Millimeterwerk in metersdik beton

// Methoden & technieken

Tekstproductie Henk Wind // Fotografie Stan Hendriks/TerrierCom en Henk Wind

De zeer specialistische appara­ tuur staat in een specialistisch gebouw met metersdikke betonnen wanden en vloeren.

Millimeterwerk in metersdik beton Metersdikke betonnen vloeren en wanden met kilometers aan inge­storte leidingen en mantelbuizen, die met grote precisie in de maat­ voering in het beton moeten komen. Dat was de uitdaging voor drie TBI-ondernemingen bij de bouw van protonenkliniek HollandPTC. Protonentherapie is een nieuwe methode voor de behandeling van tumoren. Het is vergelijkbaar met radiotherapie en vereist zeer specialistische apparatuur, dat ook in een specialistisch gebouw staat, met metersdikke betonnen wanden en vloeren. Maar de apparatuur vereist ook heel veel leidingen en kabels, die allemaal een plek moeten vinden in dat beton. Zonder ergens een wand of vloer in één rechte lijn te passeren, zonder afbreuk te doen aan de betondikte en met inachtneming van de nodige onderlinge afstand. Een ingewikkelde klus dus. Het behandelgebouw van HollandPTC in Delft bestaat in basis uit vijf naast elkaar gelegen ruimtes, met daar achterlangs een gang over de gehele lengte van het behandelgebouw. Van de vijf ruimtes is er één bestemd voor het cyclotron, waar de protonen worden opgewerkt. De protonen gaan vervolgens middels elektromagneten door de gang naar de drie behandelruimtes en de researchruimte. In twee behandelruimtes staan zogenaamde gantry’s. Dit is rond de patiënt draaiende bestralingsapparatuur met een diameter van 9 meter. Omdat voor de bestraling met protonen een enorme precisie nodig is, was elke zetting van het

gebouw ongewenst. Daarom heeft de verdiept gelegen vloer van het behandelgebouw funderingspalen die tot 13 meter in de zandlaag geslagen zijn. Drie TBI-ondernemingen schreven integraal in voor het project. Bouwer J.P. van Eesteren, Wolter & Dros en Croon Elektrotechniek vormen in dit project één geheel, met vanaf de eerste voorbereidingen een gezamenlijke locatie, één portemonnee en één projectmanager als aanspreekpunt voor de opdrachtgever. ­Samen hebben zij het project in twaalf weken tijd uitgewerkt in BIM. Dat was met name nodig om de leidingen in de juiste vorm op de juiste plek in de wanden te krijgen. Dit zijn leidingen voor koeling en verwarming, water, luchtbehandeling, technische en medische gassen en mantelbuizen voor elektra, data e.d. Korte bouwtijd Veel tijd is besteed aan het oplossen van de clashes in het BIMmodel. “Als we dat in het werk hadden moeten oplossen, hadden we de strakke planning nooit kunnen halen”, zegt hoofduitvoerder Eric van Nes. Het behandelgebouw moest namelijk in

32 // Bouwwereld

32-33-34-35-36_methodenprotonenkliniek.indd 32

02-03-16 10:04

De apparatuur vereist veel lei­ dingen en kabels, die allemaal een plek moesten vinden in het beton. De leidingen zijn daar­ voor opgehangen aan stalen frames.

Bouwwereld // 33

32-33-34-35-36_methodenprotonenkliniek.indd 33

02-03-16 10:04

// Methoden & technieken

1

2

3

1/2/3 // Vanaf het BIM-model zijn alle leidingen op een exacte locatie in de kist geplaatst en dusdanig gefixeerd dat er ook bij het storten geen verplaatsing zou optreden.

