C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 360De parkeergarage met afmetin-gen van circa 106 x 48 m2(stra-mienmaten 7,5 x 16,0 m2) heeftvier verdiepingen (fig. 1, 2, 3). Debovenzijde van de laagst gelegenverdiepingsvloer ligt op circa 12,8m minus maaiveld; de hoogstegrondwaterstand bevindt zichhier nog ruim onder. Aan debovenzijde is de parkeergarageafgewerkt met een pakket grond,een toplaag van zand en hieropsierbestrating, zitbanken en eenkunstwerk. De totale dikte van hetpakket bedraagt 0,8 m.Aan de stadzijde (zuiden) op eenafstandvancirca6,5mvandepar-keergarage, bevindt zich op staalgefundeerde bebouwing in eenaantal lagen. Aan de rivierzijde(noorden) van de parkeergaragebevindt zich de Voerweg die hetcentrum van de stad met de lagergelegen Waalkade verbindt. Doorhet aanwezige hoogteverschil isde parkeergarage als het ware ineen zandheuvel gebouwd.K e u z e p r o c e s b o u w p u tVerschillende alternatieven zijnonderzocht, waaronder oplossin-gen met damwanden, diepwan-den, palenwanden en BerlinerWanden.Door de aanwezigheid in Nijme-gen van een zeer goede onder-grond ? vaste tot zeer vaste zand-grond met conusweerstandengroter dan 30 MPa ? en door debelendingen, levert het heien vandamwanden veel problemen op.Voorboren is noodzakelijk, methet risico van grondontspanningParkeergarage KelfkensbosBouwput met Berliner Wandir. J.G. Janssen, Bouwtechnisch adviesbureau J.L.Croes bv, Nijmegen*)Kelfkensbos, een plein in het centrum van Nijmegen, heeft een tijdelijke meta-morfose ondergaan als onderdeel van het plan Centrum 2000. Onder ditplein, waarop onder meer de weekmarkt en de voor- en najaarskermis wordengehouden, bevindt zich sinds juli 1998 een ondergrondse parkeergarage meteen capaciteit van 635 auto's. Uniek is de wijze waarop deze parkeergarage isgerealiseerd: door het toepassen van een drievoudig verankerde BerlinerWand met een grondkerende hoogte van ruim 13 m, in combinatie met eenprefab betonskelet, bedroeg de bouwtijd vijftien maanden. A a n b e s t e d i n gIn opdracht van het gemeentebe-stuur van Nijmegen is in 1995door de afdeling Bouwkunde vande Dienst Volkshuisvesting enMilieu een prestatiebestek ont-wikkeld voor de bouw van eenondergrondse parkeergarage meteen capaciteit van 635 parkeer-plaatsen. Na een Europese voor-selectie waarop 22 bedrijven c.q.combinaties hebben gereageerd,zijn er tien geselecteerd en vervol-gens vijf gekwalificeerd voor deel-name aan de aanbesteding. Dewinnende aanbieding had alsenige een Berliner Wand voor derealisering van de bouwput.1 | Plattegrond parkeerlaagop niveau -12 | Langsdoorsnede over deinrit3 | Dwarsdoorsnede over deinrit*)Thans werkzaam bijHASKONING Ingenieurs- enArchitectenbureau, NijmegenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 3 61en de grote negatieve invloedhiervan op de aanwezige bebou-wing. Diepwanden en boor-palenwanden waren door de inhet bestek voorgeschreven hogeeisen ten aanzien van de vlakheidevenmin interessant.Door de lokale omstandigheden,in combinatie met de mogelijk-heid tijdens het vervaardigen vande wanden gelijktijdig te startenmet het ontgraven van debouwput, is gekozen voor eendrievoudig verankerde verbuisd-geboorde Berliner Wand. Ditsysteem kan vrijwel zonderhinder en in een zeer kort tijds-bestek in zeer dichte zandlagenworden aangebracht. Na gereed-komen van de bouwput wordt deBerliner Wand gebruikt als ver-loren bekisting.P r i n c i p e B e r l i n e r W a n dDoor het gebruik van een casingtijdenshetboren(?0,6m),wordthorizontale ontlasting van dezandafzettingen rond de boorga-ten voorkomen (foto 4). V??r hetplaatsen van de staanders wordtinhetboorgatovereenhoogtevancirca 0,3 m beton aangebracht.Hierop worden de staandersgeplaatst, bestaande uit tweegekoppelde UNP-profielen. Dezereiken tot circa 3,0 m onder deputbodem. Voor de overdrachtvan de verticale krachten is onderde staanders een stalen voetplaatgelast (? 