Bouwproces Groninger Forum veilig dankzij bouwfaseanalyses

21 januari 2019

Elke bouwfase apart doorgerekend voor optimale aanpak

Wie een goed en veilig gebouw wil maken, kan dat niet doen zonder eerst een fatsoenlijke constructieve berekening te laten uitvoeren. Voor een slim en veilig bouwproces is het echter ook nodig om de verschillende bouwfases constructief door te rekenen. Dat is weliswaar een intensieve klus tijdens de voorbereiding van een project, maar bij de bouw van het Groninger Forum noodzakelijk. Daarnaast is gebleken dat deze aanpak zijn vruchten afwerpt. 

Door Lambert-Jan Koops

Het Groninger Forum: een van de weinige gebouwen in Nederland waarvoor een referendum is uitgeschreven.

Joris Hesselink is adviseur bouwmethodieken en constructie bij BAM Advies & Engineering (A&E), het interne ingenieursbureau van BAM Bouw & Techniek. Bij het bureau zijn 250 mensen in dienst die BAM A&E als afhankelijke speler laten opereren op de Nederlandse markt. Hesselink is binnen de onderneming werkzaam bij de afdeling bouwmethodieken, waar met name wordt gekeken naar de optimalisatie van plannen, zodat de bouwwerkzaamheden kostenefficiënt en veilig kunnen plaatsvinden. 
Dankzij deze werkzaamheden neemt BAM A&E een bijzondere plaats in, zo legt Hesselink uit: “Normaal gesproken voeren ingenieursbureaus berekeningen uit voor de eindconstructie en leveren ze de resultaten aan, zonder verder in te gaan op de bouwprocedure. De invulling hiervan is dan voor rekening van het bouwbedrijf. Bij wat meer ingewikkelde gebouwen kan de bouwfase echter nog een behoorlijk aantal kritische momenten bevatten, waarvan het essentieel is om ze goed door te rekenen, zodat de constructieve veiligheid kan worden gegarandeerd in de bouwfase.”

Samenhang
Een van de projecten waarvoor ook berekeningen zijn uitgevoerd voor de bouwfase is het veelbesproken Groninger Forum − een van de weinige gebouwen in Nederland waarvoor een referendum is uitgeschreven voor het gebouwd werd. BAM Bouw & Techniek won in 2012 de aanbesteding voor de bouw van deze markante constructie en Hesselink werd engineeringscoördinator van het project, een functie die was omschreven in het bestek. “Mijn taak bestond eruit dat ik de samenhang moest controleren en de onderaannemers met de juiste constructieve uitgangspunten op pad zou sturen, zodat zij zelf hun eigen producten konden berekenen en produceren. Dit alles op basis van de uitgangspunten van ABT, het ingenieursbureau dat het constructief ontwerp had gemaakt. Ik voerde dus een eerste controle uit en maakte er hapklare brokken van voor de betrokken partijen die makkelijk te controleren waren door ABT. Verder was ik ook als intern adviseur voor BAM betrokken bij het project en werkte ik aan de invulling van de werkplannen, bouwvolgorde, routing, logistiek en aanverwante zaken.”

