Een succesvol bouwproject op een archeologische toplocatie vraagt om intensieve samenwerking, betrokkenheid van alle partijen, flexibiliteit, integrale advisering en innovativiteit. Dat stellen José Schreurs van de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed en Ed Smienk van ingenieursbureau ABT. Een gesprek over de bouw van het centrum voor natuur- en cultuurhistorie De Bastei aan de voet van de Nijmeegse Valkhofheuvel.

Een kelder van een huis uit de veertiende eeuw, een dertiende-eeuwse hoefijzervormige stadstoren en Romeinse muren uit de tweede, derde en vierde eeuw. Deze en nog vele andere archeologische vondsten waren voor Schreurs een grote verrassing: “Natuurlijk wisten we dat de Valkhofheuvel een belangrijke archeologische plek in Nijmegen is. Het is een van de vijftienhonderd archeologische rijksmonumenten van ons land. Eerder zijn hier al overblijfselen uit de middeleeuwen en de Romeinse tijd aangetroffen. We gingen er daarom wel vanuit dat we bij de opgravingen tijdens de bouw van De Bastei archeologische resten zouden vinden. Onze verwachtingen waren echter laag, omdat we vermoedden dat er door activiteiten in het verleden, zoals de aanleg van een weg met bebouwing in de negentiende eeuw en rioleringswerken, veel beschadigd zou zijn. Dat bleek gelukkig niet zo te zijn.”

Blij verrast

Niet alleen Schreurs en haar Nijmeegse archeologische collega’s waren blij verrast door de onverwachte vondsten. Smienk: “Alle betrokkenen vonden het heel bijzonder en waren getroffen door de eeuwenoude resten. Daardoor zei iedereen vrij snel toe om zich in te zetten en te kijken wat er nodig was om zoveel mogelijk van de archeologische vondsten op hun plek te behouden. Zo waren de architecten bereid om het ontwerp aan te passen en stemde de aannemer in met het wijzigen van het bouwplan en de planning. Verder ging de gemeenteraad akkoord met een extra financiële bijdrage om de archeologische vondsten te onderzoeken en een deel ervan te behouden en in te passen in het nieuwe museum. Het is natuurlijk ook een unieke kans; bijzondere resten aantreffen op een locatie waar je een natuur- en cultuurhistorisch centrum bouwt.”

“Als Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed waren we hier erg blij mee”, vertelt Schreurs. “Het behouden van archeologische overblijfselen staat voor ons voorop. Door ze als een ‘archeologisch archief’ op hun plek te laten zitten, kunnen generaties archeologen na ons ze met andere vragen en verbeterde technieken opnieuw onderzoeken. Dat is belangrijk, want nieuwe kennis en technieken, denk aan DNA-onderzoek, kunnen tot andere vragen en inzichten leiden. Bij dit project was behouden echter in eerste instantie niet het plan. Zo hadden we de vergunning verleend met uitsluitend de plicht tot opgraven.”

Instandhoudingstechnieken

Schreurs vervolgt: “Dat we een groot deel van de overblijfselen straks in De Bastei op hun oorspronkelijke vindplaats aan het publiek kunnen tonen, net als bij DOMunder in Utrecht, is natuurlijk fantastisch. Tegelijkertijd vraagt dat wel om slimme instandhoudingstechnieken. Immers, zodra je archeologische resten ontgraaft die eeuwenlang in een bodem met stabiele kwaliteit hebben gezeten, bestaat het risico op aantasting. Hout kan bijvoorbeeld uitdrogen en degenereren, licht kan algengroei veroorzaken en bij metselwerk kan uitdroging leiden tot kalkuitslag of het verpulveren van mortel. Je moet dus in elke situatie bedenken hoe je aantasting het beste kunt voorkomen.”

