7 November2021 WTC Tower Ten Cuyperstrap Levvel-blocs Afsluitdijk II? CEMENT 7 20 21 Cement is een kennisplatform van én voor constructeurs. Het platform legt kennis vast over construeren met be- ton en verspreidt deze onder vakgenoten. Om deze kennisdeling te ondersteunen en het belang ervan te onderstrepen, kan een bedrijf partner worden. Een partner geniet een aantal aantrekkelijke voorde- len, zoals zichtbaarheid, flinke korting op lidmaatschappen, gratis plaatsing van vacatures en de mogelijkheid mee te praten over de inhoud van het platform. Heb je ook interesse om partner te wor- den, neem dan contact op met Marjolein Heijmans, m.heijmans@aeneas.nl. Onze partners CEMENTONLINE Meer informatie over deze bedrijven en over het partner schap st aat op www.cementonline.nl/partners. Cement wordt mede mogelijk gemaakt door:  partners CEMENT 7 2021 ?1 2? CEMENT 7 20 21 46 St aalvezelbeton getoetst COBc heeft 'T oetsingshulpmiddel voor Staalvezelbet on voor Funde- ringsconstructies' ontwikk eld. 66 Dw arskrachtweerstand in ge- bieden z onder buigscheuren (I) Evaluatie van het Eur ocode 2-model voor het be palen van de weerstand t egen afschuiftrekbreuk voor voor- gespanne n liggers zonder beugels. Artikelen 6 Bouw en tegen, onder en op een bestaand Zuidas-icoon Over het constructief ontwerp van de 80 m hoge WTC Tower Ten. 20 Bouwput met vrieslichaam D e Cuyperstrap in Amsterdam Ce ntraal verbindt de metro met het tr einstation. 36 7 5.000 betonblokken op de Afsluitdijk O ver het ontwerp en de productie van de Le vvel-blocs. 6 36 Foto voorpagina:?Versterking van de Afsluitdijk met Levvel-blocs, foto: Levvel / Rijkswaterstaat / Jan Wessels COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Aeneas Media bv in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8, Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch T 073 205 10 10, www.aeneas.nl Redactie dr.ir. Dick Hordijk (hoofdredacteur), ir. Paul Lagendijk, ir. Marloes van Loenhout, ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter), ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel Jagroep, ir. Ad van Leest, dr.ir. Mantijn van Leeuwen, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Ton Pielken r ood, ir. Kees Quartel, ir. Hans Ramler, ir. Luc Rens, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, ing. Henk ter Welle, ing. Jan van der Windt Uitgever / vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22 Planning en coördinatie Hanneke Schaap h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19 Eindredactie Hanneke Schaap Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch Media-advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl, T 073  205 10 23 Klantenservice abonnementen@aeneas.nl, T 073 205 10 10 Website www.cementonline.nl Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toestemming. Lidmaatschappen 2021  Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.cementonline.nl/lidworden of neem contact op via abonnementen@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voor- waarden op www.cementonline.nl/algemene- publicatievoorwaarden Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang - hebbenden kunnen cont act opnemen met de uitgever. ISSN 0008-8811 Inhoud Vakblad over betonconstructies CEMENT 7 2021 ?3 Ik herinner me nog heel goed dat zo ongeveer aan het einde van de vorige eeuw de aandacht begon te verschuiven van nieuwbouw naar bestaande bouw. Inmiddels hebben we al sinds een decennium regelge - ving, gericht op bestaande bouw en waarderen we bestaande constructies steeds meer. ?????De tijd van alleen maar plat gooien van wat niet meer past bij onze functionele eisen en direct nieuwbouw realiseren, lijkt toch echt wel voorbij. Met steeds grotere regelmaat zie je dat bestaande constructies worden behouden door reno- vatie, hergebruik of herbestem- ming. Zo ook in mijn woonplaats Oud-Beijerland, waar in mijn wijk nu twee al langer leeg- staande kantoorgebouwen worden omgebouwd tot appar- tementencomplexen. Gezien onze duurzaamheidsdoelstellin- gen en de huidige woningnood duidelijk een gevalletje van twee vliegen in één klap. ?????In deze editie van Cement treffen jullie ook enkele artikelen Verschuiving aan waarbij een bestaand ge- bouw of de bestaande gebouw- de omgeving een rol speelt. Bij het WTC in Amsterdam is Tower Ten een uitbreiding en reno- vatie van een bestaande toren en de bijna 90-jarige Afsluitdijk wordt op dit moment versterkt. Verder wordt tussen het be- staande metro- en treinstation in Amsterdam de zogeheten Cuyperstrap gerealiseerd, met speciale aandacht voor de invloed op de bestaande fun- deringen. En dan herinneren jullie je ongetwijfeld nog de bijzondere aandacht voor de dwarskrachtcapaciteit van ons bestaande bruggenareaal, in het themanummer in 2012 (2012/4). Onderzoek naar de werkelijke sterkte van onze be- staande bruggen gaat door en resultaten van een promotie- onderzoek aan de TU Delft hebben de kennis op dat vlak weer verder uitgebreid. ?????Ik schrijf dit voorwoord als de klimaatconferentie van Glasgow 2021 gaande is. Heel goed die aandacht voor ons milieu en nog beter als de woorden worden omgezet in daden. Er moet duidelijk weer een verschuiving optreden en nu naar duurzaam bouwen. En misschien moeten we ook wel toe naar regelgeving op dit gebied, zoals ik anderen eerder ook wel heb horen opperen. Dick Hordijk Voor reacties: d.hordijk@cementonline.nl 46 En verder 5 R evolutie in constructieve ontw erp- en berekenings- software Gesponsor d bericht SCIA Engineer. 32 De impact v an een optelsom Column D orien Staal. 34 De jonge const ructeur Tim K apteijn deelt zijn ervaring als pr ojectmanager en engineer met wr apped composite joints bij de start -up Tree Composites. 58 R ekenen in de praktijk (16) Case o ver het bepalen van de ver- hinde ringsgraad van een 500 mm dikk e wand, aangebracht op een twee wek en eerder gestorte vloer. 74 St adse oase Bet on in beeld over 18 screens house in Luckno w, India. 4? CEMENT 7 20 21 auteurs ir. Pieter Bakker Delta Marine Consultants (BAM) p. 36 - 44 ing. Arjan Cheizoo Levvel / BAM Infraconsult p. 36 - 44 ir. Tim Kapteijn Tree Composites p. 34 - 35 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 74 - 79 ing. Anton Driesse Royal HaskoningDHV p. 20 - 31 dr.ir. Marco Roosen Rijkswaterstaat p. 66 - 73 ing. Christiaan Veenink ConStabielp. 46 - 55 ir. Wibout Boersma Royal HaskoningDHV p. 20 - 31 ir. Maartje Dijk Witteveen +Bos p. 58 - 65 Jacques Linssen Aeneas Media / Redactie Cement p. ## - ## ir. Jean-Paul Frencken Van Rossum Raadgevende Ingenieurs p. 6 - 19 ir. Dorien Staal Voorbij Prefab p. 32 - 33 ing. Eelco de Winter RO Royal HaskoningDHV p. 20 - 31 dr.ir. Yuguang Yang TU Delft p. 66 - 73 Aan dit nummer van Cement werkten mee: CEMENT 7 2021 ?5 gesponsord bericht SCIA zet met SCIA Engi- neer 21 een grote stap voorwaarts. De laatste update van de constructieve ontwerp- en analysesoftware is er een met verrassend veel nieuwe features in een compleet nieuw jasje. Aan de basis van de up- date liggen duizenden uren aan onderzoek naar de werkwijze, ervaringen en ideeën van con- structeurs. Het resultaat? Een gebruikersinterface die perfect aansluit op hun werkwijze en ze 1 uur per dag bespaart. Accountmanager van SCIA, Rudi Vanmechelen, ging over deze nieuwe versie in gesprek met constructeur Wim van 't Land van Movares, een ervaren gebruiker van SCIA Engineer. Revolutie in constructieve ontwerp- en berekeningssoftware WWW.CEMENTONLINE.NL /SCIA_ENGINEER21 Meer over SCIA Engineer 21 en de ervaringen van Wim van 't Land staat in het artikel 'Revolutie in constructieve ontwerp- en berekeningssoftware op www.cementonline.nl/SCIA_Engineer21. SCIA Engineer 21 CB-reeks Meer informatie of direct bestellen? Ga naar de shop op boekenbeton.nl Wil jij je kennis verbreden over beton? Wil jij je kennis