1. thema
Staalvezelversterkt onderwaterbeton3 201344
thema
Staalvezelversterkt
onderwaterbeton
1
Krachtswerking,
ontwerp en
toepassings­
mogelijkheden

2. Staalvezelversterkt onderwaterbeton 3 2013 45
P
δ
P
δ
δ δ δ
δ
δ
δ
P/2 P/2
P/2 P/2
P
A
B
I II III
P P
δ δ δ
P P P
P
δ
P
2
In dit artikel worden de effecten van staalvezelbeton op de
krachtswerking beschreven en de toepassingsgebieden waar
een optimale meerwaarde kan worden behaald. Vervolgens
worden concrete handvatten geboden voor het ontwerp.
Hierbij wordt veelvuldig verwezen naar diverse normen, reken-
regels en overige literatuur; rekenregels zijn namelijk gefrag-
menteerd voorhanden. Tot slot wordt de meerwaarde toegelicht
voor twee voorbeeldprojecten.
Krachtswerking
Staalvezels hebben effect op de krachtswerking in onderwater-
betonvloeren. Na het ontstaan van de eerste scheurtjes in de
gecementeerde betonstructuur worden de staalvezels gemobili-
seerd. Door dit zogenoemde na-scheurgedrag ontstaat er een
rest-treksterkte. Doordat geen brosse breuk mogelijk is en het
materiaal zich taai gedraagt, mag deze rest-treksterkte in reke-
ning worden gebracht.
De effecten worden beschreven aan de hand van figuur 2. Deze
is afkomstig uit Model Code 2010 (MC2010) [1]. Hierbij is een
onderscheid gemaakt voor staalvezelbeton met ‘tension softe-
ning’ (A) en staalvezelbeton waarbij plastisch gedrag wordt
gegarandeerd met ‘tension hardening’ (B). Voor volledig plas-
tisch gedrag op microniveau voor centrische trek (I) is een
staalvezeldosering benodigd van minimaal 1,0% in materiaal-
volume. Voor buigtrek (II) is dit aanzienlijk lager met circa
0,5%. Voor het gedrag van de constructie op macroniveau (III)
is naast de dosering van de staalvezels het type constructie
doorslaggevend.
Het na-scheur-gedrag gaat gepaard met een reductie van de
stijfheid. Onderwaterbetonvloeren zijn gedrongen constructies
en meervoudig statisch onbepaald. Door het taaie gedrag wordt
het vermogen tot krachtenherverdeling aangesproken. Naast de
toename van de inwendige opneembaarheid van krachten,
reduceren de maximaal optredende belastingen in het onder-
waterbeton. Gedurende het op buigtrek belasten van de staalve-
zels kunnen de vervormingen (krommingen) van het beton
toenemen, totdat breuk ofwel pull-out van staalvezels optreedt.
Om een grote invloed te hebben op de krachtswerking, is een
volledig plastisch gedrag voor onderwaterbeton niet nodig.
Voor de staalvezeldosering wordt doorgaans 35 kg/m3
geadvi-
seerd. Dit komt in volume overeen met ongeveer 0,45%. Hier-
door wordt in de tijd globaal het volgende pad bewandeld in
figuur 2:
– I-B: scheurbeperking in buitenste betonschil tijdens eerste
dagen van hydratatie;
– I-A: eventuele krimpscheurvorming voorafgaand aan het
leegpompen (voor lange bouwputten);
– II-A: buigscheurvorming ter plaatse van piekmoment ten
gevolge van leegpompen bouwkuip;
– III-B: patroon van (micro)scheuren in tension-softening-tak
met krachtenevenwicht na herverdeling.
Waterdichtheid
De taaiheid van staalvezelbeton beperkt de scheurvorming in
wijdte én diepte. Bij een gegeven rek van het beton wordt de
bijbehorende vervorming verdeeld over diverse microscheuren.
