Veel kademuren in Amsterdam zijn meerdere eeuwen oud en niet ontworpen op het huidige, intensieve gebruik. Sommige zijn aan het eind van hun technische levensduur en andere beginnen schade te vertonen. Om de kades programmatisch te vernieuwen, heeft de gemeente een bijzondere aanbesteding op de markt gebracht: het Innovatiepartnerschap Kademuren (IPK). De gemeente zocht hierbij naar marktpartijen die innovaties ontwikkelen voor het duurzaam vernieuwen van haar kades, nu en in de toekomst. Koningsgracht is één van de drie partners die gemeente Amsterdam heeft geselecteerd om hun eigen aangedragen concept door te ontwikkelen en in uitvoering te brengen.
Behoud historische binnenstad met Koningsgracht
Innovatiepartnerschap Kademuren (3): Koningsgracht
1 Brouwersgracht Amsterdam, circa 1930, bron: Nederlands Instituut voor Militaire Historie / Wikimedia Commons
1
38? CEMENT 6 20 22
In totaal is voor zo'n 200 km kade-
muren met voorrang actie nodig.
Het aanpassen van deze kademuren, die
voor een groot deel in de historische binnen-
stad liggen, is complex vanwege de beperkte
werkruimte op het land en het water. De
omgeving, met bomen, woonboten en onder-
grondse voorzieningen, zoals kabels en lei -
dingen, speelt hierbij een belangrijke rol. Bo-
vendien is de bereikbaarheid tijdens de
bouwwerkzaamheden een belangrijk thema.
Vernieuwde werkwijze
Vanuit technisch oogpunt bestaat de nieuwe
kade uit een betonnen L-wand op palen (fig. 2).
Deze oplossing is op zichzelf traditioneel en
bekend. De bijzonderheid zit hem in de uit-
voeringsvolgorde en de industriële en modu -
laire wijze van bouwen, waarbij de oplossing
ter plaatse wordt samengesteld. Door de be-
tonnen wand af te werken met metselwerk
bekleding en een natuurstenen afdekking, is
er aan de buitenzijde geen verschil te zien
met andere, oude Amsterdamse kades. Bijzonder is verder dat bij het aan-
brengen van de L-wand en fundering in de oude constructie ook gebruik wordt gemaakt
van de aanwezige constructie. Gebruikelijk
in Nederland is om constructies van onder
naar boven te bouwen: eerst de fundering,
dan de constructie en als laatste de afbouw.
Om deze werkwijze bij een kademuur toe te
passen sloop je normaal eerst de bestaande
constructie en schoon je vervolgens de wer-
kruimte op. Daarna kun je de fundering
aanbrengen waarop je vervolgens de nieuwe
kademuur bouwt.
Kade bereikbaar door gebruik
sleufkist
Met de gebruikelijke methoden duurt het
zeker twintig jaar voordat de kademuren
zijn onderzocht en hersteld of vernieuwd.
Bij traditionele sloop van een kademuur
ontstaat bovendien langdurig een bouwput
die reikt tot ongeveer de gevel van de achter-
gelegen panden. Dit betekent dat het verkeer
de gehele kade niet meer kan gebruiken en
dat achterliggende panden niet bereikbaar
zijn. Door dit bouwproces anders in te rich-
ten kan de benodigde werkruimte en daar-
mee de hinder sterk worden beperkt.
ING. HANS
DOORNBOS MSC
Ontwerpleider Constructief
Royal HaskoningDHV
ING. HENK
MAASKANT
Ontwerpleider Materieel
BAM Infra Nederland auteurs
Veel kademuren in Amsterdam zijn meerdere eeuwen oud en niet ontworpen op het huidige,
intensieve gebruik. Sommige zijn aan het eind van hun technische levensduur en andere beginnen schade te vertonen. Om de kades programmatisch te vernieuwen, heeft de
gemeente een bijzondere aanbesteding op de markt gebracht: het Innovatiepartnerschap Kademuren (IPK). De gemeente zocht hierbij naar marktpartijen die innovaties
ontwikkelen voor het duurzaam vernieuwen van haar kades, nu en in de toekomst.
Koningsgracht is één van de drie partners die gemeente Amsterdam heeft geselecteerd om hun eigen aangedragen concept door te ontwikkelen en in uitvoering te brengen.
CEMENT 6 2022 ?39
Daarnaast zorgt een traditioneel bouwpro-
ces door bijvoorbeeld heiwerk voor risico's
voor gevoelige belendingen. Daarom kiest
Koningsgracht voor trillingsvrije technieken.
