Nadenken bij het betonstorten

De Delftse civiel ingenieur Almer van der Stoel bekeek hoe injecties van beton kunnen voorkomen dat de Amsterdamse binnenstad verzakt bij het boren van de Noord/Zuidlijn....

Maarten Evenblij

Slechts weinig promovendi mogen voor vier miljoen gulden verspijkeren aan onderzoek. Ir. Almer van der Stoel wel. Hij kreeg de vrije hand om uit te vinden hoe het verzakken van heipalen tegengegaan kan worden, indien er in de nabije omgeving wordt geboord. Aanstaande dinsdag promoveert hij aan de Technische Universiteit Delft op zijn bevindingen in de slappe Amsterdamse bodem.

De aanleg van de Noord/Zuidlijn in Amsterdam was de directe aanleiding voor Van der Stoels onderzoek. 'In ons zeer toepassingsgerichte vakgebied is het nogal ongebruikelijk om te promoveren', zegt de 30-jarige civiel technisch ingenieur die zich specialiseerde in het grouten, het in de bodem injecteren van een mengsel van zand, cement en water om de grond te verstevigen.

Van der Stoel is een praktisch mens. De HTS-studie weg- en waterbouw, die hij afrondde voor zijn universitaire opleiding, bracht hem in contact met de praktische kanten van het aanleggen van wegen en vaarten. Hij liep stage bij een aannemer in de bouw, wat hem later bij zijn bouw-experimenten goed heeft geholpen. 'Zo kreeg ik inzicht in hoe het gaat in de bouw. Alles moet er snel: zoveel mogelijk werk in zo kort mogelijke tijd. En voor alles wat niet van te voren is afgesproken, moet je flink extra betalen. Door mijn stage spraken uitvoerders en ik nu dezelfde taal.'

Van der Stoel was niet van plan om te promoveren toen hij van de universiteit kwam. Hij nam dienst bij een Amsterdams ingenieursbureau en werd uitgeleend aan het adviesbureau dat betrokken is bij de aanleg van de Noord/Zuidlijn. Die metrolijn moet zich een weg zoeken tussen, vlak langs en onder de tienduizenden palen waarop de - vaak monumentale - panden langs het tracé zijn gebouwd.

'Hoe voorzichtig je ook boort, er ontstaan altijd spanningsveranderingen en verplaatsingen in de bodem. Daardoor kunnen funderingspalen die door de slappe bodem heen op lagere zandlagen staan enkele tot tientallen millimeters zakken. Zakken ze aan de ene kant van het gebouw meer dan aan de andere, dan zakt het pand scheef en kunnen er onaanvaardbaar grote scheuren ontstaan.'

Omdat de metro langs monumentale plekken als de Beurs van Berlage, de Dam en de Munttoren voert, houdt iedereen z'n hart vast. 'Voor als er echt iets mis gaat met het boren, hebben we een vliegticket in onze bureaula liggen om snel het land te kunnen verlaten', verklapt Van der Stoel.

Van der Stoel onderzocht maatregelen die het effect van een normale boring op het zetten van heipalen kunnen verzachten. Al bijna twee eeuwen geleden bedachten ingenieurs dat plekken in de bodem extra stevigheid kunnen krijgen door er een uithardend mengsel van zand, cement en water in te spuiten. Die groutingtechniek heeft zich in verschillende variaties ontwikkeld en kan inmiddels tot op tientallen meters diepte worden ingezet.

Door te grouten langs houten en betonnen heipalen kan ook de stabiliteit van de palen verbeterd worden. Zozeer dat effecten van bodemverstoringen kunnen worden verminderd. Van der Stoel: 'Dat was de theorie. Maar niemand had uitgezocht welke groutingtechniek bij paalfunderingen het meest geschikt is. En ook niet wat precies het effect is van grouting op een belaste heipaal.'

En zo kwam er toch nog een promotie-onderwerp. 'Ik had geen zin om op de universiteit te gaan zitten, dus ben ik drie dagen in de week voor mijn baas blijven werken en twee dagen voor mijn promotieonderzoek. Het Projectbureau Noord/Zuidlijn betaalde overigens de experimenten en in de praktijk liepen werk en studie voortdurend door elkaar.'

Uiteindelijk wist Van der Stoel de klus in iets meer dan vier jaar rond te krijgen. 'Op een gegeven moment is het werk misschien niet af, maar ben je er wel klaar mee. Je kunt altijd nieuwe vragen stellen, maar er komt een moment dat moet je zeggen: dit is het, hier is het rapport. Laat anderen maar verder zoeken als ze dat willen.'

Die praktische instelling had Van der Stoel ook nodig tijdens zijn experimenten op een terrein in Amsterdam-Noord. De samenstelling van de grond daar lijkt op die van de Amsterdamse binnenstad en Van der Stoel liet er achttien houten en drie betonnen palen heien. De palen zaten vol meetinstrumenten om druk in de bodem te kunnen meten. Op de 21 palen werd een stellage van vijzels aangebracht en daarop een gewicht aan betonplaten en zand van 860 duizend kilo.

'We moesten er een bouwvergunning voor aanvragen. Voor je daar doorheen bent, ben je een hele tijd verder. Zo'n groot experiment moet ook in één keer goed in elkaar zitten. Het heeft me anderhalf jaar gekost voordat ik het zo had uitgedacht dat ik ermee kon meten wat ik wou weten en voor ik het bij een aannemer had aanbesteed.'

Vanaf dat moment ging het redelijk snel. Misschien te snel naar het hart van de wetenschapper, maar feitelijk nog te langzaam naar het idee van de aannemer. Van der Stoel: 'Bouwvakkers zijn voortdurend bezig met doen. Stilleggen kost duizenden guldens per uur. Ging er iets niet zo als verwacht, dan eiste de uitvoerder direct een beslissing. Als onderzoeker wil je liever even nadenken en wat mensen bellen. Ik heb wel eens 'Stop!' moeten roepen omdat iemand met een tang klaarstond om een kabel door te knippen die in de war geraakt was. Ze dachten die later wel weer aan elkaar te kunnen knopen. Dat zou onmogelijk geweest zijn, want er liepen tientallen draadjes door naar meetinstrumenten.'

Voortdurend waren er een uitvoerder en drie, vier mensen op de bouwplaats in de weer met het stellen van de vijzels, het bedienen van de meetinstrumenten en het injecteren van het beton. 'Na verloop van tijd ontstaat er toch begrip voor je werkwijze en snappen ze dat je af en toe even moet wachten en nadenken, ook al kost dat geld.'

Van der Stoel erkent dat hij met een soepele baas en een promotor zestig kilometer verderop in Delft in een unieke positie verkeerde. 'Dat gaf mij een enorme vrijheid om zelf mijn weg te vinden. Het moeilijkste vond ik misschien wel om het vervolgens allemaal op te schrijven in een proefschrift. Omdat het onderzoek veel invalshoeken heeft, kreeg ik van de promotiecommissie soms tegenstrijdige adviezen. Terwijl ik het gevoel had: het werk is gedaan, de conclusies getrokken, nou moet het ook maar af zijn.'

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden