De zachte bodem en hoge grondwaterstanden ingrote delen van ons land lijken kostenverhogend tewerken voor ondergronds bouwen. Extra bouwkos-ten kunnen bij een groot aantal toepassingen (deels)gecompenseerd worden door gebruik te maken vanopwaartse waterdrukken, die maken dat funderin-gen economischer kunnen worden uitgevoerd.Verder biedt de ondergrondse ruimte onder meerconstante omgevingscondities die toepassingenmogelijk maken waar gelijkmatige klimaatomstan-digheden vereist zijn, zoals bij de opslag van pro-ducten. Dat ondergrondse condities tevens tot eenenergiebesparing kunnen leiden, is een prettige bij-komstigheid.S t a t i o n s N o o r d / Z u i d l i j nDe nieuwe Noord/Zuid-metrolijn in Amsterdam,met een lengte van 9 km, verbindt de noordelijke enzuidelijke stadsdelen met het centrum (fig. 1). Hetdeel in het historische stadscentrum is een bijzon-der voorbeeld van hedendaags ondergronds bouwenin een stedelijke omgeving. De aanleg van de be-staande Oostlijn in de jaren `70 ging gepaard metbouwhinder en de sloop van veel gebouwen, wat tothevig verzet van de bevolking leidde. De aanleg vande nieuwe metrolijn moest, gezien de eerdere erva-ringen, op een andere wijze gebeuren. Zorg voor dehistorische bebouwing en een minimale overlastvoor de omgeving tijdens de bouw waren belangrijkerandvoorwaarden bij het ontwerp. Het gedeelte in debinnenstad wordt gekenmerkt door het kiezen voorspeciale bouwtechnieken. Voor de baanvakken is dateen relatief diep gelegen geboorde tunnel die hetstratenpatroon zoveel mogelijk volgt. Zo wordt deinvloedopdebebouwdeomgevingtoteenminimumbeperkt. De stations liggen eveneens op grote diepte.Deze zijn 15 - 25 m breed en 200 - 250 m lang. De ont-gravingen tot circa 30 m diepte worden uitgevoerdin weinig draagkrachtige grond met hoge grond-waterstanden. Het ontwerpen van een dergelijkstation is technisch gezien een grote uitdaging.Ontwerpfilosofie ondergronds bouwen in stedelijkeomgevingE?n van de belangrijkste aspecten van diepe stationsis de invloed die de aanleg ervan heeft op de omge-ving. De toelaatbare be?nvloeding op de omgeving iszeer beperkt. De stations zullen worden gebouwd ineen bouwput bestaande uit stijve, trillingsvrij ge?n-stalleerde diepwanden, die op vijf ? zes niveausworden gestempeld. Begonnen zal worden met eengroutstempel, waardoor de diepwanden reeds vanafA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pO n d e r g r o n d s b o u w e ncement 2001 36NIEUWE KANSEN BIJONDERGRONDSBOUWENir. J.C.W.M. de Wit, De Weger architecten- en ingenieursbureau bv, RotterdamIn ons drukbevolkte land wordt ruimte schaars en wordt gebruik van deondergrondse ruimte meer en meer gezien als de oplossing voor inpassings-vraagstukken in stedelijke gebieden en bij infrastructurele knooppunten.Bovendien kan de ondergrond uitkomst bieden in het bereikbaar houden vanonze stadscentra. In landelijke gebieden kan het wenselijk zijn de ondergrondop te zoeken om bijvoorbeeld horizonvervuiling tegen te gaan. Stijgendegrondprijzen zullen de economische haalbaarheid van ondergronds bouwenin de komende jaren verder vergroten. Vier voorbeeldprojecten brengen ver-schillende kansen voor een intensief en meervoudig gebruik van de schaarseruimte in beeld.1 | Overzicht trac?Noord/Zuid-lijn ondercentrum Amsterdamhet begin van de ontgravingsfase op een diep niveauworden gesteund. De diepwanden reiken tot in een25 ? 