Under the bridge

De Isa van Eeghenbrug op een zaterdagmiddag in mei. Het leven op straat wordt alweer wat drukker. Terwijl boven hem een stroom van fietsers en auto’s zich zigzaggend een weg langs de afzettingen in de Vijzelstraat baant, werkt Martijn van Delft van onderzoekspartner Allnamics onder het wegdek in alle rust secuur verder aan de proefbelasting van de zesde paal onder deze brug. “Dit is de tweede paal uit 1886 die we testen”, zegt hij vanuit de kleine bak die tussen de brug en de paal hangt, en waar hij zijn meetapparatuur nu aanbrengt. “De andere vier waren van 1727, dus nog eens ruim 150 jaar ouder.”

Stib

De proefbelastingen zijn een cruciaal onderdeel van het Amsterdamse houten palenonderzoek dat zo’n zes jaar geleden werd gestart door René Terpstra van het Ingenieursbureau.“De renovatie van de Vijzelstraat was een unieke kans voor het team om dit onderzoek nu uit te voeren, want normaal ga je natuurlijk geen brug afbreken om een onderzoek te doen”, zegt hij met een lach. “We willen met ons onderzoek beter kunnen bepalen hoeveel gewicht de houten palen onder de historische Amsterdamse bruggen kunnen dragen. Voor nu bepalen we die draagkracht nog met conservatieve aannames. De huidige richtlijnen en normen geven namelijk onvoldoende houvast om iets te kunnen zeggen over de werkelijke draagkracht van de palen.”

Voor de metingen is door aannemer Dekker een speciale bak ontwikkeld, de Stib. “Dat is een mobiele bouwkuip die boven de funderingspaal wordt gepositioneerd, afgezonken en droog gepompt”, legt Martijn uit. “De paalkop, die 1,5 meter onder de waterspiegel ligt, kan dan in het droge proefbelast worden.”

Pompen

De proefbelasting wordt uitgevoerd met een contragewicht van 50 ton dat op de hulpbrug is geplaatst. Met behulp van een hydraulische vijzel direct onder het contragewicht wordt er langzaam steeds meer belasting op de paal uitgeoefend. Het contragewicht zorgt dat de kracht die de vijzel uitoefent de paal omlaag drukt.

“We beginnen rustig met 25 kilonewton, dat is zo’n 2500 kilogram”, vertelt Martijn vanuit het drijvende kantoor dat naast de brug is aangemeerd. Op een batterij aan computerschermen met tabellen en grafieken leest hij realtime de belasting en het gedrag van de paal af. “Vervolgens voer ik de belasting in stapjes verder op met deze handmatige pomp.” Tussendoor moet hij steeds de belasting eraf halen en wachten tot de grond weer stabiel en in evenwicht is.

Bezwijken

Als de paal meer dan 10% van de paalvoetdiameter zakt of afwijkt van de beginsituatie, zeggen we dat er sprake is van een blijvende verplaatsing: de ondergrond kan de druk niet meer aan en de paal is geotechnisch bezweken. “Als vuistregel houden we hiervoor 3 cm aan”, vertelt René. Behalve de ondergrond kan ook de paal zelf bezwijken, omdat hij met zoveel kracht in elkaar wordt gedrukt, dat hij de belasting niet meer aankan. “Dit noemen we sterktetechnische bezwijking. Dat zagen we mogelijk bij een van de palen uit 1727. Een van de oorzaken hiervan kan zijn dat de paal is aangetast door bacteriën.”

De eerste vijf palen gaven een mix van verschillende resultaten te zien. “Er was een grote variatie in draagkracht. Dat kan aan allerlei variabelen liggen: diameter, aantasting, inheidiepte, leeftijd, noem maar op. Daarom is het ook cruciaal dat we deze palen die we hebben proefbelast ook heel uit de grond kunnen trekken. Pas dan is het plaatje compleet.”

Palen trekken

Een van de eigenschappen die het team te weten wil komen, is de grootte van de punt van de paal. “Want hoe groter de punt, hoe sterker de draagkracht”, legt René uit. “De palen lopen taps toe en tot nu maken we op basis van de kop een schatting van de diameter van de punt.”

Een ander simpel maar heel belangrijk gegeven is hoe lang een paal is en hoe diep hij in de zandlaag staat. René: “Een paal die dieper in de zandlaag staat, staat steviger en heeft dus meer draagkracht. Op basis van de eerste resultaten lijkt het erop dat de palen uit 1886 zo’n 50 centimeter in de eerste zandlaag staan, en die uit 1727 net op de zandlaag. Dat alleen al geeft een heel groot verschil in draagkracht.”

Om deze en andere belangrijke eigenschappen te meten, gaan de palen na te zijn getrokken door naar de TU Delft. “De resultaten van dat onderzoek worden dan gecombineerd met de resultaten van de proefbelastingen van deze palen en de proefbelastingen van nieuwe houten palen op het proefterrein op Overamstel. Als het goed is levert dat samen een nauwkeuriger beeld op waarmee we veel betrouwbaarder de draagkracht van de houten palen onder onze bruggen kunnen voorspellen – zonder palen te hoeven trekken.”