0,4 m). Na plaatsingwordt boven de voetplaat tothet niveau van de bouwput eenzand/cementmengsel aange-bracht (fig. 5). Het resterendeboorgat wordt fasegewijs totmaaiveld gevuld met het uitgeko-men zand.De houten profielen wordentelkens aangebracht na een halvemeter ontgraven, totdat de bouw-put op diepte is. Het is belangrijkde houten liggers goed op tewiggen en het zand erachter goedop te vullen. Het fijne graafwerken het opvullen gebeurt volledighandmatig (foto 6). Ter plaatsevan de te maken funderings-stroken, aan de onderzijde van deBerliner Wand, zijn de houtenliggers naar buiten gebracht.In het ontwerpstadium van deparkeergarage is rekening gehou-denmeteentolerantievan50mmbij het plaatsen van de BerlinerWand-profielen; dit is in depraktijk een goed uitgangspuntgebleken.A l t e r n a t i e f o n t w e r pOm een gebruikersvriendelijk, duurzaam en economisch ontwerp te ver-krijgen, is er een projectteam geformeerd bestaande uit deskundigen ophet gebied van uitvoering, installaties, bouwkunde en constructies. Aande opdrachtgever is naast de besteksoplossing ook een alternatieve, econo-mische variant aangeboden. In beide ontwerpen is naar een korte bouw-tijd gestreefd, enerzijds uit economische overwegingen, anderzijds om deoverlast voor de omgeving zo veel mogelijk te beperken.Bij de besteksoplossing was de carrousel van de parkeergarage aan denoord-oostzijde van de garage gesitueerd, wat een relatief ongunstig hoogwandoppervlak ten opzichte van het nuttige vloeroppervlak opleverde. Inhetalternatiefisdezeongunstigeverhoudinggeminimaliseerddoordecar-rousel naar de westzijde van de parkeergarage te verplaatsen.5 | Berliner Wand; tevensverloren bekisting voordefinitieve wand4 | Boren in casing6 | Aanbrengen houtenbalken en ontgraven voorBerliner WandC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 362Aan de zijde van de parkeerga-rage, waar belendingen invloeduitoefenen op de Berliner Wand,is spuitbeton toegepast in plaatsvan de gebruikelijke houtenliggers (foto 7). De reden hiervoorwas dat een volumeveranderingin de ondergrond door een moge-lijke aantasting van het hout, niettot nadelige gevolgen mag leidenvoor de aanwezige bebouwing.B e r e k e n i n g s p r o c e sDe berekening van de BerlinerWand is uitgevoerd volgens de inDuitslandgangbaremodellen.Bijdeze modellen, waarbij een starondersteunde ligger wordt veron-dersteld, is rekening gehoudenmet een gefaseerde uitvoering eneen optredende boogwerking inhet zand. Gronddrukken in dezemodellen worden als actief ofpassief beschouwd en wordenvertaald naar gelijkmatig ver-deelde gronddrukken. Dit laatsteis volgens de in ons land toege-paste berekeningsmethoden nietgebruikelijk: hier wordt uitge-gaan van de klassieke gronddruk-theorie volgens Coulomb.Het optreden van boogwerkingwordt eveneens vermeld in CUR-rapport 166 `Damwandconstruc-ties', waarbij de kanttekeningwordt gemaakt dat moet wordenvoldaan aan een aantal randvoor-waarden. Bij de aanwezigheid vanongeroerde cohesieloze bodem,de toepassing van een relatiefbuigslappe grondkering en hetgebruikvanstarreverankeringen,is een reductie van de momenten,berekend met de klassieke grond-druktheorie volgens Coulomb,met circa 30% acceptabel. Deankerkrachten nemen hierbij toemet eveneens circa 30%. Met heteindige-elementenprogrammaPLAXIS is ter controle van de inDuitsland gehanteerde bereke-ningsmodellen een analyse uitge-voerd. Onderzocht zijn het optre-den van deze boogwerking en degevolgen hiervan op het krachts-verloop in de staanders en deankers. Ook is rekening gehou-den met de gefaseerde uitvoeringdoor het ontgraven en hetaanbrengen van de drievoudigeverankering. Er is ook eenberekening