Handreiking voor VZA8 2 0 11 47 Handreiking voor VZA Naar aanleiding van de corrosieproble- men met de VZA-vloeren (VZA: Voor - spanning Zonder Aanhechting) in Heer - hugowaard [1] heeft VROM-Inspectie in 2008 een inspectiesignaal [2] uitge - bracht. Daarin is gewezen op potentiële gebreken bij VZA-constructies van vooral de periode 1970-1980. Geadviseerd is de toestand van de VZA-kabels te inspecte - ren als er sprake is van aanpassing van de constructie en/of gewijzigd gebruik met substantieel hogere belastingen. Adviesbureau Hageman heeft in opdracht van en in samenspraak met VROM-Inspectie een 'Handreiking' opge - steld [3] 1). Hiermee worden zowel eige - naren van dergelijke VZA-constructies als toezichthouders van het bevoegd gezag geholpen daar op een juiste wijze mee om te gaan. In dit artikel wordt op de achtergronden ingegaan. 1 Advies om VZA-constructies van vóór 1985 te onderzoeken bij gewijzigd gebruik prof.dr.ir. Dick Hordijk Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V./TU Eindhoven ir. Jan Meester Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. 1) Aan het opstellen van de handreiking is meegewerkt door ir. J.W.G.M. Kraak en J.J. Keuvelaar LL.B van de Rijksgebou- wendienst en ing. M. Dubbeldeman en H. Klunder van de VROM-Inspectie. Handreiking voor VZA 8 2 0 11 48 1970 bouw 100 VZA-voorspanniveau (%) tijd 1 Breukvlakken van gebroken kabel die duiden op mechanische beschadiging 2 Schematische weergave voor ver - onderstelde afname van het voor - spanniveau ten gevolge van corro - sieschade door vocht toegetreden tijdens de bouw. Wat te doen na bevindingen Heerhugowaard? Nadat in Heerhugowaard was vastgesteld dat de oorzaak van de corrosieschade aan de VZA-kabels was gelegen in de toege- paste bouwmethode, was duidelijk dat verschillende huizen- blokken in dezelfde woonwijk vergelijkbare schade moesten hebben. Onderzoek heeft dat ook bevestigd [1]. Evenzogoed mag worden aangenomen dat in Nederland in dezelfde periode (jaren 70) verscheidene woning- en utiliteitsbouwprojecten op vergelijkbare wijze zijn gerealiseerd en dat daarbij tot op zekere hoogte ook corrosieschade is opgetreden. De vraag dringt zich dan direct op wat met dat gegeven moet worden gedaan. In 2008 was dit voor VROM-Inspectie ook een zeer relevante vraag. In het meest extreme geval zou geadviseerd kunnen worden iedere VZA-constructie uit de betreffende periode te onderzoeken. Men dient zich dan wel te bedenken dat een beoordeling alleen goed mogelijk is door destructief onderzoek (VZA-kabels en/of eindverankeringen van kabels vrijhakken) en dat het naar schatting in Nederland gaat om ruim 1200 projecten en meer dan 10 000 woningen. Daarbij komt dan nog de vraag hoeveel kabels in een project moeten worden beoor - deeld om met voldoende zekerheid iets over de veiligheid van de gehele constructie te kunnen zeggen. Vanzelfsprekend zal het in het geval van een hoog risico zeker nodig kunnen zijn een dergelijke aanpak te volgen. Maar in hoeverre is er bij de onderhavige problematiek sprake van een hoog risico? Risico? De problematiek van de corrosieschade waar de handreiking voor is bedoeld, betreft schade die is ontstaan doordat water tijdens de bouw bij de voorspankabels is gekomen. In de begin- jaren van de VZA-techniek kon dat nog optreden door gebruik van, zoals later bleek, onjuiste beschermingsmaterialen en -technieken en onzorgvuldige behandeling. Dat water heeft in de jonge jaren van de constructie geleid tot corrosie en, vooral in het geval van spanningscorrosie, tot breuk van draden van VZA-kabels of van gehele kabels. Aangenomen