Ga naar hoofdinhoud

Inventief bouwen over archeologie

Bastei, Nijmegen, nieuwe gevel

Een oude bastei is de basis van een nieuw museum in Nijmegen. Architectonisch en constructief vergde dat diverse hoogstandjes, van grondkering tussen archeologische resten tot en met conisch metselwerk en tien meter hoge dragende douglas stammen.

Midden jaren tachtig werden aan de Waalkade in Nijmegen de resten van een zeer zware 16e-eeuwse verdedigingstoren herontdekt, die later een bastei bleek te zijn geweest. De toren was in de twee eeuwen daarvoor ingebouwd en overbouwd geraakt door allerlei bebouwing. Om ruimte te winnen was van de buitenmuren ruim twee meter gesloopt. Omdat er oorspronkelijk kanonnen bovenop hadden gestaan was de binnenzijde van de toren gevuld met aarde, waardoor deze binnenzijde wel redelijk intact was gebleven. Na het uitgraven van de aarde resteerde een open ruimte met in de plintzone een overdekte kanonsgang met schietgaten.

De Stratemakerstoren

Na de herontdekking werd begin jaren negentig aan de Waalzijde voor de vrijgekomen restanten langs een moderne halfronde muur opgetrokken als een nieuwe gevel die vooral niet historiserend mocht zijn. De restanten van de toren werden vervolgens opengesteld als museum de Stratemakerstoren. Maar de toren was nauwelijks zichtbaar en herkenbaar vanaf de Waalzijde en het muurwerk met mergelblokken aan de binnenzijde moest al snel met zeilen worden afgedekt om vorstschade te voorkomen.

Centrum voor natuur en cultuurhistorie

Begin 2011 kregen architecten Marc van Roosmalen en Marlène van Gessel van de gemeente Nijmegen de opdracht om dit museum de Stratemakerstoren te transformeren tot een veel groter centrum voor natuur en cultuurhistorie, met zoveel mogelijk vloeroppervlak. Om dat mogelijk te maken stelden zij een aantal grote ingrepen voor. De toren zelf werd aan de binnenzijde dieper uitgegraven en in de toren zijn twee houten verdiepingsvloeren aangebracht, gedragen door douglas boomstammen. Ook is de toren verhoogd met een extra bouwlaag. De gevel is weer hoger opgetrokken, waardoor de zichtbaarheid is toegenomen. Op deze massa is een dakpaviljoen toegevoegd. Vanwege het zicht vanaf de achterliggende Valkhofheuvel is dit dakpaviljoen vormgegeven als vijfde gevel, met een bekleding van houten latten en een sculpturale vorm die vooral is ingegeven door de onderliggende functies en techniek. De houten latten zijn uitgevoerd in eikenhout, met extra dikte om te zorgen dat ze recht blijven. Ze zijn geïmpregneerd met het oog op vliegvuurbestendigheid.

Conische voorgevel

De in de jaren negentig voorgebouwde gevel hebben Van Roosmalen en Van Gessel vervangen door een nieuwe halfronde achteroverhellende gemetselde gevel, analoog aan de oorspronkelijke verschijningsvorm. Extra opvallend in deze gevel is de aangehangen volglazen erker met twee verdiepingen, die de verbinding vormt tussen binnen en buiten en daarmee tussen natuurmuseum en natuur (zie artikel ‘Uitkragende volglazen erker aan Museum de Bastei‘). De gemetselde voorgevel heeft een conische vorm en is zoveel mogelijk uit de hand gemetseld, zoals dat vroeger ook werd gedaan. Het metselwerk is opgetrokken in koppenverband. Om het patroon in de stootvoegen goed te houden zijn versmalde koppen toegepast, door Marc van Roosmalen en Marlène van Gessel zogenaamde ‘smokkelkoppen’ genoemd. De sparingen voor kortelingen in de gemetselde gevel hebben de architecten niet allemaal dicht laten zetten, maar zijn gevuld met roostertjes. Er zijn hoog in de gevel zelfs nog extra sparingen aangebracht voor nestkasten. In het achterliggende binnenblad zijn op deze plekken glazen bouwstenen aangebracht, zodat er enig daglicht binnenkomt in de ‘spouw’-ruimte tussen de muurresten van de oorspronkelijke bastei en de nieuwe buitengevel. ’s Avonds wordt deze spelonkachtige tussenruimte verlicht, zodat er kleine lichtpuntjes te zien zijn in de gevel van de bastei.

