themaOntwerp en uitvoering bouwput1201354themaOntwerp enuitvoeringbouwput De Rotterdam beschikt over een tweelaagse,ondergrondse parkeergarage. Om deze aan tekunnen leggen, is over het gehele oppervlak van hetgebouw een circa 8 m diepe bouwput aangelegd.De locatie aan de Wilhelminapier vereiste eenzorgvuldig ontwerp en uitvoering.1Uitdagende locatie aan de Maas en oude pakhuizenOntwerp en uitvoering bouwput 12013 55HE600B (3x) (S355)HE600B(3x)(S355)buis ? 813 x 12,5buis?1067x16,0buis?1067x16,0buis?914x16,0HE600B (3x)het verloop van de bestaande damwandPU25 moet nog opgemeten wordeneventueel moeten de verlopen van degordingen (1e en 2e niveau) aangepast wordennoord-> tweede stempelraam: zie fig. 2bDe bouwput van De Rotterdam is circa 100 x 50 m2groot(fig. 2). Aan de noordzijde grenst hij aan de Maas, met dedaarbij behorende kade die ontworpen is als afmeerlocatie voorcruiseschepen. Aan de westzijde bevindt zich de CruiseTerminal, aan de oostzijde de KPN Toren. Aan de zuidzijdeloopt de Wilhelminakade langs de bouwlocatie (straatzijde),met daaraan grenzend oude pakhuizen waarvan er ??n isherontwikkeld tot appartementencomplex.De locatie op de Wilhelminapier resulteerde in de volgendeaandachtspunten:? de aanwezigheid van de Maas met wisselende waterstandenmet een mogelijkheid dat deze hoger komt dan de kademuur;? verschil in waterstand in de Maas en in het gebied binnen dekademuren, waardoor de waterstanden aan de ene zijde vande bouwput kunnen afwijken van die aan de tegenovergelegen zijde;? de aanwezigheid van een kademuur tussen bouwput en deMaas, die beperkt horizontale krachten kan opnemen enbeperkt horizontale vervormingen mag ondergaan;? de aanwezigheid van historische gebouwen in de directeomgeving, die geen schade mogen oplopen ten gevolge vanverticale zettingen of horizontale vervormingen ten gevolge vande damwandvervorming of ten gevolge van horizontaalverdringen van de grond door het heien van een groot aantalpalen;? de aanwezigheid van een groot aantal houten palen vanuitvroegere kademuren.Dit alles vereist een zorgvuldig ontwerp en een nog zorgvuldigere uitvoering voor de bouwput.Heien en vervormingenAls eerste stap zijn rondom de bouwlocatie aan drie zijdenstalen damwanden tot circa NAP 19 m aangebracht doortrillen. Aan de oostzijde is gebruikgemaakt van de nog aanwezige damwand van de KPN Toren. Vervolgens is ? na eenbeperkte afgraving vanaf 80 cm onder het originele maaiveldniveau van NAP +3,60 m ? gestart met de heiwerkzaamheden.In totaal zijn 1100 vibrocombinatiepalen ?630 mm ge?nstalleerd. Het paalpuntniveau bevindt zich op circa NAP 24 m(bovenste zandlaag, zie ook artikel `Bijzondere oplossingenzettingen', elders in deze uitgave).De hoge verdichtingsgraad, die gepaard gaat met de groteaantallen palen, zorgde voor zwaar heiwerk en tevens voorhorizontale vervormingen van de grond in de directe omgeving. Ook de hei en ontgravingswerkzaamheden en de bemaling leidden tot trillingen en vervormingen. Daarom is hetgehele gebied gemonitord tijdens de uitvoering van debouwput. Hiertoe is op maaiveldniveau zowel de damwand alsde omliggende bebouwing in horizontale en verticale richtingregelmatig ingemeten. Om meer informatie te verkrijgen overde aard van eventuele vervormingen werd ook de damwandover de volledige hoogte met enige regelmaat gemeten metbehulp van inclinometers. Bij het ontwerp van de kadeconstructie door Gemeentewerken Rotterdam is er destijds alrekening mee gehouden dat er in de toekomst, dicht tegen deir. Dennis SnijdersCorsmit Raadgevend Ingenieurs /Royal HaskoningDHVDipl.