mag worden dat het vocht dat bij de bouw in de omhulling is gelopen, inmiddels al lang is verdwenen, omdat het al is verbruikt bij de roestvorming en/of is verdampt, dan wel dat de betreffende kabel al lang is gebroken, zodat nog aanwezig water nadien geen verdere teruggang in capaciteit van de totale constructie tot gevolg heeft gehad. Kortom, de corrosieschade zal in de beginjaren hebben geleid tot een afname van het voorspanni- veau, waarna dat niveau constant zal zijn gebleven (fig. 2). De lengte van de periode waarover de afname is opgetreden, is niet bekend, maar omdat het gaat om constructies die inmiddels al meer dan 25 jaar oud zijn, is het de verwachting dat de draag- kracht al zeer vele jaren min of meer constant is. Er is bij deze problematiek dus duidelijk sprake van een andere situatie dan bij gebruikelijke duurzaamheidproblemen, waar sprake is van een doorgaande afname van de capaciteit in de tijd. Ten aanzien van corrosieschade bij VZA-kabels kan verder worden vermeld dat geen gevallen bekend zijn waarbij het breken van VZA-kabels ten gevolge van corrosieschade heeft geleid tot bezwijken van (een deel van) de constructie. Dit laat overigens onverlet dat mag worden aangenomen dat er constructies zijn waarbij sprake zal zijn van een constructieve veiligheid die minder is dan wat volgens het Bouwbesluit is vereist. Voor die gevallen waar dat het geval is, geldt vervolgens wel dat de constructie de belastingen, die het de laatste misschien wel tientallen jaren heeft ondergaan, heeft kunnen weerstaan. Dit betekent dat de VZA-constructie met corrosie- schade naar verwachting alleen zal kunnen bezwijken als de belasting erop hoger wordt dan wat het in de loop der jaren al heeft gehad. De kans is zeer klein dat dit juist optreedt bij een constructiedeel waar sprake is van aanzienlijk gereduceerde capaciteit door gebroken kabels. In dat kader kan erop worden gewezen dat de VZA-constructie zonder schade veelal een aanzienlijke overcapaciteit heeft, waardoor ook bij uitval van een aantal VZA-kabels nog aan de constructieve eisen volgens het Bouwbesluit wordt voldaan [1]. Ten slotte kan worden gewezen op het feit dat een VZA-constructie, mits niet te veel kabels zijn uitgevallen, veelal waarschuwend vermogen bezit en eerst gaat doorhangen, alvorens te bezwijken. VROM-Inspectiesignaal van 2008 Op basis van onder andere de voorgaande overwegingen, die ook waren opgenomen in een notitie van Adviesbureau Hageman aan VROM-Inspectie [4], heeft VROM-Inspectie in november 2008 een inspectiesignaal uitgebracht [2] met daarin een advies voor gemeenten en gebouweigenaren. Op hoofdlijnen komt het erop neer dat bij gewijzigd gebruik van de VZA- constructie, aanbevolen wordt de toestand van de VZA-kabels te 2 Handreiking voor VZA8 2 0 11 49 geen VZA-onderzoek nodig maak gebruikvan de handreiking nee nee ja ja VZA toegepast? van voor 1985? verhoging vloerbelasting (bijvoorbeeld: door functiewijziging) constructieve aanpassingen (bijvoorbeeld: aanpassing draagcon- structie of maken van grote sparingen) ingrijpende werkzaamheden (bijv.: hakken, boren, enz) 3 Schema voor beslissings- proces handreiking toe te passen 4 Onderzochte ribcassette - vloer met VZA de Rijksgebouwendienst een 'Handreiking' opgesteld [3]. Hier - voor is gebruikgemaakt van de kennis en ervaring die bij het project in Heerhugowaard is opgebouwd. Daarnaast is het opgestelde protocol in de handreiking getoetst aan de hand van een beoordeling van enkele VZA-constructies, waarvan de RGD eigenaar is. De handreiking geeft een methodiek voor onderzoek naar de conditie