Geotechniek september 2022

Page 1

ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD SINDS 1997 t e c h n i e k CHNISCHE W TE O GE A LIJK V NKE HA NAF O ELD V ERK R OO D V A BL K Waarin opgenomen GEO kunst aarin ri W Wa JAARGANG 26 NUMMER 3 SEPTEMBER 2022 Waarin opgenomen GEO kunst aarin ri W Wa EEN EXPERIMENTELE STUDIE NAAR DE INVLOED VAN INITIEEL ONVERZADIGDE KLEI OP DE MACROSTABILITEIT VAN RIVIERDIJKEN HET A MSTERDAMSE HOUTEN PALENONDERZOEK – FEUILLETON INCLUDING STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL ’22
2 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
INHOUD 26 EEN EXPERIMENTELE
DE INVLOED VAN
OP
Niels
36 HET A MSTERDAMSE HOUTEN PALENONDERZOEK (FEUILLETON–1) René Terpstra IN MEMORIAM 33 & 35 KADEMUURCONSTRUCTIES VAN GEWAPENDE GROND MET EEN BLOKKEN-FACING Dr. Oliver Detert / Ir. Joris van den Berg 46 3 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022 7 ADVERTORIAL
STUDIE NAAR
INITIEEL ONVERZADIGDE KLEI
DE MACROSTABILITEIT VAN RIVIERDIJKEN
Walrave / Rimmer Koopmans / Inge van Gelder / Cor Zwanenburg

Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Tel. 0031 (0)70 391 99 00 www.kivi.nl

MEMBERS

EXECUTIVE G OLD MEMBERS

IJzerweg 4 8445 PK Heerenveen Tel. 0031 (0)513 63 13 55 www.apvandenberg.com

Loc. Campogrande 26, 29010 Calendasco ITALY Tel. 0039 0523 77 15 35 www.pagani-geotechnical.com

GOLD MEMBERS

Weesperstraat 430 1018 DN Amsterdam Tel. 0031 14 020 www.amsterdam.nl/ingenieursbureau

Boussinesqweg 2 2629 HV Delft Tel. 0031 (0)88 335 82 73 www.deltares.nl

Veurse Achterweg 10 2264 SG Leidschendam Tel. 0031 (0)70 311 13 33 www.fugro.com

Wilhelminakade 179 3072 AP Rotterdam Tel. 0031 (0)10 489 45 30 www.rotterdam.nl

SILVER PLUS MEMBERS

Christophorusstraße 12 A - 5061 Elsbethen, Austria Tel. +43 662 25 32 53-0 www.anp-systems.at

Rendementsweg 29 3641 SK Mijdrecht Tel. 0031 (0)297 231 150 www.bauernl.nl

Westbaan 240 2841 MC Moordrecht Tel. 0031 (0)172 427 800 www.geomil.com

er Synthetic BV Huesk

Het Schild 39 V4

Kievitsven 108 5249 JK Rosmalen Tel. 0031 (0) 73 202 00 70 www.huesker.nl

5275 EB Den Dungen

el. 0031 (0)88 594 00 50 T

Jetmix B.V.

B-1200 Bru

ssel

Gemeenschappenlaan 100 .besix.be

Leeghwaterstraat 3 4251 LM Werkendam Tel. 0031 (0)183 505 666 www.jetmix.nl

Laan 1914no. 35 3818 EX Amersfoort Tel. 0031 (0)88 348 20 00 www.royalhaskoningDHV.com

Albert Plesmanweg 47 3088 GB Rotterdam Tel. 0031 (0)88 513 02 00 www.mosgeo.com

Laan 1914no. 35 3818 EX Amersfoort Tel. 0031 (0)88 348 20 00 www.royalhaskoningDHV.com

voorbij funderingstechniek

Siciliëweg 61 1045 AX Amsterdam Tel. 0031 (0)20 407 71 00 www.voorbijfunderingstechniek.nl

4 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
w.bwww. el.
2
62 11 T
0032
402

VERVOLG SILVER PLUS MEMBERS

Veilingweg 2Philipssite 5 5301 KM Zaltbommelbus 15 / Ubicenter NederlandB-3001 Leuven Tel. 0031 (0)418 578403Tel. 0032 16 607760 www.dywidag-systems.com

Rijksstraatweg 22-F 2171 AL Sassenheim Tel. 0031 (0)71 301 92 51 www.eijkelkamp-geopoint.com

Gebr. De Koning B.V. Scheepvaartweg 1 3356 LL Papendrecht Tel. 0031 (0)78 644 26 44 www.gebrdekoning.nl

Hulsenboschstraat 25 4251 LR Werkendam Tel. 0031 (0)183 508 888 www.devriestitan.nl

Curieweg 19, 2408 BZ Alphen a/d Rijn Tel. 0031 (0)172 449 822 www.geomet.nl

Fauststraat 3 7323 BA Apeldoorn Tel. 0031 (0)55 538 22 22 www.mobilis.nl

P. de Medinalaan 3-c, 1086 XK Amsterdam Tel. 0031 (0)20 494 30 70 www.cruxbv.nl

SILVER MEMBERS

Allnamics Pile Testing & Geotechnical Experts

Waterpas 98, 2495 AT Den Haag Tel. 0031 (0)88 255 62 64 www.allnamics.com

Ballast Nedam Engineering

Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein

Postbus 1555, 3430 BN Nieuwegein Tel. 0031 (0)30 285 40 00 www.ballast-nedam.nl

Strijkviertel 30 3454 PM De Meern (Utrecht) Tel. 0031 (0)30 66617 46 www.vandijktech.nl

Veilingweg 24 6681 LA Bemmel Tel. 0031 (0)481 42 47 21 www.joostenconcepts.nl

Business units: DIMCO / de Vries & van de Wiel / GeoSea Haven 1025 - Scheldedijk 30, B-2070 Zwijndrecht Tel. 0032 3 250 52 11 www.deme-group.com

Funderingstechnieken Verstraeten BV Brugsevaart 6 Postbus 55, 4500 AB Oostburg Tel. 0031 (0)117 45 75 75 www.fundex.nl

Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken (NVAF) Postbus 1218, 3840 BE Harderwijk Tel. 0031 (0)341 456 191 www.nvaf.nl

Postbus 1097, 6161 BB Geleen Tel. 0031 (0)88 130 06 00 www.geonius.nl

Van der Burghweg 1, 2628 CS Delft Tel. 0031 (0)15 278 4618 www.paotm.nl

GEO2 Engineering B.V. Computerweg 11, 3542 DP Utrecht Tel. 0031 (0)346 769 046 www.geo2.nl

Volker Staal en Funderingen B.V. Donker Duyvisweg 75, 3316 BL Dordrecht Tel. 0031 (0)78 654 62 00 www.vsf.nl

Delta Geoconsult “In den Koogel”

Hoogstraat 20, 4285 AH Woudrichem Tel. 0031 (0)183 307 326 www.deltageoconsult.nl

Postbus 88, 1462 ZH Middenbeemster Tel. 0031 (0)299 31 30 20 www.vanthek.nl

5 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022

BAM Infraconsult BV

H.J. Nederhorststraat 1 2801 SC Gouda Tel. 0031 (0)182 59 05 10 www.baminfraconsult.nl

ConGeo B.V.

Crown Business Centre Bodegraven II Tolnasingel 1 2411 PV Bodegraven Tel. 0031 (0)182-38 05 66 www.congeo.nl

Dieseko Group B.V.

Lelystraat 49 3364 AH Sliedrecht Tel. 0031 (0)184 410 333 www.diesekogroup.com

ASSOCIATE MEMBERS

Geobest BV

Marconiweg 2 4131 PD Vianen Tel. 0031 (0)85 489 0140 www.geobest.nl

Geoconstruct

Van Speijkstraat 102 2518 GG Den Haag Tel. 0031 (0)6 453 12 224 www.geoconstruct.nl

Ingenieursbureau BT

Geoconsult B.V. Loire 204 2491 AM Den Haag Tel. 0031 (0)70 415 90 02 www.btgeoconsult.nl

KELLER

Funderingstechnieken B.V.

Europalaan 16, 2408 BG Alphen a/d Rijn Tel. 0031 (0)172 47 17 98 www.keller-funderingstechnieken.nl

MPI Geo Systems BV

Boogschutterstraat 18, 5015 BW Tilburg Tel. 0031 (6) 153 138 28 www.mpi-geosystems.com

Profound BV

Mozartlaan 46-A, 2742 BN Waddinxveen Tel. 0031 (0)182 640 964 www.profound.nl

Vroom Funderingstechnieken BV

Sluisweg 1, 1474 HL Oosthuizen Tel. 0031 (0)299 40 95 00 www.vroom.nl

LITE MEMBERS

BodemBouw B.V.

Veghelsedijk 2-E, 5406 TE Uden Tel. 0031 (0)85 877 20 02 www.bodembouw.nl

Kandt B.V.

Hoogeveenenweg 21 2913 LV Nieuwerkerk a/d IJssel Tel. 0031 (0)180 63 30 48 www.kandtbv.nl

COLOFON

GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022 JAARGANG 26 NUMMER 3

Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken.

Uitgever/bladmanager

Uitgeverij Educom Diederiks, R.P.H.

Redactie (excl. specials)

Bogaards, ir./MSc J. Broeck, ir. M. van den Diederiks, R.P.H. Lysebetten, ir. G. van Pijpers, ir. R. Pronk, ing. C.G. Schaminée, drs. P.E.L. Temmink, ir. H.

Redactieraad (excl. specials)

Bogaards, ir./MSc J. Broeck, ir. M. van den Dalen, ir. J.H. van Diederiks, R.P.H. Duijnen, ing. P. van Gunnink, Drs. J. Lysebetten, ir. G. van Pijpers, ir. R. Pronk, ing. C.G. Rooduijn, ing. M.P. Schaminée, drs. P.E.L. Smienk, ing. E.

WTCB

HPSchroefpaal Systems BV Kade 23, 2435 NP Zevenhoven Tel. 0031 (0)6 83 64 07 26 www.hpschroefpaal.nl

Smit, E. Steenbergen, ir. G.J.A.M. Storteboom, O. Temmink, ir. H. Velde, ing. E. van der Woestijne, H. van de

Geotechniek is een uitgave vanUitgeverij Educom v.o.f. Tel. 0031 (0)10425 6544 info@uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl Lezersservice

Adresmutaties doorgeven via info@uitgeverijeducom.nl

© Uitgeverij Educom v.o.f. September 2022

Niets uit deze uitgave mag worden gereproduceerd met welke methode dan ook zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. © ISSN 1386 - 2758

Distributie van Geotechniek in België wordt mede mogelijk gemaakt door:

Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Lombardstraat 42, 1000 Brussel www.wtcb.be

ABEF vzw Belgische Vereniging Aannemers Funderingswerken Lombardstraat 36-42 1000 Brussel www.abef.be

BGGG

Belgische Groepering voor Grondmechanica en Geotechniek c/o BBRI, Lozenberg 7 1932 Sint-Stevens-Woluwe info@bggg-gbms.be

MEMBERS
6 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
3 5 J A AR

e c h n i e k

SPECIAL EDITION OF THE DUTCH INDEPENDENT JOURNAL GEOTECHNIEK SINCE 1997
SPE 9 19 TE O L GE A JOURN L DU CIA 97 CHNIEK CHT YEAR 26 - SPECIAL STRESS WAVE CONFERENCE - SEPTEMBER 2022
t

Prinsessegracht 23 Tel. +31 (0)70 391 99 00 2514 AP Den Haag www.kivi.nl The Netherlands

Allnamics Pile Testing & Geotechnical Experts Waterpas 98 2495 AT Den HaagTel. +31 (0)88 255 62 64 The Netherlands www.allnamics.com

Netherlands The Delft MH 2600 177 Box O P es nl r deltare www es nl r nfo@deltare fo i in 73 82 (0)88 335 . +31 Tel Te

Veurse Achterweg 10Tel. +31 (0)70 311 13 33 2264 SG Leidschendam www.fugro.com The Netherlands

P.O. Box 88Tel. +31 (0)299 31 30 20 1462 ZH Middenbeemster www.vanthek.nl The Netherlands

Oudsas 11Tel. +31 (0)183 50 11 22 4251 AW Werkendam www.hakkers.com The Netherlands

Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken (NVAF) P.O. Box 1218 3840 BE Harderwijk The Netherlands

GEO2 Engineering B.V.Tel. +31 (0)346 769 046 Computerweg 11 www.geo2.nl 3542 DP Utrecht The Netherlands

Tel. +31 (0)341 456 191 www.nvaf.nl

COLOPHON

This Stress Wave Conference Special is published by Uitgeverij Educom v.o.f. Geotechniek is the leading independent journal for geotechnical professionals in the Netherlands and Belgium since 1997.

P.O. Box 25296, 3001 HG Rotterdam, The Netherlands Tel. +31(0)10 425 6544 info@uitgeverijeducom.nl Publisher: Mr. R.P.H. Diederiks

© Copyrights uitgeverij Educom, September 2022 © ISSN 1386-2758 www.vakbladgeotechniek.nl

THIS STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL IS POWERED BY
2 l 8 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

DEVELOPMENT OF ADVANCED PILE INTEGRITY TEST METHODS FOR CAST IN-SITU PILES

9

VAN ’T HEK - OFFERING SPECIALIST SERVICES AROUND THE WORLD

Patrick IJnsen

Paul Hölscher / Victor Hopman / Aukje Veltmeijer 10

RAPID LOAD TESTING OF FOUNDATION PILES IN B ARCELONA

Marcel Bielefeld / Rob van Dorp / Nicolas Moscoso

Carlos Fernandez Tadeo / Gerald Verbeek

BI-DIRECTIONAL O-CELL® FOUNDATION TESTING- TO OPTIMISE FOUNDATION DESIGN SAFELY AND SUSTAINABLY

Melvin England / Maarten Profittlich

4
CONTENT 3 l 9 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL
14

DEVELOPMENT OF ADVANCED PILE INTEGRITY TEST METHODS FOR CAST IN-SITU PILES

1. Introduction

Traditional sonic testing of cast-in situ foundation piles is cheap and reliable. However, for deeper or less pronounced defects the reliability is limited. Measurements often lead to discussion on the question whether the defect is acceptable or not. To solve this, additional more accurate independent methods to determine the real size of the defect is desired.

New methods are suggested (e.g. [2][5]) but the reliability of these methods is unknown. In this research we tried to get more insight, by comparing the results of all methods on 20 test piles with intentionally created defects. Two new methods are discussed in more detail.

2. Field-test

A field test with 20 cast in-situ piles had been created. The site is located at the office of Deltares in Delft. The soil profile has about 8 m soft soil with

some peat and clay layers above a sand layer of about 4 m. The piles (10 m length) had their toes in this sand layer, but had been designed for testing only, not for bearing capacity.

Seventeen piles had one or two realistic defects such as bulges, necks and fractures. The bulges were created by injection of concrete through in advance installed pipes. The necks were prepared by tires filed with clay that were placed in the pile during installation. The fractures were created by a heavy lorry that hits the pile softly.

The piles were prepared for application of several advanced inspection methods (see Figure 1):

– Sixteen piles had a single tube in the centre of the pile. This facilitates Single Hole Sonic Logging (SHSL, see e.g. [5]) and Seismic Tube (ST). The seismic tube will be discussed in Section 4.

– Four piles had three equidistant holes facilitating

Cross-Hole Sonic Logging (CHSL).

– All piles had one or two deep accelerometers for Deep Acoustic Check (DAC). This method will be discussed in Section 3,

– Some piles had Discrete Temperature sensors (DT) and Fibre Optics (FO) to measure temperature.

– The distance between the piles was large enough to facilitate pushing a seismic cone along the pile to test Parallel Seismics [2].

– All piles were tested by traditional sonic testing by several experienced companies.

Based on the measurements all involved parties made a blind judgement of all piles, using their own methods. Based on the comparison of the predictions and the created defects, and experience of the field test the applicability of methods is discussed.

– The traditional PIT with one transducer and a hammer blow at the pile top turned out be the most reliable.

– The temperature measurements by the fibre optics and the acoustic SHSL give comparable results. The temperature method requires the installation of a fibre in the pile, the SHSL method requires a central hole. Both methods did not yet give additional information on the size of a defect. The temperature method is very fast, it measures during the curing. This gives the shortest response time after pooring the pile, since there is no need to wait for pouring of the concrete.

– The PS gave reasonable results, under the condition that the transducer is not coupled to the rod. This requires an uncoupling mechanism, that can coupled again in the soil, or the measurement should start at sufficient depth. The advantage of the method is that it doesn’t require preparation in the piles, but the site must be accessible for heavy equipment.

– ST, DAC and CHSL didn’t give results. ST measurements required additional interpretation. DAC was hindered by failure of the transducer that was used at the pile head. The number of piles with three tubes was too low to give a judgement over CHSL.

Figure 1– Overview of the methods that are tested.

4 l 10 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL
Victor Hopman Deltares Paul Hölscher Deltares Aukje Veltmeijer Delft University of Technology

SUMMARY

Cast in-situ piles are sensitive for defects during installation. Therefore, integrity of the pile-shaft must be tested. Traditional sonic testing often leads to discussion on the acceptance of piles. More advanced methods that give reliable information on concrete quality and diameter of the pile at distrusted locations

Figure 2–Results of Deep Acoustic Check at pile 6.

are required. This paper describes a field test in which several of these methods have been evaluated. Two methods (Seismic Tube and Deep Acoustic Check) are presented in more detail.

After the tests, seven piles have been removed. The selected piles had the largest difference between the intended defect and the defect detected by the measurements interpretation or had very different answers from the measurments. After removal, these piles were inspected visually and (later on) the circumference has been measured. It shows that the creation of a neck with a rubber tire worked well, although some tires were damaged and felt down to the toe of the pile. Injection by concrete to did create some bulges but was hampered by blockage of the pipes. It turns out to be important to regain the piles to check the defects precisely.

3. Deep Acoustic check

The basic idea of the Deep Acoustic Check is to add cheap (lost) transducers (Mems) deep in the pile. The signals that are measured by these deeper transducers, can be interpreted by similar methods as the traditional transducers at the pile head. The method has been tested experimentally in the field-test after the initial work. The applied Mems accelerometers are sufficient sensitive to get (after integration) velocities in the pile that can be interpreted.

Table 1 shows a summary of the defects in two piles that were excavated and inspected after testing. The piles had been selected on discussion about the real defects. This inspection showed that the intended defects were often not as expected.

Table

Figure 4–Diameter of piles from measured circumference for pile 6 and pile 8.

Figure 3 – Results of Deep Acoustic Check at pile 8.