Als een kademuur staat, is er een zekere mate
van stabiliteit. Zolang er geen activiteiten op
de kade plaatsvinden die het evenwicht ver-
storen, is er geen reden om aan de stabiliteit
te twijfelen. Zo past men bij vervanging van
rioleringen vanuit een vergelijkbare gedachte
vaak een sleufkist toe, waarmee de grond aan
weerszijden van de riolering stabiel wordt ge-
houden. In een brainstormsessie is het idee in-
gebracht om ook bij de vervanging van ka-
demuren een sleufkist toe te passen, direct
achter een bestaande kademuur. Hierdoor
kan de grond achter de kade veilig worden
verwijderd tot op de bestaande vloer van de
kade (fig. 3). De sleufkist zorgt voor stabili-
teit waardoor het werkterrein vrijwel direct
buiten de sleufkist eindigt. In de sleufkist
kunnen casings voor de nieuwe fundatiepa-
len worden aangebracht. Na deze fase wordt
een nieuwe vloer voor de nieuwe L-wand
op de bestaande oude vloer aangebracht,
terwijl de oorspronkelijke gemetselde kade-
muur nog steeds op zijn plek staat maar nu onbelast. Op de nieuwe vloer wordt grond
in juten bigbags aangebracht als tijdelijke
grondkering. Op het moment dat deze tijde-
lijke grondkering functioneert, wordt de
sleufkist verwijderd.
Vervolgens wordt de oorspronkelijke
kademuur gesloopt, de nieuwe funderings-
palen geplaatst (trillingsvrij) en de nieuwe
kademuur aangebracht. Door deze nieuwe
kademuur constructief te koppelen aan de
eerder gerealiseerde vloer, wordt de L-wand
compleet gemaakt. Als de verbinding gereed
is, wordt de grond direct achter de nieuwe
kademuur aangevuld en de kade afgebouwd
en klaar gemaakt voor gebruik. De juten big-
bags blijven in de grond achter, waarbij het
juten op termijn verteert.
Rekenkundige onderbouwing
Alle bouwfasen zijn met Plaxis- en SCIA-
modellen rekenkundig gecontroleerd (fig. 4
en 5). Daarbij is gefocust op twee uitdagingen:
de grenzen van de geotechnische capacitei-
ten van de ondergrond en de reststerkte van
de bestaande constructie. De echte draagkrachtige lagen in Am-
sterdam bevinden zich op grote diepte. Aan
de waterbodem nabij de bestaande kademuur
kan maar weinig horizontale draagkracht
2 De nieuwe kade bestaat uit een betonnen L-wand op palen 3 Ingegraven sleufkist (ontgraven tot op vloer)
ARTIKELENSERIE
Over het Innovatiepartnerschap Kade-
muren verschijnt in Cement een serie van
vier artikelen. Het eerste artikel 'Innova-
tie het toverwoord' is een toelichting op
het Innovatiepartnerschap' (Cement
2022/5). Het tweede artikel ('Kade van
de toekomst') gaat over de combinatie
Kade 2.020 (Cement 2022/5). Het artikel
op deze pagina's is het derde artikel en
gaat over de combinatie Koningsgracht.
Het vierde, nog te verschijnen artikel
gaat over de combinatie G-Kracht.
2
3
40? CEMENT 6 20 22
worden ontleend. De bestaande constructies
stammen uit het midden van de 19e eeuw en
het is niet exact bekend wat de opbouw is en
wat de technische staat is. Dat heeft ertoe
geleid dat er veel schematiseringen en bere-
keningen zijn opgesteld voor een goede onder-
bouwing voor de werkvolgorde, opbouw en
sterkte van de nieuwe constructie. De conclu-
sie is dat de meeste traditionele kademuren
in Amsterdam met de gekozen bouwmethode
kunnen worden vervangen.
Bouwwijze
Om de stad tijdens de werkzaamheden be-
reikbaar te houden en vanwege de beperkte
werkruimte, werkt combinatie Koningsgracht
volledig vanaf de gracht. Hiervoor is specifiek
materieel ontwikkeld. Twee werkpontons
zijn de basis voor de werkzaamheden (fig. 6).