Theorie vs praktijk
Het coördineren van de engineering van een project als het Groninger Forum begint volgens Hesselink bij het inventariseren van de inkooporders. “De verschillende partijen kennen allemaal hun eigen snelheid waarmee ze werkzaamheden kunnen uitvoeren, dus het is belangrijk om dat in kaart te brengen. Daarna gaan we het startgesprek aan met alle onderaannemers en proberen we de uitgangspunten duidelijk te krijgen voor hun berekeningen en tekeningen. In theorie moeten ze dan vervolgens zelf de uitwerking doen, waarna ik deze na controle doorgeef aan ABT. In de praktijk loopt de onderaannemer echter vaak tegen allerlei zaken aan die hij eerst wil overleggen. Soms zijn dat problemen, soms zijn dat nieuwe mogelijkheden die beschikbaar zijn omdat bijvoorbeeld de stand van de techniek veranderd is. In die gevallen vindt er telkens overleg plaats met ABT, waarbij bekeken wordt hoe het een en ander binnen de financiële kaders en technische randvoorwaarden kan worden opgelost.” Als voorbeeld van een onderdeel waarbij de engineeringscoördinatie geen overbodige luxe was, noemt Hesselink de kelderwanden van de fietsenkelder. “Voor deze in het werk te storten betonwanden was een structuurlaag bedacht van zo’n vijf centimeter dikte. Om die erop te krijgen is het nodig om een structuurmat aan te brengen in de bekisting. Die matten zijn van rubber en nogal prijzig zodat de uitvoerder moet kiezen: als hij op wil schieten, is hij een hoop geld kwijt aan meerdere matten en als hij minder matten telkens wil hergebruiken, kost het veel bouwtijd. Het is mogelijk om die keuze te vermijden door geprefabriceerde betonwanden toe te passen waar de structuur al in opgenomen is, dat is goedkoper dan het gebruik van meerdere matten en sneller dan telkens stukjes storten. Het is echter wel een wijziging van het oorspronkelijke bouwplan en dus moet een dergelijke aanpak eerst besproken worden met de opdrachtgever, architect en hoofdconstructeur. Belangrijk is daarbij dat de constructie hiervoor ook opnieuw moet worden doorgerekend. De betonwand blijft weliswaar een betonwand, maar het zit allemaal weer net iets anders in elkaar, zodat een extra berekening en controle niet mag worden overgeslagen.”

Bouwfaseberekeningen 
Naast het berekenen van aanpassingen, heeft Hesselink ook veel tijd besteed aan het doorrekenen van krachten die spelen tijdens de bouwfase van het Groninger Forum. “De hoofdconstructeur heeft het gebouw natuurlijk volledig doorgerekend, maar heeft dat gedaan voor de eindtoestand van het complex. Nadat alle onderdelen aan het rekenmodel zijn toegevoegd, wordt daarbij met één druk op de knop de zwaartekracht aangezet. In de praktijk staat tijdens de bouw de zwaartekracht echter de hele tijd aan en dan kunnen er allerlei onvermoede krachten een rol spelen, zeker bij een gebouw als het Forum, waar veel onderdelen scheef staan ten opzichte van elkaar. Dat betekent dat ook voor alle tussenfases moet worden gecontroleerd of de constructie stabiel is.”
Voor de berekeningen maakt Hesselink gebruik van SCIA Engineer. Hij baseert zijn rekenwerk daarbij op het hoofdmodel dat afkomstig is van ABT. Deze partij werkt met hetzelfde softwarepakket, zodat alle gegevens direct over te nemen zijn en kunnen worden gebruikt voor de opzet van het bouwfasemodel. Speciale aandacht ging daarbij voor Hesselink uit naar de bouwvolumes van staal.

Voor de bouwfaseberekening van het Groninger Forum werden 56 bouwfasestappen gedefinieerd. Hier stap 35.

Hij legt uit waarom: “De kolommen onder de volumes worden in de eindfase belast door drukkrachten. Tijdens de bouw is er nog onvoldoende bovenbelasting aanwezig, waardoor er trekkrachten kunnen optreden op de kolommen. Om die trekkrachten op te kunnen vangen, hebben we tijdens de bouwfase tijdelijke kolommen toegevoegd die de trekkrachten kunnen opnemen. Uiteraard heb ik daarbij doorgerekend of deze tijdelijke kolommen voldoende veiligheid zouden bieden. 

Daarnaast is het hulpstaal berekend dat benodigd is om de constructie in de bouwfase stabiel te maken. Daarvoor is een bouwfaseberekening gemaakt waarin het gebouw in 56 bouwfasestappen wordt berekend. Per stap worden nieuwe constructies toegevoegd en eventuele hulpconstructies verwijderd. Zodoende wordt per bouwfase berekend wat de krachten in de elementen zijn en wat de verwachte vervorming is. Dat laatste is belangrijk, want er zit ook op allerlei plaatsen glas in de constructie en glas kan niet veel hebben op het gebied van vervorming. Omdat uit de berekening bleek dat de constructie tijdens de bouwfase op sommige plaatsen wel tot 50 millimeter kan doorzakken, was dan ook meteen duidelijk dat het glas pas op het laatste moment kan worden gezet, als alle andere werkzaamheden zijn afgerond. 
De doorbuigingsresultaten van de berekeningen waren overigens ook van belang voor de algemene constructie: omdat we wisten dat er op sommige plaatsen 50 millimeter verzakking zou plaatsvinden, hebben we de structuren daar 30 millimeter hoger aangebracht. Op die manier was het mogelijk om te compenseren voor de te verwachten vervorming.”

