? utiliteitsbouw ? uitvoeringstechniek ? funderingening.5.Doornbos, Terracon Funderingstechniek bv, NieuwendijkHet nieuwe hoofdkantoor van de Generale Bank Nederland (voorheen Credit LyonnaisBank Nederland, CLBN) aan de Blaakte Rotterdam is een slank, 105m hooggebouw. Eenelf verdiepingen tellend, vrij van het maaiveld gelegen bouwdeel, de zogenoemde 'bus-sle', en een Onder het gehele gebouwen het voorterrein gelegen, 10 m diepe kelder zijnverder opvallende elementen aan het ontwerp.In Cement 19.96, nr. 1, is reeds over de constructieve aspecten van dit project gepubli-ceerd. In dit artikel wordt nader ingegaan op hettrillingsvrij inbrengen van prefab beton-palen, toegepast onder een deel van het gebouw.TRILLINGSVRIJINBRENGENVANPREFABBETONPALENCD Hoofdkantoor Generale Bank Neder-land te Rotterdam. De lage aanbouwwordt inhet artikel 'bussie' genoemdCEMENT1996/5Het kantoorgebouw (foto 1) is geprojecteerdin een kwetsbare omgeving. In de directeomgevingbevinden zich de oost-westmetro-tunnel, een hoofdleiding van de stadsver-warming en het uit 1665 daterende, karak-teristieke Schielandhuis.Hethoofdgebouw kon voorhetgrootste deelop Vibropalen worden gefundeerd. De palenvoorde 'bussie' en de permanent op trek be-laste palen onder de kelder dienden echter,in verband met de gevoelige omgeving, tril-lingsvrij te worden ingebracht. Hiervoorwerdgekozen voor het systeem Terrason, be-staande uiteen voorgespannen prefab kern,die aan de onderzijde metzand-cementmor"tel wordt omhuld.Werkwijze van de TerrasonpaalEen boorbuis van IZ! 508 x 25 mm (= inwen-diglZ! 458 mm) met een schroefspiraal toteen uitwendige maat van IZ! 650 mm, wordtmet een zware boortafel op diepte gebracht.De boorbuis is aan de onderzijde voorzienvan een waterdicht afsluitende 'verloren'boorpunt met bajonetsluiting.In de boorbuis wordt een voorgespannenprefab betonnen paal 320 x 320 mm2(dia-gonaal 452 mm en dus juist passend) neer-gelaten. Hiertoe is de paal voorzien van eenhijsanker in de kop van de paal.Vervolgens wordt erin de buis een vooraf be-paalde hoeveelheid vloeibare zand-cement-mortel gepompt. De hoeveelheid is zodanigdat de prefab kern van de paal in zijn defini-tieve vorm met vloeimortel wordt omringdover dat deel van de paal in de zandlaag,waaraan positieve kleef wordt ontleend.Hierna wordt de buis aan de bovenzijde her-metisch afgesloten en wordt er hoge(Iucht-)druk op de vloeimortel aangebracht.Vervolgens wordt de buis rechtstandig ge-trokken (bij hoge weerstand eventueel lichtrechtsdraaiend) totdat de bovenzijde van dedraagkrachtige laag is bereikt. De druk op devloeimortel blijft hierbijvoortdurend gehand-haafd, waardoor de ruimte die door het om-hoog trekken van de spiraal ontstaat, on-middellijk met de vloeimortel wordt gevuldtot de doorsnede van de spiraal, 650 rnm.Hierbij wordt het overtollige aanmaakwatervan de vloeimortel in de omringende zandla-gen geperst en wordt tevens een maximalecontactdruk tussen grond en paal gereali"seerd. Boven de draagkrachtige lagen wordtde boorbuis linksom teruggedraaid, waar-door de grond van de spiraal 'afloopt' en bo-venop de mortel tegen de prefab paalkernwordt gedrukt, waardoor de druk op de nogverse mortel gehandhaafd blijft.Nadat de boorbuis geheel getrokken is, is depaal