jhr.ir.LH. op ten Noort, c.i., lidONRIlid ingenieurs- en architectenbureauop ten Noort-BlijdensteinDe rioolwaterzuiveringsinstal-laties te Elburg en LeeuwardenU.D.C. 624.953.012.4:628.35Betonnen reservoirs voor de zuivering van rioolwater door biologische werkingInleidingDe rioolwaterzuiveringsinstallaties te Elburg en te Leeuwarden (in het artikel verder aan-geduid met R.W.Z.), werden gelijktijdig ontworpen. De definitieve plannen kwamen omstreeks1961 gereed. Hoewel reeds lang daarvoor de realisering van deze installaties was voor-bereid, duurde het, zoals gebruikelijk is voor deze grote projecten, nog geruime tijd voordatmet de bouw kon worden begonnen.Nu de installatie te Elburg ruim een jaar in bedrijf is, terwijl de installatie te Leeuwardenwaarvan de bouw in 1966 werd begonnen, in ruwbouw grotendeels gereed is, doet zich demogelijkheid voor de toegepaste bouwtechnieken en de daarmee opgedane ervaringen metelkaar te vergelijken.Eerst volgen enige algemene gegevens van beide installaties:De R.W.Z. Elburg {foto 1), gebouwd voor rekening van de daartoe samenwerkende gemeen-ten Doornspijk, Elburg, Ermelo en Oldebroek, verwerkt het afvalwater van 100 000 inwoner-equivalenten met een maximum capaciteit van 1 800 m3per uur. De installatie bestaat inhoofdzaak uit twee voorbezinktanks, twee oxydatiebedden, een beluchtingstank, twee na-bezinktanks en twee slibgistingstanks, en verder slibdroogvelden en de benodigde dienst-gebouwen. Als bijzonderheid kan vermeld worden dat het water door vijzelgemalen in tweetrappen wordt opgepompt, namelijk eenmaal voor de voorbezinktanks en eenmaal voor deoxydatiebedden; de opvoerhoogten zijn resp. 4,75 m en 5,75 m. De installatie is ?ets tennoorden van Elburg gelegen aan het Veluwe-randmeer, waarin ook het effluent wordtgeloosd.De aanbesteding vond plaats in september 1962 en de stichtingskosten hebben ca.f 6 000 000 bedragen (exclusief transportriolen).De R.W.Z. Leeuwarden (foto 2) wordt gebouwd ?n opdracht van de gemeente Leeuwarden,ter behandeling van het afvalwater van 176 000 inwoner-equivalenten met een maximumcapaciteit van 5 100 m3per uur. De installatie bestaat in hoofdzaak uit twee voorbezinktanks,vier beluchtingstanks, acht nabezinktanks, twee indiktanks, twee slibgistingstanks en verderslibdroogvelden en de benodigde dienstgebouwen. Het water wordt door een vijzelgemaal6,35 m opgevoerd, zodat het daarna onder vrij verval de gehele installatie kan door-lopen. De installatie is gesitueerd in het oostelijk deel van de gemeente. Het terrein wordtdoorsneden door een waterloop, de Potmarge genaamd. Op het noordelijk terreingedeelte isde zuiveringsinstallatie in uitvoering; het zuidelijk terreingedeelte, dat bestemd is voor deaanleg van de slibdroogvelden, zal door middel van een vaste brug verbonden worden met1 foto: K.L.M. AerocartoSituering R.W.Z. Elburg?Interieur Nijlpaardenhuis in Artis,?Amsterdam|vrch.: M.Kamerling (Publ. Werken|kmsterdam, afd. Bouwwerken)loto: J. de RuiterCement XX (1968) nr. 7 2532Overzicht tijdens de bouw R.W.Z.Leeuwardenfoto:Aero-Camera, Rotterdamhet andere terreingedeelte. Het effluent wordt te zijner tijd via een ca. 600 m lange afvoer-leiding op de Wijde Greuns geloosd, aangezien de dichterbij gelegen Potmarge hiervoor teweinig opname-capaciteit bezit.De installatie is aanbesteed in november 1965 en de totale stichtingskosten inclusief grond-ophogingen, aan- en afvoerleidingen en andere bijkomende werken worden