Vloeren van onderwaterbeton worden normaal­
gesproken volledig ongewapend uitgevoerd. Uitvoe-
ringstechnische aspecten maken het toepassen van
traditionele wapening bezwaarlijk. Door de jaren
heen zijn diverse bouwputten uitgevoerd met een
vloer van staalvezelgewapend beton. De eerste en
grootste was de bouwput van Potsdamer Platz in
Berlijn halverwege de jaren negentig. In Nederland
had de onderdoorgang van de Heinoseweg in Zwolle
de primeur in 2001. Kort daarna volgden enkele kunst-
werken binnen de Betuweroute, waarvan de
Botlekspoortunnel de bekendste is. In 2013 komen
daar enkele projecten in de utiliteitsbouw bij.
ir. Ruud Arkesteijn,
ing. Michaël Menting
ABT bv
1 Storten staalversterkt onderwaterbeton
Mauritshuis, Den Haag
2 Effect van staalvezels voor belasting op trek
en buiging [1]

3. thema
Staalvezelversterkt onderwaterbeton3 201346
a b
drukspanningen
trekspanningen
hb
hb
δct
Max ∆T
jonge fase
uitgeharde fase
3
4
3 Temperatuur en rek over betondoorsnede tijdens beginfase hydratatie [6]
4 Krimpscheurvorming in onderwaterbeton met vezels (links) en ongewapend
(rechts)
veiligheid tegen bezwijken te garanderen, kan in de UGT
worden gerekend met de normaaldrukkracht uit membraan-
werking.
Juist voor lage normaaldrukkrachten resulteert het rekenen
met de rest-treksterkte van het materiaal tot een relatief grote
toename van de momentcapaciteit. Voor smalle bouwkuipen
geldt als bijkomstigheid dat het randstoringseffect groot is.
Bijvoorbeeld voor een onderdoorgang kan krachtenherverde-
ling een aanzienlijke reductie geven van de maximaal optre-
dende momentbelasting en dwarskracht [4].
Lange bouwputten
Voor lange en vooral smalle bouwkuipen is het ontstaan van
krimpscheuren in het onderwaterbeton te beschouwen als een
vast gegeven.
Beton is vooral in de plastische en jonge fase gevoelig voor
scheurvorming. Onderwaterbeton kan worden gekarakteri-
seerd als massabeton. Dit betekent dat het ongewapende beton
tijdens het uitharden doorgaande scheurvorming kan vertonen
zonder dat er externe belastingen optreden.
De volgende twee mechanismen veroorzaken deze externe
belasting.
1. De eerste is het gevolg van een verschiltemperatuur over de
hoogte van de vloer [6]. In de kern neemt de temperatuur in
het beginstadium van de hydratatie toe tot circa 35-40 °C.
Aan de randen wordt het beton gekoeld door het omringende
water. De kern duwt het verse beton aan de randen uit elkaar.
De stijfheid van het verse beton aan de randen is nog beperkt.
Een relatief lage dosering aan staalvezels is hiervoor
voldoende om plastisch gedrag te verkrijgen (fig. 3 en I-B in
fig. 2).
2. Na het bereiken van de piektemperatuur koelt de kern lang-
zaam af. De bijbehorende temperatuurkrimp en verhinderde
vervorming resulteren in trekspanningen in de resterende
betondoorsnede; de spanningen in figuur 2B wisselen van
Dit in tegenstelling tot ongewapend beton waarbij lokale
vervormingen zich concentreren ter plaatse van één scheurlo-
catie. Dit heeft vooral effect op de waterdichtheid van de vloer.
In [2] zijn resultaten gepresenteerd voor proefstukken van
diverse typen beton waaraan een centrische rek is opgelegd.
Doorstroom van water ontstaat voor staalvezelbeton met 1,0%
(v/v) aan vezels bij een rek die 50 tot 100% groter is dan bij
ongewapend beton het geval is. Voor grotere, centrische
vervormingen bedraagt de doorlatendheid van staalvezelbeton
circa 20% van die van ongewapend beton. Dit is te verklaren
door de invloed van de scheurwijdte op het doorstroomdebiet,
die in formules is opgenomen tot de derde macht.
Meerwaarde
De grootste problemen van traditionele onderwaterbetonvloe-
ren liggen bij toepassing in relatief:
– ondiepe bouwputten;
– lange bouwputten;
– complexe bouwputten.
Voor genoemde toepassingen wordt kort de meerwaarde van
staalvezels toegelicht.