gereed.ProefbelastingsresultatenBij de ontwikkeling van het paalsysteem, isdoor Terracon en Betonson, in samenwer-king met Fugro, een proefprogramma opge-steld voor het bepalen van het last-zettings-gedrag en de paalklassefactoren. Hiertoewerden twee proefpalen gernstaileerd ophet terrein van Betonson te Son, waar te-vens een grote hoeveelheid ballast beschik-baar was. De prefab betonnen kernen wer-den aan de buitenzijde voorzien van meet-buizen IZ! 25 mm, waardoor tijdens belastende paalvoetzakking onafhankelijk van depaalkopzakking kon worden geregistreerd.13? utiliteitsbouw ? uitvoeringstechniek ? funderingenTabel 1Bodemopbouw ter plaatse van het bouwterrein10 1214 161820N.A.? ..t.1, .. I@ Sondering- conusweerstand in MPa- - - plaatselijke wrijving In MPaUit de proefbelastingsresultaten is een ge-middelde paalpuntfactor (lp = 0,9 gevon-den, wat geheel in overeenstemming is methetgeen in NEN 6743 voor in de grond ge-schroefde paalsystemen is voorgeschreven.Door de hoogte van de paalvoet (H > 20)bedraagt f3 = 1,0.Voor de wr?ving werd (ls = 0,006 gevonden,wat enigzins l?kttegen te vallen ten opzichtevan NEN 6743, die voor geschroefde paal-systemen met groutinjectie (ls = 0,009voorstelt. Dit was mede het gevolg van hetfeit dat de vloeimortel t?dens het trekkenvan de boorbuis onbedoeld niet onder een14luchtdruk van 1000 kPa bleek te z?n gehou-den, maar uitsluitend onder atmosferischedruk werd gehandhaafd.Deze hierdoor enigzins wat lagere wr?vings-factor wordt overigens gecompenseerd,enerzijds dooreen relatiefgrote omvang vande paalvoet (n' 0,65 m= 2 m), waardoorzowel de puntweerstand als de wr?ving ho-ger zullen z?n, anderz?ds door eventueeleen iets dieper paalpuntniveau (indien trek-belasting maatgevend is). Overigens wordtde luchtdruk van 800 ? 1000 kPa overdrukop de vloeimortel momenteel standaardtoegepast.OntwerpUitwerking van het constructieve ontwerpleidde tot maximaal optredende paaIbelas-tingen van 1700 kN drukb? de 'bussie' en tot400kN semi-permanente trek b? de kelder.Deze laatste waarde liepin de uitvoeringsfa-se tijdel?k op tot 500 kNo Gelet op de maxi-maal optredende krachten, werden de pre-fab betonnen paalkernen uitgevoerd in B 65en voorzien van tien voorspanstrengen 0 9,3mm (FeP 1860). Dit leverde een bl?vendevoorspanning op van 5 Njmm2, overeenko-mendmeteen voorspankrachtvan ruim 500kNo Hierdoor treedt in de kern in de uitvoe-ringsfase nogjuist geen betontrekspanningop en resteert in de gebruiksfase een gerin-ge betondrukspanning, waardoor de voor-spanstrengen permanent beschermd bl?-ven tegen corrosie door eventueel agressiefgrondwater.De palen z?n opbasisvan de optredendebe-lastingen en de resulaten van het grondon-derzoek door de geotechnisch adviseur vanhet project, Joustra Geomet bv, gedimensio-neerd op grond van de uit de proefbelastingbekende paalklassefactoren. Daarnaastdiende rekening te worden gehouden metgereduceerde conusweerstanden door deontlastende ontgraving tot plaatsel?k circa12 m b? de kelder.Een en ander leidde daarb? tot een paal-puntdiepte vari?rend van NAP - 22,5 m totNAP ~ 23,5 m, waarb? de maximaal optre-dende trekbelasting tot 500 kN uiteraardmaatgevend was. Een kenmerkende sonde-ring is weergegeven in figuur 2, de bodemop-bouw in tabel 1.UitvoeringsapectenDe palen werden