Buitenblad niet waterkerend

De ontwerpers hebben zich terdege gerealiseerd dat het achteroverhellende buitenblad niet waterkerend is. De gebruikte kalkmortel helpt in dat opzicht ook niet, maar voorkomt wel dat er meerdere dilataties nodig zijn in dit halfsteens metselwerk. Er zijn speciale trapeziumvormige stenen gebakken, met een achteroverhellende kop, waardoor de steen zelf gewoon waterpas kon worden gemetseld. Dat scheelt behoorlijk in de waterbelasting. Overigens is dit de noordgevel, waar op zich niet heel veel regen op komt. “Die gevel is wel gevoelig voor vervuiling. We hebben daarom gekozen voor een steen en voeg met een in aanvang wat frisser uiterlijk.”

EPDM

Het binnenspouwblad is dragend uitgevoerd, met een staalversterkte hsb-constructie. Deze steunt af op de fundering en tegen het beton van de toegevoegde bouwlaag. De buitenzijde van dit binnenspouwblad is bekleed met EPDM als duurzame waterkering. De gespaarde kortelinggaten zorgen voor extra ventilatie en dus droging.

De bastei stond oorspronkelijk bij hoog water met zijn voet in het water. Dat is nu deels weer zichtbaar gemaakt door tussen het huidige maaiveld en de bastei een verdiepte strook te creëren. Langs de rijweg is over de hele lengte van de gevel van de bastei een betonnen trap aangebracht naar dit verdiepte deel. Deze trap biedt toegang tot de verdiepte strook op het oorspronkelijke maaiveld, maar functioneert tegelijkertijd als grondkering voor de (doodlopende) weg, vertelt constructieadviseur Ronald Wenting van ABT.

Nieuw entreegebouw

In deze nieuwe voorgevel paste geen entree. “Een verdedigingswerk heeft geen ingang aan de aanvalszijde”, zegt Van Roosmalen. Maar een museum heeft wel een uitnodigende entree nodig en liefst ook nog op een goed zichtbare plek. Daarbij waren ook nog meer vierkante meters nodig voor de beoogde functies. Van Roosmalen en Van Gessel lieten daarvoor hun oog vallen op een min of meer verloren hoek van de achterliggende heuvel van het Valkhofpark. Het entreegebouw is nu ondergebracht in de voet van deze heuvel, met een onderlinge verbinding tussen de twee gebouwen middels een onderdoorgang onder de – doodlopende – straat de Lange Baan door. Het is daarmee gesitueerd naast de Veerpoorttrappen die vanaf de Waalkade naar het centrum voeren. De entree is op deze plek goed zichtbaar vanaf de Waalkade.

Dragend betonnen dak

Het aanbrengen van de ondergrondse verbinding werd mogelijk doordat de bastei weer uitgegraven is tot op het oorspronkelijke middeleeuwse maaiveld, dat ruim vier meter lager lag dan het huidige maaiveld en de Lange Baan. Het betekende wel dat een dragend betonnen dak gemaakt moest worden onder de Lange Baan. Deze betonnen bak wordt gedragen door houten kolommen van douglas stammen, zoals elders in het gebouw ook is toegepast. De fundering onder de kolommen is gemaakt met stalen buispalen, mede vanwege de beperkte werkruimte in verband met behoud van archeologische vondsten.

