\037 \037\036\035\034 \037\036\037\035 7 \037\037\036\037\035 \037 \r \037\037\037 \037\037\036\035\034\034\033\035\032 \020\033\035\021 \037\036\035\034\037\033\032\031\034\030 \032\035\024\034\037\023\013 \034 \007\025\037\n\035 \035\022\037\006\035\034\037\f\035\032\031\022\024\037\035\026\017 \035\035\022\037\f\035\n\026\021\004\030\037\033\031\026\034\022\035\026\ \037\003 \024\035\022\021\035\034\037\035\035\022\037\031\031\022\034\013 \032\035\022\005\037\t \032\021\n\025\031\031\034\020\016\006\031\033\033\035\022\005\037\024\026\ \017 \033\026 \036\035\f\037\004\035\037\027\027\023\037\021\022\034\013 \n\035\022\005\037\022\035\035\025\037\n\031\022\037\016\027\022\034 \025\035\034\020\005\037\037\036\035\034\033\032\035\031\030\033\027\033\030\035 \037 \037\036\035\034 \032\031\030\027\036\034\030\026 \037\036\035\036\034\033 \037 \036\035\035\034\037\033\032\035\032\037\030 \037\013\013\013 partners CEMENT 4 2023 ?1 Ingenieurs met passie voor techniek 2? CEMENT 4 20 23 46 P ons in nieuwe Eurocode 2 Afstudee ronderzoek naar de wijziginge n op het gebied van pons e n de gevolgen hiervan. 64 Manif est moet leiden tot meer v eiligheid R ecent is het Manifest Structureel V eiliger opgesteld. Nu is het tijd voor de imple mentatie. 70 Duurz aamheid in keuzes v oor voldoende veiligheid B ehoefte aan bouwnormen waarbij wor dt geoptimaliseerd naar veilig- heid é n milieu-impact. Artikelen 6 De N ieuwe Sluis Terneuzen (2) I n dit tweede deel van de serie o ver de Nieuwe Sluis Terneuzen het ontwe rp van de sluiskolk. 16 St adhuis met bestaand en nieuw in één Flexibilit eit en duurzaamheid leide nd in ontwerp Huis voor de Stad in H elmond. 30 V erbinding tussen buispalen en landhoof den bij integraal- viaducten T wee mogelijke verbindingen met elk hun eigen aandachtspunten. 16 46 Foto voorpagina:?Nieuwe Sluis Terneuzen, foto: Sassevaart 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 prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofd- redacteur), ir. Maartje Dijk, ir. Paul Lagendijk, 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. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, prof.ir. Simon Wijte 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 klantenservice@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 2023  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 4 2023 ?3 Het einde van de Tweede Wereldoorlog was nog maar vier jaar geleden: de NAVO wordt opgericht, Koningin Juliana tekent voor de onaf- hankelijkheid van Indonesië, Nederland kreeg na lang onderhandelen (na eerst veel hoger te hebben ingezet) 69 vierkante kilometer Duits grondgebied, en de babypro- ductie boomt. Oók in 1949: de Studievereniging Voorgespan- nen Beton (Stuvo, om later op te gaan in Stufib) wordt op- gericht én de eerste nummers van Cement verschijnen. We zijn bezig met de 75e jaargang van Cement! Even zo oud als Cement is de redactieraad van Cement. Ingenieursbureaus, aannemers, cement- en betonindustrie, onderwijs, onderzoek, regel- geving en overheid, allemaal zijn ze vertegenwoordigd in deze raad die het gevoerde redactionele beleid toetst. Aanmerkelijk jonger dan 75 jaar, nam Kees Quartel tijdens 1949 de laatste redactieraad afscheid van diezelfde raad: "Mijn vader had via zijn werk bij Spanbeton een abonnement op Cement, zodat dit blad iedere maand bij ons thuis op de deurmat viel. Hoewel ik op mijn zestiende nog niet veel feeling had met het materiaal beton, kon ik het niet nalaten om me in artikelen te verdiepen. Dat was niet mak- kelijk, het blad werd in die tijd opgemaakt in een klein letter- type en er werden ingewikkelde formules getoond, toen nog met de hand geschreven". De 'oude' lezers van de eerst jaargang van Cement zouden verrassend veel herkennen in het jongste nummer van Cement. Zuinig om leren gaan met onze grondstoffen doen we nog steeds. Zie het artikel over hergebruik in het Huis voor de Stad in Helmond. Veiligheid is een blijvend thema. Zie de artikelen over pons in de nieuwe Eurocode 2, het Manifest Struc- tureel Veiliger en een nieuwe Normbesef. Dat we echt in 2023 zijn aanbeland, laat een artikel over bouwnormen zien waarbij wordt geoptimaliseerd naar veiligheid én milieu-impact. En waar in 1949 voorgespannen beton een nieuwe techniek was met veel onbekendheden, lezen we in 2023 over andere vernieuwingen. Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl 70 En verder 42 St rengere MPG-eisen: zin of onzin ? Column van K arel Terwel. 44 De jonge const ructeur M ouad Ouali deelt zijn ervaring bij ee n van zijn eerste projecten, de Rhein-H erne-Kanal Brücke. 52 Normbese f (2) Geconce ntreerde belastingen op plat en en liggers worden vaak gespr eid tot aan de zwaartelijn van de constructie. I s dit wel correct? 55 St ructural Concrete 24/2 Ee n variatie aan papers, met deels als the ma duurzaamheid van betonconstructies. 58 Museumuitbr eiding is bet onnen kunstwerk L iljevalchs Kunsthal, Stockholm; een r echthoekige doos vol verrassingen. 4? CEMENT 4 20 23 auteurs ir. Marc Bool Sassevaart / BAM Infraconsult p. 6 ? 15 ir. Hans Galjaard Van Hattum en Blankevoort p. 52 ? 54 ir. Michel Schamp RO Aronsohn Constructies raadgevende ingenieurs p. 16 ? 28 ir. Jacques Linssen Aeneas Media / redactie Cement p. 64 ? 69 ing. Ashleigh Groos Adviesbureau Hageman p. 46 ? 51 prof.dr.ir Raphaël Steenbergen TNO / UGent p. 70 ? 76 dr. ir. Karel Terwel IMd Raadgevende Ingenieurs / TU Delft p. 28 ? 29 ing. Klaas Wiersma PMSE Witteveen+Bosp. 30 ? 41 ir. Esli Bosman Witteveen+Bos p. 30 ? 41 ing. Martin de Graaf Sassevaart / DEME Infra p. 6 ? 15 John Snepvangers BSc. Sassevaart / DEME Infra p. 6 ? 15 ir. Mouad Ouali Arup p. 30 ? 31 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 58 ? 63 ir. Stephan Taris RC Aronsohn Constructies raadgevende ingenieurs p. 16 ? 28 ir. Paul Wernsen Sassevaart / BAM Infraconsult p. 6 ? 15 Aan dit nummer van Cement werkten mee: CEMENT 4 2023 ?5 gesponsord bericht CEMS Fundering Suite Ontwerpberekeningen \fia AP\b ser\fices en scripting PileCore: druk-, trek- en ankerpalen (o\fa\f CUR2\b6) ShallowCore: funderingen op staal VibraCore: trillingspredicties voor damwanden en palen Cloud-based, flexibel en schaalbaar Probeer het zelf op nuclei.app cemsbv\fnl info@cemsbv\fnl ©202\b CRUX Engineering Microser vices BV rekenhar t | gevalideerd | cloud-based | schaalbaar | flexibel Airdeck is een in twee rich- tingen gewapende breed- plaatvloer waarop Airboxen van gerecycled kunststof zijn aangebracht. Door de Airboxen kan er tot 30% worden bespaard op beton en kunnen ondersteuningsconstructies en funderingen lichter worden uitgevoerd. Daarmee zijn de vloeren ook milieuvriendelijker dan andere breedplaatvloeren. Door het instorten van een lichtgewicht verdiepingsvloer in 2017, in een parkeergarage op Eindhoven Airport, staan de lichtgewicht breedplaatvloeren onterecht in een slecht daglicht. Maar daar is geen enkele reden voor. Naar aanleiding van onderzoeken na het ongeluk in Eindhoven is het nog niet nodig geweest één Airdeck-vloer aan te passen of verstevigen. Ook zijn inmiddels detaillering en rekenregels aangescherpt en is het productieproces hierop aangepast. Lichter en milieuvriendelijker bouwen met de Airdeck-vloer WWW.CEMENTONLINE.NL/AIRDECK Meer over de mogelijkheden van de Airdeck-vloer staat in het volledige artikel op www.cementonline.nl/airdeck. De Airdeck-vloer De Nieuwe Sluis Terneuzen (2) Ontwerp van de sluiskolk 1 De kolk van de Nieuwe Sluis Terneuzen in aanbouw (foto: P. Vanhopplinus) 1 6? CEMENT 4 20 23 De sluiskolk van de Nieuwe Sluis Terneuzen verbindt de twee sluishoofden met elkaar en biedt