IJBOULEVARD, TECHNISCH HOOGSTANDJE ACHTER AMSTERDAM CENTR A AL Eind 2021 zijn drie elementen van de Fietsenstalling IJboulevard naar hun de nitieve positie gevaren en vervolgens verbonden met de paalfundering. Hiermee is niet alleen een grote stap gezet in de uitvoering van het project, maar ook in de beheersing van de risico's voor de omgeving. IJBOULEVARD, TECHNISCH HOOGSTANDJE ACHTER AMSTERDAM CENTR A AL Hoe risicobeheersing leidt tot innovatieve oplossing Aan de IJzijde bij Amsterdam Centraal wordt gebouwd aan de IJboulevard, met daarin geïn- tegreerd een nieuwe ondergrondse etsenstal- ling. De drie elementen voor de etsenstalling zijn voorgebouwd, ingevaren en afgezonken. Deze uitvoeringsmethode is het resultaat van beheersing van toprisico's van het project en kritische succesfactoren van de opdrachtgever. Eén van deze risico's is verplaatsing en daar- mee schade van de achterliggende construc-ties (onder andere de overkapping) en de krui- sende Noord/Zuidlijn. Daarom is er voor gekozen de interactie met de ondergrond te minimaliseren en geen bouwkuipen toe te pas- sen. De methode van het voorbouwen sloot goed aan bij de kritische succesfactoren van de opdrachtgever, gericht op minimale hinder voor de omgeving tijdens de werkzaamheden. LICHTE ELEMENTEN De gekozen uitvoeringsmethode was leidend in de verdere uitwerking van het ontwerp. Zo mochten de elementen niet te zwaar zijn. Bij te veel diepgang zouden de elementen namelijk 4 VAKBL AD 2 2022 Auteurs Jurgen Clephas, Steven de Visser, Van Hattum en Blankevoort BV 2-2022_4-IJboulevard.indd 4 23-06-22 15:23 1 Elementen in eindpositie niet over de paalkoppen kunnen worden geva- ren. Om de elementen zo licht mogelijk te hou- den, is het dak van de etsenstalling opge- bouwd uit stalen liggers (HEB800) en een dek van staalplaten met een betonnen druklaag ( g. 3). Dit dek is 'los opgelegd' op de wanden (behalve bij het element dat de Noord/Zuidlijn overspant). Tijdens het transport is een deel van het dak van de drie elementen open gela- ten. Deze delen worden later, in het werk, op locatie gestort. Het gewicht is tijdens de ontwerp- en uitvoe- ringsfase continu bewaakt. Hierbij gold als beheersmaatregel bij overschrijding van het PROJECTGEGEVENS Project IJboulevard, Fietsenstalling en aanvaarbescherming Opdrachtgever Verkeer Openbare Ruimte, gemeente Amsterdam Opdrachtnemer Van Hattum en Blankevoort Architect VenhoevenCS Ontwikkeling + levering donut-oplegging Freyssinet Ontwikkeling + levering DroogZetKist Van Hattum en Blankevoort i.s.m. TMS Transport elementen (over land) Mammoet Slepen en positioneren palen Strukton Immersion Projects Oplevering Tweede helft 2022 2 Project IJboulevard: Aanvaarbescherming, Fietsenstalling én wandelpromenade 3 Dwarsdoorsnede element etsenstalling 5 VAKBL AD 2 2022 BV 2-2022_4-IJboulevard.indd 5 23-06-22 15:23 eigen gewicht en dus diepgang: een groter deel van het dak open laten. VERBINDING PALEN Vanwege het relatief lage gewicht zouden de elementen in de gebruiksfase, in geval van calamiteit, kunnen gaan drijven. Dit betekende dat er, naast een drukverbinding, ook een trek- verbinding met de palen nodig was. Als paalfundatie zijn geboorde palen met gesloten punt toegepast. De palen zijn alle - maal over het water aangevoerd en vanaf een ponton aangebracht. In de palen is een zand- aanvulling aangebracht, waarboven de wape - ningskorf met daarin geïntegreerd een stalen buis met ankerkop is afgehangen (g. 5, 6, 