Grondkering

Het dieper uitgraven van de bastei bracht met zich mee dat de constructeurs en geotechnici van ABT veel aandacht moesten besteden aan grondkering. De achterliggende heuvel van het Valkhof is niet heel stabiel en in de voet van die heuvel was in de jaren tachtig al plaatselijk een berliner wand aangebracht als versterking. Er is voor gekozen om voor deze berliner wand langs een CSM-wand te plaatsen. Bij deze Cutter Soil Mix-methode worden diepe sleuven in de grond gefreesd, waarbij de grondslag wordt vermengd met een cementmix en zo een stevige wand gaat vormen.

Deze methode heeft de minste verstorende werking op de bodem en al het archeologische materiaal blijft er in, al wordt het dan gemixt en vermengd met cement. Op diverse plekken zijn deze wanden met daarin allerlei oude grondprofielen en gebouwsporen nog duidelijk te zien. De CSM-wanden zijn versterkt met staalprofielen, die voldoende dekking moesten hebben om een brandwerendheid van 90 minuten te garanderen.

Archeologische resten

Het verankeren van de CSM-wand op twee niveaus was lastig. Bij het uitgraven van de onderdoorgang werden vele waardevolle archeologische resten van muren en gebouwen aangetroffen onder de Lange Baan. Die resten zijn zorgvuldig uitgegraven en zijn geïntegreerd in het museum. Het betekende wel dat de CSM-wand slecht bereikbaar was. Daardoor kon alleen de bovenzijde van de wand worden verankerd. Er is in de uitvoering steeds gekeken waar groutankers geplaatst konden worden en wat er dan aanvullend nodig was. Dat heeft uiteindelijk geleid tot een stapsgewijze grondkering, waarbij zelfs een oude stadsmuur uit de 13e eeuw onder de Lange Baan meedoet. Deze stadsmuur is daarvoor versterkt door er verticaal doorheen te boren en ankers te plaatsen. Op die manier konden ook de aanlegdiepte en de draagkracht van de grondslag daaronder worden bepaald.

Permanente stempelconstructie

De bouw van het achterliggende entreegebouw in de voet van de Valkhofheuvel was vooral kritisch in de uitvoeringsfase. Het betonnen dak van het gebouw vormt nu een permanente stempelconstructie voor onder meer de CSM-wand.

Plaatfundering

In de uitgegraven bastei is zoveel mogelijk een plaatfundering op staal aangebracht, die monoliet is afgewerkt. De bovenrand van deze betonvloer is vrijgehouden van het opgaande werk van de historische bastei, mede omdat die aansluiting met vlinderen lastig goed te krijgen is. De verdiepte strook is gevuld met split, waardoor ook eventueel lekwater opgevangen en afgevoerd kan worden, al blijkt dat tot nu toe niet nodig te zijn.

Boomstammen als kolom

Op de plaatfundering staan douglas stammen van ruim 10 meter lang (drie verdiepingen hoog), die dienstdoen als dragende kolommen. De stammen dragen twee houten verdiepingsvloeren, maar ook de betonnen vloeren van de toegevoegde extra bouwlaag en de – stalen – dakopbouw. De belasting per kolom is 150 ton. Daarbij moesten de kolommen als hoofddraagconstructie een brandwerendheid hebben van 90 minuten. “En per minuut brandt 0,7 mm van de omtrek weg. Na 90 minuten is dat dus 63 mm. De restcapaciteit moet dan nog voldoende zijn”, vertelt Ronald Wenting. Dat bracht met zich mee dat er stammen nodig waren met een diameter van 600 tot 650 mm. De excentriciteit over de gehele hoogte van 10 meter mocht niet meer dan 30 mm zijn. De benodigde bomen bleken bij Staatsbosbeheer – partner in het museum – voorradig te zijn in de omgeving Wageningen. TU Eindhoven en Stichting Hout Research hebben deze bomen beproefd en de constructieve sterkte bepaald op C24.

Verbindingen

De boomstammen staan op stelbare stalen sokkels. Om die eenvoudig te kunnen houden en de krachten goed over te brengen, was het essentieel dat de onderzijde van de stammen volledig vlak en haaks werd afgezaagd. Met een speciale stelling is dat uiteindelijk prima gelukt. De ruim 10 meter hoge stammen zijn vervolgens gesteld en voorzien van ankers voor de twee aangehangen houten verdiepingsvloeren en stekeinden voor de verankering in de bovenliggende betonvloer.

