C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGrondmechanicacement 2002 5 67Voor verschillende doeleindenwordtbijdeNoord/Zuidlijnmoni-toring toegepast:? als controle van de aannemerop contractueel vastgelegdevervormingsgrenswaarden;? als onderdeel van het IBBS(Integraal Boor BesturingSysteem), om de on-line moni-toringsgegevens uit de omge-ving te gebruiken voor dezettingsminimaliserendebesturing van de Tunnel Boor-machine (TBM) en voor deinteractieve bewaking van deontgravingswerkzaamhedenvan de diepe bouwputten;? als juridische bewijslast terbeoordeling van schadeclaimsvoor vervorming c.q. schade,gerelateerd aan de bouwpro-cessen van de Noord/Zuidlijn.A a n b e s t e d i n g m o n i t o r i n gBij het project Noord/Zuidlijn isdoor dIVV (dienst InfrastructuurVerkeer en Vervoer) Amsterdamgekozen voor een separate aanbe-steding van de monitoringswerk-zaamheden, los van de hoofdcon-tracten voor de bouwwerkzaam-heden. Deze constellatie heeft alsvoordeel dat ruim voor de aanvangvan de bouwwerkzaamheden albegonnen kan worden met demonitoring, terwijl tevens eenonafhankelijke informatiestroomwordt gegarandeerd door eenpartijdiemonitoringtothaarkern-activiteit rekent. Het monitorings-contract omvat het detailontwerp,deinstallatieenhetonderhoudvaneen geautomatiseerd on-line mo-nitoringssysteem voor de ge-bouwen en de grond. Ter controleis het aangevuld met traditionelehandmatige meetsystemen. Dewerkzaamhedenvandeaannemerbestaan uit het digitaal aanleverenvan de meetresultaten op contrac-tueel vastgelegde frequenties enbinnen contractueel vastgelegdemeetnauwkeurigheden.De monitoringsopdracht is doordIVV Amsterdam gegund aan deFrans-Nederlandse combinatieSOLDATA/GRONTMIJ vof.I n v l o e d s z o n eDe `green field' zettingspredictieswordengebruiktomvasttestellenop welk gebied langs de route hetbouwproces invloed heeft. Dit zo-genaamde invloedsgebied is ge-definieerd als het gebied waar zet-tingen groter dan 1 mm wordenvoorspeld(fig.1).Huizenofdelenvan huizen die zich binnen deinvloedszone bevinden, zullenon-line worden gemonitord methet geautomatiseerde monito-ringssysteem voor de gebouwen.Circa 1500 gebouwen staan in hetinvloedsgebied van de bouwwerk-zaamheden voor de Noord/Zuid-lijn.S t a b i e l e r e f e r e n t i e p u n t e nOm absolute metingen te verkrij-gen worden de vervormingsme-tingen binnen het invloedsgebiedgerelateerd aan stabiele meet-punten, niet onderhevig aan ver-vormingen. Hiervoor zijn negen-tien ondergrondse merken in denabijheid van het Noord/Zuid-lijntrac? ge?nstalleerd. Deze refe-rentiepunten bevinden zich bui-ten de invloedszone, worden ge-fundeerd in de tweede en derdezandlaag en zijn tevens ge?nte-greerd in het meetboutennet vanAmsterdam.O n - l i n e m o n i t o r i n g s -s y s t e e m v o o r g e b o u w e nHet on-line monitoringssysteembestaat uit 75 vol-automatische`total stations': computergestuur-de theodolieten, die circa 5500meetprisma's continu inmeten.Demeetprisma's(vierpergebouw)en de total stations (fig. 2) wordenop de voor- en zijgevels van degebouwen binnen de invloeds-On-line vervormingsmonitoring van gebouwen in AmsterdamHet ademen van constructiesonder seizoensinvloedenDipl.-Ing. H. Netzel, Adviesbureau Noord/Zuidlijn / Witteveen + Bos / TU Delft, faculteit Bouwkundeir. F.J. Kaalberg, Adviesbureau Noord/Zuidlijn* / Witteveen + Bos* Adviesbureau Noord/Zuidlijn is een samenwerkingsverband van Witteveen+Bos,Haskoning/de Weger en Ingenieursbureau Amsterdam.Ongeveer 3,8 km van de Noord/Zuidlijn in Amsterdam wordt aangelegdonder het historische stadscentrum. Op diepten vari?rend tussen 20 en 31 monder het maaiveld worden twee tunnels geboord met een diameter van 7 m.Als gevolg van het boorproces of door de bouw van de drie tussenliggendediepe stations kan de grond vervormen. Het nauwlettend monitoren en bewa-ken