“In de praktijk gaat het veelal om overlappende kennisgebieden”, vertelt Smienk, die namens ABT al bij diverse andere archeologische projecten betrokken was, waaronder DOMunder. “Denk aan constructieve en geotechnische bouwkunde en klimaatbeheersing. Om tot nieuwe technieken te komen en kennis uit te wisselen hebben vier Europese steden – Gent, Chester, Keulen en Utrecht – de afgelopen jaren samengewerkt binnen het Portico-project. Dat heeft veel nieuwe kennis en inzichten opgeleverd. Bij DOMunder wordt bijvoorbeeld tweeduizend jaar geschiedenis getoond in een vier meter hoog bodemprofiel. De bovenkant van het profiel, net onder maaiveld, komt overeen met de huidige tijd, terwijl vier meter lager resten uit de Romeinse tijd zichtbaar zijn. Om ervoor te zorgen dat al die verschillende resten goed geconserveerd blijven, is in navolging van het Sloveense Ljubljana een glazen plaat met spouw voor het bodemprofiel aangebracht. Deze constructie zorgt ervoor dat de vochthuishouding beheersbaar is.”

Keerwand

Zowel bij DOMunder als De Bastei worden archeologische resten op hun oorspronkelijke vindplaats getoond. Toch zijn het volgens Schreurs heel verschillende projecten: “In Utrecht ging het primair om het zichtbaar maken van twee millennia archeologische resten en was er tijd voor een lange voorbereiding. Bij De Bastei gaat het om de uitbreiding van een gebouw in een archeologische omgeving. De archeologische opgraving kon daar pas beginnen nadat er een keerwand was gemaakt die voorkomt dat de helling van de Valkhofheuvel onderuitzakt. Vervolgens vonden het archeologisch onderzoek en de bouwwerkzaamheden grotendeels gelijktijdig plaats. Pas bij het aantreffen van de bijzondere vondsten is hier besloten om de resten ter plekke te behouden.”

Smienk: “In de praktijk betekende dit dat we vooraf niet alles konden bedenken zoals bij DOMunder, maar de plannen en uitvoering steeds moesten aanpassen als de archeologen iets nieuws vonden. We hadden een soort basisontwerp en gingen telkens na hoe we een uitdaging het beste het hoofd konden bieden. Dat vergde de nodige innovativiteit in het ontwerp en de uitvoeringswijze en een intensieve samenwerking tussen alle betrokken partijen. Neem de CSM-wand die we hebben toegepast als keerwand. Deze wand, die je maakt door losgefreesde grond te vermengen met cement waarna het mengsel uithardt, moest op twee hoogten worden verankerd. Toen de grond tegen deze wand werd ontgraven, stuitten de archeologen onverwachts op een circa anderhalve meter dikke stadsmuur uit de dertiende eeuw. Door de aanwezigheid van deze muur konden we de CSM-wand niet op de gangbare manier verankeren. Na heel wat denkwerk en de nodige berekeningen hebben we deze oude muur verstevigd met verticale ankers en integraal onderdeel gemaakt van de keerwand.”

Maatwerk

“Het onverwachte maakte het werk ook erg interessant”, aldus Smienk. “Het was voortdurend maatwerk op de vierkante meter, waarbij onze geotechnisch specialist en constructeur intensief samenwerkten. Verder monitorden we de omgeving voortdurend om ongewenste vervormingen te voorkomen van onder andere de duizend jaar oude Sint-Nicolaaskapel bovenop de Valkhofheuvel, de Stratemakerstoren en de Veerpoorttrappen. Zo moesten we de grond vlak naast deze trappen tot zes meter beneden maaiveld ontgraven tot aan het aanlegniveau van de trappen. Ook moesten we de fundering van een aantal wanden van de oude Stratemakerstoren verbeteren. Terugkijkend is er ten opzichte van de eerste plannen het nodige veranderd. Naast de alternatieve ondersteuning van de CSM-wand zijn bijvoorbeeld groutankers onder andere hoeken aangebracht, zijn vloerniveaus aangepast, is het entreegebouw uitgebreid en zijn de plekken van de trap en lift omgewisseld.”

“Uiteindelijk is het gelukt om een aanzienlijk deel van de resten tussen de Stratemakerstoren en het entreegebouw, zoals de Romeinse muren en de veertiende-eeuwse kelder, te handhaven en te tonen in het nieuwe centrum”, vult Schreurs aan. “De resten die we vonden op de plek van het entreegebouw hebben we grotendeels moeten verwijderen. De vloer van een ander veertiende-eeuws huis, inclusief een haardplaat, hebben we hier als geheel uitgegraven. Deze resten worden straks ook in De Bastei tentoongesteld.”