ruimte aan schepen tijdens het schutproces (fig. 2). De sluiskolk be- staat grofweg uit de volgende onderdelen: een oostelijk gelegen kolkwand en parallel hieraan een westelijke kolkwand met hierin geïntegreerd een nivelleerkanaal en een kolkbodem (bestaande uit een onderwater- betonvloer). De vloer is voorzien van nivel - leervoorzieningen in de vorm van bodem- doorlaten, meestal bodemroosters genoemd vanwege de vele ronde doorstroomopeningen in de bovenplaat. Nivelleersysteem Sterk bepalend voor de uiteindelijke vorm van een sluis en zeker voor een sluiskolk, is de wijze waarop het water in- en uitstroomt tijdens het schutproces, het zogenoemde nivelleren. Het eenvoudigst is nivelleren door sparingen in de deuren; er hoeven dan immers geen voorzieningen in de wanden en bodem van de sluis te worden opgeno- men. Voor de Nieuwe Sluis Terneuzen is door de opdrachtgever, op basis van initiële laboratoriumtesten (stromingen in de kolk tijdens het nivelleren en resulterende im- pact op de schepen), echter gekozen voor een nivelleersysteem met omloopriool. Binnen het contract is aan de op- drachtnemer de keuze gelaten uit twee ty- pen omloopriool-nivelleersystemen (met een voorgeschreven geometrie): een wand- nivelleersysteem of een bodemnivelleersys- teem. Bij een wandnivelleersysteem wordt genivelleerd via sparingen in de wanden van de kolk en sluishoofden, waarbij omlooprio- len aan beide zijden van de sluis de aan- en afvoer van water verzorgen van hoofd naar kolk en andersom. Een bodemnivelleer - s ysteem laat water via openingen in de kolk- bodem in- en uitstromen. Na een zorgvuldige afweging van alle voor- en nadelen, is gekozen voor het 2 Bovenaanzicht sluis met in het midden de sluiskolk met twee bodemroosters In het sluizencomplex in Terneuzen, dat toegang biedt tot de havens in Gent en Terneuzen, wordt momenteel gebouwd aan een nieuwe sluis, de zogeheten 'Nieuwe Sluis Terneuzen'. In het vorige artikel in deze serie (Cement 2021/2) hebben we kennisgemaakt met de bouwmethode en fasering, in dit artikel wordt ingezoomd op het ontwerp van de sluiskolk. PROJECTGEGEVENS project Nieuwe Sluis Terneuzen opdrachtgever Vlaams-Nederlandse Scheldecommissie (een samenwerkingsverband tussen het Nederlandse Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat en het Vlaamse Departement van Mobiliteit en Openbare Werken) opdrachtnemer Consortium Sassevaart (een samenwerking van BAM, DEME, Stadsbader Contractors, Van Laere en Equans) integraal ontwerp BAM Infraconsult, DIMCO, Equans, Van Laere en Dredging International ondersteund door onder andere Arcadis, IV Infra, Fugro en Royal HaskoningDHV 2 CEMENT 4 2023 ?7 nivelleren via de bodem en een enkelzijdig omloopriool aan de westzijde. Dat er voor een omloopriool aan de westzijde is gekozen heeft te maken met het feit dat zowel de deurkassen als de basculekelders voor de bruggen zich, in de beide hoofden, aan de oostzijde bevinden. Een omloopriool aan de oostzijde zou hier helemaal omheen moeten worden geleid, hetgeen vanzelfsprekend moeilijker en duurder uit te voeren is. Beschouwde varianten kolkwanden In het begin van het tendertraject is gezocht naar het optimale constructietype van beide kolkwanden. Diverse constructietypes zijn in een trade-off matrix tegenover elkaar gezet. Een van de onderzochte types is een beton- nen L-muur (onder meer toegepast bij de Kieldr echtsluis). Uitvoering van een dergelijke betonconstructie vergt echter een zeer grote bouwkuip, waarin droog kan worden gewerkt. Door de massieve constructie leidt dit tot zeer veel materiaalverbruik. Andere mogelijkhe - den die zijn bekeken, bestaan voornamelijk uit v arianten die ook vaak voor (diepzee-)ka - des worden toegepast, zoals een wand met een ontlastv loer op palen of een wand met meerdere ankerniveaus. De verankering be - staat hierbij gewoonlijk uit groutankers (ver- ankeringselement bestaande uit een staaf die aan het uiteinde in een cilinder van grout wordt ingebed) of legankers (stalen massieve staven gekoppeld aan een ankerwand). Uiteindelijk bleek voor dit project zowel de combiwand als de diepwand met één rij legankers een goede oplossing. Dit is vaak het geval in de Nederlandse praktijk, gezien de (relatief slappe) bodemsamenstelling en de ervaring die er is met beide wandtypes. Voor legankers is gekozen in verband met de hogere beschikbare ankercapaciteiten, zo- dat nog een werkbare hart-op-hart-afstand van de ankers was te realiseren. Ook alter- natieve verankeringen zoals MV-palen (sta- len profielen met zeer grote trekcapaciteit) zijn bekeken, maar bleken uiteindelijk eco- nomisch minder interessant. Ontwerp kolkwanden De gekozen ontwerpoplossingen van de kolkwanden zijn voor een belangrijk deel gestuurd door de uitgangssituatie bij de start van de bouw. De situering van de sluis in de bestaande situatie heeft geleid tot een weste- lijke wand in het bestaande land, met een maaiveldniveau van circa NAP +6,0 m, en een oostelijke wand ter plaatse van het kanaal met een bodemniveau van circa NAP -8,0 m. Westelijke kolkwand en nivelleerkanaal? De westelijke kolkwand (fig. 3, links), fungeerde ook als de grondkerende wand. Deze wand is uitgevoerd in de vorm van een diepwand. Vanwege de positie op het land zou zowel een diepwand als een combiwand mogelijk zijn geweest. Ook kostentechnisch zijn beide op- lossingen even goed toepasbaar. Omdat de westwand echter gecombineerd is met het nivelleerkanaal dat, gedicteerd door het con - tract, uit beton moest zijn opgebouwd, is de keuze op de betonnen diepwandoplossing ge- vallen. De dikte van deze wand bedraagt 1,5 m. 3 Dwarsdoorsnede van de sluiskolk ING. MARTIN DE GRAAF Ontwerpleider civiel Sassevaart / DEME Infra JOHN SNEPVANGERS BSC. Ontwerpleider civiel Sassevaart / DEME Infra IR. PAUL WERNSEN Technisch adviseur Sassevaart / BAM Infraconsult IR. MARC BOOL Integraal technisch manager Sassevaart / BAM Infraconsult auteurs 3 8? CEMENT 4 20 23 Vóór de grondkerende wand (diepwand), aan de kolkzijde, is nog een wand geplaatst. De tussenliggende ruimte, breed circa 5,5 m, vormt het nivelleerkanaal. De wand aan de kolkzijde keert enkel waterstandsverschillen en kon daarom lichter worden uitgevoerd dan de grondkerende wand. Omdat de wand aan de kolkzijde pas werd geplaatst op het moment dat de kolk was ontgraven, was de logische keuze een combiwand. Deze kon vrijstaand vanaf het water en bovendien, om- dat de uitgraving al had plaatsgevonden, zeer nauwkeurig worden geplaatst. Een nadeel is dat de combiwand, om - dat het nivelleerkanaal volgens het contract in beton moest worden, moest worden be- kleed met beton. Om hier invulling aan te geven, zijn tegen de combiwand aan nivel - leerkanaalzijde betonschorten afgehangen. Omdat dit onder water moest plaatsvinden is gekozen voor prefab schorten. De ruimte tus- sen schort en combiwand werd na afhangen, stellen en fixeren opgevuld met beton, zodat er één geheel voor het nivelleerkanaal ont- stond. Aan de onderzijde werd dit bereikt met behulp van de onderwaterbetonvloer. Aan de bovenzijde werden combiwand en diepwand met elkaar verbonden door middel van een betonnen kokerconstructie (fig. 4). De bovenzijde van de koker fungeerde als sluisplateau, de onderzijde sloot het ni- velleerkanaal van boven af. Het niveau van de onderzijde is lager dan het laagste schut- peil, zo is gegarandeerd dat het nivelleerka- naal altijd geheel gevuld is met water, het- geen een hydraulische vereiste is. Oostelijk kolkwand? De oostelijke kolkwand is uitgevoerd in de vorm van een combiwand. De buizen zijn Ø1320 mm met een wanddikte die varieert van 17 tot 24 mm. De belangrijkste