Houten vloeren

De houten vloeren zijn zo slank mogelijk gehouden en zijn 70 mm dik. In dat pakket zit een houten toplaag, een installatiezone voor elektraleidingen, een dragende multiplex beplating en een akoestische bekleding aan de onderzijde. De draagconstructie bestaat uit kinderbalken uit massief hout en moerbalken van gelamineerd hout. Voor de verbinding van gelamineerde vloerbalken met de boomstammen heeft ABT een detail ontwikkeld waarbij een stalen T-plaat aan de boom geschroefd is met lange houtschroeven die 45 graden omhoog wijzen. Het lijf van de T is als slisplaat ingelaten in de gelamineerde liggers.

Langs de vloerranden zijn de balken opgelegd in het historische metselwerk van de bastei, waarbij extra aandacht is besteed aan de oplegging en aan de krachtswerking. In de vloerconstructie zijn nog stalen kokers opgenomen om de kniklengte van de kolommen te verkorten. Hier is gekozen voor staal vanwege de vereiste brandwerendheid en de maximaal beschikbare hoogte.

Extra bouwlaag

Aan de bovenzijde zijn de douglas stammen voorzien van een stalen verbinding met stekeinden voor de verankering in de betonnen vloer. Tevens zijn de boomstamkolommen van deze extra verdieping weer boven op dit anker geplaatst.

Deze betonnen vloer bevindt zich ongeveer 750 mm boven het historische muurwerk van de bastei. Voor de oplegging van de vloerrand is boven op het muurwerk van de bastei een betonnen balk aangebracht van ca. 750 mm hoog en 500 mm breed. Deze balk spreidt de belasting en is tegelijk een ringbalk die het rondgaande historische metselwerk bij elkaar houdt. De betonnen vloer is tevens de brandcompartimentering.

Gestapelde traptreden

Opvallend zijn ook de trappen in de bastei. In de stabiliteitskern is een betonnen wenteltrap gemaakt met een centrale open spil, waaromheen betonnen bloktreden zijn gestapeld. Doordat de traptreden van onderaf aan elkaar gekoppeld zijn met doken, ontstaat een massief geheel dat zichzelf vasthoudt. De trap ligt op bij de bordessen ter plaatse van de toegangen en is om de kwartcirkel horizontaal afgesteund tegen de betonnen wanden.

Geroeste stalen trappen

Behalve de doorgaande centrale trap over vijf bouwlagen, is er ook een route langs de gevels van de bastei. Hier is gekozen voor geroeste stalen trappen. Deze zijn zelfdragend en zijn in één geheel geproduceerd. Ze moesten dus al in de ruwbouwfase worden geplaatst, maar niet nadat ze een tijdje in de regen hadden gelegen om mooi te corroderen.

Wie op een van deze manieren door de bastei zwerft, ontkomt uiteindelijk niet aan de glazen erker. Vanuit de extra bouwlaag is dit een volglazen doos die aan de gevel is gehangen; vanaf de dakopbouw is het een volglazen balkon dat richting de Waal steekt. Meer over dit hoogstandje in glastechniek in het artikel ‘Uitkragende volglazen erker aan Museum De Bastei’.

Projectgegevens

Locatie: Waalkade, Nijmegen
Opdrachtgever: Gemeente Nijmegen
Gebruiker: Centrum voor Natuur en Cultuurhistorie
Ontwerp en detaillering: Van Roosmalen Van Gessel architecten e.p., Delft
Bouwkundige uitwerking: De Twee Snoeken, ’s-Hertogenbosch
Adviseur geotechniek en constructie: ABT Velp
Adviseur installaties: DWA, Bodegraven
Uitvoering: Mertens Bouwbedrijf, Weert
Bouwperiode: mei 2015 – mei 2018

Schrijf je in voor de nieuwsbrief

Met deze wekelijkse nieuwsbrief blijf je op de hoogte van het laatste nieuws uit de bouwtechniek.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.