Stand van zaken breedplaatvloeren

Tekst: ing. Frank de Groot

Constructeurs, gebouweigenaren en veiligheidsdeskundigen zijn inmiddels vloeren van duizenden gebouwen aan het controleren die sinds 1999 zijn opgeleverd. Dat gebeurt eerst op basis van beschikbare tekeningen en andere informatie. De kans bestaat dat er in die vloeren een constructiefout zit waardoor het gebouw kan instorten. Het gaat daarbij niet alleen om de bollenplaatvloeren van Bubbledeck die in Eindhoven zijn toegepast: de verdenking betreft alle typen breedplaatvloeren, met of zonder gewichtsbesparende elementen. Woningen en appartementengebouwen zijn door hun constructie met dragende muren veilig, maar winkels, kantoren, parkeergarages en scholen kunnen een risico vormen. In gebouwen van voor 1999 is een andere vloerconstructie gebruikt.

De afgelopen maanden zijn uit voorzorg tientallen gebouwen gesloten, voor nader onderzoek. Zo zijn er bij enkele schoolgebouwen belastingproeven uitgevoerd met waterbakken of watertanks. Ook zijn voegconstructies intensief beklopt met een hamer, om te horen of de deklaag wel hecht aan de breedplaat (waarover straks meer). Of er zijn kernboringen gedaan, waarna de monsters zijn onderzocht in laboratoria. Veel van deze gebouwen zijn later weer vrijgegeven.
Bij enkele nieuwbouwprojecten is eveneens nader onderzoek gedaan naar reeds gestorte breedplaatvloeren. Dit heeft onder meer bij het in aanbouw zijnde Entree gebouw van Hoog Catharijne geleid tot het plaatsen van bijna 2.500 speciale ankers in de breedplaatvoeren. Dit om te voorkomen dat deklaag en breedplaatvloer door onthechting tot bezwijken van de gehele vloer leiden. De oplossing is ontwikkeld door B+Btec en Van Rossum constructeurs om een hoofd te bieden aan de breeplaatvloerproblematiek. Een pand in Amsterdam kreeg dezelfde behandeling.

Onderzoeken

Er zijn / lopen meerdere onderzoeken naar de instorting van de in aanbouw zijnde parkeergarage in Eindhoven. Allereerst heeft TNO in opdracht van Eindhoven Airport een onderzoek uitgevoerd, waarvan de resultaten zijn vastgelegd in haar rapport van 22 september 2017. Daarnaast heeft Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. in opdracht van BAM Bouw en Techniek een onderzoek uitgevoerd, dat op 25 september 2017 is vrijgegeven. Tot slot loopt er een onderzoek bij de Onderzoeksraad voor Veiligheid. De resultaten worden in de loop van 2018 verwacht.

Wat is er aan de hand?

Uit de onderzoeken blijkt dat de instorting is gestart op de vierde verdieping. De vloeren van de garage zijn bollenplaatvloeren van het type BubbleDeck. De vloer is opgebouwd uit geprefabriceerde breedplaten, geproduceerd met zelfverdichtend beton, die aan de bovenzijde niet zijn opgeruwd. Op de breedplaten wordt op de bouwplaats een druklaag van ter plaatse gestort beton aangebracht. Als de vloer gereed is, vindt de overdracht van trekkrachten van de ene gewapende breedplaat naar de andere plaats via koppelstaven die op de breedplaten in de druklaag is opgenomen. Hiervoor is het noodzakelijk dat het aansluitvlak tussen de breedplaat en het ter plaatse gestorte beton voldoende sterk is.

Uit de onderzoeken is naar voren gekomen dat de afschuifsterkte van het aansluitvlak van de breedplaten onvoldoende was om de trekkracht over te dragen. Het aansluitvlak voldeed niet aan de daarvoor in Nederland geldende norm, te weten de NEN-EN 1992-1-1 (Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies – Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen). In deze norm zitten veiligheidsmarges ingebouwd. In de situatie dat alleen de belasting door het gewicht van de constructie aanwezig was – en zonder rekening te houden met de voorgeschreven veiligheidsmarges – was de afschuifspanning van het aansluitvlak ten tijde van de instorting al zeer kritisch. Dit is dan ook de technische oorzaak van de instorting. Door dit gebrek ontstond er een scheur in het aansluitvlak tussen de geprefabriceerde breedplaat en het ter plaatse gestorte beton, parallel aan en tussen de koppelwapening in het ter plaatse gestorte beton en de wapening in de breedplaat. Deze scheur werd aan het einde van de koppelwapening gevolgd door een verticale scheur over de volledige vloerdikte, waarna de vloer bezweek.

De hoge temperatuur op 27 mei 2017 (het werd in Eindhoven ruim 33 C!) is een omstandigheid geweest waarbij dit gebrek tot uiting is gekomen. Door de instraling van de zon werd de bovenkant van de vloer warmer dan de onderkant. Door dat temperatuurverschil ontstond een extra trekkracht aan de onderzijde van de vloer. Deze extra trekkracht is bepalend geweest voor het moment van de instorting. Dit effect deed zich logischerwijs met name voor op de bovenste (vierde) verdieping. Door het gewicht van de instortende vierde verdieping op de derde verdieping is die vervolgens ook bezweken, waarna ook de tweede en eerste verdieping bezweken.

