagt op een aantal plaatsenslechts circa 2 m (foto 3). Tijdens deuitvoering is een gelijkmatigezakking van slechts enkele mm terplaatse van de hoek van het gebouwopgetreden, wat verder geen schadeheeft opgeleverd.K r a a g c o n s t r u c t i eAan de oostzijde van het Stations-plein, vlak voor de gevel van hetgebouw Delftse Poort, is niet voor deaanleg van diepwanden gekozen.Gebouw Delftse Poort is op dezelocatie dwars over de metrotunnelheen gebouwd en aan weerszijdenvan de tunnel gefundeerd. Demetrotunnel komt uit oostelijkerichting naar het Stationsplein. Hethuidige metrostation CS ? eindsta-tion van de Erasmuslijn ? is binnende bouwkuip gelegen, dus de tunnelzal hier dwars door de bouwputwandheen gaan. Dit deel van de bouwput-wand is inmiddels beter bekend alsde kraagconstructie (zie o.a. fig. 4).Voor het ontwerp van de kraagcon-structie is een hermetische3 |Aanleg diepwandpanelennabij het Groothandels-gebouw. De gevel wordtbeschermd door tijdelij-ke aftimmering en ver-plaatsbare spatschermen2 |Stationsplein. In het mid-den de toegang tot hetbestaande metrostationonder de gele overkapp-ping. Rechtsboven dak-plaat met tramhalte overde toekomstige bouwputC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wputtencement 2007 2 73(waterdichte) afsluiting om detunnel van belang, vanwege debeperkte daling van de freatischegrondwaterstand, die buiten debouwput kan worden toegelatenrondom de bestaande metrotunnel.Een te grote verlaging kan schade(scheurvorming en lekkage,waardoor exploitatieverlies metrover-keer) veroorzaken, doordat deopwaarste druk vermindert endaardoor de krachten in debetonconstructie toenemen.De kraagconstructie wordt uitge-voerd met grondbevriezingstechnie-ken. Door twee rijen verticaalgeplaatste vrieslansen wordt eenbevroren grondmassief gecre?erd totdezelfde diepte als de aansluitendediepwanden, dat aan alle sterkte- enwaterdichtsheidseisen voldoet. Devorm van de kraagconstructiebenadert een cirkel, wat eeneffici?nte krachtswerking inhorizontale richting mogelijk maakt.De uiteinden van de boogvormige`ijswand' worden in horizontalerichting gesteund door de achterlig-gende diepwandgedeelten (fig. 4),die de krachten over enkeletientallen meters door wandwrijvingaan de grond overdragen.Het grondbevriezen wordt uitge-voerd door toepassing van tweevriesmethoden. De buitenste rijvrieslansen zal met vloeibare stikstofworden gekoeld (minimumtempera-tuur -196 ?C) gedurende debeginperiode van het dichtvriezenvan de kraagconstructie. Hetstikstofgas wordt eenmaal gebruikten afgeblazen als het een te hogetemperatuur heeft bereikt. Debinnenste rij vrieslansen wordt ineen gesloten pekel-koelsysteemgekoeld tot circa -35 ?C. Hetpekelsysteem is normaal gesprokenvoldoende om het ijslichaamgedurende de verbouwing van hetmetrostation CS in stand te houden.Het vriezen kan worden be?indigdals binnen de bouwkuip de nieuwevloer van het metrostation isgerealiseerd en aan de binnenzijdevan de kraagconstructie eencirkelvormige betonwand isaangebracht.Deze betonschil wordt gefaseerdaangebracht, parallel met deontgravingswerkzaamheden enwaterstandsverlagingen, die over degehele bouwkuip gelijkmatigmoeten worden uitgevoerd omongelijke krachtswerking op debestaande metrotunnel zoveelmogelijk te beperken. De betonschilgeeft een extra zekerheid tenaanzien van de waterdichtheid, enbovendien worden kruipeffectenonder invloed van de horizontalegrond- en waterdrukken tegen debuitenzijde van het bevrorengrondmassief opgevangen.In het ontwerp voor de kraagcon-structie is een combinatie vanconstructieve, geotechnische envriestechnische berekeningenuitgevoerd ter controle van optre-dende krachten en vervormingen(fig. 5). Ook is aandacht besteed aande installatie van de nieuwepaalfundering in de buurt van dekraagconstructie. Zonder aanvul-lende maatregelen zou dit in eengebied met bevroren grond hebbenmoeten geschieden. Dit probleem isopgelost door aanvullend verwar-mingsbuizen in de grond aan tebrengen ter beperking van deomvang van het vrieslichaam.Het vriestechnisch ontwerp metbijbehorende engineering is onderverantwoordelijkheid van het Ingeni-eursbureau GemeentewerkenRotterdam uitgevoerd, wat heeftgeresulteerd in gedetailleerdebesteksspecificaties voor hetgrondbevriezen. Doelstelling