1

–Summary defects in piles

Pile6 8

Length pile [m]8.94 9.15

Depth transducer 1 [m]4.4 5.7

Derived wave speed [m/s]4541 4341

Depth transducer 2 [m]6.4 6.7 Derived wave speed [m/s]4451 4376 Shallow defectnone none

Deep defectbulge bulge Depth defect [m]7.5 8.0

Figure 2 shows an example of a measurement on Pile 6. The figure is presented as a seismogram, with on the horizontal axis the time, and on the vertical axis the position and amplitude. Pile 6 has one transducer at the pile head and two deep transducers at 4.4 m and 6.4 m under the pile head.

Figure 3 shows similar results for pile 8.The signal

of the transducer at the head suffers from the integration. This suggest that for this position the mems require a very high sampling rate to be able to integrate to velocity. A traditional transducer might be preferable. Deeper transducers have less influence of this aspect, presumably since the very high frequencies are damped during propagation.

Figure 2 shows that the actual wave speed can be determined accurately. The determined propagation of the waves is shown by dashed lines. For this short pile this is not very relevant, but for longer piles the uncertainty on wave speed hinders the accurate determination of pile length. The deep transducers solve this quandary.

Figure 4 shows the diameter on depth for both pile 6 and 8. The circumference had been measured,

5 l 11 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

Figure 5– The seismic tube is placed in the hole in a pile.

and under the assumption of a circular cross-section, the diameter is derived. Pile 6 has a clear bulge close to the toe. The transducers are well above the defect, but this defect is close to the toe. The toe reflection hinders the interpretation. Pile 8 has two bulges. The two transducers are in the highest (closest to the pile head) bulge. This complicates the interpretation.

The interpretation shows that the transducer should be located a sufficient distance above the defects. This distance should be at least the length of the impact wave in the pile. In this case, the wave speed is 4500 m/s and duration of the blow

is 0.7 ms. The length of the wave is thus 3.1 m. The transducer is 1.6 m above the neck, so the incoming wave and reflected wave are interfering. However, the different shape of the measured signal at top and at depth shows that there is a neck below.

Since the bulges in these piles are close to the pile toe, the interpretation is challenging. This shows that tests on short piles have limited value for research, since the signals are interfering too much.

4. Seismic tube

The Seismic Tube has been specially designed to gain detailed information of defects, by the application of high-frequency (about 50 kHz) acoustic waves. The seismic tube has two acoustic sources and 8 equidistant acoustic receivers in between. The idea is based on the methods used for seismic surveys. The presence of two sources makes it possible to use two acoustic signals at one position. The present of 8 receivers makes it possible to create a seismic profile.

The instrument is lowered into a tubular hole in the pile, see Figure 5. By performing the measurement with the Seismic Tube at different heights, a measurement is obtained that is comparable to the Single Hole Sonic Logger. However, the presence of eight transducers (instead of one, as with the SHSL) makes it possible to apply seismic interpretation techniques.

Figure 6 shows a measurement as seismogram, i.e. the time signals are presented at the position where it is measured. The signals are multiplied with a factor that is proportional with the distance between the transducer and the source. This

avoids that the decay of the signals makes the signals further away almost invisible.

This figure suggests that the decay is quadratic with distance. However, the cumulative energy in the signals shows that the energy decay is less, about amplitude multiplied with square toot of amplitude.

The signals that had been measured in the test field have been analyzed more in detail by Veltmeijer [4]. One of the methods tested is the wellknown surface wave inversion (e.g. MASW), but this did not lead to a useful result. This analysis lead to the conclusion that several wave types are propagating in the pile. They can be picked by the arrival times:

– a direct wave propagating parallel with the pile axis (straight characteristic)

– a “surface” wave (Stoneley wave) propagating parallel with the pile axis (straight characteristic)

– a refraction wave (curved characteristic)

– a reflected wave (curved characteristic)

– a reflected refraction wave (curved characteristic)

Veltmeijer also created an interpretation tool that can be used for picking the waves from the measured signals Figure 7 shows an example.

The tool shows that the complex structure of the waves propagating in the pile can be understood. The first arrivals give information on the wave speed in the concrete and thus the quality of the concrete in the core. To determine the diameter of the piles locally the reflected waves must be determined, while these waves interfere with the direct waves that arrive in positions further away only slightly earlier.

Figure 6– Measurement in Pile 13 at 5.67 m depth presented as seismogram. The legend presents the multiplication factors for the signals.

Figure 3 – Example of wave picking tool, showing the complex wave system [7].

6 l 12 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

This research also shows that the frequency about 50 kHz of applied source of the seismic tube seems sufficient.

The tool was tested for practical engineering but turned out to be too sensitive for user choices. This means that the method has been proven to be possible, but improvement is still required. This can be carried out by improvements of the instrument or automation of the interpretation procedure. Especially an approach which is based on source characteristics. If the direct wave and surface waves are distinguished from the other waves, the seismic tube offers the possibility to get insight in the thickness of the piles.

The results of this analysis also have consequences for the interpretation of Single Hole Sonic Logging, where only one transducer is used. The waves that carries information on the diameter of the pile are the reflected and refracted waves. These waves are not very strong and always in the shadow of the direct waves. This suggests that SHSL is a useful tool for checking the concrete quality, but not for evaluation of the pile diameter. This agrees with the findings by Palm [5]. Application of a seismic tube is expected to give more precise information on quality of concrete.

5. Conclusion

The experience during the installation of the test piles shows that the creation of artificial defects is complicated. Removal of the piles after testing and proper inspection is essential to evaluate the real defects.

The new advanced technologies described in this paper have potence to give more insight than experienced engineers get by traditional PIT. However further development and more experience are needed. The DAC method seems useful for longer piles. The position of the transducers must be optimised for the pile length and the expected positions of the defects. The Seismic Tube gives good information on the concrete quality (from the wave speed). To derive the diameter, the interpretation needs the discrimination of direct waves and waves that are reflected form the edge. This research will start with experimental work at the demonstration day at the Stress Wave Conference in September 2022.

Acknowledgement

This work has been founded by the companies that were participating in the project: van ‘t Hek, Brem, Hektec,Volker Staal en Funderingen, Fugro,

Profound, Leiderdorp Instruments and Directorate-General for Public Works and Water Management and the research program Geo-impuls [3]

References

[1] Hopman, V., Hölscher, P., report Opzet testlocatie voor in de grond gevormde palen - COB, 2016.

[2]de Groot, P.H., report The parallel Seismic detection of defects in pile foundations, MSc report TU-Delft, the Netherlands, 2014 https:// repository.tudelft.nl/.

[3] Geoimpuls, see http://www.geoimpuls.org

[4] Veltmeijer, A., Seismic Properties of Foundation Piles, Diameter determination of in-situ created foundation piles using the Seismic Tube, MSc-thesis Applied Geophysics Research, IDEA league Delft University of Technology/Deltares, August 2019

[5] Palm, M., Single-hole sonic logging, A study of possibilities and limitations of detecting flaws in piles, MSc report, Royal Institute of Technology (KTH), Department of Civil and Architectural Engineering, Stockholm, Sweden, 2012, www.diva-portal.org/smash/get/diva2:542054/ FULLTEXT01.pdf.

7 l 13 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL www.deltares.nl From experimental research to practical application We work on geotechnics in • • • • Deltares
applied
smart technological innovations and sustainable solutions for societal challenges Adv-Geotechniek-From experimental research to practical application-Geotechniek-2022-208x134mm.indd 1 15-03-2022 08:29 hc laietcso for stionluso ovationinn alologichntec , w idewdorl . W eacf ursubs e fi h n t h i rcasee d r lieppa denepdein na is srealteD sgenllea leabaintssu dan sn t ram n s k o or e w dn r a ate f w d o le for tetitusin nt sstructure dationsFoun • n l a ai , r Road • lo f and Dikes • ork on geot e w W ddergrounun dan rastructurenf e i elinip d p fencesdefe doo echnics in www proo Climate • deltares.nl works net f
is an independent institute for
research in the field of water and subsurface. Worldwide, we work on

UNIQUE

The experience we can offer in the field of foundation works is unique. Fundex can be engaged in any role: • for advisory and study for existing and new customers, • as main- and subcontractor in Benelux projects, • as a partner in international projects or in temporary associations.

Fundex has built up world fame over the years. With more than 60 years of experience and a range of multifunctional foundation techniques, we are your flexible partner in every project.

Funderingstechnieken Verstraeten BV Brugsevaart 6 4501 NE Oostburg Tel. +31 (0)117 45 75 75 www.fundex.nl

PARTNER IN PILING AND DRILLING PARTNER IN PILING AND DRILLING Marine dolphins PARTNER IN PILING AND DRILLING 8 l 14 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

VAN ’T HEK: OFFERING SPECIALIST SERVICES AROUND THE WORLD

The family owned company Van ‘t Hek was founded in 1945 in the Netherlands as a General civil contractor. In the 1970’s the company put focus on the execution of Deep Foundations by Piling and sheet pile retaining structures as a sub-contractor. Back in the day it were mainly timber - and precast concrete piles for civil works, housing and commercial building projects that Van ’t Hek drove with self build dragline based piling rigs.

Today Van ’t Hek is market leader in the Netherlands and holds this position for already a decade. It is part of the Van ’t Hek Group, together with other subsidiary that focus on Piling or related services, each with it’s own specialization. Van ’t Hek Group is still family owned and the third generation is in charge.

Van ’t Hek is seen around the world offering it’s specialist service that, dependent on the client’s wishes can extend from pile design, through execution to pile testing and environmental monitoring and the design and construction of Special Purpose Equipment.

This selection of “groundbreaking” projects reflects Van ’t Hek’s current capabilities, however not exhaustive as it is usually the client’s dreams that make us push the boundaries even further.

Kobelco CKE 2500 Piling Rig

Some clients ask us to do the works, other ask us if they can rent our rig, this client ask us to build one… So we did! On the base of a 250 tons dragline crawler crane, we build a piling rig with a maximum capacity of 72 ton for the Pile + hammer weight, able to install piles in a rake position up to 3:1 and even 1:1 with the optional “Flying Leader” configuration.

Port of Poti, Georgia

For a Quay wall reconstruction in the Port of Poti in Georgia, Van ’t Hek installed not only Zshaped sheet piles but also some cellular cofferdams as part of a pier extension. The modular guiding frame based on separate adjustable piling platforms were designed by our in-house mechanical engineers (Hektec) and built in our own steel workshop.

Amsterdam “Sluishuis” Project

To enable the construction of this Iconic building in a lake, Van ‘t Hek placed a temporary sheet piled double cofferdam to create the construction pit in which steel screw injection piles with a tip diameter of 1000 mm and a length of 65,0 m were installed in order to support the cantilever structure of the building. A large number of precast concrete piles were driven into the construction prior to dredging and draining the building pit as foundation for the parking basement, before the construction pit bracing was applied. Piles with a temporary function were placed between the sheet piles of the building pit to hold up the formwork and scaffolding for the overhanging part of the building.

9 l 15 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL WWW.VANTHEK.COM

RAPID LOAD TESTING OF FOUNDATION PILES IN BARCELONA

Introduction

For a project in the old port of Barcelona large diameter (1.5 m) cast in-situ piles with design service loads 6 - 8 MN were constructed. The piles installed 28-35 m in a soil profile that mostly consisted of (silty) sand. On 2 of the first constructed piles full-scale bi-directional load tests were planned to check pile capacity. With this type of

load test, an embedded jack assembly is embedded in the pile shaft, pushing the upper part (shaft) up and the lower part (toe) down, with parts using each other for reaction. An essential limitation of the method is that the maximum test load is limited to the ultimate capacity of either shaft or toe, so ultimate capacity of the other will remain unknown. Unfortunately, this is what happened

Figure1 –Rapid Load Testing on site.

with the bi-directional tests performed on the project: the pile toe failed before required capacity was reached, while the behavior of the shaft suggested that only a portion of its capacity was mobilized when the test had to be terminated. However, this could not be concluded from the available test results, so additional load tests were needed to be able to accept the pile design. These tests had to be performed on already constructed piles (50 pcs), which ruled out bi-directional testing. A different test method was needed, with the understanding that execution of the tests should take as little time as possible, in order to minimize the delay of the – already suspended –project.

Possible Pile Load Test Methods

Traditional static load tests (SLT) are considered the most reliable. However, performing takes a lot of transport and time, both for the construction of the reaction system and for the test itself. This results in high costs and a long execution time, especially in case of high test loads and multiple test piles, like in this case. This made SLT not viable.

Figure2 –Specifics of dynamic and rapid load testing.

An alternative method is a dynamic load test (DLT), which offers high test productivity and eliminates the need for a reaction system. To perform a DLT, a single blow is applied to the pile head with an impact ram with a mass of 1%-2% of the required mobilized static capacity. The impact (5-15 msec) generates stress waves that are monitored by accelerometers and strain gauges mounted near the top of the pile. To estimate the mobilized static resistance, the recorded data is analyzed using signal matching techniques based on simulation of the stress wave propagation through the pile. However, the advantages of cost savings and short test duration are offset by a reduction in the accuracy of the test results as well as the relatively wide spread in results related to the user dependency of signal matching, especially for concrete piles. In addition, DLT involves peak loads on the pile that are much higher than the mobilized static capacity. So much higher, that DLT can damage a concrete pile. Simulations made for this project revealed that the required DLT was likely to damage the piles.

Carlos Fernandez Tadeo Allnamics Espana Marcel Bielefeld Allnamics Pile Testing Experts BV, NL Rob van Dorp Allnamics Pile Testing Experts BV, NL Nicolas Moscoso Allnamics Pile Testing Experts BV, NL Gerald Verbeek Allnamics USA
10 l 16 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

SUMMARY

After the planned bi-directional load tests for a construction project in the port of Barcelona showed inconclusive results, execution of a large number of additional pile load tests was required, at short notice and with heavy test loads.

To avoid these drawbacks of DLT, it was decided to use another alternative method: Rapid Load Testing (RLT) using a StatRapid device. The devices generates a load with increased duration (100-200 msec) by free fall of a drop mass of 5% to 10% of the required test load on a specially developed spring cushioning placed on the pile head. To prevent any rebound, a catching mechanism is activated after the drop mass impacts the pile head. For each load cycle, the applied force, displacement and acceleration at pile head level are directly measured. By varying the drop mass and drop height multiple, increasing load cycles can be applied. Apart from extending the load duration, the spring system also greatly reduces the stresses in the pile head. Therefore, it is a particularly convenient test method for concrete piles.

Unloading Point Method (UPM)

Due to the increased load duration during RLT the pile can be assumed to behave as a rigid body, where velocity and acceleration are the same along the entire length of the pile. To ensure this is the case, international standards specify a minimum load duration Tload > 10 L/c where L is the pile length and c is the stress wave velocity through the pile.

On that basis Middendorp developed the Unloading Point Method (UPM), which is the commonly used method to analyze data obtained from a Rapid Load Test. The UPM is straightforward and, more importantly, is independent of the person performing the analysis. Rapid Load Testing and UPM are implemented in various international standards, among which ASTM D7383 in USA and Eurocode EN-ISO-22470-10:2016, which was applicable to the project in Barcelona.

The UPM centers around the point where the velocity of the pile equals zero (vupm = 0). At this point (tupm), that can be easily identified in the monitoring results (see picture), the displacement of the pile is maximal and the pile can be assumed to behave quasi-statically.

The total pile resistance during a load test can be split into three components: static, dynamic and inertial. See [Eq. 1]:

Fsoil =Fstatic+Fdynamic+Finertia=(k∙u)+(C∙v)+(m∙a)

With k the static soil stiffness, C the soil damping, m the pile mass and with u, v and a respectively displacement velocity and acceleration of the pile.

This was possible by performing Rapid Load Tests (RLT), using a StatRapid device. In total 25 tests up to 12 MN were executed within 9 working days, putting the project back on track.

Figure3 – Measurements needed to determine static resistance using the Unloading Point Method (UPM).

The fact that v = 0 at tupm implies that Fdynamic = 0 at tupm in [Eq. 1]. Furthermore, given the equilibrium of forces, the measured force from the Rapid Load Test (FRLT) can be expressed as shown in [Eq. 2].

FRLT = Fsoil = Fstatic + 0 + Finertia =(k∙u)+0+(m∙a)

Rearranging [Eq. 2], the mobilized static resistance (Fstatic ) can be computed using [Eq. 3].

Fstatic = FRLT - Finertia = FRLT-(m∙a)

In this equation, the pile mass (m) is known and all other factors at tupm are measured directly; using load cells (FRLT), accelerometers (a) and optical sensor (displacement). With all factors at tUPM known, the mobilized static resistance Fstatic can be determined.

Despite the quasi-static behavior, RLT is still a quick test, that does not capture time-dependent phenomena like creep or pore pressure dissipation. Therefore, the value of Fstatic determined using [Eq. 3] needs some correction to take these so-called loading rate effects into account. See [Eq. 4], where η represents the loading rate effects factor on soil type. Typical values for η are 1.00 for rock,

Figure4 – Direct monitoring of force, displacement & acceleration.

0.94 for sand and 0.66 for clay. [Eq. 4]

Fstatic,corrected = η· Fstatic

Test strategy and safety philosophy

For load testing it is common to require a factor of safety (FoS) of 2.0 for the test piles. With design working loads 6-8MN that implied required test loads of 12-16 MN. The only StatRapid device that was available within the required time frame had a 40 ton drop weight with 10 MN nominal test capacity. Higher loads are also possible, but with shorter load duration, which can only be accepted as long as the criterion Tload > 10 L/c remains fulfilled.

Computer simulations performed in advance to establish the maximum possible test load that still fulfilled this criterion, revealed that loads up to 12-13MN could be achieved in this case.

It should be noted that in foundation works, increasing safety is about reducing uncertainty. Uncertainty is better reduced by testing more piles with lower FoS than by testing less piles with a higher individual FoS. The client and local authorities acknowledged this and accepted the proposal to test 50% of the already installed piles (25 pcs)

11 l 17 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

with test loads corresponding to a FoS of at least 1.20 – 1.30. Among the test piles were the piles that had also been subjected to the inconclusive bi-directional tests.

Test execution

The 25 test piles were divided over 4 different load classes, with required minimum test loads varying between 8 and 11 MN. Rapid Load Tests were performed in accordance with a dedicated test protocol. The first test piles were tested in 5 load cycles with a gradually increasing test load, in order to establish a good understanding of the soil response. Given the small plot size and limited site variability, subsequent tests could then be optimized by applying only 2 load cycles: the first one to confirm the soil stiffness and the second to mobilize the required capacity. In cases where test results seemed different from average, additional load cycles were performed to obtain extra data for the load- displacement curve for that particular pile. Each load cycle took approximately 10 to 15 minutes to perform. For this project, a 400-ton crane was

Figure5 –

Cyclic load-displacement diagram from a Rapid Load Test.

Figure6 –

Corresponding static load-displacement diagram derived from the Rapid Load Test.

Figure7 –Moving the fully assembled and loaded test device.