Ze vervolgt: “Dat dit project zo goed is gelukt, komt echt doordat iedereen het voor elkaar wilde krijgen en de nodige flexibiliteit toonde. Wat ik zelf het fascinerende vind van dit project is dat je goed kunt zien dat bouwdelen in de ondergrond die goed zijn, worden hergebruikt. Zo is de veertiende-eeuwse muur op de Romeinse muur gebouwd.”

Binnenkort wordt de Tweede Coentunnel opgeleverd. Dan zal blijken of de DBFM-constructie, die erop neerkomt dat Rijkswaterstaat de tunnel voor 24 jaar leaset, aan de verwachtingen voldoet. Gerard Minten, CEO van de Coentunnel Company: “Het DBFM-concept is goed als je exact weet wat je gaat doen. De investeerders willen weten waar ze aan toe zijn en eisen duidelijkheid.”

De financiële component in de contractvorm vergt een specifieke aanpak. Gerard Minten vervolgt over de noodzaak om investeerders vooraf zo nauwkeurig mogelijk te kunnen vertellen wat het project behelst: “Natuurlijk is het zo dat je ondergronds altijd met onvoorspelbare componenten te maken hebt, maar dat kun je inpassen. Wat je niet kunt doen, is onderweg de spelregels veranderen.”

Een volledig voorspelbaar project leidt tot de vooronderstelling dat DBFM tot optimalisatie en lagere kosten leidt. De eindafrekening kan uiteraard pas over vierentwintig jaar worden gemaakt, maar Gerard Minten noemt al wel de verschillende invloedsfactoren: “De financieringskosten zijn juist hoger, omdat je als marktpartij nooit kunt lenen tegen het rentepercentage dat de overheid krijgt. Daar staat het voordeel tegenover dat de aannemer kan optimaliseren. Die twee aspecten kun je niet zomaar salderen. Verder geeft de financieringscomponent een heel andere dimensie aan een project als de Tweede Coentunnel. De financiers steken er vijf jaar lang geld in, voordat de geldstroom vanuit Rijkswaterstaat gaat lopen. Dat is een belangrijk drukmiddel voor tijdig opleveren. Daarnaast volgt optimalisatie uit de afspraak om te betalen op basis van beschikbaarheid.”

“In het contract zijn boetes opgenomen voor wegafsluitingen, falen van technische systemen en dergelijke. Daarbij hoeft overigens geen sprake te zijn van fysieke afsluiting. Ook ‘virtueel dicht’ kan leiden tot boetes. De beschikbaarheidsafspraken leiden tot het eventueel dubbel uitvoeren van systemen en een sterke focus op kwaliteit van materialen voor de lange termijn. Daar is de businesscase op gebaseerd. De onderaannemer neemt het risico dat hij bouwt voor een vast bedrag. De Special Purpose Company (zie kader) is zoveel mogelijk risicovrij.”

Kwalitatief rendement

Een tweede vooronderstelling is dat de DBFM-aanpak innovatie voedt en leidt tot slimme oplossingen. Dat zet de deelnemende aannemer op voorsprong, omdat hij dergelijke innovaties elders weer toe kan passen. De praktijk blijkt weerbarstiger. Gerard Minten: “Een groot deel van bijvoorbeeld de Tunnelstandaard is gelijktijdig met de bouw van de Coentunnel ontwikkeld. We hebben tijd en ruimte gekregen om zaken samen met Rijlswaterstaat uit te zoeken. Toch blijkt het blijven voldoen aan de contractuele verplichtingen een zwaardere stempel te drukken op innovaties dan de mogelijke verbetering van de concurrentiepositie van deelnemende partijen.”

Slimme oplossingen als gevolg van de DBFM-aanpak doen zich wel degelijk voor. Gerard Minten: “Het denken vanuit zo min mogelijk afsluitingen leidt tot verbeteringen. Zo zijn de tunneltechnische installaties (TTI’s) bij de Tweede Coentunnel geconcentreerd op een aantal goed bereikbare plekken in het middentunnelkanaal en is ledverlichting toegepast om onderhoud te beperken. Ook buiten de tunnel zijn de verkeerstechnische installaties geconcentreerd in de VTI-huisjes langs de weg. Daardoor is slimmer onderhoud mogelijk. Het zijn optimalisaties die nog tijdens het bouwproces zijn doorgevoerd, omdat duidelijk werd dat je het risico op afsluitingen verkleint.”

