Twee hydrodemolitierobots verwijderden het beton van de arenapijlers in 30 dagen, terwijl de traditionele methode naar schatting 8 maanden in beslag neemt.
Stel je voor dat je door het stadscentrum rijdt zonder de miljoenen kostende uitbreiding van gebouwen in de buurt op te merken – geen omgeleid verkeer en geen verstorende sloop van omliggende gebouwen. Deze situatie is vrijwel ongehoord in de grootste steden van de Verenigde Staten, omdat ze constant evolueren en veranderen, vooral voor projecten van deze omvang. Deze subtiele, stille overgang is echter precies wat er in het centrum van Seattle gebeurt, omdat projectontwikkelaars een andere bouwmethode hebben aangenomen: neerwaartse uitbreiding.
Een van Seattles beroemdste gebouwen, de Climate Commitment Arena, ondergaat een uitgebreide renovatie en de vloeroppervlakte zal meer dan verdubbelen. De locatie heette oorspronkelijk Key Arena en zal eind 2021 volledig gerenoveerd en heropend worden. Dit ambitieuze project ging officieel van start in het najaar van 2019 en vormde sindsdien het toneel voor een aantal unieke engineering- en sloopmethoden. Aannemer Redi Services speelde een belangrijke rol in het transformatieproces door deze innovatieve apparatuur naar de locatie te brengen.
Door het gebouw naar beneden uit te breiden, wordt de chaos vermeden die ontstaat bij traditionele horizontale uitbreiding – het herontwerpen van de stedelijke structuur en het slopen van de omliggende gebouwen. Maar deze unieke aanpak komt niet voort uit deze zorgen. De inspiratie komt juist voort uit de wens en missie om het dak van het gebouw te beschermen.
Het gemakkelijk herkenbare schuine dak, ontworpen door architect Paul Thiry voor de Wereldtentoonstelling van 1962, kreeg de status van historisch monument omdat het oorspronkelijk werd gebruikt voor historische en culturele evenementen. De status als monument vereist dat bij eventuele wijzigingen aan het gebouw de elementen van de historische structuur behouden blijven.
Omdat het renovatieproces onder een microscoop wordt uitgevoerd, is elk aspect van het proces extra gepland en geïnspecteerd. De neerwaartse uitbreiding - waarbij de oppervlakte van 34.000 vierkante meter werd vergroot tot ongeveer 74.000 vierkante meter - brengt diverse logistieke uitdagingen met zich mee. Het team groef nog eens 4,5 meter onder de huidige arenavloer en ongeveer 18 meter onder de straat. Terwijl ze deze klus klaren, blijft er een klein probleem: hoe de 20 miljoen kilo aan dak te ondersteunen.
Ingenieurs en aannemers, waaronder MA Mortenson Co. en onderaannemer Rhine Demolition, ontwikkelden een complex plan. Ze zullen de bestaande kolommen en steunberen verwijderen en tegelijkertijd een ondersteuningssysteem installeren om de miljoenen kilo's aan dak te ondersteunen. Vervolgens zullen ze maandenlang op de ondersteuning vertrouwen om het nieuwe ondersteuningssysteem te installeren. Dit lijkt misschien een hele klus, maar door een weloverwogen aanpak en een stapsgewijze uitvoering is het ze gelukt.
De projectmanager koos ervoor om een tijdelijk ondersteuningssysteem te installeren ter ondersteuning van het iconische, miljoenen ponden kostende dak van de arena, en tegelijkertijd de bestaande pilaren en steunberen te verwijderen. Ze zijn maandenlang afhankelijk van deze ondersteuningen om nieuwe, permanente ondersteuningssystemen te installeren. Aquajet graaft eerst ongeveer 600.000 kubieke meter grond af en verwijdert deze. De grond werd door het personeel geboord voor een nieuwe funderingssteun. Dit systeem met 56 pilaren vormde de bovenbouw die het dak tijdelijk ondersteunde, zodat de aannemer tot het vereiste niveau kon graven. De volgende stap is het slopen van de oorspronkelijke betonnen fundering.
Voor een sloopproject van deze omvang en configuratie lijkt de traditionele beitelhamermethode onlogisch. Het kostte enkele dagen om elke kolom handmatig te slopen, en het kostte 8 maanden om alle 28 kolommen, 4 V-vormige kolommen en één steunbeer, te slopen.
Naast de traditionele sloop, die veel tijd kost, heeft deze methode nog een potentieel nadeel. Het ontmantelen van de constructie vereist een extreem hoge precisie. Omdat de fundering van de oorspronkelijke constructie als fundering voor de nieuwe pijlers zal dienen, hebben ingenieurs een bepaalde hoeveelheid constructiemateriaal (waaronder staal en beton) nodig om intact te blijven. De betonbreker kan de stalen staven beschadigen en het risico op microscheuren in de betonnen kolom vergroten.
