Waterdichte keldermuren met enkelzijdige prefab wandelementen
De wanden van een bouwput worden verstevigd of geschoord door een grondkerende constructie om instorting of afkalving van de grond te voorkomen. Men noemt dit ook wel het beschoeien van een bouwput. Er bestaan verschillende grondkeringstechnieken, zoals berlinerwanden, grondmixwanden en secanspalenwanden. Dikwijls wordt een wand gebetonneerd tegen de grondkerende constructie om een vlakke en waterdichte kelderwand te realiseren. Traditioneel wordt bij het storten van zo’n enkelzijdige wand gebruik gemaakt van bekistingspanelen. Omdat bij het bekisten van dit soort wanden geen centerpennen gebruikt kunnen worden, moeten de bekistingspanelen geschoord worden door zware schoorbokken. Er bestaat echter ook een semi prefab oplossing.
De semi prefab oplossing bestaat uit breedplaten die verticaal geplaatst worden voor de grondkerende wand en zo een verloren bekisting vormen voor de te storten wand (Foto 1). Ze worden tijdelijk geschoord door druk- en trekschoren te verankeren in de vloerplaat. In de wandelementen worden hiervoor de nodige schroefhulzen voorzien. De wandelementen hebben een standaarddikte van 7 cm. De wapening in de elementen wordt berekend door het studiebureau belast met de stabiliteitsstudie en maakt deel uit van de structurele wapening van de wand. Ter plaatse van de verticale voegen tussen de wandelementen voorziet het studiebureau meestal een horizontale voegwapening die overlapt met de wapening in de wandelementen. De ruimte tussen de grondkering en de prefab elementen, die wordt volgestort met beton, moet minstens 25 cm breed zijn. De wandelementen worden, zoals breedplaten, voorzien van tralieliggers om enerzijds de stabiliteit te garanderen tijdens het manipuleren van de elementen en het storten van het beton op de werf en anderzijds om een monoliete samenwerking te krijgen tussen het prefab beton en het stortbeton. De wandelementen kunnen zowel liggend als rechtopstaand toegepast worden. Bij liggend gebruik is de maximale lengte 9 m en de maximale hoogte 3,5 m. Bij rechtopstaand gebruik is de lengte beperkt tot 3,5 m en de hoogte tot 6 m. De oplossing vertoont veel gelijkenissen met een kelderwand uit dubbele wanden. Veel aspecten die aan bod komen in het artikel ‘Waterdichte keldermuren met dubbele wanden’ in BETON 247 zijn dan ook van toepassing op enkelzijdige prefab keldermuren.
Het grote voordeel ten opzichte van de traditionele enkelzijdige wand is de kostenbesparende uitvoering. Zo moeten geen ankerhouders in de funderingsplaat voorzien worden om de schoorbokken te kunnen verankeren (Foto 2). Dit voorkomt extra werkzaamheden voorafgaand aan het storten van de vloerplaat. Uitsparingen en doorvoeropeningen voor allerlei doeleinden kunnen fabrieksmatig in de wandelementen voorzien worden, evenals wachtstavendozen om verbindingen met andere elementen te realiseren. Ook dit resulteert in minder werk op de werf. Aangezien de prefab wandelementen tot 9 m lang geproduceerd kunnen worden, kan een hoog plaatsingsrendement bekomen worden. In samenspraak met de aannemer wordt een faseringsplan opgemaakt waarbij een rendement van 100 m in drie dagen haalbaar is, inclusief het betonstorten. Zonder verder nazicht kan worden aangenomen dat krimpscheuren enkel ter plaatse van de verticale voegen tussen de wandelementen optreden als de lengte van de wandelementen beperkt wordt tot 2,5 keer de hoogte met een maximum van 9 m [1]. Dit is dus ook de maximale lengte van één stortfase. Op de uiteinden van de wandelementen kunnen stremstaalprofielen mee ingebetonneerd worden in de prefab wandelementen om een stortonderbreking eenvoudig mogelijk te maken (Foto 3). Deze stremstaalprofielen zijn voorzien van een waterkeerplaat om de waterdichtheid ter plaatse van de hernemingsvoegen te garanderen. De stremstaalprofielen zijn bij plaatsing vrij eenvoudig aan te passen aan de beschikbare wanddikte. Tegen de grondkerende constructie worden altijd wapeningsnetten aangebracht, waartegen de stremstaalprofielen van de wandelementen geplaatst worden. Deze wapeningsnetten worden ook gedimensioneerd door het studiebureau. De ruimte tussen de wapeningsnetten en de grondkering ter plaatse van de stremstaalprofielen kan bekist worden met houten kepers en bouwschuim (Foto 4). Als het beton voldoende verhard is, moeten de houten kepers van bovenaf uit de wand getrokken worden en moet al het bouwschuim zorgvuldig verwijderd worden. Een groot verschil met dubbele wanden is dat met deze werkwijze de wandelementen niet aaneensluitend geplaatst kunnen worden. Hiermee wordt uiteraard rekening gehouden bij het faseren van de montage. Om toch een aaneensluitende montage en dus een hoger plaatsingsrendement mogelijk te maken, kan geopteerd worden om de ruimte tussen de grondkering en de wapeningsnetten af te dichten met behulp van stremstaal (Foto 5).