reden om voor een combiwand te kiezen is uitvoeringstech- nisch: een combiwand kan op het water en in het water worden aangebracht. Een diep- wandoplossing was hier door de benodigde (deels tijdelijke) grondaanvulling tot circa NAP +5,0 m economisch niet rendabel. Kerende hoogte? De wanden van de sluiskolk moesten een hoogte keren van NAP +7,5 m (lokaal NAP +8,0 m) tot NAP -16,8 m; dit is tot bovenzijde onderwaterbeton. In de bouwfase was dit nog 1 m dieper. Ter plaatse van de bodemroosters moest lokaal nog 5 m dieper worden ontgraven, met toleranties en grind- bed komt dit op NAP -22,3 m. Om de totale kerende hoogte in de bouwfase te beperken is de hoogte van het maaiveld tijdelijk beperkt tot NAP +3,5 m. De ophoging naar definitief niveau werd uitgevoerd nadat de stempeling in de vorm van de onder w aterbetonvloer 4 3D-doorsnede wanden westzijde met nivelleerkanaal 5 3D-uitsnede kolkwand oostzijde De legankers zijn door middel van een anker- scherm van damwandplan- ken verankerd in de grond ARTIKELENSERIE Dit artikel is het tweede deel in een serie van vier over de Nieuwe Sluis Terneuzen. In het eerste artikel is het ontwerp, de fasering en de bouwmethode van de sluis op hoofdlijnen toegelicht. Het derde artikel gaat over de betonnen sluishoofden en het ontwerp van de deurkassen. Ten slotte zoomt het vierde artikel in op de betonconstructie van de brugkelder van de basculebrug. Buiten deze serie om is ook een artikel over de bodemroosters van de Nieuwe Sluis Terneuzen verschenen: 'Ontwerp en afzinken bodemroosters'. 4 5 CEMENT 4 2023 ?9 aanwezig was. Zo werd voorkomen dat de bouwfase maatgevend is ten opzichte van de definitieve situatie. Bovendien is er niet veel extra capaciteit meer te vinden in de diep- wand (wanddikte 1,5 m en lokaal een hoofdwapening van drie lagen Ø40 mm). Verankering? Beide grondkerende wanden zijn verankerd met behulp van legankers. Deze zijn door middel van een ankerscherm van damwandplanken verankerd in de grond (fig. 6). Als gevolg van de hogere beschikbare ankercapaciteiten ten opzichte van groutan - kers, was het eenvoudiger de gewenste hart- op-hart-afstand te realiseren. Bij de westelij- ke diepwand is deze 1,875 m (gedicteerd door de afmetingen van de diepwandpanelen en de hierin opgenomen wapeningskorven) en bij de oostelijke combiwand is deze 2,77 m, hetgeen overeenkomt met de hart-op-hart- afstand van de combiwandbuizen. Bij grout- ankers zou de maximale hart-op-hart-afstand circa 0,50 m zijn geweest, hetgeen zowel voor de maakbaarheid als voor de verankerings- wijze aan de combiwandzijde, een probleem zou opleveren. De afmetingen van de toege- paste leg ank ers voor de kolkwanden variëren van M120/110 aan de westzijde tot M160/125 aan de oostzijde, bij een lengte van 45 m. Kesp en schort? Voor beide kolkwanden is een betonnen kesp (ter plaatse gestort) aan de bovenzijde toegepast. Dit zorgt enerzijds voor een nette afwerking van de diep- en 6 Het onderwater- beton van de sluiskolk is ongewapend en niet verankerd, en daarom maar beperkt in staat om opwaartse belastingen op te nemen 6 Onderdelen kolkwand west en nivelleerkanaal LEGENDA 1 Diepwandpanelen 2 W estelijke kolkwand (combiwand nivelleerkanaal) 3 Legank ers ? op NAP +0,00 m 4 Ank erscherm (passieve ankerzijde) 5 Nivelleerkanaal 6 Holle ruimt e boven nivelleerkanaal, met actieve ankerzijde 7 Sluisplat eau: kesp met o.a. bolders, reddingsboeien, enz. 8 Bet onnen schort kolkwand met o.a. drenkelingenladders, haalkommen, ed., uitgevoerd tot NAP -4,69 m 9 Maximale schutpeil NAP +4 ,60 m10 M inimale schutpeil NAP -2,69 m 11 Onderw aterbetonvloer kolk, bovenzijde NAP -16,80 m 12 Onderw aterbetonvloer nivelleerkanaal, wordt in twee fases gestort, bovenzijde NAP -16,80 m 13 Pr efab voorzetwand nivelleerkanaal combiwand (aankleding als drenkelingen- ladders en haalkommen zijn erin opgeno- men) en anderzijds voor spreiding van belasting en zoals bolderkrachten. Deze betonnen bovenbouw is opge- bouwd uit moten van circa 28 m. Om een onderlinge krachtsoverdracht mogelijk te maken, noodzakelijk bij bijvoorbeeld de mo- gelijke uitval van een verankering, zijn de moten onderling verbonden door middel van een dook, een ingestorte met beton gevulde stalen buis. Deze dook verhindert verschil- vervormingen haaks op de lengterichting van de kesp, maar laat onderlinge rotatie en verlengen/verkorten van de kesp toe. Ontwerp kolkbodem De bodem van de sluiskolk bestaat uit een vloer van onderwaterbeton van 1 m dik (fig. 7). Deze onderwaterbetonvloer is onge- wapend en niet verankerd, en is daarom maar beperkt in staat om opwaartse belas- tingen zoals waterdruk op te nemen. In tegenstelling tot de bouwkuipen van de sluishoofden, waarin de constructies van de sluishoofden in den droge zijn gemaakt, hoeft de sluiskolk nooit te worden droog - g ezet. Dit geldt voor zowel de bouw- als de gebruiksfase. Het laagste waterpeil waarop de kolkwanden ontworpen zijn (NAP -5 m) in de bouwfase, is daarom significant hoger dan de ontwerppeilen in de sluishoofden. Om te garanderen dat de opwaartse druk onder de vloer nooit te hoog kan oplopen, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10? CEMENT 4 20 23 zijn meer dan vijftig bodemperforaties, verdeeld over het vloeroppervlak, toegepast. Iedere bodemperforatie bestaat uit een pre- fab betonblok van 2,00 m x 2,00 m x 1,00 m met vier sparingen, die zijn afgedekt met een filterconstructie van kunststof roosters en geotextiel, om dichtslibben van het grind- bed onder de onderwaterbetonvloer te voor- komen (fig. 8).De blokken zijn op het grindbed in de ontgraven sluiskolk geplaatst en opgenomen in de onderwaterbetonvloer. De toestroom van water door de perforaties is dusdanig klein dat dit een verwaarloosbare invloed heeft op het schutproces. De kolkbodem fungeert als stempel voor de kolkwanden en heeft daarmee een belangrijke definitieve functie. Zonder dit stempel zouden aanzienlijk zwaardere wand - constructies nodig zijn geweest. Ontwerp bodemroosters De bodemroosters, de constructies in de kolkbodem met een nivelleerfunctie, bestaan uit grote rechthoekige betonnen 'dozen', lengte 57 m, breedte 17 m en hoogte 5 m (fig. 9). Er worden twee bodemroosters toe- gepast: één op circa ¼ van de kolklengte en één op ¾ (conform het door opdrachtgever aangeleverde ontwerp van het nivelleersys- teem). Voor een in situ bouwmethode zou het nodig zijn geweest een droge bouwkuip te maken die, met onderwaterbetonvloer, tot circa NAP -23,5 m uitgegraven zou moeten worden. Omdat het ontwerp van de kolk - wanden dan nog veel zwaarder en daarmee mogelijk onhaalbaar zou worden, is een alternatieve bouwmethode bedacht. De 7 7 Doorsnede onderwaterbeton vloer sluiskolk 8 Isometrisch aanzicht (a) en doorsnede (b) bodemperforatie 8a 8b CEMENT 4 2023 ?11 bodemroosters zijn gemaakt in een tijdelijk bouwdok, in een bouwkuip in de (destijds) nog niet ontgraven sluiskolk. Na ontgraven van het zuidelijk deel van de kolk, is het wa- terpeil in de kolk verhoogd en is de bouw - kuip van de bodemroosters onder water ge- zet. De bodemroosters zijn geheel waterdicht gemaakt, waardoor ze konden opdrijven. Na prepareren van de kolkbodem zijn ze één voor één afgezonken op hun definitieve positie. Om de betonnen kolossen te laten drijven, is gebruikgemaakt van een iets lich- ter betonmengsel dan normaal zou worden gebruikt. Dit was nodig omdat de afmetin- gen en daarmee het volume aan lucht niet meer kon worden vergroot. De inwendige afmetingen volgden uit de hydraulische studie en lagen daardoor vast. Wanden, dak en vloer zijn zo slank mogelijk gehouden om het gewicht en de