30 m dikke afsluitende kleilaag, zodat de bouw-put in den droge kan worden ontgraven. Bij twee sta-tions is deze kleilaag onvoldoende dik, zodat omopbarstenvandebouwputbodemtegentegaan,extramaatregelen nodig zijn. Gekozen is voor het onderverhoogde luchtdruk ontgraven van het diepe deelvan de bouwput. Is de bouwput op diepte dan wordtde betonconstructie aangebracht. De diepwandenmaken deel uit van de definitieve constructie.De invloed naar de omgeving is in beeld gebrachtdoor analyses met complexe EEM-modellen, waarinhet gehele bouwproces inclusief doorlooptijden be-schouwd wordt (fig. 2). Aan de hand van studies isde gevoeligheid van het ontwerp voor een grootaantal parameters vastgesteld. In een iteratief procesis uiteindelijk het stationsontwerp tot stand ge-komen.De gedefinieerde randvoorwaarden vanuit de bebou-wing zijn aan de hand van uitgebreide literatuur-studies tot stand gekomen en met aanvullendestudiesvoordeAmsterdamsesituatieuitgebreid.Alsonderdeel daarvan zijn alle panden langs het trac?ge?nspecteerd, eventueel gevolgd door een funde-ringscasco-onderzoek en indien nodig (preventief)funderingsherstel.Zowel vanuit de omgeving als vanuit het stations-ontwerp zijn alle relevante aspecten in beeld ge-bracht. Vanwege deze strenge randvoorwaarden,zeker wanneer deze worden bezien in verhoudingtot de afmetingen van de aan te leggen stations, isgekozen voor een uitbreiding van de ontwerp-filosofie. De in de literatuur bekende `observationalmethod' gaat uit van het principe dat tijdens deaanleg de be?nvloeding van de omgeving wordtgemeten. Op de stationslocaties wordt gemeten aande bebouwing (zakkingen, rotaties, rekken), debouwput (verticale en horizontale deformaties diep-wanden en stempelkrachten) en het grondmassiefnabij de bouwput (verticale en horizontale grondde-formaties).Deze aanpak houdt de mogelijkheid open om opbasis van de uitgevoerde metingen in een vroegstadiumdegehanteerderekenmodellentevalideren.Indien nodig kan zelfs tijdens de aanleg wordeningegrepen en kunnen aanvullende maatregelenworden genomen om de omgeving geen geweld aante doen. In de stationsontwerpen zijn deze mogelijkaanvullende maatregelen gedefinieerd in de vormvan voorspannen van de stempels, extra stempel-lagen enz.Beperken bouwhinderBij de bouw van de stations is bouwhinder onver-mijdelijk. Dus worden maatregelen genomen omdeze te minimaliseren. Bestaande verkeersstromenworden zoveel mogelijk in stand gehouden door eengefaseerde uitvoering van de diepwanden en het dekop de bouwput (wanden-dakmethode). Nadat diep-wanden en bouwputafdekking zijn gerealiseerd,wordt onder het dek verder ontgraven en de beton-constructie gebouwd. Op enkele locaties zijn com-penserende maatregelen nodig zoals een tijdelijkbusplatform bij het Centraal Station en brugverbre-dingen in de Vijzelgracht. Al deze werkzaamhedenzullen vooraf worden gegaan. Het verleggen van dekabels en leidingen, inmiddels in uitvoering, is eenproject op zich en dient onder dezelfde randvoor-waarden te gebeuren.Meervoudig ruimtegebruikVoor stations op grote diepte zijn bouwputten nodig.Bij enkele stations wordt de ruimte boven het per-rondeel niet door het project Noord/Zuidlijn inge-vuld. Omdat het gaat om potenti?le bouwvolumesvan 40 000 ? 