Ondiepe bouwputten
Vooral bij ondiepe bouwputten ontstaan lage normaaldruk-
krachten in het onderwaterbeton. Dit door een beperkte grond-
en waterdruk achter de bouwkuipwanden. Bij een kleine
normaaldrukkracht moet de vloer worden getoetst op onge-
scheurde momentcapaciteit. Voor ongewapende vloeren is al
snel een dikke vloer nodig [3]. In specifieke gevallen kan de
stempelkracht in de vloer worden geoptimaliseerd door de
bouwputfasering aan te passen. Vaak behoort dit, omwille van
strenge vervormingseisen, niet tot de mogelijkheden. Om de

4. Staalvezelversterkt onderwaterbeton 3 2013 47
toelaatbarerek[‰]
minimale vloerdikte hmin
[mm]
CA111
60 [mm]
45 [mm]
30 [mm]
15 [mm]
vezellengte:
0
200 400 600 800 1000 1200
10
20
30
ε = 0,02%
ε = 0,05%
0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0
SVB (BGT)
SVB (UGT)
C25/30 (BGT)
C25/30 (UGT)
1,25 *fctd,pl
fctd,pl
100
200
300
400
momentcapaciteitMRd
[kNm/m’]
kromming κ [mrad
*10-6
]
5
6
5 Grafiek met risico op vezel-pull-out als
functie van vezellengte, vloerdikte en rek
6 M-(N)-κ-diagram voor rekenvoorbeeld met
en zonder staalvezels
Complexe bouwputten
Onder deze noemer vallen bouwputten die niet rechttoe recht-
aan zijn. Een complexe geometrie of toepassing van diverse
typen trekelementen kan resulteren in een onregelmatig krach-
tenpatroon dat ongunstiger is dan de ‘gebruikelijke’ randsto-
ringseffecten.
De taaiheid van staalvezelbeton zorgt ervoor, dat gevoelige
plekken voor scheurvorming op buiging niet maatgevend
hoeven te zijn in het ontwerp. Spanningen ter plaatse van piek-
lasten kunnen aantoonbaar worden herverdeeld naar nabij-
gelegen gebieden die een lagere spanning bevatten. Eenzelfde
robuustheid wordt verkregen voor situaties waarbij belastingen
tijdens de bouwputfase kritisch zijn; bijvoorbeeld door bouw-
materieel in de bouwkuip of het gefaseerd storten van de
constructievloer.
Rekenmethodiek
De belangrijkste leidraad voor het ontwerp van staalvezelver-
sterkte onderwaterbetonvloeren volgt uit een combinatie van
CUR-Aanbeveling 77 (zie kader), met rekenregels voor onge-
wapende onderwaterbetonvloeren (CA 77) en CUR-Aanbeve-
ling 111 (CA 111), voor het ontwerp van bedrijfsvloeren in
staalvezelbeton. Strikt genomen bestaat er geen overlap in de
toepassingsgebieden van deze rekenregels. CA 77 richt zich op
vloeren met een dikte van minimaal 800 mm. Volgens CA 111
mag de rest-treksterkte van staalvezelbeton in rekening worden
gebracht voor vloeren tot 600 mm. Dit hiaat is te verklaren
doordat voor het toepassingsgebied van bedrijfsvloeren is
gekozen voor een veilige dikte, waarbij pull-out van vezels is
uitgesloten. Dit is mede te wijten aan een gebrek aan voldoende
gericht onderzoek op dit gebied. Hierdoor is in CA 111 een
vaste waarde voor de maximaal toelaatbare rek beschreven. In
werkelijkheid is het risico op pull-out afhankelijk van de
buigrek en de constructiedikte [7].
In figuur 5 is de grenswaarde voor pull-out van staalvezels
weergegeven voor onderwaterbeton. Voor toepassing in onder-
waterbeton worden staalvezels met eindverankering geadvi-
seerd met een minimale lengte van 50 mm. Bij een beperking
van de toelaatbare rek is voor gangbare vloerdikten geen sprake
van pull-out.
teken. De scheuren aan het oppervlak werken bij ongewa-
pend beton als een scheurinleider met doorgaande scheur-
vorming als gevolg [3]. De scheurtjes in staalvezelversterkt
onderwaterbeton werken door de rest-treksterkte als een
plastische dilatatie, waardoor de eerste scheur niet opentrekt.
De totale krimp wordt hierdoor over meerdere scheuren
verdeeld. Dit voorkomt het ontstaan van watervoerende
krimpscheuren (fig. 4).