ontgravingsdiepte van de tijdelijke bouwput zoveel mogelijk te beper- ken. Het grote aantal gaten in het dak van de bo- demroosters, in combinatie met een dekking v an 70 tot 80 mm, reduceert de beschikbare ruimte voor de wapening flink. Om overlap - pingen in de hoofdwapening te voorkomen, is g ebruikgemaakt van doorkoppelankers. Zo kan de staaf over de gehele lengte van het dek dezelfde positie behouden en blijft de minimale staafafstand gegarandeerd. Dit alles resulteerde uiteindelijk tijdens het drijven in een vrijboord (afstand waterlijn tot bovenzijde constructie) van slechts 10 cm. Afzinkoperatie? De afzinkoperatie leek op die van een zinktunnel, met dat verschil dat er geen elementen aan elkaar gekoppeld hoefden te worden en er geen transport over open water nodig was. Ook hoefden de bo- demroosters niet te worden drooggezet voor hun uiteindelijke functie; ze blijven altijd geheel gevuld met water. Alleen bij het afzin- ken was de binnenzijde droog. Om de bodemroosters tijdelijk te laten drijven, is gebruikgemaakt van een iets lichter betonmengsel dan normaal 9 10 9 Isometrisch aanzicht/doorsnede bodemrooster 10 Realisatie van het bodemrooster in de tijdelijke bouwkuip in de sluiskolk 12? CEMENT 4 20 23 11 12 13 11 Betonwerk van het bodemrooster is gereed. 12 Binnenzijde van het bodemrooster, het betonwerk is gereed 13 De Nieuwe Sluis Terneuzen in aanbouw, met duidelijk zichtbaar de twee bodemroosters in hun tijdelijke bouwdok (foto: Mario Vermeirssen, droneteam Rijkswaterstaat) CEMENT 4 2023 ?13 Voor het afzinken is gekozen voor uitwendige ballast (staal). Omdat deze eenvoudig te plaatsen was en omdat er maar net voldoen- de drijfvermogen was, was er niet heel veel ballast nodig om de bodemroosters te laten zakken. Tijdens het afzinken werd het ele- ment gestabiliseerd door diverse lieren. Door de belasting op de hijspunten van de lieren constant op circa 10 ton te houden, kon het geheel stabiel en gecontroleerd worden afgelaten. In figuur 14 zijn de diverse bouwfaseringen van de bodemroosters weergegeven. Meer over het ontwerp en het afzinken van de bodemr oosters staat in het artikel 'Ontwerp en afzinken bodemroosters' uit Cement 2022/7. Integrale samenwerking De nauwe en integrale samenwerking tussen ontwerp, werkvoorbereiding en uitvoering in de voorbereidingsfase van dit werk en de toen gemaakte ontwerpkeuzen, hebben ge- leid tot een voortvarende realisatie van de kolk zonder noemenswaardige afwijkingen op het ontwerp. In een volgend artikel van Sassevaart wordt in detail ingegaan op het ontwerp en de bouw van de sluishoofden. 14 Fasering bodemroosters 14 Fase 1: Bouw van de twee bodemroosters tegelijkertijd in een tijdelijke bouwkuip/droogdok binnen de nog te ontgraven sluiskolk Fase 2: Ontgraven van de noordzijde van de sluiskolk, de bodemroosters zijn gereed en het bouwdok is klaar om onder water te worden gezet bouwkuip/droogdok bodemroosters 14? CEMENT 4 20 23 Fase 3: Drijvende bodemroosters tijdens de verdere ontgraving van de sluiskolk Fase 4: Het noordelijke bodemroosters wordt afgezonken op zijn definitieve positie, het zuidelijke bodemrooster wordt tijdelijk geparkeerd tijdens de verdere ontgraving van de zuidzijde van de sluiskolk Fase 5: De bodemroosters zijn afgezonken op hun definitieve positie en opgenomen in de onderwaterbetonvloer CEMENT 4 2023 ?15 Stadhuis met bestaand en nieuw in één Flexibiliteit en duurzaamheid leidend in ontwerp Huis voor de Stad in Helmond 1 Huis voor de Stad Helmond in aanbouw (bron: Aronsohn Constructies) 1 16? CEMENT 4 20 23 In maart 2019 besloot de gemeente Helmond om nieuwe huisvesting voor het gemeentelijke apparaat te gaan ontwikkelen. Op dat moment zaten de gemeentelijke ambtenaren ver- spreid over vier gebouwen uit de jaren 80, alle gelegen aan de Weg op Den Heuvel. Drie daarvan waren in eigendom en één was er gehuurd. De drie gebouwen in eigendom waren aan groot onderhoud of vervanging toe en voldeden niet meer aan de actuele duurzaamheids- en toegankelijkheidseisen. Ook waren de gebouwen niet geschikt voor de nieuwe manier van werken en omgang met burgers die de gemeente voor ogen had. Het nieuwe stadhuis moest inclusiever zijn, meer worden gericht op ontmoeten en er vooral voor de burger zijn; kortom een Huis voor de Stad (fig. 2). Toen het ontwerpteam in juli 2019 opdracht kreeg om de ontwerp- en bouwop- gave op te pakken was het Programma van Eisen (PvE) nog niet definitief vastgesteld en ook was nog niet besloten hoe met de be- staande gebouwen zou worden omgegaan. Dit PvE is samen met het projectteam van de gemeente Helmond verder gedefinieerd. Gefaseerde bouw van het oude stadhuis Het oude stadhuis van Helmond was ge- bouwd in drie fasen. De bouwdelen zijn in naamgeving onderscheiden naar de fase waarin ze zijn gebouwd (fig. 3). Fase 1 is ge- bouwd in 1978 en opgeleverd in 1980, en is op de aanwezige bouwtekeningen onderver- deeld in fasen 1.A, 1.B en 1.C. Aan de zuidzijde bevindt zich fase 2 (gebouwd in 1982) en aan de zuidwestkant van fase 2 ligt fase 3 (gebouwd in 1988). De gebouwen zijn onder- ling gekoppeld door tussenleden. Fase 1.B is ondergronds gekoppeld met fase 1.C door middel van een leidingtunnel die de kruip- ruimtes van 1.B en 1.C verbindt. Het ensemble van de drie gebouwen kende weinig architectonische samenhang en had veel gevel ten opzichte van het volume. Dit was nadelig omdat voor een energetisch goed gebouw een compact gebouw nodig is. Handhaven bestaande bouw of nieuwbouw Eén van de belangrijke items in de schets- ontwerpfase was het onderzoeken welke van de bestaande gebouwen konden worden hergebruikt. In deze afweging is gekozen om fasen 2 en 3 niet op te nemen in het nieuwe ontwerp. Hier waren meerdere redenen voor. De belangrijkste was dat deze gebouwen niet voldeden aan de randvoorwaarden voor een flexibel en vrij indeelbaar gebouw, door de beperkte verdiepingshoogte (3300 mm) en de krappe kolommenstructuur. De bruto verdiepingshoogte in combinatie met de benodigde hoogte voor installaties boven het plafond en de gewenste plafondhoogte, gaf te veel beperkingen. Fase 1.B leende zich veel beter voor hergebruik. Dit bouwdeel heeft namelijk de kenmerken van een flexibel gebouw: de con- structieve opzet van kolommen op een ruim stramien met een nagenoeg vlakke onder- IR. MICHEL SCHAMP RO Directeur-eigenaar Aronsohn Constructies raadgevende ingenieurs IR. STEPHAN TARIS RC Projectleider constructies en bouwmanagement Aronsohn Constructies raadgevende ingenieurs auteurs In Helmond wordt gebouwd aan een nieuwe stadskantoor: het Huis voor de Stad. Leidend in het ontwerp waren flexibiliteit, toekomstbestendigheid en circulariteit. Dit heeft onder meer geleid tot een robuust ontwerp en hergebruik van een van de bestaande gebouwen. Om bouwsnelheid te winnen is in de nieuwbouw VZA toegepast. CEMENT 4 2023 ?17 2 Impressie nieuwe Huis voor de Stad (bron: Kraaijvanger Architects) 3 Verschillende fasen van de bestaande bouw (bron: Aronsohn Constructies) 2 PROJECTGEGEVENS project Huis voor de Stad Helmond opdrachtgever Gemeente Helmond projectmanagement RYSE architect Kraaijvanger Architects constructeur Aronsohn Constructies raadgevende ingenieurs bouwkundig aannemer Mertens Bouwbedrijf adviseurs installaties Valstar Simonis adviseur bouwfysica, akoestiek, duurzaamheid en brandveiligheid DGMR engineering en levering VZA-vloeren Atlas Albro sloopaannemer M. Heezen 3 18? CEMENT 4 20 23 zijde van de vloer, geen dragende gevels, minimale stabiliteitselementen met de lift- kern en een betonnen portaal in de kop g evel, en een goede verdiepingshoogte waarbij de extra hoogte op de begane grond