16 thema Een feest van verschillende technieken 1 Nieuwe ondergrondse entreehal verbindt Mauritshuis met Plein 26 thema Een feest voor verschillende technieken 2 2014 17 Het Mauritshuis is met zijn schilderijen zoals het Meisje met de parel van Johannes Vermeer en de Anatomische les van Rembrandt een belangrijke toeristische trekpleister in Den Haag. Het museum kampte echter met ruimtegebrek: in het pand ? ooit als woonhuis gebouwd ? was wel voldoende ruimte voor de vaste collectie, maar bij tijdelijke tentoonstellingen moest altijd een deel van de vaste collectie worden weggehaald. Daar- naast was men niet tevreden met de entree in het souterrain en met de ruimten voor het restaurant en de museumwinkel. Genoeg redenen voor een flinke uitbreiding. Deze kans deed zich voor toen het pand aan de overkant van de Korte Vijverberg (een deel van Sociëteit De Witte) beschikbaar kwam, Plein 26. Echter twee gebouwen vormen samen nog niet gelijk één museum. Daarom is een plan gemaakt dat beide gebouwen verbindt met een grote ondergrondse entreehal. Deze laag ligt onder het voorplein van het Mauritshuis en loopt onder de straat door tot in Plein 26 (fig. 2). De entree wordt teruggebracht naar de voorkant van het Mauritshuis. Met deze uitbreiding verdubbelt het oppervlak. De vaste collectie blijft in het bestaande Mauritshuis. Plein 26 gaat ruimte bieden aan een educatieruimte, een auditorium en een tentoonstellingsruimte. Ook worden hier de vernieuwde museumwinkel, het museum- café en de kantoren ondergebracht. Ontwerp Constructief en geotechnisch gezien bestaat het ontwerp uit een aantal deelprojecten: ? de ondergrondse entreehal; ? de toegang vanuit deze hal met trappen en een nieuwe liftschacht tot het bestaande Mauritshuis; ? de renovatie van het Mauritshuis; ? de verbouwing en renovatie van Plein 26. In dit artikel ligt de focus op de ondergrondse werken: de nieuwe entreehal en de nieuwe liftschacht in het Mauritshuis. De nieuwe entreehal is samengesteld uit drie verschillende delen: een deel onder het voorplein van het Mauritshuis, een deel onder de straat en een deel onder Plein 26 (fig. 3). Deze delen konden onafhankelijk van elkaar worden uitgevoerd om Vanwege gebrek aan ruimte moest het Mauritshuis in Den Haag flink worden uitgebreid. Die mogelijkheid werd gevonden in het bestaande pand aan de overkant van de Korte Vijverberg, Plein 26. Beide gebouwen worden met elkaar verbonden door een ondergrondse entreehal. Voor de uitvoering daarvan zijn diverse technieken toegepast. ir. Johan g aljaard MBa ro ABT bv 1 Uitzicht op de bouwplaats van Plein 26, voor het Mauritshuis in Den Haagfoto 1, 6, 7 en 8: Ivo Hoekstra, Mauritshuis Den Haag2 Doorsnede van de entreebron fig. 2 en 3: Hans van Heeswijk architecten 2 een feest voor verschillende technieken 2 2014 18 3 De nieuwe entreehal is samengesteld uit verschillende delen; een deel onder het voorplein, een deel onder de straat en een deel onder Plein 26 de ondervloer en het nieuwe dek. Om die reden zijn de twee buitenwanden aan de lange zijde aan de binnenkant opgedikt tot een totale dikte van 500 mm. In deze extra laag is wapening aangebracht om de toegenomen momenten op te nemen. De korte wand die grenst aan de Hofvijver (links van de ingang) wordt minder zwaar belast, doordat hier minder grondbelas- ting tegenaan staat. Deze wand is alleen over de onderste helft opgedikt tot een totale dikte van 510 mm. De andere korte wand is niet aangepast omdat deze weer werd verwijderd. Tijdens de bouwfase, voorafgaand aan het aanbrengen van het dek, zijn de wanden tijdelijk door een stempelraam gesteund. Als gevolg van het kolomvrij overspannen van het nieuwe dek, worden nu alle belastingen van dit dek op de kelderwanden afgedragen en daarmee op de randen van de funderingsplaat van de kelder. Om de krachten in de funderingsplaat op te kunnen nemen, is deze vloer aan de