Figure8 – Cyclic load-displacement diagram from a Rapid Load Test.

chosen, which was able to move the fully assembled device (63 ton) from one pile location to the next. Using this procedure the 25 load tests were performed within 9 working days, with an average of 3 tested piles per day. The last test pile was used for a small experiment, applying the maximum drop height of the device (4,0 m) and monitor load duration and maximum test load.

Test results

An overview of the main results is shown in the table. On average, the mobilized static resistance corresponded to FoS = 1.19 – 1.34. It should be noted that mobilized capacity is a safe lower bound value of ultimate capacity, because none of the piles failed during the tests.

Conclusion

After an inconclusive bi-directional load test at the start of the project, Rapid Load Testing was successfully applied to confirm the axial resistance of 50% of the already installed piles. By testing 25 piles in 9 working days, with test loads 8-12 MN and positive test results, the confidence in the

pile design was restored and installation of the remaining 368 piles could be resumed. An open mind regarding safety philosophy on the side of client and authorities, as well as excellent coordination between general contractor and testing contractor were key to the successful completion of this testing work, without any further impact to the overall project schedule.

References

–Hölscher P.; Tol van F. (2009). Rapid Load Testing on Piles, Boek, ISBN 978-0-415-48297-4 ; e-book: 978-0-203-88289-4 , P.1-180 , CRC Press/Balkema. –Jardin R.J., Chow.F.C., Overy.R.F. and Standing. J.R. (2005) ICP Design methods for driven piles in sand and clays. Thomas Telford London, 97.

–Middendorp. P. (2000). Keynote lecture: Statnamic the engineering of art., International Conference on Application of Stress Wave Theory to Piles, Sao Paulo, Brazil, P.551-562 , A.A. Balkema.

–Hölscher, P., van Tol, A.F., Middendorp, P. (2008). European standard and guideline for Rapid Load Test, 8th Int. Conf. Application of stress-wave theory to piles, Lisbon, P.699.

12 l 18 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

Whether as a supplier of hardware and software for foundation testing and pile driving simulation or as a reliable advisor in these areas, Allnamics’ activities are founded on 50 years of experience with foundation piles, impact driven as well as vibro driven, onshore as well as offshore.

During those years our staff was intimately involved in the development of multiple testing methods, such as low strain dynamic testing, high strain dynamic testing and Rapid Load Testing With these capabilities, Allnamics is ready to support the installation of deep foundations around the world.

PILE TESTING
ALLNAMICS GEOTECHNICAL &
EXPERTS
• STATRAPID PILE LOAD TESTING • STATIC AND DYNAMIC LOAD TESTING (SLT/PDA) • SIMULATIONS OF PILE INSTALLATION FOR IMPACT AND VIBRATORY HAMMERS • QUALITY CONTROL OF NEW AND EXISTING FOUNDATIONS • MONITORING PILE INSTALLATION (PDA/VDA) • ALLWAVE DRIVEABILITY SOFTWARE • PDR PILE MONITORING EQUIPMENT ALLNAMICS.COM AMI TIC AND DYNAMIC LO A STAT TA • TE D • T/PDA) OAD TESTING (SLLT Testing VE S WA ALLWA LW • A MONITORING PILE INSTTA • TIONSFOUNDAAT • TORY HAMME ANDVIBRAAT TIONS IN SIMULAAT • WA TIONALLAAT ACT TION IMP STALLAAT TA • 13 l 19 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

Melvin England Fugro Foundation Testing (Loadtest)

BI -DIRECTIONAL O-CELL® FOUNDATION TESTING: TO OPTIMISE FOUNDATION DESIGN SAFELY AND SUSTAINABLY

Introduction

Worldwide awareness of climate change continues to increase, as do calls for action. Reducing our carbon footprint is a priority if we hope to minimize the impact of global warming. Concrete production is responsible for 5% to 7% of total CO2 emissions worldwide. The construction industry, and in particular the foundation industry, can take steps to reduce their contribution.

Accurate foundation design is a critical area for efficient use of concrete and steel in the ground. Calibration of the design of foundations can unlock huge savings in terms of material usage and project

timescales and these are best done by full-scale load testing to evaluate the pile or barrette behaviour.

Bi-directional pile load testing

Full-scale static load testing can be performed by either applying the full test load at the head of the foundation in the traditional manner, with kentledge or a reaction beam and anchor piles, or performed bi-directionally by casting the loading element within the foundation itself. O-cell® bi-directional load testing can be used to verify the pile performance and compare it against the design in the most efficient, safe and cost-

Tabel1 –Savings due to base enlargement (Source: Implenia/ Fugro).

effective manner of all types of foundations –particularly for larger test loads. The following project examples illustrate some of the benefits of using bi-directional load tests and how effective they are at reducing carbon emissions.

Two construction projects in Switzerland

Foundations for an extension to the Rolex factory are being constructed in Geneva. Ground conditions in the area are characterised by soft post glacial deposits with the moraine layer found at more than 50 m. With a traditional nominally cylindrical pile design the toe of the piles would be found in the moraine. Instead an alternative pile installation technique using a ream was considered and the behaviour of two test piles verified with O-cell® tests.

The reamed design piles have a significantly smaller diameter considerably reducing the volume of the piles and therefore the material extracted, concrete used, transport requirements etc. Table 1 below shows the comparison between the initial

Photo1 – Construction work in Geneva; the carbon footprint on the project was reduced by one third (420 tonnes) using, among other things, electric concrete trucks.

Photo2 – Photo 2: BAUER Spezialtiefbau GmbH verified the foundation design for a more cost-efficient and less time-consuming solution.

14 l 20 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

traditional pile foundation plan and the alternative solution.

On another project for the Swiss private bank, Pictet, three barrettes were load tested, at different depths, to optimise their design. In addition to the benefits of using bi-directional load testing the contractor used electric concrete trucks (see photo1).

Elbtower Hamburg

Fugro has completed a successful load-testing programme on Germany’s longest rotary bored piles as part of the foundation design verification for the planned Elbtower construction in Hamburg. On completion, the 244 m high Elbtower will be the third tallest skyscraper in Germany and forms part of a 157 hectare megaproject to redevelop the former harbour and industrial areas of HafenCity.

Located on low load-bearing ground near the Elbe river, the Elbtower’s foundations will rest on long piles to transfer the load to a deep load-bearing soil layer and prevent long-term settlement.

Deep foundation contractor BAUER Spezialtiefbau

GmbH constructed several bored test piles up to 111.4 m long and 1850 mm in diameter, and Fugro provided unique load-testing and measurement technology for the pile-testing programme. The advantage of Fugro’s in situ load testing, especially on piles of this size and ultimate load-bearing capacity, is that clients can verify and potentially optimise their foundation design without the

need for costly and time-consuming installation of reaction piles used in traditional load testing.

High speed rail lines across Europe

Fugro is also involved at numerous sections of HS2, the UK’s new high speed rail network, including foundation testing programs. HS2 will integrate new railway lines and upgrades across Britain’s rail system to deliver faster travel to many towns and cities not directly on the HS2 route, including Liverpool, Sheffield, Leeds, Nottingham and Derby.

170 miles of new high-speed line is already under construction between Crewe and London, employing around 25,000 people. In total, the Government is planning over 260 miles of new high-speed line across the country. HS2 trains will be powered by zero carbon energy for a cleaner, greener future.

Some of the first contributions for the tests in the chalk of the Chilterns has provided a possible foundation size reduction of 70 % when compared with the original design. One of the most recent projects is the foundation test program at Birmingham Curzon Street Station (photo 3). This station will be at the heart of the high-speed rail network in the West Midlands. It will be one of the most environmentally friendly stations in the world. Two key benefits of our full-scale pile testing program are the saving on materials due to shorter

pile lengths and increased design confidence.

Summary and conclusions

Worldwide awareness of climate change continues to increase, as do calls for action. Reducing the carbon emissions for buildings and infrastructure can help to limit global temperature rise and achieve a net zero future. Concrete production is responsible for 5% to 7% of total CO2 emissions worldwide. The construction industry, and in particular the foundation industry, is able to take steps to reduce their contribution. One potential saving is through optimising the foundation of (high-rise) buildings, bridges and infrastructure projects.

Accurate foundation design is a critical area for efficient use of concrete and steel in the ground. Calibration of the design of foundations can unlock huge savings in terms of material usage and project timescales and these are best done by full-scale load testing to evaluate the pile or barrette behaviour. O-cell® bi-directional load testing can be used to verify the pile performance and compare it against the design in the most efficient, safe and cost-effective manner of all types of foundations –particularly for larger test loads. The project examples described in this article show that using full-scale static load testing with O-cell® bi-directional testing can reduce carbon emissions and improve project efficiencies.

15 l 21 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL
Photo 3– Artist impression of Birmingham Curzon Street Station where pile design is being verified with O-cell® bi-directional testing (source: hs2.org.uk).
To find out more loadtest@fugro.com Full scale static load test Safer and more cost effective than traditional tests Magnitude of load only limited by the ground conditions More than 30 years of experience in over 60 countries O-CELL® BI-DIRECTIONAL TESTS TO OPTIMISE YOUR FOUNDATION DESIGN SAFELY & SUSTAINABLY O-C BI-DIRECT TIMI O OP T AT FOUNDAT L E CEL AL N R IO S OU E Y NGN DESI TIO oa c l tati e s cal l s Ful co more adlo of Magnitude 0 e More than 3 S LY ond t m t N es d t t tes than tive effec ost c ground the ited 0 countries li d xperience in over 6 DESIG Y T L SUSTAAINABLY s s ondition m out To loadtest@fug m ore gro.co Research Design & Construct ch Cons Resear truct Interested?Takealookatwwwwerkenbijhakkerscomorvisitoursocials ‘Probability theory can be applied to driveability predictions to quantify refusal risk’ Takealookatw Ta Interested? comorvisitoursocials kers werkenbijhak w w tw Interested? Take a look at www.werkenbijhakkers.com or visit our socials t w Takealooka Ta Interested? om or visit our socials kers.c w.werkenbijhak w 16 l 22 SEPTEMBER 2022 GEOTECHNIEK - STRESS WAVE CONFERENCE SPECIAL

THE URBANIZATION CHALLENGE

De wereld verstedelijkt elke minuut. De druk op onze steden neemt toe. Wereldwijd staan verstedelijkte regio’s voor de belangrijke opgave om deze bevolkingsgroei op te vangen.

Een groot deel van de beschikbare ruimte wordt echter al ingenomen door bovengrondse constructies en de overlast van traditionele bouwmethoden wordt steeds moeilijker te rechtvaardigen.

Om hierop een antwoord te bieden, investeert Denys fors in wat wij graag Dreamcutter-technologie noemen. Dit doen we in samenwerking met een strategische partner, Bauer Maschinen GmbH en samen hebben we een eerste machine ontwikkeld. Het Dreamcutter/Cube-systeem, een machine die het bouwen in de binnenstad voor altijd zal veranderen.

De Dreamcutter maakt gebruik van een slurrywandsysteem gebaseerd op de hydrocutter technologie van Bauer om slurrywanden te creëren uit ondergrondse ruimtes met een lage hoogte, zoals microtunnels met een diameter van 4 m.

CUTTER SPEC’S CUTTER HEIGHT 3,600 MM TRENCH LENGTH 2,400 MM TRENCH WIDTH 640 MM - 1,000 MM STEERING FLAPS 8 PC HOOK LOAD 20 T MIN. WEIGHT 12.8 T MAX. WEIGHT 14.3 T MUD PUMP 127 MM (5”) GEARBOX BCF 5 (2 X 46 KNM) CONCRETING AND REINFORCEMENT UNIT SPEC’S MAIN LIFTING CAPACITY 15 T AUXILIARY LIFTING CAPACITY 1 T CONDUCTOR PIPE RACK 27 x 1.5 M REINFORCEMENT CAGE SECTION 1.86 M WEIGHT 8.5 T CSC OPTIONAL CE CERTIFIED Underground construction with minimum impact on the surface THE GAME-CHANGER IN UNDERGROUND CONSTRUCTION DENYS X BAUER DREAMCUTTER DISCOVERY DAYS 26-30 SEPT < Schrijf in via QR-code of tel +32 9 254 01 29 vandekerckhove-devos.com 23 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022

DIEPWANDEN

6 en 7 oktober 2022

ir. Jan van Dalen (DAED Ingenieurs)

VERVORMINGSGEDRAG BIJ FUNDEREN OP STAAL 6 en 13 oktober 2022

ir. Guido Meinhardt (CRUX Engineering)

PAALFUNDERINGEN VOOR CIVIELE CONSTRUCTIES 10, 11, 24 en 25 november 2022 dr. ir. Mandy Korff (Deltares) en ir. Adriaan van Seters (Fugro)

GRONDMECHANICA EN FUNDERINGSTECHNIEK 2 BASISOPLEIDING CGF-2

Start 24 januari 2023 (Delft) Start 26 januari 2023 (Utrecht)

GRONDMECHANICA EN FUNDERINGSTECHNIEK 1 VERVOLGOPLEIDING CGF-1

Start 19 januari 2023 (Utrecht) Start 24 januari 2023 (online)

NIEUW

QGIS VOOR GEOTECHNICI

BASISCURSUS QGIS IN GEOTECHNIEK

GIS theorie en de mogelijkheden van QGIS 15 en 16 november 2022

QGIS IN DE PRAKTIJK VAN GEOTECHNIEK

Training van praktische vaardigheden in QGIS 29 september en 6 oktober 2022

PROGRAMMEREN IN QGIS VOOR GEOTECHNICI Verhoog je productiviteit door je eigen plugins in Python te bouwen 23 en 30 november 2022

24 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
Investeer in de nieuwste kennis en kunde in de geotechniek
VIND JOUW CURSUS OP WWW.PAOTM.NL!
BESIX is een multidisciplinair & internationaal bouwbedrijf met een 100-jarig trackrecord van innovatieve, complexe en toonaangevende civiele, utilitaire, maritieme en industriële projecten wereldwijd. GEOTECHNIEK INZETTEN MET RESPECT VOOR MENS EN MILIEU 25 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
WWW.BESIX.NL

EEN EXPERIMENTELE STUDIE NAAR DE INVLOED VAN INITIEEL ONVERZADIGDE KLEI OP DE MACROSTABILITEIT VAN RIVIERDIJKEN

Inleiding & Probleemstelling

In Nederland wordt momenteel bij de stabiliteitsbeoordeling van dijken geen rekening gehouden met onverzadigd grondgedrag. Volgens de vigerende ontwerprichtlijn wordt er voor het gedeelte van het dijklichaam boven de grondwaterstand geen positieve, maar ook geen negatieve waterspanning meegenomen in de beoordeling. Als grond niet volledig verzadigd is, kan er negatieve waterspanning optreden. Hoewel in de volksmond hiervoor geregeld de term zuigspanning gebruikt wordt, zal in dit artikel voor de Nederlandse vertaling van ‘matric suction’ negatieve waterspanning worden gebruikt. Zowel in het gedeeltelijk verzadigde dijklichaam als in de top van de deklaag kunnen negatieve waterspanningen aanwezig zijn. De sterkte van de ondergrond kan hierdoor toenemen en dit verbetert de stabiliteit van de dijk. Door seizoensinvloeden zou dit effect in de zomer sterker kunnen zijn dan in de winter. Daarnaast kan de infiltratie van rivierwater gedurende een hoogwatersituatie een reducerend effect hebben op de aanwezige negatieve waterspanning. Geotechnisch veldonderzoek voor de beoordeling van geotechnische parameters wordt

over het algemeen uitgevoerd in de zomer, wanneer de negatieve waterspanningen hoog kunnen zijn, wat kan leiden tot een overschatting van de sterkte van de grond tijdens hoogwatercondities. De afgelopen jaren zijn de zomers in Nederland relatief droog geweest en die zouden dit effect als zodanig kunnen versterken. Lopend onderzoek naar de initieel onverzadigde zone in Oost-Nederland (Van Duinen, 2020; Buiten, 2020) heeft uitgewezen dat dit onverzadigde effect mogelijk pas in het volgende voorjaar volledig verdwijnt. Als gevolg hiervan zou het mogelijk zijn dat tijdens een maatgevende gebeurtenis extra sterkte, geleverd door de negatieve waterspanningen als gevolg van onverzadigde omstandigheden, aanwezig blijft.

Dit artikel gaat dieper in op bovenstaand probleem en tracht dit op te lossen: 1. door het bepalen van onverzadigde geotechnische sterkteparameters met behulp van conventionele laboratoriumproeven die beschikbaar en gangbaar zijn in Nederland, en 2. door te laten zien welke orde van grootte het onverzadigd gedrag op de stabiliteit van dijken heeft.

Dit artikel focust zich op de beantwoording van deze vragen voor de initieel onverzadigde zone van een kleiige rivierdijk in Oost-Nederland in het traject Ravenstein-Lith, maar in principe kan het overal met een vergelijkbare bodemopbouw toegepast worden.

Laboratoriumproeven op onverzadigde grond

Normaliter zouden voor het uitvoeren van onverzadigde geotechnische laboratoriumproeven aanpassingen nodig zijn aan de proefopstelling om het verloop van de luchtdruk en het luchtvolume te kunnen meten. Dit is nodig om de ontwikkeling van de negatieve waterspanning gedurende de proef in kaart te kunnen brengen. In Nederlandse geotechnische laboratoria zijn deze aanpassingen momenteel niet voorhanden. De Suction Stress Characteristic Curve (SSCC), zoals geformuleerd door Lu en Likos (2006) en nader toegelicht in de volgende paragraaf, is in dit onderzoek toegepast om met conventionele geotechnische laboratoriumproeven onverzadigde sterkteparameters te bepalen. Het belangrijkste voordeel van het gebruik van dit concept is dat er relatief weinig aanpassingen nodig zijn aan de huidige proefprocedures (NEN-EN-ISO 17892-9, 2018; Greeuw et al., 2016) voor geotechnisch onderzoek naar sterkteparameters van dijken in Nederland. Tot op heden is dit concept in de internationale literatuur niet toegepast op de in Nederland veelgebruikte conventionele geotechnische laboratoriumproef voor dijkontwerp: de K0-Consolidated Anisotropic Undrained (K0-CAU) triaxiaalproef. Met deze proef wordt geprobeerd de in-situ spanningstoestand in een dijk het best te benaderen.