-Ing. michael PradelZ?blin1 Het ontwerp en de uitvoering van de bouwput van De Rotterdam was eenuitdagende klus vanwege de locatie tussen de kade van de Maas enomliggende oude pakhuizenfoto's: Tom Wolbrink / Foto Topaas2 Plattegrond van het eerste (a) en tweede stempelraam (b)2a2bthemaOntwerp en uitvoering bouwput1201356A B C D E F8.108.108.104.62 2.200 8.108.101.261.26>= 4.00>= 4.000.500.554.78onttrekkingsbronnenboorgat ?500 mmPVC bron ?200 mm, filter 5 mvacu?mbemalingfilters in de damwandkassenPVC -> 50 mm 4+1 filtersaangesloten op 4" zuigleidingfilters aanbrengenvanaf ontgravings-niveau heiwerkzaam-hedenkademuurG.H.WG.L.Wbovenzijdedamwandmaaivelddamwandbasis uitgravingPAKHUISbovenzijdedamwand maaivelddamwandWILHELMINAKADEbestaande houten palen(verwijderen)1e niveau afsteuning 1e niveau afsteuning G.H.WG.L.Wzandlaag 1kleilaag 1zandlaag 2buis ? 1067 x 16,0 S235buis ? 1067 x 16,0 S235buis ? 813 x 12,5 S235mijnsteen-4.39+3.60+3.60 +3.80+3.00+1.20+3.80+3.00+3.35-4.06-0.40+3.80+3.00-16.50-2.91-4.06+1.00+1.00-2.19+1.50+1.50NAP 0,00 mNAP 0,00 m+3.00+3.00+1.20-0.40-2.80-24.00-20.50+0.57+3.50-2.13ontgraving van de poeren A als de grondwaterstand NAP +2,40als de grondwaterstand > NAP +2,40, is de ontgraving van de paalkoppen niet toegestaaner is dan een aanvullende steunconstructie nodigontgraving voor de kraanfundering als de grondwaterstand NAP +2,00als de grondwaterstand > NAP +2,00, is de ontgraving van de paalkoppen niet toegestaaner is dan een aanvullende steunconstructie nodig3 Doorsnede van het palenplan met links dekade en rechts de straatzijdeOm te zien of het mogelijk was deze palen te heien door hetveld van houten palen heen, zonder dat er te veel verloop ofschade aan de te installeren palen zou optreden, zijn er testsuitgevoerd. Vanaf maaiveld is de stalen buis behorende bij devibrocombinatiepaal ingeheid op locaties waar zich volgenstekening groepen houten palen zouden bevinden.Secundair doel van deze palen was om de geluidsoverlast in deomgeving te meten, om ook hiervoor tijdig maatregelen tekunnen nemen. Na de succesvolle afronding van deze testenzijn de heiwerkzaamheden op volle snelheid opgestart. Ditheien heeft circa 4,5 maand in beslag genomen.VerdichtingOm het aantal benodigde heipalen enigszins te drukken, is inde berekening van het paaldraagvermogen gerekend op eenzekere mate van verdichting die op zou treden tijdens hetinheien van de palen. Deze verdichting treedt met name op inde directe omgeving van de paal, en niet zozeer onder hetinstallatieniveau. Daarom is ervoor gekozen de capaciteit uitschachtwrijving van de paal op te hogen, maar voor de paalpuntweerstand niet met heiverdichting te rekenen. Met enkelecontrolesonderingen is aangetoond dat de aangenomenverdichting ook daadwerkelijk optrad, tot aan paalpuntniveau.Onder dat niveau werd, zoals verwacht, slechts een zeerbeperkte verdichting waargenomen.De hoge verdichtingsgraad leidde tevens tot een lichte horizontale verplaatsing van de damwanden, wat enigszins gedemptdoorwerkte in de kadeconstructie. Doordat zowel de bovenzijde als de helling van de damwanden over de gehele hoogteregelmatig werd ingemeten, kregen alle partijen een helderkademuur aan, hoogbouw zou worden gerealiseerd. De vervormingen die zouden optreden bij de realisatie daarvan, zijndaarbij ingeschat en er zijn limieten opgesteld. Deze limietenfungeerden als leidraad bij het opstellen van het monitoringsplan van de kademuur.Bestaande palenEen gedeelte van de bouwlocatie herbergde nog oude kaderesten en houten funderingspalen. In eerste instantie was hetplan om daarvoor een aparte bouwkuip te maken, deze teontgraven, de palen te trekken en de bouwkuip weer dicht tegooien. Dit zou echter het heiwerk ernstig vertragen.Een veel betere