van de invloed van deze grondvervormingen op belendende gebouwen,bruggen, kabels en leidingen is een belangrijk aspect bij het ontwerp en de uit-voering van de Noord/Zuidlijn, met als doel minimalisering van de be?nvloe-ding van de omgeving.1 | Invloedsgebied met devoorspelde zettingslijnenvoorspelde zettingvan 1 mmC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGrondmechanicacement 2002 568zone bevestigd. De locaties zijnzodanig over het gehele trac? ver-deeld, dat elk meetprisma doorten minste ??n total station kanworden ingemeten, in het zicht-bereik van circa 75 m binnen devereistenauwkeurigheid.Door??ntotal station worden 50 ? 100 pris-ma's ingemeten. Ze zijn verbon-denmeteendatalogger,diededataverzamelt en via een radioverbin-ding naar het hoofdkantoor vande monitoringsaannemer stuurt.De total stations zijn opgedeeldin groepen van maximaal vier in-strumenten en vormen zo eengeodetisch netwerk. Het on-linemeetsysteem bepaalt de x,y,z-ver-vormingen van de prisma's.Voor de monitoring van degebouwen zijn drie periodengedefinieerd, die zich onder-scheiden in de vereiste meetfre-quentie:BasismonitoringVoor informatie over het natuur-lijke vervormingsgedrag van degebouwen als gevolg van tempe-ratuur, vochtigheid, zonder in-vloed van de aanleg van de Noord/Zuidlijn.Lagefrequentie:elkevieruur een meting.ProcesmonitoringActieve monitoringsperiode ge-durende de uitvoering. Hoge fre-quentie: rondom de boortunnelselk uur een meting.Close out-monitoringMonitoring van zettingseffectenop lange termijn tot circa ??n jaarna de bouwactiviteiten. Lage fre-quentie.Naast het on-line monitorings-systeem van de gebouwen, hetzogenoemde primaire systeem,wordt een secundair systeem opde panden ge?nstalleerd. Dit sys-teem bestaat uit traditionele meet-bouten die onderaan de voorge-vels worden bevestigd. Het sys-teem zal worden gebruikt voorcontroledoeleinden door hand-matige meting van de verticalevervormingen. In het geval vanproblemen met het primaire, ge-automatiseerde meetsysteem kandit systeem voor back-up zorgen.D a t a m a n a g e m e n t m e t h e tG I S - s y s t e e mVoor het effici?nt gebruik van deverkregen gegevens tijdens deuitvoering is een snelle toegangtot de grote hoeveelheid data es-sentieel. Hetzelfde geldt voor demogelijkhedenomdegegevensteinterpreteren. Door de opdracht-gever is een GIS-systeem ontwik-keldvoorarchivering,snelleinter-pretatie en visualisering van demeetgegevens v??r, tijdens en nade uitvoering van de bouwwerk-zaamheden (fig. 3).HetGIS-systeemisgekoppeldmeteen database, die speciaal door deopdrachtgever is ontworpen voorde eisen van dit omvangrijkemonitoringsproject. De structuurvan het GIS-systeem en de data-base maken gebruik van uniekecodesomelkemonitoringssensorte identificeren. Elke sensor is inhet GIS-systeem digitaal vastge-legd op de locatie waar hij is ge?n-stalleerd. Het GIS-systeem be-waakt of alle data op tijd van demonitoringsaannemer wordenontvangen en visualiseert eventu-ele problemen in de datastroomdoor middel van zogenaamde`reading availability plots'.R e s u l t a t e n b a s i s -m o n i t o r i n g s p e r i o d eHet afgelopen jaar is begonnenmet de installatie van het gehelesysteem. Van een gedeelte van depanden zijn al monitoringsresul-taten van het natuurlijk vervor-mingsgedragbeschikbaar.Onder-staand is een representatief ge-bouw bij het toekomstige stationCeintuurbaan uitgelicht.De installatie van het gebouw-monitoringssysteem rondom dediepe bouwput voor de aanleg vanmetrostationCeintuurbaanisreedsin juli 2001 gestart. In figuur 4 zijnineenplattegronddelocatiesvandeacht total stations weergegeven.Deze vormen een geodetisch net-werk en monitoren circa 600 pris-ma's, gefixeerd aan de belendendegebouwen binnen het invloeds-gebied. Ondergrondse merken zijnals referentiepunten buiten hetinvloedsgebied geplaatst.De