26 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
Figuur 1 – Conceptueel overzicht van de verzadigde en de (deels) onverzadigde zone gedurende een WBN situatie. ing. Rimmer Koopmans Arcadis ir. Niels Walrave Royal HaskoningDHV dr. ir. Cor Zwanenburg TU Delft/Deltares dr. Inge van Gelder Inpijn Blokpoel ingenieurs

SAMENVATTING

Dit artikel beschrijft het resultaat van een experimentele studie naar de invloed van de initieel onverzadigde zone op de macrostabiliteit van een kleiige rivierdijk in het kader van een masterscriptie aan de TU Delft. Door middel van de Suction Stress Characteristic Curve is het mogelijk om onverzadigde K0-CAU proeven uit te voeren op de gangbare triaxiaalproefopstellingen in Nederlandse geotech-

Theoretische achtergrond van de SSCC

Voor verzadigde grond geldt de klassieke definitie van effectieve spanning van Terzaghi (effectieve spanning = totaalspanning – waterspanning);

‘= –uw . In onverzadigde grond zijn de poriën niet alleen gevuld met water, maar ook deels met lucht. Om het effect van de onverzadigde toestand te beschrijven is er een variabele nodig die hier iets over zegt. Bishop heeft dit gedaan met een factor die afhangt van de verzadigingsgraad. Het is echter niet eenvoudig om deze factor te bepalen, aangezien deze niet uniek is. Dit komt omdat er een hysterese effect zit in de karakteristieke curve van het bodemwater, bekend als de Soil Water Characteristic Curve (SWCC). De SWCC beschrijft de relatie tussen het volumetrische watergehalte en de negatieve waterspanning in de grond.

Onverzadigde geotechnische laboratoriumproeven op cohesief materiaal, zoals klei, zijn tijdrovend, omdat er een evenwichtstoestand moet worden bereikt tussen de water- en de luchtdruk voor een gegeven negatieve waterspanning. Lu en Likos (2006) introduceerden met het SSCC concept een effectieve spanningsframework die geldt voor variabel verzadigde grond. De variërende spanning tussen de deeltjes kan worden beschreven met behulp van het concept van suction stress (in dit artikel zal hiervoor de term zuigspanning voor worden aangehouden). Deze spanning is volgens Lu en Likos (2006) het resultaat van zowel fysieke als chemische verschijnselen: 1. Van der Waals aantrekking, 2.elektrochemische dubbel-laagse afstoting en aantrekking, 3. oppervlaktespanning, 4. negatieve poriewaterdruk en 5. chemische binding.

De SSCC maakt het mogelijk om een conventionele laboratorium-opstelling te gebruiken om de onverzadigde sterkte van een grondsoort te karakteriseren als een functie van de zuigspanning. Daarnaast is dit concept gevalideerd door middel van echte onverzadigde testresultaten tot 15 MPa aan matric suction (Lu et al., 2010).

De SSCC is gebaseerd op de Van GenuchtenMualem vergelijking van de SWCC en het verschil tussen beiden ligt in de negatieve waterspanning. Lu en Likos (2006) hebben de vergelijking van Bishop aangepast zodat de effectieve spanningsrelatie beschreven kan worden als volgt:

Figuur 2 –Mohr-Coulomb lijnen bepaald voor monsters beproefd met verschillende volumetrische watergehaltes waarbij het monster van nature volledig verzadigd is bij watergehalte, = 51.50%.

nische laboratoria. Dit draagt bij aan de kennis over de onverzadigde zone en in de toekomst zou er wellicht extra sterkte toegekend kunnen worden aan deze zone, die nu nog niet benut wordt, en zou het kunnen leiden tot meer grip op de actuele sterkte van een dijk gedurende een hoogwatersituatie.

Waarin ‘ de effectieve spanning is, de totaal spanning, ua de luchtdruk in de poriën en s de negatieve waterspanning. Volgens Lu en Godt (2013) kan de zuigspanning die hoort bij een bepaald watergehalte bepaald worden met de effectieve cohesie, c’, en de effectieve wrijvingshoek, ’, zoals die bepaald kan worden met behulp van Mohr cirkels (zie vergelijking 2). Dit houdt in dat er geen plaats is voor intrinsieke cohesie van een grondsoort.

Het Mohr-Coulomb criterium kan hierdoor herschreven worden tot:

Met deze vergelijkingen kan de zuigspanning bepaald worden. De zuigspanning wordt bepaald door het snijpunt van de lijn met de negatieve x-as in figuur 2. Merk op dat indien een virtuele lijn geplot wordt bij x=0, de effectieve cohesie conform de theorie inderdaad toeneemt bij steeds drogere monsters. Elke lijn is bepaald op basis van 3 tot 6 proeven afhankelijk van het volumetrisch watergehalte.

Voor de bovenstaande methode is een groot aantal proeven benodigd. Echter is er ook een expliciete relatie van de SSCC geformuleerd door Lu et al. (2010). Daardoor is het mogelijk om de juistheid van de K0-CAU proefresultaten te verifiëren op basis van alleen de Van Genuchten-Mualem parameters van de grondsoort:

In deze vergelijking is Se de effectieve verzadigingsgraad, en n zijn de empirisch bepaalde Van Genuchten-Mualem parameters. De effectieve verzadigingsgraad kan bepaald worden door:

Hierin zijn w het volumetrisch watergehalte, r het residuele watergehalte (waarbij de grote, relevante poriën leeg zijn, maar de microporiën nog gevuld zijn) en s het verzadigde watergehalte. In dit artikel zijn voor r = 8,6216*10–11 en s = 0,5266 aangehouden.

Resultaten van de K0-CAU proeven

In de tweede fase van dit onderzoek is geotechnisch laboratoriumonderzoek uitgevoerd op relatief siltige kleimonsters, ook bekend als ‘zware klei’ en ‘transitional soil’ (i.e. Ponzoni et al, 2014; IenW, 2019), uit het dijktraject Ravenstein-Lith in het noordoosten van de provincie Noord-Brabant. In de literatuur zijn testprocedures met het SSCCconcept nauwelijks gepubliceerd en daarom moest voor dit type proef een testprocedure worden ontwikkeld en geverifieerd. Er is vastgesteld dat dit concept, bij het bepalen van sterkteparameters, met behulp van strain compatibility met succes kan worden toegepast op K0-CAU triaxiaalproeven en goede resultaten oplevert. Voor dit type klei toonde strain compatibility aan dat geotechnische sterkteparameters kunnen worden bepaald bij 10% axiale rek in plaats van bij 25% zoals voorgeschreven door de richtlijnen voor het beoordelen van macrostabiliteit (IenW, 2019). Vergeleken met een conventionele K0-CAU triaxiaalproef, dient de verzadigingsfase overgeslagen te worden. De te beproeven monsters dienen lucht gedroogd te zijn onder laboratoriumomstandigheden tot een

27 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022

voorgeschreven volumetrisch watergehalte. De resultaten van deze proeven zijn te zien in figuur 2. In dit figuur zijn de Mohr-Coulomb lijnen afgebeeld zoals die bepaald zijn voor elke set proeven met een uniek volumetrisch watergehalte. Voor elke lijn worden de Mohr Cirkels geplot zoals weergegeven in figuur 3 en vervolgens wordt hier de Mohr-Coulomb lijn aan bepaald.

Het volumetrisch watergehalte kan vervolgens gekoppeld worden aan een mate van negatieve waterspanning met behulp van de SWCC. Om deze bewering verder te onderbouwen dat het SSCCconcept met succes kan worden toegepast op K0CAU triaxiaalproeven, werden de experimentele resultaten vergeleken met de resultaten die verwacht werden op basis van de gesloten vorm van de SSCC (Lu et al., 2010). Deze resultaten zijn te zien in figuur 4 en de resultaten komen goed overeen met de experimenteel bepaalde waarden uit de triaxiaalproeven. Hierdoor kan geconcludeerd worden dat onverzadigde geotechnische sterkteparameters bepaald kunnen worden met behulp van de conventionele K0-CAU laboratoriumapparatuur in samenwerking met het SSCC-concept en rekcompatibiliteit.

In Nederland is de veiligheidsfilosofie voor de beoordeling van waterkeringen gebaseerd op

‘Critical State Soil Mechanics’ (CSSM). Volgens CSSM kan cohesie alleen optreden als een monster overgeconsolideerd is. Dit betekent dat het nog niet voldoende rek heeft ondergaan om de critical state te bereiken. In de SSCC is de effectieve cohesie gedefinieerd als de som van de schijnbare cohesie (ten gevolge van negatieve waterspanningen) en de cohesie die aanwezig is bij volledig verzadigde toestand. De proefresultaten op monsters bij critical state bij 10% rek zijn weergegeven in figuur 5. Daaruit kan echter geobserveerd worden dat er een cohesie van 4,8 kPa optreedt in volledig verzadigde toestand. Alhoewel dit mogelijk een aanknopingspunt is voor een discussie over de positie van transitional soils in het CSSM framework, is hier op dit moment geen eenvoudige verklaring voor te vinden in de literatuur (i.e. Ponzoni et al., 2014; Ponzoni et al., 2017). Om de proefresultaten consistent te houden met CSSM (en dus toegepast kunnen worden in D-Stability) wordt de curve in figuur 5 gecorrigeerd met de cohesie die optreedt in volledig verzadigde toestand. Dit resulteert in figuur 6 waar de schijnbare cohesie ten gevolge van uitdroging is weer-gegeven. Tevens is hier het volumetrisch water-gehalte, w , omgerekend naar een gravimetrisch watergehalte, w, door middel van s = w * d w waarbij d de bulkdichtheid (massa van de droge stof/de originele dichtheid) en w

de dichtheid van water is. Dit is gedaan omdat het relatief eenvoudig is om in het veld en in het laboratorium een gravimetrisch watergehalte te bepalen via metingen en daardoor zou deze figuur als ontwerpgrafiek kunnen dienen.

In figuur 5 en 6 is een stippellijn geplot. Deze lijn komt overeen met de maximaal gemeten waarde in het veld in dit dijktraject door Van Duinen (2020). Er dient opgemerkt te worden dat dit de maximale waarde was wat de meetapparatuur kon registreren. Het is niet ondenkbaar dat de daadwerkelijke negatieve waterspanning in een gedeelte van de dijk hoger had kunnen zijn.

De invloed van de initieel onverzadigde zone op de stabiliteit van een dijk In het kader van een casus zijn de verkregen proefresultaten verwerkt in een representatieve doorsnede uit het dijktraject Ravenstein-Lith. De doorsnede die hiervoor gebruikt is (zie figuur 7), is gemaakt voor het lopende dijkversterkingsprogramma conform de huidige ontwerprichtlijnen. Indien rekening wordt gehouden met de extra sterkte door de initieel onverzadigde zone, kan dit een positief effect hebben op de veiligheidsfactor.

Op basis van de veldmetingen van Van Duinen (2020) en Calabresi et al. (2013), is een conserva-

Figuur 3 – Voorbeeld van de Mohr-Coulomb lijn die aan de proefresulaten van K0-CAU triaxiaalproeven gefit is bij de proeven die uitgevoerd zijn bij een volumetrisch watergehalte van 16,09%.

Figuur 4 – SSCC gebaseerd op basis van de triaxiaalproefresultaten (in blauw) en de SSCC gebaseerd op de SWCC parameters (in rood). N.B. 1 blauw datapunt is de resultante van alle individuele proeven op hetzelfde volumetrische watergehalte weergegeven in figuur 3. Tevens vormt figuur 3 de basis voor 1 lijn in figuur 2.

Figuur 5 – Relatie tussen volumetrische watergehalte en effectieve cohesie.

Figuur 6 – Relatie tussen volumetrische watergehalte en effectieve cohesie.

28 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022

Figuur 7 – Grondopbouw representatieve doorsnede dijktraject Ravenstein-Lith.

tieve schatting van de extra sterkte gemodelleerd op basis van de K0-CAU triaxiaalproeven. Daarnaast is rekening gehouden met vermindering van de sterkte ten gevolge van uitdrogingsscheuren. Op basis van onderzoek door Molenaar (2020) is hiervoor 50% reductie van de geotechnische sterkteparameters in de bovenste meter van de dijk en de deklaag aangehouden, omdat de zuigsterkte in onderliggende grondlagen gecorreleerd is aan de scheurvorming in bovenliggende grondlagen. De aangehouden bodemopbouw van de kern van de dijk is weergegeven in figuur 8. Hierin is onderscheid gemaakt tussen het gedeelte boven de freatische lijn bij een Waterstand Bij Norm (WBN), de twee bruine grondlagen, en 4 grondlagen hieronder, de blauwe grondlagen in figuur 8. Ten slotte is aangenomen, dat het linker gedeelte van de dijk dat zich onder de WBN waterstand bevindt (het donkergroene gedeelte) niet verandert ten opzichte van de originele situatie. Dus geen sterktereductie door scheurvorming, maar ook geen extra sterkte ten gevolge van negatieve waterspanningen.

Dit leidt tot een verhoging van de veiligheidsfactor van minimaal 1,7% in het meest conservatieve geval en 5,0% in een scenario wat ondersteund wordt door veldmetingen (Van Duinen, 2020). Echter dient opgemerkt te worden dat dit berekend is met karakteristieke waardes en zijn hier nog geen partiële factoren op toegepast. Om een beter beeld te krijgen op de invloed van zuigspanningen op de macrostabiliteit wordt geadviseerd om meer veldmetingen uit te voeren, zodat de initieel onverzadigde zone in een kleiige rivierdijk effectief én met een hoge mate van betrouwbaarheid kan worden gemodelleerd.

Discussie en aanbevelingen

Het SSCC concept kan succesvol toegepast worden op K0-CAU proeven die uitgevoerd worden met behulp van een conventionele triaxiaalproefopstelling. Door het SSCC concept toe te passen blijkt dat er extra sterkte toegeschreven zou kunnen worden aan kleiige rivierdijken in Nederland wanneer men rekening houdt met de initieel onverzadigde zone. In de toekomst biedt dit een mogelijkheid om conservatisme te reduceren en dijken efficiënter te ontwerpen. Hiervoor is het

Figuur 8 – Geschematiseerde laagopbouw voor het modelleren van de initieel onverzadigde zone.

belangrijk om velddata te kunnen interpreteren en een indruk te verkrijgen van de actuele, tijdsafhankelijke stabiliteit van dijken. Door middel van figuur 6 wordt het mogelijk om de lokale empirische conusfactor, Nkt, voor het onverzadigde gedeelte te bepalen. Hiervoor dient tijdens een sondering ook het watergehalte van de grond bepaald te worden zodat de gemeten conusweerstand gecorrigeerd kan worden op basis van de SSCC resultaten.

Het meenemen van de sterkte in de initieel onverzadigde zone in een dijk kan in de toekomst dus wellicht een waardevolle bijdrage worden aan de gereedschapskist van geotechnische ingenieurs in Nederland.

Dankwoord

Deze scriptie is tot stand gekomen in samenwerking met Arcadis en Inpijn Blokpoel ingenieurs. Geotechnische proeven zijn uitgevoerd in het laboratorium van Inpijn Blokpoel ingenieurs, TU Delft en Deltares. Naast de auteurs van dit artikel, zijn de volgende personen betrokken geweest bij de begeleiding van dit onderzoek: dr. ir. AnneCatherine Dieudonné, dr. ir. Rodriaan Spruit, dr. ir. Robert Lanzafame en dr. ir. Mark van der Krogt.

Literatuur

–Buiten, H. W. (2020). The influence of suction on the shear strength of a clay dike. – Calabresi, G., Colleselli, F., Danese, D., Giani, G., Mancuso, C., Montrasio, L., Nocilla, A., Pagano, L., Reali, E., & Sciotti, A. (2013). Research study of the hydraulic behaviour of the Po river embankments. Canadian

Geotechnical Journal, 50 (9), 947–960.

– Greeuw, G., Essen, H. M., van, & Van Duinen, T. A. (2016). Protocol laboratoriumproeven voor grondonderzoek aan waterkeringen. Deltares report 1230090-0190GEO-0002.

– Lu, N., & Godt, J. W. (2013). Hillslope hydrology and stability. Cambridge University Press.

– Lu, N., Godt, J. W., & Wu, D. T. (2010). A closedform equation for effective stress in unsaturated soil. Water Resources Research, 46(5).

– Lu, N., & Likos, W. J. (2006). Suction stress characteristic curve for unsaturated soil. Journal of geotechnical and geo-environmental engineering, 132(2), 131–142.

– Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (IenW), (2019). Schematiseringshandleiding macrostabiliteit - WBI2017 v3.0.

– Molenaar, F. (2020). Numerical analysis of the influence of desiccation cracks on the stability of Dutch river dykes.

– NEN. (2018). Nen-en-iso 17892-9:2018 geotechnical investigation and testing – laboratory testing of soil– part 9: Consolidated triaxial compression tests on water-saturated soils.

– Ponzoni, E., Nocilla, A., & Coop, M. (2017). The behaviour of a gap graded sand with mixed mineralogy. Soils and foundations, 57 (6), 1030–1044.

– Ponzoni, E., Nocilla, A., Coop, M., & Colleselli, F. (2014). Identification and quantification of transitional modes of behaviour in sediments of venice lagoon. Géotechnique, 64 (9), 694–708.

– Van Duinen, T.A. (2020). Shear strength for initially unsaturated soil – intermediate results measurements Oijen and Westervoort. Deltares report 11204453-002-GEO-0001.

29 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
30 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022

enge kwaliteitscontr oductiemiddelen en str

eldwijd. e partner in Oostenrijk en wer

uggen-, hoog- en industriebouw, funderingstechniek en tunnelbouw, Br oepassingsmogelijkheden: end ankersysteem. , r engen- en staafanker Str toepassing: Spantechniek I Wapeningsstaal I

opalen en een ondnagels, micr esp. gr ots- r I Anker p n a @ o f n i el: +43 6 T Te 5061 Elsbethen, Austria Christophor Pfahl I Nagel t a . s m e t s y s 662 253253-0 Strijkviertel 30, 3454 PM DE MEERN Tel.: 030 - 666 17 46 | info@vandijktech.nl www.vandijktech.nl

ole. emomstandigheden.

usstraße 12 De ideale combinatie voor uw sloop- en nieuwbouwprojecten

31 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022 BETROUWBAAR DESKUNDIG WERELDWIJD A
ANP A N P ANP-SYSTEMS GmbH is een erkend fabrikant op het gebied van span- en ankertechniek. -SYSTEMSANP Systems GmbH
N P
Vo I aal I Nagel I Anker ouwbar maken ons uw betr , talrijke goedkeuringen van bouwkundige autoriteiten, advies en ondersteuning ter plaatse Snelle levering met moderne pr Eigen productie efficiënte fundamentverankering van windturbines voor verschillende bod Toepassingsmogelijkhe Tozeer efficiënt, intern ontwikkeld, zelfbor oor geotechnische toe V Vo -
Bekisting anker I oorspansystemen

BODEM

is een onafhankelijk ingenieursbureau voor grondmechanica en funderingstechniek ten behoeve van bouw en industrie.

Delta Geoconsult onderscheidt zich door de unieke combinatie van een gedegen kennis van grondmechanica en een meer dan 40 jaar lange praktijkervaring in funderingstechniek, waarbij de dienstverlening verder gaat dan een standaard funderingsadvies.