goed aan- sluit bij gewenste uitstraling van de entree van een stadhuis. Daarnaast is het een ro- buuste constructie met de nodige construc- tieve reserve door de manier waarop het vroeger is ontworpen en uitgewerkt. Door- dat er vroeger vanuit de norm met een gro- tere veiligheid is gerekend dan nu benodigd is, ontstaat er ruimte voor meer belasting. Het optoppen met een lichte dakopbouw behoort daardoor tot de mogelijkheden, vanwege overcapaciteit in de bestaande constructie. De hoofddraagconstructie van deze fase is uitgezet op een stramien van 2 x 6750 mm in de breedterichting en 7 x 7200 mm in de lengterichting. Dit deel is gedeeltelijk onder- kelderd en telt vier bouwlagen en een dakop- bouw (fig. 4). De begane grond heeft extra hoogte; de eerste verdiepingsvloer bevindt zich op 4600+p. De bruto verdiepingshoogte van de eerste en tweede verdieping is 3500 mm en de derde verdieping heeft een afwijken - de bruto hoogte van 3700 mm. De dakop- bouw heeft een bruto verdiepingshoogte van 3500 mm. De vloeren bestaan uit een 220 mm dikke in het werk gestorte, gewapen - de betonvloer met kolomplaten boven de kolommen. Ter plaatse van de gevel bevin- den zich betonnen balken die vloer en gevel dragen. De belasting uit de kolommen wordt via betonnen poeren afgedragen naar de palen. Daar waar geen kelder zit, is sprake van een kruipruimte met een vrije hoogte van 1100 mm. De gemetselde gevels zijn niet dragend. De stabiliteit wordt verzorgd 4 Doorsnede over het gebouw fase 1.B 5 Oude plattegrond fase 1.B Een deel van bestaande fase 1.B is geïntegreerd in de nieuwbouw 4 5 CEMENT 4 2023 ?19 6 6 Bestaand en nieuw volume (bron: Kraaijvanger Architects) door een betonnen liftkern aan de oostzijde voor de stabiliteit in langs- en dwarsrichting, en een betonnen portaal in de westelijke kopgevel voor stabiliteit in de dwarsrichting.Fase 1.A kent dezelfde constructieve opbouw als fase 1.B, maar is slechts twee bouwlagen hoog en kan niet verticaal wor- den uitgebreid met een extra verdieping vanwege een beperkt draagvermogen van de bestaande fundering. De stabiliteit wordt verzorgd door de portaalwerking van vloer en kolommen. Dit bouwdeel is volledig los gehouden van fase 1.B door middel van dila- taties en was dus eenvoudig te verwijderen zonder dat extra voorzieningen in fase 1.B nodig waren (fig. 5). Daarnaast zijn de overige lage uitbrei- dingen binnen fase 1.B gesloopt, om te komen tot een rechthoekig blok dat goed te integre- ren was is een nieuw gebouw. Flexibiliteit en toekomstbesten- digheid Er is dus voor gekozen een deel van fase 1.B te integreren in de nieuwbouw. Fasen 1.A, 1.C, 2, 3 en delen van fase 1.B zijn gesloopt. De thema's duurzaamheid en circulariteit hebben een belangrijke rol gespeeld bij de ontwerpkeuzen die hebben geleid tot het uiteindelijke ontwerp. Er is een afweging gemaakt tussen het uitgangspunt van een volledig demonteerbare hoofddraagcon- structie, of een robuuste constructie die flexibel en toekomstbestendig is en het mogelijk maakt om het gebouw een tweede leven te geven. Een aantal argumenten hebben de doorslag gegeven om te kiezen voor een robuuste, flexibele constructie, zodat het gebouw een tweede leven kan krijgen: Uit het oogpunt van bereikbaarheid staat het gebouw in een binnenstedelijke locatie dicht bij een openbaar vervoersknoop (NS station). Het in de toekomst demonteren van de hoofddraagconstructie en uit het binnenste- delijk gebied transporteren naar een andere locatie kost veel energie en geeft veel over- last en uitstoot van CO?, NO? en fijnstof. Het laatste is wellicht in de toekomst opgelost, maar de hoofddraagconstructie een tweede leven geven kost uiteindelijk aanmerkelijk minder energie en overlast. Door het vastgestelde budget lag een eco- nomische hoofddraagconstructie voor de hand, waardoor financiële ruimte overblijft voor effectieve duurzaamheidsmaatregelen in de gebouwschil en installaties. Kiezen voor een demontabele constructie zou lei- den tot hogere kosten. Principeopzet hoofddraagcon- structie nieuwbouw Het ontwerp heeft zich ontwikkeld naar een carrévormig volume met een atrium in het midden (fig. 6). Aan de noordzijde bevindt 20? CEMENT 4 20 23 zich het rechthoekige bestaande blok. Dit deel wordt gedeeltelijk voorzien van een lichte dakopbouw met een extra hoogte- accent op de noordwestelijke hoek van volume.Aan de zuidzijde komt een in vorm vergelijkbaar rechthoekig volume. De ruimte tussen de twee langwerpige blokken wordt aan de oost- en westzijde opgevuld met twee in constructieve opzet afwijkende blokken (fig. 7). Aan de westzijde is dat een zogenoemd trappenlandschap, waar zich verticaal transport en publieke ruimtes bevinden. Aan de oostzijde krijgt de raadzaal een plek op de eerste verdieping. De raadzaal vereist grotere overspanningen dan de standaard kantoor- en vergaderfuncties. In het midden blijft een publieke ruimte over, die ter hoogte van het dak wordt afge- sloten met een transparant dak waardoor een atrium ontstaat. De constructie van het volume aan de zuidzijde is ontworpen op de mogelijkheid om in de toekomst een extra verdieping met een lichte dakconstructie aan te brengen (fig. 8). Het grootste deel van de constructie van de nieuwbouw wordt als volgt opgebouwd: Fundex-palen met daarop betonnen funde- ringsstroken en -poeren; kanaalplaten als beganegrondvloer; in het werk gestorte kolommen met daarop in het werk gestorte betonvloeren. In afwijking daarop wordt het 7 Er is gekozen voor een ro- buuste, flexibele hoofddraagcon - structie in plaats van een volledig demonteerbare 7 Invulling van tussenruimte met raadzaal en trappenlandschap (bron: Kraaijvanger Architects) 8 Atrium en mogelijkheid tot toekomstige uitbreiding (bron: Kraaijvanger Architects) 8 CEMENT 4 2023 ?21 C C D D E E F F G G H H I I 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 6750900022507875 78752250 7200 7200 720072007200 72007200 6750 900022507875 78752250 staalplaatbetonvloer comflor95 d=150mm +4510 +4510 +4510 +4510 bk. cons. vloer +4530 bk. cons. vloer +4530 bk. cons. vloer +4530 bk. cons. vloer +4530bk. cons. vloer +4530 bk. cons. vloer +4530 Trappenlandschap Bestaand gebouw Fase 1.B Raadszaal = stabiliteitselement volume van het trappenlandschap en een groot deel van het volume waarin zicht de raadzaal bevindt, opgebouwd uit een stalen hoofddraagconstructie. Het trappenland- schap wordt dichtgelegd met houten vloeren en het volume van de raadzaal met kanaal- platen. De stabiliteit van de nieuwbouw wordt verzorgd door de liftschachten en trappen- huizen (fig. 9). Daarnaast zijn nog twee beton - schijven opgenomen in het volume van het trappenlandschap en van de raadzaal. Deze schijven verzorgen de stabiliteit evenwijdig aan het bestaande bouwblok. Dit was nood- zakelijk vanwege de excentrische ligging van de liftschachten en trappenhuizen in het totale nieuwe volume. Afstemming nieuwbouw met bestaande bouw Het nieuwbouwdeel wordt op afstand ge- houden van de bestaande bouw, zodat de nieuwe palen de bestaande palen niet beïn- vloeden en de fundering van de nieuwbouw eenvoudig kan worden gehouden. Als de eerste kolommenrij strak tegen de bestaan- de kolommenrij zou worden geplaatst, zou- den er in de fundering grote overstekken ontstaan. Dit is op zich oplosbaar, maar leidt tot extra kosten door extra palen, zware bal- ken en grotere poeren. In het ontwerp is er daarom voor gekozen om de eerste kolom- men van de nieuwbouw op 2,25 m van de bestaande kolommen te houden. In de ruimte tussen bestaand en nieuw wordt de vloer gedeeltelijk dichtgelegd en komen schachten (fig. 9). Als kolomstramien is gekozen voor 