geraamd op ca.f 15 000000.Constructie en bouw van de beide installatiesBij beide installaties is voor de wanden van de ronde bezinktanks, de slibgistingstanks en degashouderkuip gekozen voor de uitvoering in voorgespannen beton. Hieraan werd de voor-keur gegeven boven het traditionele gewapend beton, omdat niet alleen materiaalbesparingwordt verkregen, doch tevens het optreden van krimpscheuren wordt voorkomen. Dit laatstemoet, speciaal met het oog op het contact met het agressieve rioolwater, van wezenlijkbelang worden geacht.Een vergelijkend overzicht van de constructie van de beide installaties volgt hieronder:TerreingesteldheidR.W.Z. ElburgHet terrein is met zand uit het Veluwe-rand-meer opgespoten tot N.A.P. +1,40 m.Onder de aanwezige klei- en veenlagen isop ca. N.A.P. --1,60 m zand aanwezig inlosse pakking en op ca. N.A.P. --6,00 m devaste zandlaag, met sondeerwaarden van100 kgf/cm2.FunderingenR.W.Z. ElburgBezinktanks en dergelijke zijn gedeeltelijkvia grondverbetering gefundeerd op de zand-laag op N.A.P. --1,60 m. De slibgistings-tanks zijn eveneens op N:A.P. --1,60 m ge-fundeerd, waarbij de zandlaag echter metbehulp van de 'R?ttelmethode' tot N.A.P.--6,00 m is verdicht. De oxydatiebedden enandere hoog aangelegde onderdelen zijn ge-fundeerd op palen, reikende tot N.A.P.--6,50 m.SlibgistingstanksR.W.Z. Elburg2 stuks; inw. diam.: 15,75 mwandhoogte: 16,80 mwanddikte: 0,20 mtotale inw. hoogte: 21,00 m(z?e fig. 4)Uitgevoerd in voorgespannen beton als volgt:wand voorgespannen door middel van Freys-sinetkabels 1205 in beide richtingen.Gemiddelde drukspanning bij geheel gevul-de tank: 10 kgf/cm2, zowel in horizontale alsin verticale doorsneden.R.W.Z. LeeuwardenHet terrein is met ca. 2 m zand opgespo-ten tot F.Z.P. +2,00 m. In verband met eenaanwezige veenlaag van ca. F.Z.P. --1,00 mtot --4,00 m, zijn verticale zanddrainagestoegepast, ter bespoediging van de conso-lidatie van de zettingen. De vaste zandlaagmet sondeerwaarden groter dan 300 kgf/cm2bevindt zich op F.Z.P. --10,20 m.R.W.Z. LeeuwardenAlle onderdelen, behalve de aan- en afvoer-leidingen, zijn voorzien van een paalfunde-ring, reikende tot F.Z.P. --10,50 m.Toegepast zijn voorgespannen betonpalenmet een draagvermogen van resp. 40, 50 en90 tf.R.W.Z. Leeuwarden2 stuks; inw. diam.: 17,25 mwandhoogte: 15,60 mwanddikte: 0,25 mtotale inw. hoogte: 26,00 m{zie fig. 3 en 5)Uitgevoerd in voorgespannen beton als volgt:wand voorgespannen met Freyssinetkabels1207 in beide richtingen.Gemiddelde drukspanning bij geheel gevuldzijnde tank: in horizontale doorsneden 10kgf/cm2en in verticale doorsneden 15 kgf/cm2.Cement XX (1968) nr. 72544Doorsnede slibgistingstanks Elburg5Doorsnede slibgistingstanks Leeuwarden6Slibgistingstanks Elburg in uitvoering7Slibgistingstanks Elburg gereed8Bekisting, wapening en Dywidag-voorspanstaven van koepel slibgistings-tank LeeuwardenDe wand ?s star verbonden aan de vloer;door de hellende vloer blijven de inklem-mingsmomenten hier beperkt.De onderrandbalk en koepelrandbalk zijngespannen met Freyssinetkabels 1207.De koepelhelling bedraagt 15?; de koepelzelf is niet voorgespannen; de opdrijvendekracht tegen de koepel wordt opgenomendoor vier voorgespannen kolommen onderde koepel, die verankerd zijn in de vloer.Uitvoering van de wanden met behulp vanUniform-bekistingselementen, afm. 60x120cm2.Hoogte per stoffi 3,60 m; later teruggebrachttot 2,40 m.Tijdsduur tussen de opeenvolgende storten:3-4 weken. Foto 6 toont