Is een bestemmingsplan het juiste middel om ondergrondse activiteiten te regelen? En zo ja, hoe doe je dat dan? Deze vragen stonden centraal in het SKB-onderzoek De ondergrond in het bestemmingsplan. Erik Schurink , namens CSO Adviesbureau penvoerder van het project, legt uit welke overwegingen een rol spelen bij het ordenen van de ondergrondse ruimte.

Een bestemmingsplan is een plan met bestemmingen: waar is een gebied binnen de gemeentegrenzen voor bedoeld? Komen er bijvoorbeeld woningen of bedrijven of blijft het groen? Door dit strikt te ordenen waarborgt de gemeente een prettige leefomgeving. Aangezien die leefomgeving zich bovengronds bevindt, betreft het bestemmingsplan vooral bovengrondse activiteiten. Maar voor een prettige leefomgeving zijn ook ondergronds zaken van belang. Kabels en leidingen, afvalopslag, parkeerruimte… De lijst wordt bovendien steeds langer nu we de bodem vaker inzetten voor het winnen van energie (WKO, geothermie). De roep om ondergrondse ordening klinkt hierdoor ook steeds luider.

CSO Adviesbureau voor ruimte, water en milieu kreeg in februari 2011 van SKB de opdracht het project De ondergrond in het bestemmingsplan te coördineren. In het project werd onderzocht in hoeverre het bestemmingsplan een goed middel is voor ondergrondse ordening en wat daarvoor nodig is. “In masterplannen wordt de ondergrond nu wel regelmatig meegenomen, maar dat is soms niet afdoende”, vertelt Erik Schurink, senior-adviseur ruimtelijke ontwikkeling en ondergrond bij CSO Adviesbureau. “Activiteiten worden dan nog steeds afzonderlijk getoetst, terwijl juist een integrale benadering belangrijk is. Verschillende vormen van bodemgebruik kunnen elkaar bijvoorbeeld uitsluiten en ook boven- en ondergrondse activiteiten moeten worden afgestemd. Daarnaast moet het gebruik van de ondergrond juridisch worden verankerd om conflicten te voorkomen. Een bestemmingsplan kan hierin voorzien.”

Twee werelden

Wat het volgens Schurink echter lastig maakt de ondergrond in het bestemmingsplan te verwerken, is dat het plan wordt opgesteld door juristen; voor hen is de bodem onbekend terrein. Schurink: “Ze hebben vaak weinig ervaring met de gebruiksfuncties en kennen nog niet de consequenties en eisen die ermee samenhangen. Natuurlijk werken zij wel samen met bodemspecialisten en geotechnici, maar die weten op hun beurt weinig van de instrumenten voor ruimtelijke ordening. Ondergronds bestemmen is daarom ook vooral een kwestie van bewustwording. De wereld van de ondergrond en die van ruimtelijke ordening moeten elkaar leren kennen en begrijpen.”

In het rapport dat dit najaar uitkomt, zijn daarom voorbeelden opgenomen van pilotprojecten in Arnhem, Haarlem en Maastricht (zie kaders). Zo krijgen betrokkenen een kijkje in andermans keuken. Handleidingen leggen uit hoe gemeenten zelf de ondergrond in een bestemmingsplan kunnen opnemen. Tenminste, als dat de juiste oplossing is. “Ondergronds bestemmen is niet per definitie noodzakelijk of handig”, stelt Schurink. “We hebben een stappenplan gemaakt waarmee je dat voor een bepaalde situatie kunt vaststellen. Bepaal eerst wat je feitelijk wilt regelen en maak dat zo concreet mogelijk. Kijk vervolgens of dat ruimtelijk relevant is: is het een activiteit die ruimte inneemt en invloed uitoefent op de omgeving of juist eisen daaraan stelt? Dat is een belangrijk criterium voor een bestemmingsplan. Kun je het plan bovendien handhaven? Je kunt wel als regel opnemen dat buizen voor bodemenergie altijd twintig centimeter dik moeten zijn, maar als je dat niet kunt controleren, hoort zoiets niet thuis in een bestemmingsplan. En zo zijn er nog een aantal stappen.”

Ondergrondse functies

“Bij enkele van de gemeenten die meewerkten aan het project was vooral bodemenergie iets wat ze mogelijk via een bestemmingsplan willen regelen. Als je daar niet vooraf over nadenkt, heb je kans dat de bodem niet op de meest efficiënte manier wordt benut. Installaties kunnen elkaar zelfs tegenwerken”, aldus Schurink. “Gemeente Haarlem wil bijvoorbeeld bij een nieuw bedrijventerrein voorkomen dat de eerste die er gaat bouwen een vergunning aanvraagt waar alle andere vervolgens rekening mee moeten houden. Dan liever even vooruit denken en bodemenergie opnemen in het bestemmingsplan.”