De nauwkeurigheid en hoge eisen die voor deze renovatie nodig zijn, staan in contrast met traditionele sloopmethoden. Er is echter een andere optie, een proces waar veel mensen niet bekend mee zijn.
Onderaannemer Rheinland Demolition Company maakte gebruik van de expertise van Houston's watersproeierspecialist Jetstream om een precieze, efficiënte en effectieve oplossing voor de sloop te vinden. Jetstream raadde Redi Services aan, een bedrijf voor industriële serviceondersteuning gevestigd in Lyman, Wyoming.
Redi Services, opgericht in 2005, heeft 500 medewerkers en kantoren en winkels in Colorado, Nevada, Utah, Idaho en Texas. Diensten omvatten onder andere controle- en automatiseringsdiensten, brandblussing, hydraulische graaf- en vloeistofvacuümdiensten, hydraulisch stralen, ondersteuning en coördinatie van de overdracht van faciliteiten, afvalbeheer, vrachtwagentransport, diensten voor veiligheidskleppen, enz. Het bedrijf levert ook mechanische en civiele bouwdiensten om de mogelijkheden voor continu onderhoud te verbeteren.
Redi Services bewees dit effect en introduceerde de Aquajet Hydrodemolition-robot op de Climate Commitment Arena-locatie. Voor nauwkeurigheid en efficiëntie gebruikte de aannemer twee Aqua Cutter 710V-robots. Met behulp van de 3D-positioneringskop kan de operator zowel horizontale, verticale als bovenliggende gebieden bereiken.
"Dit is de eerste keer dat we onder zo'n zware constructie hebben gewerkt", aldus Cody Austin, regionaal manager van Redi Services. "Vanwege ons eerdere Aquajet-robotproject denken we dat deze zeer geschikt is voor deze sloop."
Om nauwkeurig en efficiënt te werk te gaan, gebruikte de aannemer twee Aquajet Aqua Cutter 710V-robots om binnen 30 dagen zo'n 28 pilaren, vier V-vormen en één steunbeer te slopen. Uitdagend, maar niet onmogelijk. Naast de intimiderende constructie die erboven hangt, is tijd de grootste uitdaging voor alle aannemers op de bouwplaats.
"De planning is erg strak", zei Austin. "Dit is een project met een hoog tempo en we moeten er snel bij zijn, het beton slopen en de anderen achter ons hun werk laten afmaken, zodat de renovatie volgens plan kan worden uitgevoerd."
Omdat iedereen op hetzelfde gebied werkt en een deel van hun project probeert af te ronden, zijn zorgvuldige planning en zorgvuldige orkestratie vereist om alles soepel te laten verlopen en ongelukken te voorkomen. De bekende aannemer MA Mortenson Co. is klaar om de uitdaging aan te gaan.
Tijdens de projectfase waaraan Redi Services deelnam, waren er maar liefst 175 aannemers en onderaannemers tegelijk op de bouwplaats aanwezig. Omdat er een groot aantal teams aan het werk is, is het belangrijk dat de logistieke planning ook rekening houdt met de veiligheid van al het betrokken personeel. De aannemer markeerde het verboden gebied met rood lint en vlaggen om de mensen op de bouwplaats op veilige afstand te houden van de hogedrukwaterstraal en het puin van de betonverwijdering.
De Hydrodemolition-robot gebruikt water in plaats van zand of traditionele breekhamers voor een snellere en nauwkeurigere methode van betonverwijdering. Het besturingssysteem stelt de operator in staat om de diepte en nauwkeurigheid van de snede te bepalen, wat belangrijk is voor nauwkeurig werk zoals dit. Het unieke ontwerp en de trillingsvrije Aqua-messen stellen de aannemer in staat om de stalen staven grondig te reinigen zonder microscheuren te veroorzaken.
Naast de robot zelf gebruikte Redi Services ook een extra torensectie om de hoogte van de kolom te compenseren. Het bedrijf maakt ook gebruik van twee Hydroblast hogedrukwaterpompen om een waterdruk van 20.000 psi te leveren bij een snelheid van 45 gallons per minuut. De pomp bevindt zich op 15 meter (100 voet) van de werkplek. De pompen worden met slangen verbonden.
In totaal heeft Redi Services 250 kubieke meter aan constructie gesloopt. Code. Materiaal, terwijl de stalen balken intact bleven. 1 1/2 inch. De stalen balken zijn in meerdere rijen geplaatst, wat extra obstakels oplevert bij het verwijderen.
