Rotslaagjes spuiten onder Amsterdam

Almer van der Stoel. Ook tijdens het boren van een nieuwe metrotunnel.

Veel vooroorlogse panden in Amsterdam hellen iets naar voren. Ze dreigen scheef te zakken. De houten funderingspalen zakken aan de straatkant namelijk verder weg dan aan de tuinkant, omdat de straat regelmatig wordt opgehoogd en de tuin niet. Die ophoging levert aan de straatkant een extra belasting waardoor de klei- en veenlaag daar extra inklinkt. Daarbij trekt de grond de palen iets naar beneden, via ‘negatieve kleef’

Dreigen er scheuren te komen in de panden, dan moet er vanuit het gebouw een nieuwe fundering aangelegd worden. Als het aan ir. Almer van der Stoel ligt zijn gebouwen veel goedkoper overeind te houden, zelfs voor de helft van de huidige kosten en met veel minder overlast. Winkels hoeven niet eens meer te sluiten tijdens de werkzaamheden. ,,Op toplocaties kan dat duizenden guldens omzet per dag schelen.”

Van der Stoel wil de panden overeind houden door vanaf de straat een mengsel van water, zand en cement onder of naast de houten palen te spuiten, het zogenaamde grouten. ,,Je kunt daarvoor het water in de zandlaag onder de punt van de palen persen en vervangen door een soort lijm, het grout, dat het bestaande zandgeraamte verstevigt”, vertelt de promovendus. ,,Je kunt hiermee heel gericht de punten van de paal, die de meeste draagkracht leveren, ondersteunen.” Er is echter nog wel een probleempje. ,,Mijn opponenten zullen mij er volgende week bij de verdediging van mijn proefschrift vast op aanvallen dat bij oude gebouwen niet altijd bekend is waar de punt zich bevindt. En dat klopt.”

Maar grouten kan op meer manieren. ,,Je kunt het grout ook zo injecteren dat je als het ware een betonnen ballon opblaast schuin onder en naast de paal. Dat versterkt en verstijft de grond in de omgeving van de paalpunt die daardoor minder kan verplaatsen.”

Omstreden

Om het effect van grouten op de Amsterdamse houten palen te onderzoeken, week Van der Stoel uit naar een proeflocatie in Amsterdam-Noord met dezelfde grondgesteldheid als de binnenstad. Daar liet hij houten en betonnen palen vol met sensoren in de grond slaan, en plaatste daarboven een zware constructie en zware zandzakken. Een mobiele groutinstallatie zorgde voor het inspuiten van grout als een soort lijm en voor allerlei betonnen ballonnen in de buurt van de palen.

,,Mijn proeflocatie lag keurig achteraf.” Dat was belangrijk omdat het experiment van vier miljoen gulden betaald werd door de gemeente Amsterdam. Voor de aanleg van een nieuwe, destijds zeer omstreden metrolijn dwars door hartje Amsterdam moet de grond namelijk met grout verstevigd worden. Voor die Noord-Zuidlijn wilde de gemeente weten of grouten geen negatief effect heeft op de houten funderingspalen van oude panden. ,,Ik kon mijn proef natuurlijk niet op de Dam uitvoeren met een groot bord Noord-Zuidlijn erop, terwijl op dat moment de politiek nog niet eens besloten had of die metrolijn door zou gaan.”

Voor Ingenieursbureau Amsterdam bedacht Van der Stoel alle experimenten. ,,De TU heeft mij voor twee dagen in dienst genomen en kon zo voor een habbekrats deelnemen aan de superdure proef.”

Overstag

Na enkele jaren onderzoek adviseerde het adviesbureau Noord-Zuidlijn dat het aanleggen van een soort rotslaag onder Amsterdam de huizen op houten palen overeind kon houden tijdens het boren van een tunnel, zonder overigens echt een rotslaag te beproeven. ,,Zo’n experiment is vreselijk duur, vooral omdat het erg kostbaar is om zo’n blok, aangebracht op twintig meter diepte, uit te graven om het echt goed te kunnen bestuderen.” Op zijn proeflocatie liet Van der Stoel overigens wel een aantal van zijn betonnen ballonnen, de zogenaamde groutlichamen, uitgraven om hun samenstelling te bestuderen.

Nadat de gemeenteraad overstag ging, werkten de ingenieurs aan een elegantere oplossing. Waarschijnlijk worden er, als de tunnelbouw over een half jaar begint, buizen met gaten in de grond aangebracht. Vanaf de straat kunnen die gaten in de ondergrondse buizen worden opengezet om er grout doorheen te spuiten, een idee dat in Londen al uitgetest is. ,,We gaan tijdens het boren meten of de huizen dreigen te verzakken en alleen wanneer dat ergens het geval is gaan we daar gericht grout onder de palen spuiten.” Deze nieuwe methode is flink goedkoper dan het maken van massieve blokken, maar moet de komende maanden nog wel worden uitgetest onder op palen gefundeerde gebouwen.

chap ‘TU nam voor habbekrats deel aan superdure experimenten’

Ondergrondse betonnen ballonnen kunnen enigszins scheefgezakte Amsterdamse huizen op houten palen goedkoop overeind houden, volgens ir. Almer van der Stoel. Ook tijdens het boren van een nieuwe metrotunnel.

