Paleis Het Loo: bouwput pal naast historische panden

Het ruim driehonderd jaar oude Paleis Het Loo is sinds 1984 in gebruik als museum. Om in de toekomst een groter publiek te bereiken en meer aansprekende tentoonstellingen te kunnen organiseren, wordt het museum de komende drie jaar gerenoveerd en vergroot. Er is gekozen voor een ondergrondse uitbreiding onder het voorplein.

Als het gerenoveerde en fors uitgebreide museum in het voorjaar van 2021 weer opengaat, zullen trouwe bezoekers nauwelijks veranderingen aan het uiterlijk van het paleis zien. Hoogstens zal hen opvallen dat het ovale gazon met vier kwadranten op het voorplein is vervangen door een waterpartij met dezelfde vorm. Als ze dichtbij deze waterpartij komen, zullen ze tot hun verbazing onder het water – dat zacht over dikke glasplaten stroomt – bezoekers zien lopen in de nieuwe ondergrondse ruimten van het museum.

“Een belangrijke eis waaraan de uitbreidingsplannen moesten voldoen was het behoud van het monumentale karakter van het paleis”, vertelt Peter Bakkum, hoofd van het projectbureau Renovatie en Uitbreiding. “Daardoor kwam een ondergrondse oplossing al snel in beeld. We hebben gekozen voor een uitbreiding onder het voorplein die bereikbaar is via trappen en liften in de zijvleugels. Dat zorgt ervoor dat het uiterlijk van het paleis niet wijzigt.”

Bakkum: “Aangezien we het museum niet langer dan noodzakelijk willen sluiten, zijn we zodra het ontwerp gereed was gestart met de aanbesteding van het deelcontract (zie kader) voor de ondergrondse bouwkuipen. We hebben een marktconsultatie gehouden en het werk aanbesteed als ‘design and construct’ volgens de EMVI-methode. Daarbij waren risicobeheersing en beperking van omgevingshinder belangrijke gunningscriteria.”

De ondergrondse ruimten onder het voorplein. (Beeld: Paleis Het Loo/KAAN architecten)

Spannend
De aanbesteding is gewonnen door de Koninklijke VolkerWessels onderneming, Volker Staal en Funderingen (VSF), dat eerder betrokken was bij de ondergrondse uitbreiding van het monumentale Mauritshuis. Het werk bij het Paleis het Loo bestaat uit het maken van een bouwkuip met een oppervlak van bijna 4.500 m² en een diepte van ongeveer tien meter. Voor deze bouwkuip moeten rond het gehele voorplein verankerde bouwkuipwanden komen met een totale lengte van 400 meter. Verder moeten er voor de verbindingen tussen de nieuwe ondergrondse ruimten en de bestaande gebouwen enkele complexe bouwkuipen worden gemaakt onder de monumentale panden. Vervolgens moet circa 45.000 m³ grond grotendeels nat worden afgegraven en afgevoerd. De vloer van de bouwkuipen wordt gemaakt van onderwaterbeton en wordt verankerd door zo’n 450 GEWI-trekpalen.

“De bouwkuipen moeten we zien te maken vlak naast de gemetselde gevels van de monumentale panden”, zegt Jens de Vries projectleider bij VSF. “Dat maakt deze klus spannend, omdat de gevels vanzelfsprekend niet beschadigd mogen raken. Voor ons stond dan ook vanaf het begin vast dat we een trillingsarme techniek moesten gebruiken. Voor de wanden van de grote bouwkuip, die tot ongeveer veertien meter beneden maaiveld komen, hebben we een afweging gemaakt tussen CSM- en diepwanden. Uiteindelijk hebben we gekozen voor CSM-wanden.”

“Voor ons stond vanaf het begin vast dat we een trillingsarme techniek moesten gebruiken.”

Voor- en nadelen
“Diepwanden hebben het voordeel dat je kunt volstaan met één wand. Je hoeft niet eerst een tijdelijke bouwkuipwand te maken en daarna een zware definitieve wand voor je ondergrondse constructie. Dat scheelt fors in de kosten. Verder kun je met diepwanden tot grote diepten komen, terwijl de vervormingen van belendingen beperkt blijven. Maar ze hebben ook nadelen. Als je diepwanden als definitieve wand toepast is het risico op lekkage groter dan bij tijdelijke CSM-wanden in combinatie met aparte betonnen constructiewanden. En wateroverlast is in een museum onacceptabel. Ook moet je bij diepwanden veel meer grond afvoeren dan bij CSM-wanden, vergt de ‘productie’ meer tijd en heb je er erg zware graafstellingen voor nodig.”