7). Deze wapeningskor ven zijn met behulp van een frame en hangend aan ankerstaven op de juiste hoogte en te lood in de paal gepositio- neerd (g. 8). Ver volgens is de betonprop gestort met zelfverdichtend beton tot circa 100 mm onder het niveau van de denitieve opleg- ging. In de palen zijn vooraf knaggen (blok - deuvels, g. 5) voorzien voor het overbrengen van de krachten uit de betonprop naar de paal. Omdat de paalposities tijdens de uitvoering nog niet exact vastlagen in verband met tole - ranties en mogelijke obstakels, was een oplos - sing met in te storten onderdelen in de ele - menten niet mogelijk. In plaats daar van is er voor gekozen de palen, na het afzinken van de elementen, van binnenuit aan te boren en dan de oplegging én trekverbinding tot stand te brengen. Een van de grote uitdagingen hier - bij was het 'droog' houden van de binnenzijde van de elementen ? de verbinding bevindt zich ruim 4 m onder de waterspiegel. Verder moest voor de verbinding een 'hufterproof'-methode worden ontwikkeld, aangezien er geen correc - ties / beheersmaatregelen mogelijk waren en er geen referentieoplossing bekend was. OPLEGGINGEN De paalkop is voorzien van een oplegdetail, dat bestaat uit twee opleggingen met elk een 'eigen' functie (g. 9). De eerste, buitenste (in verband met vorm genoemd de 'donut-opleg- ging'), is een tijdelijke oplegging die wordt gebruikt bij het landen van de elementen. De functie van deze opleggingen is het nivelleren van hoogteverschillen tussen de onderkant van het element en bovenkant van de opleg- ging en het waterdicht maken én houden tij- dens het aanbrengen van de trekverbinding. De tweede, binnenste oplegging, is de deni- tieve oplegging voor het opnemen van de druk - krachten ten gevolge van de trekverbinding element-paal. De denitieve oplegging moet onder alle omstandigheden onder druk blijven, ook bij bijvoorbeeld rotaties als gevolg van (kleine) verplaatsingen van de etsenstalling. Hier voor is de oplegging nagespannen met een voorspankracht van 2700 kN. De 'donut-oplegging' is ontwikkeld en getest in samenwerking met Freyssinet (foto 10). STELLEN OPLEGGINGEN De elementen moesten tegelijk kunnen wor - den afgelaten op alle 26 palen (per element). Hierbij mochten er geen overbelasting en lek - D 20 21 19 11 12 13 14 15 16 17 18 E M1 M2 F M1_B4_01 M1_B4_02 M1_B1_07 M1_B1_06 M1_B1_04 M1_B1_05 M1_B1_03 M1_DG_1 M2_DG_3 M1_DG_2 M2_DG_4 M2_B4_2 M2_B4_1 M2_B4_3 M2_B M1_O2_01 M1_O2_02 M1_O2_03 M1_O 2_04 M1_O2_05 M2_O2_06 M2_O2_07 M1_O1_01 M1_O1_02 M1_BT_13 M1_BT_12 M1_BT_09 M1_BT_10 M1_BT_11 M1_BT_08 M1_BT_06 M1_BT_07M1_BT_05 M1_BT_03 M1_BT_01 M1_BT_04 M1_BT_02 P1_O1_03 P1_O1_04 M1_F1_01 P1_KE_02 RK_F2_02 RK_O2_19 RK_O2_20 RK_O2_21 RK_O2_22 RK_O2_23 RK_F2_03RK_O2_24 RK_O3_25 RK_F3_04 RK_O2_28 P1_KE_01 D1 D2 D3 D5 D4 D' E' 6250 6250 1000 2783 2476 10024 7485 5015 1850500 500 2096 3691 5810 2999 12500 11000 2100 900 11000 12500 12500 12500 12500 6783 5717 2300 6500 500 6500 D7 6054 5276 12682 3783 Cofra+ platen uitwerking ntb 1500 11000 6000 6500 1500 1500 3000 4500 3501 8999 D6 7288 6800 6492 Tijdelijkeondersteuning Tijdelijkeondersteuning mantel buizen Let op!! geen an kers aanbrenge n tpv mantelbuis mantelbuizen Let op!! geen an kers aanbreng e RK_O2_27 3504 RK_O2_26M2_O2_08 2. 