Ondergrondse uitbreiding van De Koepel in Haarlem: Ontwerpen, monitoren, samenwerken

Het Rijksmuseum, het Conservatoriumhotel, de Universiteitsbibliotheek Amsterdam of spraakmakende nieuwbouw als NHOW Amsterdam RAI Hotel, The Valley, Sluishuis (Amsterdam) en Wonderwoods (Utrecht): het lijken allemaal krenten uit de pap. Voor CRUX, adviesbureau voor geotechniek, geohydrologie en bodem, is het dagelijkse kost. En dat geldt evengoed voor De Koepel in Haarlem. 

De samenwerking met ingenieursbureau Van Rossum is in elk geval vruchtbaar. Bijna alle bovengenoemde projecten zijn samenwerkingen met Van Rossum, vertelt Auke Balder, die zich als Senior Specialist vooral toelegt op bouwkuipen, omgevingsbeïnvloeding en monitoring. “Door de jarenlange samenwerking worden ontwerpen efficiënter en risico’s op het raakvlak van geotechniek en constructief ontwerp weggenomen. De Koepel is natuurlijk een fantastisch project om aan te werken, je hart wordt hier als ingenieur warm van. Wij hebben in opdracht van Stichting Panopticon het ontwerp van de fundering van de keldervloer en de ronde bouwkuip gemaakt.”

De samenwerking begon al in een vroeg stadium. Balder: “We zijn met Van Rossum begonnen met een inventarisatie: hoe zijn de bestaande houten funderingspalen eraan toe? En kloppen de oude tekeningen nog die beschikbaar waren? Zoals Shanti Brahmatewari in het artikel hiervoor al aangeeft, was de toestand van het gebouw verrassend goed. Vervolgens was het zaak om in nauwe samenwerking met Van Rossum een bouwkuip en een keldervloer zodanig te realiseren, dat het monumentale gebouw minimaal beïnvloed zou worden. De vervormingsinvloed op het gebouw is vooraf voor verschillende bouwvarianten middels computermodellen onderzocht. Uiteindelijk is gekozen voor de variant waarbij eerst een damwand wordt aangebracht, waarna de begane grondvloer  wordt gestort – een ronde schijf met een diameter van vijftig meter – en vervolgens onder de nieuwe vloer wordt ontgraven. Op diepte wordt de keldervloer tegen de damwanden aan gestort en ontstaat een dichte kelderbak.”

Zo’n ingrijpende ondergrondse verbouwing begint echter met een zorgvuldig plan. Balder: “We hebben een monitoringsplan opgesteld waarin voor elke bouwfase grenswaarden zijn opgesteld voor de deformatie van de kuip en van het gebouw. Op de binnen- en buitengevel van het gebouw is om de vijf meter de deformatie gemonitord. Daarnaast zijn elke tien meter inclinometingen uitgevoerd aan de bouwkuip. Deze meten de doorbuiging van de damwanden. Voor die monitoring heeft aannemer HBB Fides Expertise gecontracteerd. Tijdens het installeren van de damwanden en het ontgraven waren we regelmatig op het werk te vinden om de meetresultaten te analyseren en bespreken. Op deze manier houd je de risico’s van schade door bouwwerkzaamheden tot een minimum beperkt en kun je ingrijpen als grenswaarden worden overschreden.”

De bouwkuip is ontworpen met een damwand die trillingvrij is ingebracht tot in de waterdichte kleilaag op dertien à veertien meter diepte. Balder: “Maar dat gebeurt wel vlak naast de binnengevel van ruim honderd jaar oud. Op aangeven van funderingsaannemer Sterk is gekozen voor drukken met een silent piler in combinatie met fluïderen, waarbij met water de weerstand van het zand wordt verminderd. Onderweg kan een plank van alles tegenkomen in de bodem, van hout tot oude funderingen, en dat kan trillingen veroorzaken. De ondergrond is daarom vooraf zo goed als mogelijk obstakelvrij gemaakt. Bij het ontgraven van de bouwkuip bleek de damwand iets minder te vervormen dan verwacht, waarschijnlijk als gevolg van het gunstige effect van de ronde bouwkuip.” 

Voor de keldervloer moesten de adviseurs anticiperen op de hoge grondwaterdruk waarvan in Haarlem sprake is. Balder: “De kelder ligt op ongeveer zes meter diepte en er komt betrekkelijk weinig op te staan. De waterdruk is groter dan de druk naar beneden en daarom waren trekankers nodig om dit te compenseren. Bovendien heeft Mos Grondwatertechniek voor de laatste meters ontgraving ten behoeve van de poeren spanningsbemaling ontworpen en toegepast om de waterdruk onder de diepste kleilaag te verlagen. De druk kan enorm oplopen en je wilt niet dat de bouwkuipbodem daardoor omhoog barst.”

Het project heeft inmiddels zijn diepste punt bereikt, de keldervloer met trekankers is succesvol gestort. De Koepel is tijdens de diepe inpandige ontgraving niet noemenswaardig beïnvloed (hooguit een paar millimeter). Daarmee is het werk voor CRUX gedaan. “Maar ik kom graag nog een keer terug om het eindresultaat te bewonderen”, besluit Balder. “De Koepel was voor de verbouwing al een imposant gebouw. De renovatie met het doorzicht naar de nieuwe ondergrondse binnenplaats doet daar nog een schepje bovenop.”