Opvallend is trouwens dat BAM al in maart 2017 door een onderaannemer op opvallende scheurvorming werd gewezen. Nader onderzoek door BAM wees uit dat de scheuren geen risico voor het werk vormden. Er volgt zelfs een opdracht om de scheuren cosmetisch te repareren. In april blijven er na regenval grote plassen op de vloer staan. Ook dit meldt de onderaannemer aan BAM, omdat dit een indicatie kan zijn dat de vloer doorzakt. Een constructeur kijkt ernaar en concludeert wederom dat er niets aan de hand is. Achteraf een verkeerde inschatting…

Risicovloeren

De parkeergarage in Eindhoven had breedplaatvloeren die waren vervaardigd met zelfverdichtend beton. Uit onderzoek door de TU/e is gebleken dat de afschuifsterkte van het aansluitvlak tussen de breedplaat en de ter plaatse gestorte druklaag relatief laag was. Aangenomen wordt dat dit veroorzaakt is door de toepassing van zelfverdichtend beton voor de breedplaten en het achterwege laten van enige vorm van opruwen van de bovenzijde van de breedplaten. Eerdere proeven met breedplaten van normaal grindbeton die niet zijn opgeruwd, leidden tot 2,5 à 3 maal hogere schuifsterkten in het aansluitvlak.

Tevens was er in Eindhoven sprake van een positief moment ter plaatse van de naden tussen twee vloerdelen. Zo’n positief moment doet zich niet voor in een situatie waarin de afzonderlijke breedplaten aan beide uiteinden direct dragen op dragende wanden of betonnen liggers. In alle andere gevallen, bijvoorbeeld wanneer de breedplaten afdragen op kolommen, eventueel via verstijfde vloerstroken of stalen liggers, kan van een positief moment wel sprake zijn. Dit positieve moment kan door een constructeur worden bepaald bij de maatgevende fundamentele belastingcombinaties volgens NEN 8700 ‘Beoordelen van de constructieve veiligheid van bestaande bouw’, niveau bestaande bouw. Indien er een positief moment ter plaatse van de breedplaatnaad moet worden overgedragen, moet de schuifspanning in het aansluitvlak tussen breedplaat en de druklaag onder een bepaalde grenswaarde blijven. Als in het aansluitvlak, ter plaatse van het oppervlak tussen de koppelwapening en de wapening in de breedplaat, de gemiddelde schuifspanning ten gevolge van de overdracht van de trekkracht naar de wapening in de breedplaat groter is dan 0,4 N/mm2, is de constructieve veiligheid niet langer gewaarborgd. Dit is namelijk de schuifsterkte die is gevonden bij het onderzoek naar de instorting bij Eindhoven Airport. De komende tijd zal experimenteel onderzoek worden uitgevoerd om de daadwerkelijke schuifsterkte van verschillende configuraties van betonmengsels en afwerking van de bovenzijde van de breedplaten te bepalen.

Welke breedplaatvloeren?

De vraag dringt zich op welke breedplaatvloeren in het verleden niet zijn opgeruwd en van zelfverdichtend beton zijn vervaardigd. Op de website van AB-FAB; ‘Associatie van Beton Fabrikanten van constructieve elementen’, is een toelichting te vinden van alle fabrikanten. Kijk op www.ab-fab.nl.

Wie is verantwoordelijk?

De minister heeft aangegeven dat gebouweigenaren ervoor verantwoordelijk zijn dat hun gebouwen voldoen aan het Bouwbesluit en dat zij onderzoek dienen uit te voeren volgens het stappenplan (zie kader). De gemeenten is verzocht om daar op toe te zien. In de brief van minister Plasterk van 9 oktober 2017 aan alle bouwbedrijven, constructeurs en leveranciers van breedplaten, heeft hij de volgende oproep gedaan:

‘Hoewel de verantwoordelijkheid voor de veiligheid van een bestaand gebouw bij de eigenaar ligt en het toezicht daarop bij de gemeente, is er ook voor u een rol weggelegd om te zorgen dat veiligheidsrisico’s bij bestaande gebouwen zoveel mogelijk kunnen worden uitgesloten. Als u als bouwer, constructeur of leverancier betrokken bent geweest bij de bouw van een gebouw met breedplaatvloeren, beschikt u mogelijk over informatie die nodig is voor de uitvoering van het in het informatiedocument beschreven onderzoek. Ik verzoek u deze informatie zoveel mogelijk te delen met de eigenaar en de gemeente, zodat een snelle beoordeling van de gebouwen kan plaatsvinden.’

Reacties

Inmiddels is er ook kritiek te beluisteren op het onderzoeksrapport. Andere deskundigen, zoals directeur Rob Plug van de firma Bubbledeck (in de Eindhovense parkeergarage zat een bollenplaatvloer) en Rob Nijsse, hoogleraar Structural Design aan de TU Delft, wijzen ook op de mogelijkheid van uitvoeringsfouten. Anders gezegd: als iemand met een auto tegen een boom rijdt, zal dat meestal niet aan de auto te liggen. Uitvoeringsfouten die genoemd worden zijn onder meer het te vroeg weghalen van stempels, te geringe draagkracht van de kolommen en storten van beton bij vorst. Voorlopig is het laatste woord hierover dus nog niet gesproken.

Stappenplan

De notitie ‘Onderzoek constructieve veiligheid breedplaatvloeren in bestaande bouwwerken’ van Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. van 5 oktober 2017 bevat een stappenplan met toelichting dat moet worden doorlopen om het veiligheidsrisico in een specifiek project te kunnen vast te stellen.

Het stappenplan resulteert uiteindelijk in de vaststelling dat sprake is van breedplaatvloeren waarvoor:

• geen maatregelen noodzakelijk zijn (categorie groen), ofwel;
• voorlopig geen maatregelen noodzakelijk zijn (categorie blauw), ofwel;
• een belastingbeperking geldt (categorie oranje), dan wel urgente maatregelen noodzakelijk zijn (categorie rood).
  Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. geeft deze vier categorieën schematisch weergegeven in Figuur 2.