oplossing werd gevonden door, in plaats vanreguliere vibropalen, te kiezen voor vibrocombinatiepalen endeze te installeren voordat werd ontgraven. Er is ook een alternatief uitgewerkt met prefab palen 500 x 500 mm2, maar datzou leiden tot een verdichtingsgraad van 16% en dus grote kansop paalbreuk tijdens het heien.Een vibrocombinatiepaal is vrijwel gelijk aan een traditionelevibropaal, maar met het verschil dat, zodra de ingeheide stalenbuis op diepte zit, er een voorgespannen vierkante prefabbetonpaal in de stalen buis wordt geplaatst, en de buis wordtafgestort met mortel. Voor dit systeem is gekozen vanwege hetrisico dat bij het heiend trekken van de stalen buis terugverende houten palen tot beschadigingen aan de, nog nietuitgeharde, vibropaal zouden kunnen leiden. Bovendien is hetvoordeel van de prefab paal dat vanaf maaiveld kan wordengeheid met de kop op het niveau van de later uit te voerenontgraving.3Ontwerp en uitvoering bouwput 12013 574 Het paalpuntniveau van de geheidevibrocombinatiepalen bevindt zich op circaNAP -24 m in de bovenste zandlaagParallel aan de lange zijde van de bouwput zijn in het middenhulpdamwanden aangebracht die dienden als middensteunpunt voor het stempelraam (fig. 2). De damwanden werden ophoogte afgebrand en bovenop is aansluitend een kopplaatgelast.De stempels zijn volledig geprefabriceerd via het water aangevoerd. De lengte en de hoeveelheid stempels vereisten dezetransportvariant. Ze zijn ter plaatse van het middensteunpuntprecies op maat gelegd. Rekening houdend met afwijkingentussen de theoretische en uiteindelijke locatie van de damwand,zijn ze korter gehouden dan de theoretische lengte. De aansluitingen ter plaatse van de damwanden zijn met groutzakkenopgevuld. Het knooppunt bij het middensteunpunt, waar vanvijf zijden stalen elementen aan moeten sluiten, bestaat uit eenholle stalen kubus die aan de bovenzijde open is. Deze kubus isvolledig met beton gevuld.inzicht in de aard van deze vervormingen, waardoor opdrachtgever, ontwerper, aannemer en Gemeentewerken Rotterdamdeze vervormingen steeds in goed overleg konden beoordelen.Het bleek tijdens het verloop van het heiwerk toch nodig ommaatregelen te nemen. Deze bestonden uit het grondverwijderend boren van rijen gaten met een avegaarstelling tussen hetgebied waar werd geheid en de damwand, om zo de vervormingen te beperken. De boringen werden niet tot in de draagkrachtige zandlaag doorgezet, om te voorkomen dat de draagcapaciteit van de palen negatief zou worden be?nvloed. Ditvoorboren was met name logistiek een hoogstandje. Op hethoogtepunt werd het heiwerk uitgevoerd door drie heistellingen, drie kranen voor het inhijsen van de prefab palen in destalen buizen en twee avegaarboorinstallaties.Na uitvoering van de heiwerkzaamheden is gestart met hetontgraven van de bouwput, aan de hand van een door ontwerper en aannemer gezamenlijk opgesteld faseringsplan.OntgravingGelijktijdig met het maken van de laatste vibrocombinatiepalenzijn buiten de bouwput bronnen geboord voor de spanningsbemaling in de diepe zandlaag, is een vacu?mbemaling aan debuitenzijde van de damwand aan de zuidzijde aangebracht enzijn aanvullende peilbuizen met dataloggers geplaatst, zoweldirect rondom de bouwkuip als verder weg in de omgeving.Aansluitend is de bouwkuip ontgraven tot NAP 0,00 m (hetoriginele maaiveldniveau was NAP +3,60 m). Voor de stabiliteitvan de bouwkuip moest langs de damwand een steunberm van4 m breedte en met bovenkant op NAP +1,00 m aanwezigblijven.De vrijkomende grond is via de kade overgeslagen, in drijvendebakken (beunbakken) geladen en via het water afgevoerd.Tijdens deze ontgravingfase moest het grondwater