De Vries vervolgt: “Natuurlijk hebben CSM-wanden ook nadelen. Je kunt deze wanden bijvoorbeeld maar tot een beperkte diepte maken en de maximale stijfheid is begrensd. Voor dit project waren deze beperkingen echter nog net geen probleem. En een belangrijk voordeel van CSM-wanden is flexibiliteit. Voor het maken van deze wanden kun je volstaan met relatief lichte machines en heb je weinig ander materieel nodig. Bovendien vergen CSM-wanden nauwelijks voorbereidende werkzaamheden. Daardoor kun je ervoor kiezen om een stuk wand op een bepaalde plek te maken en de volgende dag een stuk op een heel andere plek. Gezien de strakke planning en de beperkte werkruimte is die mogelijkheid juist hier erg aantrekkelijk.”

Monitoren
“Voor de kleine bouwkuipen onder de bestaande panden passen we andere technieken toe. De bouwkuipen onder de zijvleugels, waar de entrees voor de nieuwe ondergrondse uitbreiding komen, krijgen jetgroutwanden. En voor de kleinste bouwkuip, die nodig is voor de verbinding met het hoofdgebouw van het paleis, gebruiken we zogeheten hard-gel-injectiewanden.”

Voordat VSF met de wanden van de bouwkuipen begint, versterkt het eerst de bestaande funderingen. De Vries: “Het lastige hierbij is dat er al spanningen in het metselwerk van de panden zitten en we de achtergronden hiervan niet kennen. Dat kan leiden tot onverwachte vervormingen, zeker omdat de CSM-wanden op sommige plaatsen slechts anderhalf tot twee meter uit de gevels komen. De jetgrout- en injectiewanden komen zelfs direct onder en naast de dragende funderingen.”

“Om schade te voorkomen gaan we de gevels tijdens het maken van CSM-wanden intensief monitoren. Inmiddels hebben we voor elke fase van het bouwproces bepaald welke zettingen en vervormingen kunnen optreden en of ze gezien de gestelde eisen acceptabel zijn. Het projectbureau heeft eerder al alle gevels opgenomen en in kaart gebracht hoeveel beweging er nu in de gevels zit, onder andere door wisselende grondwaterstanden en weers- en seizoensinvloeden. Die kennis nemen we mee bij het monitoren en beoordelen van de optredende vervormingen tijdens de uitvoering. En dreigt er echt iets mis te gaan, dan hebben we diverse beheersmaatregelen achter de hand.”

VSF voerde in 2017 proeven uit met jetgroutproefkolommen, GEWI-trekpalen (bezwijkproeven) en injecties. Hiermee werd onder andere gecontroleerd of de samenstelling van het injectiemiddel leidt tot de vereiste diameter en sterkte voor de funderingsversterkende injecties. Ook kon zo worden vastgesteld wat de juiste parameters (druk, debiet, type bindmiddel en nozzles) voor de kolommen zijn om in de bodem bij het paleis de vereiste diameter en druksterkte te behalen. Voor de proeven heeft VSF onder andere een hydraulisch uitklapbaar meetinstrument (spin) gebruikt. Dit instrument wordt in de net gemaakte kolom neergelaten en klapt dan als een paraplu uit om de gerealiseerde diameter te bepalen. (Foto: VSF)

Uitdagingen
Volgens De Vries zit de uitdaging bij dit project niet zozeer in de toegepaste technieken – die zijn bekend en eerder toegepast – maar veel meer in de combinatie ervan. Zo luistert de aansluiting tussen de verschillende bouwkuipwanden erg nauw. Uitdagend is ook dat het maken van zowel de CSM-wanden als de jetgroutwanden een uiterst beheerste en precieze werkwijze vereist. Niet alleen om te zorgen voor stijve wanden die zo min mogelijk vervormen, maar ook om zeker te weten dat de wanden volledig verticaal komen te staan. Dat laatste is nodig om te garanderen dat de panelen (dan wel kolommen) aan beide kanten voldoende overlap hebben met hun ‘buren’. Immers, alleen dan krijg je een aaneengesloten waterkerende wand.