Zie www.deltageoconsult.nl

+31 (0)183 30 73 26 info@deltageoconsult.nl deltageoconsult.nl

Vroom Funderingstechnieken is een allrounder in paal systemen en prefab funderingsconstructies. Dankzij de brede expertise en jarenlange ervaring op funderingsgebied wordt Vroom in een vroegtijdig stadium betrokken bij complexe en specialistische funderingswerkzaamheden.

Vroom Funderingstechnieken is een allrounder in paal systemen en prefab funderingsconstructies. Dankzij de brede expertise en jarenlange ervaring op funderingsgebied wordt Vroom in een vroegtijdig stadium betrokken bij complexe en specialistische funderingswerkzaamheden.

met een gedegen ontwerp, een praktische bouwmethode en een strakke maar realistische planning. wil graag als partner uw ondergrondse ontwerp verder uit te werken tot een kwaltitatief plan en voert dit plan met veel CONTACT: T. 0299409500 E. info@vroom.nl VROOM.NL

I.g.g. schroefpalen type DPA, HEK, betonschroef en buisschroef I.g.g. vibropalen en vibro-SD palen Prefab betonpalen Prefab betonbouw

32 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
P Onze kracht benutten Keller Funderingstechnieken B.V. Europalaan 16 · Postbus 757 2400 AT Alphen aan de Rijn Nederland Telefoon +31(0)172471798 www.keller-funderingstechnieken.nl info.nl@keller.com
uw funderings- en grondwater opgaven creëren wij efficiënte oplossingen. Complexe geotechnische vraagstukken worden door
vertaald in een
basis voor uw projecten.
vragen beantwoorden wij, met genoegen!
Voor
Keller Funderingstechnieken
solide
Uw

Vrijdag 24 juni 2022 overleed Bert Everts, een bijzonder mens en zeer gepassioneerd geotechnicus. Bert begon zijn loopbaan in de geotechniek in 1977 bij Grondmechanica Delft, later GeoDelft (nu Deltares). Sinds 1998 combineerde hij dat met het docentschap bij de TU Delft. In die functie gaf hij les en heeft hij honderden studenten begeleid in de vakken funderingstechniek en bouwputten en eveneens tientallen begeleid met afstuderen. Hij schreef hierover ook regelmatig in dit vakblad.

Bert was zeer goed in staat op een toegankelijke en begrijpelijke manier de nuances van ons soms lastige vakgebied uit te leggen. Door zijn enorme kennis en praktijkervaring in het vakgebied wist hij de studenten op een boeiende manier te onderwijzen en voor het vak warm te maken. Veel van de huidige vakgenoten hebben mede vanwege zijn enthousiasme gekozen voor een loopbaan in de geotechniek. Bert was een bijzonder loyale medewerker en een keiharde werker. Wat de studenten zeer waardeerden is dat hij hun werk altijd zorgvuldig door nam en van zinnig commentaar voorzag. Wat hem ook sierde was zijn oog en inzet voor alle studenten. Iedereen kreeg de benodigde aandacht, voor hoogvliegers stevige opdrachten en voor wie het nodig had extra steun.

Als adviseur in het vakgebied had Bert een duidelijke visie en belangrijke inbreng in vele projecten, zowel voor het ontwerp van een groot aantal funderingen, zoals bijvoorbeeld voor hoogbouwprojecten en bij veel diepe bouwputten. Op dat gebied was Bert een van de topadviseurs in NL. Er zijn weinig bouwputten en ondergrondse parkeergarages waar Bert niet bij betrokken was.

Zijn ervaringen deelde hij behalve op de TU Delft ook binnen CUR commissies en als cursusleider en docent bij PAO, waar de cursisten zijn inbreng altijd hoog waardeerden. Van 2006 tot 2017 werkte Bert voor ABT. De kroon op zijn werk daar was het Mauritshuis in Den Haag waar hij al zijn kennis en ervaring in het ontwerp kwijt kon en de Funderingsprijs 2014 mee won. Bert stond bij ABT mede aan de wieg van de uitbreiding van het werkveld naar dijkversterkingen, waarbij hij op bevlogen wijze en met een frisse blik vaak aan de kant van de aannemer adviseerde.

Bert ging eigenlijk nooit echt met pensioen. Ook na zijn officiële pensionering in 2017 was hij nog actief in de geotechniek, in commissies zoals de Advies Commissie Schade Grondwater en ook als zelfstandig adviseur o.a. rondom de beoordeling van schade gevallen in Groningen en met gastcolleges en cursussen. Dit heeft hij tot op het laatst volgehouden, want het contact met de collega’s in het vakgebied gaf hem altijd de meeste voldoening. Dat verklaart ook de vele reacties die we van vakgenoten hebben gelezen na zijn overlijden; voor velen was hij een inspirator en een mentor, die graag jonge mensen de weg wees in het vakgebied en steunde in hun ontwikkeling en carrière. Bert was vriendelijk, behulpzaam en toegankelijk voor iedereen die met hem sprak. Hij was een zeer bekend gezicht in onze geotechnische gemeenschap, met zijn overlijden gaan we hem als collega en goed mens zeer missen.

We wensen zijn familie sterkte met het dragen van dit grote verlies.

Namens allen, Frits van Tol, Mandy Korff en Vasco Veenbergen.

33 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
IN MEMORIAM BERT EVERTS 1951–2022
34 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022

IN MEMORIAM MAARTEN SMITS

Op 4 mei 2022 is Maarten Smits op 60 jarige leeftijd overleden. Maarten heeft veel betekend voor het vakgebied Geotechniek, voor toegepast onderzoek rondom maatschappelijke thema’s op het gebied van Delta’s, Water en Ondergrond en vele professionals geïnspireerd. Daarom staan we graag kort stil bij de grote bijdragen die hij heeft geleverd, specifiek aan ons vakgebied.

Maarten was - als toenmalig bestuurslid van de KIVI afdeling Geotechniek - een van de oprichters van het tijdschrift Geotechniek. Hij besefte dat het delen van kennis door middel van publicaties belangrijk was voor de ontwikkeling van ons vakgebied. Zelf droeg hij daar actief en met flair aan bij.

Maarten was dol op ontwikkelen van kennis en hield van techniek, maar wilde tegelijkertijd zaken simpel en begrijpelijk maken. Na zijn studietijd heeft hij een imposante carrière gehad bij Fugro. Hij leidde onder andere de centrale adviesafdeling Geotechniek en Geohydrologie en groeide door tot lid van de directie in Nederland. Na enkele jaren in de Holding van Fugro gewerkt te hebben werd hij in 2007 directeur van Fugro in Californië, waar een geotechnische land en water groep, maar ook een in aardbevingen gespecialiseerd expertteam actief was. Hij heeft hier met zijn gezin een intense en gelijk fantastische periode beleefd. In 2010 keerde hij terug als algemeen directeur van Fugro Nederland. Voor Maarten gingen leiderschap en techniek hand in hand en hij toonde grote interesse in innovaties, technologie en onderzoek. Toen hij in 2012 de mogelijkheid kreeg om algemeen directeur van kennisinstituut Deltares te worden, zag hij dit als geweldige kans om zijn passie voor het ontwikkelen en uitdragen van kennis op het hoogste podium te etaleren. Bijzonder detail was dat zijn vader een van de eerste werknemers van een rechtsvoorganger van Deltares is geweest. De recent geopende Deltagoot en GeoCentrifuge van Deltares zijn zichtbare resultaten van het internationale imago van Nederland als kennisland op gebied van Water en Grond. Zijn gevoel voor de essentie en zijn vermogen om met iedereen te verbinden maakten de relaties met buitenlandse opdrachtgevers, zoals de Wereldbank en de diverse Nederlandse verbonden partijen sterker.

De interesse van Maarten voor Geotechniek was divers: hij was een buitengewoon expert op het gebied van trillingen en dynamica in de bodem, was behendig met geo-statistiek en hij doceerde jarenlang CGF cursussen van het KIVI-NIRIA. Maarten heeft de hand gehad in talloze (internationale) normen, richtlijnen en rapporten van onder andere NEN, CUR en COB en was tegelijkertijd de bescheidenheid zelve, wanneer het ging om de hoge kwaliteit van zijn bijdrage. Maarten had de gave om enorme hoeveelheden onderzoek te beoordelen en te evalueren en de essentie op een eenvoudige wijze te formuleren én over te brengen op anderen. Zo liet hij zich graag vastleggen naast een meterhoge toren COBonderzoeken, met zijn kenmerkende glimlach, die uitstraalt dat hij weet waar het echt om gaat. Hij geloofde intens in de verbondenheid en uitwisseling van hoogwaardige technische kennis en onderzoek enerzijds en de praktische uitvoering anderzijds.

Mensen die met Maarten mochten werken zullen hem herinneren als een zeer intelligente conceptueel denker en rustige, scherpe en bijzonder sympathieke collega, die velen inspiratie gaf door zijn heldere en motiverende visie op het professionele werk. Naast zijn technische kwaliteiten, etaleerde hij in zijn leidinggevende functies kenmerken van een uitgesproken ‘people-manager’, die goed inzicht had in de capaciteiten van mensen en ontwikkeling en opleiding stimuleerde om hen verder te brengen in hun carrière. Hij durfde mensen de ruimte te geven om vanuit hun eigen stijl het beste uit zichzelf te halen. Ook na zijn afscheid bleef Maarten betrokken en in contact met zijn collega’s bij Deltares en Fugro.

Maarten was oprecht in zijn communicatie en bovendien een taalpurist. Op eenvoudige wijze en altijd met interesse en respect voor anderen communiceerde hij met eenvoudige woorden en met veel betekenis. Een adviesrapport, zei hij, eindig je niet met de hoop dat het probleem is opgelost, nee, we vertrouwen erop!

Wij hebben diep respect voor wat hij heeft betekend in het geotechnisch veld en vertrouwen erop dat zijn inhoudelijke bijdrage aan Delta’s, Water en Geotechniek en de inspiratie die hij vele professionals heeft gegeven, nog lang zal voortbestaan.

35 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022

HET AMSTERDAMSE HOUTEN PALENONDERZOEK

Amsterdam kent 1800 bruggen en 600 kilometer kades. De afgelopen decennia heeft er vooral reactief beheer plaatsgevonden waardoor er onvoldoende inzicht is in de huidige staat, en of de veelal oude bruggen en kademuren nog veilig zijn. Aanleiding voor Amsterdam om in 2018 te starten met het ‘Programma Bruggen en Kademuren’ (PBK) waarin onder andere 850 verkeersbruggen en 200 kilometer kademuur getoetst worden op constructieve veiligheid. 270 van deze bruggen en 125 kilometer kademuur is gefundeerd op houten palen, vaak wel honderden jaren oud. Het rekenkundig aantonen of deze palen nog veilig zijn is niet eenvoudig. De palen staan namelijk onder water en in de bodem waardoor inspectie en onderzoek lastig is. Daarnaast geven de huidige normen en richtlijnen onvoldoende houvast om eenduidig te kunnen toetsen. Reden genoeg voor Amsterdam om, als onderdeel van PBK, te starten met een grootschalig wetenschappelijk onderzoeksprogramma met kennisinstellingen als Deltares en de Technische Universiteit Delft (TU Delft).

Het onderzoek richt zich op het ontwikkelen van meer betrouwbare onderzoek- en beoordelingsmethoden om houten palen onder een specifieke Amsterdamse brug of kademuur rekenkundig te kunnen toetsen op constructieve veiligheid. Doel om de marge tussen wat de palen in werkelijkheid aankunnen, en wat rekenkundig aangetoond kan worden, zo klein mogelijk te maken. Het onderzoek omvat een viertal onderzoekthema’s die uniek zijn in Nederland en aanleiding zijn om als feuilleton in dit vakblad te behandelen. Het betreft hier de volgende vier thema’s:

Thema 1Alternatieve meetinstrumenten voor funderingsonderzoek Thema 2Het semi-probabilistische toetsmodel houten palen Thema 3De (resterende) constructieve draagkracht en bijbehorend bezwijkgedrag Thema 4De geotechnische draagkracht

In deze editie van Geotechniek wordt de huidige Amsterdamse situatie beschreven en de globale opzet van het onderzoeksprogramma en de benodigde input.

In de volgende en laatste editie van 2022 wordt thema 2 het semi-probabilistische toetsmodel houten palen toegelicht: de eerste versie van een ontwikkelde softwaretool waarmee de gebruiker op basis van beperkte inspectie-gegevens een uitspraak kan doen over de resterende draagkracht van de totale paalpopulatie onder een specifieke Amsterdamse brug. In de eerste editie van 2023 wordt het resultaat van thema 1 toegelicht: een doorontwikkeld meet-instrument waarmee inzicht verkregen kan worden in de kwaliteit van houten palen onder water. De tweede editie van 2023 lichten de resultaten van thema 4 toe: het proefbelasten van nieuwe houten palen voorzien van glasvezelrekstroken en de proefbelastingen op bestaande houten palen van honderden jaren oud. Tussentijdse resultaten van thema 3 moeten uitwijzen of deze aanleiding zijn om volgend jaar in dit vakblad te publiceren.

De houten funderingspalen, de feiten en omstandigheden Amsterdam, die grote stad, Die staat op honderd

palen, En als die stad eens ommevalt, Wie zal dat betalen?

Amsterdam staat, anders dan in het versje van Van Vloten, niet op honderd palen. Onder de bruggen en kademuren zelf bevinden zich al circa een miljoen houten palen. Veel van deze palen staan in de eerste zandlaag, op een diepte van ongeveer 12 meter. Veel palen zijn oud en stammen nog uit de tijd dat Amsterdammers zich met paard en wagen door de stad bewogen. In de loop der tijd is de intensiteit en het type verkeer in de stad toegenomen, waardoor ook de belasting van het verkeer (F) op de bruggen (en kades) is toegenomen. Anderzijds neemt de draagkracht (R) van de houten palen af naarmate de brug veroudert. Bacteriële aantasting is een factor die leidt tot een afname van de draagkracht van het hout. In figuur 1 is de combinatie van belastingtoename en draagkrachtafname als functie van de tijd schematisch weergeven. Zolang de draagkracht (R) groter is dan de belasting (F) kan de brug veilig worden gebruikt.

Moet Amsterdam zich nu zorgen maken? Het antwoord hierop is volmondig ‘JA’. Er is namelijk onvoldoende inzicht in de ontwikkeling van de toename van de belasting en de afname van de draagkracht van de houten palen in de loop der tijd. Hierdoor worden bij de toetsing conservatieve waarden aangehouden als inputvariabelen voor de belasting en draagkracht met als gevolg dat bruggen en kademuren mogelijk onterecht worden afgekeurd en vervangen moeten worden.

Heldere regelgeving ontbreekt Waarom is er onvoldoende inzicht? De landelijke normen en richtlijnen bestaande uit de NEN 8700reeks, de CROW-CUR aanbeveling 124:2019, de SBRCURnet publicatie Binnenstedelijke kademuren en de F3O/SBRCURnet Richtlijn houten paalfunderingen onder gebouwen geven onvoldoende handreikingen/regels mee om houten palen onder een bestaande Amsterdamse brug of kademuur te beoordelen, zie figuur 2. De beoordelingsmethoden zijn vrij te interpreteren, berusten op veel aannames en dekken niet de gehele Amsterdamse situatie. Amsterdam heeft daarom een eigen Amsterdamse richtlijn opgesteld, zie figuur 2. Echter is de gehanteerde beoordelingsmethode in deze richtlijn momenteel nog te onbetrouwbaar en gebaseerd op te veel aannames.

36 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
Figuur1 – Weergave krachtswerking bestaande brug in de loop der tijd. Bron-GemeenteAmsterdam
FEUI LLET ON 1

Amsterdam toetst momenteel zijn bruggen en kademuren op constructieve veiligheid. 270 van deze bruggen en 125 kilometer kademuur is gefundeerd op houten palen. Vanwege het ontbreken van heldere regelgeving heeft Amsterdameengrootschaligwetenschappelijkonderzoeksprogrammaopgezet metkennisinstellingenalsDeltaresendeTechnischeUniversiteitDelft.Opgave is de ontwikkeling van een betrouwbare en meer realistische beoordelingsmethode waarmee op basis van beperkte inspectiegegevens de resterende

draagkracht van de ‘totale’ paalpopulatie onder een specifieke Amsterdamse brugofkademuurgetoetstkanworden.

In deze editie van Geotechniek wordt de huidige beoordelingsmethode toegelicht. Aan de hand van onderzoekthema’s wordt de ontwikkeling van de beoordelingsmethode uitgevoerd. Deze onderzoeksthema’s leveren inzichten opdieineenfeuilletonzullenwordengepresenteerd.

De huidige Amsterdamse

beoordelingsmethode:

de aannames

De huidige Amsterdamse beoordelingsmethode om houten palen onder een Amsterdamse brug of kademuur te toetsen is gebaseerd op veel aannames en onzekerheden. Hieronder wordt de beoordelingsmethode globaal omschreven.

FUNDERINGSONDERZOEK

Duikers meten van 10% van de palen onder een brug of kademuur de paalkopdiameter en nemen van de paalkop houtboormonsters (O / 9mm). De houtboormonsters worden in het laboratorium in submonsters verdeeld en geanalyseerd op de mate van de bacteriële aantasting. Daarnaast wordt het verloop van de houteigenschappen (vochtgehalte en dichtheid) over de doorsnede bepaald. Er bestaat een sterkte relatie tussen het gemeten vochtgehalte en de druksterkte in door bacteriën aangetast hout. Op basis van de formule fc = 38,543 e-0,6965w uit bijlage D van de NEN 8707:2018 [1] kan bij vochtmetingen aan houtboormonsters een ‘indicatie’ worden verkregen van de druksterkte over de paaldoorsnede.

DE CONSTRUCTIEVE DRAAGKRACHT

De resultaten van het funderingsonderzoek vormen de basis voor de bepaling van de constructieve draagkracht. Aangenomen wordt dat de dikte van de aangetaste schil i volgt uit de aangetaste houtfracties met een druksterkte fc < 8 N/mm2. Van deze zogenaamde ‘zachte schil’ wordt aangenomen dat fc;d;aangetast niet bijdraagt aan de constructieve draagkracht. De constructieve draagkracht ter plaatse van de kritieke doorsnede wordt bepaald op basis van de volgende uitgangspunten/ aannames, zie figuur 3:

–De locatie van de kritieke doorsnede bevindt zich ter plaatse van het omslagpunt.

–De dikte van de zachte schil i aan de paalvoet is de helft van de dikte van de zachte schil i aan de paalkop en verloopt lineair over de paallengte L.

–De diameter ter plaatse van de kritieke doorsnede Dkrit volgt uit de tapsheid van de paal. Voor wordt de tabel van Frans Sas [3] aangehouden.

–De constructieve draagkracht van de paal R wordt berekend door het resterende paaloppervlak

Aeff te vermenigvuldigen met de sterktewaarde fc;d;gezond behorende bij gezond rondhout.

