Boven: Bodemlagen onder het Frederiksplein.Dit affiche werd in 1986 uitgegeven
door De Nederlandsche Bank bij de opening van de nieuwe ronde kantoortoren, het eerste Amsterdamse gebouw dat was gegrondvest op de derde zandlaag (rond 2000 volgde de Rembrandttoren). De drie zandlagen zijn goed herkenbaar. Bovengronds
zijn behalve De Nederlandsche Bank (hier sinds 1968) ook twee voorgangers op het plein getekend: de Utrechtsepoort (1658-1859) en het Paleis voor Volksvlijt (1864-1929; zie in dit nummer ook pag. 294- 295). DE NEDERLANDSCHE BANK

Diepe kuil uit IJstijd
Hoe ontstond de bodem onder Amsterdam? Tijdens de Grote IJstijd (het Saalien, 200.000-140.000 jaar geleden) kwam het
landijs in Amsterdam tot ergens bij de VU. “Dat bulldozerde de zanderige ondergrond omhoog”, legt Cleveringa plastisch uit. “Rond Amsterdam werden stuwwalletjes gevormd. Er ontstonden zo hogere stukken, die je nu niet meer ziet doordat ze afsleten en werden bedekt door egaliserende nieuwe lagen. Aan de rand van het landijs ontstond zo’n 150.000 jaar geleden een diepe kuil: het Bekken van Amsterdam.”
In het Eemien (130.000–115.000 jaar geleden) werd het klimaat weer warmer en vulde de zee het bassin op. “De Eemzee reikte tot voorbij Amersfoort!”, wijst Cleveringa aan op de kaart. Zand en zeeklei werden afgezet, met aardig wat fossiele schelpjes. Tijdens de laatste ijstijd in het Weichselien (115.000-10.000 jaar geleden) drong het landijs niet meer tot hier door, maar koud was het wel. De zee had zich ook teruggetrokken. Over de toendraachtige vlakten liepen mammoeten en wolharige neushoorns. Vanaf 10.000 jaar geleden won de Noordzee weer terrein en ontstonden er moerassige gebieden. Dode plantenresten uit de moerassen stapelden zich op tot veen. Langs de zee woei het afgezette zand op tot duinen. Maar rond 1100 na Christus brak de zee weer in het veenlandschap in en vormde de Zuiderzee en vervolgens de meren rond Amsterdam.

Honderd meter diep
Welke bodemlagen dat allemaal heeft opgeleverd tot op zo’n 100 meter diepte, is fraai verbeeld op een affiche dat De Nederlandsche Bank in 1986 uitbracht. Aanleiding was de bouw van een ronde kantoortoren naast het oorspronkelijke gebouw uit 1968. Die nieuwe toren was het eerste Amsterdamse gebouw dat werd gebouwd op de zogeheten derde zandlaag, die op bijna 60 meter diepte ligt.
De eerste drie á vier meter onder straatniveau (hier een metertje boven Normaal Amsterdams Peil) bestaat uit puin en bouwzand. Daaronder ligt ongeveer acht meter veen en zeeklei.
Twaalf meter onder NAP begint de ongeveer drie meter dikke eerste zandlaag. Daarop werden vanaf de 16de eeuw de meeste Amsterdamse huizen (inmiddels van steen) gefundeerd. Na een paar meters fijn zand met kleilaagjes, volgt van ongeveer 17 tot 24 meter onder NAP de veel dikkere tweede zandlaag uit de laatste ijstijd, waarop vanaf de Tweede Wereldoorlog de meeste flats en kantoorgebouwen zijn neergezet. Het oudste gebouw op deze laag is echter het Centraal Station uit 1889, domweg omdat hier in het IJ de eerste zandlaag verdwenen bleek te zijn. Door deze laag gaat de metrotunnel tussen Damrak en Rokin geboord worden.
Iets dieper ligt tussen 25-53 meter onder NAP de ‘groene zeeklei’ uit de tijd dat de Eemzee hier klotste, bovenop een vrij
dunne laag keileem die door het landijs is afgezet aan het eind van de Grote IJstijd. Dit is de bodem van het Bekken van Amsterdam. Bovenin deze kleilaag komt de tunnelbuis tussen Rokin en Churchilllaan te liggen. Deze laag ligt bovenop op de derde zandlaag (55-100 meter diep). Als we nog verder afdalen, ontmoeten we eerst weer rivierafzettingen en pas na een kilometer een stenige ondergrond van 65 miljoen jaar oud. In Parijs en Londen ligt deze steenbodem vrij dicht onder het maaiveld, wat een zegen was voor de 19de-eeuwse metrobouwers aldaar.

