InleidingIn het eerste deel van het artikel worden debelangrijkste kenmerken van het project beschre-ven en wordt nader ingegaan op het ontwerp vande bouwput, de uitwerking van de trillings- endeformatiesanalyses en de beheersmaatregelenvoor de uitvoering.

In het tweede deel van het artikel worden de tril-lings- en deformatiemetingen behandeld en ver-geleken met de prognoses. Aan de hand van dezeevaluatie zijn nadere deformatieanalyses metSmall Strain parameters uitgevoerd en kunnenvoor dit project conclusies worden getrokken.

ProjectbeschrijvingDe projectlocatie is gelegen ter plaatse van deDellaertweg / Schipholweg aan de zuidoostzijdevan het NS-station Leiden Centraal. Het project‘Le Carrefour’ betreft de bouw van een kantoor-gebouw met een 2-laags ondergrondse parkeer-garage voor 340 auto's. Het kantoorgebouwtelt 10 bouwlagen boven maaiveld en bestaat uitvijf stabiliteitskernen die met een glijbekistingworden gebouwd. De kernen verzorgen destabiliteit in samenwerking met de dragendeconstructie in staal.

Uiteindelijke zal de Dellaertweg deels onder denieuwbouw doorlopen. Het gebouw boven deDellaertweg wordt ondersteund door 12 boom-vormige kolommen. Deze ‘bomen’ dragen detweede verdieping. Op de tweede verdieping

48 GEOtechniek – oktober 2009

Samenvatting

Voor de bouw van een 2-laags parkeer-garage onder het gebouw ‘Le Carrefour’naast het NS-station te Leiden is doorVisser & Smit Bouw bv een bouwkuipontworpen en gemaakt. Deformatie- entrillingsanalyses wezen uit dat door dekorte afstand van de werkzaamheden totde sporen een verhoogde kans op schadeen zakking te verwachten was. Teneindedeze risico's beter beheersbaar te houden,is een intensief monitoringsplan opgezeten zijn beheersmaatregelen voor de uit-voering getroffen. Uit toetsing van detrillingsniveaus bleek dat door het heienvan de palen en het trillen van de dam-wanden nauwelijks overschrijdingen vande grenswaarden zijn opgetreden. Ook degemeten deformaties van de keerconstructieen de sporen waren kleiner waren dan voor-speld. Teneinde een verklaring te vindenvoor de verschillen tussen de prognoses ende metingen, zijn de analyses naderbeschouwd.Geconcludeerd kan wordendat de verwachtingswaarden van de maai-veldzakkingen uit de trillingsprognosesbeter aansluiten bij de gemeten zakkingenen dat de deformatieanalyses met SmallStrain parameters beter stroken met degemeten deformaties.

Ing. M-P. RooduijnSenior Adviseur GeotechniekFugro Ingenieursbureau BV

Figuur 1a Artist impression gebouw ‘Le Carrefour’ zicht vanaf Schipholweg(bron: VVKH Architecten).

Figuur 1bArtist impres-sion gebouwLe Carrefourzicht vanafspoor-zijdeBron: VVKH Architecten

Bouwkuip van project Le Carrefourte Leiden

Evaluatie van deformatiemetingen en analyses

lopen de takken van de ‘bomen’ over in de vak-werkconstructie die de 3e tot en met de 8e ver-dieping draagt. Figuur 1 geeft een indruk van hetzicht vanaf de spoorzijde en de Schipholweg.

De beperkte werkruimte maakt de logistiek en deuitvoering complex. De bouwlocatie is ingeklemdtussen de verlegde Dellaertweg aan de zuidzijdeen de verhoogde perron's en sporen aan denoordzijde.Het hoogteverschil van ca. 5 m tot de sporenwordt overbrugd door een onderheide keercon-structie op een afstand van minimaal ca. 2,5 à3,0 m van de bouwactiviteiten. Zie figuur 2.De afstand van de nieuwbouw tot het dichtst-bijzijnde spoor is ca. 8 m. Het volgende spoorligt op ca. 13 m afstand.De nieuwbouw is gefundeerd op Vibro combina-tiepalen Ø 600/670 mm met een paalpuntniveauop ca. 22 m beneden maaiveld.Voor de bouw van de parkeergarage is een

