Ondergrondse tunnels en brugfundamenten onder de waterstand zijn enkele van de meest verbazingwekkende civiel‑technische constructies van de mensheid. De werkruimtes, of caissons, worden tijdens de bouw onder druk gezet met samengeperste lucht om grondwater buiten te houden, en arbeiders die bekend staan als sandhogs gaan door druksluisjes in en uit de caissons. Maar wat zijn onder druk staande caissons?

De bouw van de Brooklyn Bridge maakte gebruik van een onder druk staande caisson. Dit is een waterdichte terughoudende structuur. Het resulteerde in talrijke arbeiders die gedood werden of blijvend gewond raakten door decompressieziekte, ook wel caissonziekte genoemd.

Wat is de onder druk staande caisson?

Een caisson is een waterdichte constructie die dient als anker van een fundering. Je moet een pier bouwen. Deze pier kan drijvend of vast zijn. Als het een vaste pier is, wordt een caisson gebruikt als de basis van de constructie op de waterbodem.

Omdat het stabiliteit biedt, kan een caisson een belangrijk onderdeel zijn van elk bouwproject. Een caisson kan worden gebruikt om de belasting gelijkmatig te verdelen waar de grond kan en zal verschuiven door het gewicht van een nieuwe constructie. Dit zorgt ervoor dat het gebouw een gelijkmatige demping biedt in plaats van ongelijkmatig te verzakken afhankelijk van hoe de ondergrond fluctueert.

Caissons worden verticaal in de ondergrondse rots geboord om brugsteunen te ondersteunen, terwijl tunnels horizontaal worden geboord en worden gebruikt voor wegen, spoorwegen, metro's, water en riolering. 

Tunnels, die voorheen werden uitgegraven door groepen sandhogs met piketten, schoppen en explosieven, worden nu uitgegraven door tunnelboormachines (TBM's), die enorme roterende cilinderkoppen hebben met getande oppervlakken die door rots en puin snijden terwijl de TBM wordt voortgeduwd. Alleen de ruimte voor het TBM‑gezicht wordt onder druk gezet in gunstige rotsformaties en alleen gebruikt voor onderhoud en tandvervanging. Dit vermindert de drukblootstelling en verbetert de veiligheid aanzienlijk.

Een pneumatische of met perslucht gevulde caisson biedt droge werkomstandigheden, wat de voorkeur heeft voor het plaatsen van beton. Het is ook zeer geschikt voor funderingen waarbij andere methoden aangrenzende constructies kunnen laten verzakken. (Bron: Foundation Structures) 

Gezondheidswaarschuwingen verbonden aan het gebruik van onder druk staande caissons

Bouwvakkers die de onder druk staande omgeving van de caisson verlaten, moeten decompressen met een snelheid die een symptoomvrije afgifte van in het lichaam opgeloste inert gasen mogelijk maakt, als ze decompressieziekte willen voorkomen, een aandoening die voor het eerst werd geïdentificeerd bij caissonwerkers. Het wordt caissonziekte genoemd ter erkenning van beroepsrisico's.

Tijdens de bouw van de Brooklyn Bridge, die werd gebouwd met behulp van onder druk staande caissons, werden talrijke arbeiders gedood of blijvend gewond door caissonziekte. Andere risico’s omvatten barotrauma van de oren, sinusholtes en longen en dysforische osteonecrose.  (Source: Foundation Structures) 

De Caissoninstallatie

Een caisson kan op verschillende manieren worden geïnstalleerd. Sommige worden ter plaatse gebouwd en geïnstalleerd, terwijl andere buiten de bouwplaats kunnen worden gebouwd en naar hun installatielocatie kunnen worden verplaatst.

De locatie en het type caisson bepalen de installatiemethode. De plaatsing kan soms voorbereid moeten worden. Dan wordt er een cofferdam gebouwd. Een cofferdam wordt af en toe gebruikt om een gebied vrij te maken zodat een caisson kan worden geïnstalleerd. Een cofferdam is in wezen twee dammen die aan tegenovergestelde zijden van een rivier worden geplaatst.

Ze hebben tot doel de watertoevoer naar een specifiek gebied af te sluiten, waardoor er een droge ruimte ontstaat. Dit zijn tijdelijke constructies die bedoeld zijn om te helpen, niet als langdurige oplossingen. (Source: Foundation Structures) 

Afbeelding van Pixels