een jaar worden gerealiseerd: op 6 mei 2015 werd de eerste paal geslagen; een jaar later wordt begonnen met het inhijsen en opbouwen van de protonenapparatuur. Voor dat inhijsen en opbouwen zijn speciale sparingen gemaakt in het dak en de wanden. Die sparingen tellen een groot aantal verspringende sponningen, om elke doorgaande opening te voorkomen. In de sparingen in het dak komen in een later stadium geprefabriceerde betonplaten, waarvan elke laag haaks ligt op de vorige laag. In de wandsparingen worden prefab be­ tonblokken gestapeld, met ook steeds verspringende naden. Zowel de dak- als de wandsparingen moeten in de toekomst weer te openen zijn voor bijv. vervanging van apparatuur. Stalen frames Vanuit het BIM-model moesten de vele leidingen en mantelbuizen – samen ongeveer 3,6 km – in het betonwerk worden ingebracht. De maattoleranties waren daarbij vrijwel nul. “We hebben daarvoor twee maatvoerders ingezet. Als de ene persoon een maat uitzette, moest de andere dat controleren”, vertelt projectmanager Erik Schipper. Om de leidingen exact op de goede plek te krijgen zijn die in grote delen geprefabriceerd en opgehangen in stalen frames. Die stalen frames zijn in hun geheel in de wanden en vloeren geplaatst. Er zijn dus geen leidingen aan de wapening vastgemaakt. Nu zit er relatief ook weinig wapening in. De wanden hebben alleen langs de buitenzijde wapening en de vloeren hebben een boven- en onderwapening en een mid­ den­wape­ning (met supports van ø 32 mm tot 2,5 meter hoog). Daartussen zit dus meters ongewapend beton. Kalksteen Het betonwerk van deze bunker was in vele opzichten een uitdaging, onder meer door de grote betondiktes. Samen met be­ tontechnologen van BAS Research en Technology en betonleverancier Basal Dyckerhoff is hiervoor de juiste mortelsamenstelling vastgesteld. Belangrijkste aanpassing was het vervangen van grind door kalksteen. Daardoor loopt de temperatuur in het beton bij de verharding niet op tot ca 70 °C maar tot maximaal 40 °C. Dat betekent dat het temperatuurverschil tussen binnenen buitenzijde veel kleiner blijft. Om zeker te weten dat het ontwikkelde model en de mortelsamenstelling ook zouden werken, is een proefstort gedaan van 4 x 4 x 2 meter, inclusief installaties. Deze proefstort is gecontro­ leerd op betonkwaliteit en er is nauwkeurig gekeken of leidingen goed op hun plek waren blijven zitten en er geen mortel in gestroomd was. De proefstort bewees de kwaliteit van de ont­ wikkelde oplossingen. “Maar je neemt ook geen risico’s met zulk dik beton. Je wilt absoluut niet dat het fout gaat”, zegt projectmanager Robin Alberts van Wolter & Dros. Sprongen Het betonwerk was een gigantische klus, niet alleen door de vele in te storten leidingen, maar ook vanwege de vele sprongen en diktevariaties in wanden en vloeren en de exacte maatvoering daarvan. Aan de betonconstructie is een halfjaar lang met dubbele ploegen (dag- en avondploeg) gewerkt. Het storten zelf gebeurde altijd bij daglicht, met name om te kunnen zien of het beton wel voldoende tussen de vele leidingen en ingestorte voorzieningen vloeide en voldoende verdicht werd. De wanden van de bunker konden in één keer op hoogte worden gestort, doordat de maximale storthoogte was bepaald op 2,5 meter. Wel

34 // Bouwwereld

32-33-34-35-36_methodenprotonenkliniek.indd 34

02-03-16 10:04

1

2

1/2 // Op de voorgrond het behandelgebouw

3

voor de bestraling; op de achtergrond de kliniek die volgens een standaardmethode is ­gebouwd met kolommen en betonvloeren. 3 // De lange gang langs de diverse ruimtes, met daarin een diepe vloergoot. 4 // In de vloergoot staat een kabelframe; diverse spa­ ringen komen op exact bepaalde plaatsen uit in de vloergoot. 5 // Waar de installaties komen te staan is goed te zien hoeveel leidingen er door het beton lopen.

4

5

Bouwwereld // 35

32-33-34-35-36_methodenprotonenkliniek.indd 35

02-03-16 10:04

// Methoden & technieken

Artist impression van het eindresultaat.