De wandelementen worden, net zoals dubbele wanden, geplaatst op stelplaatjes om oneffenheden in de vloerplaat te compenseren. Voor de waterdichtheid is het belangrijk dat de waterkeerplaat van de wandelementen aan de juiste zijde van de waterkeerplaat in de vloerplaat komt te zitten, namelijk aan de zijde van de grondkering. De aannemer moet bij het plaatsen van de waterkeerplaat in de vloerplaat rekening houden met een afstand van 4 à 5 cm tussen beide waterkeerplaten om bij het storten van de wand voldoende beton van hoge kwaliteit aan te kunnen brengen (Fig. 1).
Eventueel kan een zwelband aangebracht worden op de vloerplaat tussen beide waterkeerplaten om extra veiligheid in te bouwen wat betreft de waterdichtheid. Om de wandelementen te kunnen plaatsen, dient het stremstaalprofiel van het wandelement onderaan ingeknipt te worden, waarna de openingen tussen de waterkeerplaat en het stremstaalprofiel zorgvuldig afgedicht worden om betonlekkages te voorkomen. Dit kan door stukken stremstaal aan te brengen of de openingen dicht te lassen. Wanneer de wandelementen niet aaneensluitend geplaatst worden, kan dit ook met bouwschuim. Eventuele betonmelk die tijdens het betonneren toch nog uitloopt, dient samen met het bouwschuim de volgende dag verwijderd te worden. De opening tussen de vloerplaat en de stremstaalprofielen van de wandelementen kan op dezelfde wijze afgedicht worden, maar hiervoor kan ook een zwelband toegepast worden.
Scheurvorming van het beton ten gevolge van thermische vervorming en verhinderde krimp is een gekend probleem in kelderwanden. Tijdens het uitharden warmt het pas gestorte beton op door de hydratatiereactie van het cement. Wanneer het beton gedeeltelijk is uitgehard, koelt het terug af en zal het willen inkorten. De eerder gestorte vloerplaat met de wachtwapening voor de wanden zorgt voor een verhindering van deze krimp aan de voet van de wand. De prefab wandelementen en de grondkeringsconstructie zullen bijkomend de krimp over de volledige hoogte van het gestorte beton belemmeren. Door de verhinderde krimp ontstaan trekspanningen in het beton die kunnen leiden tot verticale scheuren die de waterdichtheid in het gedrang kunnen brengen. De kans op dergelijke scheurvorming wordt geminimaliseerd door de lengte van de stortmoot te beperken tot 9 m. De wapeningsnetten die over de volledige hoogte en lengte aangebracht worden tegen de grondkering helpen om deze trekspanningen op te nemen. Om de scheuropening tot een minimum te herleiden is het raadzaam om de wand op te vullen met beton versterkt met polypropyleenvezels [2].
Net zoals bij dubbele wanden verklaart de fabrikant van de enkelzijdige wandelementen de maximale speciedruk en/of de stortsnelheid tijdens het storten van het beton. Beide zijn belangrijke factoren bij de dimensionering van de wandelementen en de druk- en trekschoren. In een volgende uitgave van BETON gaan we hier dieper op in. De hoogte van de wand heeft uiteraard invloed op het aantal schoren en de capaciteit ervan. Bij wanden lager dan 3,5 m volstaan doorgaans twee schoorrijen, bij hogere wanden zijn er drie nodig om het beton veilig te kunnen storten (Foto 6).
Vooraleer de wandelementen geplaatst worden, moeten houten geleidingsbalken vastgeschroefd worden in de vloerplaat. Deze zorgen ervoor dat de wandelementen op de juiste plaats komen te staan. Tijdens het betonneren vangen ze tevens de horizontale speciedruk op onder aan de voet van de wand. De horizontale betonspeciedruk resulteert in een krachtswerking in en op de schoren, die door de scharnierende verankeringspunten van de druk- en trekschoren in de wandelementen en de vloerplaat (Fig. 2) een kantelmoment veroorzaakt, waardoor de wandelementen de neiging hebben om omhoog te komen. Dit kan resulteren in betonlekkages en scheefstand van de wandelementen en moet dus vermeden worden. Tussen de geleidingsbalken worden daarom L-ijzers vastgeschroefd in de wandelementen en in de vloerplaat (Foto 7). In de wandelementen worden hiervoor de nodige schroefhulzen voorzien. [BHE] n
Referenties
[1] Positionspapier zur Anwendung der WU-Richtlinie, Syspro, 29/6/2018.
[2] Uniwall geoptimaliseerd dankzij meetcampagnes, Buildwise, 2022.