GEOTECHNISCHE DRAAGKRACHT

De geotechnische draagkracht van de grond door de afdracht van de belastingen via de paal wordt bepaald door de som te nemen van de draagkracht van de grond aan de paalpunt en de draagkracht van grondwrijving langs de paalschacht, rekening houdend met de paaldimensies. De geotechnische draagkracht wordt bepaald op basis van de volgende uitgangspunten/aannames, zie figuur 3: –Bacteriële aantasting van de paal heeft géén effect op de rekenkundige bepaling van de geotechnische draagkracht.

Figuur2 –De vier landelijke normen en richtlijnen (links) en de Amsterdamse richtlijn (rechts). Bron-Gemeente Amsterdam.

Figuur3 – Overzicht huidige Amsterdamse beoordelingsmethode voor bepaling van de draagkracht op basis van houtmonsteranalyse. Bron-Gemeente Amsterdam

–De positieve grondwrijving langs de paalschacht dient in rekening te worden gebracht vanaf aanzet eerste zandlaag tot paalpuntniveau. Het is toegestaan deze zone op te rekken tot bovenzijde van de zogenaamde wadzandformatie, waarbij voor deze zone een paalklassefactor geldt behorende bij zandig leem.

–Negatieve kleef wordt niet in rekening gebracht, mits er géén maaiveldophoging plaatsvindt. Hierbij is de aanname dat de negatieve kleef die zich ooit ontwikkeld heeft, is weggevloeid in de loop van de tijd.

–De diameter van de paalpunt Dpaalvoet volgt uit de tapsheid van de paal. Voor wordt de tabel van Frans Sas [3] aangehouden.

37 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022 SAMENVATTING

Waarom snijdt de huidige Amsterdamse beoordelingsmethode geen hout?

De huidige Amsterdamse beoordelingsmethode is de vertaling van funderingsonderzoek aan de paalkop naar een lager deel in de paal op basis van een groot aantal aannames voor de paal-, materiaalen grondeigenschappen. Daarbij wordt de toetsing van de constructieve draagkracht en geotechnische draagkracht los van elkaar beschouwd terwijl in werkelijkheid interactie tussen paal en grond plaatsvindt. Daarnaast lijkt afkeur van enkel individuele palen onterecht aangezien er in de bovenliggende constructie vaak géén scheurvorming is waar te nemen. Een integrale beschouwing is daardoor noodzakelijk om meer inzicht te krijgen in de werkelijke krachtswerking.

Wat houdt het wetenschappelijke onderzoeksprogramma in?

Het Amsterdamse houten palenonderzoek richt

zich op het ontwikkelen van een meer realistische en betrouwbare beoordelingsmethode voor de toetsing van de ‘totale’ houten paalpopulatie onder een specifieke Amsterdamse brug of kademuur. Het onderzoeksprogramma omvat de volgende vier onderzoekthema’s, zie ook figuur 4:

Thema 1Alternatieve meetinstrumenten voor funderingsonderzoek

Thema 2Het semi-probabilistische toetsmodel Thema 3De (resterende) constructieve draagkracht en bijbehorend bezwijkgedrag Thema 4De geotechnische draagkracht

De onderzoekthema’s zijn hieronder kort toegelicht.

THEMA 1

ALTERNATIEVE MEETINSTRUMENTEN VOOR FUNDERINGSONDERZOEK

De huidige methode van funderingsonderzoek op basis van de houtmonsterboor geeft slechts een

lokaal beeld van de mate van aantasting. De aanvullende laboratoriumanalyse is arbeidsintensief en foutgevoelig. Om deze redenen heeft PBK verschillende alternatieve hout penetrerende instrumenten onderzocht die inzicht kunnen geven in de mate van aantasting en geschikt zijn voor onder water. De ontwikkelde onderwater variant van de IML-RESI PowerDrill, die in Amsterdam de ‘Palenproever’ heet, heeft de voorkeur gekregen om ingezet te worden tijdens funderingsonderzoek naar de houten palen onder de kademuren in Amsterdam. De bruggen met houten palen zijn ondertussen al onderzocht met de houtmonsterboor. De palenproever zal in de eerste editie van 2023 worden toegelicht.

Figuur4 –Weergave relatie onderzoekthema’s. Bron-Deltares enGemeente Amsterdam.

Foto1 –Horizontaal funderingshout van brug 30 uit 1727. Bron-Gemeente Amsterdam.

THEMA 2 HET SEMI-PROBABILISTISCHE TOETSMODEL PBK heeft, in samenwerking met Deltares, onderzoek verricht naar een rekenmodel waarmee op basis van beperkte inspectiegegevens (paalkopdiameter en aantasting) een uitspraak gedaan kan worden naar de draagkracht van de ‘totale’ paalpopulatie onder een specifieke Amsterdamse brug of kademuur. Dit onderzoek heeft inmiddels geleid tot het semi-probabilistische toetsmodel houten palen dat momenteel wordt ingezet bij de toetsing van Amsterdamse bruggen. Het toetsmodel is een standalone softwaretool dat de gebruiker lokaal op zijn computer kan zetten en laten runnen. Het toetsmodel kent, ten opzichte van de huidige Amsterdamse beoordelingsmethode, een groot aantal kwalitatieve en kwantitatieve verbeteringen. Het toetsmodel zal in de volgende editie van dit vakblad uitgebreid toegelicht worden.

THEMA 3 DE (RESTERENDE) CONSTRUCTIEVE DRAAGKRACHT EN BIJBEHOREND BEZWIJKGEDRAG

PBK verricht, in samenwerking met de Technische Universiteit Delft - afdeling Biobased Structures and Materials, onderzoek naar de werkelijke paalen materiaaleigenschappen als input voor een levensduurmodel houten palen. Met dit model kan de ‘resterende’ constructieve draagkracht van een bestaande axiaal belaste houten paal realistischer berekend worden en kan een toekomstpredictie worden gegeven. Voor dit onderzoek zijn bestaande houten palen uit de grond getrokken en nieuwe houten palen geselecteerd en op locatie en in het laboratorium onderzocht. Tussentijdse resultaten moeten uitwijzen of deze aanleiding zijn om in 2023 gepubliceerd te worden.

THEMA 4 DE GEOTECHNISCHE DRAAGKRACHT

PBK heeft, in samenwerking met Deltares, onderzoek verricht naar de werkelijke paalklassefactoren voor de puntweerstand ( p) en schachtweerstand ( s) voor bestaande houten palen die onder invloed zijn van biologische degradatie en gefundeerd in een grondopbouw (eerste zandlaag) specifiek voor

38 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022

de Amsterdamse binnenstad. Hiervoor zijn twee proeftuinen ontwikkeld waar (belasting)proeven zijn uitgevoerd op zowel bestaande houten palen als nieuwe houten palen. De resultaten van dit onderzoek zullen mogelijk in een volgende editie van dit vakblad verder toegelicht worden.

Het bestaande ‘Goud’ van Amsterdam

Om inzicht te krijgen in de werkelijke paal-, materiaal- en grondeigenschappen is voor het onderzoeksprogramma een grote hoeveelheid onderzoeksmateriaal verzameld. Er zijn bestaande houten palen uit de grond getrokken en nieuwe houten palen ingekocht die representatief zijn voor de Amsterdamse bruggen en kademuren. Daarnaast zijn bestaande kespen en horizontaal funderingshout, soms in segmenten van wel tien meter, van de houten palen gedemonteerd, zie foto 1. Deze zijn opgeslagen en zullen mogelijk in de toekomst nader onderzocht worden. De afgelopen twee jaar zijn 177 bestaande houten palen uit de grond getrokken bij verschillende brug- en kademuurvervangingen in Amsterdam. Voor het trekken van de palen zijn vooralsnog de volgende twee methoden gebruikt:

1. De verbuisde-methode en 2. De klem-methode.

1. DE VERBUISDE-METHODE

Amsterdam heeft in de jaren 90 voor de Amster-

damse binnenstad het verbuisd trekken van bestaande palen ontwikkeld [4] om daarmee de negatieve invloed op de grondwaterhuishouding en de draagkracht van aangrenzende paalfunderingen te beperken. Een stalen buispaal met specifieke afmetingen wordt met een hoogfrequent trilblok over de houten paal getrild tot de eerste zandlaag. Door de trilling van de stalen buispaal wordt de kleef rondom de houten paal opgeheven zodat de houten paal naderhand in een éénparige beweging, zonder trillen, getrokken kan worden. Het ontstane gat wordt gevuld met een cementbentoniet mengsel tot circa 1 meter onder de waterbodem. Tot slot wordt de stalen buispaal vervolgens trillend weer verwijderd. Deze methode is toegepast bij het trekken van de palen van de kademuur aan de Oudezijds Achterburgwal en van de basculekelder van brug 149.

2. DE KLEM-METHODE

Bij de klem-methode wordt de paalkop over een lengte van minimaal 1,5 meter vastgeklemd met een bek van halfronde schaaldelen en al trillend uit de grond getrokken zonder dat daarbij de bovenste grondlagen door trilling worden gedicht, zie foto’s 2 en 3. Direct na het verwijderen van de paal wordt een spuitlans in het achtergebleven gat ingebracht tot de eerste zandlaag en wordt het gat gevuld met een cement-bentoniet mengsel tot circa 1 meter onder de waterbodem. Deze methode is toegepast bij het trekken van de palen van brug

39 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
Foto 4 – Variatie in getrokken palen. Bron-GemeenteAmsterdam. Foto2 en 3 – Uitvoering van de klem-methode bij brug 30 en 41 in de Vijzelstraat. Bron-GemeenteAmsterdam.

30 en 41 en van de kademuren aan de Singelgracht, Duivendrechtsevaart en Buiksloterham.

De ene methode is succesvoller gebleken dan de ander. De verbuisde-methode werkt niet optimaal bij palen die geschoord en/of gekromd in de grond staan. Gekromde palen zijn vooral een gevolg van vervormde (oude) kademuren die in horizontale richting zijn verplaatst. De palen worden dan door de rechte stalen buis schuin over de lengte doorgesneden. De klem-methode is daarentegen zeer effectief gebleken. 152 bestaande palen van verschillende leeftijd, afmeting, houtsoort en vorm zijn volledig uit de grond gekomen, zie foto’s 4 en 5. Het ‘Goud’ van Amsterdam is na getrokken te zijn in ruimschuiten afgevoerd naar de tijdelijke

opslaglocatie van ICL in het Westelijk Havengebied. Hier zijn aan de palen metingen verricht, houtboormonsters van paalkop en paalvoet genomen, verzaagd tot drie gelijke delen, gelabeld, gebundeld en in omgevingswater onder water opgeslagen in waterdichte containers voordat ze afgevoerd worden naar de TU Delft voor het laboratoriumonderzoek.

Naast het bestaande ‘Goud’ zijn er ook 60 nieuwe grenen en vurenhouten palen ingekocht voor de onderzoekthema’s 3 en 4. 27 van deze palen zijn gebruikt voor het uitvoeren van (belasting)proeven in het kader van het onderzoek naar de geotechnische draagkracht (onderzoekthema 4). De overige 33 palen liggen nog opgeslagen bij een houtleverancier in Hierden. Deze zullen afgevoerd worden naar de TU Delft voor het laboratoriumonderzoek ten behoeve van het onderzoek naar de (resterende) constructieve draagkracht (onderzoekthema 3).

Het onderzoek ‘hout’ niet op Het Amsterdamse houten palenonderzoek heeft inmiddels mooie resultaten opgeleverd. De ‘Palenproever’ wordt vooralsnog ingezet tijdens het funderingsonderzoek naar de kademuren in Amsterdam. Daarnaast gebruiken marktpartijen de softwaretool van het semi-probabilistische

toetsmodel houten palen bij de toetsing van Amsterdamse bruggen. Bij het toetsmodel heeft Amsterdam gekozen voor de benadering van conservatief naar realistisch, waarbij aannames met voortschrijdend inzicht vanuit lopende onderzoekthema’s verder aangescherpt zullen worden. Met het toetsmodel wordt realistischer en ‘minder’ conservatief getoetst dan met de ‘oude’ Amsterdamse beoordelingsmethode. Echter heeft het toetsmodel nog een mate van conservatisme. Tussentijdse analyses van de getrokken palen en het onderzoek naar de (resterende) constructieve draagkracht en geotechnische draagkracht bieden inzichten die hoopvol zijn voor verdere aanscherping van het toetsmodel in de toekomst voor zowel bruggen als kademuren. Wordt vervolgd!

Referenties

[1] NEN 8707:2018, Beoordeling van de constructieve veiligheid van een bestaand bouwwerk bij verbouw en afkeuren – Geotechnische constructies [2] CROW Infradagen 2020; Paper Amsterdams palenonderzoek bruggen en kademuren [3] De houten paalfundering doorgezaagd; opgesteld door Frans Sas; versie 2006/2007

[4] Het trekken van palen bij grondsaneringen in de binnenstad van Amsterdam, opgesteld door G.A. Dorrestijn, d.d. 22-11-1996.

U wilt toch geen nummer missen van Geotechniek?

Maak dan uw bijdrage in de verzendkosten € 27,50 over naar NL95 ABNA 0426 4761 31 (BIC: ABNANL2A) t.n.v. Uitgeverij Educom, Rotterdam, Nederland. O.v.v. ‘Ontvangst Geotechniek 2023’ met vermelding van uw naam en adresgegevens.

3 5 J A AR
40 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
Foto5 – De paalpruik. Bron-GemeenteAmsterdam.

Hier klopt het hart van Volker Staal en Funderingen.

Het is het ritme van belofte. Vanuit de diepte leggen wij de vakkundige basis voor morgen. Want zonder diepte geen hoogte, zonder fundatie geen skyline.

Wij zijn Volker Staal en Funderingen, Hoogvliegers in diepgravend werk.

een VolkerWessels onderneming

Compact Crawler CPT200

Klein en krachtig door een sondeerkracht tot 200 kN en een breedte van slechts 84 cm.

De verstelbare boortoren met hoge rotatiekracht maakt voorboren door hardere lagen zoals puin en gesteente mogelijk.

• Verstelbare boortoren voor plaatsen ankers en voorboren

• Ideaal voor sonderen in inpandige (kruip) ruimtes door los te koppelen sondeertoren

• Zeer makkelijke positiebepaling van de machine

• Sondeertoren is op afstand te besturen via mobiel powerpack

Scan de QR code voor de video

T +31 313 880 200 | E
info@eijkelkamp.com | I royaleijkelkamp.com
41 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
42 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022 HUESKER www o@HUESKER.nl | Phone: +31 (0) 88 594 00 50 .nl | E-mail: inf Phone: +31 (0) 88 594 00 50 | Your Project in Safe Hands ynthetic oject. Disc pr any earthw oduct ed pr test equir our r o y t vativ our inno s. That result ces our suc Y er HUESKER. s. Disc d of orl er the w ov ound engineering s or gr ork or vide the basis f o s pr s, our tried and equirement tomised e solutions. Cus ativ s s d es YourP Yo e Hands oject Saf our Pr geos ov • Trillingsvrij, grondverdringend, geluidsarm paalschacht • Stalen verloren schroefpunt • Koude-/warmte opslag mogelijk • Voorzieningen bouwput hetzelfde als voor heimachines WWW.HPSCHROEFPAAL.NL Tel: 06 - 83 640 726 Email: info@hpschroefpaal.nl De stille kracht van prefab schroefpalen HPS Adv 102x60 2022 2.indd 1 08-07-2022 08:58 WWW.HPSCHROEFPAAL.NL Tel: 06 - 83 640 726 Email: info@hpschroefpaal.nl HPS Adv 102x60 2022 2.indd 1 08-07-2022 08:58 Nog geen abonnement op Geotechniek? Meldt u dan snel aan via info@uitgeverijeducom.nl
ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR GEBRUIKERS VAN GEOKUNSTSTOFFEN k u n s t OFFEN UNSTST OK GE R V O VO LIJK V NKE HA NAF O N A D A BL K A JAARGANG 26 NUMMER 3 SEPTEMBER 2022 KADEMUURCONSTRUCTIES VAN GEWAPENDE GROND MET EEN BLOKKEN-FACING

Westervoortsedijk 73 6827 AV Arnhem Tel. +31 (0) 85 744 1300 www.enkasolutions.com

GEOKUNST WORDT MEDE MOGELIJK GEMAAKT DOOR:

HOOFD - SPONSORS

CDR International BV, Rijssen

Cofra B.V., Amsterdam Deltares, Delft Enviro Quality Control BV, Maarssen Fugro NL Land B.V., Leidschendam

TenCate Geosynthetics Netherlands BV Europalaan 206 7559 SC Hengelo www.tencategeo.eu

Naue GmbH & Co. KG Gewerbestr. 2 32339 Espelkamp – Germany Tel. +49 5743 410 www.naue.com

Computerweg 11, 3542 DP Utrecht Tel. 0031 (0)346 76 90 46 www.geo2.nl

Geonius, Geleen

DE COLLECTIEVE LEDEN VAN DE NGO ZIJN:

GID Milieutechniek, Velddriel Havenbedrijf Rotterdam Huesker Synthetic BV, Rosmalen InfraDelft BV, Delft

Quality Services BV, Bennekom Robusta BV, Genemuiden Rijkswaterstaat, Utrecht Strukton Civiel, Scharwoude Stybenex, Geldermalsen

Veilingweg 24, 6681 LA Bemmel Tel. 0031(0) 481-42 47 21 www.joostenkunststoffen.nl

Juta Holland BV, Oldenmarkt Kiwa NV, Rijswijk Kwast Consult, Houten

Middelblok 154, 2831 BR Gouderak Tel. 0031(0)182 37 73 27 www.geopex.com

GeoTec Solutions BV, Culemborg

Westervoortsedijk 73, 6827 AV Arnhem Tel. 0031(0) 85 744 13 00 www.enkasolutions.com

Movares Nederland BV, Utrecht

TenCate Geosynthetics Netherlands B.V. Europalaan 206, 7559 SC Hengelo Tel. 0031(0) 546 544811 www.tencategeo.eu

Tensar International B.V. Helftheuvelweg 11 5222 AV ’s-Hertogenbosch Tel. 0031(0) 73 624 1916 www.tensar.nl

Goorsestraat 1, 7041 GA ’s-Heerenberg

Tel. 0031 (0)466 16 44 www.genap.nl

Naue GmbH & Co. KG Gewerbestr. 2 32339 Espelkamp – Germany Tel. +49 5743 410 www.naue.com netherlands@naue.com

Trisoplast Mineral Liners Oude Weistraat 17, 5334 LK Velddriel Tel. 0031(0) 418 63 6030 www.trisoplast.com

T&F Handelsonderneming BV, Gilze Witteveen + Bos, Deventer

SEPTEMBER 2022
GEOKUNST 44

BESTE GEOKUNST LEZERS,

Voor jullie ligt de September-editie van Geokunst. Vanuit de NGOIGS Netherlands vinden we duurzaamheid heel belangrijk. Met geokunststoffen lopen we voorop om de grond-, weg- en waterbouw- sector te ondersteunen in de grote verduurzamingsopgave die de komende jaren voor ons ligt.

