Innovaties in keldervloeren: niet stapelen maar integreren!

Binnen ondergrondse bouwprojecten staat één ding buiten kijf: het maken van waterdichte constructies is geen gemakkelijke opgave. Voorbeelden van lekkende kelderwanden en -vloeren zijn legio. De problemen en kosten voortvloeiend uit het herstellen van lekkages, zijn eerder regel dan uitzondering. Recente ervaringen en onderzoeken op het gebied van staalvezelversterkt onderwaterbeton (SVOWB) bieden oplossingen voor dit probleem.

Traditionele bouwwijze
De oorzaak voor lekkage van keldervloeren komt voort uit de bouwmethodiek. Binnen de traditionele bouwwijze wordt ongewapend onderwaterbeton (OWB) gezien als een robuuste onderafdichting van een bouwkuip. Echter, doordat beton onderwater wordt aangebracht, is de betonkwaliteit onzeker en plaatsing van wapeningskorven complex en duur. Ongewapend beton is bros materiaal waardoor beperking van scheurwijdtes en lekdebieten niet mogelijk is. Om deze redenen worden OWB-vloeren toegepast als een tijdelijke afdichting; de betonnen vloer (al snel 1,0 meter dik) heeft daarmee alleen een functie tijdens de bouw. Voor de eindfase wordt een geheel nieuwe constructievloer gestort die voorzien is van traditionele wapening. De definitieve constructievloer wordt in den droge gestort en is door verhinderde vervorming vanuit de OWB-vloer zeer gevoelig voor doorgaande krimpscheurvorming. Het resultaat: twee lekkende vloeren boven elkaar.   

Geïntegreerde keldervloer
In het middelste principe in bovenstaande figuur werkt de constructievloer in de eindfase samen met het onderwaterbeton die daarom wordt uitgevoerd in staalvezelbeton. Een constructieve koppeling tussen beide vloerdelen is essentieel evenals een zorgvuldige uitvoeringswijze. Door de combinatie van SVOWB en traditionele wapening in de op te storten constructievloer ontstaat een hybride constructie, waardoor een zeer goede beheersing van scheurwijdtes en lekdebiet mogelijk is. De normaaldrukkracht vanuit de stempelfunctie van de SVOWB-vloer draagt hier ook aan bij: de constructie is op natuurlijke wijze “voorgespannen”. De samengestelde constructie heeft een optimale sterkte én stijfheid. Tegelijkertijd kan het funderings- en bouwkuipontwerp geoptimaliseerd worden door minder ontgraven, lichtere damwanden en stempelraam, lagere paalbelastingen en een dunnere constructievloer met minder wapening. Tegen de zomer van 2016 worden de eerste projecten uitgevoerd met een geïntegreerde keldervloer. De primeur voor toepassing op grote schaal wordt het project Boerenweteringgarage (naast het Museumplein).

Definitieve onderwaterbetonvloer
Ten aanzien van het derde concept, die van de definitieve onderwaterbetonvloer, werp ik graag de volgende stelling op: “Een voorgespannen SVOWB-vloer geeft een betere waterdichtheid dan een verhinderde constructievloer met traditionele wapening.” Ik ben het eens met de stelling en sta daarin gelukkig niet alleen. Eind 2014 is een pré-adviescommissie van SBRCURnet gestart om de haalbaarheid van definitieve (SV)OWB-vloeren te onderzoeken. Het uiteindelijke doel is om tot breed geaccepteerde rekenregels te komen. Enkele voor de hand liggende randvoorwaarden; gedegen risicobeheersing en het toepassen van verloren/permanente keerwanden. Begin 2016 is de haalbaarheidsstudie afgerond waarin geconcludeerd wordt dat de toepassing technisch haalbaar is. Hindernissen met betrekking tot acceptatie, vermoeiing en risico op lekkages worden overbrugbaar geacht. Definitief SVOWB wordt nader onderzocht in de overtuiging dat deze een grote meerwaarde kan betekenen voor bijvoorbeeld tunnels, onderdoorgangen, droogdokken en ondergrondse parkeergarages. In veel gevallen zijn voor deze toepassingsgebieden geen eisen aan de afwerking noch 100% waterdichtheid vereist. In het ontwerp maken staalvezels toetsing van scheurwijdtes mogelijk, zo kan er bijvoorbeeld aan de eisen van NEN-EN 1992-3 en Lohmeyer/Meichsner worden voldaan. Door een drainagelaag toe te passen zorgt overtollig lekwater in de eindfase niet voor plasvorming en kan deze (tezamen met bijvoorbeeld condens- en regenwater) makkelijk worden afgevoerd. Al tijdens de bouwfase kan eventuele overmatige lekkage door of langs de SVOWB-vloer worden gesignaleerd om, waar nodig, te injecteren. In een worst-case-scenario kan (lokaal) het principe van de geïntegreerde keldervloer worden aangehouden als terugvalscenario. Zowel in ontwerp als in uitvoering kan het risico op lekkage dus worden beheerst.  

Kip en ei
Op de vraag welk ontwerpprincipe het beste is, bestaat helaas geen eenduidig antwoord. De optimale variant is per situatie verschillend. Ik ben er van overtuigd dat met het bredere scala aan oplossingsrichtingen de risico’s, kosten en duurzaamheid per project geoptimaliseerd kunnen worden. Het zou mij persoonlijk niet verbazen als integreren van functies in de regel beter blijkt te werken dan functies stapelen.

Zoals vaker geldt ook voor deze innovaties het kip-en-ei-probleem. De primeur voor de geïntegreerde keldervloer is al vergeven, maar welk project krijgt de primeur voor de definitieve SVOWB-vloer?