7200 mm in de breedterichting. Deze maat sluit aan bij de stramienen van het te behou- den gebouwblok. In de andere richting is gekozen voor stramienen van 9000 mm en 6750 mm. Dit geeft de gewenste indelings- flexibiliteit. De verdiepingshoogtes sluiten aan op de verdiepingshoogte van het te be- houden blok. Materiaalkeuze In het ontwerp was voor het zuidelijke blok een casco voorzien van beton met in het Het ontwerp met in situ betonvloeren is gewijzigd naar breedplaten met een druklaag met VZA 9 9 Overzicht stabiliteitselementen nieuwbouw (bron: Aronsohn Constructies) 22? CEMENT 4 20 23 werk gestorte vloeren, balkbodems en ko- lommen met kolomplaten. Deze opzet sluit het beste aan bij een economisch efficiënte, flexibele en toekomstbestendige constructie. Een keuze voor een staalconstructie met bij- voorbeeld kanaalplaten lag minder voor de hand, omdat de staalconstructie nog brand- werend moet worden bekleed en dit in de toenmalige marktsituatie niet tot een meer economische constructie leidde.Het trappenlandschap aan de westzij- de heeft bewust een andere materialisatie gekregen om de losmaakbaarheid en het duurzame karakter van het gebouw te bena- drukken (fig. 10). Dit deel is voorzien van Kerto-vloeren (houten 'kanaalplaatvloeren') op een staalskelet met kokervormige kolom- men en gewalste liggers. De vloeren blijven voor de uitstraling aan de onderzijde zicht- baar. De in hout vormgegeven leuningen van de trappen geven het atrium samen met de tribunetrap een bijzonder karakter. Gezien de benodigde grote overspan- ningen, de beperkte constructiehoogte voor de raadzaal en de wens om de raadzaal zo laag mogelijk in het gebouw te plaatsen (be- gane grond of eerste verdieping), is ook hier een afwijkende constructie ontworpen. Hier was wel het meest voor de hand liggend om te kiezen voor een staalconstructie met ka- naalplaten. Boven de raadzaal is een over- drachtsconstructie in de vorm van een vak - werkspant nodig om de vierde verdieping en dakopbouw op te vangen (zie kader 'Raadzaal met tijdelijke ondersteuning'). Breedplaatvloeren met VZA Na de aanbesteding van het project is op verzoek van de aannemer een belangrijke wijziging doorgevoerd in het constructief ontwerp. De in situ betonvloeren zijn omge- zet naar vloeren die zijn opgebouwd uit breedplaten met een druklaag, waarin ter plaatse van de kolomstroken voorspanning (Voorspanning Zonder Aanhechting, VZA) is opgenomen. Eén van de voornaamste rede- nen voor het omzetten van de vloeropbouw was de hogere bouwsnelheid. Door het ge- bruik van VZA was het mogelijk om zonder balken of balkbodems te werken. Ook 10 10 Impressie van het trappenlandschap gezien vanuit het atrium (bron: Kraaijvanger Architects) CEMENT 4 2023 ?23 A B C D E F G H I 6750900022507875 787522506750 6750 Raadszaal 11 Vakwerkconstructie boven de raadzaal (bron: Aronsohn Constructies) RAADZAAL MET TIJDELIJKE ONDERSTEUNING Aangezien de raadzaal volledig kolomvrij moest zijn, is er op meerdere locaties gebruikgemaakt van trekstangen om (delen van) bovenliggende vloeren op te hangen. Zo is een kolomvrije zaal gecreëerd van ongeveer 16 m breed, 17 m diep en met een verdiepingshoogte van meer dan 6 m. Ter plaatse van de oostgevel is een verdiepinghoog vakwerk toegepast dat niet alleen het dak (vijfde bouwlaag) en de vierde verdieping draagt, maar ook - door middel van een trekstang - de ondergelegen derde verdieping draagt (fig. 11). Dit bouwblok met raadzaal vroeg ook tijdens de uitvoering om extra aandacht. Om de bouw van de derde verdieping mogelijk te maken terwijl het vakwerk daarboven nog niet gereed was, is op de eerste verdieping een tijdelijke kolom geplaatst, die de belasting van alle bovenliggende verdiepin- gen kon opnemen tot het moment dat het vakwerk op de vierde verdieping helemaal gereed was. Dit had tot gevolg dat de trekstang tussen de derde en vierde verdieping in de bouwfase op druk in plaats van trek werd belast. Nadat het vakwerk op de vierde verdieping en de staalconstructie van het dak gereed was, is de tijdelijke kolom verwijderd, waarna het vakwerk de volledige belasting heeft overgenomen. 11 kolomplaten of -koppen bleken niet nodig. Hierdoor ontstond een vlakke onderkant van de vloer en was het niet nodig in het werk uit te kisten. Daarnaast betekende de afwezigheid van balkbodems en kolompla- ten maximale vrijheid voor het kanalen- en leidingverloop van de installaties. Vloerontwerp? Het legplan van de breedpla- ten is zo ontworpen dat ter plaatse van de kolomstroken waar de VZA aanwezig is, de breedplaten in de richting van de voorspan- ning zijn georiënteerd (fig. 12). Rondom de kolommen zijn de breed- platen teruggetrokken zodat er ruimte ont- stond voor een natte knoop met de volledige hoogte van de vloer (foto 13). Dit was essenti- eel ten aanzien van pons bij deze relatief dunne vloer. De ponsbelasting van soms wel 700 kN was alleen opneembaar door pons- wapening aan te brengen in combinatie met een verhoogde ponsweerstand ten gevolge van de aanwezige voorspanning in de knoop (fig. 14). Uiteindelijk is de gehele vloer met een dikte van 300 mm slechts een paar centime- ter dikker uitgevoerd, dan de vloer zoals deze was ontworpen met een dikte van 280 mm. Het totale gewicht van de nieuwe vloer is daardoor niet hoger dan de in situ vloer 24? CEMENT 4 20 23 -40mm opleg -80mm opleg -40mm opleg -80mm opleg -80mm opleg -40mm opleg -20mm opleg -80mm opleg -40mm opleg -80mm opleg -60mm opleg 10mm opleg -80mm opleg -40mm opleg -80mm opleg 5mm opleg 10mm opleg 10mm opleg -80mm opleg 10mm opleg 10mm opleg 10mm opleg -80mm opleg -40mm opleg -80mm opleg -80mm opleg -80mm opleg -40mm opleg -40mm opleg 10mm opleg -40mm opleg -40mm opleg 10mm opleg -5mm opleg -5mm opleg 10mm opleg -40mm opleg -40mm opleg -40mm opleg 008S70_300 009S70_300 010S70_300 011V70_300 012S70_300 013S70_300 014S70_300 015S70_300 016S70_300 017S70_300 018S70_300 020S70_300 021S70_300 022S70_300 024S70_300 025S70_300 026S70_300 027S70_300 028S70_300 029S70_300 030S70_300 031S70_300 065V70_300066V70_300 067V70_300 068V70_300 069V70_300 070V70_300 071V70_300 072S70_300 073S70_300 074S70_300 075S70_300 076S70_300 077S70_300 078S70_300 079S70_300 080S70_300 081S70_300 082S70_300 083S70_300 084S70_300 085S70_300 086S70_300 087S70_300 088S70_300 089S70_300 090S70_300 091S70_300 092S70_300 093S70_300 094S70_300 095S70_300 096S70_300 097S70_300 098S70_300 099S70_300 100S70_300 101S70_300 102S70_300 106S70_300 107S70_300 108S70_300 109S70_300 110S70_300 111S70_300 112S70_300 113S70_300 114S70_300 115S70_300 10mm opleg in het werk te kisten 10mm opleg10mm opleg032S70_300 10mm oplegin het werk te kisten in het werk te kisten 10mm opleg10mm opleg -40mm opleg -40mm opleg 10mm opleg 20mm opleg 103S70_300 104S70_300 105S70_300 116S70_300 10mm opleg 10mm opleg -40mm opleg -40mm opleg -40mm opleg -40mm opleg -40mm opleg -40mm opleg -40mm opleg-40mm opleg -40mm opleg -40mm opleg 630630 630630 532418 190040 25080 3501225 40310310 2090 310 2090 310 2090 310 2090 310 2090 310 2090 310 403101000 1475 800 1475 800 1010 801200 120080 800800 801160401000 1000 10001000 10001000 1000 600 10001000 10001000 80 10001000 10001000 10001000 1042 140140 x/ 1200 5970 1200 x/ 2910 230 3030 1200 970 x/2080 1200 1200 x/ x/5960 1160 5960 1160 x/5200 1160 5200 1160 x/5200 1160 5200 1160 x/ 1160 5205 1160 5205 x/5605 1200 5605 1200 x/140 2940 1060 6000 1200 3060 x/ 5634 1330 6075 2400 11709 1070 x/ 2400 5600 2400 5600 x / 960 5600 960 5600x / 4401470 5160 2400 5600 930 x/1330 5618 1070 11703 2400 6085 x/ 1160 5200 1160 5200 x / 1160 5200 1160 5200 x/5200 1160 5200 1160 x/5200 610 5200 610 