In lijn met de Europese ‘Green-deal’ heeft Rijkswaterstaat een ambitieuze strategie over klimaat neutrale en circulaire infrastructurele overheidsprojecten1. Om de uitstoot van CO2 te verminderen, heeft het ministerie van Infrastructuur en Milieu de ambitie gesteld om in 2030 volledig klimaatneutraal te zijn en circulair te werken. Deze overheidsstrategie wordt vertaald naar aanbestedingscontracten, waarbij aannemers worden beloond voor het ontwerpen en uitvoeren van circulaire constructies met een minimale CO2-uitstoot. Onderdeel van de strategie is enerzijds de doelstelling voor vermindering van het gebruik van primaire grondstoffen aan infrastructuurprojecten met 50% (!). Anderzijds realisatie van volledig circulaire constructies met hergebruik van alle materialen én volledig klimaatneutraal. Het jaar 2030 komt met rappe schreden dichterbij. We hebben nog 8 jaar om hier met elkaar grote stappen in te maken. Wie pakt de handschoen op?

Op 27 September organiseren we als NGO-IGS Netherlands een creatieve sessie op het zeer actuele onderwerp van circulariteit. De titel van deze studiedag is ‘Circulariteit geokunststoffen –einde levensduur: wat heb je dan?’. Bij circulariteit wordt de cirkel

van materiaalgebruik gesloten. Bouwmaterialen eindigen dan niet meer als afval, maar als nieuw bouwmateriaal. Hoe krijgen we dat bij geokunststoffen voor elkaar? Hoe moeten we een bouwwerk ontwerpen en bouwen om het later volledig te kunnen ontmantelen? Kan het geokunststof opnieuw worden gebruikt, of is het een grondstof voor een nieuw product? Op de website www.ngo.nl en onze LinkedIn pagina is meer informatie te vinden over deze studiedag met boeiende presentaties, een proefopstelling, uitwerking van cases in groepjes en uitgebreide mogelijkheden om op een leuke manier van elkaar te leren. Heb je interesse om mee te doen aan deze inspirerende creatieve sessie, stuur dan een mail aan het secretariaat op joop.groenveld@ngo.nl of ga naar www.ngo.nl

In deze editie van Geokunst vinden jullie een interessant artikel geschreven door Oliver Detert en Joris van den Berg over kademuurconstructies van gewapende grond met een blokkenfacing. Teruggrijpend op het hierboven beschreven onderwerp: blokkenwanden met geogrids of gewapende grondconstructies in het algemeen kunnen worden gezien als een circulaire oplossing welke reeds toekomstbestendig is. Aan het eind van de levensduur kan een gewapende grondconstructie relatief eenvoudig ontmanteld worden, door het wegnemen en scheiden van het facing-systeem, grond en geogrids. Alle primaire materialen kunnen hierna worden hergebruikt of gerecycled. Het gebruik van hoogwaardige geokunststoffen kan in de grote verduurzamingsopgave die voor ons ligt dan ook een belangrijke rol spelen. Samen werken aan een duurzame toekomst doen we met elkaar.

Ik wens jullie veel leesplezier. Be smart. Be circular.

1) Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, naar klimaatneutrale en circulaire rijksinfrastructuurprojecten, https://tinyurl.com/3ua7c35n, januari 2020.

Geokunst wordt uitgegeven door de Nederlandse Geotextielorganisatie. Het is bedoeld voor beleidsmakers, opdrachtgevers, ontwerpers, aannemers en uitvoerders van werken in de grond-, weg- en waterbouw en de milieutechniek. Geokunst verschijnt vier maal per jaar en wordt op aanvraag toegezonden.

COLOFON

Eindredactie Rijk Gerritsen Tekstredactie Jurjen van Deen Redactieraad Adam Bezuijen Piet van Duijnen Suzanne van Eekelen Paul ter Horst Tara van der Peet Productie Uitgeverij Educom

Een abonnement kan worden aangevraagd bij: Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO) info@ngo.nl www.ngo.nl

45 GEOKUNST VAN
DE REDACTIE
SEPTEMBER 2022 Ref. Whitepoint // Rupal Chauhan

KADEMUURCONSTRUCTIES VAN GEWAPENDE GROND MET EEN BLOKKEN-FACING

heden om sediment te verwijderen, schade toebrengen aan de wanden.

1.1 OEVERCONSTRUCTIES

Het is niet ongebruikelijk dat oude open mijngroeves of braakliggende terreinen worden omgevormd tot aantrekkelijke recreatie- en toeristengebieden door de aanleg van kunstmatige lagunes met promenades en stranden. Vaak worden keerwanden gebruikt om hoogteverschillen op te vangen. Conventionele betonnen keerwanden worden steeds vaker vervangen door keerwanden van gewapende grond met een blokkenwand-facing (figuur1). Naast lagere bouwkosten bieden deze blokkenwanden in veel gevallen voordelen op het gebied van bouwtijd, flexibiliteit met betrekking tot de geometrie en de hellingshoek van de wand. Dit artikel geeft een overzicht van de kenmerken van kademuurconstructies en beschrijft twee opmerkelijke projecten met innovatieve oplossingen.

1.2 KENMERKEN VAN KADEMUURCONSTRUCTIES

Keerwanden als oeverconstructies worden specifiek belast en moeten aan hogere eisen voldoen dan keerwanden ‘op land’.

In de eerste plaats is bescherming nodig tegen erosie vóór de wand om de stabiliteit op lange termijn te waarborgen. Dit wordt nog kritischer als er sprake is van golfbelasting of van hydraulische belastingen door motorboten of -jachten. Bovendien kunnen onderhoudswerkzaamheden aan de waterbodem, bijvoorbeeld baggerwerkzaam-

Ten tweede dient rekening gehouden te worden met instantaan vallend water. In het ontwerp moet worden uitgegaan van een grondwaterpeil aan landzijde dat gelijk is aan hoogwater en een waterniveau dat gelijk is aan laagwater. Dit verschil in waterpeil leidt tot een waterdruk aan de binnenzijde van een dichte kademuur.

In het algemeen zijn blokkenwanden van beton vrij drainerende constructies, doordat water door de voegen tussen de blokken kan stromen. Grof materiaal, bijvoorbeeld grind, dient te worden gebruikt als drainagelaag direct achter de blokken om de drainagecapaciteit van de constructie te vergroten. Tussen het drainage- en het aanvulmateriaal moet een scheidings- en filtervlies worden aangebracht om uitspoeling van het aanvulmateriaal te voorkomen. Indien er sprake is van snel (‘instantaan’) vallend water als gevolg van golven, getijden of aardbevingen, moeten extra drainagevoorzieningen worden overwogen om een snellere aanpassing van het grondwaterpeil mogelijk te maken.

Bovendien hebben aanmerende schepen invloed op de kademuur. De blokkenwanden moeten ofwel tegen deze invloeden worden beschermd, ofwel zodanig zijn ontworpen dat ze ertegen bestand zijn. Daarbij is het van belang dat herstelwerk aan de wand tijdens de gebruiksfase praktisch mogelijk blijft.

2 OPWAARDERING VAN EEN VERLATEN BOVENGRONDSE MIJN

2.1 INLEIDING

In de gemeente Großpösna aan het Störmthalmeer ten zuiden van de stad Leipzig, Duitsland, wilde men een verlaten dagbouwmijn omvormen tot een recreatie-gebied van 12,6 hectare, inclusief watersportcentrum met havenfaciliteiten, een surfstrand en pieren voor boten.

Dit project, ‘Gruna Bay Marina’ genaamd, vormt een hoogtepunt in de opwaardering van de voormalige mijn en de integratie ervan in het merengebied van Leipzig. De projectontwikkelaar en eigenaar is LMBV (Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau Verwaltungsgesellschaft mbH). De havenmuren en de uitkijktoren aan het noordoostelijke uiteinde zijn ontworpen en uitgevoerd in een gewapende-grondconstructie met blokkenwandfacing. Doorslaggevend bij de keuze van dit ontwerp waren onder meer de te verwachten bouwkosten, die in totaal circa 25% lager zijn dan bij conventionele keerwanden, zoals van gewapend beton of staal. Een ander voordeel is de hoge tolerantie van het systeem voor zettingsverschillen.

2.2 ONTWERPCONCEPT VOOR HET HAVENGEBIED

Volgens het ontwerpconcept van de architect (DENK Architectural Engineers, Leipzig) moest de havenmuur aan de Gruna-baai aan twee belangrijke eisen voldoen. Enerzijds moest de muur zo harmo-

Figuur 1 – Doorsnede van een gewapende blokkenwand als kademuurconstructie.

1 INLEIDING
46 GEOKUNST SEPTEMBER 2022
Figuur 2 – Gruna Bay Landschappelijk Ontwerp. Dr. O. Detert Huesker Synthetic GmbH Gescher, Duitsland Ir. J.H. van den Berg Huesker Synthetic B.V. Rosmalen, Nederland

SAMENVATTING

Dit artikel behandelt twee projecten van kademuurconstructies, waarbij het gebruik van een met geogrid gewapende grondconstructie met een blokkenwand-facing de beste oplossing is gebleken. Het artikel belicht relevante ontwerpaspecten van kademuurconstructies van blokkenwanden, met aandacht voor specifieke eisen in termen van esthetische kwaliteit, omgevingscondities

zoals dynamische belastingen door aardbevingen, aanvaarbelasting en aantasting in een agressief milieu. Het gebruik van gewapende-grondconstructies met blokken-facing is in beide projecten zeer succesvol gebleken. Dit artikel is gebaseerd op de bijdrage van Detert en Schmidt (2012) aan EUROGEO 2012.

Figuur 5 –Zeshoekig gevormde uitkijktoren.

nieus mogelijk in het landschap worden ingepast. Anderzijds moest een bouwmethodiek worden gevonden die, ondanks een uitdagend vormenspel van de havenmuur en het uiterst krappe bouwschema, een snelle en effectieve uitvoering mogelijk maakte. Er werd gekozen voor een keerwand van gewapende grond. In dit specifieke geval werd een 4 m hoge blokkenwand gebouwd en verankerd met geogrids. Het modulaire systeem biedt relatief veel flexibiliteit bij de vormgeving van de muur, met verschillend gevormde stenen in diverse kleuren en oppervlaktestructuren, waardoor volledig aan de esthetische wensen van de architect kon worden voldaan.

De ontmantelingswerkzaamheden en het daaropvolgende vollopen van de bruinkoolmijn leidde tot een hoog sulfaatgehalte in het water. Daardoor verzuurde het water sterk met pH-waarden variërend tussen 2,5 en 3,5. De kerende constructie diende hier dus bestand tegen te zijn. Anderzijds is sprake van een alkalisch milieu (hoge pH-waarde)

Figuur 6 –Legplan zeskantige blokkenwand uitkijktoren.

in de stenen. Deze begincondities stellen hoge eisen aan de bestendigheid van de toegepaste verankeringselementen. Geogrids van polyvinylalcohol (PVA) die mogen worden toegepast in zowel een zeer zuur als een alkalisch milieu waren hiervoor de oplossing. Met de tijd zal een neutrale pH-waarde worden bereikt. In 2012 bedroeg de pH-waarde van het water 5,9.

2.4 CONSTRUCTIEF ONTWERP

De fundering van de blokkenwand ligt op 114,5 m boven zeeniveau. De blokkenwand heeft een kerende hoogte van 4,0 m en zal in de eindfase 1,5 m boven het waterniveau uitsteken. De eerste laag van de hollewandblokken werd gefundeerd op grofkorrelig materiaal. De hollewandblokken zelf zijn opgevuld met steenslag met een korrelgrootte van 5/32 mm (figuur 1). Dezelfde steenslag werd ook gebruikt als drainerend aanvulmateriaal achter de keerwand. De Fortrac® MDT geogrids werden tussen de blokken gelegd op elke tweede rij. De connectie tussen het geogrid en de blokken

ontstaat door wrijving en interlock tussen het aangevulde steenslag in de holle ruimte in het blok en het geogrid. De Allan Block® hollewandsteen heeft het niet nodig verbindings-elementen toe te passen om de geogridlagen vast te zetten. De wand kan hierdoor gesteld worden op een hoek van in dit geval 87°. De lengte en treksterkte van de geogrid wapening en de afstand tussen de lagen zijn bepaald door een geotechnische stabiliteitsbeschouwing conform DIN 4084:2009 en de Duitse richtlijn voor ontwerp van gewapendegrondconstructies (EBGEO 2010). Dit type blokkenwand heeft zich in talrijke projecten wereldwijd bewezen en wordt gebruikt als gewapende-grondconstructie in grootschalige infrastructuurprojecten (Hangen et al., 2009)

Lokaal gewonnen zand werd achter de gewapende-grondconstructie aangebracht en door middel van een nonwoven van het opvulmateriaal gescheiden. De bovenzijde van de blokkenwand werd bedekt met stenen, die door middel van

47 GEOKUNST SEPTEMBER 2022
Figuur 3 – Blokkenwand Kademuurconstructie bij oplevering. Figuur 4 – Drie maanden na oplevering was het waterniveau gestegen tot ca. 115,0 m boven zeeniveau.

een duurzame, waterbestendige steenlijm zijn verbonden met de steen eronder. Ten slotte werd bij de teen van de kademuurconstructie een stortsteenbekleding aangebracht tot 50 cm hoog.

Door de korte bouwtijd kon de profilering van de bodem in droge omstandigheden worden voltooid. Het definitieve waterpeil van 117,0 m boven zeeniveau, dus een waterdiepte van 2,5 m, werd eind 2011 bereikt.

2.5 ARCHITECTONISCHE KENMERKEN

Naast de gebogen kademuur met schelpkalkstenen afwerking, vormt de uitkijktoren een bijzondere toeristische attractie. De zeshoekige vorm is geïnspireerd op een oud vestingwerk.

Bij de bouw van de uitkijktoren vroeg het ontwerp van de hoekzones extra aandacht, de blokken werden hiervoor nauwkeurig gesneden. De geogrid verankering werd van wand tot wand, over het volledige oppervlak van de uitkijktoren, doorgelegd. De geogrids werden in twee banen over elkaar heen doorgelegd. Een derde geogrid, zie het blauwe vlak in figuur 6, werd 20 cm hoger gelegd om de wrijving tussen het aanvulmateriaal en geogrid te waarborgen.

3 LANDSCHAPPELIJK

INPASSING MET GEOGRID VERSTERKTE BLOKKENWANDENAYLA OASE, JORDANIË

3.1 INLEIDING

In het zuiden van Jordanië, direct aan de Rode Zee, ligt de stad Aqaba, de enige havenstad van Jordanië. Het aangename klimaat het hele jaar door maakt Aqaba een populair recreatie- en vakantieoord. Direct voor de kust ligt een populair duikgebied met koraalriffen. Dit was een belangrijke reden voor de investeringsmaatschappij Ayla Oasis Development Company om hier te investeren

in de ontwikkeling van ca. 430 ha woestijngebied tot een groen landschap. Centraal tussen de recreatievoorzieningen en woningbouw is een strandmeer aangebracht bestaande uit 3 lagunes op verschillende niveaus, welke verbonden zijn door middel van watervallen (figuur 7). De lagune met het laagste bodemniveau is bevaarbaar en heeft een directe toegang tot de Rode Zee. De bovenste en middelste lagune zijn volledig waterdicht, om overmatig waterverlies en verzilting van de bodem te voorkomen. Het water van de bovenste en middelste lagune wordt continu opgepompt vanuit de Rode Zee. De laagste lagune is onderhevig aan de schommelingen van het waterpeil van de Rode Zee. In totaal is 17 km strand en een promenade aangelegd, waarvan ongeveer 15 km van de kademuurconstructie bestaat uit blokkenwanden.

3.2 CONSTRUCTIEF ONTWERP

De grenzen van de lagunes en eilanden hebben een zeer onregelmatig vormgeving. Deze vormgeving is eenvoudig te construeren met blokkenwanden (figuur 8).

Om esthetische redenen hebben de blokkenwanden verschillend gekleurde blokken, waardoor ze goed in de omgeving passen. Dit wordt bereikt door lokaal gewonnen grond toe te passen in het betonmengsel van de blokken.

Een ander voordeel van met geogrid verankerde blokkenwanden is hun bestendigheid tegen aardbevingen. Onder andere Kano et al. (2018) en Bezuijen et al. (2018) rapporteerden over het uitstekende gedrag van met geokunststof gewapende grondconstructies bij aardbevingen in Japan. Ling et al. (2003) onderzochten in het laboratorium het gedrag van met geogrid verankerde blokkenwanden onder seismische belastingen en stelden vast dat de structuur zich opvallend goed gedroeg.

Figuur 8 – Gerealiseerde lagune.

3.3 BASIS VOOR HET ONTWERP VAN DE BLOKKENWANDEN IN JORDANIË

Het ontwerp van de keerwanden is uitgevoerd conform Eurocode 7 en 8, inclusief de nationale (Duitse) bijlagen.

De wanden varieerden in hoogte van 2 tot 6 m. Aan de actieve zijde liggen wegen en staan op staal gefundeerde gebouwen.

Aqaba ligt in een tektonisch actief gebied (zie figuur 9). De Afrikaanse plaat verwijdert zich met ongeveer 1 cm per jaar van de Aziatische plaat. Aardbevingen met een moment magnitude van 7 Mw komen voor (UNDP/ASEZA, 2011). In dit gebied wordt een grondversnelling van 0.2g verwacht met een kans van 10% dat deze waarde binnen 50 jaar wordt overschreden. De berekeningen worden uitgevoerd met horizontale en verticale seismische coëfficiënten met een pseudo-statische benadering.

De seismische coëfficiënten kunnen als volgt worden berekend. De lokale bodemgesteldheid kan, volgens Eurocode (EC) 8 - Deel 1 (Ontwerp en berekening van aardbevingsbestendige constructies), worden omschreven als ‘Grond type C; Diepe afzettingen van verdicht tot zeer verdicht zand, grind of stijve klei met een dikte van enkele tientallen tot enkele honderden meters’.

In de berekening wordt het (elastische) responsspectrum Type 2 gebruikt. Dit geeft voor de grondparameter ‘S’ een waarde van 1.5 . De factor r voor de berekening van de horizontale seismische coëfficiënt is afhankelijk van het type keerwand. De keerwandconstructie is ingedeeld in de categorie ‘Free gravity walls with a displacement capacity of up to d r = 300*α*S(mm)’. Dit levert volgens EC 8 - deel 5 voor de factor r de waarde 2 op.

