Nieuwe grondinjectietechnieken besparen geld en overlast vergeleken met conventionele methoden

B&W Grondinjectie, Bilthoven

Als een natuurlijke afsluitende kleilaag in de bodem ontbreekt, is het is in ons land de gewoonte om bouwputten die onder de grondwaterstand zijn gesitueerd, uit te voeren met onderwaterbeton, al dan niet voorzien van trekpalen of verticale groutankers.

In het recente verleden werd ook wel de waterglastechniek toegepast: een waterremmende horizontale grondinjectie van waterglas, vermengd met harder, moest dan de ontbrekende kleilaag vervangen. Een alternatieve techniek die kostenvoordeel bood tegenover die van het onderwaterbeton.

Waterglasinjectie
De bouwtechniek ontwikkelt zich, ook die van de waterglasinjectie. Niet alleen de kwaliteit van het materiaal is in de loop der tijd verbeterd, ook de methoden voor het inbrengen zijn dermate geautomatiseerd en geoptimaliseerd dat deze techniek tegenwoordig weer met succes kan concurreren met meer conventionele methoden op het gebied van bouwputconstructietechniek. 

State of the art
B&W Injectietechniek maakt bijvoorbeeld gebruik van een nieuwe injectiecontainer die het mogelijk maakt met 9 pompen tegelijkertijd te werken. Met gemiddeld 2 injectiepunten per m² is het tijdsbeslag zeer beperkt. Wat betreft de nauwkeurigheid van de situering van de injectieslangen (een niet onbelangrijk kwaliteitsaspect): die wordt niet langer handmatig ingemeten, maar uiterst nauwkeurig met een gps-ontvanger bepaald. Dit alles resulteert in een state of the art geautomatiseerde, dynamische werkwijze die duidelijke voordelen biedt tegenover andere methoden.

Hollantlaan te Utrecht 
Deze voordelen bleken ook te gelden voor de bouwput gelegen aan de Hollantlaan in Utrecht. Het bouwterrein is gelegen aan de zeer bedrijvige meubelboulevard Kanaleneiland: een plaats waar een bouwput met een oppervlakte van 3.200 m² bij voorbaat op moeilijkheden stuit.

De bouwer plande hier in eerste instantie een damwand met als horizontale afsluiting een onderwaterbetonvloer met trekpalen. Voor het op diepte brengen van de bouwput – door middel van nat ontgraven – was voorzien in groutankers om de verticale stabiliteit van de damwand te waarborgen. De groutankers moesten gedeeltelijk geplaatst worden onder de belendingen, wat extra risico’s met zich meebracht. En als gevolg daarvan: veel, heel veel overleg.

Horizontale grondinjectie: goedkoop en snel 
In samenspraak met de opdrachtgever werd B&W Grondinjectie gevraagd een alternatieve werkwijze uit te werken. Toen korte tijd later de verschillende calculaties werden vergeleken, bleek die van de horizontale grondinjectie de voordeligste oplossing te zijn voor de afdichting van onderzijde van de bouwput. Ook wat betreft de bouwtijd bood dit alternatief duidelijke voordelen ten opzichte van die van onderwaterbeton: het bewerken van de complete bouwput werd begroot op 45 bouwdagen.  

Grondonderzoek
De enige voorwaarde die ten slotte resteerde: is er op de evenwichtsdiepte van de toekomstige injectielaag injecteerbaar zand aanwezig? Een grondonderzoek, bestaande uit enkele boringen en het maken van zeefkrommes, toonde aan dat dit inderdaad het geval is. Daarmee was het pleit beslecht: er werd gekozen voor horizontale waterglas-harderinjecties.

Gefaseerde bouw 
In de praktijk bleek vervolgens dat er meer te winnen was dan alleen een lagere kostprijs. Doordat de bouwput na toepassing van een horizontale grondinjectie droog kan worden ontgraven, kunnen de groutankers achterwege blijven. Dat wordt mogelijk door een gefaseerde bouwwijze. Die verloopt als volgt.

• Gestart wordt met het plaatsen van injectielansen vanaf het bestaande maaiveld tot de diepte van de te injecteren laag. Per m² worden er 2 injectielansen geplaatst in elke kas van de damwand.
• Na enkele dagen start het injecteren, parallel aan het plaatsen van de injectielansen. Voor het injecteren wordt gebruik gemaakt van een 9-lijns injectiecontainer die volledig computergestuurd is.
• Het mengsel van waterglas en harder wordt volledig on site gemengd, al naar gelang de behoefte.
• Per m³ zand wordt er ongeveer 400 liter injectiemateriaal geïnjecteerd, uitgaande van een poriënvolume van circa 40%. 
• De bouwput wordt, na het afvoeren van het grondwater, boven de injectielaag in het midden afgegraven.
• Aan de zijde van de bouwput wordt een talud gemaakt dat voorkomt dat de damwanden zich naar de binnenzijde van de bouwput verplaatsen. Ook is het verzakkingsgevaar van de belendingen daarmee bezworen.
• Vervolgens kan het centrale deel van de bouwput worden voorzien van de definitieve constructievloer.
• Is de constructievloer gereed, dan worden de damwanden voorzien van diagonale stempels die hun belasting afdragen op de nieuwe betonvloer.
• Vervolgens kan het resterende deel van de bouwput worden ontgraven en worden voorzien van de definitieve constructievloer.

In de hier besproken Utrechtse bouwput wordt op het moment van dit schrijven (voorjaar 2007) gewerkt aan de constructievloer in het binnenste gedeelte van de bouwput. Uiteraard onder droge condities: het totale debiet dat per uur aan lekwater uit de bouwput wordt gepompt, bedraagt niet meer dan circa 4m³ per uur. Dat is voor zo’n enorme bouwput een zeer geringe hoeveelheid. Het grootste deel van dit water is waarschijnlijk door de damwandsloten gelekt.
Minder overlast voor ondernemers en publiek 

Uiteraard hebben de ondernemers van de meubelboulevard met argusogen gekeken naar de constructie van de bouwkuip. Inmiddels zijn ze gerustgesteld en ze weten nu ook uit ervaring dat deze alternatieve werkwijze ook voor de bebouwde omgeving tal van voordelen biedt:

• omdat de grond droog wordt ontgraven en een spoelveld overbodig is, blijft de overlast van modderige aan- en afvoerwegen (en trottoirs) de winkeliers en bezoekers bespaard;
• ruimtewinst (kleiner bouwterrein);
• kortere bouwtijd.

In binnenstedelijke gebieden zoals Kanaleneiland in Utrecht bewijst de horizontale grondinjectie een meer dan volwaardig alternatief te zijn voor onderwaterbeton en dan ook nog zonder de nadelen van onderwaterbeton.