is datde aannemer verantwoordelijk isvoor installatie en uitvoering van hetvriesproces. In de specificaties isonder meer beschreven welketemperatuurberekeningen enmonitoringvoorzieningen minimaalnoodzakelijk zijn, zodat ? incombinatie met temperatuurmetin-gen ? de beheersing van hetvriesproces optimaal kan wordenuitgevoerd. Ook zijn algemene eisenen randvoorwaarden (bijv. vergun-ningen) opgenomen voor deindeling van het werkterrein (foto 6),te volgen veiligheidsprocedures ente gebruiken materiaal en materieel,waarbij rekening moet wordengehouden met het feit dat in denabijheid van publiek wordtgewerkt.T w e e b e s t e k k e nDe werkzaamheden in het kader vande verbouwing van metrostation CSzijn verdeeld over de bestekken 1 en2. De splitsing van het totaleverbouwingsproject in tweecontracten was doorgevoerd omplanningtechnische redenen, inrelatie met de voortgang vanaangrenzende projecten zoals denieuwe OV-terminal RotterdamCentraal. Uiteraard had dit denodige consequenties voor hetontwerp. Realisering van dediepwanden en dakplaten, inclusiefde nieuwe tramhaltes boven dekraagconstructie, is in Bestek 1ondergebracht. De tramhaltes zijnreeds in de eerste helft van 2006 in4 |Schematische weergavekrachtswerking in kraag-constructie. Ontgravingreikt tot 4 m ondermetrotunnel. Dikte vanhet bevroren grondmas-sief is ten minste 2,5 m.Maximale spatkracht inboog 1000 kN5 |De resultaten (materiaal-spanningen) van con-structieve berekeningvan de kraagconstructie.Rondom de gemodelleer-de metrotunnel ontstaanspanningsconcentratiesin vrieswand en onder-steunende betonschilC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wputten74 cement 2007 2gebruik genomen (foto 7).Het grondbevriezen inclusiefaanbrengen van de completevriesinstallatie is onderdeel vanBestek 2, waardoor vele voorzienin-gen moesten worden getroffen omhet openbare leven op maaiveld zomin mogelijk te verstoren. Dit heeftonder meer geresulteerd in hetvroegtijdig aanbrengen van verlorenmantelbuizen ?200 mm tijdensuitvoering van Bestek 1, waarin ineen later stadium de vriesbuizen inhet kader van Bestek 2 zijnge?nstalleerd. Verder zijn onder detramhaltes twee toegangskeldersgemaakt, zodat het aanbrengen ende bediening van de vriesinstallatievan daaruit vrijwel zonder hinderdoorgang kan vinden. Ook zijnelders op het werkterrein velevoorzieningen getroffen zoalsinstortdelen voor doorvoer vanmonitoringvoorzieningen, stortga-ten voor betonwerk, mantelbuizenvoor leidingtrac?'s enz., zoveelmogelijk rekening houdend met delange doorlooptijd van het werk ende verschillende contracten.Naast de complexe interactie tussenverschillende projectdelen voor deverbouwing van metrostation CS,zijn ook invloeden van aangrenzen-de bouwprojecten merkbaar. Deverbreding van de Weenatunnel enaanleg van parkeergarage Kruispleinzijn in uitvoering of voorbereiding.Maar ook de realisering van hetnieuwe Rotterdam Centraal,inclusief NS-station en herindelingvan het huidige Stationsplein, werptzijn schaduw vooruit. Een voorbeeldis de in het oog springendeoverkappingsconstructie, die wordtgefundeerd op de diepwand diereeds in het kader van Bestek 1 isgerealiseerd. Verder zal de sloop vande huidige en bouw van de nieuwestationshal ten noorden van hetmetrostation van invloed zijn op dehorizontale krachtswerking enstabiliteit van de gehele bouwputvoor de verbouwing van hetmetrostation. Op dit aspect isgeanticipeerd door een relatief zwaredamwand met een aantal vijzels teinstalleren, die veranderingen in hetkrachtenspel ten gevolge vanwerkzaamheden buiten de bouwputaan de noordzijde moet compense-ren.Bestek 2 is in januari 2006 inuitvoering genomen. Het bevriezenis eind 2006 begonnen. n6 |Werkterrein ter plaatsevan kraagconstructie,kort voor aanvang vries-proces. Aan- en afvoer-leidingen van pekelsy-steem en stikstofsysteemzijn grotendeels aange-slotenProjectgegevensontwerp/directievoering:Ingenieursbureau GemeentewerkenRotterdam (Projectbureau Randstad-Rail)hoofdaannemer bestek 1:CFE/Frankihoofdaannemer bestek 2:Haverkort Voormolen(onderaannemer grondbevriezen: MaxB?gl)7 |Aanleg tramsporen opdakplaat aan oostzijdebouwkuip, ter plaatsevan kraagconstructie.Tussen de rails zijn inge-storte doorvoerbuizenvoor monitoring (geel)en vriezen (roestbruin)zichtbaar