x/ 1160 4960 1160 4960 x/5200 1160 5200 1160 x/5200 1160 5200 1160 x/5600 960 5600 960 x/ x/ x/ x/ x/ x/ x/ x/ 2400 6790 2400 6790x / 2400 6790 2400 6790 x/ 6790 2400 6790 2400 x/ 2400 4805 2400 4805 x/ 2400 4805 2400 4805 x / 1985 1225 4805 2400 6790 1175 x/ 2400 6790 2400 6790 x / 2400 6790 2400 6790 x / 2400 6790 2400 6790x / 2400 6790 2400 6790x / 2400 6790 2400 6790x / 2400 6790 2400 6790x / 2400 6790 2400 6790x / 2400 6790 2400 6790 x / 2400 6790 2400 6790x / 6051985 1795 6790 2400 4805 x/ 2400 4805 2400 4805x / 4805 2400 4805 2400 x/ 1985 430 4545 2400 6530 1970 x/ 2400 6530 2400 6530 x / 10502601350 6790 2400 6530 x / 620 6790 620 6790 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/4540 1470 4540 1470 x/ 930 4540 930 4540 x / 2400 6204001200400 2720 2400 4540x / 2400 4540 2400 2720 4001200400620 x/ 1830 4540 1830 4540 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/ 4540 2400 4540 2400 x/4540 640 4540 640 x/ 4540 2400 4540 2400 later in het werk te kisten 470290 400 400 800150600 12 Legplan breedplaten VZA-vloer (bron: Atlas Bouwtechnisch Adviesbureau) 13 Natte knoop ter plaatse van kolomaansluiting VZA-vloer (bron: RYSE) CIRCULAIRE SLOOP BESTAANDE GEBOUWEN: HET OOGSTEN Vanaf het eerste moment is door het ontwerpteam en de opdrachtgever gestreefd naar een maximale hoeveelheid hergebruik van materialen en onderdelen van de te slopen gebouwen. Er wordt daarom gesproken van oogst van mate- rialen, waarbij aan de sloper als doelstelling is meegeven dat minimaal 80% van alle vrijko- mende bouwmaterialen moest worden hergebruikt. Uiteindelijk is het gelukt om maar liefst 99,2% van alle vrijkomende bouwmaterialen circulair te hergebruiken of hoogwaardig te recyclen. Een deel van de vrijkomende materialen en onderdelen krijgt ook weer een nieuw leven in het nieuwe Huis voor de Stad. Na de oogst is het bouwterrein en het bestaande bouwdeel 1.B over- gedragen aan de aannemer voor de nieuwbouw. 12 13 CEMENT 4 2023 ?25 met balkbodems en kolomplaten. Zo is voor- komen dat het ontwerp van de fundering moest worden aangepast ten gevolge van een hoger eigengewicht.Door de gewijzigde dikte van de vloer en schematisering die hoort bij de uitwer- king van de vloeren met VZA, is de krachts- werking in de onderdelen die aansluiten op de vloer volledig opnieuw beschouwd. De gevolgen van de omzetting zijn verwerkt in de kolom- en wandwapening. Denk hierbij bijvoorbeeld aan kolomkopmomenten die wijzigden door de iets dikkere vloer en door het weglaten van stijve balkbodems onder de vloer. Plaatnaden? De verdiepingsvloeren zijn ont- worpen vloeren die in twee richtingen over- spannen. Door toepassing met breedplaten was het niet te voorkomen dat er positieve momenten optreden ter plaatse van langs- naden tussen de breedplaten. Om proble- men met de verankering van de koppelwa- pening te voorkomen, is ervoor gekozen om onder meer de koppelwapening over de hele breedte van de vloer door te trekken en deze dus niet alleen ter plaatse van de voegen aan te brengen. Hiermee worden eventuele pro- blemen met verankering voorkomen: door het volledig laten doorlopen van de wape- ning, is er geen sprake van een verankering in de buurt van de plaatnaden en dus ook geen mogelijk probleem ten aanzien van een te korte of niet correct uitgevoerde veranke- ring. Sparingen? Een belangrijk uitgangspunt binnen het constructieve ontwerp was flexi- biliteit van het casco. Niet alleen indelings- vrijheid, maar ook de mogelijkheden om achteraf vloersparingen aan te brengen. Door het omzetten van traditioneel gewapend naar VZA, zou het zonder aanvullende voor- zieningen niet mogelijk zijn om gaten te boren in de zones met VZA, vanwege het risico op doorboren van een voorspanstreng. Daarom is ervoor gekozen om in elke VZA- strook één extra voorspanstreng op te ne- men, die in uitzonderlijke gevallen door- boord zou mogen worden, indien dat in de toekomst door gewijzigd gebruik nodig mocht zijn. 14 14 Ponswapening ter plaatse van kolomaansluiting VZA-vloer (bron: Atlas Bouwtechnisch Adviesbureau) 26? CEMENT 4 20 23 10:110:110:1 10:110:1 10:110:1 10 :1 10:1 10:1 10:1 20:1 20:1 10 :1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 20:1 20:1 20:1 20:1 10:1 10:1 10:110:1 10 :1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 20:1 20:1 20:1 20:1 10:1 10:1 trek trek trek 10:110:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10 :1 10:1 10 :1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 10:1 A A B B C C D D E E F F G G H H I I 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 BS9 BS10 BS11 BS12 BS13 BS14 7 21 5 19 4 6 1 12 9 14 10 2 15 11 17 3 18 Tubexpalen (127, 136 & 142) dienen gereed te zijn voordat de omringende Fundexpalen (122, 123, 124, 135, 147 & 148) gemaakt worden 103 102 101 Uitdagingen fundering Het constructief ontwerp van de fundering was, tot op het moment dat alle bestaande gebouwen waren gesloopt, gebaseerd op oude archiefsonderingen vanuit de bouw van het oude stadhuis en nieuwe sonderin- gen die gemaakt zijn rondom het bestaande gebouw. Het was dus van groot belang om direct na afronding van de sloop, nieuwe sonderingen uit te voeren op die locaties waar voorheen het bestaande gebouw stond, ter verificatie eerder bepaalde paaldraag- vermogens. De resultaten van de nieuwe sonde- ringen zorgden voor een zeer wisselvallig beeld: op een afstand van slechts 1 m tussen twee sonderingen, was sprake van een ver- schil in draagvermogen per paal van wel 50% bij een gelijke diameter en hetzelfde paalpuntniveau. Bij een afstand van onge- veer 3 m tussen twee sonderingen liep dat verschil op tot wel 200% per paal. Vanwege deze grote verschillen tussen nabijgelegen sonderingen, is ervoor gekozen om extra sonderingen uit te voeren in de gebieden waar grote afwijkingen zijn geconstateerd. Op die locaties is ter plaatse van elke twee- of driepaalspoer een extra sondering uitge- voerd, om het paaldraagvermogen te kun- nen bepalen. Een andere uitdaging was de positie van de nieuwe palen nabij het gehandhaafde bestaande deel van het oude stadskantoor. De nieuwe palen zijn zo dicht mogelijk bij de bestaande bebouwing geplaatst. Om negatieve invloeden van de nieuwe palen op het paaldraagvermogen van de bestaande palen te beperken, is in overleg met de 15 Palenplan (bron: Aronsohn Constructies) 15 CEMENT 4 2023 ?27 geotechnisch adviseur een minimale afstand van 2x D bestaand + 2x D nieuw aangehouden, waar- mee de eerder genoemde kolomafstand tussen oud en nieuw geminimaliseerd kon worden tot 2,25 m (fig. 15). Om dezelfde reden zijn de nieuwe palen op hetzelfde paalpuntniveau geplaatst als de bestaande palen. Impact op funderingsontwerp De wisselende bodemgesteldheid en de beperkingen vanuit de bestaande bouw heb- ben een aanzienlijke impact gehad op het ontwerp van de fundering. Zo zijn tweepaals poeren omgezet naar driepaals poeren en zijn poeren 90 graden gedraaid en verplaatst, om binnen de randvoorwaarden ten aan- zien van paalafstand en paalpuntniveau voldoende draagvermogen te halen. Op één locatie is het echter niet gelukt. Op dat mo- ment was het project reeds in uitvoering en was het niet meer mogelijk om te schuiven met kolommen. De oplossing moest daarom worden gezocht in de fundering zelf. De nieuwe palen op die locatie zijn toch dieper geplaatst dan de bestaande palen. Om de impact op het draagvermogen van de be- staande palen te minimaliseren, zijn de die- per te plaatsen palen uitgevoerd als Tubex- palen in plaats van Fundex-palen. Het aanbrengen van Tubex-palen zorgt voor een kleiner risico op verstoringen van de grond, doordat de stalen buis niet getrokken