Juridificering

De financiële component verhoogt risico’s en daarmee de noodzaak om die risico’s zo veel mogelijk af te dekken. Een DBFM-contract leidt dan ook tot hogere juridische kosten. Gerard Minten geeft aan dat de transactiekosten ongeveer drie procent van de investering bedragen, het dubbele van een contract zonder F-component. “In ons consortium-businessmodel houden we daar rekening mee. Bij consortiumpartner Vinci hebben we bijvoorbeeld een grote concessietak die met tientallen projecten wereldwijd al heel veel ervaring heeft met deze werkwijze. Vanwege dat hoge percentage transactiekosten zijn projecten van 500 miljoen euro voor Vinci zo’n beetje de ondergrens.”

Aannemers

Alhoewel er ook de kritiek is dat DBFM-contracten de keuzevrijheid voor de besteding van overheidsgeld in de toekomst te veel zouden beperken, wordt algemeen aangenomen dat er meer met DBFM-contracten gewerkt zal worden. Reden voor de aannemers van ons consortium om vroeg in te stappen, ervaring op te doen en ervoor te zorgen dat zij een DBFM-project aan hun trackrecord kunnen toevoegen.

Gerard Minten: “De meeste aannemers zullen aangeven dat een DBFM-contract op lange termijn interessant is, omdat je ook het onderhoud hebt. De vraag is wel of alle partijen onderkend hebben waar zij aan begonnen. Het voordeel zit in de herhaling. Je moet vaker DBFM-projecten doen om er voordeel uit te halen. Voor de toekomst verwacht ik een splitsing. Er zal een groep zijn die voor de lange termijn gaat en gelooft in dit concept. Dat zijn de bedrijven die hun organisatie eromheen opbouwen op basis van schaalvoordelen.”

Open!

Inmiddels is de Tweede Coentunnel open voor verkeer. Agmi, ontwerper en installateur van onder meer de (led)verlichting, maakte een leuke video over de aanleg:

https://youtu.be/A5HcXQfd6-0

>> Lees het nieuwsbericht over de nieuwe Tweede Coentunnel

Natte ontgraving van de bouwkuip voor parkeergarage Vonk & Vlam in ‘s-Hertogenbosch beperkt het aantal vrachtwagenritten met tachtig tot honderd per dag. Ruim honderdduizend kubieke meter zand wordt via een leiding afgevoerd naar de Zuid-Willemsvaart en van daar per schip vervoerd. De logistieke oplossing past in het streven van de gemeente ‘s-Hertogenbosch en aannemer Heijmans om overlast voor de inwoners waar mogelijk te beperken.

De parkeergarage Vonk & Vlam, aan de zuidkant van ‘s-Hertogenbosch, moet vanaf eind 2014 plaats bieden aan 1.040 auto’s en zo een belangrijke bijdrage leveren aan het autoluw maken van de stad. Na voltooiing ligt de parkeergarage geheel onder de stadsgracht en is hij zo maximaal ingepast in het ambitieuze Stadswalzoneproject van ‘s-Hertogenbosch. De parkeergarage heeft een lengte van 275 meter en is 35 meter breed. In totaal worden er drie parkeerlagen gebouwd, die volledig onder het maaiveld verdwijnen. De bouwkuip, die voorzien wordt van een onderwaterbetonvloer, wordt veertien meter diep ontgraven. Bovengronds zullen alleen de toegang tot de entree en de twee voetgangersuitgangen zichtbaar zijn.

