1
Ondergrondse fietsvoorzieningen bij Station Haarlem
Ruimte voor de fiets 68
Na een bouwtijd van twee jaar is in september 2011
teitsknelpunten in fietsenstallingen bij stations.
de grootste ondergrondse fietsenstalling van Europa
Om de reis van deur tot deur nog comfortabeler te
opgeleverd. Deze stalling bevindt zich onder het
maken, worden door ProRail in dat kader veel
Stationsplein van Haarlem en is onderdeel van het
bestaande fietsparkeerproblemen opgelost door
landelijke programma ‘Ruimte voor de Fiets’. Dit
vervanging, uitbreiding en betere benutting van
programma is gericht op het oplossen van capaci-
bestaande stallingen en door nieuwbouw.
1 2 012
Ruimte voor de fiets
ing. Frank van Woesik ing. Rijk Gerritsen ir. Jaap Niemantsverdriet Witteveen+Bos / Railinfra Solutions
1 Droogpompen bouwkundig souterrain bron: MNO Vervat
2 Animatie ontwerpvisie van entree souterrain Stationsplein 3 Projectlocatie met overzicht verschillende stallingen
Het project maakt voor de gemeente Haarlem deel uit van het Masterplan Spoorzone dat een verbetering van de ruimtelijke kwaliteit van de stationsomgeving voor ogen heeft. Het gebied rondom het monumentale station wordt opnieuw ingericht, waarbij een nieuw busstation en een ‘rode loper’ voor fietsers worden meegenomen (fig. 2).
Veiligheid In verband met het bouwen in een zeer drukke stationsomgeving, is vanaf de beginfase van het project rekening gehouden met aspecten als veiligheid en bereikbaarheid voor de reizigers en omliggende bedrijven. Aangezien de werkzaamheden plaatshadden in een knooppunt van reizigersstromen met diverse vormen van vervoer, is er intensief contact geweest over de mogelijke hinder bij de uitvoering en de maatregelen om deze zoveel mogelijk te beperken. Hierbij was een minimale belemmering van de reizigersstromen het uitgangspunt. Al met al was het beschikbare werkterrein voor de bouw zeer beperkt.
2
3
Fietssouterrain Het souterrain (foto 1) is gebouwd onder het Stationsplein. Het heeft binnenafmetingen van 91 x 42 m en daarmee een vloeroppervlakte van een kleine 4000 m2. Het souterrain heeft aan weerszijden een ingang met een trappartij en hier tussenin een lichtstraat. Het dek van het souterrain doet
Prijsvraag In 2005 is door de combinatie Railinfra Solutions/VHP een ontwerpvisie ingediend voor de ontwikkeling van rijwielstallingen bij het
dienst als ondersteuning van het bovenliggende busstation. Voorafgaande aan de werkzaamheden is het oude busstation op het Stationsplein gesloopt en tijdelijk verplaatst naar de zuidzijde. Na het gereedkomen van het souterrain is op het dek een nieuw busstation ingericht. Het dek is ontworpen op basis van verkeersklasse 45 van de destijds vigerende NEN6723. Conform verkeersklasse 45 is gerekend met aslasten van 150 kN. Ook bij het ontwerp van de lichtstraten (foto 4) is rekeninggehouden met verkeersklasse 45. De levensduur van alle constructieonderdelen is gesteld op vijftig jaar.
station van Haarlem. Railinfra Solutions is een samenwerkingsverband tussen Witteveen+Bos, Royal Haskoning en DB International en heeft samen met VHP de ontwerpwedstrijd gewonnen. Op basis hiervan is met initiatiefnemer ProRail een raamovereenkomst gesloten voor het transformeren van deze visie tot een realiseerbaar plan. Dit heeft in samenspraak met de gemeente Haarlem geresulteerd in een definitief plan bestaande uit drie afzonderlijke stallingen: een fietssouterrain onder het Stationsplein, een fietscarré in de bestaande gangenstructuur van het station en een fietsgevel op het Kennemerplein aan de noordzijde van het station (fig. 3). In Haarlem voorziet dit integrale plan in ongeveer 8000 stallingplaatsen voor fietsen en bromfietsen, waarvan 5050 stuks ondergronds (souter-
Vanuit het souterrain is een ondergrondse aansluiting gemaakt op een oude kelderconstructie onder het stationsgebouw. Via deze aansluiting kunnen reizigers vanuit de fietsenkelder direct het stationsgebouw betreden. Het souterrain is opgebouwd uit een vloer van onderwaterbeton en constructief beton, een betonnen dak en wanden met stalen damwandprofielen. Het dek van het souterrain was in eerste instantie voorzien als breedplaatvloer. Tijdens de uitvoering heeft de aannemer vanuit planningstechnische overwegingen ervoor gekozen het dek uit te voeren in ter plaatse gestort beton.
rain), 1155 stuks inpandig in het bestaande stationsgebouw (fietscarré) en 1685 stuks in een nog te realiseren gebouw (fietsgevel) aan het Kennemerplein. De fietsgevel moet nog worden aanbe-
Verankerde damwanden
steed en zal in dit artikel niet verder worden behandeld. Ook de
Voor de wanden van het souterrain is gebruikgemaakt van stalen damwanden type PCZ13, met een lengte van 8,5 tot 9,5 m. Vanaf het maaiveldniveau is circa 5,8 m ontgraven tot
fietscarré zal in dit artikel slechts kort aan de orde komen.