buitende damwanden worden verlaagd naar NAP +3,00 m enNAP 0,30 m binnen de bouwkuip.Eerste stempelraamNa afloop van de ontgraving kon worden begonnen met hetaanbrengen van het eerste stempelraam. Eerst zijn consoles aande damwand gelast (hoogte bovenkant consoles is hoogteonderkant gording). Vervolgens is de eerste laag gordingbalkenop de consoles geplaatst (vanwege de strenge vervormingseisendiende de gording zeer stijf te zijn en bestond deze uit drieboven elkaar gelegen HEprofielen). De volgende stap was hetlassen van de onderste laag gordingbalken. Vervolgens kondenop deze manier alle drie de lagen worden aangebracht.4themaOntwerp en uitvoering bouwput1201358Na het in fasen ontgraven ten behoeve van de fundering is er,daar waar de putbodem bestond uit klei of leem, een grondverbetering toegepast van 0,30 m zand tot het niveau vanonderkant werkvloer. Vervolgens is de betonconstructie van dekelderbak aangebracht tot en met de vloer op laag 1. Aansluitend kon de spanningsbemaling buiten bedrijf wordengenomen, omdat het gewicht van de constructie op datmoment voldoende was om de bouwput tegen opbarsten tezekeren. Verder is de ruimte tussen damwand en buitenwandmet zand gevuld. Dat is in lagen van 30 cm gebeurd en elkelaag is met behulp van een trilplaat verdicht. Vervolgens heeftde vloer op laag 1 de werking van het stempelraam overgenomen en kon dit worden verwijderd. Vanaf dat moment kon hetbetonwerk zonder belemmering doorgaan. Bij het ontwerp vande kelderbak was er rekening mee gehouden dat de damwandzou worden getrokken en er dus opwaartse grondwaterdrukmocht optreden nadat de beganegrondvloer gereed zou zijn.Na het gereedkomen van de begane grond kon zodoende ookde reguliere bemaling buiten werking worden gesteld.Ook tijdens het trillend trekken van de damwand werden detrillingen en vervormingen ter plaatse van de belendendegebouwen gemeten. De damwand ter plaatse van de kademuurkon zonder problemen worden getrokken. De damwand aan dezijde van de straat is slechts gedeeltelijk getrokken en dedamwand bij de KPN Toren is niet getrokken. De trillingen ende ruimte die ontstonden bij het trekken van de damwandwaren toch zodanig, dat er te veel horizontale en verticalevervormingen ter plaatse van de belendende gebouwen dreigden op te treden. Daarop heeft de opdrachtgever besloten omeen deel van de damwand niet te trekken. Na het aanbrengen en met vijzels op spanning brengen van hetstempelraam en het aanpassen van de bemaling (spanningsbemaling) voor de volgende fase, kon worden begonnen met deverdere ontgraving van de bouwkuip. In verband met de stabiliteit van de bouwkuip is de ontgraving in diverse stappenuitgevoerd. In de tweede stap is ontgraven tot NAP 2,91 m.Vervolgens zijn de poeren in aaneensluitende stappen ontgraven tot het noodzakelijke niveau vari?rend van NAP 3,59 mtot NAP 4,39 m.Tweede stempelraam en afrondingNa de bouw van de naastgelegen KPN Toren is de daarvoorgebruikte damwand aan de zijde van De Rotterdam achtergelaten ten behoeve van de bouw van laatstgenoemde. Dezedamwand is op zich te licht voor de ontstane putdiepte.Daarom is hier een tweede stempelraam aangebracht (fig. 2b) .Tijdens de graafwerkzaamheden zijn de aanwezige houtenpalen in diverse fasen afgezaagd tot onderkant werkvloer. Devrijkomende palen zijn van het werkterrein afgevoerd.Als voorbereiding van het betonwerk zijn de koppen van devibrocombinatiepalen in diverse fasen gesneld. De snellengtewas circa 1,00 m. Vervolgens is de prefab paalkop op de snelhoogte rondom ingezaagd, gesneld en afgevoerd van de bouwplaats.55 In totaal zijn 1100vibrocombinatiepalen?630 mm ge?nstalleerdvoordat werd ontgraven