Dat kan ook met ander ondergronds ruimtegebruik. Schurink geeft voorbeeld: “In Venlo beïnvloedde een parkeergarage het grondwaterpeil, waardoor kelders in de stad onderliepen. Ondergronds parkeren is dus ook een ruimtelijk relevante activiteit die opgenomen kan worden in een bestemmingsplan.” Schurink wil niet zeggen dat de wateroverlast daarmee kan worden voorkomen, maar wie weet. Een soortgelijk voorbeeld is er in Dordrecht en Haarlem. “Veel funderingen bestaan daar uit houten palen en die gaan rotten doordat het grondwaterpeil zakt. Wellicht kun je dat deels verhinderen door ondergrondse activiteiten met een bestemmingsplan beter te coördineren.”

Voorkomen beter dan genezen

“Het belangrijkst is dat een bestemmingsplan projectontwikkelaars vroegtijdig attendeert op zaken die van belang kunnen zijn”, verduidelijkt Schurink. “Het is dan nog niet te laat om een plan eventueel bij te stellen. Nu is dat vaak wel zo, want vergunningen worden meestal in een laat stadium aangevraagd, wanneer het plan al helemaal klaar is.”

“Zo vertelde iemand van gemeente Rotterdam dat het plaatsen van een boom in een dicht bebouwd gebied pakweg vijfenzeventig duizend euro kost: niet omdat de boom zo duur is, maar vanwege het omleggen van de aanwezige kabels en leidingen. Je had die kabels en leidingen beter bij elkaar kunnen leggen, zodat ze minder ruimte in beslag nemen. Dat lijkt bij de aanleg echter onnodig en duur. Met een ondergronds bestemmingsplan kun je ervoor zorgen dat dat toch gebeurt, of kun je in ieder geval stroken aanwijzen die bestemd zijn voor kabels en leidingen. Zo maak je het gemakkelijker om functies te combineren. En dat geldt niet alleen voor nieuwe gebiedsontwikkeling: het pilotproject in Maastricht liet zien dat ook bij het actualiseren van bestaande bestemmingsplannen de ondergrond kan worden meegenomen.”

Met zijn afstudeerscriptie Dimensionering van onderwaterbetonvloeren heeft Ruud Arkesteijn de Schreudersstudieprijs in de categorie Techniek gewonnen. De winnaar is het meest ingenomen met het oordeel van de jury dat het onderzoek een meerwaarde voor de praktijk betekent.

“Scripties kunnen heel diepgaand zijn en zich richten op fundamentale zaken en de verre toekomst”, vertelt Ruud Arkesteijn, maar ik houd van concreet en ben dan ook vooral blij met de lovende woorden over het praktische belang. Want daar lag ook de aanleiding. Al voor mijn afstuderen was ik parttime werkzaam bij ABT, waar men tegen problemen aanliep bij het ontwerp van onderwaterbetonvloeren. Bij gebruikmaking van de CUR-aanbeveling 77 kan het voorkomen dat voor een ondiepe bouwput een veel dikkere betonvloer uit de berekening komt dan voor een veel diepere bouwput. Dat was onder andere het geval bij de ondergrondse uitbreiding van het Mauritshuis, waarvoor een ongewapende vloer bijna niet te dimensioneren was. Die uitkomst botste met het fingerspitzengefühl van de ingenieur. Het ging tegen de logica in. Er was dus aanleiding om specifiek naar onderwaterbetonvloeren in ondiepe bouwputten te kijken.”

“Daarbij had ik het geluk dat CUR-aanbeveling 77 na tien jaar ook wel aan herziening toe was. Dat heeft er vervolgens toe geleid dat CUR-commissie VC95 van start is gegaan. Mijn werkgever ABT gaf mij het vertrouwen om mij, parallel aan mijn afstudeerwerk, in deze commissie plaats te laten nemen. Daar heb ik veel van geleerd en bovendien heeft dat de wisselwerking tussen theorie en praktijk versterkt. Naast de afstudeercommissie en ABT ben ik de leden van VC95 dan ook zeer dankbaar voor hun feedback. Als jonge ingenieur moet je leren van de ervaringen van meer ervaren collega’s. Het resultaat is dat mijn onderzoek een bijdrage heeft kunnen leveren aan de herziening van CUR-aanbeveling 77 die in het voorjaar van 2013 uit moet komen.”