Ruimte voor de fiets
1 2 012
69
4
NAP -4,6 m. Voor de horizontale stabiliteit zijn de damwanden aan alle zijden verankerd met één laag schroefinjectieankers (Ø48,3 mm, schroefblad 150 mm). Aan drie zijden van de bouwput hebben de schroefinjectieankers een tijdelijke functie. Aan de noordzijde is gekozen voor een permanente verankering vanwege de aanwezigheid van het stationsgebouw. Door het handhaven van de verankering is het risico op ontspanning van het grondmassief onder en naast het historische stationsgebouw belangrijk beperkt. De ankers aan de overige drie zijden zijn na het gereedkomen van het dak volgens een speciaal protocol spanningsloos gemaakt. De ankerstangen zijn achtergebleven in de ondergrond. De krachten vanuit de damwanden zijn, bij het in wisselende posities aflaten van de ankerkracht, geleidelijk op het dek overgebracht. Het dek neemt voor de gebruiksfase vanuit het ankersysteem de stempelfunctie over. De damwanden van de bouwkuip hebben een permanente functie. Om esthetische redenen heeft de architect ervoor
damwand PZC13 *12-200 lg=500
-3.250 350
injectieslang uitvullaag beton
-3.700
1000
-4.100 onderwaterbeton toleranties conform bestek
Betonvloer met trekpalen De betonvloer is opgebouwd uit een onderwaterbetonvloer (d = 1000 mm) met daarop een constructieve vloer (d = 350 mm). Voor het opnemen van de opwaartse waterdruk zijn verticale trekankers toegepast. Alvorens de palen aan te brengen is de gehele bouwkuip in den natte ontgraven. De palen zijn hierna met een stelling vanaf een ponton gemaakt. Gezien de locatie in de binnenstad en de historische belending, zijn aan het paalsysteem randvoorwaarden gesteld ten aanzien van trillingen, geluid en grondverdringing. Voor uitvoering is gekozen voor toepassing van GEWI-palen. Dit zijn funderingselementen, bestaande uit een hoogwaardige centrale stalen staaf met een groutlichaam. De palen zijn vervaardigd met een stalen hulpbuis Ø168 mm voorzien van een losse verloren punt Ø180 mm, die hoogfrequent in de grond is gedreven. Na het bereiken van de gewenste diepte is een centrale wapeningsstaaf (staalkwaliteit St. 500/550, Ø50 mm) met afstandhouders ingebracht en bij het trekken van de hulpbuis is grout geïnjecteerd. In het ontwerp is uitgegaan van een theoretische diameter van het groutlichaam van 200 mm, zijnde een overpersing van 20 mm op de voetplaat. Totaal zijn in de bouwkuip circa 550 GEWI-palen geplaatst met een inbrengniveau variërend tussen NAP -14,5 en -20 m.
De maximale trekkracht voor de palen treedt op bij het droogzetten van het onderwaterbeton in de bouwfase. In de
6
70
gekozen de onbehandelde damwanden in het souterrain in het zicht te houden. Aan de zijde van de lichtstraat is een betonnen voorzetwand gestort.
Voor het vaststellen van de geschiktheid van het paalsysteem zijn vooraf drie bezwijkproeven uitgevoerd buiten de bouwkuip (foto 5). Deze bezwijkproeven zijn in eerste instantie niet succesvol verlopen, waarna is besloten drie nieuwe palen te installeren en te beproeven. Deze proeven zijn wel goed gegaan. Teruggerekend zijn schachtwrijvingsfactoren vastgesteld tussen 1,5 en 2,0%. De gekozen ontwerpwaarde van 1,5% in de bodemomstandigheden ter plekke was hiermee afdoende aangetoond.