de in uitvoeringzijnde tanks.Afbouw van de tanks met isolatie in verbandmet het slibgistingsproces bij een tempera-tuur van 30 ?C:- koepel: bimsplaten, kurken dakbedekking;- wand: kurkplaten, spouw en steensmuur.Foto 7 toont de gereed zijnde tanks.De wand is star verbonden aan de hellendevloer.De onderrandbalk en koepelrandbalk zijnvoorgespannen met Freyssinetkabels 1207.De koepelhelling bedraagt 45?; deze afwij-king ten opzichte van de installatie te Elburgis gebaseerd op nadere inzichten ten aan-zien van de afvoer van de drijflaag in degistingstanks. De opdrijvende kracht tegende koepel wordt opgenomen door een voor-spanning in de koepel zelf, bestaande uitDywidagstaven 026 in radiale richting enFreyssinetkabels 1205 rondgaande over on-geveer de halve koepelhoogte (zie foto 8).Uitvoering van de wanden in glijbekistingmet hydraulische vijzels en klimstaven; detussenwand in de tweede tank is op dezewijze direct meegegleden (z?e fofo 9).Uitvoeringstijd voor het glijden van de tankzonder tussenwand ca. 31/2 etmaal (gemid-delde stijgsnelheid ca. 4 m per etmaal), vande andere tank ca. 4? etmaal. Uitvoeringvan de koepels: gestort op een onderbekis-ting; geen bovenbekisting gebruikt.Afwerking van de tanks:wanden ge?soleerd met 4 cm styrofoampla-ten, omgeven door een halfsteens wand tus-sen betonstijlen. Koepeldaken afgewerkt metkurkkanaalplaten en dakbedekking.Foto 10 toont de in ruwbouw gereed zijndegistingstanks, met de voor de afwerking be-nodigde steiger.Cement XX (1968) nr. 7 2559Inbrengen van voorspankabels in wandslibgistingstank Leeuwarden, tijdens hetglijden10Slibgistingstank Leeuwarden vrijwelgereedBezinktanksR.W.Z. Elburg- 2 Voorbezinktanks:diameter 28,60 mwandhoogte 1,90 mwanddikte 0,15 m- 2 Nabezinktanks:diameter 34,60 mwandhoogte 2,40 mwanddikte 0,15 mDe vloeren hebben voldoende dikte om hetopdrijven bij lege tank en maximum grond-waterstand tegen te gaan,De voorgespannen betonwanden zijn alsvolgt uitgevoerd:- Alleen horizontaal rondgaande voorspanningdoor middel van Freyssinetkabels 1205.Een glijdende voeg verbindt de wand met devloer ter voorkoming van ?nklemmingsmo-menten.Afvoergoot in prefab-elementen lang ca.2,50 m, waartussen kitvoegen, en geplaatstop prefab-consoles, welke consoles voor hetstorten van de wand in de bekisting zijn ge-plaatst. Foto 12 toont een overzicht van devoorbezinktank met gemonteerde goot.Overige onderdelenR.W.Z. ElburgGashouderkuip met in beide richtingen voor-gespannen wand.R.W.Z. Leeuwarden- 2 Voorbezinktanks:diameter 28,60 mwandhoogte 2,75 mwanddikte 0,17 m- 8 Nabezinktanks:diameter 30,80 mwandhoogte 2,00 mwanddikte 0,17 mDe opdrijvende kracht tegen de vloer bij legetank wordt opgenomen door de paalfunde-ring.De voorgespannen betonwanden zijn alsvolgt uitgevoerd:Alleen horizontaal rondgaande voorspanningdoor middel van Freyssinetkabels 1205.Een glijdende voeg verbindt de wand met devloer (zie fig. 11).Afvoergoot in prefab-elementen lang ca. 2,50m, welke in het werk tot een stijve ring zijnaaneen gestort en geplaatst op in de wandopgenomen prefab-consoles.De foto's 13 en 14 geven een overzicht vande uitvoering van deze tanks.R.W.Z. LeeuwardenGashouderkuip met in beide richtingen voor-gespannen wand.11Detail doorsnede wand voorbezinktankLeeuwarden12Voorbezinktank met gemonteerde afvoergootte ElburgCement XX (1968) nr. 725613Wapening en voorspanning wandnabezinktank Leeuwarden14Nabezinktanks Leeuwarden in uitvoeringTwee indiktanks met