50 000 m3is gezocht naar een bestem-ming van deze ruimten. Bij het station Rokin is eenondergrondseparkeergarageingepast;bijhetstationVijzelgracht wordt een bergbezinkbassin overwogen.K a n t o r e n c o m p l e x S c h i p h o l C e n t r u mDe groei van het luchtvaartverkeer is voor Schipholaanleiding om haar positie in Europa te versterken.Dit gaat gepaard met enorme bouwactiviteiten.E?n en ander is vastgelegd in het Masterplan dat eengroot aantal projecten omvat. De te realiseren uit-breidingen hebben betrekking op:? de luchthaven zelf, met aanpassing/uitbreiding/nieuwbouw van pieren, luchthavengebouwen enbagagekelders;? aanpassing infrastructuur, uitbreiding spoor-wegennet (verdubbeling spoortunnel) en wegen-stelsel (zoals voorrijwegen);? gebouwen voor kantoren en hotels, maar ookparkeergarages.Om deze plannen te realiseren, is intensief enmeervoudig ruimtegebruik noodzakelijk. SprekendA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pO n d e r g r o n d s b o u w e ncement 2001 3 72 | EEM-modellering diepestations.Ontwerp station Rokin;groutlaag ligt op circa30 m dieptevoorbeeldishetKantorencomplexSchipholCentrum(gebouwd op het vroegere parkeerterrein P4), waar-van de 1e fase is gerealiseerd in 1996. De 2e fase isin2000inuitvoeringgegaan(fig.3).De1efaseomvateen vijf lagen tellende deels ondergrondse parkeer-garage voor 3000 auto's en vier kantoortorens meteen totale vloeroppervlakte van ruim 30 000 m2.In de 2e fase worden 3000 parkeerplaatsen en vierkantoortorens toegevoegd. Bijzonder is dat de par-keerkelder aansluit tegen de NS-tunnel en er tweeparkeerlagen op de tunnel worden gebouwd. Bij deaanleg van de kelder moeten maatregelen voor despoortunnel worden getroffen. In de 1e fase zijn tij-delijke verankeringen aan de NS-tunnel gemaakt; inde 2e fase zijn tijdelijke schoorpalen in combinatiemet ontlastsleuven voorzien. Tijdens de bouw moetde treinenloop in de tunnel ongehinderd doorgangvinden. Gezien de strenge vervormingseisen wordtde tunnel daarom continu gecontroleerd op voorna-melijk horizontale bewegingen.Voor de bouw van de 1e fase is een bouwput gemaaktmet afmetingen gelijk aan de ondergrondse parkeer-garage, lengte 325 m, breedte 65 - 110 m en een ont-gravingsdiepte van circa 8,5 m. De bouwput bestaatuit verankerde damwanden en een onderwaterbeton-vloer met prefab betonnen trekpalen. Deze palenhebben ook tijdens de gebruiksfase een functie alsdrukpaal onder de torens en trek/drukpaal onder deparkeergarage.Omdevariatieinbelastingtekunnenopvangen is de constructievloer op de onderwater-betonvloer plaatselijk verzwaard uitgevoerd metpoeren en balken. Daardoor kunnen onder zwaarbelaste kolommen van de torens verschillende palenworden gemobiliseerd.Voor de 2e fase, waarmee onlangs is begonnen, heeftde aannemer een alternatief voor de fundering inge-diend. Nog steeds wordt uitgegaan van een bouwputmet damwanden en onderwaterbetonvloer met trek-palen. Maar ter plaatse van de zwaar belaste kolom-men uit de bovenbouw worden boorpalen met eendiameter van 1,2 en 2,0 m aangebracht om eendirecte belastingsafdracht mogelijk te maken. Daar-door kon de constructievloer op de onderwaterbe-tonvloer vlak worden uitgevoerd, wat een besparingin arbeidsgangen betekent en daardoor mogelijk ookin kosten.K a a s p a k h u i s N a g t e g a a l i nA l p h e n a a n d e n R i j nIn het kader van het Stimuleringsprogramma Inten-sief Ruimtegebruik (StIR) is een haalbaarheids-studie uitgevoerd naar een innovatieve kaasopslagen -distributie, uitgaande van een geheel geautoma-tiseerdeopslagenbehandeling.Ditkostbaresysteemis rendabel bij een volume