gemaakt met hetprogramma Msheet, dat uitgaatvan de klassieke gronddruktheo-rie volgens Coulomb. Het modelhoudt echter geen rekening meteen gefaseerde uitvoering. Deresultaten van de berekeningenmet Msheet zijn vervolgensconform het CUR-rapport gere-duceerd c.q. verhoogd met 30%.F u n d e r i n gOp de bouwlocatie is een gesedimenteerde bodemopbouw aanwezig(stuwwal), met zeer hoge conusweerstanden. De parkeergarage is om diereden dan ook op staal gefundeerd.De maximale belasting die door de kolommen naar de fundering wordtovergebracht bedraagt 10 000 kN. Een numerieke analyse met PLAXISheeft aangetoond dat de funderingselementen (3,5 x 3,5 x 1,2 m3) elkaaronderling be?nvloeden. Bij de bepaling van het maximale draagvermogenis met deze negatieve interactie rekening gehouden.In verband met de door de opdrachtgever ge?iste opleverdatum van deaangrenzende traforuimte, is met de bouw hiervan gestart v??r hetontgraven van de bouwput. Om ongewenste zettingen te voorkomen is detraforuimte op palen gefundeerd. Bij de dimensionering hiervan isrekening gehouden met de horizontale belastingen die ontstaan door hetontgraven.7 | Berliner Wand, voor eendeel met spuitbetonrekenmodel moment in de ankerkracht ankerkracht ankerkrachtstaander MmaxF1 F2 F3(kNm) (kN) (kN) (kN)Duitsland 220 400 370 420PLAXIS 180 430 450 370Msheet *) 230 300 580 530*) de resultaten van Msheet zijn weergegeven na reductie c.q. verhoging met 30% conform CUR rapport 166Tabel 1| Vergelijking reken-modellen voor moment Mmaxen ankerkracht FC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 3 63De resultaten van de uitgevoerdeberekeningen zijn in tabel 1 weer-gegeven.De berekeningen uitgevoerd metPLAXIS zullen de werkelijkheidhet beste benaderen. Uit de resul-taten is echter te zien dat de bere-keningen uitgevoerd met hetDuitse model en PLAXIS quagedrag goed overeenkomen, deafwijkingen zijn acceptabel. Deresultaten van de met Msheet uit-gevoerde berekeningen, inclusiefde uitgevoerde correcties, wijkenduidelijk af. Dit is eenvoudig ver-klaarbaar doordat in dit modelgeen rekening wordt gehoudenmet de gefaseerde uitvoering vande bouwput. Een voordeel van hetDuitse rekenmodel is, dat dit zeerpraktisch is.De invloed van de bouwput op debelendingen is eveneens onder-zocht met PLAXIS. De analyseshebben aangetoond dat de addi-tionele vervormingen van debebouwing in de ordegrootte vanmaximaal enkele millimetersliggen, waardoor er geen schadeaan de belendingen is te verwach-ten (fig. 8). Tijdens de uitvoeringvan het project is het gedrag vande omgeving nauwlettend gecon-troleerd en hebben de metingende berekeningen bevestigd.U i t v o e r i n gTijdens de uitvoering van de par-keergarage is de volgende fase-ring aangehouden:- plaatsen van de BerlinerWand-profielen met tweeboorstellingen;- aanbrengen van de boorpalenvoor de traforuimte;- maken van de traforuimte;- ontgraven van de bouwputinclusief het aanbrengen vande houten balken, het spuitbe-ton en de groutankers (tijde-lijke functie);- storten van de poeren en destroken voor de fundering;- storten van de wanden per ver-dieping en het afsteunenhiervan naar Berliner Wand-profielen (foto 9);- aanbrengen van het prefabcasco en het dek (foto 10);- aanbrengen van de betonnenvloer op zand (laag -4);- aanbrengen van de druklaagop de kanaalplaatvloeren (laag-3, -2, -1);- maken van de roltrapzone, hetentreegebied en het trappen-huis aan de zijde van debebouwing;- bouwkundige afwerking.Direct naast de Berliner Wand iseen fundering op staal toegepast,bovendienzijnerdebelendingen.De Berliner Wand moest wordenaangebracht zonder dat er signifi-cante ontspanning van de grondzou optreden. Met sonderingentijdens de uitvoering is dit aspectgecontroleerd. De resultatenwarenzeerbevredigend:erisnau-welijks ontspanning opgetreden.Een