Deze pontons zijn klein waardoor ze bijna
overal in de Amsterdamse binnenstad te ge-
bruiken zijn en smal genoeg om ook het
vaarverkeer door de grachten niet te hinde-
ren. Beide pontons zijn in grote lijnen gelijk
en daardoor uitwisselbaar. Enkel de opbouw
en het soort apparatuur verschilt. Alle trans-
porten van en naar de werkpontons gaan
over water. Eén ponton is voorzien van een
speciaal ontwikkeld frame om de sleufkist te plaatsen en leeg te graven. Het verplaatsen
van grond gaat via transportbanden naar
beunbakken. Vanaf hetzelfde ponton worden
voorbereidingen getroffen om palen aan te
brengen en om in de sleufkist het eerste ge-
deelte van de vloer van de nieuwe kademuur
te realiseren.
Voor het aanbrengen van de palen zelf
is apparatuur nodig die op de tweede ponton
staat. Om de pontons niet qua positie te hoe-
ven verwisselen, is ervoor gekozen eerst de
betonvloer van de nieuwe kademuur met
casings erin te maken. De nieuwe funderings-
palen kunnen dan in een latere fase dóór die
casings worden aangebracht. Ook de palen
en de voorwand van de nieuwe kade worden
vanaf het tweede ponton geplaatst. De voor-
wand wordt daarna aan de betonvloer ge-
koppeld waardoor een L-wand ontstaat.
Deze is vervolgens naar wens af te werken.
Praktijkproeven
Om verschillende onderdelen van het uit -
v
oeringsproces onder werkelijke omstandig -
heden te doorlopen, zijn er al enkele prak -
tijkproeven uitgevoerd, waaronder op de
Herengracht. Beproefde onderdelen waren
het aanbrengen van de sleufkist en het onder
water storten van de nieuwe betonvloer ter
4 Plaxis-model aanbrengen palen en slopen kademuur
5 Plaxis-model ontgraven sleufkist
Door het
ingraven van
een sleufkist
direct achter een
bestaande kade-
muur, kan de
grond achter
de kade veilig
worden verwij-
derd tot op de
bestaande vloer
van de kade
4 5
CEMENT 6 2022 ?41
6 De werkzaamheden worden uitgevoerd vanaf twee werkpontons
SAMENWERKINGSVERBAND
KONINGSGRACHT
De combinatie Koningsgracht
bestaat uit Royal HaskoningDHV
en BAM Infra Nederland. In deze
combinatie heeft Royal Hasko-
ningDHV uitgebreide gebieds- en
ervaringskennis, diepgaande uit-
voerings- en materieelkennis is
geborgd bij BAM Infra Nederland.
Beide partijen hebben in meerdere
projecten voor gemeente Amster-
dam samengewerkt en kennen de
gemeentelijke organisatie goed.
Waarom de naam Koningsgracht?
Die koninklijke naam ontbrak in
Amsterdam nog als grachten-
naam!
6
plaatse van een in slechte staat verkerende
kade. Dit juist voordat de kade met een
t
ra ditioneel bouwproces vervangen zou wor-
den. Tijdens deze praktijkproef zijn rond
de bouwlocatie vervormingen gemeten.
Deze bleken zelfs ruim lager dan vooraf
ing
eschat. Bij deze proef was nog geen mate -
rieel inzetbaar
op pontons; alle werkzaam-
heden hebben vanaf het land plaats
-
g
evonden. Hiermee is gebruik van de weg
achter de kade tijdens de werkzaamheden
gesimuleerd. Gebruik van zwaar bouwmate-
rieel heeft tijdens de proef niet geleid tot
meetbare deformaties.
Standaardisering
De werkmethode kent een hoog repetitief
karakter en leent zich goed voor modulair
bouwen. Het ontwerpteam denkt goed na
over de aan te houden routines, de in te
bouwen marges en de standaardisatie van
constructiedelen en oplossingen. Door het gebruik van een sleufkist en
het transport over water zijn de toelaatbare
afmetingen van constructiedelen relatief
beperkt. Om dit goed in te delen, is elke kade ingedeeld in secties. De secties kunnen
onderling qua detaillering naar wens ver-
schillen om te handhaven voorzieningen of
toekomstige maaiveldinrichtingen te inte-
greren. Er wordt uitgegaan van standaard
-
elementen
voor de kademuur met een leng-
te van 3,7 m, langs de kade gemeten.
Daarnaast worden paselementen met een
kortere lengte gebruikt.