“Op de korte termijn is het belangrijk dat we de pijnpunten uit de CUR-aanbeveling 77 kunnen halen. Hiervoor heb ik gevoeligheden aangetoond, die een goede basis vormen voor een gerichte aanpak van de probleempunten binnen de huidige rekenregels. Het uiteindelijke doel is dat we geen onnodige hoeveelheden beton gebruiken. Zeker voor tijdelijke constructies, zoals onderwatervloeren, is dat voor mij het voornaamste streven. Het leidt tot lagere kosten, kortere bouwtijd en een duurzamer bouwproces en grondgebruik. Daar is iedereen bij gebaat. Die boodschap wil ik graag verkondigen. Gelukkig geeft ABT mij de ruimte om door te gaan met het verzamelen van kennis en deze toe te passen binnen diverse projecten. Het is ook de bedoeling om de kennis die in dit traject is opgedaan te delen en veelvuldig toe te passen. Het onderzoek is mijn inziens van belang voor geotechnici, maar ook voor constructeurs en bouwmanagers, nu en in de nabije toekomst. Toepassingen van de nieuwe CUR-aanbeveling 77, kan grote hoeveelheden beton uitsparen.”

Voor Ruud Arkesteijn en voor de CUR-commissie zit de meerwaarde van deze studie specifiek in ondiepe bouwputten. De jury van de Schreuderstudieprijs gaat verder en zegt over de praktische meerwaarde: “Niet alleen om de veelvuldige toepassing te optimaliseren, maar ook om vanuit een verder ontwikkelde analysetechniek een extrapolatie naar diepere bouwputten te faciliteren en daarmee het ondergrondse bouwen voorbij de huidige grenzen te stimuleren.” Ruud Arkesteijn: “De bestaande rekenregels binnen de CUR-aanbeveling 77 leveren voor diepe bouwputten wel realistische diktes op. Daar is optimalisatie in mijn optiek niet zo aan de orde. Voor mij is de impact op ondiepe bouwputten het meest relevant. Het merendeel van de bouwputten in Nederland is ondiep. Bouwputten met een diepte van dertig tot veertig meter, zoals bij de Noord/Zuidlijn komt niet vaak voor. Anderzijds is het waar dat de optimalisatieslag die we binnen de CUR-commissie hebben gemaakt ook gevaren aan het licht heeft gebracht. De uitvoer van een damwandberekening één-op-één kopiëren, levert soms te gunstige resultaten op. Het onderzoek spits zich naast de verborgen veiligheden ook toe op mogelijke onveiligheden.”

Herontwikkelingsgebied De Nieuwe Stad in Amersfoort beschikt over een eigen ondergronds warmtenet. De vijfentachtig gebruikers van de terreinen en opstallen van de voormalige Prodentfabriek vormen samen een zo veel mogelijk zelfvoorzienende micro-stad, waarvan een eigen biomassacentrale deel uitmaakt. Ontwikkelend belegger Schipper Bosch beheert het ruim twee hectare grote gebied vanuit een overkoepelende duurzaamheidsvisie.

In drie jaar tijd is de Prodentfabriek getransformeerd tot een nieuw stadsdeel met ruimte om te werken, leren en verblijven; een levendige plek met festivals, een poppodium, een restaurant, gedeelde moestuinbakken en een sterke lokale gemeenschap. De bewoners vormen een mix van grote en kleine bedrijven, afkomstig uit verschillende sectoren, variërend van zakelijke dienstverlening en onderwijs tot horeca en cultuur. De huurprijzen zijn marktconform. De brede mix van activiteiten en het streven om fossiele energiebronnen geheel uit het gebied te bannen, hebben een sterke aantrekkingskracht. Terwijl elders in de stad kantoren en bedrijfspanden leegstaan, geldt voor De Nieuwe Stad een wachtlijst.Uitgangspunt is dat de kwaliteit van het gebied blijft groeien. Dat betekent dat de waarde die een gebied heeft voor de gebruikers, blijft toenemen. Energieneutraliteit met behulp van een ringleiding waar verschillende energiebronnen op aangesloten kunnen worden, speelt daarin een belangrijke rol.

Autonome infrastructuur

Edwin Dalenoord, duurzaamheidsexpert bij Schipper Bosch: “In De Nieuwe Stad zijn we eigenaar van de volledige infrastructuur, inclusief elektriciteit, water, warmte en koeling. Uitgangspunt is dat we het gebruik van fossiele brandstof willen uitbannen. We hebben allerlei alternatieven onderzocht. We hebben bijvoorbeeld gekeken naar biogasvergisting en rioolwarmte, maar voor effectieve toepassing daarvan zijn er te weinig mensen in De Nieuwe Stad. Inmiddels zijn we erachter gekomen dat vlak naast ons terrein een groot hoofdriool loopt, en onderzoeken we de mogelijkheden om daaruit warmte te winnen. In de zomer gebruiken we het net voor koeling, die we onttrekken aan de leidingen voor grondwaterzuivering.”

“Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken.”

Bart Schoonderbeek, algemeen directeur van Schipper Bosch, vult aan: “We hebben ook onderzocht of we gebruik konden maken van geothermie op twee kilometer diepte. Dat bleek niet haalbaar, maar ik geloof er heilig in. Als we een paar miljoen over hadden gehad, zouden we het zeker hebben gedaan vanuit de overtuiging dat voldoende mensen zouden aanhaken. Het warmtenet gevoed door een biomassacentrale bleek de beste oplossing, vergde minder kapitaal en is flexibeler. We kunnen vanuit de huidige praktijk veel gemakkelijker aansluiten op nieuwe energieconcepten. Zo kijken we ook naar het gebruik van zonneboilers. Op gebouwniveau krijg je dat niet rond, maar op gebiedsniveau red je het wel. Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Dan verdien je het meest. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken. Wachten heeft geen zin, je moet het gewoon doen.”

Duurzaam warmtenet

Het warmtenet is aangelegd met behulp van gestuurde boringen. Elk gebouw is met een sub-leiding aangesloten op het centrale circuit. Op het hele terrein zijn langs de gevels leidingstraten vrijgehouden, zodat noodzakelijk graafwerk bij uitbreiding en onderhoud effectief, met zo min mogelijk hinder kan plaatsvinden. De brandstof voor de biomassacentrale wordt nu nog ingekocht. Edwin Dalenoord: “Ons eerste doel was de centrale operationeel te maken. We zijn nu aan het onderzoeken hoe we in dat proces nog verder kunnen verduurzamen, bijvoorbeeld door gebruik te maken van groen- en houtafval van de gemeente, hoveniersbedrijven en aannemers. Dat levert maximaal tweehonderd ton op, terwijl we duizend ton nodig hebben. We schalen dus langzaam op. We hebben ervoor gekozen om een biomassaketel te kopen en gewoon te beginnen, en kiezen daarmee dus ook bewust voor een leerproces.”

Permanente tijdelijkheid

De Nieuwe Stad is in alles een lerend project, waarbij aansturing plaatsvindt op basis van de ontwikkelingen van vandaag. De achterliggende droom, gebaseerd op herontwikkeling vanuit de menselijke maat en duurzaamheid, is rotsvast verankerd in de organisatie, maar de weg ernaartoe wordt bepaald door ontwikkelingen en ervaringen. Bart Schoonderbeek: “Het gaat niet om stenen. Dat is dood materiaal. Een gebied als dit is een levend organisme. We hebben De Nieuwe Stad ontwikkeld vanuit hoe we zelf in een stad willen wonen. We denken niet vanuit stenen, maar vanuit mensen. We willen dromen verbinden. We willen mensen in staat stellen hun eigen omgeving mede vorm te geven. Daarvoor moeten gebieden autonoom en begrijpbaar zijn.”

De keuze van Schipper Bosch betekent een bewuste keuze voor vallen en opstaan, maar geeft tegelijkertijd een enorme dynamiek. Bart Schoonderbeek noemt het ‘permanente tijdelijkheid’. “De gewenste kwaliteit is uitgangspunt. Die ambitie is ononderhandelbaar. We zijn vrij recalcitrant. Dat betekent dat we steeds een hele weg te gaan hebben om iedereen te overtuigen. Maar de permanente tijdelijkheid stelt ons in staat om dagelijks bij te sturen. Dat is van enorme meerwaarde.”

In 1996 begon de bouw van het Souterrain in Den Haag, een 1.250 meter lange tramtunnel onder de Grote Marktstraat met twee ondergrondse stations en tussen deze stations een 600 meter lange ondergrondse parkeergarage met twee parkeerlagen.

Volgens de planning zou het project voor het jaar 2000 gereed zijn, maar door grondwaterproblemen kwam het project ruim twee jaar stil te liggen en moest voor de afbouw gebruik worden gemaakt van een speciale bouwtechniek. Uiteindelijk werd de tunnel in 2004 in gebruik genomen. Sindsdien wordt hij gebruikt voor diverse tramlijnen en inmiddels ook door RandstadRail.

Tot de bouw van de tunnel werd besloten om het bovengrondse winkelgebied leefbaar en goed bereikbaar te houden. Dat is ondanks de problemen tijdens de bouw uitstekend gelukt. De drukke Grote Marktstraat is veranderd in een rustige, chique winkelpromenade en de ruim dertig trams per uur vervoeren dagelijks duizenden bezoekers naar en van de ondergrondse stations Spui en Grote Markt.

Bouwmethode

De tunnel is gebouwd volgens de wanden-dakmethode om overlast op maaiveld zoveel mogelijk te voorkomen. De wanden bestaan voor het grootste deel uit diepwanden en alleen ter plaatse van de Kalverstraat uit stalen damwanden. Op de meeste plaatsen staan de wanden zeer dicht op de bestaande bebouwing, die voornamelijk op staal is gefundeerd.

Over het grootste deel van het tracé bedraagt de afstand tussen de wanden ongeveer 15 meter, alleen ter plaatse van de stations staan ze circa 25 meter uit elkaar. Op de plekken waar de tunnel 15 meter breed is, is de bouwput aan de onderzijde voorzien van een groutboog, die bestaat uit korte elkaar overlappende jetgroutkolommen in de vorm van een afgevlakte ‘U’. De jetgroutboog is aangebracht om het grondwater tegen te houden en om de verticale kracht op de bouwputbodem door de opwaartse waterdruk naar de wanden te leiden. Verder functioneerde de boog tijdens de bouw als stempel voor de wanden. Hiervoor was het nodig dat de boog zo hoog mogelijk in de grond zat, zodat de stempelfunctie optimaal was en de wanden zo min mogelijk zouden vervormen. Het toepassen van een groutboog voor deze drie functies was nieuw.

Ter plaatse van de stations was de bouwput te breed om een groutboog te kunnen toepassen. Hier is gebruik gemaakt van een gellaag voor de verticale stabiliteit en het tegenhouden van het grondwater. Deze oplossing was in ons land al diverse keren met succes toegepast.

Groutboog niet waterdicht

De bouw startte in maart 1996. Het aanbrengen van de diepwanden en damwanden verliep vrijwel zonder verzakkingen van de nabijgelegen bebouwing. Toen het dak was aangebracht werd begonnen met het ontgraven van de bouwput. In februari 1998 was de bouwput op de Kalvermarkt bijna volledig ontgraven, toen er via wellen grondwater omhoog kwam. De groutboog bleek niet waterdicht. Er werd nog geprobeerd om de wellen te dichten met injecties en het aanbrengen van geotextiel en ‘big bags’ als ballast, maar dit bleek niet te werken. Nadat er naast de damwand een gat in de straat ontstond door weggespoeld zand, werd besloten om de lekkage te stoppen door de bouwput onder water te zetten. Hierdoor kwam de bouw stil te liggen.

Deze situatie duurde uiteindelijke ruim twee jaar. In deze periode werd beoordeeld of de lekkage aan de Kalvermarkt een incident was of dat de onbeheersbare welvorming inherent was aan de in het bestek voorgeschreven bouwmethode met de groutboog. Uit een faalkansanalyse bleek dat de kans om meer lekken in de groutboog groot was en dat het weggraven van grond boven een lekke groutboog alleen veilig is als er voldoende grond achterblijft op de boog. Bij de tramtunnel was een dergelijke gronddekking niet haalbaar, omdat de grond op sommige plekken vrijwel tot op de boog ontgraven moest worden.

Tramkom heeft daarom gezocht naar een alternatieve methode voor het afbouwen van de tunnel. Na verschillende opties te hebben bekeken, is besloten om de delen met een groutboog onder verhoogde luchtdruk (1,14 bar) af te bouwen om te zorgen dat er nauwelijks een verschil zou zijn met de waterdruk onder de groutboog. In juni 2000 werd voor de delen met een groutboog het contract omgezet in een ‘design & construct’. Tramkom nam daarmee de verantwoordelijkheid op zich voor het gewijzigde ontwerp. Verder werd afgesproken dat de overige delen van de tunnel volgens het bestek werden afgebouwd.

Verhoogde luchtdruk

Het afbouwen onder verhoogde luchtdruk, had ingrijpende gevolgen. Zo moesten er luchtsluizen worden gemaakt voor mensen en materieel en moest alle afgegraven grond via deze sluizen worden afgevoerd. Om de luchtkwaliteit in de compartimenten met hoge luchtdruk goed te houden werd er alleen met elektrisch materieel gewerkt. Verder konden de bouwers minder lang werken en moesten elke keer bij het verlaten van het compartiment maatregelen worden genomen om ‘caissonziekte’ te voorkomen.