bovenzijde met een laag gewapend beton opgedikt. In deze laag wordt bovendien de nieuw aangebrachte verticale verankering opgenomen. Het dek wordt samengesteld uit geprefabriceerde liggers (type Lambda-flex) in combinatie met een in het werk gestorte druk- laag, en voor een deel uit glazen dakplaten (foto 6). risico's tijdens de uitvoering te beperken. Nadat de delen gereed waren, werden de tussenwanden doorgebroken, waarmee de kelders werden samengevoegd tot één grote ondergrondse hal. Vanuit deze hal is een doorbraak voor trappen en een lift- schacht naar het Mauritshuis gemaakt. De kelder van het Mauritshuis is verder niet gewijzigd. Voor de aparte delen zijn verschillende technieken toegepast (fig. 4 en 5). Kelder onder voorplein Het deel onder het voorplein vóór het Mauritshuis is de groot- ste van de drie. Hier was al een tweelaagse kelder aanwezig. Het dek en de tussenvloer in deze kelder werden gedragen door tussenwanden. De opgave was de twee lagen samen te voegen tot één grote ruimte, zonder tussensteunpunten. Hiertoe zijn het dek, de tussenvloer en de tussenwanden verwijderd. Het weghalen van het gewicht betekende dat de op staal gefundeerde kelder eerst met trekankers tegen opdrijven moest worden verankerd. Om die reden zijn voorafgaand aan de sloop, onder de vloer, zeven Gewi-ankers geplaatst. Deze zijn vanaf dekniveau door een stalen buis aangebracht, om te voorkomen dat de kelder na het boren van de gaten in de keldervloer onder water liep. De belastingsverdeling op de kelderwanden is in de nieuwe situatie anders dan voorheen. De kelderwanden steunden eerst op de tussenvloer af. Nu vinden zij alleen horizontale steun van Bouwen in de binnenstad Ondergronds bouwen moet zorgvuldig gebeuren. Dat geldt in feite altijd maar in het bijzonder in een historisch zo belangwekkende omgeving (te midden van onder andere het Binnenhof, het Kabinet van de Koning, Sociëteit De Witte en natuurlijk het Mauritshuis zelf ). Schades door zettingen, lekkages of trillingen zijn niet aanvaard- baar. Bij de uitbreiding van het Mauritshuis is hier op diverse manieren rekening mee gehouden. Zo zijn trillingsvrije technieken toegepast en is de uitvoering uitgebreid gemonitord. Niet alleen trillingen, ook de beperkte beschikbare ruimte is kenmerkend voor dit binnenstedelijke project. Hierdoor was er nauwelijks ruimte voor een bouwplaats en was opstelruimte niet beschikbaar. Alle handelingen moesten daarom zorgvuldig worden gepland. Ten slotte ligt het Mauritshuis in een gebied dat helemaal vol ligt met kabels en leidingen. Om een blokkade voor deze kabels en leidingen te voorkomen, is onder de kelder een aantal mantelbui- zen aangebracht, waarin de belangrijkste leidingen konden worden doorgevoerd. Deze buizen zijn gerealiseerd met een gestuurde boring. Met deze boringen is in het ontwerp rekening gehouden, bijvoorbeeld in het patroon van de verticale trekankers. Voor kleine kabels die mogelijk later moeten worden aangebracht, zijn leidinggoten in het kelderdek opgenomen. 3 thema Een feest voor verschillende technieken 2 2014 19 damwand CSM-wand jetgroutwand injecteren 4 Plattegrond van diverse technieken bron: ABT5 Schets doorsnede diverse technieken bron: Niki Loonen, ABT Nadat de bouwkuip was gesloten, kon de grondwaterstand in deze kuip worden verlaagd en kon de bestaande keldervloer waar nodig worden verwijderd. Vijzelen Aan de straatzijde waren de gevel en de gevelkolommen van het gebouw oorspronkelijk op de kelderwand gefundeerd. Bij het verbinden van de drie kelders is deze wand echter vervallen. Om het gebouw op te vangen, zijn hier nieuwe stalen kolommen en ondersteuningsbalken aangebracht onder de eerste verdiepings- vloer. Deze kolommen zijn ook op jetgroutpalen gefundeerd. In een zorgvuldig geregisseerde vijzeloperatie is de belasting van het gebouw van de oude kelder overgeplaatst naar de nieuwe kolom- men. Deze