verbreden over beton, van het materiaal tot aan de betonconstructie? Dan is de CB-reeks iets voor jou! De boeken gaan in op constructie, uitvoering, betontechnologie en duurzaamheid. De CB-reeks bestaat uit: Basiskennis Beton (CB1) Constructieleer Gewapend Beton (CB2) Constructieleer Voorgespannen Beton (CB3) Ontwerpen in Gewapend Beton (CB4) Praktische Betonkennis (CB5) 1 2 3 4 5 1 Luchtfoto WTC Tower Ten in aanbouw, bron: Your Captain Luchtfotografie 1 6? CEMENT 7 20 21 De plannen om in Amsterdam een World Trade Center te vesti- gen dateerden al van eind jaren 60. Amsterdam wilde toetreden tot de groep van destijds 30 wereldwijde steden die over het internationale handelscentrum be- schikten. Uiteindelijk werd in 1978 het pro- ject in ontwikkeling genomen. Aan de rand van Amsterdam-Zuid werd aan de ringweg een geschikte locatie gevonden met een treinstation met directe verbinding naar Schiphol voor de deur. Na twee jaar ont- werp- en voorbereidingstijd startte in 1980 de bouw van het ruim 200 x 90 m² grote complex, dat bestond uit vier kantoorto- rens; de identieke A- en D-toren van 12 ver- diepingen en de identieke B- en C-toren van 17 verdiepingen (foto 2, fig. 3). Omringd door laagbouw op het maaiveld en een tweelaagse ondergrondse garage met 1.200 parkeer- plekken, omvatte het gehele plan 110.000 m² vloeroppervlak waarmee een bedrag van 300 miljoen gulden gemoeid was. Na opleve- ring in 1985 was het WTC Amsterdam met een totaal vloeroppervlak van 55.000 m² destijds het grootste aaneengesloten kanto- rencomplex van Nederland [1]. Grootschalige herontwikkeling en uitbreiding Twintig jaar na oplevering vormden de snelle ontwikkelingen op de kantorenmarkt aan- leiding tot een grootschalige renovatie om de verhuurbaarheid en toegankelijkheid van het WTC te verbeteren. In totaal werden er in drie fasen vijf nieuwe kantoorgebouwen (E- t/m I-toren) gerealiseerd waarvan de E- en H-toren IR. JEAN-PAUL FRENCKEN Projectleider / ConstructeurVan Rossum Raadgevende Ingenieurs auteur Bouwen tegen, onder en op een bestaand Zuidas-icoon Het World Trade Center aan de Amsterdamse Zuidas heeft sinds de opening in 1985 een omvangrijke metamorfose ondergaan: verschillende grootschalige verbouwingen hebben plaatsgevonden en meerdere torens zijn toegevoegd. Nog steeds blijft de zakencampus zich verder ontwikkelen. De nieuwste aanwinst is de 80 m hoge Tower Ten; een renovatie en uitbreiding waarbij zowel tegen, onder als op een van de vier oorspronkelijke kantoortorens wordt gebouwd. Onder meer met een optopping van 10 verdiepingen, voegt de nieuwbouw zo'n 32.000 m² toe. Een constructief complexe en uitdagende opgave. Constructief ontwerp van WTC Tower Ten CEMENT 7 2021 ?7 van respectievelijk 80 en 104 m de hoogste waren (foto 4). De kenmerkende golvende glazen daken verbonden de bestaande en nieuwe gebouwen aan en met elkaar. De laatste grote ingreep was de bouw van een tweelaagse parkeerkelder en openbare fiet- senstalling onder het Zuidplein.Uiteindelijk leidden alle renovaties en uitbreidingen tot meer dan een verdubbe- ling van het oorspronkelijke vloeroppervlak. Bij het gehele ontwerp en constructieve uit- werking was Van Rossum BV als hoofdcon- structeur betrokken [2]. Tower Ten Mede door de populaire en centrale locatie met goede ontsluitingsmogelijkheden en de aanhoudend hoge bezettingsgraad van het WTC, initieerde CBRE Global Investors het plan om het WTC verder uit te breiden. Sa- men met het in Londen gevestigde architec- tenbureau PLP Architecture en OZ ? dat ver- antwoordelijk was voor de uitwerking vanaf de bestekfase ? werd een tiende toren ont- worpen: Tower Ten (fig. 5). Dit op één van de weinige nog beschikbare plekken, tegen en op de bestaande D-toren. Deze D-toren was met name aan de oostzijde (Beethovenstraat) gefragmenteerd en straalde onvoldoende karakter en identi - teit uit. Vandaar dat een serie slanke verti - cale volumes is ontworpen die boven de bestaande torens rijzen. Zij vormen samen het hoofdensemble van Tower Ten. Door de volumes een aantal verdiepingen zwevend boven het maaiveld aan te brengen, ontstaat een terugliggende gevelplint en zo een transparante en uitnodigende entree. Aan de noordzijde (Strawinskylaan) is het gol - vende glazen dak van de naburige gebouwen in een vloeiende lijn tot de nieuwe toren doorgezet (fig. 5). Het dak ontsluit hierdoor op een natuurlijke wijze drie kantoorpavil - joenen, gescheiden met ruime atria die zorgen voor daglichttoetreding. Samen met verscheidende groene daktuinen en -terras- sen zorgt dit voor comfortabele en duurzame kantoorruimten. 2 Het oorspronkelijke WTC uit 1985, bron: Stadsarchief Amsterdam PROJECTGEGEVENS project Tower Ten, Zuidas Amsterdam opdrachtgever CBRE Global Investors (CBRE DOF Development BV) architect PLP Architecture & OZ ontwerpend en coördinerend constructeur Van Rossum Raadgevende Ingenieurs adviseur geotechniek CRUX adviseur bouwfysica Peutz adviseur installaties Deerns projectmanagement abcnova hoofdaannemer Ballast Nedam Bouw & Ontwikkeling Speciale Projecten installatietechniek Unica omvang 52.000 m 2 (32.000 m 2 uitbreiding en 20.000 m2 herontwikkeling) functie kantoren, commercieel en parkeren aanvang bouw november 2018 verwachte oplevering medio 2022 2 8? CEMENT 7 20 21 Toren CToren E Toren D Toren B Toren A Podiumgebouw Podiumgebouw Podiumgebouw Podiumgebouw De\fling room Entreegebouw (toren \b) Toren H Toren I Zuidplein Entreegebouw (toren G) Toren Ten Strawinskylaan Beethovenstraat N 3 Schematische plattegrond van het huidige WTC met de uitbreiding van Tower Ten 4 Grootschalige renovatie van het WTC met links toren H en uiterst rechts toren E, bron: Stadsarchief Amsterdam / Doriann Kransberg 5 Artist's impression van de nieuwe Tower Ten, bron: PLP Architecture 3 4 5 CEMENT 7 2021 ?9 6 De gehele D-toren is tot de betonnen hoofddraagconstructie gestript Tower Ten wordt 80 m hoog en voegt over 22 verdiepingen, waarvan 12 nieuwe, 32.000 nieu we vierkante meters aan de D-toren toe, hoofdzakelijk kantoorruimten met horeca en voorzieningen in de plint op de eerste twee lagen. Tevens voorziet het plan in de renovatie van ruim 20.000 m² bestaand kan- tooroppervlak en vindt er een uitbreiding v an de tweelaagse ondergrondse parkeer- garage aan de Beethovenstraat plaats. Sloop, renovatie en nieuwbouw Om plek voor Tower Ten te maken werd al vroeg in de ontwerpfase geconcludeerd dat een algehele sloop van de D-toren niet haal- baar was. Trilling- en geluidshinder moest voor de naastgelegen kantoorgebouwen na- melijk tot een minimum worden beperkt, aangezien deze 24 uur per dag door moeten kunnen blijven functioneren. Het (groten- deels) behouden van het betoncasco van de bestaande toren was dan ook het uitgangs- punt in het ontwerp. Om ruimte te maken voor de nieuw- bouw is allereerst de gehele D-toren tot de betonnen hoof ddraagconstructie gestript (foto 6) en zijn verscheidende onderdelen gesloopt, waaronder de dakvloer en twee 12 v erdiepingen hoge beuken om ruimte te maken voor onder andere een nieuwe kern. Na gereedkomen van de parkeerkelderuit- breiding start de nieuwbouw van de toren vanaf de begane grond op en naast de be- staande kelder, waarna deze rondom het betonnen casco tot laag twaalf wordt opge- trokken. Vanaf hier start ook de optopping van in totaal tien verdiepingen. De drie pa - viljoenen bestaan volledig uit nieuwbouw en reiken vanwege het golvende dak tot verschillende hoogten. Het hele proces van sloop tot en met optopping is toegelicht in figuur 7. Bestaande constructie D-toren De vier oorspronkelijke torens (A t/m D) zijn constructief identiek opgezet en be- staan uit een relatief eenvoudig in het werk gestorte hoofddraagstructuur op een stra - mien van 7,2 / 5,4 m. Voor de kelderlagen en enkele verdiepingsvloeren van de laag - bouw zijn traditioneel gewapende vlakke plaatvloeren met kolomplaten toegepast. Om de doorbuigingen ten gevolge van de gevelbelastingen op de verdiepingen van de torens te minimaliseren, zijn de 240 mm dikke vloeren voorgespannen met aan - hechting, conform het kolomstrokensys- teem. De stabiliteit van elke toren wordt verzorgd door een centrale kern en een stabiliteitswand. 