10 VAKBLAD I 1 2014auteur ing. Mustapha Attahiri MSEng, ir. Frank Boerma Ingenieursbureau Gemeente RotterdamDiepwand verwijderd voor doorgangfietsenkelder Rotterdam CentraalSlopenzondertrillingenEind 2013 is de laatste hand gelegd aan de nieuwe,ondergrondse fietsenstalling bij RotterdamCentraal. Om een doorgang mogelijk te makennaar het naastgelegen metrostation, moest de1,5 m dikke diepwand worden gesloopt. Als alter-natief voor de traditionele kraan met sloophamer,is een nieuwe technologie toegepast op basis vaneen niet-explosieve chemische verbinding.Voor het nieuwe, drukke Stationsplein in Rotterdam bestond eenambitie voor een obstakelvrije looproute ?n ruimte voor meer dan 5000fietsen. Om die ambitie waar temaken, is gekozen voor een fietsenstalling in de beschikbare ruimte onderhet Stationsplein. Deze ruimte is begrensd door het metrostation Rotterdam Centraal aan de noordzijde, de indienst zijnde tramsporen aan de oostzijde, de Weenatunnel aan de zuidzijdeen Het Groot Handelsgebouw aan dewestzijde (fig. 2). De kelder was daarmee maar net groot genoeg.De fietsenstalling is op twee plekken bereikbaar: via het entreegebouw op hetmaaiveld en via de hal van het in 2011opgeleverde metrostation. Via die laatsteroute is ook het treinstation bereikbaar.De uitvoering van het project stondvoor diverse uitdagingen. Zo moest erworden gebouwd in een intensief gebruikt stationsgebied en onder overigein uitvoering zijnde `bouwstenen' zoalsde kap van de OVterminal en de tramsporen op maaiveld. In dit artikel wordtingegaan op de sloop van een diepwand. Daarnaast waren de tijdens deuitvoering aangetroffen grote hoeveelheden puin en obstakels een belangrijkaandachtspunt (zie kader `Puin en obstakels in de ondergrond').Sloop betonconstructie/diepwandOm de doorgang naar het metrostationmogelijk te maken, was het nodig deaanwezige diepwand onder de gerealiseerde dakplaat van dat station te slopen. Het betreft hier een 1,5 m dikke,zwaar gewapende diepwand met wapeningskorven met staven van ?40 en?50 mm. Deze diepwand moest overeen lengte van circa 35 m en een hoogteMeer lezenOver de constructie van de fietsenstalling is een artikel verschenen in Cement. Het artikel `Laatste bouwsteen RotterdamCentraal' is beschikbaar op www.cementonline.nl.11VAKBLAD I 1 20141Aanbrengen cartriges2Impressie onder-grondse fietsenstallingProjectgegevensopdrachtgever Ontwikkelingsbedrijf Rotterdamontwerp, engineering Ingenieursbureau Gemeente Rotterdamen directievoering (IGR) opdrachtnemer Ballast Nedamonderaannemer sloop diepwand Leksloopwerken B.V.architect ondergrondse deel ir. Maarten Struijs (IGR)architect bovengrondse deel Team CSte slopen diepwand ca. 35 000opvulling van aggregaat en bindmiddelinterne ontsteker elektrische ontstekingsbedradingcartridge zet zich uittot het boorgat vol is12 VAKBLAD I 1 20144Plattegrond van teslopen diepwandvan circa 3 m worden verwijderd (fig. 4).Er bestond eigenlijk alleen een mogelijkheid om de diepwand te slopen met deinzet van een (zware) kraan met eensloophamer. Inzet van klein materieelzou de tijdsplanning immers ernstig verstoren. Maar ook de traditionele maniervan slopen met kraan en sloophamerkon slechts gedeeltelijk worden ingezet.Vooral de bereikbaarheid voor zwaarmaterieel was beperkt en ook voor dezemethode was de beschikbare tijd kritiek.Bovendien was de geluidshinder voorde omgeving een belangrijke factor.CartridgesOm die redenen is gezocht naar eenalternatieve methode. De aannemerstelde voor in afwijking op het bestekhet zogenoemde NXbursTsysteem toete passen. Uiteindelijk heeft de opdrachtgever dit na een `proefschot' geaccepteerd en is besloten deze methodeinderdaad toe te passen. NXbursT is eentechnologie gebaseerd op een nietexplosieve chemische verbinding, waarmee beton en wapening van elkaar zijnte scheiden. Dat wordt gedaan door inde constructie zogenoemde Safety Cartridges te plaatsen en deze vervolgens teontsteken (fig. 3). Bij de ontsteking reageert de cartridge zeer snel en wordteen grote hoeveelheid onschadelijk gasgeproduceerd, voornamelijk stikstof,kooldioxide en stoom. Door de gasdrukwordt in enkele milliseconden ruimtegecre?erd in het beton, waardoor wapening en beton van elkaar worden gescheiden. Door dit hulpmiddel kunnenhet beton en de