In de behandelruimtes komen gantry’s, met een diameter van negen meter.

moest een wand in zijn volle lengte, van sparing tot sparing, in één keer worden gestort om doorgaande stortnaden in het beton te voorkomen. De vloer van de begane grond is in twee fasen gestort. Deze vloer is 2 meter dik, met in de gangzone een leidinggoot in de vloer. De vloer van deze leidinggoot moest afschot hebben en is voorzien van afvoerputjes. Daarom is de eerste fase gestort tot onderkant goot en is daarna pas de tweede fase gestort. De verdiepingsvloeren waren veel lastiger: die zijn in zeven fasen gestort vanwege de vele niveauverschillen. De vloer heeft een dikte tot 4 meter. Voor de maatvoering was het nodig om de bekisting voor elk volgend niveau te plaatsen op de eerder gestorte laag. Maar ook voor de stempeling op de onderliggende vloer moest de vloer in fases gestort worden. Bekistingstechniek In de dikste vloer is nabij het cyclotron zelfs een grote kokervormige sparing gemaakt met diverse knikken. Ook deze is bestemd voor allerlei leidingen en kabels en ook deze koker mocht geen rechtdoorgaande sparing vormen, waardoor diverse knikken nodig waren in verschillende richtingen. Om de koker bij het storten op zijn plek te houden en opdrijven te voorkomen, is deze volledig vastgemaakt aan stalen frames van het leidingwerk. Voor de bekisting zijn smalle delen gebruikt om achteraf ontkisten van binnenuit mogelijk te maken. Overigens was de gehele bekistingstechniek een uitdaging op zich. Omdat er geen doorgaande sparingen mochten zijn, mocht niet worden gewerkt met centerpennen. In plaats daarvan is gewerkt met conussen, verbonden aan diwidag-staven, zoals ook gedaan wordt bij waterdichte constructies. De ingestorte staven vormen wel doorgaande lijnen in het beton, maar dat is niet erg. Er ontstaat namelijk geen doorgaande sparing. Dit systeem is echter alleen bruikbaar bij beperkte wanddiktes. Bij dikkere wanden en de bekisting voor de vloerranden zijn stalen profielen ingestort als staan­ ders. Daar konden de diwidag-staven vervolgens aan vastgelast worden. “Dit zijn

bepaald geen alledaag­se oplossingen. We hebben ze ontwikkeld samen met Peri bekistingstechniek, die in Duits­land al eens een vergelijkbaar project heeft gedaan”, zegt Van Nes. Om de opleverdatum van mei 2016 te halen, moesten de TBI-ondernemingen creatieve oplossingen bedenken. Zo zou voor de opbouw van de techniekruimte, die boven op het behandelgebouw wordt geplaatst, in principe dertig weken montagetijd nodig zijn. De montage zou pas kunnen starten na de betonbouw. Door de complete techniekruimte elders zodanig op te bouwen dat deze in grote delen te demonteren en te verplaatsen was, kon de montagetijd op de bouw­ plaats worden teruggebracht naar 20 weken. Met een dubbele ploeg is dit vervolgens teruggebracht naar 10 weken uitvoeringstijd. “Zo creëren we tijd, met behoud van kwaliteit”, zegt Schipper. HollandPTC staat voor ‘Holland Particle Therapy Centre’. Onder deze naam wil het consortium, bestaande uit LUMC, Erasmus MC en TU Delft, protonentherapie in Nederland introduceren. Op dit moment moeten Nederlandse patiënten naar het buitenland reizen om met protonen behandeld te kunnen worden.

Projectgegevens protonen­kliniek // Locatie: Heertjeslaan, Delft // Op­ drachtgever: HollandPTC (LUMC, Erasmus MC, TU Delft), hollandptc.nl // Ontwerpteam: dJGA architecten en ingenieurs (ontwerp), Sweegers & de Bruijn (adviseur technische instal­ laties), Aronsohn (constructieadviseur) en AT Osborne (projectmanagement) // Uitvoering: TBI-ondernemingen J.P. van Eesteren, Croon Elektrotechniek en Wolter & Dros // Bouwperiode behandelgebouw: mei 2015 – mei 2016

36 // Bouwwereld

32-33-34-35-36_methodenprotonenkliniek.indd 36

02-03-16 10:04