Baanbrekende binnenstedelijke funderingstechniek

De schaarse ruimte in binnensteden leidt steeds vaker tot complexe inpassingsopgaven. Nieuwe baanbrekende techniek is nodig om tot haalbare oplossingen te komen. Voor nieuwbouwproject Sonate in Den Haag, gebouwd door Boele & van Eesteren (VolkerWessels) in opdracht van Sonate Spuikwartier CV, werd een vernieuwende funderingsmethode bedacht die het mogelijk maakt een bestaande parkeergarage te handhaven én te voldoen aan de strenge eisen ten aanzien van omgevingsbeïnvloeding en hinder.

Hoofdconstructeur Van Rossum heeft samen met bouwer Boele & van Eesteren een vernieuwende funderingsmethode bedacht, die uitgewerkt is door CRUX Engineering en de Gebr. Van ‘t Hek in het nieuwbouwproject Sonate in Den Haag. Guido Meinhardt (CRUX Engineering) en Patrick IJnsen (Van ’t Hek Groep) lichten de innovatie toe.

Aan de Haagse Schedeldoekshaven, ingeklemd tussen hoge bebouwing, maken de oude ministeries van Justitie en Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties plaats voor appartementen. Project Sonate omvat twee woontorens: Adagio en Bolero, respectievelijk 90 en 85 meter hoog, met in totaal 456 huurappartementen. Adagio wordt boven op de bestaande Turfmarktgarage gebouwd. Deze tweelaagse parkeergarage ligt grotendeels onder het grondwater en zou alleen met behulp van omvangrijke bemaling en aanvullende kostbare maatregelen gesloopt kunnen worden. Ook vanwege de grootschalige logistieke operatie die sloop met zich mee zou brengen, is ervoor gekozen de bestaande kelder met fundering in stand te houden. Dat uitgangspunt leidde tot een bijzonder project met uitdagingen waarvoor bewezen oplossingen onvoldoende waren.

CRUX Engineering en Gebr. Van ‘t Hek moesten samen met Van Rossum pionieren en met praktijkproeven aantonen dat de boogde installatiemethode en dimensies van de funderingspalen zouden werken. “Bij een project als Sonate moet je gezamenlijk optrekken om tot goede oplossingen te komen”, vertelt Meinhardt over de totstandkoming van het funderingsconcept. “Samen met Van Rossum is dat goed gelukt. Ook bouw- en woningtoezicht is al heel vroeg in het proces betrokken”, zegt hij over de afstemming die nodig was om bij alle betrokkenen draagvlak te krijgen voor de innovatie.

De nieuwe fundering voor de woontoren is aangebracht door de bestaande keldervloer heen en vormt een tafelconstructie die ervoor zorgt dat er geen starre verbinding is tussen de bestaande kelder en de nieuwe woontoren, waardoor deze elkaar dus niet kunnen beïnvloeden. De dichtbebouwde omgeving, met daarin ook WKO-installaties, betekent dat de funderingsmethode niet mocht leiden tot (tijdelijke) significante verlaging van de grondwaterstand. Als extra uitdaging hadden de ontwerpers te maken met een groot aantal bestaande funderingselementen onder de keldervloer.

De optelsom van omstandigheden en eisen leidde tot een funderingsconcept met grondverdringende geschroefde stalen buispalen met niet eerder toegepaste, relatief grote punt-/buisdiameters (respectievelijk 950/760mm). De toepassing daarvan vergde een nauwgezette voorbereiding. Om tijdens de sloop van de oude bebouwing opdrijven van de keldervloer te voorkomen, is puin gebruikt om tijdelijk voldoende tegendruk te bieden. Een tijdelijke tussenvloer maakte het mogelijk het puin te verplaatsen, de keldervloer vrij te maken en tegelijkertijd de tegendruk in stand te houden. Na het aanbrengen van een extra (verankerde) ballastvloer was er voldoende permanent ‘gewicht’ tegen de opwaartse waterdruk en kon het oude gebouw gesloopt worden.

Sparingen

In de nieuwe ballastvloer zijn meteen sparingen aangebracht. Daarop zijn tijdelijke stijgbuizen aangebracht. Deze zijn gevuld met water, waarna de onderste betonvloer van de oude bebouwing doorboord kon worden. Daarna zijn door de stijgbuis HEK-buispalen onder injectie van grout geboord tot maximaal NAP -27,0 m. Gelgevulde balgen zorgden voor een waterafdichting tussen de ballastvloer en de HEK-buispaal, waarna de stijgbuis kon worden weggehaald. Na een tweede dichting op niveau van de werkvloer kon de grote poer voor het nieuwe gebouw worden gestort.

Vooraf aan de installatie van de palen zijn verschillende proeven uitgevoerd om de waterdichtheid van de boorgaten (aansluiting paal/vloer) te beoordelen. Verder zijn met behulp van paalproefbelastingen proeven uitgevoerd om locatie specifieke paalklassefactoren te bepalen, op basis waarvan het funderingsontwerp verder kon worden uitgewerkt. Meinhardt: “Met die proef, waarbij we verschillende palen hebben getest, konden we aantonen dat we de gewenste diepte konden bereiken en de draagkracht voor de grote diameter verifiëren. Omdat de aanwezigheid van de oude fundering geen ruimte liet voor extra palen, moesten we absoluut zeker weten dat we die diepte zouden kunnen bereiken en wat de bijhorende draagkracht zou zijn. Op basis van de uitgevoerde proeven konden we aantonen dat hier een gunstiger set paalfactoren dan gebruikelijk gehanteerd kon worden. Dit heeft tot een hoger paaldraagvermogen geleid, met betere risicobeheersing (minder palen) en uiteindelijk een kostenbesparing als resultaat.”

“De condities in Nederland, met uitdagende bodem- en grondwateromstandigheden leiden tot dit soort innovaties. We hebben de grens nog niet bereikt”, voorspelt IJnsen. “We hebben laten zien dat dit funderingsconcept werkt. Nu is het wachten op vergelijkbare projecten met een dikkere vloer, een diepere kelder of langere palen.” Er zijn genoeg plaatsen in Nederland met soortgelijke binnenstedelijke verdichtingsopgaven, waar deze oplossing toegepast kan worden. We hebben nu bewezen dat het op deze manier kan, geeft Meinhardt aan: “Bij vergelijkbare omstandigheden zal sloop van een bestaande kelder of parkeergarage zeker worden afgewogen tegen de oplossing die wij kunnen bieden. Sloop vergt veel logistieke bewegingen, vaak dwars door een uitdagende, drukke binnenstad.” “En vanuit duurzaamheidsoogpunt is (gedeeltelijk) hergebruik van een bestaande constructie natuurlijk ook een goede insteek”, voegt IJnsen toe.

‘Ook het beschikbare budget is bepalend voor wat je uit de kast kunt halen’

IJnsen stelt dat het vinden van oplossingen voor een situatie als aan de Schedeldoekshaven niet primair door techniek wordt beperkt. “Ook het beschikbare budget en dus eigenlijk de vierkantemeterprijs die voor de woningen, kantoren of commerciële ruimte gevraagd kan worden, is bepalend voor wat je allemaal uit de kast kunt halen om bouwen op een verdichte locatie mogelijk te maken. Het dubbele hierin is dat als de eerste raming geen ruimte geeft voor het onderzoeken en beproeven van innovatieve technieken en werkmethodes, de mogelijke besparingen en risicoreducties die deze met zich meebrengen ook nooit gematerialiseerd zullen worden.”