horizontaal voorge-spannen wand en vast aangestorte afvoer-goot.Langwerpige beluchtingstanks uitgevoerd ingewapend beton, waarbij de wanden vanverticale dilatatievoegen zijn voorzien.De vormgeving van deze tanks en de voor-zieningen ten behoeve van de stroomomke-ring zijn bepaald aan de hand van model-proeven door het Waterloopkundig Labora-torium te Delft.Foto 15 geeft een overzicht van een gereedzijnde beluchtingstank. De foto's 16 en 17geven nog een indruk van overig betonwerkvan de installatie.Betonsamenstelling en uitvoeringGezien het agressieve milieu van een rioolwaterzuiveringsinstallatie, moeten aan het uit tvoeren betonwerk hoge kwaliteitseisen worden gesteld. Hierbij spelen onder meer de vogende factoren een rol:? goede gradering en samenstelling van het mengsel, speciaal voor de moeilijk te st?rteonderdelen;? keuze van een geschikte hulpstof, waarmee een goede verwerkbaarheid en een lage wateicementfactor kan worden verkregen;? detaillering en vormgeving afgestemd op praktijkeisen;? deskundige uitvoering.Voor alle beton is hoogovencement toegepast. Voorts zijn alle met water, slib of gas in aarraking komende oppervlakken gefluateerd. Enkele onderdelen worden nog extra bescherm'door een teer-epoxy laag.Als hulpstof aan de betonspecie werd voor de installatie te Elburg Pozzoiith voorgeschreverDeze keuze werd in hoofdzaak bepaald door de eigenschappen: goede verwerkbaarheid blage water-cementfactor en de mogelijkheid het cementgehalte te verlagen en daarmee dkrimp te verminderen bij vrijwel gelijkblijvende sterkte.15Beluchtingstank Leeuwarden in ruwbouwgereedCement XX (1968) nr. 7257Oxydatiebedden in gewapend beton, metprefab-wandplaten tussen de in het werkgestorte kolommen.Rechthoekige beluchtingstank in gewapendbeton, maar met voorgespannen koppelbal-ken en luchtkanaal.16Hoofdvijzelgemaal Leeuwarden inaanbouw17Retourslibvijzel Leeuwarden metleidingen tussen nabezinktanks enbeluchtingstankIn hoofdzaak is van vier mortelsamenstellingen gebruik gemaakt:a. waterkerend werk:325 kg cement/m3beton; 214 gr. Pozzolith 3 L/100 kg cement;b. voor te spannen werk:350 kg cement/m3beton; 266 gr. Pozzolith 8/100 kg cement;c vloeren bezinktanks:300 kg cement/m3beton; 150 gr. Pozzolith 8/100 kg cement;d. overig werk:300 kg cement/m3beton; 214 gr. Pozzolith 3 L/100 kg cement.Zoals bekend heeft Pozzolith ook een vertragende werking; deze bleek echter niet altijdconstant te zijn, wat soms tot uitvoeringsmoeilijkheden leidde. Welke factoren hier dan in hetspel waren, viel veelal niet te achterhalen.Een moeilijkheid blijft ook altijd de juiste dosering van de hulpstof op de betoncentrale,vooral wanneer deze centrale normaal met een andere hulpstof werkt, of hier in het geheelniet op is ingesteld.Als hulpstof aan de betonspecie voor de installatie te Leeuwarden is Cerinol (Deitermann)gekozen, dit op verzoek van de aannemer, die met deze plastificeerder goede ervaringenhad opgedaan, en waarmee ook op het werk te Leeuwarden goede resultaten zijn bereikt.Voor de in glijbekisting uitgevoerde wanden van de gistingstanks is toegepast Cerinol-2,dosering 0,5% van het cementgewicht. Voor de overige onderdelen is toegepast Cerinol -B.V., dosering 0,1% van het cementgewicht.In hoofdzaak wordt van drie mortelsamenstellingen gebruik gemaakt:a. waterkerend werk: 350 kg cement/m3beton;b. voor te spannen werk: 375 kg cement/m3beton;overig werk: 325 kg cement/m3beton.De levering geschiedt via de betoncentrale; de