resultaten van de eerste tienmaanden basismonitoring vangebouw A zijn vervolgens geana-lyseerd en weergegeven. GebouwA is een representatief Amster-damsmetselwerkgebouwvanvierverdiepingen, gefundeerd op hou-ten palen in de eerste zandlaag.De meetfrequentie in de basis-monitoringsperiode is vier uur.Er worden dus zes metingen perdag, respectievelijk per sensordoor de aannemer aan de op-drachtgeverdigitaalviaISDN-ver-binding aangeleverd. De dataworden bij Adviesbureau Noord/Zuidlijn automatisch in de data-base opgeslagen en kunnen metbehulp van het GIS-systeem di-rect gevisualiseerd worden.opdrachtgeveraannemer monitoring monitoring databaseon-line aanlevering archivering en opslagmonitoringdata ! monitoringdatain digitale vorm (logging en alarmfuncties)2 | Gebouwmonitoring: viermeetprisma's op eengebouw (a) en een totalstation (b)3 | Datamanagement metGIS4 | Plattegrond gebouw-monitoring rondomstation Ceintuurbaana bC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGrondmechanicacement 2002 5 69De in figuur 5 weergegeven x,y,z-vervormingswaarden over deperiodeaugustus2001?mei2002zijn relatieve waarden ten opzich-te van de mediaan over de eersteweek van de basismonitoringspe-riode. De temperatuur wordt cen-traal in Amsterdam gemeten.De diagrammen van figuur 5vertonen een duidelijke relatietussen de temperatuur en de ver-vormingen: de trendlijn van detemperatuur volgt nagenoeg dievan de vervormingen. Daaruit iste herkennen dat voor het be-schouwde pand nauwelijks eenabsolute natuurlijke zakking op-treedt over de meetperiode. Devervormingen zijn voornamelijkafhankelijk van de temperatuur.De vervormingen vertonen fluc-tuatiesrondomdetrendlijn,dieteverklaren zijn door de dagelijksetemperatuurveranderingen.Figuur 6 geeft de stijging van debeschouwde meetsensor met toe-nemende temperatuur tijdenseen warme zomerdag weer.Figuur 7 toont de vervormings-cyclus tijdens een koude dag. Dekleinere dagelijkse vervormings-verschillen op een koude dag (ca.0,5 mm) zijn gerelateerd aan deduidelijk kleinere temperatuur-verschillen op de koude dag( T = 4 ?C), in vergelijking met dewarme dag (ca. 1 mm voor een Tvan 12 ?C ).C o n c l u s i e sDe meetresultaten van de eerstemaanden bevatten belangrijkeinformatie over het natuurlijkevervormingsgedragvandegebou-wen, waardoor trendlijnen kun-nen worden afgeleid, afhankelijkvan de dagelijkse en seizoensge-bonden temperatuurverschillen.De informatie over de optredendevervormingen in de basismonito-ringsperiode dient als uitgangs-punt voor de zettingsbewakingtijdens de bouw van de Noord/Zuidlijn. L i t e r a t u u r1. Netzel, H., F.J. Kaalberg,Settlement Risk Managementwith GIS for the AmsterdamNorth/South Metroline. Pro-ceedings of the world tunnelcongress 1999, Norway.2. Netzel, H., F.J. Kaalberg,Settlement risk assessmentfor the North-South Metro-line in Amsterdam. CIRIAConference The response ofbuildings to excavationinduced ground movement,London 2001.3. Netzel, H., F.J. Kaalberg,Monitoring of the North/South Metroline in Amster-dam. CIRIA Conference Theresponse of buildings toexcavation induced groundmovement, London 2001.4. Kaalberg, F.J., V. Hentschel,Tunnelling in soft soil withhigh waterlevel and pilefoundations: Towards thedevelopment of settlementorientated and settlementminimizing TBM control.Proceedings of the worldtunnel congress 1999,Norway.-4-3-2-1012308-06-0100:00:0028-07-0100:00:0016-09-0100:00:0005-11-0100:00:0025-12-0100:00:0013-02-0200:00:0004-04-0200:00:0024-05-0200:00:0013-07-0200:00:00Y(mm)-40-30-20-100102030temperatuur[?C]'0607101400301'Temperatuurtrend vervorming prismatrend temperatuur1.5mm18oC-1-0,8-0,6-0,4-0,200,20,40,60,8127-07-01 02:38:24 27-07-01 07:26:24 27-07-01 12:14:24 27-07-01 17:02:24 27-07-01 21:50:24Z[mm]10152025303540temperatuur[?C]prism '0607101400303''temperatuur'z-vormingsverschil