0 4 Bovenaanzicht elementen met dakopeningen 5 Doorsnede bovenzijde palen knaggen stalen buis met ankerkop betonprop zandaanvulling 6 VAKBL AD 2 2022 BV 2-2022_4-IJboulevard.indd 6 23-06-22 15:23 kages plaatsvinden. Daarom zijn strenge uit- voeringstoleranties gesteld aan zowel de hoog- temaatvoering van de opleggingen (+/- 2,5 mm) als de hoogtemaatvoering én oneenheden van onderkant van de elementen. De hoogtemaatvoering van de opleggingen is onmogelijk te halen met duikwerk. Het stellen moest daarom 'in den droge' kunnen worden uitgevoerd. Hier voor is een habitat, de Droog- ZetKist (DZK), ontwikkeld (foto 11 en 12). Hierin zijn de volgende werkzaamheden op ruim 4 m onder de waterstand uitgevoerd: ? afbranden van de overlengte buispaal; ? monteren en stellen van de tijdelijke 'donut- oplegging' en denitieve oplegging; ? aangieten van de opleggingen. In verband met de vereiste doorlooptijd van één paal per dag, zijn er twee DZK's ingezet. Door de DZK hydraulisch om de paal te klem- men, is deze doorlooptijd met 'gemak' gehaald. Het waterdicht afsluiten is gerealiseerd door gebruik te maken van een pneumatisch bediend afsluitproel. Omdat het werken in de DZK kan worden aangemerkt als werken in een besloten ruimte, is uitgebreid getest en geoe - fend met het kunnen weghalen van een onwel geworden persoon. VOORZIENINGEN IN HET ELEMENT Tijdens het 'landen' van de elementen op de paalfundatie zouden, als gevolg van het toene - men van de belasting, de donut-opleggingen worden ingedrukt. Aangezien de opleggingen aan de 'binnenzijde' open zijn, en dus gevuld D 23 22 21 24 25 26 27 28 29 30 31 E M4 M3 M3_B1_10 M3_B1_09 M3_B1_15 M3_B1_14 M3_ B1_11 M3_B1_13 M3_B1_12 M2_DG_5M3_DG_7 M2_DG_6M3_DG_8 M2_B4_6 M2_B4_7 M2_B4_5 M2_B4_4 M2_O2_11 M2_O2_12 M2_O2_13 M3_O2_14 M3_O2_15 M3_O2_16 M3_O2_17 M3_O2_18 M1_BT_24 M1_BT_23 M1_BT_17 M1_BT_19 M1_BT_18 M1_BT_20 M1_BT_21M1_BT_22 M1_BT_15M1_BT_14 M1_BT_16 M1_BT_13 M1_BT_12 M1_BT_11 RK_O3_35 5959 M2_EE_02 RK_O2_28 RK_O2_29 RK_O3_30 RK_F3_05 RK_F2_06RK_O2_31 RK_O2_32 RK_O2_33 RK_O2_34 RK_O3_36 RK_KE_07 D' E' 6250 6250 1200 3803 3744 6250 1694 4556 7495 5005 3998 5992 2510 9491 3009 6022 2964 6012 2492 908 900 2100 2500 1101 4858 6040 1601 10404 2096 3691 5810 7642 4858 12500 64786022 14591541 1377 1623 160110899 6001 6499 80014499 75471200 mantel buizen Let op!! geen an kers aanbrenge n tpv mantelbuis mantelbuizen Let op!! geen an kers aanbrenge n tpv mantelbuis RK_O2_27 6Verbinding paal en vloerelementen 8 Stalen frame voor het afhangen van de wapening 7 Wapening paalkop 7 VAKBL AD 2 2022 BV 2-2022_4-IJboulevard.indd 7 23-06-22 15:23 met water, zou dit water, tijdens het afdichten van de oplegging nergens heen kunnen. Tevens was er 'bewijs' nodig voor het water- dicht zijn van de opleggingen alvorens gaten Ø240 mm door de vloer te boren. Hier voor zijn, nadat de palen zijn geplaatst en ingemeten en hun positie dus vast lag vóór het invaren van de elementen, gaten Ø30 mm door de vloer geboord en afgedicht met afsluiters. Deze afsluiters zijn voorzien van een (doorzichtige) waterslang die met zijn bovenkant, boven het waterpeil in het IJ, aan het dak is vastgemaakt (foto 13). Hiermee kon tijdens het landen het overtollige water uit de oplegging zijn weg naar buiten vinden, en kon, met een extra aftap, op een éénvoudige manier worden gecontroleerd of de opleggingen écht water - dicht waren. DEFINITIEVE VERBINDING Nadat de die elementen op hun fundatie waren afgelaten, kon er nog niet meteen gestart wor - den met de denitieve paalverbinding. De ele - menten zijn, om opvangen toleranties en het manoeuvreren ter plaatse mogelijk te maken, geplaatst met een onderlinge tussenruimte