aangebracht meteen Hita-chi KH-180 GLG hei-jboorstelling (foto 3).Deze stelling is uitgevoerd met een ver-zwaarde makelaar en uitgerust meteenboortafel met een draaimoment van 250kNm.T?dens hetaanbrengen van de stalen dam-wand voor de bouwkuip van de kelder en ookt?dens de uitvoeringvan deVibropalen, werdbekend dat zich ter plaatse van het gebouwomvangrijke funderingsresten bevonden toteen diepte van circa 6 m onder maaiveld(foto 4).Hierdoormoesten alle locatiesvan de palenworden voorgeboord. Dithad plaats met de-zelfde boorstelling, die hiertoewas uitgerustmet een speciale rotsboor (foto 5). Door hethoge draaimoment en de capaciteit van deboorstelling konden deze funderingsresten,plaatsel?k bestaande uit 2 m dik metsel-werk, vr?wel zonder problemen worden voor-geboord.De gehele uitvoering is geschied vanaf eenwerkniveau op circa NAp, overeenkomendmet circa 3,5 m onder het gemiddelde be~staande maaiveld (peil gebouw ligt op NAP +3,77 m) en ruim 8 m boven het ontgravings-niveau c.q. onderkant fundering op maxi-maal NAP - 8,36 m ofwel circa 12 m onderhet oorspronkel?ke maaiveld.Voor deze kelder werd een damwandkuiprondom de bouwput aangebracht, waarnatot ophet werkniveau op circa NAPwerd ont-graven. Vanaf dit niveau werden de palenaangebracht.CEMENT1996j5Het paalsysteem leent zich uitstekend tothet aanpassen van de benodigde paalleng-te,juist daar waar hetafkapniveau ver onderhet werkniveau is gelegen.Nadat de boorbuis vanaf NAP tot een dieptevan NAP - 23 m iS ingeboord, wordt een pre-fab betonpaal met een lengte van 15,5 m inde boorbuis neergelaten. De bovenkant vande prefab paal reikt daarbij tot NAP-7,50 m,waarmee voldoende steklengte in de funde-ring is gewaarborgd.Na het vervaardigen van de palen kan totruim NAP- 7,0 m worden ontgraven zonderdat rekening behoeft te worden gehoudenmet aanwezige palen.N.b. Voorkeldervloeren oftunnelbakken die'in den natte' worden ontgraven en met on-derwaterbeton worden uitgevoerd, kunnende prefab betonnen kernen van inwendigeribbels worden voorzien voor aanhechtingvan de palen aan het onderwaterbeton.Ten slotteBij het betreffende deel van de paalfunde-ring van het bankgebouw kwamen de voor-delen van de palen volledig tot hun recht- trillingsvrije inbrengmethode;-korte uitvoeringstijd doorrelatiefhoge dag-productie;- capaciteit om zowel grote druk- als trek-krachten op te kunnen nemen;- aanpassing van de paal/engte bij toepas"sing van kelders, waardoor tevens snel/eren eenvoudiger grondwerk mogelijk is;- hoge kwaliteit door toepassing van eenvoorgespannen prefab betonnen paal-kern;- economisch paalsysteem ten opzichte vanvergelijkbare alternatieven.? Aanbrengen TerrasonpalenDoor bovengenoemde voordelen is de toe-passing van de Terrasonpalen zeer succes-vol gebleken, niet al/een voor het in ditartikelgenoemde kantoorgebouw, maar inmiddelsook voor zeer uiteenlopende projecten waareen gevoelige omgeving (petrochemischefabrieken, monumenten, woon- en werkom-geving), optredende trekkrachten (hoog-spanningsmasten, kadeconstructies in hetkadervan dijkverzwaringlangs de grote rivie-ren) of de uitvoeringsmethode (onderwater-beton bij tunnels en/of kelders) de keuzevan het paalsysteem bepalen.?oAanwezig metselwerk? Rotsboor voor het voorboren door met-selwerkCEMENT1996/515