van circa 10 000 ton kaas.In vergelijking met gangbare pakhuizen is veelminder ruimte vereist (tot circa 1/5e in optimaleomstandigheden) waardoor sprake is van een inten-sief ruimtegebruik. Het project is een initiatief vanTransportbedrijf A.Nagtegaal BV, ??n van de groot-ste kaastransporteurs van ons land. Om de 10 000ton rijpende kaas te kunnen opslaan, verwerken enuiteindelijk distribueren, is een bouwvolume vereistvan omstreeks 130 000 m3(l x b x h = 110 x 40 x 30 m3)voor de opslag en circa 13 500 m3(l x b x h = 60 x 15x 15 m3) voor verwerking en distributie (fig. 4 en 5).De locatie betrof een perceel op bedrijventerreinHeimansweterering, grenzend aan het Groene Hart.Het geldende bestemmingsplan laat op de overgangtussen landelijk gebied en bedrijventerrein eenbouwhoogte toe van 15 m. Door het gebouw voor eenaanzienlijk deel onder de grond aan te leggen, kanhieraan worden voldaan. In de studie zijn tal vanonderwerpen bekeken zoals vormgeving, construc-tie, installaties, interne bedrijfsvoering en financi?lehaalbaarheid.Het enorme volume van het pakhuis wordt ingevuldmet zelfdragende palletstellingen, waarin de kaas-A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pO n d e r g r o n d s b o u w e ncement 2001 383 | Overzicht kantoren-complex in bouw- eneindfase4 | Maquette kaaspakhuis5 | Dwarsdoorsnedekaaspakhuisboxen worden geplaatst. Om een gelijkmatig kli-maat, van eminent belang voor de rijpende kazen, tekunnen realiseren is een omvangrijke installatienodig. In dat kader is een ondergrondse aanleg inte-ressant in verband met de constante temperatuur.De vochtbelasting door de constructie is een aan-dachtspunt. Binnen het pakhuis is een technischelaag voorzien, van waaruit alle kaasboxen apartworden voorzien van luchtbehandeling. De pallet-stellingen, die op een vlakke ondergrond wordengeplaatst, hebben een hoogte van 20 tot 25 m envormen de constructie. Ze vormen de ondersteu-ningsconstructie van het dak en de wanden en ver-zorgen tevens de stabiliteit van het gebouw.Het grondprofiel ter plaatse is van grote invloed opde ondergrondse aanleg. Op de locatie is een circa 2m dikke ophooglaag aanwezig met daaronder een 9mdikpakketbestaandeuitkleienveenlagenenvanaf11 m onder maaiveld tot de verkende diepte een vastzandpakket (bij een volledig bovengrondse aanlegzou op deze laag gefundeerd worden).Indestudiezijnontwerpenvoordeenormebouwput(pakhuis 110 x 40 m2) ontwikkeld en met elkaar ver-geleken op technische eigenschappen en bouwkos-ten. Als verticale bouwputbegrenzingen zijnbeschouwd diepwanden en combiwanden/dam-wanden, horizontaal gesteund op twee of meerniveaus. Als horizontale bouwputbegrenzingen zijnbeschouwd onderwaterbeton met trekelementen eneen bodeminjectie met tijdelijke functie. Tevens isglobaal gekeken naar de toepassing van pneuma-tische caissons. Daarnaast is gevarieerd in aanleg-diepte van circa 16 m onder mv tot 11 m onder mv.Uit de kosten-batenanalyse bleek een hoger aanleg-niveautenkostevanenigeopslagcapaciteithetmeesthaalbaar. Deze variant bestaat uit gestempelde dam-wanden met een onderwaterbetonvloer met trek-elementen. De ondergrondse constructie wordt uit-gevoerd in gewapend beton, waarbinnen depalletstellingen worden geplaatst. De trekelemen-ten, die in de bouwfase het onderwaterbeton veran-keren, worden opgenomen in de definitieve con-structie en verzorgen het verticale evenwicht (fig. 5).De sterk vari?rende