gecompartimenteerde bouwkuip gemaakt. Degehele bouwkuip heeft de afmetingen van ca. 30m x 180 m en is opgebouwd uit verankerde stalendamwanden. De ontgravingsdiepte is ca. 7,5 mbeneden maaiveld. De verankering is uitgevoerdmet groutankers. De bouwkuip is in de periodedecember 2007 - april 2008 gerealiseerd. Infiguur 3 is de dwarsdoorsnede over het westelijkecompartiment weergegeven.

Bodemopbouw op de bouwlocatieOver het algemeen bestaat de bodemopbouw uiteen vaste zandlaag met hierop het basisveen eneen kleiig zandpakket gevolg door zandige klei-lagen, doorsneden met een veenlaag. Het baan-lichaam onder de sporen bestaat uit matig vastgepakt zand.

BouwputontwerpDe ontwerpberekeningen voor de damwandenzijn uitgevoerd met het verenmodel MSheet en

getoetst conform CUR publicatie 166.Op basis van de ontwerpberekeningen zijn aan despoorzijde damwandprofielen AZ26twostep meteen inbeddingdiepte van NAP 14,0 m toegepast.Aan de overige zijden van de bouwput zijn AZ18profielen toegepast. De twostep configuratie is alternatief ontwerpvan de aannemer en bestaat uit AZ26 profielen.Met de AZ26twostep configuratie wordt eenbuigstijfheid bereikt die vergelijkbaar is met een‘normale’ opbouw uit AZ48 profielen. Op figuur 4is de damwandconfiguratie AZ26twostep weer-gegeven.

Trillingen en maaiveldzakkingOm inzicht te krijgen in de risico's op schade enzakking door het heien van de palen en het intril-len van damwanden, zijn aan de hand van metho-de Hergarden [1] en Barkan [2] trillingsprognosesen zakkinganalyses uitgevoerd. De predictie-methode is opgenomen in CUR-publicatie 166 [3].

GEOtechniek – oktober 2009 49

Figuur 3 Principe doorsnede westelijke compartiment bouwkuip (bron: Visser & Smit Bouw bv).Figuur 2 Hooggelegen perron en sporen (Bron: Fugro Ingenieurs-bureau BV).

Figuur 4HoekverbindingdamwandprofielAZ26 twostepspoorzijde metAZ18 overigezijden. Bron: Fugro Ingenieurs-bureau BV

Aan de hand van een schatting voor de 50% (ver-wachtingswaarden) en 1% overschrijdingskans(bovengrenswaarde) voor de trillingsversnelling ishet invloedsgebied bepaald, waarbinnen een kansop maaiveldzakking door verdichting aanwezig is. Hierbij is het principe aangehouden dat losgepakte zandpakketten alleen verdichten als detrillingsintensiteiten groter zijn dan de voor datpakket geldende drempelwaarde. Voor dit projectis een drempelwaarde voor het versnellingsniveauvan 0,14g bepaald. De drempelwaarde heeft,volgens de methode van Hergarden en Barkan,een relatie met de initiële dichtheid, het korrel-spanningsniveau en de conusweerstand, alsmedemet de schuifsterkte en de relatieve dichtheid vanhet zandpakket. Deze parameters zijn ingeschataan de hand van een sondering in het baanlichaam.Uit de prognoses blijkt dat het invloedsgebied bijhet intrillen van damwanden varieert van 2,5 m

tot 8,0 m en bij het heien van palen varieert van4,0 m tot 16,0 m. Zie figuur 5.

In figuur 6 is de prognose weergegeven van demaaiveldzakking als functie van de afstand totde trillingsbron.De sporen vallen buiten het invloedsgebied vanhet intrillen van damwanden, maar binnen hetinvloedsgebied van het heien. Door het heienvan de eerste palenrij op een afstand van ca. 8 men 13 m tot de sporen, worden maximale maai-veldzakkingen (bovengrenswaarden van hetversnellingsniveau) verwacht van respectievelijkca. 120 mm en 30 mm. Dit is een conservatievebenadering. Uitgaande van de verwachtings-waarden van het versnellingsniveau zijn demaaiveldzakkingen op deze afstanden nihil.