gradering van de toeslagmaterialen is hierbijover het algemeen bevredigend, zodat ook wat dit betreft voldaan wordt aan een voorwaardeom werk van goede kwaliteit te verkrijgen.Tijdens de bouw opgedane ervaringenSlibgistingstanksDe uitvoeringsmethode van de wanden van de slibgistingstanks te Elburg, waarvoor de aan-nemer Uniform-panelen had gekozen, was niet ideaal. Tijdens de uitvoering bleek het nood-zakelijk de hoogte per stort van 3,60 m terug te brengen tot 2,40 m, wegens ondervondenmoeilijkheden bij het storten en verdichten van het beton. Een bezwaar bleef echter het vrijtrage tempo, waardoor het niet mogelijk bleek deze onderdelen zodanig in het schema in tepassen, dat overwinteren van een half gerede wand kon worden voorkomen.Bij het spannen bleek dat roestvorming in de kabelomhullingen er de oorzaak van was datde berekende verlengingen niet konden worden bereikt. Doorspoeling met de emulgeerbareDromusolie verhielp dit euvel. Voor de later uitgevoerde onderdelen, die niet kort na hetgereedkomen gespannen zouden kunnen worden, werden daarom de kabelkanalen terbescherming al direct met Dromusolie doorgespoeld.Bovengenoemde ervaringen hebben er onder meer toe geleid voor de uitvoering van de wan-den der gistingstanks te Leeuwarden, glijbekisting voor te schrijven. Ondanks de voor hetglijden benodigde voorbereidingstijd is met deze methode toch een snellere uitvoering ver-kregen, en is het beton van betere en gelijkmatigere kwaliteit dan bij een traditioneleuitvoeringsmethode.Het storten van de vrij steile koepels van de tanks te Leeuwarden is na rijp beraad en na hetvervaardigen van een proefgedeelte, uitgevoerd op alleen een binnenbekisting. Een puntvan overweging was hier, dat bij een dubbele bekisting vrijwel geen zicht op het werk zouoverblijven. Het resultaat heeft aan de verwachtingen voldaan; slechts een enkele stortnaadbleek bij beproeving van de tank niet voldoende dicht. Deze plekken zijn gedicht door hetinjecteren onder hoge druk van een kunststofmortel.Cement XX (1968) nr. 7 25818Vijzelgemaal 2e trap, op de voorgrondeen der beide voorbezinktanks te ElburgBezinktanksBij de uitvoering van de op een glijdende voeg geplaatste wanden van de bezinktanks teElburg bleek, dat vooral bij warm weer, bij het niet gelijkmatig rondom aanaarden van eengereedzijnde wand, de neiging ontstond tot het optreden van ongewenste horizontale ver-plaatsingen. Aangezien de wand in een sponning op de vloer geplaatst was, konden dezeverplaatsingen echter geen hoge waarde bereiken. De Uniform-bekistingspanelen, die ookvoor de wanden van deze tanks gebruikt werden, hadden het bezwaar dat ter plaatse van dein te bouwen consoles met de nodige pas- en vuistukken moest worden gewerkt. Bij de opmaat gemaakte bekistingsschotten voor de bouw van de wanden van de bezinktanks teLeeuwarden doet zich het laatstgenoemde probleem niet voor.Gebleken is ook dat voor de vervaardiging van later in te bouwen prefab-elementen, stalenbekistingsmallen gebruikt moeten worden, hetgeen voor de goten en consoles voor debezinktanks te Leeuwarden dan ook is gebeurd. Bij uitvoering in houten mallen blijken er tevaak ontoelaatbare maatverschillen op te treden.Nadere beschouwing van beide objectenBij een vergelijking tussen beide objecten komen zowel ontwerp en detaillering als ook deuitvoering aan de orde. Aangezien tijdens de uitvoering zo nodig details nog wel kunnenworden aangepast, maar van het ontwerp als