Een traag betonmengsel met een minimale productie van
hydratatiewarmte kan de risico’s en schade aanzienlijk beper-
ken. Hiervoor is in de praktijk echter vaak te weinig aandacht
[5]. Watervoerende scheuren en de noodzaak tot injecteren
leiden tot kosten en kostbare bouwvertraging.
Rekenregels
De beschreven rekenregels zijn deels gebaseerd
op de stand van zaken in maart 2013 binnen de
herziening van CA 77 door commissie VC95.

5. thema
Staalvezelversterkt onderwaterbeton3 201348
niet-zichtbare buigscheur
pons geïnitieerd door buiging/rotatie
owb-vloer
anker
ankerplaat buigscheur
rotatiepunt
7
7 Bovenaanzicht en doorsnede van ponsbezwijkvorm schotelverankering
8 PonsproevenTU Eindhoven op ongewapend beton (a) en staalvezelbeton (b)
9 Gevoeligheid van onderwaterbeton voor pons en effect van staalvezels
Rekenkundig moet een veilige mate van vervormingen worden
gehanteerd. Hierdoor blijft de maximale rek ver verwijderd van
eventuele breuk of pull-out van staalvezels en is voldoende
veiligheid tegen bros bezwijken gegarandeerd. Voor de BGT
wordt een maximale rek ε van 0,02% aanbevolen, waardoor de
scheurvorming zeer beperkt blijft. Voor de UGT wordt een
aanzienlijk hogere toelaatbare rek ε van 0,05% geadviseerd.
Door de zeer beperkte drukzonehoogte is dan scheurwijdte
ongeveer 700 mm x 0,05% in de uiterste vezel = 0,35 mm. De
breukrek van verankerde staalvezels is gesteld op ε = 2,5% op
basis van de rekenregels conform CA 111 De toelaatbare rek
volgt uit de vertaling van de beproevingen van een balkje met
de dikte van 125 mm. Deze rek komt overeen met een scheur-
wijdte van 3,5 mm, die volgt uit het bijbehorende CMOD-
kracht diagram (crack mouth opening displacement).
De corresponderende reductie van de stijfheid van het materi-
aal is te berekenen door het over te brengen moment te relate-
ren aan de bijbehorende kromming. Voor het rekenvoorbeeld
correspondeert 0,02% rek in de BGT met een fictieve elastici-
teitsmodulus van 20 400 MPa. Voor 0,05% rek in de UGT geldt
een elasticiteitsmodulus van 8600 MPa (fig. 6).
Pons
De vezels hebben een positief effect op de ponscapaciteit. De
toevoeging van voldoende vezels zorgt in beperkte mate voor
buigtaai gedrag voorafgaand aan het ponsen. Door het buigtaai
gedrag kan een plastische momentenherverdeling plaatsvinden,
waardoor een hogere bezwijklast wordt gevonden. Desondanks
is in CA 111, vanwege beperkt beschikbaar onderzoek ten tijde
van het opstellen van de aanbeveling, geen verhoging op de
ponssterkte in rekening gebracht aan staalvezelversterkt beton
zonder buigwapening.
Om de meerwaarde van de vezels toe te lichten, wordt het pons-
bezwijkmechanisme kort beschreven. Pons wordt geïnitieerd door
buiging binnen de ponskegel. Dit principe is weergegeven in
figuur 7 waarin de radiale buigscheuren zijn weergegeven die
ontstaan nabij een puntlast op een plaat. Bij ongewapend beton
blijkt uit onderzoek dat het optreden van een radiale buigtrek-
scheur een kettingreactie initieert. Bij deze kettingreactie zal de
radiale scheur zijn capaciteit verliezen; het tangentiale scheurvlak
(de ponskegel) kan de kracht moeilijk overnemen. Dit gaat zo snel
dat de stukken beton eraf kunnen spatten; zie de linkerfoto van
figuur 8.
Bij staalvezelbeton vindt hetzelfde proces plaats. Doordat de capa-
citeit in de radiale scheur plastisch gedrag vertoont, wordt de
kettingreactie vertraagd. Veelal is de kromming voorafgaand aan
het bezwijken al zo groot dat de momentcapaciteit afneemt. Het
daadwerkelijk bezwijken, zal dan optreden met een ponskegel
waarin alle radiale en tangentiale scheuren aanwezig zijn.