"Vanwege de meerdere lagen wapeningsstaal moesten we aan alle vier de zijden van elke kolom zagen", benadrukte Austin. "Daarom is de Aquajet-robot de ideale keuze. De robot kan tot 60 centimeter dik per keer zagen, wat betekent dat we 2 tot 3,5 meter kunnen afwerken. Per uur, afhankelijk van de plaatsing van de wapeningsstaal."
Conventionele sloopmethoden produceren puin dat moet worden verwerkt. Bij hydrodemolition is er voor de opruimwerkzaamheden minder fysieke reiniging van het materiaal nodig dan voor waterzuivering. Het straalwater moet worden gezuiverd voordat het kan worden afgevoerd of gerecirculeerd via een hogedrukpomp. Redi Services koos ervoor om twee grote vacuümwagens met filtersystemen in te zetten om het water op te vangen en te filteren. Het gefilterde water wordt veilig afgevoerd naar de regenwaterleiding bovenaan de bouwplaats.
Een oude container werd omgebouwd tot een driezijdig schild dat werd gedemonteerd om het explosieve water in te dammen en de veiligheid op de drukke bouwplaats te verbeteren. Hun eigen filtratiesysteem maakt gebruik van een reeks watertanks en pH-monitoring.
"We hebben ons eigen filtratiesysteem ontwikkeld omdat we het al eerder op andere locaties hebben toegepast en we bekend zijn met het proces", benadrukt Austin. "Toen beide robots werkten, verwerkten we 154.000 liter water. Bij elke dienst werd er water verwerkt. We hebben een derde partij die de milieuaspecten van afvalwater monitort, inclusief het testen van de pH-waarde om een veilige afvoer te garanderen."
Redi Services ondervond weinig obstakels en problemen tijdens het project. Het team bestaat uit acht mensen die dagelijks werken, met één operator per robot, één operator per pomp, één operator per vacuümwagen, en een supervisor en technicus ter ondersteuning van twee robotteams.
Het verwijderen van elke kolom duurt ongeveer drie dagen. De arbeiders installeerden de apparatuur, besteedden 16 tot 20 uur aan het demonteren van elke constructie en verplaatsten de apparatuur vervolgens naar de volgende kolom.
"Rhine Demolition leverde een oude container die hergebruikt en in driezijdige schilden gesneden werd, die vervolgens gedemonteerd werden", aldus Austin. "Gebruik een graafmachine met je duim om de beschermkap te verwijderen en ga dan naar de volgende kolom. Elke verplaatsing duurt ongeveer een uur, inclusief het verplaatsen van de beschermkap, de robot, het instellen van een vacuümwagen, het voorkomen van gemorst plastic en het verplaatsen van slangen."
De renovatie van het stadion trok veel nieuwsgierige blikken. De hydraulische sloop van het project trok echter niet alleen de aandacht van voorbijgangers, maar ook van andere bouwvakkers.
Een van de redenen om te kiezen voor hydraulisch stralen is 3,8 cm (1 1/2 inch). De stalen staven worden in meerdere rijen geplaatst. Deze methode stelt Redi Services in staat de stalen staven grondig te reinigen zonder microscheurtjes in het beton te veroorzaken. "Veel mensen waren onder de indruk van Aquajet, vooral op de eerste dag", aldus Austin. "We hadden een tiental ingenieurs en inspecteurs die kwamen kijken wat er gebeurd was. Ze waren allemaal geschokt door het vermogen van de [Aquajet-robot] om stalen staven te verwijderen en de diepte van de waterpenetratie in het beton. Over het algemeen was iedereen onder de indruk, en wij ook. Dit is perfect werk."
Hydraulische sloop is slechts één aspect van dit grootschalige uitbreidingsproject. De klimaatbelofte-arena blijft een plek voor creatieve, innovatieve en efficiënte methoden en apparatuur. Na het verwijderen van de oorspronkelijke steunpilaren, hebben de medewerkers het dak weer verbonden met de permanente steunpilaren. Ze gebruiken stalen en betonnen frames om de interne zitruimte te vormen en blijven details toevoegen die de voltooiing suggereren.
Op 29 januari 2021 werd de laatste stalen balk, nadat deze door bouwvakkers, de Climate Promise Arena en leden van de Seattle Krakens was geschilderd en ondertekend, tijdens een traditionele dakbedekkingsceremonie op zijn plaats gehesen.
Arielle Windham is schrijfster in de bouw- en sloopsector. Foto met dank aan Aquajet.
Plaatsingstijd: 06-09-2021