veranderlijke belasting in hetpakhuis(volofleeg)enhetrelatieflageeigengewichtvandepalletstellingenmakeneengroteaanlegdiepteminder interessant bij de gegeven grondopbouw.Grote opwaartse waterbelastingen worden te weiniggecompenseerd door de neerwaarts gerichte eigengewichtsbelastingen.Datdegrondopbouwbepalendis, blijkt uit het feit dat bij de aanwezigheid van eennatuurlijke afsluitende laag op circa 30 m onder mv(Eemklei in Amsterdam of de Kedichemlaag inRotterdam) juist een grote aanlegdiepte aantrekke-lijk zou zijn. In dat geval zou door een permanentepolderconstructie de verticale component komen tevervallen.O n d e r g r o n d s e O l i e o p s l a gInhavensmetoverslagisdaarvoorveelruimtenodig.Opslagbehoefte is enerzijds een gevolg van de on-balans in de aan- en afvoer in de transportketen,anderzijds is opslagruimte nodig om toegevoegdebewerkingen te kunnen doen of te beschikken overeen strategische voorraad. De opslag van grotehoeveelheden bulkgoederen, zoals olie, vergt veelruimte. Het concept van Ondergronds Olie0pslag(OOO) is ontwikkeld om per vierkante meter grond-oppervlak meer kubieke meters te kunnen opslaanzonder additionele kosten te veroorzaken perkubiekemeter,vergelekenmetconventioneleboven-grondse olieopslag.Het Samenwerkingsverband Bestaand RotterdamsGebied heeft geconcludeerd dat het OOO-principevoldoende aanknopingspunten biedt voor hetcre?ren van ruimtewinst. Een OOO-tank is eenronde tank bestaande uit betonnen diepwanden eneen onderwaterbetonvloer, ontworpen voor groot-schalige opslag (fig. 6). De afmetingen van de tankzijn groter dan die van de huidige bovengrondsetanks. Zo kan de diepte van een ondergrondse tank(orde 50 m) aanmerkelijk groter zijn dan de hoogtevan een bovengrondse tank. Om de constructie lichtte houden, is een lege OOO-tank steeds gevuld metwater. Dit water geeft steundruk tegen de wanden envoorkomt mede het opdrijven van een echt lege tank.Een OOO-tank kan daarom niet droog worden gezet.Bijzonder aan het concept is dat de olie op het waterdrijft. Wanneer olie wordt aangevoerd, wordt deze inen water uit de tank gepompt. Bij de afvoer van oliegaat dit tegengesteld. Het afgevoerde water wordtopgeslagen voor hergebruik binnen het systeem, ofhet wordt gereinigd voor het wordt geloosd. De los-en laadvoorzieningen van de ondergrondse tank zijndezelfde als bij een bovengrondse. Door het vulni-veau in de tank lager te houden dan het omliggendegrondwater, is er een permanent, naar binnengericht potentiaalverschil dat uitstroom van olie envervuild ballastwater moet voorkomen. Niettemincontroleerteenactiefmonitoringssysteemopdeaan-wezigheid van bodemverontreinigingen (op diepte)buiten de tank.Het grote voordeel van ondergrondse olieopslag tenopzichte van bovengrondse is de reductie in beno-digd grondoppervlak, niet alleen door de gunstigerafmetingen (diep in plaats van breed), maar ook doorde betere veiligheidsaspecten. Bij ondergrondseopslag nemen de risico's van brand en brandover-slag sterk af, waardoor ondergrondse tanks veeldichter bij elkaar geplaatst kunnen worden danbovengrondse tanks. Vergeleken met bovengrondsetanks is een theoretische reductie van 75% van hetareaal aan bovengrondse opslag mogelijk, overeen-komend met zo'n 300 ha binnen het Rotterdamsehavengebied. A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pO n d e r g r o n d s b o u w e ncement 2001 3 96 | Ontwerp ondergrondseolieopslagtanks
Reacties