Onderstaand volgt een kwantificering van de effecten van staal-
vezels. Hierbij is gebruikgemaakt van rekenregels uit CA 77,
Eurocode (EC), CA 111 en Modelcode 2010 (MC2010) en de
resultaten uit proeven conform de richtlijnen in CA 111. Voor
de rekenvoorbeelden worden doorsnedecapaciteiten gepresen-
teerd. In dit voorbeeld bedraagt de minimale vloerdikte hmin
is
700 mm, betonsterkteklasse C25/30 en een normaaldrukkracht
N = 200 kN/mʹ Er wordt een vergelijking gemaakt tussen:
– C25/30: onderwaterbeton zonder staalvezels;
fctd,pl
= 0,96 N/mm2
;
– SVB: onderwaterbeton met 35 kg/m3
staalvezels;
feqm
= 3,5 N/mm2
.
Momentcapaciteit en elasticiteitsmodulus
Voor het berekenen van de momentcapaciteit MRd
met rest-
treksterkte zijn rekenregels gegeven in CA 111. In figuur 6 is
het M-(N)-κ-diagram weergegeven. De rest-treksterkte is
duidelijk zichtbaar. Conform CA 77 behelst de BGT de water-
dichtheid en wordt in de UGT de veiligheid tegen bezwijken
beschouwd. In figuur 6 zijn waarden weergegeven tot een
maximale buigrek ε van circa 0,5%. Vanaf circa 1,0% neemt de
momentcapaciteit MRd
geleidelijk af onder beïnvloeding van
pull-out.

6. Staalvezelversterkt onderwaterbeton 3 2013 49
owb-vloer
75
150
tol.boven
tol.onder
tol.verankering
dmin
hgem
δ
P
8a 8b
9
Dwarskracht
Toetsing op dwarskracht in CA 77 is gebaseerd op EC2; voor
ongewapende en lichtgewapende constructies gelden artikel 6.2
(afschuifbuigbreuk) en hoofdstuk 12 (afschuiftrekbreuk). Staal-
vezels verhogen de schuifsterkte van het beton in beperkte
mate. Voor het toepassingsgebied van onderwaterbeton is met
het oog op dwarskracht vooral het vermogen tot krachten-
herverdeling van belang. Ook zonder toepassing van wape-
ningsstaven wordt de verhoging van de uiterst opneembare
schuifspanning (fcvd
= T1
) met T1,f
volgens CA 111 veilig geacht
voor onderwaterbetonvloeren.
Krimpscheurvorming
De BGT in CA 77 is gericht op de waterdichtheid van de vloer. De
formulering van toetsingen geeft expliciet geen garantie op water-
dichtheid ten gevolge van krachtswerking in de lange richting.
Toetsingsregels voor het ontstaan van krimpscheuren zijn niet
omschreven. In een plaatmodel met horizontale veerstijfheden ter
plaatse van het contactvlak met de ondergrond, trekpalen en
bouwkuipwanden, kan de verhinderde vervorming worden gemo-
delleerd. Een goede prognose van de betontechnologische eigen-
schappen van het onderwaterbeton is in grote mate bepalend voor
de resulterende betontrekspanningen gedurende het hydratatie-
proces. Toetsing voor een ongewapende vloer is dus mogelijk [3].
Maar deze toetsing is zeer gevoelig voor de gekozen uitgangspun-
ten. Voor een analyse van het effect van staalvezels is een fysisch
niet-lineair volumemodel benodigd.
Zoals eerder aangegeven vertoont vezelversterkt beton, wanneer
deze puntvormig wordt belast of ondersteund, buigtaai gedrag (zie
III-B in fig. 2).
In foto 8b is niet de gehele ponskegel uit de vloer gekomen.
Hierbij wordt de maximale kracht bereikt zonder dat een explo-
sieve kettingreactie optreedt. De toelaatbare verplaatsing en de
maximale ponskracht die worden gevonden bij deze constructie,
zijn hoger dan bij een ongewapende constructie.
Staalvezels verhogen de ponscapaciteit door taaiheid toe te voegen
binnen de ponskegel. In figuur 9 is dit principe weergegeven. De
stippelpijl in het M-(N)-κ-diagram is de maximale spanning die in
rekening kan worden gebracht bij ongewapend beton; de doorge-
trokken lijn geldt voor een vezelgewapende doorsnede. In
MC2010 worden handvatten geboden om de gunstige invloed van
staalvezels in rekening te brengen voor de ponscapaciteit.