wordt en er geen kans is op insnoering. Daarnaast is een monitoringsplan opgesteld om na te kunnen gaan of het be- staande gebouw onverwachte of te grote zet- tingen zou doormaken tijdens, maar ook na het aanbrengen van de nieuwe palen. Deze monitoring is gestart bij aanbrengen van de Tubex-palen en is doorgezet tot aan het ein- de van de ruwbouw. Op dat moment droegen de nieuwe palen een groot deel van de uit- eindelijke permanente belasting. Eventuele beïnvloeding van de bestaande palen zou op dat moment meetbaar moeten zijn geweest, als daar sprake van was. Uit de monitoring is gebleken dat er geen bijzondere zettingen hebben opgetreden die afwijken van het ver- wachtingspatroon. Van ruwbouw naar afbouw: het einde is in zicht De vorm van het nieuwe Huis voor de Stad Helmond is inmiddels goed waar te nemen. De komende tijd wordt hard gewerkt aan de verdere afbouw van het gebouw. Daarmee komt het einde in zicht van een bijzonder project, waarbij in alle fasen van het project gekeken is naar de perfecte balans tussen hergebruik, circulariteit en nieuwbouw. Dat heeft uiteindelijk geleid tot een Huis voor de Stad waar alle Helmonders trots op mogen zijn. 16 Bouw Huis voor de Stad Helmond (bron: Aronsohn Constructies) 16 28? CEMENT 4 20 23 STUDENT? LEER VAN DE PRAKTIJK. Cement is hét kennisplatform over betonconstructies. Het speelt al meer dan 70 jaar een onmisbare rol voor constructeurs. Omdat kennis juist voor aankomende constructeurs essentieel is, is het belangrijk dat ook jij de weg naar Cement weet te vinden. Via Cementonline.nl, het vakblad en via onze nieuws- brief krijg je toegang tot een schat aan informatie over onder meer actuele projecten en ontwikkelingen op het gebied van constructietechniek, materiaal en regel- geving. Je kunt nu een compleet lidmaatschap afsluiten voor slechts ? 47,50 per jaar. Een online lidmaatschap is voor jou, zolang je student bent, zelfs helemaal gratis! Meld je nu aan bij het kennisplatform Cement WWW.CEMENTONLINE.NL/VOOR-HET-ONDERWIJS . CEMENTONLINE.NL WORD LID VANAF ? 0,- 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 Verbinding tussen buispalen en landhoofden bij integraalviaducten Twee mogelijke verbindingen met elk hun eigen aandachtspunten 1 Blokdeuvelverbinding aan wand buispaal 1 30? CEMENT 4 20 23 De integraalviaducten in het pro- ject Ring Groningen Zuid bestaan uit prefab liggerdekken die mono- liet zijn verbonden met een beton- nen landhoofd. Deze landhoofden zijn gefundeerd op stalen buispalen of een combi - wand. Tijdens de ontwerpfase zijn diverse oplossingen voor de verbindingen tussen palen en landhoofden de revue gepasseerd. Uiteindelijk hebben de uitvoeringsteams een definitieve keuze voor het verbindingstype gemaakt, op basis van een voorkeur voor de uitvoeringswerkzaamheden. Dit heeft voor vier kunstwerken geleid tot de toepassing van blokdeuvelverbindingen en voor één kunstwerk voor een verbinding met beton- prop. In dit artikel zijn de technische aspec- ten van beide verbindingstypen beschreven en zijn de uitvoeringstechnische voor- en nadelen uiteengezet. Type 1: Verbinding met blokdeuvels Een van de mogelijkheden om de combi- wand of de buispalen te verbinden met een betonnen landhoofd, is door middel van een blokdeuvelverbinding (foto 1). Dit is een ver- binding waarbij rondom de buispalen op verschillende posities over de hoogte stalen strippen zijn gelast. De buispalen zijn ver- volgens over een bepaalde hoogte opgeno- men in het beton van de landhoofden. De basisgedachte hiervan is dat de krachten (normaalkracht en moment) kunnen wor- den overdragen door middel van afschui- ving met de buispaal. Dit type verbinding is uitgevoerd bij het via- duct over de Concourslaan Noordzijde, de brug over het Noord-Willemskanaal, het via- duct over de Brailleweg en het viaduct over het Europaplein, allemaal integraalviaduc- ten. De maximaal toegepaste buisdiameter bij deze viaducten bedraagt Ø1016 mm (staalsoort S355J2H+N) en de maximale overspanning van het dek bedraagt 42,5 m. Als alternatief op de blokdeuvels is tij- dens het ontwerpproces tevens naar de mo- gelijkheid van het toepassen van stiftdeuvels gekeken. Dit verbindingstype bleek echter niet haalbaar. Stiftdeuvels zijn immers maar tot een diameter van Ø16 mm horizontaal aan te brengen en deze diameter heeft te weinig capaciteit voor de optredende krach- ten van de beschouwde viaducten. Bij een grotere diameter kan conform ISO 14555 uitvloeiing van het lasbad plaatsvinden bij het horizontaal lassen van de stiftdeuvels. Daarnaast zullen de optredende momenten, door de grotere flexibiliteit van de stiftdeuvels ten opzichte van de blokdeuvels, in verhou- ding meer door het wrik- dan het afschuif- mechanisme naar de landhoofden afdragen. Dit kan nadelig zijn voor het betonwerk, waardoor meer wapening benodigd is. Ontwerp blokdeuvelverbinding In Bijlage F van Eurocode 4 Staal-betoncon- structies (NEN-EN 1994-2+C1/NB) zijn reken- regels gegeven voor de maximale capaciteit van blokdeuvels (fig. 2). Daarnaast geeft CUR-Aanbeveling 77 (Rekenregels voor ING. KLAAS WIERSMA PMSE Constructeur Witteveen+Bos IR. ESLI BOSMAN Constructeur Witteveen+Bos auteurs Een verbinding tussen een buispaal en een landhoofd kan op verschillende manieren worden gerealiseerd. Bij het project Ring Groningen Zuid worden meerdere integraalviaducten gebouwd, waarbij twee mogelijke verbindingsmethoden zijn onderzocht en toegepast. CEMENT 4 2023 ?31 ?v ?h D= Ø

?
]
? H ? ongewapende onderwaterbetonvloeren) randvoorwaarden voor het toepassen van stalen strippen bij palen. Voor de uitwerking van de blokdeuvels zijn de rekenregels en randvoorwaarden uit zowel CUR-Aanbeve- ling 77 als Eurocode 4 gehanteerd. Hieruit volgt: De palen moeten langs de gehele omtrek worden voorzien van ribbels. De palen moeten over de gehele hoogte die in het beton wordt meegestort, worden voorzien van ribbels. De ribbels moeten aan de volgende geome- trie voldoen: ? ribbeldiepte = t 2 5 mm ? t ? 35mm ? ribbelafstand = a t 8 5 mm ? a t ? 120mm Voor de maximale spanning geldt: ?c,max = C A fck/ ?c ? 1,7 f ck/ ?c ? C A is een factor gelijk aan ?(A f2 / A f1) met een maximum van 2,5 voor normaalbeton respectievelijk 2,0 voor lichtbeton Afschuif- en wrikmechanisme Doordat de buispalen over een zekere hoog- te opgenomen zijn in het betonwerk, zal naast het mechanisme van afschuiving ook wrikken van de buispaal optreden. De ver- houding tussen het wrik- en het afschuifme- chanisme kan worden ingeschat op basis van de optredende rekken. Doordat de buis- paal over een beperkte lengte in het beton is opgenomen, heeft deze een relatief grote buigstijfheid en kan de verhouding worden ingeschat door middel van een star lichaam. Dit geeft een lineaire rekverdeling (fig. 3). Als de buispalen over een grote lengte worden opgenomen in het beton, is een lineaire rekverdeling niet meer realistisch. Door de onzekerheid in de verhoudingen tussen beide mechanismen, is gekozen om beide bezwijkmechanismen, het wrik- en het afschuifmechanisme, op de volledige kracht te ontwerpen. 2 Betonafschuifweerstand van een blokdeuvel conform NEN-EN 1994-2+C1 NB 3 Verhouding tussen verticale en horizontale rekken 2 3 32? CEMENT 4 20 23 Het is ook mogelijk om wel de verhoudingen op basis van rekverdelingen aan te houden, maar hierbij moet dan wel voldoende reke- ning worden gehouden met afwijkingen ten opzichte van deze inschatting. Spanningsverdeling in het beton Door het wrikmechanisme ontstaan beton- spanningen langs de buispaal. De spannings- verdelingen kunnen op verschillende wijzen worden verondersteld. Bij rekken lager dan de beto