De natte ontgraving wordt uitgevoerd door Martens en Van Oord. Nadat damwanden van twintig meter zijn aangebracht, is de eerste vier meter grond afgegraven. Daarna is er water in de put gepompt. Kees Groeneveld, manager Specialistisch grondverzet bij Martens en Van Oord over de werkwijze: “Vooraf hebben we met grondboringen en sonderingen de samenstelling van de grond kunnen vaststellen. Het is grotendeels zand, zodat deze techniek goed toepasbaar is. We zuigen het zand tot veertien meter diep weg. De machinist op de kraan heeft de beschikking over gps, waarmee hij ervoor zorgt dat het zand gelijkmatig wordt weggezogen. Hij werkt vanaf een ponton in de bouwput waarop we een kraan met een cutterzuiger hebben geplaatst. We zuigen een mengsel van een deel zand en vier delen water op. Deflectiemeting met behulp van een radioactieve bron zorgt voor een goede bewaking van het mengsel. Continue meting in de flow zorgt ervoor dat de mengverhouding binnen de bandbreedte blijft en de afvoerbuis niet verzand.

Groeneveld vervolgt: “We voeren het mengsel door een zeef die delen groter dan twintig millimeter opvangt, en pompen het zand-watermengsel vervolgens via een buis met een doorsnede van 350 millimeter over zeshonderd meter naar een schip in de Zuid-Willemsvaart. Daar gebruiken we cyclonen om het zand van het water te scheiden. Het water pompen we via een retourleiding terug naar de bouwput.”

Hoge eisen

De parkeergarage komt op een prominente plek. Het wordt een visitekaartje voor de stad. De kwaliteitseisen zijn dan ook hoog. Dit geldt voor alle onderdelen: de architectuur, de stedenbouwkundige en landschappelijke inpassing, de gebruiksvriendelijkheid, het comfort en de duurzaamheid van de garage.

Raoul Beckers, projectleider bij de Dienst Realisatie en Beheer van de gemeente ‘s-Hertogenbosch: “De stadsmuren staan nog steeds om het oude centrum van ‘s-Hertogenbosch heen. De vestingwerken hebben een rijksmonumentale status. Er wordt heel veel aan gedaan om de historie weer beleefbaar te maken. De oplossing voor inpassing van Vonk & Vlam is vanuit die context ontstaan. We brengen de oude stadsgracht weer terug. De twee uitgangen van de parkeergarage zijn niet, zoals je zou verwachten, zo dicht mogelijk bij de winkels geplaatst, maar juist zo dat de bezoeker meteen zicht heeft op de vestingwerken. Alle deelprojecten zijn erop gericht dat we het ‘rondje vestingwallen’ op hoog niveau kunnen beleven. Daar zijn we al twintig jaar mee bezig.”

EMVI-eisen geven doorslag

De keuze voor natte ontgraving – en daarmee beperking van het aantal vrachtwagenbewegingen – heeft alles te maken met de keuze van de gemeente ‘s-Hertogenbosch om in alles de dialoog aan te gaan met bewoners. Projectmanager Guido Bosman van Heijmans: “De natte ontgraving door Martens en Van Oord komt volledig op het conto van de EMVI (Economisch Meest Voordelige Inschrijving )-eisen ten aanzien van de beperking van bouwhinder. Het levert geen optimalisatie in tijd en het is duurder dan droog ontgraven. Maar wij hebben ervoor gekozen en ermee gescoord bij de gemeente.”

Raoul Beckers: “In de vergunningfase zijn bezwaren vanuit de omgeving geweest, waarna we nadrukkelijk voor de dialoog hebben gekozen. Er is een projectbegeleidingsgroep waarin achttien plaatselijke groeperingen zijn vertegenwoordigd. We hebben met z’n allen afgesproken dat we eruit komen. Daar volgt uit dat als er belangen zijn die wij als gemeente kunnen dienen, wij dan niet zullen nalaten dat ook te doen. Dat betekent onder andere dat we voor de meest veilige bouwmethoden hebben gekozen. Dat hebben we gedaan door de markt uit te dagen met twee belangrijke EMVI-criteria: het voorkomen van en omgaan met schade en bouwhinder. Dat zijn heel zwaarwegende eisen. Dat blijkt uit het feit dat de EMVI-eisen uiteindelijk de doorslag hebben gegeven. We hebben op basis van onze eigen cijfers een bandbreedte voor de kosten aangegeven. Wie daaronder ging, kon geen extra punten verdienen, waardoor de EMVI-eisen echt meetelden.”