Video
Op www.cementonline.nl staan
versnelde video-opnames van de
bezwijkproeven die hebben geleid tot pons-
mechanismen behorende bij figuur 8.

7. thema
Staalvezelversterkt onderwaterbeton3 201350
10
11
10 Doorsnedeschets aansluitende bouwkuipen Mauritshuis
tekening: Niki Loonen
11 BIM-modelGroningerForummetbovenbouw,parkeergarageenfunderings-
elementen
Door het ontbreken van de stempelkracht over de beschouwde
doorsnede zijn meer aanvullende maatregelen getroffen. Zo is de
onderwaterbetonvloer in een UGT-plaatberekening getoetst voor
de situatie dat de vloer verticaal verschuift langs de bestaande
damwanden en de CSM-wand (in de grond gevormde wand).
Deze ontwerpmethodiek resulteert in een robuust en economisch
ontwerp, omdat geen speciale verbindingsvoorzieningen beno-
digd zijn ter plaatse van de keerwanden. Wel is geadviseerd injec-
tieslangen langs de verbinding met de keerwanden aan te brengen
om eventuele lekkages te kunnen verhelpen.
Voorbeeldproject Groninger Forum
De bouwput van het project Groninger Forum gaat, ten behoeve
van een toekomstige parkeergarage, vijf bouwlagen de grond in.
Het gebouw wordt gefundeerd op een niveau beneden de potklei.
De zwaarstbelaste poeren en palengroepen zijn ontworpen op
36 MN. Voor de definitieve en tijdelijke fase wordt rond de poeren
een regelmatig stramien van ankerpalen toegepast. De bouwput is
omsloten door diepwanden met aan de westkant een gekromde
zijde. De bouwkuip kan voor het ontwerp van de onderwater-
betonvloer worden beschouwd als een samenkomst van de drie
eerder beschreven probleemgebieden:
1. de normaaldrukkracht aan de gekromde zijde is relatief laag,
doordat de stempelkracht deels wordt opgenomen door ring-
werking in de diepwanden;
2. de bouwkuip is circa 80 m lang en introduceert daarmee een
groot risico op krimpscheurvorming;
3. de combinatie van de diepwand die reageert als starre
randondersteuning (door het grote eigen gewicht), stijve
palengroepen en slappe ankerpalen, zorgt voor een zeer
onregelmatige krachtswerking.
Ter illustratie van het effect en de meerwaarde van staalvezels
worden twee voorbeeldprojecten toegelicht.
Voorbeeldproject Mauritshuis
Voor de ondergrondse uitbreiding van het Mauritshuis in Den
Haag zijn drie opeenvolgende bouwputdelen nodig. De vervor-
mingseisen en risico’s zijn een belangrijk onderdeel van de
geotechnische advisering. Door deze uitzonderlijke situatie, in
combinatie met de gewenste flexibiliteit in de bouwfasering, is
de gegarandeerde stempelkracht in de onderwaterbetonvloer
van de middelste bouwkuip nihil. Deze bouwkuip valt hiermee
in het probleemgebied van ‘ondiepe bouwputten’, de eerder-
genoemde categorie met een lage normaaldrukkracht in het
onderwaterbeton. Voor ongewapend beton resulteerde dit
volgens de oude CA 77, met een netto opwaartse druk van
slechts 30 kN/m2
, in een benodigde vloerdikte van 1500 mm.
Door de onderwaterbetonvloer uit te voeren met staalvezels is
de vloerdikte gereduceerd tot 900 mm. Naast de besparing op
materiaal en bouwtijd is voor dit project de beperking op de
benodigde ontgravingsdiepte van groter belang. Grondkerende
constructies vervormen vooral tijdens het nat ontgraven. Hier-
door werkt de beperking van de benodigde ontgravingsdiepte
risicoverlagend met het oog op eventuele schade aan op staal
gefundeerde belendingen.