Ook constructief waren er extra maatregelen nodig om geen problemen te krijgen door de hogere druk. Bij tunnel onder de Kalvermarkt moest de vloer boven de eigenlijke tramtunnel – die al was gestort – tijdelijk met een staalconstructie worden verstevigd. Verder moesten hier groutankers worden aanbracht om te voorkomen dat de stalen damwanden omhooggedrukt zouden worden. Onder de Grote Marktstraat was de vloer boven de tunnel nog niet gestort. Om deze vloer geschikt te maken voor de verhoogde luchtdruk werd hij veel zwaarder uitgevoerd en werd gekozen voor een andere verbinding met de diepwanden. Verder werd er tijdelijk ballast op de vloer geplaatst.

Bemalingsproblemen

In de zomer van 2000 werd ook het ontgraven van de bouwput voor station Spui hervat. In juli ontstond hier een wel, vlakbij het compartimenteringsscherm dat de bouwput van station Spui en de bouwput van de Kalvermarkt scheidde. Deze laatste stond nog onder water. Na enkele uren bezweek het scherm en liep ook de bouwput bij het Spui onder. Om dit probleem te verhelpen werd eerst het scherm versterkt en vervolgens grond tegen het scherm aangebracht. Daarna kon het water uit de bouwput Spui worden gepompt.
De maanden daarna bleef de bemaling – die gedurende de tweejarige bouwstop steeds had gefunctioneerd en water wegpompte tussen de gellaag en een daar boven gelegen veenlaag – problematisch. Filters slibden dicht waardoor onvoldoende grondwater kon worden weggepompt. Daardoor dreigde de waterspanning onder de veenlaag zo hoog te worden dat deze zou opbarsten en vervolgens de diepwanden zouden vervormen.

Om de bemaling weer op het gewenste niveau te krijgen, zijn verschillende maatregelen genomen. De grond uit de bouwput is in sleuven van ongeveer zes meter afgegraven over de breedte van de bouwput. Nadat een sleuf was ontgraven is hierin een werkvloer gestort die tegelijkertijd als stempel diende. Voor de bemaling is een groot aantal grondpalen aangebracht, die op de hoogte van de veenlaag waren ‘afgestopt’ en daaronder waren voorzien van een filter. Dat maakte het mogelijk om deze palen ‘aan’ en ‘uit’ te zetten. Pas als het ontgraven begon startte de bemaling. Door deze werkwijze hoefde de bemaling per sleuf slechts drie weken te werken.

Inzichten

Door alle problemen werd de tunnel uiteindelijk ruim vier jaar later in gebruik genomen dan gepland en namen de bouwkosten met circa 100 miljoen euro toe. Na deze moeilijke start, functioneert de tunnel goed. De problemen hebben ook tot de nodige inzichten geleid. Zo concludeert de Delftse hoogleraar funderingstechniek Frits van Tol in 2004 in een artikel in het blad Geotechniek onder andere dat de Tramtunnel nog eens heeft duidelijk gemaakt dat bij ondergronds bouwen:
voldoende robuust moet worden ontworpen
rekening moet worden gehouden met afwijkingen in de bodem en de gerealiseerde (deel)constructies
vooraf moet worden geïnventariseerd welke gevolgen het falen van onderdelen van de constructie hebben
en vooraf maatregelen moet zijn voorbereid om de gevolgen van falen te minimaliseren.
Ook geeft hij aan dat bij de toepassing van waterkerende lagen die zijn gemaakt met groutinjecties, altijd rekening moet worden gehouden met lekken. Verder adviseert hij om softgellagen alleen als waterremmende laag te gebruiken als de bouwfase niet langer dan twee jaar duurt.

Het station van Eindhoven is tussen 2013 en 2018 geheel gerestaureerd en uitgebreid. Er is een nieuwe reizigerspassage gebouwd die is verbonden met de bestaande, gerestaureerde tunnel. Ook zijn er extra trappen, roltrappen en liften naar de perrons aangelegd. Door deze maatregelen kan het station – dat de status heeft van rijksmonument – de groeiende reizigersstroom goed verwerken.

Ruim tien jaar geleden was het zonneklaar. Station Eindhoven werd te krap. Tijdens de spits ontstonden opstoppingen op de smalle trappen en in de nauwe reizigerstunnel wanneer passagiers van een volle trein het station wilden verlaten. Er moest wat gebeuren, zeker omdat de prognoses een sterke groei van het aantal reizigers lieten zien van circa 70.000 naar 120.000 per dag in 2020.