handeling was misschien wel de meest complexe gedurende de uitvoering (foto 8). Nadat de bouwkuip was gesloten, is een deel van de oude keldervloer weggehaald. Op de jetgroutpalen ? Gedeelte onder straat Het middelste deel van de nieuwe hal ligt onder de straat (Korte Vijverberg). Voor dit deel is gekozen voor een meer traditioneel systeem met tijdelijke grond- en waterkerende wanden (methode CSM) en een bodemafsluiting met onderwaterbeton. Hoewel bij deze ontgravingsdiepte een oplossing met een klein poldersysteem ook nog tot de mogelijkheden behoorde, is bewust voor onderwa- terbeton gekozen. De onderwaterbetonvloer dient namelijk tevens als stempel voor horizontale grondbelastingen tussen beide gebouwen. Voor deze vloer is een innovatieve oplossing toegepast: staalvezel- gewapend onderwaterbeton. Hierdoor kon de dikte ondanks de grote krachten toch aanmerkelijk worden beperkt. Over de bere- kening van dergelijke onderwaterbetonvloeren is het artikel 'Staal- vezelversterkt onderwaterbeton' verschenen in Cement 2013/3. Ook het dek van dit deel is samengesteld uit geprefabriceerde liggers in combinatie met een in het werk gestorte druklaag (foto 7). Deze druklaag had hier wel een grotere dikte dan bij het deel onder het voorplein, vanwege de hoge verkeersbelas- tingen. Deze kelder is in eerste instantie gebouwd in een aparte bouw- kuip. Nadat de bouwkuip rondom gesloten was, is de aanslui- ting op de andere kelderdelen gerealiseerd door dekwanden tussen de drie kelderdelen weg te halen. Kelder onder Plein 26 Het derde deel, onder Plein 26 was het meest complexe van de drie. Dit gebouw, rond 1930 gebouwd met een gewapend- betoncasco, had één kelderlaag, maar die was onvoldoende diep. Het aanlegniveau moest met circa 2 m worden verlaagd. Om dit mogelijk te maken, is een aparte bouwkuip gemaakt met waterkerende wanden gevormd door jetgroutpalen. Deze reikten van onderkant oude keldervloer tot aan de bovenkant van de waterdichte klei-/veenlaag (NAP -13-16 m). Er is voor dit deel van de kelder bewust gekozen deze in den droge te maken, zodat de aanpassingen aan vloer en fundering goed uitvoerbaar zouden zijn. De jetgroutpalenwanden, aangebracht met klein materieel vanuit de bestaande kelder, hadden een tweeledige functie. Ze vormden niet alleen de wanden van de bouwkuip maar dienden ook als verticale ondersteuning voor de fundering van het gebouw. Dit gebouw was met de bestaande keldervloer op staal gefundeerd op de eerste zandlaag. Dus daar waar de vloer werd weggehaald en later verlaagd werd aangebracht, moesten de palenwanden het draagvermogen voor het gebouw overnemen. Teneinde zettingsverschillen te voorkomen, zijn de palen niet doorgezet naar de tweede zandlaag. De palen ontlenen hun draagvermogen aan de eerste zandlaag, dezelfde laag waar de rest van het gebouw op is gefundeerd. 4 5 een feest voor verschillende technieken 2 2014 Een feest voor verschillende technieken 2 2014 20 thema 6 Kelderdeel onder het voorplein; het dek wordt samengesteld uit geprefabriceerde liggers in combinatie met een in het werk gestorte druklaag, en voor een deel uit glazen dakplaten 7 De in het werk gestorte druklaag van het dek van het deel onder de weg had vanwege de hoge verkeersbelastingen een grotere dikte dan bij het deel onder het voorplein die tot de hoogte van de nieuwe keldervloer waren afgehakt ? zijn stalen 'stoelen' geplaatst, waarop de staalkolommen konden worden gesteld. Met vijzels werden deze kolommen en bovenlig- gende ondersteuningsbalken stapsgewijs onder spanning gezet, tot het moment dat er een opdrukken van het bestaande gebouw werd gesignaleerd. Daarna konden de bestaande kolommen (spanningsloos) worden doorgezaagd en de kelderwand worden verwijderd. Vervolgens kon het restant van de keldervloer worden gesloopt, de kelder verder ontgraven, en de nieuwe keldervloer (met stoelen ingestort) aangebracht. Het