6 De nieuwbouw wordt rondom het gestripte en deels gesloopte betonnen casco opgetrokken tot laag twaalf, vanaf waar de optopping van in totaal tien verdiepingen begint 10? CEMENT 7 20 21 Bestaande poldergarage De tweelaagse bestaande parkeerkelder is gebouwd volgens het poldersysteem, wat in- houdt dat de kelder wordt omsloten met permanente damwanden in de afsluitbare kleilaag, terwijl de onderste keldervloer (-2) een open constructie vormt. Dit is de reden dat op deze laag slechts een betonnen bal- kenrooster met straatwerk ertussen aanwe- zig is. De eis van verticaal evenwicht van de grondlagen boven het spanningswater is mede bepalend geweest voor het niveau 7 Proces van strippen en sloop tot nieuwbouw Optopping met nieuwbouw vanaf de 12e verdieping Bouw uitbreiding ondergrondse parkeergarage Strippen van bestaande D-toren Realisatie nieuwbouw en nieuwe kernen rondom D-toren Sloop twee beuken en dakvloer t.b.v. de nieuwbouw Bereiken dakvloer (23e verdieping) en voortzetting gekromd dak op de paviljoens Sloop voltooid 7a 7d 7g 7b 7e 7h 7c 7f 7i CEMENT 7 2021 ?11 van de laagste keldervloer (NAP -4,6 m). Het kwel- en lekwater wordt permanent door een drainagenet opgevangen. Aangezien het kelderdek (niveau 0) is losgehouden van de damwanden wordt het horizontaal evenwicht ten gevolge van de grond- en waterdrukken in oost-west- en in noord-zuidrichting enkel door de vloer en het balkenrooster van respectievelijk de eerste (-1) en onderste kelderlaag (-2) gewaar- borgd. Onderzoek bestaande constructie Omdat de bestaande D-toren in Tower Ten een belangrijke rol speelt, is de hoofddraag- constructie aan de hand van de oorspronke- lijke berekeningen en tekeningen uitvoerig bestudeerd en met behulp van aanvullende point cloud-inmetingen volledig in 3D uitge- tekend. Ook is de huidige staat van het be- tonskelet geïnspecteerd. Ten behoeve van de toetsing en herbe- rekening van verschillende bestaande con - structies was het nodig de sterkte van het beton te kennen. De gehele oorspronkelijke betonconstructie is in een sterkteklasse B22,5 gestort (karakteristieke kubusdruk- sterkte van 22,5 N/mm² na 28 dagen), maar is onder invloed van doorgaande hydratatie in de loop der jaren verder uitgehard. Om de huidige betonsterktes te bepalen, zijn grote aantallen monsters uit onder andere de poeren, kern- en stabiliteitswanden, vloeren en kolommen geboord en in het laboratori- um op druksterkte beproefd. Hieruit volgde dat voor de karakteristieke waarden van de betondruksterkte (kubusdruksterkte) mini- maal 31,2 N/mm² (kolommen) tot maximaal 41,4 N/mm² (poeren) kon worden aangehou- den. Constructief ontwerp nieuwbouw Omdat dat Tower Ten grotendeels op de bestaande kelder en de D-toren wordt ge- bouwd, was licht bouwen het uitgangspunt. Ook een hoge bouwsnelheid en beperkte hinder voor de omgeving waren randvoor- waarden die moesten worden meegenomen in het constructief ontwerp. Vandaar de keuze voor een ranke staalconstructie, waarbij de kolommen zoveel mogelijk op het bestaande stramien ? en daarmee dus op de bestaande kolommen ? zijn geplaatst. Met een separaat stramien voor de nieuwbouw zouden in de toch al krappe kelder te veel parkeerplekken verloren gaan. De verdiepingsvloeren zijn ontworpen in breedplaten van slechts 160 mm dik en worden voorgespannen om stempelloos te kunnen bouwen (foto 8). Een grid van pri- maire en secundaire stalen liggers zorgt ervoor dat dit haalbaar is met maximale vloeroverspanningen van circa 3,6 m. Voor verdere gewichtsbesparing zijn de vloeren gevlinderd zonder aanvullende afwerklaag. Uiteindelijk had dit systeem ten opzichte van bijvoorbeeld een staalplaatbetonvloer de beste hoogte/gewicht-ratio om aan de mi- nimaal akoestische massa-eis van 400 kg/m 2 te voldoen. Vanwege de ambitie van de opdracht- gever om maximale verdiepingshoogtes te r ealiseren, passend bij moderne en kwalita - tief hoogwaardige kantoorruimten en de ge- vraagde huurprijzen op de Zuidas, zijn de stalen ligg ers voor constructieve samenwer - king via de druklaag aan de breedplaten ver- deuveld (foto 8). Via de druklaag zijn ze ver- bonden aan deuvels op bovenflens van de stalen ligg er, waardoor ze constructief sa - menwerken. Hierdoor kunnen de profielen r elatief laag blijven (maximaal 300 mm hoog) en biedt het de benodigde aanvullende stijfheid voor de gevelliggers om aan de 8 8 De nieuwbouw is opgebouwd uit voorgespannen breedplaatvloeren die zijn verdeuveld op een lichte staalconstructie. Ten behoeve van de installaties zijn de stalen liggers nabij de opleggingen verjongd 12? CEMENT 7 20 21 strenge bijkomende doorbuigingseis van de vliesgevelleverancier te voldoen. Bovendien zijn alle installaties door de liggers geleid om het vloerpakket extra te reduceren. Hiervoor zijn gestandaardiseerde verjongingen en tracés in de stalen liggers ontworpen (foto 8). Aan de oostzijde van het gebouw heeft de terugliggende gevelplint op de onderste ver- diepingen geleid tot een serie van negen ver- diepingshoge stalen vakwerkspanten die fungeren als overdrachtsconstructie die tot 18 verdiepingen van de nieuwbouw dragen (fig. 9). Stabiliteit Na verscheidende varianten- en haalbaar- heidsstudies, is gekozen om naast de be- staande kern en stabiliteitswand één nieuwe centrale kern toe te voegen (foto 10, fig. 11, fig. 12). Deze kern meet 10 x 15 m² en heeft wanddiktes van 350 tot 450 mm. Deze kern is, met twee stramienen tussenruimte, naast de bestaande kern in de kelder geposi- tioneerd en stabiliseert het merendeel van de nieuwbouw, met name de centrale toren tot laag 23. De bestaande kern blijft gehand- haafd, maar de stijfheid ervan neemt door nieuw aan te brengen en te vergroten be- staande deursparingen af (foto 13). Om de krachten uit de stalen kolommen van de nieuwbouw vanaf de 15e verdieping goed en gelijkmatig in de bestaande kern te leiden, wordt de bestaande kern met twee lagen verlengd. De drie paviljoenen worden door middel van twee kleine kernen met wanddiktes van 250 mm gestabiliseerd. Deze worden vanwege de inrit en parkeerplekken in de garage 9 10 9 Stalen vakwerkspanten die tot 18 verdiepingen van de nieuwbouw dragen 10 De nieuwe kern stabiliseert het merendeel van de nieuwbouw CEMENT 7 2021 ?13 11 Bestaande constructie (blauw) en nieuwbouw (groen) 12 Bestaande (blauw) en nieuwe (groen) stabiliteitsvoorzieningen 11 12 14? CEMENT 7 20 21 niet tot de fundering doorgezet, maar op de bestaande beganegrondkolommen gebouwd. De schijfwerking wordt verzorgd door de vloeren, waarbij het noodzakelijk was de nieuwe vloeren aan de bestaande te koppelen om het geheel als één schijf te laten samen- werken. Om de complexe interactie tussen de verscheidende bestaande en nieuwe stabili- teitsvoorzieningen gedetailleerd te kunnen analyseren, is een volledig 3D-eindige-ele- mentenmodel van zowel de bestaande- als de nieuwe hoofddraagconstructie opgesteld. Dit model is eveneens gebruikt voor de ge- wichtsberekening. Studies met variërende paalveerstijfheden en elasticiteitsmoduli zijn uitgevoerd om inzicht in de stabiliteit en de nieuwe versus oorspronkelijke krachts- werking in de bestaande constructies te ver- krijgen. Op basis van deze resultaten zijn de bestaande constructies, zoals de kern(poer), vanwege de constructieve ingrepen alsmede de veranderde krachtswerking opnieuw doorgerekend en getoetst. Het EEM-model is ? tevens op verzoek van de Bouw- en Woningtoezicht ? gecontro- leerd en geverifieerd aan de hand van vereen - voudigde 2D-schema's en handberekeningen. Ook