*20-200 lg=1000 L110x110x10 op damwand lassen
5
1 2 012
Ruimte voor de fiets
4 Lichtstraat 5 Opstelling bezwijkproef GEWI-palen 6 Detailaansluiting vloer/damwand 7 Overzicht V-vormige kolommen 8 Wand/vloeraansluiting met waterkering bron: MNO Vervat
9 Doorsnede fietscarré
7
gebruiksfase treden afhankelijk van de locatie en het belastingsgeval druk- en trekkrachten op. De kolommen geven in de gebruiksfase lokaal grote drukkrachten door aan de onderliggende vloer en zijn daarbij erg bepalend in het krachtenspel. Voor het ontwerp van het onderwaterbeton zijn uitvoerige 2D- en 3D-berekeningen gemaakt met variaties in stijfheden van palen, damwanden en paalstramienen. Het onderwaterbeton is ontworpen conform CUR-Aanbeveling 77, waarbij aan het beton slechts een waterdichte functie wordt toegekend tijdens de bouwfase. Voor het krachtenverloop in het onderwaterbeton was de korte breedte van circa 42 m maatgevend ten opzichte van de lengterichting. Met behulp van optimalisaties is gekomen tot wisselende paalstramienen met h.o.h.-afstanden van 3 tot 3,5 m in het midden en 2 tot 2,5 m naar de randen. In lengterichting zijn vaste paalstramienen toegepast van 2,5 m.
8
verhinderen aan de onderzijde ten gevolge van het onderwaterbeton. Het rekdiagram is onderverdeeld in een lineaire rek en een gradiënt rek. De uiteindelijke wapening voor de betonnen constructievloer bestaat uit een basisnet Ø16-200 onder en Ø16-110 boven. Ter plaatse van de kolommen aan de onderzijde is in beide richtingen extra wapening toegepast van Ø20-100 en ponswapening tot en met de derde periferie.
In figuur 6 is de detaillering van de aansluiting van de vloer aan de damwand weergegeven. De vloer wordt belast door opgelegde vervorming (krimp) en uitwendige belastingen. De uitwendige belastingen bestaan uit opwaartse waterdruk, een gelijkmatig verdeelde (veranderlijke) belasting en belastingen uit de kolommen. De opgelegde vervorming ontstaat door het
De kolommen van het souterrain zijn V-vormig uitgevoerd (foto 7) en opgebouwd uit stalen buizen, gevuld met beton. De
perron
draagspant ballastbed, lastspreiding
ankerstoel (geïsoleerd)
metselwerk
bestaande betonvloer
groutstrenganker staalvezelbetonvloer (nieuw)
putring
9a
Ruimte voor de fiets
9b
1 2 012
71
10 Bouwfasering ondergrondse aansluiting 11 Vijzelconstructie met doorbraak ondergrondse gevel bron: MNO Vervat
bron alle foto’s en figuren: Railinfra Solutions / Witteveen+Bos, tenzij anders vermeld
kolommen zijn voorzien van enkele perforaties om drukopbouw bij brand te voorkomen. Ter plaatse van de lichtstraat en de entree van het souterrain treden in de ondersteunende kolommen van het dek grote inklemmingsmomenten op. Hierdoor kantelt de ponskegel zodanig dat er lokaal ponswapening in het dek is toegepast. De wapening voor het betonnen dek bestaat uit een basisnet Ø16-125 onder en Ø16-125 boven. Ter
Tabel 1 Bouwfasering in twaalf stappen fase
werkzaamheid
1
verleggen kabels/leidingen naar kabelkoker, bouw souterrain (damwanden, onderwaterbeton)
2
installatie GEWI-palen vanaf maaiveld en drukken hulpscherm voor extra compartimentering
3
aanbrengen horizontale injectie langs fundering en verticale injectie (niet in figuur)
4
grondwaterstand tijdelijk iets verlagen, storten betonnen draagbalk voor dak glasstraat souterrain
5
gelijktijdig ontgraven beide compartimenten in den natte
6
duikinspectie compartimenten en storten onderwaterbeton compartiment zuid
7
plaatsing traverse in dwarsrichting over aansluiting, kernboringen onder water
8
aanbrengen trekpalen en injectiemassief door bestaande vloer, afzinken verankeringsframe
9
uitvoeren pompproef, eventueel na-injecteren, leegpompen compartimenten
10
afbranden damwanden, aanbrengen uitvullaag en constructievloer
11
opbouw vijzelconstructie, doorbraak gevel stationsgebouw, aanbrengen stalen portaal
12
aanbrengen kolommen, afbouw dakconstructie, aanhelen vloer, bouwkundige afwerking
Tijdens de uitvoering is extra aandacht besteed aan de waterdichtheid van de wand/vloeraansluiting. De wand/vloeraansluitingen zijn aan de onder- en bovenzijde van de damwand gerealiseerd door het lassen van haarspelden aan de damwanden. Voor de waterkering aan de onderzijde was in eerste instantie gekozen voor toepassing van injectieslangen. Tijdens de uitvoering bleek dat de injectieslangen niet goed de vorm van de damwanden konden volgen. Dit was vooral het geval in de hoeken en rondom de sloten. Daarom is besloten additioneel een tweelaagse expansieve bentonietstrip toe te passen. Om eventuele lekkages toch nog te kunnen lokaliseren, is om de 5 m één bentonietstrip verticaal toegepast (foto 8).