Geologisch profiel van Amsterdams centrum vanaf
de Weteringbuurt naar Noord. De zigzaglijnen
verbeelden sonderingen: in slappe grond wordt de
minste weerstand gemeten. Let op de ‘gaten’ onder
het Beursplein en Centraal Station. DELTARES

‘Tok! Tok! Tok!
En dat is wat Cleveringa het meeste dwarszit. “Doe nou vooronderzoek! Kijk wat er precies zit! Goed, langs de Noord-Zuidlijn is gedetailleerd gesondeerd, dat wel. Maar in essentie is dat niet veel meer dan weerstand meten. Dat deed ir. Lely al, die van de Afsluitdijk: die stampte met zijn peilstok op de grond - ‘Tok! Tok! Tok!’ - en als er wat aan bleef kleven, ging het naar het lab. Maar wát het precies is, weet je pas zeker als je gaat boren. En boringen zijn er volgens mij veel te weinig gedaan. Natuurlijk, dat er toch dingen over het hoofd worden gezien, is bijna onvermijdelijk. Maar het is ontzettend dom om op dit onderzoek te bezuinigen. Wat kost dat nou op het totaal van de bouwkosten?”
De gemeente geeft intussen hoog op van de preventieve maatregelen die er zijn genomen. Zo is de grond onder bijvoorbeeld het Centraal Station, de Beurs van Berlage, de Bijenkorf en de Munt verstevigd door injecties met ‘grout’: een dun soepje van cement en water. Eenmaal ondergronds verhardt het cement zich. Hier en daar zullen bovendien grond en damwanden worden bevroren. “Daar heb ik niet zo veel verstand van”, erkent Cleveringa. “Maar het is natuurlijk wel handig als je weet welk type bodemlaag je aan het behandelen bent.”

Explosief aardgaslaagje
En dan is er nog een heel bijzonder grondlaagje met een heel speciaal risico: de Laag van Harting. Vernoemd naar de 19deeeuwse natuurwetenschapper Pieter Harting, die er voor het eerst over publiceerde in 1852. Tijdens boringen naar drinkwater in de Jordaan was men op zo’n 40 meter diepte op een dun laagje aardgas gestuit en bij suikerraffinaderij Kooy op de Bloemgracht was daardoor zelfs een metershoge steekvlam ontstaan. Hoe dat laagje ontstond, werd pas bijna anderhalve eeuw na Harting, in januari 1995, in Ons Amsterdam verklaard door Piet Cleveringa en zijn RGD-collega’s Wim de Gans en Hein de Wolf. De twee meter dikke laag (die de kleilaag gemengd met zand uit het Eemien onderbreekt) bestaat uit minuscule skeletjes van diatomeeën: fossiele kiezelwieren. De drie meter dikke kleilaag eronder bevatte ooit veel afval van planten en dieren, waaruit door rotting metaangas is ontstaan. Dat heeft zich opgehoopt in de loze ruimtes tussen de opgestapelde kiezelskeletjes.
Destijds in 1995 waarschuwden de drie geologen al dat de Laag van Harting bij de voorgenomen aanleg van de Noord- Zuidlijn weleens problemen kon gaan geven. Eén vonkje was genoeg om een kleine ondergrondse ontploffing te veroorzaken, met alle gevolgen van dien. Er ontstond lichte paniek in de pers en de gemeentelijke politiek, welke echter snel werd bezworen door gemeentevoorlichters die meldden dat de nieuwe metrolijn niet dieper kwam te liggen dan zo’n 30 meter, ruim boven de
Hartinglaag.
Maar Cleveringa is er nog altijd niet gerust op: “Die laag ligt niet overal op hetzelfde niveau. En ze vergeten één essentieel punt: de bovenlagen zitten vol scheuren en hiaten. En gas wil altijd omhoog!”