De inzet van prefab betonwanden voor de kelder scheelden tijd en geld, maar vereisten wel dat de constructie opnieuw moest worden doorgerekend.

Gewenst resultaat 
Omdat de brug van het Groninger Forum zo’n complex onderdeel is, hebben Hesselink en zijn collega’s hiervoor een gedetailleerd werkplan gemaakt op element- en spantniveau, waarbij ook telkens de ondersteuning en aanverwante zaken zijn aangegeven. Deze nauwgezette voorbereiding leverde uiteindelijk het gewenste resultaat op, tot grote vreugde van Hesselink. “Onlangs ontving ik van de werkvoorbereider de resultaten van deinmeetpunten op de brug en

die komen nagenoeg overeen met de berekeningen die we hebben gemaakt. Dat is maar weer eens een bevestiging van het nut van deze analyses. Ik moet daarbij overigens wel zeggen dat deze nauwkeurige berekeningen alleen mogelijk zijn geweest dankzij de goede samenwerking met alle betrokkenen en de uitwisseling van het model van ABT. Wat dat betreft is dit project dan ook echt een goed voorbeeld van de manier waarop grote bouwprojecten zouden moeten worden aangepakt.”

Groninger Forum: een veelbewogen project
Het Groninger Forum is onderdeel van het plan Grote Markt oostzijde, wat het gebied ten oosten van de Grote Markt van de stad Groningen nieuw leven moet inblazen. Alhoewel het gebouw zelf niet zozeer ter discussie stond, was het overkoepelende plan wel omstreden. Op 29 juni 2005 waren de plannen voor een grootscheepse verandering van de Grote Markt en de bouw van het Forum inzet van een correctief referendum. Het referendum mislukte echter omdat er niet genoeg stemmen werden uitgebracht, en zo konden NL Architects en ABT in 2006 de prijsvraag winnen voor het ontwerp en de ontwikkeling van het Groninger Forum. Dit gebouw is bedoeld als algemene ontmoetingsplek voor bewoners en bezoekers van de stad Groningen en bevat een parkeerkelder met een capaciteit voor 390 auto’s en 1500 fietsen.

Door politiek gekrakeel en vragen over de haalbaarheid van de gewenste bezoekersaantallen van 1,6 miljoen personen per jaar, werd de bouw van het Forum in eerste instantie uitgesteld. Bij de gemeenteraadsverkiezingen van 2010 werd evenwel een meerderheid van de stemmen verkregen voor de bouw van het Forum en gingen de werkzaamheden van start. Na de aanbesteding in 2012 is BAM Bouw & Techniek begonnen met de bouw van de parkeerkelder en de verwachting was toen dat de bouw van het Groninger Forum in 2016 zou kunnen worden afgerond. De uitvoering van de parkeerkelder in 2015 lag daarbij op schema, maar op dat moment kwam ook de groene versie uit van de aardbevingsnorm, die voor de provincie Groningen van belang is in verband met de gaswinningsproblematiek in het gebied.

De gemeente Groningen besloot na het verschijnen van de nieuwe norm een bouwstop af te kondigen en eiste dat al het werk moest voldoen aan de herziene voorschriften, een klus die om extra tijd vroeg. Nadat vertegenwoordigers van BAM Advies & Engineering en ABT samen informatie hadden ingewonnen bij specialisten uit Nieuw-Zeeland, hebben ze gezamenlijk het ontwerp van het Groninger Forum aangepast en aardbevingsbestendig gemaakt. De constructie werd hierbij versterkt; er werd meer beton en wapening toegevoegd aan het geheel, zwaardere lassen gebruikt, knooppunten verstevigd en meer bouten gebruikt in het gebouw.

Om deze aanpassingen te kunnen doorvoeren, moesten er allerlei wijzigingen worden aangebracht in de reeds gebouwde constructie, waarbij zelfs een deel van het werk moest worden afgebroken om in de herziene vorm te kunnen worden heropgebouwd. In 2016 is vervolgens het bouwproces weer in volle gang gezet en ging de constructie de lucht in. De bouw verliep vervolgens voorspoedig en in 2019 zal het Groninger Forum dan ook worden opgeleverd.

Comments are closed.