de resultaten uit het windtunnelonder- zoek, waarin naast de te verwachten extreme winddrukken, ook de krachten en momenten op de hoofddraagconstructie zijn gemeten, lagen in lijn met de EEM-resultaten. Fundering nieuwe kern De nieuwe centrale kern staat op een 2 m dikke poer die tussen de onderste twee kel- dervloeren op het bestaande balkenrooster is gestort. Om te voorkomen dat er ten ge- volge van zettingen geen verticale krachten worden overgedragen, wordt de poer door middel van EPS losgehouden van het balk- rooster. Een speciale koppeling is ontwor- pen zodat de poer wel kan voorzien in het doorgeven van de horizontale gronddrukken naar de belendende constructies (balkroos- ter en bestaande kernpoer) in noord-zuid- en oost-westrichting van de kelder. De kernpoer is gefundeerd op 84 Ø540/670 en Ø457/560 LEKA-palen met grout- injectie (foto 14). Deze zijn toegepast vanwege de benodig de hoge paalstijfheid en -draag - vermogen (ruim 4000 kN) en het feit dat ze g esegmenteerd kunnen worden aangebracht. De palen moesten namelijk voor een groot gedeelte in het bestaande gebouw worden aangebracht, tussen in gebruik blijv ende (schoor)palen. Vandaar dat de LEKA -palen volgens een speciale heirouting en niet dieper dan de bestaande inhei niv eaus van NAP -22,3 tot -23,5 m zijn aangebracht om ongunstige beïnvloeding te voorkomen. 13 De deursparingen in de bestaande kern zijn vergroot 13 CEMENT 7 2021 ?15 Robuustheid en constructieve samenhang Gezien de functie en de hoogte van Tower Ten is het gebouw geclassificeerd in gevolg- klasse CC3 en is er een risicoanalyse uitge- voerd en een tweede draagweg in het ont- werp voorzien. De keuze voor in het werk gestorte be- tonconstructies en doorgaande stalen liggers die worden verdeuveld aan voorgespannen breedplaatvloeren over meerdere velden waarin trekbanden zijn opgenomen, maakt het een robuuste hoofddraagconstructie met goede constructieve samenhang. Deze opzet zorgt voor alternatieve mogelijkheden van belastingafdracht indien in geval van calamiteiten een element of deel van een element zou bezwijken en voorkomt daar- mee voortschrijdende instorting. Ook in de negen vakwerkspanten is een tweede draag- weg ontworpen door dubbele (HEM400) dia- gonalen toe te passen, waardoor er één kan wegvallen zonder bezwijken van het gehele vakwerk. Voor de ondersteunende kolom- men van ruim 10 m was dit niet mogelijk en zijn daarom robuust gedimensioneerd (HD-profielen van ca. 818 kg/m¹) met vol- doende reservecapaciteit. Uitbreiding parkeergrage Bij het ontwerp van de diepe bouwkuip voor de tweelaagse kelderuitbreiding aan de Beethovenstraat is rekening gehouden met het zoveel mogelijk beperken van de bouwin - vloeden op de direct naastgelegen bestaande infrastructuur zoals de trambaan, viaducten, leidingen en WKO-systemen (warmte-koude- opslag). Voor de bouwkuipwand is daarom gekozen voor een stijve combiwand opge- bouwd uit LEKA-palen (foto 15). Deze zijn verankerd met behulp van verticale rijen schroefinjectieankers (deels twee rijen, deels drie), die grotendeels tussen de bestaande funderingen en palen van de verscheidende kunstwerken moesten worden aangebracht. Een belangrijk aandachtspunt voor de uit- voering waren onder andere de groutankers van de bestaande kelder. Deze waren con - structief ontkoppeld van de damwanden, maar nooit verwijderd. Ze zijn voorafgaand aan het heiwerk van de nieuwe palen door de aannemer inzichtelijk gemaakt en vanaf maaiveld lokaal doorboord en verwijderd. De kelderconstructie is verder conventioneel van opzet met vloeren variërend van 220 tot 450 mm dikte met versterkte stroken over de kolommen. Faseringen en stappenplannen De uitbreiding van de parkeerkelder met de verankerende combiwand levert als groot voordeel op dat in de bouwfase de grond- drukken in oost-westrichting grotendeels zijn opgeheven. Hierdoor kunnen de ver- schillende sloopwerkzaamheden in de be- staande garage ten behoeve van onder andere nieuwe kolommen, poeren en funderings- balken in deze richting in beginsel zonder enige belemmeringen plaats vinden. Om het bou wproces echter te versnellen was de wens om reeds met de werkzaamheden in de kelder te beginnen alvorens de bouwkuip 14 15 14 De nieuwe kern is gefundeerd op 84 LEKA-palen met groutinjectie 15 Uitvoering van de tweelaagse kelderuitbreiding; de grondkering van de gesloten bouwkuip is gerealiseerd met een combiwand De bestaande betonkolommen zijn deels vervangen door nieuwe betonkolommen en funderingen en deels versterkt door ze op te dikken 16? CEMENT 7 20 21 volledig was ontgraven. Dit heeft tot complexe faseringen en uitgebreide stappenplannen geleid.In de noord-zuidrichting zijn vanwege het ontbreken van grondkeringen de grond- drukken gedurende de hele ruwbouwfase alom in de bestaande constructies aanwezig. Vandaar dat er veel tijdelijke voorzieningen en stempelconstructies nodig waren om het horizontale evenwicht tijdens het slopen van balken en vloeren in de kelder te waarborgen. Voor de nieuwe centrale kern is een stempel- frame toegepast in de lokaal gesloopte vloe- ren. Dit is opgebouwd uit twee stalen buizen Ø368x25 mm die uiteindelijk deels in de kernpoer zijn ingestort (foto 14). Versterken bestaande kolommen Vanwege de optopping wordt het bestaande betonskelet aanzienlijk zwaarder belast. Om te bepalen of de extra belasting door de bestaande k olommen kunnen worden opge- nomen zijn op basis van de gearchiveerde wapeningstekeningen en de huidige beton- druksterkten de opneembare capaciteiten opnieuw berekend. Door de bij de oorspronkelijke bouw van de kolommen toegepaste standaardisatie was er sprake van enige overdimensionering, maar voor het leeuwendeel ruim onvoldoen- de om de belastingtoename te weerstaan. Deze bedraagt voor de kolommen onder de oorspronkelijke dakvloer namelijk ruim 8.000 kN (10 lagen optopping). Voor de ko- lommen onder het kelderdek zonder be- staande hoogbouw is dit door de slimme positionering van de nieuwe kern 'slechts' 10.000 kN (23 lagen optopping). Voor deze laatste groep was het constructief efficiënter om met behulp van tijdelijke stempel - 16 17 18 19 16 Vervangen bestaande kolom?17 Opdikken bestaande kolommen 18 Principedetail vierzijdige kolomopdikking?19 Principedetail tweezijdige kolomopdikking CEMENT 7 2021 ?17 constructies de kolommen te vervangen door nieuwe betonkolommen en funderin- gen (foto 16). Voor de kolommen onder en in de bestaande toren was dit uitvoeringstech- nisch niet haalbaar. Vandaar dat deze zijn versterkt door ze op te dikken (foto 17). Op de meeste plekken gebeurde dit vierzijdig (fig. 18) en langs de gevels en in de kelder tweezijdig (fig. 19). Dit laatste om zo veel mogelijk parkeerplekken te behouden.De opdikkingen variëren van 150 tot 270 mm en zijn in zelfverdichtend beton gestort. Horizontaal zijn volgens een vast patroon haarspelden ingeboord en verlijmd. Voor een goede samenwerking tussen het bestaande en het nieuwe beton is de aan- hechting cruciaal. Vandaar dat de bestaande kolomoppervlakken zijn opgeruwd en er strenge eisen aan de voor- en nabehande- ling van de opdikkingen zijn gesteld. Hier is in nauwe samenwerking tussen de beton- specialisten van Van Rossum en de aanne- mer veel aandacht aan besteed. Later zijn door een onafhankelijke partij tevens aan- hechtingsproeven uitgevoerd. Versterken bestaande funderingen Ook voor de bestaande paalfunderingen was sprake van enige reserve. Desondanks moesten gezien de forse belastingtoename ook de funderingen worden versterkt. Van Rossum had hier bij de uitbreiding van de Amsterdamse Arena in 2011 reeds waardevolle ervaring mee opgedaan. Het- zelfde principe is dan ook voor Tower Ten toegepast. Allereerst zijn nieuwe palen rondom de bestaande poeren aangebracht (foto 20). In samenwerking met geotech - nisch adviseur CRUX is er voor VHP-LR (Very High