van de VZA-kabels bij constructies die stammen uit de periode dat door onvoldoende bescherming vocht bij de kabels kon komen. De vraag diende zich aan welke periode daarvoor moest worden aangehouden. In dat kader kan erop worden gewezen dat Nederland wereldwijd min of meer voorop liep met onderzoek naar corrosiebescherming bij voorspanning zonder aanhechting [6,7]. Bekend is dat bij rechtzaken in Amerika met betrekking tot VZA-schade aan constructies van na 1981 de Heronpublicatie uit 1981 [6] een belangrijke rol speelde als het ging om de vraag wat the-state-of-the-art was ten tijde van de bouw. Naar verwachting zal voor Nederland gelden dat vooral bij VZA-constructies van vóór 1980 er een redelijke kans is op corrosieschade. Echter, om enige marge in te bouwen, is in de handreiking 1985 als grens aangehouden. inspecteren en, afhankelijk van het resultaat daarvan, de vloer rekentechnisch door een deskundige te laten beoordelen. De rol van de gemeente daarbij is vooral dat bij een aanvraag om een omgevingsvergunning, die betrekking heeft op de verbouw van een bestaand bouwwerk, gecheckt wordt of VZA is toegepast en of de constructie dateert van de periode dat corrosieschade op kon treden. Als hulpmiddel heeft de VROM-Inspectie op haar site een lijst met VZA-projecten uit de betreffende periode beschikbaar gesteld [5]. Die lijst is opgesteld op basis van infor - matie van voorspanbedrijven en hoeft niet volledig te zijn. Daar - naast is naast een projectnummer van het voorspanbedrijf veelal slechts de plaats en het aantal woningen of utiliteitsbouwprojec- ten aangegeven, zodat enig speurwerk nodig zal zijn om vast te stellen om welke projecten het daadwerkelijk gaat. Handreiking VROM-Inspectie heeft gemeend er goed aan te doen gebouw- eigenaren en gemeenten tegemoet te komen met informatie over de wijze waarop een onderzoek naar de conditie van de VZA-constructie kan worden aangepakt. Daartoe heeft Advies- bureau Hageman in samenspraak met de VROM-Inspectie en 3 4 Handreiking voor VZA 8 2 0 11 50 dossieronderzoek: ? berekeningen en tekeningen ? inspectierapporten ? gegevens van verbouwing(en) ? overige mogelijk relevante informatie 'gerichte' steekproef herstel- werkzaam- heden kennis en ervaring ? m.b.t. VZA-corrosieschades alle kabels op spanning aangenomen mag worden dat aanconstructieve eisen van bouwbesluit wordt voldaan voldoende draagkracht vervolg- onderzoek op basis van bevindingen steekproef beoordeling draagkracht VZA-constructie inspectie nee nee ja ja 5 Stroomschema voor de aanpak van het onderzoek op hoofdlijnen 6 Beoordeling (voorzichtig met koevoet) of VZA-kabel op spanning staat. 7 Vrijgehakte VZA-kabels aan de onderzijde van de vloer Met betrekking tot de keuze van de onderzoeklocaties en de steekproefgrootte geldt dat die mede zullen afhangen van: ? de aard van de constructie; ? de ouderdom van de constructie; ? het aantal aanwezige VZA-kabels. Voorgesteld is om: ? het aantal te onderzoeken locaties en de plaats daarvan door een ervaren inspecteur te laten bepalen; ? te allen tijde minimaal op vijf verschillende locaties, waar zich één of meer VZA-kabels bevinden, een inspectie uit te voeren. Toetsing handreiking Om na te gaan of de handreiking werkbaar is, zijn drie VZA- constructies beoordeeld. Dit betrof onder meer een parkeerga- rage van de RGD van rond 1984. Ondanks het feit dat vanwege het bouwjaar de kans op corrosieschade relatief klein werd geacht, was voor dit project gekozen omdat er sprake was van enige scheurvorming en de garage nauwelijks werd gebruikt. Hierdoor was onderzoek zonder