van circa 1 m. Om onderling geen verplaatsing meer te krijgen ná aanbrengen paalverbinding, moest het water in de deze ruimte eerst wor - den weggepompt. Hier voor zijn in beide voe - gen sluitvoegkisten geplaatst, zoals dat ook wordt gedaan bij afzinktunnels. Deze sluit - voegkist is ook gebruikt om de vloer en wan- den tussen de elementen onderling te realise - ren. Na het plaatsen van de elementen en het plaat - sen van de sluitvoegkisten, kon worden begon- nen met het aanbrengen van de denitieve ver - binding. Hier voor is eerst, over het al bestaande gat Ø30 mm, een gat Ø100 mm geboord om het hart van de bij de paal ingestorte ankerbus te lokaliseren en de detailmaatvoering zo nodig aan te passen. Ver volgens is over dit gat het denitieve gat Ø240 mm geboord en de deksel van de ankerbus doorboord en verwijderd. Hierna konden de ankerstaven Ø73 mm en de dook (t.b.v. overbrengen horizontaalkrachten) worden aangebracht en gesteld. Na vrijgave is de holle ruimte in/op tussen de oplegging en dook-element aangegoten met krimparme mortel. Ook hier is eerst een testopstelling (met doorzichtig perspex) gemaakt om de vereiste minimale vullings - graad aantoonbaar te maken (foto 14). TR ANSPORT ELEMENTEN Behalve de oplossing voor de oplegging op de palen, zoals in het voorgaande deel beschre - ven, was ook het transport vanaf de voorbouw - locatie naar de projectlocatie zeer uitdagend. Na het voorbouwen op een afzonderlijke loca- tie, zijn de elementen via SPMT's naar een afzinkponton ver voerd (Roll-On), waarna ze zijn afgezonken (Float-O, samen heet dit de RoFLo-operatie. Ver volgens zijn ze naar een 9 Detail opleggingen op paalkop 11 en 12 Inzet DroogZetKist 10 Testopstelling 'donut-oplegging', een ronde vorm met een gat in het midden 8 VAKBL AD 2 2022 BV 2-2022_4-IJboulevard.indd 8 23-06-22 15:23 parkeerlocatie gevaren en van daaruit naar hun de nitieve plek gevaren alwaar ze zijn afgelaten. VOORBOUW De elementen zijn voorgebouwd op het terrein van TMA Logistics in het Westelijk Havenge- bied (foto 15). De keuze voor deze locatie had diverse voordelen. De toelaatbare maaiveld- belasting was hoog (tot 200 kPa). Hier bevond zich tevens een diepe en voldoende grote insteekhaven (de Alaskahaven) dicht bij de projectlocatie, waardoor geen transport over zee vereist was. De elementen zijn op een steigerondersteu- ning voorgebouwd, circa 1,50 m boven maai- veld. Deze ondersteuning is zodanig ontwor- pen dat zij deels kon worden gedemonteerd om ruimte te maken voor de SPMT's. Omdat het terrein in verband met afwatering verkantin- gen heeft, zijn de stroken waar nodig uitgevuld om zo binnen het slagbereik van de SPMT's te blijven (1,20 - 1,80 m). Bij de indeling van deze stroken moest met de volgende aspecten reke- ning worden gehouden: ? voldoende ruimte voor de benodigde assen, maar ook voldoende opper vlak voor sprei- ding naar ondergrond; ? krachtverdeling en -inleiding in de elemen- ten; ? aanwezige bolders langs de kade van de Alaskahaven; ? verdeling van de afzetconstructie op het afzinkponton. De positie van de grillage (tijdelijke onder- steuningspunten op het ponton) moest boven de hoofdspanten zijn gepositioneerd én moest voor de drie elementen hetzelfde zijn én mocht geen clash hebben met de positie van de SPMT's. Hierdoor was het bij- voorbeeld niet mogelijk de afzetpunten te positioneren onder de sterke punten van de elementen (de wanden) en moesten de vloeren worden versterkt ter plaatse van