Pressure Lost Rod) palen gekozen, vanwege de hoge paaldraagvermogens (tot 3350 kN) en het feit dat deze jetgroutpalen door middel van een kleine machine kun- nen worden aangebracht. De werkruimte in de kelder van nog geen 2 m was namelijk beperkt. Vervolgens zijn onder de bestaande poeren frames van stalen liggers over de nieuwe palen aangebracht. Vanwege het pol- derprincipe moesten er in een aantal geval- len samengestelde stalen doorsneden met wanddiktes tot 100 mm worden gemaakt om het te diep afgraven van de grond en daar- mee het risico op opbarsten te voorkomen. Tenslotte zijn tussen de stalen liggers en de onderkant van de poeren meerdere platte vijzels geplaatst (fig. 21 en 22). Door vervolgens een bepaald percentage van de aanwezige permanente belasting te vijzelen, worden de nieuwe palen op spanning ge- bracht en de bestaande ontlast. Door dit proces op voorhand vastgestelde specifieke momenten in de ruwbouwfase in meerdere vijzelslagen te herhalen, kon nauwkeurig worden gestuurd hoe de extra belasting over de bestaande en nieuwe palen werd ver- deeld. Op deze manier is tijdens het bouwen van de optoppingen voorkomen dat de paal- 20 21 20 Nieuw aangebrachte VHP-LR-palen naast de bestaande funderingen 21 Frames van stalen liggers onder de bestaande poeren waarmee door middel van vijzelen de nieuwe palen worden geactiveerd Onder de bestaande poeren zijn stalen frames met vijzels aangebracht die de belasting deels afdragen op naast de poeren nieuw aangebrachte palen 18? CEMENT 7 20 21 draagvermogens van de bestaande palen worden overschreden. De gehele constructie wordt uiteindelijk met beton omstort en on- der het straatwerk weggewerkt. Tot slot Ondanks de vele omvangrijke verbouwingen en uitbreidingen in de afgelopen twintig jaar blijft het WTC Amsterdam met Tower Ten doorgroeien. De ruwbouw verrijst momen- teel boven de omringende torens en zal naar verwachting eind 2021 worden afgerond, waarna het gebouw medio 2022 wordt opge- leverd. Het eindresultaat is ? zeker vanuit technisch oogpunt met de vele constructieve uitdagingen ? een uniek gebouw en een aan- winst voor de toch al indrukwekkende skyline van de Amsterdamse Zuidas. 22b 22a 22 Principe langsdoorsnede (a) en dwarsdoorsnede (b) van de versterkte bestaande funderingen LITERATUUR 1?World Trade Center Amsterdam (I); Inleiding. Cement 1983/8. 2?Kluft, D.J., Renovatie en uitbreiding World Trade Center Amsterdam; Zakencentrum terug op Wereldniveau. Cement 2005/8. CEMENT 7 2021 ?19 Bouwput met vrieslichaam Cuyperstrap Amsterdam Centraal verbindt metro met treinstation 1 Cuyperstrap na oplevering, foto: NS.nl 1 20? CEMENT 7 20 21 De Cuyperstrap zorgt voor een directe, droge verbinding tussen trein en metro. Het is de vierde toegang naar het metrostation; de overige drie toe- gangen bevinden zich buiten op het voorplein. De nieuwe verbinding bestaat uit een vaste trap en een opgaande roltrap. In figuur 3 staat het bouwkundige ontwerp. Uitdagingen De nieuwe verbinding bevindt zich recht boven het bestaande zinktunnelelement van de metrotunnel (Noord/Zuidlijn). In figuur 5 is een impressie gegeven van de begin situatie. Het centrale hoofdgebouw van het station is ten behoeve van het zinktunnel element onder het station op een tafelconstructie geplaatst. Ook zijn permanente stempels aangebracht, ten behoeve van de steun van de wanden van de tafelconstructie onder het stationsgebouw. Het zinktunnelelement is destijds onder het station, onder de perma- nente stempels, drijvend op z'n plaats ge- bracht en afgezonken. Om het zinktunnele- lement op z'n plaats te houden is circa 9,0 m zand op het element gestort. Een van de uitdagingen bij de realisa- tie van de Cuyperstrap was dat de ruimte tussen de tafelconstructie en het opgespoten zand zeer beperkt was (foto 4). Plaatselijk moest grond worden verwijderd, maar dit afgraven moest worden beperkt. Uit een analyse volgde dat voor bouw van de trap lokaal 4,5 m grond kon worden verwijderd, mits beperkt in omvang. Een andere uitdaging was dat de Cuypers- trap waterkerend moet zijn tot NAP +1,60 m, omdat er een open verbinding is met het IJ. Het waterpeil onder de Cuyperstrap volgt ? dankzij het opgespoten zandpakket met enige vertraging ? het waterpeil van het IJ. Bij zeer extreme omstandigheden, indien de sluizen bij IJmuiden het begeven, kan het waterpeil oplopen tot NAP +1,6 m. Opbouw trap De Cuyperstrap verbindt de vloer van de Cuypershal (NAP +3,10 m) met de vloer van de zogenoemde metroverdeelhal (NAP -2,80 m) en loopt onder de bestaande balken op stra- mien V, U-V en T-U, die onderdeel zijn van de tafelconstructie (fig. 5). De Cuyperstrap bestaat uit een zware betonconstructie, on- der meer voor de veiligheid tegen opdrijven (fig. 6). De vloer heeft een dikte van 1,34 tot 1,60 m, de wanden zijn 0,70 m dik, ten be- hoeve van water en grondkering. Deze wand is deels om een van de permanente stempels aangebracht. In verband met de waterkerende functie tot NAP +1,60 m en de grimmige structuur aan de onderzijde van de tafelcon- structie en de krappe werkruimte, is geko- zen de wanden ter plaatse van de balken op stramien V, U-V en T-U tot NAP +0,45 m te storten en de overige 1,15 m (NAP +0,45 tot NAP +1,60) lokaal met stalen staanders, met- selwerk en rubberprofielen waterkerend te maken (fig. 8). Ter hoogte van stramien V is een ING. ANTON DRIESSE Hoofdconstructeur Royal HaskoningDHV ING. EELCO DE WINTER RO Hoofdconstructeur Royal HaskoningDHV IR. WIBOUT BOERSMA Constructeur Royal HaskoningDHV auteurs Ten behoeve van een verbinding tussen de centrale Cuypershal van Amsterdam Centraal en de metroverdeelhal onder het voorplein, is een nieuwe trap gerealiseerd, de zogeheten Cuyperstrap. Om dit mogelijk te maken is op het dak van een zinktunnelelement een bouwput gerealiseerd met behulp van een vrieslichaam. Hierbij ging speciale aandacht uit naar de invloed op de bestaande constructie. Ook moest een doorbraak worden gerealiseerd door een dragende wand van de metroverdeelhal. CEMENT 7 2021 ?21 S T U V 5460 5650 5800 7 3150+NAP 2700-NAP 100+NAP nieuwe betonnen constructie,volgens opgave constructeur betonnen trap, in situ gestort, v.v. kera mische treden ennatuursteen stootborden natuursteenwanda fw erking aluminium panelen plafond, conform pla fo nd metro verdeelhal stalen deur, v.v. glazen afwerking 1000 1000 maat buienkant leuning = 8081 1041 1580 1000 2800 659 16 x 285 = 4560 1200 17 x 285 = 4845 1425 765 134 1425 1425 1485 1425 1425 1425 902 450753 18 x 167.14 = 3009 17 x 167.14 = 2841 5850 300 3 00900 1000300 700 700 300700 3 00 glazen wanda fw erking RVS brand- slanghaspel kast RVS plint brandwerend rolluik, 60 min. WBDBO, WK4 a a a a a a PROJECTNUMMER PROJECTNAAM OMSCHRIJVING DATUM FASE SCH AAL FORMAAT TEKENINGNAAM OPDRACHTGEVER BNTHMCRWL NL-1006 AE AMSTERDAM PO BOX 9201 GENERAAL VETTERSTRAAT 61 NL-1059 BT AMSTERDAM OFFICE@BENTHEMCROUWEL.NL BENTHEM CROUWEL ARCHITECTS a b c d e g h i j f T +31 20 642 0105 BENTHEMCROUWEL.COM 614UO-DS04 Doorsnede 4 1:50 A1 614.054 UO 26-04-2019 03-01-2020 k Verbinding Cuypershal - metroverdeelhal Gemeente Amsterdam Station Amsterdam Centraal 1000 500 2500 5000mm 0 Algemeen: Besta a nde ma ten en situa tie in het werk meten 2 Bestaande situatie trein- en metrostation 3 UO-ontwerp nieuwe trap (Benthem Crouwel Architects) PROJECTGEGEVENS project Cuyperstrap opdrachtgever Gemeente Amsterdam opdrachtnemer Max Böglarchitect Benthem Crouwel Architects engineering Royal HaskoningDHV (i.o.v. gemeente Amsterdam) temperatuur- en spanningsanalyses SGS Intron geotechnisch advies vrieslichaam CRUX Engineering BV en Ingenieurbüro Schiessl Gehlen Sodeikat GmbH 2 tunnel balken als onderdeel bestaande tafel- constructie permanente stempels 1e stationsoverkapping hoofdgebouw Amsterdam Centraal metro- verdeelhal metrostation doorgang bestaande wand nieuw dak