Fietscarré De capaciteit van de fietsenstalling in het fietscarré is ten opzichte van de oude situatie verdubbeld naar 1155 fietsen. Dit is gerealiseerd door het vergroten en toegankelijk maken van het bestaande gangenstelsel binnen het station (fig. 2 en 9). Voor het meer toegankelijk maken van de ruimte en een beter gebruiksgemak is de vloer in één van de gangen onder een
compartiment noord compartiment zuid
kabelkoker
stationsgebouw
souterrain
plaatse van de kolommen aan de bovenzijde is in de eerste laag Ø20-125 en in de tweede laag Ø16-125 bijgelegd.
balk ontgraven in den natte
kelder
storten ow-beton
horizontale injectie hulpscherm
10a
10b
10c
traverse
dakconstructie
doorbraak gevel
leegpompen en afbranden damwanden
storten vloer
horizontale injectie
trekpaal
10d
10e
72
10f
1 2 012
Ruimte voor de fiets
11
bestaand perron verlaagd. Deze substantiële verlaging met 1,20 m is een bijzonder onderdeel van het project geweest, omdat de krachtswerking van de betonnen keerwanden naast het spoor werd beïnvloed. Om de wanden toch te kunnen handhaven, zijn er elektrisch geïsoleerde groutstrengankers tot onder het spoor aangebracht. Deze werkzaamheden zijn op een zodanige wijze uitgevoerd, dat het spoor continu in bedrijf kon blijven.
uitgevoerd volgens een speciaal opgesteld vijzelprotocol, waarbij de aan te brengen belasting door het wisselen van posities gelijkmatig in de gevel is ingevoerd. Na de diverse vijzelfasen was het bovenliggende metselwerk op spanning, zodat hierna de onderliggende gevel volgens een van tevoren bepaald scenario kon worden gesloopt. Na de sloop is de definitieve portaalconstructie aangebracht en door middel van platte vijzels voorbelast en gefixeerd. Bij het verwijderen van de hulpconstructie kon het metselwerk daardoor geen zettingen meer ondergaan.
Aansluiting Vanwege de monumentale gevel van Station Haarlem is de werkwijze voor het maken van een doorbraak in de ondergrondse gevel- en kelderconstructie zeer goed afgewogen. Het realiseren van de ondergrondse aansluiting en met name ook de fasering, bracht de nodige uitdagingen met zich mee. In [1] is uitgebreid aandacht besteed aan de complexe bouwfasering van de ondergrondse aansluiting. In figuur 10 en tabel 1 is de fasering nogmaals weergegeven.
Ten slotte Door de realisatie van de ondergrondse verbinding kunnen de reizigers vanuit de fietsenkelder het stationsgebouw van Haarlem rechtstreeks betreden. De in onbruik geraakte, oude kelderconstructie van het station heeft een nieuwe functie gekregen als doorgang, als ‘fietspoint’ en als fietswerkplaats. De combinatie van nieuwe technieken met het behoud en herwaarderen van het bestaande, is het meest fascinerende en duurzame aspect van het project geweest. ☒
Vijzelconstructie en doorbraak aansluiting Om aan de strenge deformatie-eisen te kunnen voldoen, is een dubbel vijzelsysteem toegepast, waarbij tijdens de uitvoering de gevel continu onder druk is gehouden. Hierdoor zijn vervormingen en scheuren in de monumentale gevel voorkomen. De krachten uit de 16 m hoge gevel zijn eerst overgebracht op een stalen hulpconstructie. Deze bestond uit zestien stempels: twee langsliggers HE180B en veertien dwarsliggers HE180B/ HE260B (foto 11). De ondersteuning is gebruikt als reactieframe voor het vijzelen. Toegepast zijn zestien tijdelijke vijzels met een drukcapaciteit van 30 ton elk en zes verloren platte vijzels met elk een drukcapaciteit van 40 ton. Het vijzelen is
Ruimte voor de fiets
● Projectgegevens
opdrachtgever Prorail in samenwerking met gemeente Haarlem ontwerp en toezicht Railinfra Solutions (RIS); samenwerkingsverband tussen Witteveen+Bos, Royal Haskoning en DB International architect Wurck aannemer MNO Vervat ● Literatuur
1 Gerritsen, R.H. & Schaik, A. van, Ondergronds van fietsenkelder naar Station Haarlem. Land+Water, december 2011.
1 2 012
73