deze grillage. Genoemde aspecten zorgden voor een interes- sante puzzel. Voor het zwaarste element (7100 ton) zijn uiteindelijk 12 aslijnen met in totaal 236 assen ingezet. Als laatste voorberei- ding zijn de buitenste elementen (elementen West en Oost) aan één zijde en het middelste element (element Noord/Zuidlijn) aan beide zijden voorzien van tijdelijke kopschotten (foto 16). TR ANSPORT NA AR HET AFZINKPONTON (ROLL-ON) Tijdens een non-stopoperatie van negen dagen zijn de drie elementen één voor één van hun ondersteuning opgepakt en met SPMT's naar het afzinkponton getransporteerd (foto 17). Tijdens het oppakken van de elementen moesten deze binnen een vooraf opgestelde 'envelop' van maximale ver vormingen blijven. Tussen de kraanbaan en kade was geen boven- belasting toegestaan, waardoor deze ruimte met behulp van schotten moest worden over- brugd. Tijdens het oprijden van het ponton moest deze binnen een maximaal toegestane dwarsverkanting ('List') blijven. Dit vereiste nauwkeurige afstemming tussen oprijden en contraballasten. Tot slot moesten de elemen- ten binnen een zeer strakke tolerantie van enkele millimeters op hun ondersteuning wor- den afgelaten. AFZINKEN ELEMENTEN (FLOAT-OFF) Na het a aten van een element op de onder- steuning van het afzinkponton, het onderuit rijden van de SPMT's en verwijderen van de oprijkleppen, kon worden gestart met het afzinkproces (foto 18). Hierbij moesten de ver- vormingen van het afzinkponton ten gevolge van het innemen van ballastwater binnen van tevoren gestelde waarden blijven (door onge- 15 Terrein TMA Logistics en Alaskahaven met de drie elementen 14 Perspex 1:1 testopstelling ten behoeve van aangieten opleggingen 13 Afsluiter in de vloer 9 VAKBL AD 2 2022 BV 2-2022_4-IJboulevard.indd 9 23-06-22 15:23 lijke stijfheidsverhoudingen van het afzink- ponton en het element zou, tot het water zou worden geraakt, elke ver vorming van het afzinkponton ook een ver vorming van het ele- ment betekenen). Verder mocht de stabiliteit in langs- én dwarsrichting van het ponton en ele- ment op geen enkel moment in gevaar komen. Ook deze twee punten resulteerden in een las- tige puzzel en leverde 'spectaculaire' plaatjes, aangezien dit erin resulteerde dat de elemen- ten de waterlijn moesten doorsnijden met een langshelling van ruim 4% (foto 18). Nadat elk element dreef en voldoende los van zijn ondersteuning was, zijn ze naar hun par- keerlocatie in de Amerikahaven gevaren en ver volgens geparkeerd (foto 19). PARKEERFASE De parkeerfase, die tien dagen in beslag nam, is voorzien om de RoFLo en het transport naar de projectlocatie onafhankelijk van elkaar en dus, qua planning, beheersbaarder te maken. Deze periode kon ook worden gebruikt om de elementen zodanig te trimmen dat ze waterpas in het water zouden liggen. Bovendien konden eventuele lekkages in wanden en vloer worden gerepareerd. Gelukkig zijn in de elementen zelf geen water voerende scheuren geconstateerd, waardoor er geen reparaties noodzakelijk waren. Wel is bij één kopschot een iets groter dan aanvaardbare lekkage geconstateerd. Deze is hersteld. TR ANSPORT OVER WATER Na de parkeerfase zijn de drie elementen één voor éen, op 29 november en 2 en 5 december 2021, vanaf de Amerikahaven naar de project- locatie getransporteerd (foto 20). Deze data zijn afgestemd op de aankomst en afvaart van cruiseschepen, aangezien het transport niet gelijktijdig mocht plaatsvinden. Op de project- locatie zijn de elementen met