Rijksmonument

“Het is niet vreemd dat het station dichtslibde”, stelt Luc Veeger van Arcadis. “Station Eindhoven is in 1956 in gebruik genomen. Toen vormden het station en de spoorlijn de noordelijke grens van de stad. De reizigerstunnel onder de perrons had geen uitgang aan de noordkant van het station. Immers, er was daar eigenlijk niets. Sindsdien is de stad enorm gegroeid en inmiddels ligt het station midden in de stad. Dat heeft niet alleen geleid tot een forse toename van het aantal treinreizigers, maar ook tot duizenden passanten die dagelijks via de reizigerstunnel van de ene kant van het centrum naar de andere kant lopen. De tunnel, die oorspronkelijk acht meter breed was, maar door alle winkeltjes feitelijk maar vijf meter, kon al deze mensen niet meer aan. Daarom besloten ProRail, NS en de gemeente Eindhoven om de opties voor het vergroten van de capaciteit in kaart te laten brengen. Als Arcadis hebben wij daar toentertijd een haalbaarheidsonderzoek voor uitgevoerd. Uit de verschillende opties is gekozen voor de aanleg van een nieuwe reizigerspassage vlak naast de bestaande. Een belangrijke overweging daarbij was dat met deze oplossing de bestaande gebouwstructuur – met onder andere de monumentale Zuidhal – gehandhaafd kon blijven.”

Slimme lichtstad

Veegers collega Pieter Bout vult aan: “Wij hebben vervolgens de opdracht gekregen om een integraal ontwerp te maken, waarbij we niet alleen moesten nadenken over de constructie en architectonische vormgeving, maar ook over de bouwfasering en de logistiek. Een belangrijke randvoorwaarde was dat de bouw moest worden uitgevoerd ‘met de winkel open’: het station bleef in gebruik en de treinenloop en reizigers mochten zo min mogelijk hinder ondervinden van de bouw. Ook moest de veiligheid van iedereen rond de bouw gegarandeerd zijn, wat onder meer betekende dat tijdelijke hulpconstructies net zo veilig moesten zijn als de definitieve constructies. Om aan al deze eisen te kunnen voldoen, hebben we onder andere besloten om de bestaande reizigerstunnel tijdens de bouw van de nieuwe passage in gebruik te houden. Pas nadat de passage gereed was, zijn we de oude tunnel gaan aanpakken.”

Toen duidelijk was dat de nieuwe passage vlak naast de oude reizigerstunnel zou komen en deze laatste in de nieuwe situatie zou blijven bestaan, kreeg architect Veeger het idee om beide met elkaar te verbinden. “Onze opdrachtgevers wilden graag dat het vernieuwde station zou refereren aan Eindhoven als slimme lichtstad. Daarom waren licht en ruimte belangrijke thema’s bij de verbouwing en renovatie. Brede doorgangen tussen de twee tunnels passen hier goed bij. Bovendien vergroten zulke doorgangen de capaciteit en de sociale veiligheid.”

Overkluizen

Voor de constructeurs betekende dit plan extra rekenwerk, vertelt Bout: “Aangezien er gewerkt moest worden in en onder een bestaand gebouw – dat ook nog de status van rijksmonument heeft – hadden we al een uitgebreid cultuurhistorisch en bouwkundig onderzoek gedaan. De waardevolle elementen wilden we namelijk zoveel mogelijk in tact houden. Bovendien moesten we de sterkte en belastbaarheid van de bestaande constructiedelen vaststellen. Zo hebben we onderzoek gedaan naar de fundering en constructie van de oude reizigerstunnel. Hieruit bleek onder meer dat de naden van de tunnelmoten waren afgedicht met koperen profielen. Dit soort profielen heeft een beperkte vervormingscapaciteit. Daarom is de onderlinge positie van de tunnelmoten tijdens de uitvoering intensief gemonitord. Ook is er een ontlastingssleuf aan de buitenkant van de tunnel gegraven om de verminderde gronddruk tijdens de aanleg van de nieuwe passage te compenseren.”

‘Een bijkomend voordeel van de overkluizing is dat de oude tunnel nu een restlevensduur van honderd jaar heeft.’

“We zijn opnieuw gaan rekenen toen het idee ontstond om doorgangen te creëren tussen beide tunnels. Voor deze doorgangen – die tussen de perrontrappen, dus onder de spoordekken dienden te komen – moesten delen uit de zijwand van de oude tunnel worden gezaagd. De vraag was of dit kon zonder aanvullende maatregelen. Dat bleek niet het geval. Om delen van de wand daar weg te kunnen halen, was het nodig om de tunnelconstructie te versterken. Dat hebben we gedaan door de tunnel te overkluizen: over het dak van de tunnel hebben we een extra betonnen dek gemaakt. Dit dek zit los van het tunneldak en draagt zijn krachten af naar funderingen naast de tunnel. Een bijkomend voordeel van de overkluizing is dat de oude tunnel nu een restlevensduur van honderd jaar heeft, net als alle nieuw gebouwde delen.”