Elke sectie bestaat uit een prefab voorwand,
een prefab gedeelte voor de nieuwe vloer,
twee ter plaatse te storten delen van de
nieuwe vloer en een paalstramien (fig. 7). De
prefab-betonnen onderdelen zijn redelijk
standaard. Bijzonder is de mogelijkheid voor
het toepassen van meerdere paalconfigura-
ties in zowel de prefab voorwand als in de
vloer. Om toch te kunnen standaardiseren
worden hiertoe in de wand meer openingen
voor fundatiepalen aangebracht dan voor
het aantal palen nodig is. Dit geeft vrijheid
om paallocaties per sectie aan werkelijke
omstandigheden aan te passen. Per sectie is gekozen voor een traditio-
nele opzet voor het palenplan. Binnen een
sectie mogen de hart-op-hartafstanden
42? CEMENT 6 20 22
tussen de palen zelfs tijdens realisatie nog
worden aangepast volgens een vooraf bere-
kend schema (fig. 8). Flexibiliteit in het ont-
werp is nodig omdat in de Amsterdamse
ondergrond vaak sprake is van onvoorziene
obstakels en oude (paal)fundaties. Voor de koppeling van de prefab voor-
wand op de al eerder gestorte vloer van de
nieuwe L-wand wordt uitgegaan van zoge-
naamde T-heads, om optimale flexibiliteit te
houden. De T-heads vormen een qua maat-
voering flexibele koppeling tussen de prefab
voorwand en de vloer van de L-wand (fig. 9).
Voor de koppeling van de palen aan de be-
tonconstructie zijn ringen aan de palen
voorzien en ribbels in de casings in de be-
tonvloer. De ruimte tussen de palen en de
casings wordt gevuld met constructief beton
(fig. 10). Parametrisch ontwerp en
industriële aanpak
Alle onderdelen van de nieuwe kade kunnen
dankzij de gekozen standaardisering vooraf
tot in detail worden uitgewerkt op basis van
een parametrisch ontwerp. Als de geometrie
van de nieuwe kade bekend is, wordt de in -
deling in secties gekozen. Het streven is om
alle afzonderlijke onderdelen per sectie vol -
ledig geautomatiseerd uit te werken tot
werktekeningen. De prefab onderdelen worden op
korte afstand van de bouwplaats, in een
prefab-betonfabriek, gemaakt. Deze ge
-
c
onditioneerde industriële aanpak komt
ten goede aan de kwaliteit. Daarnaast wor-
den energie en materiaal hierdoor zo opti-
maal mogelijk gebruikt. Dit sluit aan bij de
duurzaamheidsgedachte. Vanuit de
Voor de
vervanging
van kades is
specifiek mate-
rieel ontwikkeld
om alle werk-
zaamheden
vanaf de gracht
uit te voeren
7 3D impressie van de nieuwe kade
7
CEMENT 6 2022 ?43
Situatie 01
Situatie 04
Situatie 07
Situatie 10
Situatie 13
Situatie 16
Situatie 19
Situatie 22
Situatie 25
Situatie 28
Situatie 31
Situatie 34Situatie 02
Situatie 05
Situatie 08
Situatie 11
Situatie 14
Situatie 17
Situatie 20
Situatie 23
Situatie 26
Situatie 29
Situatie 32
Situatie 35 Situatie 03
Situatie 06
Situatie 09
Situatie 12
Situatie 15
Situatie 18
Situatie 21
Situatie 24
Situatie 27
Situatie 30
Situatie 33
Situatie 36
Alle onderdelen
van de nieuwe
kade kunnen
dankzij de
gekozen stan -
daardisering
vooraf tot in
|detail worden
uitgewerkt op
basis van een
parametrisch
ontwerp
8
8 Schema voor de plaatsing van de palen
prefab- betonf abriek worden de afzonder -
lijk
e onderdelen aangevoerd en op het
werk in de juiste volgorde gemonteerd.
Hierbij is de logistiek van het bouwproces
cruciaal.
Duurzaamheid
Gedurende het ontwikkelingstraject is er
continu aandacht geweest voor duurzaam -heid. De duurzaamheid is steeds met behulp
van reviews en brainstormsessies getoetst.
Verschillende aspecten zijn naar aanleiding
hiervan al uitgewerkt, andere zijn voor ont-
wikkeling in latere fasen opgeschreven.