geheel in de regel niet meer zal wordenafgeweken, is het van belang dat dit laatste gaaf en weldoordacht ?s, ook ten aanzien vanconsequenties voor de uitvoering. Het ontwerp dient derhalve onder meer volgens een regel-matig stramien te worden opgezet, met zoveel mogelijk repetitie van gelijke elementen. Bijde vrij grote installatie te Leeuwarden is hieraan dan ook veel aandacht besteed. De detail-lering zal gericht moeten zijn op het tot stand brengen van werk met een gosde kwaliteit, entevens zodanig dat geen onnodig onderhoudswerk wordt ge?ntroduceerd.Enkele ervaringen opgedaan bij de bouw van de installatie te Elburg, konden in het ontwerpvan de installatie te Leeuwarden nog worden verwerkt, zoals:? wanddikte van de voor te spannen wanden van de bezinktanks niet te gering kiezen, in ver-band met storten en trillen van het beton.? gewijzigde constructie van de voegen tussen de gootelementen van de bezinktanks doormiddel van aanstorten in plaats van kit.? het projecteren van een mangat met kruipgang in de vloer van de slibgistingstanks, dit voorde bereikbaarheid tijdens bouw en montage.Uiteraard zijn nog meer ervaringen verwerkt, veelal echter op het gebied van de montageder mechanische installaties.Bij de uitvoering is duidelijk het belang gebleken van een goed opgezet werkschema, waarinook de door de diverse onderaannemers en installateurs te verrichten werkzaamheden zijnverwerkt. Voor de bouw van de installatie te Leeuwarden is hiertoe door de aannemer eennetwerkplanning opgezet, waarvan veel profijt wordt ondervonden, ook al omdat de conse-quenties van de altijd in het werk noodzakelijk blijkende verschuivingen, daardoor beterkunnen worden overzien.Het meest opvallende uitvoeringsverschil tussen de beide installaties is de wijze van hetoptrekken van de wanden van de gistingstanks. Hier is in de praktijk een aanzienlijk voordeelgebleken van de uitvoering met een glijbekisting, zowel wat betreft tijdwinst als wat betreftde kwaliteit van het gemaakte werk, waardoor de aannemer, naar het zich Iaat aanzien, veelkosten voor nabehandeling bespaard zijn gebleven.De uitvoering van de koepels op de gistingstanks van de installatie te Leeuwarden, met eenhelling van 45?, vergde meer voorbereidingstijd voor het aanbrengen van de bekisting,wapening en voorspanning, dan was voorzien. Dit is evenwel meer te wijten aan het ontwerpdan aan de uitvoeringsmethode. Voor dit laatste werd, zoals reeds gezegd, gekozen voor eenmethode met een enkele bekisting, gezien de opgedane ervaring waarschijnlijk de beste ensnelste methode onder de gegeven omstandigheden.Voor een volgende installatie zou het overweging verdienen de gistingstanks zuiverings-technisch zodanig te ontwerpen dat de vloeistofspiegel geheel vrij kan blijven van het dak.Dit dak zou dan bijv. als een flauw gebogen koepel, of een kegel met geringe helling, opeenvoudige wijze kunnen worden uitgevoerd.Adviseurs en aannemersZuiveringstechnisch ontwerp van beide installaties: Rijksinstituut voor Zuivering van Afval-water te Voorburg;Uitwerking, detaillering en directievoering: ingenieurs- en architectenbureau op ten Noort-Blijdenstein te Utrecht;Advies inzake voorgespannen beton: Ingenieursbureau Bouvy, Van derVlugt en Van der Niette Scheveningen;Uitvoering bouwwerken R.W.Z. Elburg: Bataafsche Aanneming Mij N.V. te Arnhem;Uitvoering bouwwerken R.W.Z. Leeuwarden: Schrale's Beton- en Aannemings Mij N.V. teGroningen.Cement XX (1968) nr. 7 259