overlast goed mogelijk. Het betrof een parkeergarage met een ribcassettevloer met in één richting verzwaarde stroken die zijn opgelegd op betonkolom- men (foto 4). Zowel de ribben als de verzwaarde stroken zijn uitgevoerd met VZA. Bij de keuze van de te onderzoeken kabels is rekening gehou- den met de waargenomen scheurvorming en lekkage bij voegen. Het bleek niet mogelijk de kracht in de VZA-kabels te bepalen door met een vijzel te trekken aan een achter de veran- kering uitstekend kabeldeel. Dit omdat de spanpunten zich achter een prefab element bevonden. Onderzoek naar het op spanning staan van de kabels is daarom uitgevoerd met een koevoet (foto 6). Er zijn 26 kabels onderzocht en bij geen enkele kabel is kabelbreuk geconstateerd. Er waren ook geen aanwijzingen voor een significante afname van de kracht in de kabels. Na afloop zijn de kabelomhullingen en betondekking gerepareerd. In algemene zin geldt dat een beoordeling van de draagcon- structie alleen nodig is bij ingrijpende werkzaamheden, constructieve aanpassingen en/of belastingverhogingen (fig. 3). Inspecteurs van het bevoegd gezag wordt aanbevolen om bij een aanvraag voor een omgevingsvergunning voor aanpassing van een woning of gebouw van vóór 1985 de aanvrager te wijzen op deze handreiking, tenzij duidelijk is dat in de constructie geen VZA is toegepast. Ook als blijkt dat de vergunningsaanvraag gaat over een deel van het gebouw zonder VZA-voorspanning, terwijl dat elders in het gebouw wel is toegepast, wordt aanbevolen de gebouweigenaar van de VZA-problematiek op de hoogte te brengen. Valt een VZA-constructie in de genoemde periode en zijn aanpassingen beoogd, zoals voorgaand benoemd, dan wordt eigenaren/beheerders aanbevolen een inspectie uit te laten voeren. Het doel van een de inspectie is om met een beperkte, gerichte steekproef te onderzoeken of er sprake is van een struc- turele corrosieschade in de VZA-constructie. Met 'gericht' wordt bedoeld dat op die plaatsen de conditie van de VZA-kabels wordt onderzocht, waar op basis van ervaring de kans op corro- sieschade het grootst wordt geacht. Daartoe zal een dossieron- derzoek met bestudering van de berekeningen en tekeningen, een inventarisatie van eerdere inspectierapporten en eventueel uitgevoerde verbouwingen en een inspectie altijd als eerste moeten worden uitgevoerd (fig. 5). In het daarna uit te voeren onderzoek wordt gewerkt van een beperkt onderzoek naar, indien nodig, een uitgebreid onderzoek. Als bij de beperkte, gerichte steekproef van VZA-kabels alle kabels in goede conditie blijken te zijn, wordt verder onderzoek niet nodig geacht. De kans op structurele VZA-corrosieschade is dan gering. Echter, als in de eerste steekproef wel bij één of meer VZA-kabels sprake is van corrosie en/of gebroken draden of kabels, is er reden het onderzoek verder uit te breiden. Uiteindelijk zal het onderzoek en de eventueel uit te voeren herstelwerkzaamheden, ertoe moeten leiden dat de VZA-constructie voldoet aan de constructieve eisen van het Bouwbesluit. 5 Handreiking voor VZA8 2 0 11 51 Bij de onderhavige constructie was, net als waarschijnlijk bij vele constructies van die leeftijd, de gebouweigenaar niet in het bezit van alle relevante constructiegegevens. De gemeente had ook geen constructieve gegevens meer. Als bekend is welk voorspanbedrijf de kabels heeft aangebracht, kan worden nage- vraagd of daar (toevallig) nog informatie beschikbaar is. Een tweede onderzochte constructie betrof een parkeergarage met erboven een kantorendeel en een woondeel uit 1978. Onderzoek is zowel in de parkeergarage als in het