behulp van lieren naar de kant verhaald en tegen positionerings- frames getrokken, zodat ze in x-y-positie op +/- 10 mm goed la gen.AFL ATEN ELEMENTEN OP PA ALFUNDATIE Elk element is, na te zijn gepositioneerd, afge- laten op zijn paalfundatie. Hier voor was ballast nodig. Bij zinktunnels gebeurt dit met ballast- water. Maar om de paalverbinding van binnen- uit te kunnen realiseren moesten deze bereik- baar blijven, waardoor er te weinig opper vlak overbleef om met water voldoende ballastge- wicht te realiseren. Tevens moest er een zekere 'overdruk' worden gerealiseerd tot de de nitieve paalverbinding was aangebracht. Deze overdruk was nodig voor voldoende en 16 Kopschotten 17 Roll-On element Oost naar afzinkponton 19 Parkeerfase van de drie elementen 18 Float-O element Oost, met een langshelling van 4% 10 VAKBL AD 2 2022 BV 2-2022_4-IJboulevard.indd 10 23-06-22 15:23 21 Aanbrengen ballast 20 Invaren element West met op het dak de (lege) watertanks gegarandeerde afdichting op de opleggingen. En de overdruk moest voorkomen dat de ele- menten zouden gaan drijven als gevolg van (extreem) hoge waterstanden en hoge golven als gevolg van langsvarende schepen. Daarom is gekozen voor de toepassing van 1 m 3 big bags à 1,5 ton (foto 21). Per element is zo 1500-1800 ton ballast aangebracht. De big bags zijn per twee stuks ingehesen en ver vol- gens met een heftruck naar hun positie gebracht, volgens een zorgvuldig opgestelde volgorde/werkplan. Het a aten van de elementen op de paalfunda- tie gebeurde in vier stappen: ? Aanbrengen ballastzakken totdat het ele- ment zich circa 80 mm boven de opleggingen bevond. ? Vullen van de op het dak geplaatste water- tanks, zodat het element gecontroleerd én waterpas kon landen. Voorafgaand aan deze stap zijn eerst alle afsluiters opengezet om te voorkomen dat water zich in de donut zou opsluiten. ? Ver volg aanbrengen ballast en gefaseerd leeg laten lopen van de watertanks. Water- tanks overzetten naar volgend element. ? Aanbrengen ballast ten behoeve van creëren voldoende 'overdruk'. Na deze stappen zijn de elementen tijdelijk horizontaal ge xeerd naar de kades totdat het 'ruwe' betonwerk ger eed was. AFRONDENDE WERKZA AMHEDEN RUWBOUW Voordat met de afbouw van de etsenstalling kon worden begonnen, moesten de volgende werkzaamheden zijn afgerond: ? De twee sluitvoegen (vloer en wanden) rea- liseren (volgens de gebruikelijke methode voor afzinktunnels). ? Kopschotten verwijderen en open gedeelte dak storten. ? Aanbrengen de nitieve paalverbinding (zoals eerder beschreven). STICK-TO-THE-PL AN Na een korte en intensieve tender- en ont- werpfase is een gecompliceerd deel van het project succesvol gerealiseerd én kan het zelfs ruim een halfjaar eerder worden opgeleverd. Belangrijke succesfactoren, zoals oog hebben voor de zorg van de klant, de juiste mensen op de juiste plek én stick-to-the-plan, hebben zich hierbij bewezen. MEER LEZEN IN CEMENT Over de keuzes die in dit project zijn gemaakt, onder meer op basis van duurzaamheidseisen, is in Cement 2021/3 het artikel 'Duurzaamheid leidend bij IJboulevard' verschenen. Later dit jaar ver- schijnt in Cement nog een artikelenserie over het ontwerp van de etsenstalling, het ontwerp van de aanvaarbescherming en de RoFlo-operatie. VIDEO'S Op www.betoniek.nl staan bij het artikel een aantal interessante video's, onder meer over het te water laten en de invaaroperatie. 11 VAKBL AD 2 2022 BV 2-2022_4-IJboulevard.indd 11 23-06-22 15:24