De keerconstructie valt binnen het invloeds-

gebied voor trillen en heien. Voor de keercon-structie is een toetsing op schade uitgevoerd.Uit de voorspellingen van trillingsnelheden entoetsing hiervan aan de grenswaarden voor uitSBR-A blijkt, dat de kans op schade aan de keer-constructie (categorie 1) aanvaardbaar klein is(overschrijdingskans <1%). Voor meer informatieover de berekeningswijze en toetsing wordtverwezen naar [4] en [5].

DeformatieanalysesNaast schade en maaiveldzakking door trillingenzijn ook deformaties te verwachten door hetontgraven en leegpompen van de bouwkuip.Teneinde inzicht te krijgen in de te verwachtendeformaties van de damwand, de keerconstructieen de sporen, zijn berekeningen met PLAXISuitgevoerd. Als grondmodel is het Hardening-Soil model [6] gebruikt.

50 GEOtechniek – oktober 2009

Figuur 5 Schatting invloedgebied voor de kans op maaiveldzakking door trillingen.

Figuur 6 Schatting van maaiveldzakking v.s. afstand tot trillingbron.

Afstand tot trillingbron

19 200 1 2 3 4 5 8 9 10 11 12 136 7 14 15 1816 17 19 200 1 2 3 4 5 8 9 10 11 12 136 7 14 15 1816 17

Intrillen, freq. = 40 Hz

Maa

ivel

d za

kkin

g [m

]

Afstand tot trillingbron

0,00

-0,05

-0,10

-0,15

-0,20

-0,25

-0,30

-0,35

-0,40

-0,45

Maa

ivel

d za

kkin

g [m

]

0,00

-0,05

-0,10

-0,15

-0,20

-0,25

-0,30

-0,35

Verwachtingswaarde Bovengrenswaarde

Intrillen, freq. = 25 Hz

Vers

nelli

ngen

nive

au [-

]Intrillen, freg. = 40 Hz.

Afstand tot trillingbron

0,05

0,00

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0 1 2 3 4 5 8 9 10 11 12 136 7 14 15 1816 17 19 20

F= 1150 kN, 50% waarde F= 1150 kN, 99% waarde drempelwaarde: 0,14 [-]

Heien, freq. = 25 Hz

Vers

nelli

ngen

nive

au [-

]

Afstand tot trillingbron

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0 1 2 3 4 5 8 9 10 11 12 136 7 14 15 1816 17 19 20

De bouwfasering voor de PLAXIS berekeningenbestaat uit:A. Bouwen van de keerconstructie naast

het bestaande baanlichaam (spannings-geschiedenis);

B. Maken van de bouwkuip, bestaande uit:� bouwfase 1: installeren damwand, aanbrengen

en voorspannen ankers, waterstand in bouw-put opzetten. Berekeningsstap 157 t/m 195;

� bouwfase 2: nat ontgraven. Berekeningsstap196 t/m 203;

� bouwfase 3: grind aanbrengen en onderwaterbeton storten. Berekeningsstap 204 t/m 207;

� bouwfase 4: bouwkuip leegpompen.Berekeningsstap 204 t/m 207;

De berekende deformaties (dx en dz) voor dedamwand, de keerconstructie en de sporen zijnweergegeven in figuur 7 t/m 9.

De totaal berekende deformaties van de sporen inhorizontale en verticale richting zijn gegeven inTabel 1. Teneinde de voorspelingen te kunnen ver-gelijken met de metingen zijn de berekende maai-

veldzakkingen (w) als gevolg van het trillen van dedamwanden en het heien van de palen opgeteldbij de berekende verticale deformaties (dz) doorontgraven en leegpompen van de bouwkuip. Deberekende maaiveldzakkingen (w) is een schattingop basis van de risicoanalyses.