kantoor uitgevoerd. Bij de keuze van de te onderzoeken kabels is reke- ning gehouden met tussenspanpunten en zogenaamde PHB's (een voorziening voor een verankering aan de bovenzijde van de vloer). Het bleek niet mogelijk met een vijzel aan de kabel te trekken, omdat de kabeleinden te kort en afgebrand waren. Tijdens het onderzoek bleek dat in het verleden delen van kabels bij PHB's zijn vervangen. Dit was bij de betrokken partijen voorafgaand aan het onderzoek niet bekend. Ook is scheurvorming in de mortelafdichting van de koppen van een aantal ankers geconstateerd. Er zijn 38 kabels met een koevoet beproefd. Daarvan bleken er 3 als gevolg van mechanische beschadiging gebroken te zijn (foto 1). Dit kon worden afgeleid uit de breukvlakken van de strengen en het feit dat de kabels omhuld waren door vet en niet aangetast door corrosie. Leerpunten uit dit onderzoek waren onder andere: ? er kunnen in het verleden herstelmaatregelen hebben plaats- gevonden, die voor aanvang van het onderzoek niet bij de bij het onderzoek betrokken partijen bekend zijn; ? het onderzoek kan worden beschouwd als een proces dat voortdurend moet worden bijgestuurd op basis van de tijdens het onderzoek aangetroffen situatie; ? het bepalen van spanning in kabels met behulp van een vijzel, zal waarschijnlijk in veel gevallen niet mogelijk zijn. Het vrij- hakken van kabels (foto 7) en nagaan of de kabels op span- ning staan is in dat geval een bruikbaar alternatief; ? VZA-constructies waarin PHB's zijn toegepast, hebben een verhoogd risico op aantasting van kabels door corrosie. Bij het onderhavige project zal corrosie ter plaatse van de PHB's de aanleiding zijn geweest voor het vervangen van delen van VZA-kabels in het verleden. Tot besluit Naast aandacht voor de inspectie, is in de Handreiking ook inge- gaan op de beoordeling van de bevindingen en mogelijkheden voor herstel. Verder helpt het als ervaringen met dergelijke inspecties verzamelt worden en beschikbaar komen voor derden. Daarom is aangegeven dat incidenten met VZA betonconstruc- ties vertrouwelijk gemeld kunnen worden bij het ABC meldpunt: www.abcmeldpunt.nl. Aanpak Bouwincidenten Constructieve Veiligheid (ABC) is een initiatief van het Platform Constructieve Veiligheid. Deelnemers aan het Platform, dat is gehuisvest bij CUR Bouw & Infra, zijn onder andere de brancheorganisaties BNA, Bouwend Nederland, NLingenieurs en de VROM-Inspec- tie. Binnen ABC worden 'bouwfouten' geregistreerd die betrek- king hebben op de constructieve veiligheid. Doel van deze regis- tratie is om te leren van fouten uit het verleden en daarmee zorg te dragen voor veiliger bouwwerken. ? Handreiking De Handreiking voor onderzoek naar schade bij betonconstructies met VZA en enkele achter - grondrapporten van Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. zijn te downloaden op www.cementonline.nl . ??Literatuur 1. Hordijk, D.A. e.a., VZA-vloeren met corrosieschade. Cement 2011/8. 2. VROM-Inspectie, Inspectiesignaal betonvloeren met VZA-wapening. November 2008. 3. VROM-Inspectie, Handreiking voor onderzoek naar schade bij betoncon- structies met VZA ( Voorspanning Zonder Aanhechting) van vóór 1985. Publicatienummer VI-2011-73, septem- ber 2011. 4. Hordijk, D.A., Corrosieproblematiek bij VZA-kabels; Advies aan VROM ten aanzien van landelijke problematiek. Hageman Notitie 4-11-2008. 5. Overzicht van projecten met VZA-vloe - ren in de periode van ca. 1970-1980. 6. Corrosion protection of unbonded tendons. Heron 1981, no. 3. 7. Corrosiebescherming bij voorspanning zonder aanhechting. CUR-VB-rapport 105, augustus 1982. 6 7