met kanaalplaatvloeren balk as V balk as U-V balk as T-V nieuwe trap zinktunnelelement 3 22? CEMENT 7 20 21 waterkerend dak aangebracht, uitgevoerd met kanaalplaten (fig. 3), die zijn opgelegd op hoeklijnen. In verband met de beperkte hijscapaciteit ? vanwege de beperkte werk- ruimte ? zijn die kanaalplaten extra smal. De tussenruimtes tussen de kanaalplaten zijn aangestort en aan de bovenzijde afge- dicht. Hoofdgebouw aflaten Een belangrijke eis in het ontwerp was dat het hoofdgebouw van het stationsgebouw in de toekomst maximaal 200 mm afgevijzeld moet kunnen worden. Dit heeft te maken met het feit dat de zijvleugels van het stati- onsgebouw mogelijk een ander zettingsge- drag kunnen vertonen ten opzichte van 4 Impressie beginsituatie, de ruimte boven NAP-niveau 5 Langsdoorsnede beginsituatie De ruimte onder het stationsge- bouw, tussen de tafelconstructie en het opgespoten zand, was zeer beperkt 4 - afwerklaag d=80 - druklaag d=130mm - voorgespannen breedplaat d=90mm 5460 5650 5800 1000 11306 1000 2204 1400 300 HEB240 914x25 375 7701000 -Metro- 4250 900 5150 5800 1034 2280 1384 16153000 5100 5100 4400 5400 4400 (balk SR 1000x2200) (balk TU 1000x2200) (balk U'-V 1000x2200) (balk V 1000x2200) DOORSNEDE A-ASCHAAL 1:100 1800 400 3314 690 HEB240 HEB240 open verbinding met het IJ staalconstructie vloer Cuypershal diepwand voorzetwand stempels t.b.v. fundering van het monumentale stationsgebouw dak tunnelbuis metro stationsplein metro- verdeel- hal metro- station 5 CEMENT 7 2021 ?23 5800 5650 5460 2824 balk SRbalk TU balk U'-V balk V 40 650 2174 210 30 HEB240 bovenkant metselwerk plafond 1205 bovenkant beton 925 waterkerend metselwerk 740 K2 K1 K3 K2 K4 60 4050 1492 2042 516 30 1402 60 60 396 60 60 9575 676 rolluik detaillering volgens opgave installateur 1000 740 410 335455790 734 3861120 rubber profel tbv afdichting calamiteitenwaterstand zie detail 2 8 6 7 6 3D-overzicht betonconstructie 7 Overzicht vrieslichaam (lichtblauw) met vrieslansen t.o.v. de te bouwen constructie 8 Waterkerende detaillering metselwerk en rubberprofielen het hoofdgebouw. Om deze reden is de Cuy- perstrap constructief volledig los gehouden van het stationsgebouw. Verder was de eis dat het gebouw 30 mm moet kunnen worden afgelaten zónder constructieve ingrepen. Wanneer het hoofdgebouw meer dan 30 mm moet worden afgelaten moeten klei- ne constructieve aanpassingen worden uit- gevoerd. Door het aflaten zakken de balken V, U-V en T-U, waardoor het metselwerk moet worden aangepast. Bij minder dan 30 mm is dit niet nodig dankzij de flexibiliteit van de rubberprofielen. Bevriezing bouwput Vanwege de beperkte beschikbare ruimte, de open verbinding met het IJ, de eis om de ontgraving te minimaliseren en de losgepak- te grond op het zinktunnelelement, is ervoor gekozen de bouwput grond- en waterkerend te maken met behulp van bevriezing. Aan- nemer Max Bögl heeft met deze techniek in het verleden de nodige ervaring opgedaan. Een bouwput met taluds en bemaling was minder geschikt omdat de gestorte zandlaag op het tunnelelement te veel watervoerend zou zijn, waardoor bemalen erg moeilijk is. Bovendien zou deze wijze van ontgraven een grotere ontlasting van het zinktunnelelement teweeg brengen. Het bevriezen gebeurde door middel vrieslansen die vanaf de vloer van de Cuy- pershal zijn aangebracht. Hiervoor zijn ga- ten in de vloer geboord waardoor de lansen 24? CEMENT 7 20 21 zijn aangebracht tot net boven het dak van het zinktunnelelement. De vrieslansen zijn in de vorm van een U aangebracht en onder de vloer van de Cuypershal afgekort en ver- bonden met de vriesinstallatie. De vrieslansen bereiken een tempera- tuur van circa -30 °C, waardoor het grond- water eromheen bevriest en het ijslichaam zal groeien tot er een overlap is met de naast- liggende vrieslansen én waterafsluitend aansluit op het betonnen dak van het zink- tunnelelement en de diepwand van de metroverdeelhal. Uiteindelijk is een vrieswand ontstaan tot een dikte van circa 4,0 m. De vrieswand is afgedekt met folie (foto 16). Na het ontgraven zijn de ondervloer en de wanden van de trap gemaakt. Voor het beton is met een zek ere opofferingslaag re - kening gehouden ter overbrugging van de ijstemper atuur en de benodigde tempera - tuur voor het verharden van beton. Het bevriezen van de grond kende twee belangrijke raakvlakken met de be- staande constructies: 1 H et lokaal afkoelen en weer opwarmen van de permanente stalen stempels die door de jaren heen gevuld zijn geraakt met water. 2 H et eenzijdig afkoelen en weer opwarmen van het dak van het zinktunnelelement en de wand van de metroverdeelhal. Invloed vrieslichaam op stempels De stempels zijn gevuld met water en dit zou bij bevriezing gaan uitzetten. Om drukop- bouw in de stempels zoveel mogelijk te voor- komen zijn een aantal gaten gemaakt in het stempel, om water dat onder druk komt te staan te kunnen laten afvloeien. Is het ijs eenmaal gevormd, dan vindt er toch druk- opbouw plaats, echter deze druk leidt tot acceptabele radiale spanningen. Omdat de stempelfunctie juist axiale spanning met zich meebrengt, is er slechts sprake van secundaire beïnvloeding. Invloed vrieslichaam op dak zinktunnelelement en wand metroverdeelhal Verreweg het grootste risico van het vriesli- chaam was de beïnvloeding van de bestaan- de betonconstructies. Door het eenzijdig afkoelen van zowel het dak als de wand, ont- stond een verkorting aan één zijde van de doorsnede. Daardoor trad niet alleen een bepaalde mate van kromming op, maar ook een bepaalde mate van trek in het afgekoel- de gedeelte door een mogelijk niet gradueel verloop van de temperatuur in de doorsnede. Door het beperkte gebied van de afkoeling werd de kromming bovendien verhinderd, wat eveneens leidde tot trek in de afgekoelde zone van de doorsnede. De ontstane spanningen zijn per con- structiedeel beschouwd. Analyse dak Bij het circa 1,0 m dikke dak van het zink- tunnelelement is het risico op scheurvor- ming het grootst. Hier zouden de opgelegde vervormingen zich met name in langsrich- ting van het element voordoen. In deze rich- ting bevindt zich, zoals gebruikelijk bij zink- tunnelelementen, de verdeelwapening. Omdat deze wapening relatief beperkt is, was hier het risico op een te grote scheur- wijdte het grootst. Om dit risico te onderzoeken, is de hulp ingeroepen van SGS Intron, die in op- dracht van de gemeente Amsterdam een aantal temperatuur- en spanningsanalyses heeft gemaakt (fig. 9). Samen met de aanne- mer is gezocht naar de meest optimale con- figuratie van de vrieslansen, met name Het bevriezen van de grond kende enkele belangrijke raakvlakken met de bestaande constructies: de permanente stalen stempels, het dak van het zinktunnel - element en de wand van de metroverdeelhal 9 Configuratie van de vrieslansen met spanningseffecten 9 CEMENT 7 2021 ?25 de afstand tot het dak. Daarbij gold dat enerzijds de invloed op de bestaande beton- constructie zou afnemen als de vrieslansen hoger boven het dak zouden eindigen, maar anderzijds dat het risico op het niet water- dichtheid zijn van de bouwputwand dan juist zou toenemen. Max Bögl heeft zich voor dit dossier laten ondersteunen door CRUX Engineering BV en Ingenieurbüro Schiessl Gehlen Sodeikat GmbH uit München.Er zijn vier situaties beschouwd met betrekking tot de afstand van de vrieslansen tot het dak: 25 cm 50 cm 65 cm 25 cm met voorkoeling De laatste optie was een subvariant. Het idee was dat met voorkoelen de invloed op het dak minder zou zijn. Deze optie is meegeno- men omdat de aannemer de afstand tussen vrieslans en dak zo klein mogelijk wilde houden ten einde de waterdichtheid van de bouwput wand te optimaliseren. Het ver- schil tussen voorkoelen en niet voorkoelen bleek echter dusdanig beperkt, dat deze va- riant niet verder is bestudeerd. De resultaten van de drie overgebleven opties