wapening met relatiefklein materieel worden weggenomen.WerkingDe methode is niet gebaseerd op eenexplosief, maar op een pyrotechnischmiddel (vergelijkbaar met vuurwerk).Hierdoor hoeft NXbursT qua wet enregelgeving niet als een explosief teworden behandeld. Het product heeftniet de gevaren die explosief materiaalwel heeft. Het belangrijkste verschil isdat explosieven zijn gebaseerd op detonatie en dat NXbursT werkt via deflagratie. Een detonatie is een ontploffingdie een drukgolf veroorzaakt. De moleculen van het materiaal (de explosievestof) verplaatsen zich met ongeveer7000 m/s. Hierdoor vliegt omliggendmateriaal ook met deze snelheid in hetrond. Bij deflagratie wordt een gasdrukgevormd. De stofsnelheid is hier`slechts' circa 700 m/s. Vele malenlager dus dan bij detonatie. Bovendienwordt deze druk na ontsteking onmiddellijk tot 0 m/s gereduceerd, waardoorer geen doorgaande trillingen plaatsvinden. Een bijkomstig arbovoordeel isdat de cartridges eenvoudig kunnenworden `ontmanteld' door de ze doorte zagen en de inhoud eruit te nemen.De inhoud kan op een later momentsimpel worden verbrand in een oven,zonder dat er maar enig gevaar is voorontploffing. Ten opzichte van het traditionele slopen, is het grote voordeelvan deze methode dat de overlast aanzienlijk kleiner is. Er ontstaat immersgeen resonantie door de sloophamer.Vooral de permanente inzet van eensloophamer zorgt voor hinder, zeker invergelijking met de enkele milliseconden overlast die de cartridges veroorzaken. Bij het project in Rotterdam zijn3Doorsnede van eenin een boorgat aan-gebrachte cartridge13VAKBLAD I 1 2014der omgezet tot circa 4000 V, waarbijcirca 200 weerstand kan wordenoverwonnen. Het gebruik van een exploder is noodzakelijk om te voorkomen dat de ontsteking met een willekeurige accu kan worden ontstoken. Bijhet gebruik van NXbursT kan wordenvolstaan met een licht apparaat. Datwil zeggen dat de opgewekte stroomminder hoeft te zijn dan bij het gebruikvan explosieven. De inzet van de technologie wint vooral terrein in sloopprojecten die zich bevinden in dichtbevolkt gebied en/of daar waar de inzetvan zwaar materieel zeer beperkt is.Toepassing in RotterdamBij de fietsenstalling in Rotterdam warenin totaal 600 boorgaten met een ?40mm en boordiepte van circa 1 m nodigom de zwaar gewapende diepwand teverzwakken. De boorgaten zijn met rubber matten afgedekt voor het `afdrukken' van de cartridges. Dit zorgt ervoordat uitkomend materiaal (er komt altijdwat puin vrij) ter plekke van de boorgaten blijft. Wel werd de directe werkomgeving ge?nformeerd. De minimale afstand tot de dichtstbijzijnde lading iscirca 20 m en als voorzorg moet het bevoegde personeel gehoorbeschermingdragen. Na het afdrukken van de cartridges werd de werkplek weer vrijgegeven. Nadat het beton was verzwakt, ishet resterende vastzittende beton tussende wapening met een minikraan metsloophamer verwijderd. Wapening diena de inzet vrijkwam, is met snijbrandersverwijderd. Voor aanvang van de sloopwerkzaamheden is de diepwandrondom ingezaagd. Hierdoor ontstondeen strakke scheiding tussen de te sloGoedgekeurdHet product NXbursT is CEgekeurd en wereldwijd getest en goedgekeurd volgensde UNclassificatie voor gevaarlijke stoffen. Dit houdt in dat het voldoet aan de eisendie de UN stelt ten aanzien van opslag (het kan op de werkplek worden opgeslagen),transport (het wordt zelfs per passagiersvliegtuig vervoerd!) en gebruik conformrichtlijn 2007/23/EG. Het product is geschikt voor toepassing ten behoeve van hetverzwakken van de diepwand. Omdat de leverancier de eerste ter wereld was die hetproduct op een dergelijke manier inzette, onderhoudt hij ook zeer direct contact met(Europese) keuringsinstanties, wetgevers en handhavers. De trillingen die ontstaanvoldoen aan de normen van de DIN 4310 (trillingen).5Situatie v??r ontste-king, na verwijderenbetondekking6Resultaat naontstekingsensoren aangebracht om de trillingente meten. Deze hebben de beperkteoverlast daadwerkelijk aangetoond.GebruikBij inzet van de technologie moetenvooraf berekeningen worden gemaakt.Hierdoor kan de in te zetten hoeveelheid cartridges worden bepaald. Bijhet slopen van gewapend beton ligtdie tussen de 100 en 600 gram per m3beton. Vervolgens moet er een boorpatroon worden bepaald, dat