“Een andere uitdaging is het storten van de circa tachtig centimeter dikke onderwaterbetonvloer”, legt De Vries uit. “Deze vloer moet namelijk onder water goed aansluiten op de vooraf schoongespoten wanden en de trekpalen. Duikers gaan die aansluitingen daarom vooraf en tijdens het storten controleren. Voor de vloer gebruiken we staalvezelversterkt onderwaterbeton. Daardoor kunnen we niet alleen de vloerdikte beperken, maar hoeven we ook minder grond af te graven.”

Vijzels
“Een speciaal aandachtspunt bij het maken van de onderwaterbetonvloer is de aanwezigheid van een scheefliggende, gestuwde waterremmende laag in de ondergrond. Deze zorgt ervoor dat het grondwaterpeil links en rechts van de laag fors verschilt. Bij de uitvoering moeten we hier terdege rekening mee houden. Zo kunnen we na de natte ontgraving de bodem van de bouwkuip niet met zand of grind uitvlakken, wat de gebruikelijke werkwijze is. Als we dat zouden doen, bestaat het risico dat het onderwaterbeton niet direct aansluit op de ondoorlatende laag en er lekkage ontstaat tussen de twee grondwaterzones. Dat is ongewenst. Verder is het peilbeheer in de bouwkuip tijdens de natte ontgraving en het storten van het onderwaterbeton complexer door de aanwezigheid van de twee peilen aan weerszijden van de gestuwde laag.”

“Een speciaal aandachtspunt is een scheefliggende, gestuwde waterremmende laag in de ondergrond.”

De Vries noemt nog een andere grote uitdaging: “Het grootste risico op schade aan de monumentale panden treedt op bij de zogeheten onderaansluitingen, op de overgang tussen de ondergrondse ruimten en de bestaande gebouwen. Om daar schade te voorkomen, zetten we bij elke onderaansluiting het bestaande gebouw met een staalconstructie tijdelijk op hydraulische vijzels. Pas als dat is gebeurd, ontgraven we de grond in de kleine bouwkuipen. Ondertussen monitoren we nauwkeurig of het pand niet te veel vervormt en of er geen ontoelaatbare spanningen of scheuren ontstaan. Eventuele ongewenste vormingen compenseren we preventief dan wel correctief met de vijzels. Vervolgens kunnen we, na het storten van de betonnen wanden, via het aflaten van de hydraulische vijzels het pand gecontroleerd ‘overzetten’ op deze wanden.”

Attractie
Bakkum: “In onze planning gaan we ervan uit dat de totale verbouwing drie jaar duurt. De eerste drie maanden van 2018 verhuizen we alle kunstvoorwerpen uit het paleis naar een depot in Den Haag. Direct daarna start VSF met de bouwkuip en begint ook de asbestsanering (zie kader). VSF is in het najaar van 2018 klaar. Ondertussen besteden we de overige vier deelcontracten aan om ervoor te zorgen dat die werkzaamheden in de loop van 2018 kunnen beginnen. Eind 2020 is alles gereed en halen we de collectie terug, zodat we het vernieuwde museum in het voorjaar van 2021 kunnen openen.”

“Drie jaar vinden we een te lange periode om het museum volledig te sluiten”, vervolgt Bakkum. “Daarom kiezen we voor ‘BuitenGewoon Open’ met onder andere tentoonstellingen en evenementen in de tuinen, stallen en op het voorterrein. Verder willen we samen met VSF de verbouwing ook als attractie onder de aandacht brengen en het publiek duidelijk maken dat hier ook in de ondergrond heel bijzondere dingen gaan gebeuren. We maken bijvoorbeeld een uitzichtplatform om belangstellenden goed zicht te bieden op de bouwput. Verder hebben we alle medewerkers van het museum uitgebreid geïnformeerd over de werkzaamheden zodat zij bij vragen van het publiek kunnen uitleggen wat er zoal gebeurt.”

De Vries vult aan: “Ook wij gaan ons personeel bewust maken dat ze werken op een locatie waar mensen komen om te wandelen of een tentoonstelling of evenement te bezoeken. Daarmee moeten ze al bij de voorbereiding en zeker straks tijdens de uitvoering rekening houden. Dat betekent bijvoorbeeld dat ze niet tijdens openingstijden met een grote funderingsmachine door de paleistuin moeten gaan rijden.”