8. Staalvezelversterkt onderwaterbeton 3 2013 51
12a
12b
12 Plaatmodel en vervormingen onderwater-
beton Groninger Forum met kraanpoeren
Conclusies en aanbevelingen
Het taaie scheurgedrag van staalvezelbeton resulteert in meer,
maar kleinere, scheuren. Specifiek voor onderwaterbeton biedt
de hogere moment-, pons- en dwarskrachtcapaciteit in combi-
natie met het faciliteren van krachtenherverdeling de mogelijk-
heid de vloerdikte en het palenplan te optimaliseren. Relatief
lage staalvezeldoseringen zijn het meest kostenefficiënt. Onaf-
hankelijk van de vloerdikte worden de eigenschappen met
betrekking tot scheurvorming en waterdichtheid sterk verbe-
terd.
De ervaringen met staalvezelversterkt onderwaterbeton en
beproevingen zijn goed, maar rekenregels zijn gefragmenteerd
en veelal onbekend bij constructeurs. Met een combinatie van
normen en aanbevelingen is er voldoende houvast voor een
gedegen rekenmethodiek. MC2010 beloont het toepassen van
taaiere materialen op een verantwoorde wijze. Toepassing van
staalvezels bevordert een robuust ontwerp met het oog op
mechanismen en bouwfasen die geen toetsing behoeven
conform CA 77.
De reductie in het benodigde materiaal, voor deze toepassing
van tijdelijk massabeton, draagt bij aan een duurzame bouw. In
2013 wordt binnen diverse projecten ervaring opgedaan met
staalvezelversterkt onderwaterbeton. Mogelijk kan, mede door
opgedane kennis en ervaring, een stap worden gezet in de rich-
ting van onderwaterbetonvloeren met een permanente functie.
Dit is vooral interessant voor infrastructurele projecten waarbij
de eisen voor waterdichtheid beperkt zijn.
Met een QuickScan kunnen per bouwput de kritieke punten
voor het onderwaterbeton worden aangegeven. Indien gewenst
kunnen mogelijkheden voor optimalisaties worden onderzocht.
Het toepassen van staalvezelbeton is een van de oplossingsrich-
tingen.
Meer informatie is te vinden op www.ondergrondsbouwen.eu. ☒
Door staalvezelbeton toe te passen in combinatie met een doel-
matig geavanceerde rekenmethode, kon de onderwaterbeton-
vloer worden gereduceerd tot een bescheiden dikte van
1000 mm. Er is een controle uitgevoerd voor eventueel slippen
van het onderwaterbeton langs de diepwanden. Hieruit is
gebleken dat het maken van bewerkelijke en risicovolle inkas-
singen in de diepwanden achterwege konden blijven.
Tijdens de bouwfase zijn er twee kraanpoeren benodigd. Met
een aanvullende berekening is het gedrag van de onderwater-
betonvloer onderzocht voor het in gebruik zijn van kranen.
Aanpassing van het ontwerp van de vloer en het palenplan
bleek niet nodig, mits de kraanpoeren boven op het onderwa-
terbeton voldoende groot worden uitgevoerd. Zonder toepas-
sing van staalvezelbeton was dit waarschijnlijk alleen mogelijk
geweest door het aanbrengen van wapeningskorven in het
onderwaterbeton en het verdikken van het onderwaterbeton.
Uitvoering
Voor onderwaterbeton geldt dat een lokale verstoring in dose-
ring of oriëntatie van de vezels niet problematisch hoeft te zijn.
Desondanks zijn spreiding en verpompbaarheid van de staalve-
zels een belangrijk aandachtspunt tijdens de uitvoering. Een
relatief brede of korte stortbuis wordt geadviseerd.
● Literatuur
1 CEB-FIB Model Code 2010 – Final draft, Volume 1&2, maart 2012.
2 Reinhardt, H.W., Beton als constructiemateriaal, eigenschappen en
duurzaamheid, 1985.
3 Arkesteijn,R.T.,Afstudeerrapport:Dimensioneringvanonderwaterbe-
tonvloeren, maart 2012.
4 Boersma,Æ.,Heijmans,R.W.M.G.,Jansen,J.A.G.,Ruimbaanmetstaal-
vezelversterkt onderwaterbeton, Cement 2001/4.
5 Stufib rapport 20, maart 2012.
6 Lohmeyer, Ebeling, Weiße Wannen – einfach und sicher, 2009.
7 Van den Bos, A.A., Rekenen aan staalvezelbeton, Cement 2011/3.