Aanvullende beheersmaatregelenUit de prognoses is gebleken dat een verhoogdrisico op onacceptabele deformaties bestaat.Teneinde het risico tijdens de uitvoering van debouwkuip te beperken, is in overleg met Prorailbesloten om de volgende maatregelen te treffen:� de damwand aan de spoorzijde uit te voeren

als een permanente damwand;� de bouwkuip te splitsen in 2 compartimenten

(west en oost);� de vibro combinatiepalen binnen een zone

van 20 m vanaf het spoor voor te boren;� het trillingsniveau en de deformatie van de

damwand aan de spoorzijde, de keerconstruc-tie en de spoorzone op verschillende locatieste monitoren aan de hand van een uitgebreidmonitoringsplan.

Bij het ontwerp is al rekening gehouden met devolgende maatregelen:� ontgraven in ‘den natte’ en toepassing van

een onderwater betonvloer;� het waterpeil in de bouwkuip een 0,5 m op

zetten.

Literatuur[1] Hergarden, van Tol, 2001, Hergarden, H.R,van Tol, A.F, Zakkingen tijdens het trillend trekkenvan damwanden, Geotechniek juli 2001.[2] Barkan D, Dynamics of bases and foundations,New York McGraw-Hill book Cy Inc., 1962.[3] CUR 166, Damwandconstructies, 4e drukdeel 1 en 2, CUR Gouda, 2005.[4] T.K. Muller, Meten, Beoordelen en voorspellenvan trillingen in de bouw, Geotechniek, okt. 2007.[5] Meet- en beoordelingrichtlijnen SBR deel A Schade aan gebouwen.[6] Material Models Manual, Plaxis 2Dversion 8, Plaxis b.v., 2006. �

Reageren op dit artikel? Stuur dan uw reactie vóór 31 oktober 2009 naar info@uitgeverijeducom.nl.

Bouwkuip van project Le Carrefour te Leiden

GEOtechniek – oktober 2009 51

Hor

izon

tale

ver

vorm

ing

(dx)

in m

m

Horizontale vervorming damwandkopvs. las. steps (ontwerp)

Calc. steps in Plaxis (HS-basis)

70

60

70

40

50

30

20

0

10

160 170 180 190 200 210 220

H (DW1-2)

Figuur 7 Deformaties bovenzijde damwand horizontaal vs. berekenings-stappen. (+dx = in de richting van het spoor/ -dx =richting de bouwput).

Figuur 8 Deformaties bovenzijde keermuur horizontaal vs. berekeningsstappen.

Figuur 9 Deformaties sporen horizontaal en verticaal vs berekeningsstappen. (A en C = 1e spoor / D en F = 2e spoor).

Tabel 1 Berekende deformaties van de sporen.

Bouwfase dx cum. w + dz cum. dx w + dz

Installeren - - 5 5damwanden (trillingsanalyse)

Heien palen - - 55 60(trillingsanalyse)

Nat ontgraven 10 10 9 69(PLAXIS)

Storten grind + 3 13 2 71o.w. beton (PLAXIS)

Leeg pompen 3 16 2 73bouwput (PLAXIS)

Maaiveldzetting bij sporen vs. steps (ontwerp)Horizontale vervorming bij sporen

vs. steps (ontwerp)

200 210160 170 180 190 220

0

-5

-15

-10

-20

0

-5

-15

-10

-20

Calc. steps in Plaxis (HS-basis)

A (S8-S12) C (S7-S11) D (S6-S10) F (S5-S9)

Calc. steps in Plaxis (HS-basis)200 210160 170 180 190 220H

oriz

onta

le v

ervo

rmin

g (d

x) in

mm

Maa

ivel

dzak

king

(dz)

in m

m

160 170 180 190 220

Hor

izon

tale

ver

vorm

ing

(dx)

in m

mHorizontale vervorming b.k. keermuur

vs. calc. steps (ontwerp)0

-5

-15

-10

-20

-25

Calc. steps in Plaxis (HS-basis) G (KM 1-2)

200 210