Guido Bosman: “We zaten in onze interne calculatie in eerste aanleg boven het plafondbedrag en wilden maximaal scoren in aftrek op basis van EMVI-criteria. We hebben onszelf heel hoge eisen gesteld, omdat die scherpte aan de voorkant ertoe leidt dat de faalkosten snel afnemen. Met andere woorden: hoe hoger de eisen, des te meer wij verdienen. Als je bereid bent de kwaliteit te leveren die de opdrachtgever verlangt, is hij ook bereid daarvoor te betalen, is onze ervaring.”

Om in de binnenstad voldoende parkeergelegenheid te creëren zonder dat dit ten koste gaat van de leefbaarheid van het centrum, heeft de gemeente Harderwijk een nieuwe parkeergarage laten bouwen aan de Houtwal.

De garage is rond, heeft een diameter van 60 meter en biedt plaats aan 450 voertuigen. In het midden heeft hij een groot glazen dak, dat ervoor zorgt dat tot onderin – ruim 21 meter beneden het maaiveld – daglicht valt. De parkeerlagen hebben de vorm van een spiraal en liggen rond de lichtschacht die een doorsnede heeft van 12 meter. Op weg naar beneden komen bezoekers nergens een pilaar tegen. Voor het verlaten van de garage is een aparte rijbaan gemaakt rond de lichtschacht, die automobilisten zonder obstakels naar de uitgang voert.

Diepwanden

De garage is aanbesteed als design-and-constructcontract, en ontworpen en gebouwd door bouwcombinatie Houtwal. Voor de bouw zijn diepwanden gemaakt tot een diepte van 24,5 meter, waarbij elk paneel ongeveer 8 meter breed is en 1,2 meter dik. Een rubberen slab tussen de diepwanden zorgt voor een goede waterdichte afsluiting.

Nadat de ring van diepwanden gereed was, is het grootste deel van de grond hydraulisch ontgraven om overlast voor de omgeving door vrachtwagens te voorkomen. Het natte zand is opgezogen en via een persleiding naar een depot verpompt. De leidingen hiervoor zijn tijdelijk in het gemeentelijke riool aangebracht.

Tijdens graafwerkzaamheden zijn resten van een oude stadspoort ontdekt. Deze zijn gerestaureerd en staan tentoongesteld op de onderste verdieping van de parkeergarage.

Onderwaterbeton

De onderste vloer van de garage bestaat uit onderwaterbeton. Om opdrijven van deze vloer te voorkomen zijn ruim 400 GEWI-ankers aangebracht met een lengte van 34 meter. De paalpunten van deze ankers zitten 53 meter onder het maaiveld.

Voorafgaand aan het storten van het onderwaterbeton is een wapeningslaag van een meter dik aangebracht, die ervoor zorgt dat de vloer niet opbolt. Na uitharding van het onderwaterbeton bleek de aansluiting tussen de vloer en wanden nog niet volledig waterdicht. Daarom hebben duikers gaten door het beton geboord en met injectielansen een expanderende tweecomponentenhars geïnjecteerd tussen de vloer en de wanden. Toen de lekkage was verholpen, heeft de bouwcombinatie het water uit de bouwput gepompt en is begonnen met de afbouw.

Eerst is bovenop het onderwaterbeton een constructieve vloer gemaakt van 75 centimeter dik. Vervolgens zijn de middenkoker en de trappenhuizen gebouwd. Vanuit de trappenhuizen zijn de kolommen gesteld waarop de prefab betonnen parkeerdekken steunen. Het betreft acht betonnen kolommen voor de middenring en zestien voor de buitenring. Het niet-glazen deel van het dak bestaat uit ruim vijftig betonnen dakliggers met een gewicht van elk zestien ton. Het dak is voorzien van gras en het glas is beloopbaar om het gebied een parkachtige uitstraling te geven.

Sprinkler-installatie

De parkeergarage is voorzien van energiezuinige, dimbare led-verlichting. In totaal gaat het om 650 led-armaturen die vier standen hebben: 30, 25, 20 en 15 Watt. Verder is de garage uitgerust met een sprinklerinstallatie. Bij brand gaan de sprinklers nabij het vuur direct sproeien, zodat een brand geen kans heeft zich verder te ontwikkelen. Daardoor blijft de temperatuur bij een brand laag en blijft de bouwkundige constructie gespaard. Een ventilatiesysteem zorgt voor de afvoer van rook.