Uitdagend

De nieuwe reizigerspassage is stapsgewijs en op een traditionele manier gebouwd. Vanaf de zuidkant zijn per stap telkens twee sporen enkele maanden buiten dienst gesteld. Nadat de spoorconstructie was verwijderd, is een bouwput gegraven die werd bemalen. Vervolgens zijn geschroefde grondverdringende funderingspalen geplaatst, is wapening aangebracht en is de vloer gestort. Daarna zijn de wanden en draagkolommen gebouwd en is een voorgespannen betonnen spoordek gemaakt. Voor de nieuwe perrons zijn staal-betonliggers geplaatst met daarop prefab-breedplaatvloeren. De perrons zijn niet gekoppeld aan de spoordekken om trillingen te voorkomen.

Volgens Bout was de bouw van de passage een uitdagende klus omdat alle werkzaamheden onder de monumentale perronkap moesten worden uitgevoerd. Daardoor was er maar een beperkte werkruimte en konden bijvoorbeeld geen grote kranen worden ingezet. Verder diende er geluidsarm en zoveel mogelijk trillingsvrij te worden gewerkt en moest de aan- en afvoer van alle materialen door de reeds gebouwde passagedelen plaatsvinden. Een andere uitdaging was het maximaliseren van de inwendige hoogte van de nieuwe passage.

Bout: “De oude tunnel is slechts 2,3 meter hoog, wat bij reizigers een opgesloten gevoel kan geven. Bij de nieuwe passage wilden we dat voorkomen en hebben we manieren gezocht om de inwendige hoogte te maximaliseren. We hebben bijvoorbeeld gekozen om de vloer verdiept aan te leggen. Ook hebben we extra hoogte weten te winnen door niet een ballastbed toe te passen, maar de rails direct in te gieten in de sleuven in de spoordekken. Verder hebben we bij de afwerking gekozen voor een innovatief lichtplafond dat slechts vijftien centimeter hoogte vraagt. Dit bestaat uit een dunne folie die over een frame is gespannen met daarachter ledverlichting en alle technische voorzieningen.”

Daglichttoetreding

Veeger vult aan: “Hoewel de nieuwe reizigerspassage niet diep onder de grond ligt, is het wel een ondergrondse ruimte. Om ervoor te zorgen dat reizigers dit zo min mogelijk ervaren, hebben we naast het enorme lichtplafond – dat een oppervlakte heeft van ongeveer 1.700 vierkante meter – veel aandacht besteed aan daglichttoetreding. Zo zijn delen van de perrons boven de passage uitgevoerd in beloopbaar glas. Ook hebben we bij de uiteinden van de passage glazen vloerplaten met geïntegreerde zonnecellen toegepast. Deze steunen op glazen liggers waarin dunne led-lijnen zijn opgenomen. Verder hebben we alle perrontrappen voorzien van glazen stootborden.”

‘We hebben veel aandacht besteed aan daglichttoetreding. Zo zijn delen van de perrons boven de passage uitgevoerd in beloopbaar glas.’

“Ruimte maken was ook een belangrijk thema”, vervolgt Veeger. “Zo is de oude reizigerstunnel gerestaureerd, waarbij alle winkeltjes zijn verwijderd. Daardoor heeft de tunnel weer zijn oorspronkelijke breedte. Ook de monumentale Zuidhal is ontdaan van alle winkeltjes en horecagelegenheden, zodat hij weer zijn oorspronkelijke ruimtelijke staat heeft. Alle commerciële voorzieningen zijn nu ondergebracht in de nieuwe passage, die een dertien meter brede loopruimte heeft. Om deze passage zo open, licht en overzichtelijk mogelijk te houden, hebben we grote transparante puien toegepast. Verder hebben we alle gesloten technische ruimten uit het zicht van de publieksstromen ondergebracht en hebben we voor alle kabels en leidingen een aparte toekomstvaste leidingentunnel gemaakt onder de nieuwe perronopgangen.”

Verstandige keuze

Alle bouwwerkzaamheden zijn uitgevoerd door aannemer Heijmans, volgens een design-en-construct-contract. Daarbij hebben de opdrachtgevende partijen er nadrukkelijk voor gekozen om bij de aanbesteding naast functionele eisen ook een definitief ontwerp mee te geven. De aannemer diende dit ontwerp zelf verder uit te werken in een uitvoeringsontwerp. Volgens Bout een verstandige keuze: “Bij verbouwingen in dit soort complexe omgevingen moet je heel veel uitzoeken voor het opstellen van de uitvraag. Daarnaast moet er heel veel worden vastgelegd. Dan heeft het verstrekken van een bindend definitief ontwerp meerwaarde. Bij dit project is dat ook gebleken.”