Voorbeelden van ingebrachte duurzaam-
heidstoepassingen: Er is aandacht voor, deels nog in te bren-
gen, elektrisch materieel in de zo industrieel
44? CEMENT 6 20 22
ca. 45
1000
200
500
100
100
300
100
1 3
3 7
2
34
3
65
19
3 7
2x aangelaste ring 10x10mm ø310
2x aangelaste ring 10x10mm ø290
stalen buis ø300-10
bajonet aansluiting en benodigde
overlengte te bepalen door aannemer
groutinjectiepaal ø108x12mm
ca. -1.000 m
-0.900 m
-0.400 m
bestaande houtenvloer
grind uitvullaag ca. 100mm
zaagtanden t.b.v. uitvoering
n.t.b. door aannemer
5:1
moer, n.t.b door paalleverancier
9
10
mogelijke aanpak. Zowel procesmatig als
qua daadwerkelijke fabricage.
Tijdens het inkoopproces ligt de nadruk op
toepassing van circulair materiaal. Er is in
het voorstadium aandacht geschonken aan
bijvoorbeeld (vlas-)vezel gewapend beton en
aan zogeheten cementloos beton. In deze
fase zijn deze materialen nog niet ingezet
omdat de actuele regelgeving nog niet op alle
noodzakelijke vlakken op dergelijke materia -
len is afgestemd.
Er loopt onderzoek naar hergebruik van
materialen uit de bestaande kade (o.a. met-
selstenen).
In volgende fasen, als de techniek zichzelf
heeft bewezen, is er ruimte om nieuwe ma -
terialen of juist hergebruikte materialen in
te zetten. Door in alle fasen MKI-berekenin -
gen (Milieukostenindicator) en ICI-bereke-
ningen (Infrastructure Circularity Index) op
te stellen, kan telkens de meest duurzame
variant gekozen worden.
De nieuwe kademuren krijgen een materi -
alenpaspoort, zodat voor elke vervangen
kademuur inzichtelijk is welke materialen
zijn toegepast en hoe deze aan het einde van
de levensduur kunnen worden hergebruikt.
Stedelijke processen
Zo levendig als de stad vanaf een gracht ge-
zien oogt, zo levendig zijn ook de processen
die op de achtergrond, buiten de techniek
om, spelen. Combinatie Koningsgracht
werkt intensief samen met gemeente
Amster
dam om de grote uitdaging van kilo-
meters kadevervanging voor te bereiden.
De gemeente en combinatie Koningsgracht
hebben gedeelde risico's en een gemeen-
schappelijk belang: de innovatie laten slagen
om zo de stad verder te helpen. De onder
-
ling
e verstandhouding tussen gemeente en
K
oningsgracht is transparant en open. Uit-
dagingen lossen zij gezamenlijk op en kan-
sen pakken zij ook gezamenlijk.
VIDEO
Bij het artikel op Cementonline is
een video-animatie te bekijken
van het vernieuwen van de
Amsterdamse kademuren.
9 T-heads in de prefab voorwand voor de koppeling met de eerder gestorte vloer van de nieuwe L-wand
10 Paalkopdetail schoorpalen CEMENT 6 2022 ?45
Artikelenserie IPK
Over het Innovatiepartnerschap Kademuren verschijnt in Cement een serie van vier artikelen. Het eerste artikel ‘Innovatie het toverwoord’ is een toelichting op het Innovatiepartnerschap’ (Cement 2022/5). Het tweede artikel (‘Kade van de toekomst’) gaat over de combinatie Kade 2.020 (Cement 2022/5). Het artikel op deze pagina’s is het derde artikel en gaat over de combinatie Koningsgracht. Het vierde, nog te verschijnen artikel gaat over de combinatie G-Kracht.
Samenwerkingsverband Koningsgracht
De combinatie Koningsgracht bestaat uit Royal HaskoningDHV en BAM Infra Nederland. In deze combinatie heeft Royal HaskoningDHV uitgebreide gebieds- en ervaringskennis, diepgaande uitvoerings- en materieelkennis is geborgd bij BAM Infra Nederland. Beide partijen hebben in meerdere projecten voor gemeente Amsterdam samengewerkt en kennen de gemeentelijke organisatie goed.
Waarom de naam Koningsgracht? Die koninklijke naam ontbrak in Amsterdam nog als grachtennaam!
In totaal is voor zo’n 200 km kademuren met voorrang actie nodig. Het aanpassen van deze kademuren, die voor een groot deel in de historische binnenstad liggen, is complex vanwege de beperkte werkruimte op het land en het water. De omgeving, met bomen, woonboten en ondergrondse voorzieningen, zoals kabels en leidingen, speelt hierbij een belangrijke rol. Bovendien is een van de eisen die de gemeente heeft gesteld, dat de doorgaande wegen achter de kade beschikbaar moeten blijven, ook tijdens de bouwwerkzaamheden.
Reacties