vooraf bepalen van de belastingen op de nieuwe kolommen, en het bewaken dat er tijdens het overpakken op de nieuwe ondersteuning geen zettingen van betekenis zouden plaatsvinden, moest met grote zorgvuldigheid worden uitgevoerd. Met een uitgebreid stappenplan en monitoringsplan is deze handeling ? proJectgegevens project Uitbreiding Mauritshuis opdrachtgever Stichting Koninklijk Kabinet van Schilderijen Mauritshuis architect Hans van Heeswijk architecten constructeur ABT bv geotechnisch adviseur ABT bv installatieadviseur Arup aannemer ondergronds Volker Staal en Funderingen aannemer bovengronds Koninklijke Woudenberg 6 7 21 8 Door een vijzeloperatie is de belasting van het gebouw van de oude kelder overgeplaatst naar de nieuwe kolommen; onderaan de stalen kolom zijn de 'stoelen' te zien zorgvuldig voorbereid. De uitvoering is goed verlopen met zettin- gen van de bovengelegen gevel van hoogstens 2 mm. Dit is minder dan de gevel op een zonnige dag beweegt! Liftput toegang Mauritshuis Het laatste deel van de operatie, maar zeker niet de eenvoudigste, was het maken van een aantal diepe liftschachten. Met name de ontsluiting van de nieuwe entreehal naar het Mauritshuis was een lastige opgave. Na afweging van een aantal varianten is ervoor gekozen achter de voorgevel in het Mauritshuis een liftschacht tot circa 9 m beneden maaiveld te maken. Bij de bouw van de bestaande kelder voor het Mauritshuis is destijds een hardgel- injectie onder de voorgevel aangebracht. Bij controle bleek dat deze nog steeds in goede staat verkeerde. Daardoor kon hier nu dankbaar gebruik van worden gemaakt. Het maakte het mogelijk een extra opening in de fundering van de voorgevel te maken. Voor het maken van de nieuwe schacht is eveneens gekozen voor de techniek van chemische injectie. Aansluitend op het bestaande massief onder de voorgevel is met injectie rondom de nieuwe lift- schacht een stijf en waterdicht grondmassief aangebracht. Hierna is de put hierin uitgehakt. Proces, risicobeheersing en monitoring Het ontwikkelen van een dergelijke complexe ondergrondse oplossing is teamwerk. In goed gezamenlijk overleg hebben ontwerper, bouwer en het gemeentelijke Bouw- en Woningtoe- zicht de oplossingen ontwikkeld en uitgevoerd. De bouwers hebben meegedacht in de ontwerpoplossingen, de ontwerpers 8 hebben meegekeken en gecontroleerd tijdens de uitvoering. Op deze wijze is de wederzijdse kennis maximaal benut. Tijdens het gehele proces, van ontwerp tot uitvoering, is er veel aandacht besteed aan risicobeheersing. Deels door het toepassen van beproefde veilige technieken, en deels door goed te monitoren en te controleren. Gedurende de uitvoe- ring zijn de zettingen van de eigen panden en van de gebou- wen in de directe omgeving continu gecontroleerd. Op twee plaatsen is op de gevel een Robotic Total Station (RTS) geïn- stalleerd, en op alle in te meten punten is een kleine reflector op de gevel aangebracht. In een cyclus van ongeveer 2 uur mat de RTS de positie van alle reflectoren in zijn omgeving in. Alle gegevens werden digitaal verwerkt, zodat duidelijke overzichten van het zettingsgedrag per meetpunt konden worden gegenereerd. Aan dit meetprogramma was ook een automatische signalering gekoppeld voor het geval ergens een waarschuwings- of grenswaarde zou worden overschre- den. Eindresultaat Deze grote ondergrondse klus is uitgevoerd zonder schades of significante zettingen van de omliggende, monumentale gebou- wen. Daarmee is bewezen dat ondergronds bouwen, mits zorg- vuldig voorbereid en uitgevoerd, een prachtige oplossing voor een ruimtelijk probleem kan geven. Deze techniek heeft het mogelijk gemaakt dat het Mauritshuis straks een mooie ruime ondergrondse centrale entreehal heeft die twee museumdelen met elkaar verbindt. Medio 2014 is het Mauritshuis weer klaar voor de toekomst! ? een feest voor verschillende technieken 2 2014