staan in figuur 10 t/m 13. Te zien is dat alle drie de opties leiden tot een (zeer) geringe drukspanning in de onderste vezel van de doorsnede, sowieso al een gunstig gegeven. Het element is gemaakt met betonsterkte -klasse B35. Wanneer dit wordt gelijkgesteld aan betonster kteklasse C30/37, zou volgens Eurocode 2 een trekspanning mogen worden toegelaten van f ctm < 2,9 N/mm², en zeker een spanning van f ctk,0,05 < 2,0 N/mm². Kijkend naar de grafiek kan ervan uit worden gegaan dat een zone van circa 30 cm (spanning ongeveer gelijk aan 2,9 N/mm²) en in ieder g eval een zone van circa 22 cm (spanning on - geveer gelijk aan 2,0 N/mm²) aan de onderzij- de ongescheurd blijft bij een lansafstand van 5 0 cm, dus dat er geen doorgaande watervoe - rende scheuren optreden. Bij deze lansaf - stand treedt een maximale afkoeling op tot -8 °C aan de bo venzijde. Dit leidde bij een controleberekening tot een rek in het staal onder de vloeigrens. Verondersteld is dat de scheuren aan de bovenzijde van het dak zich weer sluiten bij dooi. Derhalve is geadviseerd deze optie te kiezen. Hierbij kan worden aan - gemerkt dat de verschillen tussen de opties niet gr oot lijken. Maar er moest een afweging worden gemaakt tussen scheurvorming enerzijds en aanvriestijd anderzijds. Bij de uitvoering bleek enerzijds dat het aanvriezen van het lichaam aan het dak meer tijd kostte dan van tevoren door de aannemer was beoogd en anderzijds dat het risico van lekkage bij ontdooien zich niet heeft voorgedaan. Analyse wand Bij de wand van de metroverdeelhal treden de opgelegde vervormingen met name in Gezocht is naar de meest optimale configuratie van de vrieslansen, een balans tussen invloed op de bestaande betonconstructie en waterdicht- heid 10 11 10 Dwarsdoorsnede van het tunneldak met temperatuursverloop 11 Dwarsdoorsnede van het tunneldak met bijbehorend spanningsverloop haaks op vlak van tekening 26? CEMENT 7 20 21 verticale richting op, dezelfde richting als de hoofdwapening van de diepwand- panelen. Dit komt doordat de grootste af- koellengte verticaal is. En doordat in hori- zontale richting de diepwand een zekere krommingsvrijheid heeft vanwege de diep- wandvoegen. De wand van de metroverdeelhal be- staat uit een diepwand aan de zijde van het vrieslichaam en een ter plaatse gestorte voorzetwand aan de binnenzijde van de diepwandconstructie. In dit geval fungeert de diepwand als een isolatielaag voor de voorzetwand. Vanuit het oorspronkelijke ontwerp van de metroverdeelhal was be- kend dat in de permanente situatie de diep- wand grondkerend is bedoeld en de voorzet- wand grond- en waterkerend. Voor de diepwand golden dus geen strenge water- dichtheidseisen . Bovendien zijn de diepwandpanelen ter plaatse van het zinktunnelelement onder- broken vanwege de doorbraak voor de sporen en de perrons, waardoor de grondkerende werking van deze paneeldelen beperkt is en derhalve de actuele spanningen laag zijn. Zoals te zien is in de spanningsfiguren (fig. 14 en 15) blijven de spanningen in de voorzetwand, zowel in horizontale als in ver- ticale richting beperkt tot 1 à 2 N/mm², het - geen voor een betonsterkteklasse B35 geen probleem is. Ook hier kon worden 13 12 14 12 Temperatuur verdeling over de hoogte van het zinktunneldak met de drie onderzochte opties 13 Spanningsverdeling over de hoogte van het tunneldak in de lengte richting van het element met de drie onderzochte opties 14 Bovenaanzicht van de vrieslansconfiguratie en de temperatuursinvloed na 56 dagen, zie legenda temperatuur aan de rechterzijde CEMENT 7 2021 ?27 geconcludeerd dat met de configuratie van de vrieslansen ten opzichte van de wand van de metroverdeelhal (plaatsing op circa 25 cm) de temperatuurgerelateerde span- ningen dusdanig beheerst waren, dat er geen significante kans was op doorgaande of watervoerende scheurvorming. Dit heeft zich tijdens het ontdooien van het vriesli- chaam ook niet voorgedaan en ook hier kon worden geconcludeerd dat de waterdicht- heid van de betonconstructie niet is aange- tast. Doorbraak naar het metrostation Onderdeel van de operatie is ook het maken van een doorgang naar de metroverdeelhal, die onder het grondwaterniveau ligt. Deze doorgang gaat door de wand, die zoals gezegd is opgebouwd uit een diepwand (d = 1,0 m) en een voorzetwand (d = 0,80 m). Deze wand draagt de vloer van het stationsplein. De doorgang is 8,0 m breed en 2,8 m hoog. De dragende functie is opgevangen door een latei. Hiervoor is een dubbele, aan elkaar gelaste HE900M toegepast, op de po- sitie van de diepwand, dus vóór de voorzet- wand. Deze latei is met beton omstort. In figuur 3 links van as 7 en in figuur 17 is het eindresultaat te zien. De sloop is in verschillende fases uitge - voerd (fig. 17). In sloopfase 1 is het bovenste deel van de diepwand gesloopt, waarna aan 15 16 15 Spanningen in horizontale richting (links) en verticale richting (rechts); de spanningen in de voorzetwand zijn beperkt 16 Bouwput met vriesinstallatie, het vrieslichaam is omwille van isolatie afgedekt 28? CEMENT 7 20 21 Zaagsnede injectieslang ontluchting ?80 zwelband voegprofel W9U-I voegprofel W9U-I injectieslang zwelband ontluchtingsgaten 80 t.b.v storten beton SLOOPLIJN FASE 1 weerszijde van de opening in de diepwand een landhoofd is gestort in een inkassing van de diepwand, ten behoeve van de latei (fig. 18). In sloopfase 2 is het overige deel van de diep - wand gesloopt. Vervolgens is met een lintzaag een sleuf in de voorzetwand gezaagd (± 5 mm, fig. 19). Hierbij zijn vóór het einde van het za - gen twee stalen plaatjes in de sleuf geplaatst. Dit heeft te mak en met de volgende drie mo - gelijke gevolgen van de gezaagde sleuf: 1 Wanneer de sleuf is gezaagd, zakt de vloer tot op de stalen plaatjes. Als de latei is ge- plaatst en op spanning is gebracht, komen de stalen plaatjes weer los te liggen en kun- nen ze worden verwijderd. De vloer rust op de latei zoals het is bedoeld is. 2 W anneer de sleuf is gezaagd, zakt de vloer tot op de stalen plaatjes. Als de latei is ge- plaatst en op spanning is gebracht, blijft de vloer desondanks toch op de stalen plaatjes rusten. Dan moet worden onderzocht wat er aan de hand is. 3 W anneer de sleuf is gezaagd zakt de vloer helemaal niet, de plaatjes liggen los. Als de latei is geplaatst en op spanning is gebracht kunnen de plaatjes worden verwijderd. De vloer rust deels op de latei en is deels zelf- dragend. Uiteindelijk bleek situatie 3 het geval. Nadat de sleuf was gezaagd kon de latei wor- den geplaatst. De latei is een 9,5 m lange dub- bele HE900M-ligger en weegt circa 7000 kg. De latei is te lang en te zwaar om via de bouw- sparing op zijn plaats te hijsen. Daarom zijn een aantal stoot- of afdekplaten van de zoge- naamde 'Brievenbus' (tussen balk op stra- mien V en het dek van de metroverdeel- De dragende functie van de wand van de metroverdeelhal is opgevangen door een latei, een dubbele HE900M 18 17a 17c 17b 17 Sloopfases en eindtoestand doorgang: (a) de situatie vóór de sloop, (b) het dak in de eindsituatie en (c) de vloer. De lichtgrijze vlakken betreffen nieuw beton 18 Sloopfase 1 mét landhoofden t.b.v. latei CEMENT 7 2021 ?29 hal) verwijderd (fig. 3, links van as 7). Door deze ruimte is de latei naar beneden g ehe- sen en op een steiger geplaatst (foto 20). Vanaf de steiger kon de latei op zijn plaats worden geschoven en op spanning worden gebracht door middel van vijf vijzels. Deze vijzels zijn geschakeld, zódat ze alle vijf dezelf de (voor)spanning geven (foto 21).Vervolgens konden de overige sloop - f ases worden uitgevoerd. Omdat de vloer van de metroverdeelhal op NAP -2,8 m ligt, dus onder grondwater - n iveau, was de zorg dat eventueel grond - w ater tussen de diepwand en de voorzet- wand naar boven zou sijpelen. Doordat de diepwand wellicht niet helemaal waterdicht is, kan door de jaren heen waterdruk zijn ontstaan tussen de voorzetwand en de diep wand. Daarom is de naad waterdicht afgesloten volgens het detail in figuur 22. Uiteindelijk kon de betonnen krans worden gestort waarbij de latei is om- stort (fig. 3 en fig. 17). Hiervoor zijn een aan- tal ontluchtingsgaten in het dak geboord. 19 20 19 Zaagsnede voorzetwand 20 Steiger t.b.v. plaatsen latei 30? CEMENT 7 20 21 injectieslang naar kopkanten plt. plt. 440x10 lg=7980 thermisch verzinkt gietmortel 20 115 DETAIL 5 SCHAAL 1:10 440 40 360 40 180 180 gaten M12 h.o.h 300 70 100 30 175 30 30 250 25 in te boren en te verlijmen ankers M12 l=300 (thermisch verzinkt) 180 180 360 200 100 50 bouwkundige afwerking 60 212 250 500 21 22 Tot slot Het project laat zien hoe een ogenschijnlijk eenvoudige trap, onwaarschijnlijk ingewik- keld kan zijn. Waarschijnlijk was het handi- ger geweest deze verbinding gelijk met de Noord/Zuidlijn aan te leggen, echter op dat moment is ervoor gekozen de bouw van de Cuyperstrap uit te stellen. Bovendien zouden er ook dan veel uitdagingen zijn te overwin- nen. Makkelijk was het sowieso niet geweest. Een niet alledaagse bouwmethode ? het droogzetten van een bouwput met vries- lansen ? is bij deze bouw succesvol uitge- voerd, zonder lekkage en/of blijvende scheurvorming in de bestaande betoncon- structie. Hierbij is op unieke wijze samenge- werkt door de opdrachtgever en zijn advi- seurs en de aannemer en zijn adviseurs. De zorgvuldigheid waarmee alle betrokkenen aan dit toch wel bijzondere project hebben gewerkt heeft tot een mooi, veilig en vooral waterdicht resultaat geleid. 21 Op spanning brengen van de latei dmv vijzels 22 Waterafsluitend detail tussen diepwand en vloer/voorzetwand metroverdeelhal CEMENT 7 2021 ?31 32? CEMENT 7 20 21 column 'Ingenieurs, verbreed je horizon'; een prachtige oproep van Sander den Blanken in zijn meest recente column in Cement. Als het besef is gekomen dat je als ingenieur het verschil kunt maken in de klimaatverandering, dan realiseer je je hopelijk ook dat er geen tijd meer te verliezen is. Bij mij is dat besef inmid- dels stevig ingedaald. In positieve zin wel te verstaan; dat ik impact kan maken, maar ook dat ik op moet schieten! Als ik 'ik' schrijf, dan bedoel ik eigenlijk 'we'. Nu zowel Shell als Tata zich publiekelijk moeten verantwoorden over hun CO?-uitstoot, kan de noodzaak niemand meer ontgaan zijn. De tijd van green washing en andere afleidingsmanoeuvres is passé. Mijn ongeduld neemt met de dag toe. Gelukkig krijg ik met regelmaat de vraag wat wij, als Voorbij, doen met circulariteit. Een paar jaar geleden kreeg ik met name de vraag of het casco weer uit elkaar gehaald kon worden. Nu gaat het steeds vaker over CO?-uitstoot. Ik denk dat dit de vragen zijn waar het over moet gaan. Veelal begin ik dan te vertellen over wat wij op ons terrein verduurzaamd hebben. Zo vertel ik dat we regenwater opvangen en gebruiken voor productie, dat we elektrische heftrucks hebben enz. IJverig wordt dit dan genoteerd en ik ontvang al snel de feedback 'goed bezig'. Maar dan begin ik op stoom te komen en vervolg ik met de vraag: hoeveel procent van de CO?-footprint van een betonfabriek wordt bepaald door de zaken die ik zojuist opge- noemd heb? Juist, we hebben het dan over slechts een paar procent. Natuurlijk zouden de relevante vragen moeten gaan over de foot - print van ons betonmengsel, het gebruik van secundaire grondstof - fen, de hoeveelheid wapeningsstaal in ons casco en het transport naar de bouwplaats. Want daar liggen de echte uitdagingen. Maar wat zijn dan wel de goede vragen die je als opdrachtgever moet stellen? Wat mij betreft werkt het niet als mij wordt verteld dat ik mijn grind voor x% moet vervangen door secundair materi- aal. Soms kan dat weliswaar prima, maar bij bijvoorbeeld schoon- beton is het ingewikkelder. En aangezien er verhoudingsgewijs veel minder gesloopt wordt dan gebouwd, blijven we altijd (nieuw) grind en zand toepassen in de bouw. Vandaar dat er dus in het Betonakkoord als doelstelling staat dat al het vrijgekomen materi- aal hoogwaardig wordt hergebruikt. Sander den Blanken bepleitte de inzet van een materialenpaspoort en dat onderschrijf ik volledig. Daarmee kun je intelligent omgaan met beschikbare materialen. We willen voorkomen dat we straks 'sloopafval' naar Nederland gaan verschepen omdat de opdrachtgever om x% granulaat vraagt. Dan verliezen we ons echte doel uit het oog. Bovendien kan natuurinclusief winnen van zand en grind ook in positieve zin De impact van een optelsom Dorien Staal?is statutair directeur van betonfabriek Voorbij Prefab. Daarnaast vervult ze een bestuurs- functie bij het Netwerk Conceptueel Bouwen en is ze voorzitter van de Betonvereniging. Samen met Sander den Blanken, managing director van BAM Infraconsult en statutair directeur van BAM Infra Assetmanagement, neemt Dorien gedurende twee jaar de column in Cement voor haar rekening. Wil je reageren op deze column, stuur dan een email naar cement@aeneas.nl. CEMENT 7 2021 ?33 bijdragen aan de klimaatverandering. We moeten het gehele speelveld blijven bekijken en dus niet vrijgekomen materiaal over de wereld gaan verslepen. Rond de verkiezingen hoorde ik in een debat een politicus bepleiten dat in zijn stad alle nieuwbouw voor 20% uit hout moet bestaan? Ik denk dat opdrachtgevers en gemeenten weg moeten blijven van 'hoe' iets wordt opgelost, maar in plaats daarvan de markt moeten uitdagen. Kom met ambitieuze MPG (Milieu Prestatie Gebouw)- waarden, die weer zijn te vertalen naar MKI's (Milieu Kosten Indicator) voor bouwpartners en toeleveranciers. Dan geef je de ruimte aan de ingenieur om vanuit het brede pallet aan mogelijkheden de beste oplossing te creëren. Vanuit het Betonakkoord werken we nu aan het vastleggen van MKI-plafondwaarden van verschillende producten en mortels. En de komende jaren gaan die plafond- waarden steeds uitdagender worden. Daarmee creëer je in de breedte een gelijk speelveld en leg je de verantwoordelijkheden in de hele keten op de juiste plek. We blijven de komende jaren volop in beweging. Zo schudde de betonwereld recent op haar grondvesten toen een verhoudingsge- wijs enorme verhoging van de prijs van cement werd aangekondigd. De schaarste aan hoogovenslak en de CO?-heffingen zijn de voor- naamste oorzaken van de stijging. Ook de staalprijzen stegen het afgelopen jaar met 30 tot 40%. Als we dan teruggaan naar de CO?-footprint van een betonfabriek, dan gaat het mechanisme dat verduurzamen loont, nu wel echt spelen. Ik ben niet blij met al deze prijsverhogingen, maar tegelijkertijd betekent het ook dat zij die verhoudingsgewijs weinig cement en staal gebruiken het minste last hebben van deze prijsstijgingen. En dat vind ik dan toch weer positief te noemen. En zo ben ik weer terug bij de cirkel van invloed, waarover ik het in mijn columns vaker heb. Kijk goed naar wat je zelf kunt doen. Laat je niet afleiden door argumenten dat het niet zoveel zin heeft zolang Tata nog steeds zoveel uitstoot en ze in Afrika geen plastic scheiden. Kijk naar de grote én klein(er)e dingen die je kunt doen om het ver- schil te maken. De optelsom daarvan levert wél een enorme impact. Zo is bij mij thuis de eerste bofkipburger inmiddels bereid en ga ik de vegetarische slager verder ontdekken de komende tijd. Ballast Nedam nam wat mij betreft een mooie stap om nu ook zakelijk geen vlees en vis meer te serveren. Dan toon je lef! Het inspireerde mij om deze ontdekkingstocht thuis verder voort te zetten. Of ik ook de lef heb om het broodje bal van het menu te halen in de fabriek? De tijd zal het leren.? "De tijd van green washing en andere afleidings - manoeuvres is passé " "Kijk naar de grote én klein(er)e dingen die je kunt doen om het verschil te maken. De optelsom daarvan levert een enorme impact" 34? CEMENT 7 20 21 Wat heeft je overtuigd om constructeur te worden? O