Veel vooroorlogse panden in Amsterdam hellen iets naar voren. Ze dreigen scheef te zakken. De houten funderingspalen zakken aan de straatkant namelijk verder weg dan aan de tuinkant, omdat de straat regelmatig wordt opgehoogd en de tuin niet. Die ophoging levert aan de straatkant een extra belasting waardoor de klei- en veenlaag daar extra inklinkt. Daarbij trekt de grond de palen iets naar beneden, via ‘negatieve kleef’

Dreigen er scheuren te komen in de panden, dan moet er vanuit het gebouw een nieuwe fundering aangelegd worden. Als het aan ir. Almer van der Stoel ligt zijn gebouwen veel goedkoper overeind te houden, zelfs voor de helft van de huidige kosten en met veel minder overlast. Winkels hoeven niet eens meer te sluiten tijdens de werkzaamheden. ,,Op toplocaties kan dat duizenden guldens omzet per dag schelen.”

Van der Stoel wil de panden overeind houden door vanaf de straat een mengsel van water, zand en cement onder of naast de houten palen te spuiten, het zogenaamde grouten. ,,Je kunt daarvoor het water in de zandlaag onder de punt van de palen persen en vervangen door een soort lijm, het grout, dat het bestaande zandgeraamte verstevigt”, vertelt de promovendus. ,,Je kunt hiermee heel gericht de punten van de paal, die de meeste draagkracht leveren, ondersteunen.” Er is echter nog wel een probleempje. ,,Mijn opponenten zullen mij er volgende week bij de verdediging van mijn proefschrift vast op aanvallen dat bij oude gebouwen niet altijd bekend is waar de punt zich bevindt. En dat klopt.”

Maar grouten kan op meer manieren. ,,Je kunt het grout ook zo injecteren dat je als het ware een betonnen ballon opblaast schuin onder en naast de paal. Dat versterkt en verstijft de grond in de omgeving van de paalpunt die daardoor minder kan verplaatsen.”

Omstreden

Om het effect van grouten op de Amsterdamse houten palen te onderzoeken, week Van der Stoel uit naar een proeflocatie in Amsterdam-Noord met dezelfde grondgesteldheid als de binnenstad. Daar liet hij houten en betonnen palen vol met sensoren in de grond slaan, en plaatste daarboven een zware constructie en zware zandzakken. Een mobiele groutinstallatie zorgde voor het inspuiten van grout als een soort lijm en voor allerlei betonnen ballonnen in de buurt van de palen.

,,Mijn proeflocatie lag keurig achteraf.” Dat was belangrijk omdat het experiment van vier miljoen gulden betaald werd door de gemeente Amsterdam. Voor de aanleg van een nieuwe, destijds zeer omstreden metrolijn dwars door hartje Amsterdam moet de grond namelijk met grout verstevigd worden. Voor die Noord-Zuidlijn wilde de gemeente weten of grouten geen negatief effect heeft op de houten funderingspalen van oude panden. ,,Ik kon mijn proef natuurlijk niet op de Dam uitvoeren met een groot bord Noord-Zuidlijn erop, terwijl op dat moment de politiek nog niet eens besloten had of die metrolijn door zou gaan.”

Voor Ingenieursbureau Amsterdam bedacht Van der Stoel alle experimenten. ,,De TU heeft mij voor twee dagen in dienst genomen en kon zo voor een habbekrats deelnemen aan de superdure proef.”

Overstag

Na enkele jaren onderzoek adviseerde het adviesbureau Noord-Zuidlijn dat het aanleggen van een soort rotslaag onder Amsterdam de huizen op houten palen overeind kon houden tijdens het boren van een tunnel, zonder overigens echt een rotslaag te beproeven. ,,Zo’n experiment is vreselijk duur, vooral omdat het erg kostbaar is om zo’n blok, aangebracht op twintig meter diepte, uit te graven om het echt goed te kunnen bestuderen.” Op zijn proeflocatie liet Van der Stoel overigens wel een aantal van zijn betonnen ballonnen, de zogenaamde groutlichamen, uitgraven om hun samenstelling te bestuderen.

Nadat de gemeenteraad overstag ging, werkten de ingenieurs aan een elegantere oplossing. Waarschijnlijk worden er, als de tunnelbouw over een half jaar begint, buizen met gaten in de grond aangebracht. Vanaf de straat kunnen die gaten in de ondergrondse buizen worden opengezet om er grout doorheen te spuiten, een idee dat in Londen al uitgetest is. ,,We gaan tijdens het boren meten of de huizen dreigen te verzakken en alleen wanneer dat ergens het geval is gaan we daar gericht grout onder de palen spuiten.” Deze nieuwe methode is flink goedkoper dan het maken van massieve blokken, maar moet de komende maanden nog wel worden uitgetest onder op palen gefundeerde gebouwen.