afhankelijk is van de constructie. Diepte, afstanden en hoeken van de boorgatenworden hierbij berekend. Het berekeningsprincipe is in beginsel gelijk aandat bij het werken met explosieven.Het grote verschil is de eerder genoemde werking van de stof. Daaromzijn ook de uitkomsten voor de in tezetten hoeveelheid cartridges en positie van de boorgaten anders. In depraktijk wordt altijd een proefschot gemaakt om de berekeningen te toetsen.Naar aanleiding van de proef kan ereventueel worden bijgestuurd. Naanalyse van het proefschot wordt erper stramien geboord. Het werken inafzonderlijke delen is nodig om hetgewenste effect zo effici?nt mogelijkte bereiken. Vervolgens worden decartridges geplaatst en in serie verbonden. Van belang is dat ze goed zijnafgesloten met zand of soortgelijk, omde gasdruk niet te laten ontsnappen.Uiteindelijk worden ze elektrisch ontstoken. Hier wordt een elektrische`shot exploder' voor ingezet. Dit is eenapparaat dat door middel van eenelektrische spoel stroom opwekt. Een9 Vbatterij wordt door de shot explo14 VAKBLAD I 1 2014pen constructie en de te behoudenconstructie. Het puin is met behulp vankleine dumpers afgevoerd naar eenopen deel in het bovendek van defietsenkelder. Vanaf hier is het met eenkraan voorzien van container, uit dekelder gehesen en per vrachtauto afgevoerd naar de recyclingmaatschappij.Tot slotHet werken met de technologie heeftbij de fietsenstalling in Rotterdam goedgewerkt en de methode sloot goed aanop het gewenste resultaat. De trillingenen overlast voor de omgeving blevenzeer beperkt. Er waren wel enige uitschieters ten aanzien van geregistreerde trilling, echter dit zijn piekmetingen geweest. Ze traden in eenmilliseconde op om vervolgens weerdirect naar 0 te gaan. Het enige uit ditproject dat verbeterd had kunnen worden, is het toepassen van iets meerboorgaten. De boorkosten zouden weliswaar wat zijn toegenomen, maar heteffect van het verzwakte beton wasgroter geweest. Besparen op boorgaten weegt niet op tegen de effici?ntievan het uitnemen van het beton uit deverzwakte constructie.Puin en obstakels in de ondergrondHet Stationsplein van Rotterdam Centraal was voor de Tweede Wereldoorlog ingebruik door Diergaarde Blijdorp. Het terrein was opgehoogd met zand en er warenkunstmatige heuveltjes, vijvers en waterpartijen. In 1940 werd ook de Diergaardegetroffen bij het bombardement. Hierna is de dierentuin gesloten en zijn de aanwezige singels gedempt met oorlogspuin. Na deze periode zijn onder meer het CentraalStation (1949), de autotunnel in het Weena (1950) en het Groothandelsgebouw(1954) aangelegd. Al deze activiteiten hebben samen met de recente bouwactiviteiten rond het stationsplein sporen achtergelaten in de ondergrond van het Stationsplein. Veel van die sporen zijn aangetroffen tijdens de bouw van de fietsenstalling.Zo werden stalen funderingsbalken van voormalige tramsporen gevonden bij hetuitvoeren van de gestuurde boring onder de tramsporen. Daarnaast bevonden zichfunderingspalen van een torenkraan in de bodem en een proefpaal ten behoeve vanhet metrostation, deepwellputten, grote hoeveelheden loze kabels en leidingen, enandere hulpwerken van eerdere bouwactiviteiten (foto 7). Om schade te voorkomenen toch te kunnen heien, moest circa 75% van de prefab palen worden voorgeboord.De bodem was gevuld met oorlogspuin waarvan de cementresten waren doorgeharden de puinlagen aan elkaar hadden `gekit'. De oplanger bij de diep geheide heipalenmoest telkens worden uitgegraven omdat deze vastzat in vastgepakte lagen oorlogspuin. Tijdens de uitvoering is besloten om, waar mogelijk, de stenige grondmassaalsnog van bovenaf te breken en te verwijderen. Dan kon er tenminste zwaar materieel worden ingezet. Als alles, zoals oorspronkelijk de bedoeling was, met kleinmaterieel onder het dak zou moeten worden gebroken en afgevoerd, zou kostbaretijd verloren zijn gegaan. Het betekende wel dat er tijdelijk zand in de plaats van hetpuin moest komen. Dit moest goed worden verdicht zodat de bekistingplaten vande dakvloer beperkte zetting zouden ondergaan. In totaal is circa 75% van de teontgraven hoeveelheid grond vervangen. Door deze complexe grondverbeteringkon vertraging in de uitvoeringsplanning worden voorkomen.7Oorlogspuin en lozekabels en leidingen