randvoorwaarde bij de uit-voering was de moeilijke bereik-baarheid van de locatie: nagenoeg8 | Horizontale vervormin-gen van de Berliner Wand,berekend met PLAXIS.Vervormingen in mm9 | Berliner Wand alsverloren bekistingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBouwputtencement 1999 364al het materiaal en materieelmoest worden aan- en afgevoerdvanaf de oostzijde van de bouw-plaats. Na aanvoer van de prefabelementen zijn deze door een inde bouwput geplaatste 250 tonsrupskraan getransporteerd engemonteerd. De montage isgestart aan de zijde van de car-rousel en is per stramien van fun-dering tot en met het dek uitge-voerd. De laatste elementen zijngemonteerd met een mobielekraan, vanaf de oostzijde van debouwput.Met de uitvoering van de werk-zaamhedenisgestartinapril1997.Nadriemaandenisbegonnenmethet in het werk storten van funde-ring en wanden en in oktober metde montage van het prefab casco.Deopleveringhadplaatsbeginjuli1998. Door de gekozen uitvoe-ringsmethoden en de prefab con-structie heeft de uitvoering vandit project slechts 15 maandengeduurd en is de overlast voor deomgeving beperkt gebleven. Metde bouw van deze garage is voorhet eerst in Nederland een bouw-putvandezeomvangendiepteuit-gevoerd met een Berliner Wand.Bij de randvoorwaarden zoals inNijmegen, zeer goede zandgrondengeeninvloedvangrondwater,isde keuze voor de Berliner Wandzeer economisch gebleken. sL i t e r a t u u r1. CUR-rapport 166 ? Damwand-constructies. CUR, Gouda,1994 (2e druk).2.Empfehlungen des Arbeits-kreises `Baugruben'.Ernst & Sohn, Berlin, 1994(3. Auflage).Projectgegevensopdrachtgever:Gemeente Nijmegenadviseur bouwkunde:Bouwkundig adviesbureauJ.L. Croes bv, Nijmegenadviseur constructie:Bouwtechnisch adviesbureauJ.L.Croes bv, Nijmegenadviseur installaties:Raadgevend Technisch Bureau vanHeugten bv, Nijmegenadviseur geotechniek:Raadgevend IngenieursbureauInpijn-Blokpoel bv, Sonaannemer:Bouwcombinatie Kelfkensbos v.o.f.,(BV Aannemingsbedrijf Dubbers-Malden,Hillen & Roosen bv, Amsterdam, PhilippHolzmann AG, D?sseldorf)berliner wand:Heinsberger Grundbau GmbH,Heinsberg (D)prefab beton:Hurks Beton bv, VeldhovenP r e f a b r i c a g eVanwege de snelheid van bouwen en de hoge repetitiefactor is ervoor gekozen het casco uit te voeren in prefab beton.Het skelet bestaat uit kolommen, balken, wanden en kanaalplaten. De achthoekige kolommen zijn op de onderste ver-dieping vervaardigd in B 85.Het dek van de parkeergarage (verkeersklasse 45) wordt gevormd door lambda-liggers, voorzien van eenverzwaarde kop, die ter plaatse van de middenassen met een tandconstructie op een omgekeerde voorgespannen T-balkliggen (foto 11). Op deze wijze is met een constructieve hoogte van 1,1 m de onderzijde van de vloer volledig vlak. Overde lambda-liggers is een breedplaatvloer, inclusief druklaag, van 200 mm aangebracht.De parkeerlagen zijn uitgevoerd met voorgespannen kanaalplaten, dik 320 mm, met hierop een constructievedruklaag van 80 mm. De kanaalplaten liggen ter plaatse van de middenassen op een omgekeerde voorgespannen T-balk. Aan de andere zijde liggen de platen op een nok aan de buitenwand.Voor de buitenwand van de garage is een gewapende, in het werk gestorte 300 mm dikke betonwand toegepast. Hori-zontale belastingen die, na het vervallen van de functie van de Berliner Wand, op de buitenwanden aangrijpen, wordennaar de horizontale schijven, de vloeren, afgedragen. Bij de berekeningen van deze wanden en vloeren is uitgegaanvan een horizontale gronddrukco?ffici?nt van 0,38. De positie van de rijbaan, de in- en uitrit en de belastingen hebbenhet noodzakelijk gemaakt om op laag -1 ter plaatse van de in- en uitrit eveneens lambda-liggers toe te passen.10 | Aanbrengen prefabcasco met 250 tonsrupskraan11 | Montage per stramienvan fundering tot dek