De horizontale seismische coëfficiënt wordt dan voor quasi-statische berekeningen: kh = α*S/r = 0.2*1.5/2 = 0.15

Volgens EC 8 - Deel 5 kunnen de effecten van ver-

48 GEOKUNST SEPTEMBER 2022
Figuur 7 – Overzicht van het strandmeer met lagunes.

ticale versnellingen worden verwaarloosd als de constructie geen gewichtsmuur-constructie is. Dit geldt ook voor keerwanden van gewapendegrondconstructies. Niettemin is in dit project besloten om toch rekening te houden met de verticale seismische coëfficiënt. De verticale seismische coëfficiënt bedraagt in dit geval: kv = ± 0.5*kh = ± 0.075

Bij een aardbeving kan een plotselinge daling van het waterniveau voor de muur optreden. Hiermee werd rekening gehouden door het waterpeil vóór de wand 60 cm lager te schatten dan achter de wand. Tevens zijn drainagebuizen in de voorkant van de blokkenwanden geïntegreerd om een snelle afname van waterpeilverschillen mogelijk te maken.

Bovendien is er rekening gehouden met 50 cm ‘ongecontroleerde extra erosie’ voor de wand als gevolg van baggerwerkzaamheden, die regelmatig worden uitgevoerd om het dichtslibben van de lagunes tegen te gaan.

Deze strenge doch realistische uitgangspunten leidden tot een verhouding van verankeringslengte en kerende hoogte van maximaal 2; dat is ruim boven de typische vuistregel van ‘0,7* wandhoogte’. Deze vuistregel is dan ook van toepassing voor een eerste beoordeling van wanden, die zich niet in aardbevingsgebieden bevinden.

3.4 AFDICHTING VAN DE KEERWAND

Keerwanden van blokkenwanden en gewapende grond zijn gewoonlijk waterdoorlatende, vrij afwaterende constructies. Het water in de middelste en

Figuur 10 –

Voorbeeld doorsnede van een blokkenwand met een afdichtend geomembraan.

Figuur 11 –

Afdichting en afdekking van het geomembraan achter het gewapend grond massief.

bovenste lagune ligt echter boven zeeniveau en wordt permanent door pompen op peil gehouden.

Om te voorkomen dat er water verloren gaat door de grondconstructies naar de achterliggende grond zijn maatregelen nodig.

Om dit te bereiken is een geomembraan rond de gewapende grond gewikkeld (zie figuur 10 en 11).

Aangezien wegen en gebouwen enkele meters achter de blokkenwand worden gebouwd, is het geomembraan direct achter het gewapend grondmassief aangebracht. De gebouwfunderingen kunnen zodoende in den droge worden gerealiseerd. Aangezien de onderste verankeringslaag relatief lang is in vergelijking met de rest, is de afdichtende geomembraan boven deze laag geplaatst en vervolgens teruggevouwen om de benodigde hoeveelheid geomembraan te beperken.

Om onbedoelde beschadiging van de geomembranen door latere graafwerkzaamheden te voorkomen, zijn bovenop de geomembranen ter bescherming een nonwoven vlies en betonnen bakstenen gelegd (figuur 11).

Door toevoeging van de geomembranen ontstaat onder de blokkenwand een potentieel glijvlak door de verminderde schuifweerstand. In de berekeningen is hiermee rekening gehouden.

3.5 IMPACT VAN SCHEPEN TEGEN DE BLOKKENWANDEN

De jachthaven bevindt zich in de laagstgelegen lagune. Vanwege de aanwezigheid van scheepsverkeer moest rekening worden gehouden met eventuele aanvaarbelasting op de blokkenwanden.

Figuur 12 – Doorsnede van de blokkenwand met een betonnen schil van 30 cm als aanvulling.

Er waren zorgen over de robuustheid van de blokkenwanden vanwege het relatief lage gewicht van de blokken. Daarom is besloten om direct achter de blokken een laag van 30 cm beton aan te brengen (figuur 12).

Aanvulmateriaal met hoge pH-waardes, zoals bijvoorbeeld betonmortel, kan schadelijk zijn voor polyester. Dit is nog onderwerp van onderzoek. Om deze reden is de opbouw en verankering van deze blokkenwanden enigszins afwijkend. De wandafwerking bestaat uit een blokkenwand en een schil van beton, daarachter is een gewapende-grondconstructie aangelegd volgens een

49 GEOKUNST SEPTEMBER 2022
Figuur 9 – Seismische overzichtskaart van Jordanië.

techniek die bekend staat als de omslagmethode. De wand wordt verbonden aan het gewapendegrond-massief door middel van korte stroken van geogrids gemaakt van polyvinylalcohol (PVA). Dit type geogrid heeft een hoge pH-bestendigheid.

De wand wordt in lagen opgebouwd, waardoor de omgeslagen geogrids tijdens de aanleg kunnen steunen op de blokkenwand. De PVA-geogrids (in rood weergegeven in afbeelding 13) zijn aan de ene kant in beton gestort en aan de andere kant tussen de omgeslagen geogrids gelegd, waardoor een duurzame verbinding tussen blokkenwand en gewapende grond tot stand komt.

Deze opbouw zorgt er voor dat, in geval van schade aan de blokkenwand, de stabiliteit van de totale constructie gewaarborgd blijft. De afzonderlijke beschadigde stenen kunnen naderhand zonder problemen worden vervangen.

Wel moet er rekening mee worden gehouden dat de opname van thermische vervormingen minder is dan die van een traditionele blokkenwand. De relatief hoge temperaturen in Aqaba en de grote afmetingen maakten het toepassen van dilatatievoegen in de wand noodzakelijk.

4. CONCLUSIE

Het artikel beschrijft niet alledaagse ontwerpoplossingen die zijn toegepast in kademuurconstructies. Er worden twee projecten beschreven waarbij met succes met geogrid gewapende grond-

constructies en een blokkenwand-facing als kademuurconstructie zijn toegepast. Concluderend:

–Kademuurconstructies met blokkenwanden zijn door hun aanpasbaarheid in vorm, alignement en uiterlijk breed inzetbaar.

–De duurzaamheid van de blokken en de geogrid verankering is hoog, ook in een agressief milieu.

–Deze constructie vereist een uitvoering in den droge.

–De wanden kunnen zowel waterkerend als waterdoorlatend worden ontworpen.

–De opnamecapaciteit van dynamische belastingen door seismische effecten is relatief hoog.

Beide gepresenteerde projecten zijn mooie voorbeelden van de voordelen van met geogrid gewapende grondconstructies met een blokken-facing.

5. REFERENTIES

–Bezuijen, A., van Eekelen, S.J.M., Nods, M., (2018). 11th ICG conferentie Geokunststoffen in Seoul, Zuid-Korea. In: Geokunst december 2018, pp 64-67.

– Detert, O., Schmidt S. (2012), Case studies: Geogrid reinforced block walls in waterfront projects under special boundary conditions, EuroGeo5, Valencia 2012.

– DIN 1054:2005: Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau, Beuth Verlag.

– DIN 4084:2009: Baugrund – Geländebruch-

berechnungen, Beuth Verlag.

– EBGEO (2010): Empfehlungen für den Entwurf und Berechnung von Erdkörpern mit Bewehrungen aus Geokunststoffen, DGGT, Essen, 2. Auflage, Ernst & Sohn Verlag GmbH.

– Hangen, H., Herold, A. (2009): Kunststoffbewehrte Erde (KBE) an der Südbrücke in Riga, Lettland; Geotechnik 3/2009.

– Ling, Hoe I., Leshchinsky, D., Burke, C., Matsushima, K., Liu, H.: Behavior of a large-scale modular-block reinforced soil retaining wall subject to earthquake shaking, 16th ASCE Engineering Mechanics Conference, Seattle, 2003.

– LMBV (Lausitzer und Mitteldeutsche BergbauVerwaltungsgesellschaft mbH): www.lmbv.de.

– NEN-EN 1998: Eurocode 8, Ontwerp en berekening van aardbevingsbestendige constructies.

– Tatsuoka, F., Koseki, J., Tateyama, M., Munaf, Y. and Horii, N.: Seismic stability against high seis- mic loads of geosynthetic-reinforced soil retaining structures’ Keynote Lecture, Proc. 6th Int. Conf. on Geosynthetics, Atlanta, Vo.1, pp. 103-142, 1998.

– UNDP / ASEZA, Disaster Risk Assessment for Aqaba, 2011.

– Wittekoek, B., Van Eekelen, S.J.M., Terwindt, J., Korff, M., Van Duijnen, P.G., Detert, O., Bezuijen, A., 2022. Geogrid-anchored sheet pile walls; a small-scale experimental and numerical study. Geosynthetics International. Geaccepteerd voor publicatie.

Ask for more information about advertisements and memberships (including interesting publicity packages): info@uitgeverijeducom.nl. EDUCOM Publishers, P.O. Box 25296, 3001 HG Rotterdam, The Netherlands. www.uitgeverijeducom.nl www.vakbladgeotechniek.nl

Uitgeverij Educom

SINCE 1987
You want to reach the Dutch and Belgian ground-, road- and hydraulic engineering market?
Choose for GEOTECHNIEK: independent and indispensible.
50 GEOKUNST SEPTEMBER 2022
51 GEOKUNST SEPTEMBER 2022 YOUR KNOWLEDGE PARTNER IN GEOSYNTHETICS Europalaan 206 7559 SC Hengelo Nederland +31 (0)546 544 811 geonederland@tencategeo.com www.tencategeo.nl twitter: @tencate_geo_nl EnkaGrid MAX funderingswapening bij Windpark WP Energiek, Waardpolder ® nkaGrid E u e f abiel t n s e r e o Vo n k n e ege n w a g v underin j w i n b se raanopstelplaat indmolens m o c ns o i t lu o s a enk w w w a enk @ o f in T +31 85 744 1300 Westervoortsedijk 73, 6827 AV Arnhem Freudenberg Performance Materials m o c ns. o i t u l o s

Duurzame en innovatieve totaal oplossingen voor de GWW met geo-materialen van Naue

In Naue Prosé Geotechniek BV zijn sinds April 2021 de krachten gebundeld in een nieuw samenwerkingsverband tussen Naue GmbH uit Duitsland en Prosé Geotechniek. Voor de grond-, weg- en waterbouw (GWW) betekent dit toegevoegde waarde op de voorbereiding en uitvoering van projecten. Deze waarde bestaat uit uitgebreide technische kennis en ondersteuning op toepassingen met hoogwaardige geo-materialen. Focus is het verkrijgen van duurzame en innovatieve totaal oplossingen, waarbij ook de gehele installatie kan worden uitgevoerd door gekwalificeerde vakmensen.

Totaal oplossingen met toegevoegde waarde Technische kennis wordt per project omgezet in maatwerk oplossingen, welke voor de klant de meest toegevoegde waarde hebben. Dit klantgericht denken gaat aanzienlijk verder dan het leveren van materiaal. Ondersteuning wordt gegeven vanaf onderzoek naar de eerste haalbaarheid tot en met de uiteindelijke uitvoering.

Service is een belangrijke pijler in de gehele dienstverlening. Door onze eigen ontwerpafdeling kunnen uitgebreide en geavanceerde berekeningen worden gedaan. Het ontwerp wordt omgezet naar technische tekeningen op VO, DO en UO-niveau, afhankelijk van de projectfase. Productie van hoogwaardige geo-materialen vindt plaats op korte afstand in de eigen productiefaciliteiten van Naue. Voor de aannemer wordt ondersteuning geboden met werkinstructies voor de installatie. Ook bestaat de mogelijkheid de gehele installatie door Naue Prosé te laten uitvoeren. Voor de GWW-markt zijn we hiermee een serieuze en betrouwbare partner. Als belangrijke aspecten zien wij een goede en constructieve dialoog (korte communicatielijnen, wat is de beste oplossing in gegeven omstandigheden op het project), partnerschap (vertrouwen, samenwerking) gecombineerd met technische know-how (advies en kennisoverdracht naar betrokken partijen). Voor toepassingen is het daarbij belangrijk dat materiaalkennis gecombineerd wordt met

kennis vanuit de vakdisciplines van bijvoorbeeld geotechniek, waterbouw en constructies.

Bouwen op duurzame basis

Toepassing van geo-materialen is bij uitstek geschikt voor slimmer bouwen bij GWW-projecten door lagere bouwkosten, beperking risico’s, verduurzaming van de constructie en/of mogelijkheden voor snellere uitvoering. Duurzaamheid staat bij ons bovenaan. Dit komt goed naar voren vanuit de missieverklaring ‘Building on sustainable ground’. Enerzijds willen we hierbij voor de GWW-markt een betrouwbare en deskundige partner zijn waarop spreekwoordelijk gebouwd kan worden. Anderzijds zien wij een groene en duurzame toekomst door het gebruik van geo-materialen. De komende jaren c.q. decennia zullen enorme uitdagingen geven ten aanzien van het reduceren van CO2-emissies naar bouwprojecten. De toepassing van hoogwaardige geo-materialen kan hierin sterk bijdragen. Met geogrids kan bijvoorbeeld de dikte van funderingslagen worden gereduceerd, waardoor er minder granulair materiaal aangevoerd hoeft te worden. Naast minder overlast voor de omgeving beperkt dit substantieel het aantal transportbewegingen met vrachtwagens en hiermee uitstoot van CO2 en stikstof.

Figuur 1 – Overzicht innovatieve oplossingen met geo-materialen bij waterkeringen door toepassing van grondwapening, bentonietmatten, nonwoven filtervlies, drainage en erosiebescherming op de taluds .

Een ander voorbeeld is de uitvoering van gewapende grondconstructies. Deze zijn als grondkering vaak een goed alternatief ten opzichte van betonnen L-wanden of stalen damwanden. Analyse toont aan dat de milieuimpact van een gewapende grondconstructie een factor 5 (!) minder CO2 emissie kan geven ten opzichte van een conventioneel ontwerp. Hierin zit voor GWW-projecten dus een enorme potentie om de milieu-impact te verlagen. Een bijkomend voordeel is dat met geo-materialen het gebruik van primaire granulaire bouwstoffen (zand, granulaat) aanzienlijk kan worden verlaagd. Met inpassing kan geo-materialen kan vaak gewerkt worden met gebiedseigen grond. Voor projecten betekent dit optimalisatie van

ADVERTORIAL
52 GEOKUNST SEPTEMBER 2022

grondstromen en logistiek. Dit levert voordelen op in kosten, maar ook beperking van de overlast voor de omgeving.

Oplossingen bij waterkeringen

Bij waterkeringen zijn er talrijke mogelijke oplossingen met geo-materialen. In het geval van beperkte ruimte kan het talud steil worden opgezet door gebruik te maken van gewapende grondconstructies. Dit kan bijvoorbeeld een goede oplossing zijn aan het binnentalud wanneer hier bebouwing aanwezig is. Met behulp van hoge sterkte wapening bij een slappe ondergrond kan de algemene stabiliteit van een waterkering worden verhoogd, zodat afschuiving voorkomen wordt.

Dijken worden normaliter voorzien van een 1 meter dikke kleilaag als waterdichting. Met een hoogwaardige bentonietmat kan een natuurlijke kleilaag volledig vervangen worden. Dit geeft voordelen in het grondtransport bij waterkeringen waar geen goede kwaliteit klei aanwezig is. Naast de snelheid van uitvoering geeft dit het voordeel om zoveel mogelijk gebiedseigen grond te hergebruiken in een project. Door waterschap Limburg is bij de dijkversterking in Neer een voorlandverbetering uitgevoerd met behulp van bentonietmatten als maatregel tegen piping (zie figuur 2). De matten zijn gelegd in aansluiting op

Figuur 2 - Dijkversterking Neer voorlandversterking met aanleg Bentofix bentonietmat als maatregel voor piping (Waterschap Limburg).

een natuurlijke klei deklaag voor verlenging van de benodigde kwelweg.

Oplossingen met biodegradeerbare materialen

Een grote stap voorwaarts in duurzame oplossingen is een 100% biologisch afbreekbaar non-woven vlies. Dit unieke vlies is speciaal ontwikkeld voor civiele toepassingen en kan geleverd worden in verschillende robuustheidsklassen (GRK). In de loop der tijd breekt het vlies biologisch af, zonder dat hierbij vervuiling ontstaat naar het milieu, organismen of het ecosysteem. Dit afbreekbare vlies biedt goede kansen in toepassingen met een tijdelijke functie voor laagscheiding van

Figuur 3 - Aanleg tijdelijke toegangsweg met Secutex Green, een 100% biodegradeerbaar non-woven vlies, als scheidingsdoek voor verhardingsmateriaal en ondergrond.

grondlagen, bescherming of filtering. Dit kan worden toegepast in verschillende toepassing, als bijvoorbeeld onder verhardingen, filtervlies onder stortsteen, inbouw bij duinen, oeverbescherming, tuinbouw toepassingen, groendaken of als oeverbescherming met zandzakken, etc. In figuur 3 is een voorbeeld gegeven van een toegangsweg, waarbij het scheidingsvlies is toegepast onder de tijdelijke wegverharding ten behoeve van bouwwerkzaamheden. Na gebruik kan het vlies gecomposteerd worden, waarmee er geen afval overblijft maar juist voedingsstoffen. Hiermee vormt dit een ultieme duurzame oplossing. n

• Talrijke toepassingen en voordelen van geomaterialen in waterbouwkundige toepassingen, als waterkeringen, kust- en oeververdediging.

• Innovatieve en duurzame oplossingen met bentonietmatten, geogrids, erosiematten, nonwovens en drainagematten.

• Beproefde oplossingen die aangepast kunnen worden naar uitdagende omstandigheden ter plaatse.

• Ondersteuning vanaf de eerste haalbaarheid, het ontwerp met berekeningen en tekeningen, levering materialen én installatie.

Naue Prosé Geotechniek B.V. Postbus 564 8901 BJ Leeuwarden netherlands@naue.com Duurzame waterkeringen en kustverdediging
Innovatie oplossingen met hoogwaardige geomaterialen
ADVERTORIAL
53 GEOKUNST SEPTEMBER 2022
54 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022 OPTIMAAL ONTWERP MET LAAG RISICOPROFIEL DOOR GEAVANCEERD 3D ONDERGRONDMODEL VOOR SLIMME DATA-TOEPASSINGEN Voor meer informatie fugro.nl MPI GEOSYSTEMS TILBURG GEOTHERMIE PUTBORINGEN BRONBEMALING VRAAG HIER UW EXEMPLAAR V R A AG H I E R U W E X E M P L A A R Bezoek ook eens onze website vakbladgeotechniek.nl

Ga jij met ons de verbinding aan?

Pile Pusher Pro

- Drukt de kwalitatief hoogwaardige prefab betonpalen de grond in - Geen overlast door geluid en trillingen - Bewezen technologie met indrukkrachten van 60 tot 1.200 ton - Realtime dataregistratie van indrukkracht en diepte; elke paal wordt proefbelast - Onderscheidend in aanschaf- en productiekosten www.pilepusherpro.nl

55 GEOTECHNIEK SEPTEMBER 2022
alle
op werkenbijmobilis.nl
Bekijk
vacatures