Page 1

JAARGANG 21 NUMMER 2 APRIL 2017 ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

BEHANDELDE GROND ALS POTENTIËLE ZANDVERVANGER IN ZANDCEMENT – MENGSELS

PREFAB BOOGCONSTRUCTIE A9 BADHOEVEDORP


ENGINEER YOUR OWN SUCCESS. JOIN FUGRO Voor onze vestiging in Leidschendam zoeken wij een

GROEPSHOOFD GEO-CONSULTANCY JOB DESCRIPTION Wil jij geotechniek en management combineren bij een internationale organisatie die marktleider is op het gebied van geotechniek? Dan is de functie van Groepshoofd Geo-Consultancy de juiste stap in jouw carrière. Het team bestaat uit 55 geotechnici en geohydrologen. De standplaats van de functie is Leidschendam. Een belangrijke rol heb je in het begeleiden van onze junior en medior collega’s en het betrekken van collega-experts uit de Fugro-organisatie bij jouw projecten. Je houdt je op de hoogte van de meest recente ontwikkelingen op het vakgebied en vertaalt deze in innovatieve toepassingen. We bieden je een uitdagende en afwisselende functie in een prettige en collegiale werksfeer. Wij zorgen dat jij je kennis en vaardigheden door opleidingen en trainingen verder kan ontwikkelen. We bieden je de mogelijkheid om je eigen (internationale) netwerk op te bouwen. Het internationaal werken aan projecten behoort ook tot de mogelijkheden, waarbij je

kan worden uitgezonden naar het buitenland voor het begeleiden van veldwerk of het engineeren van projecten. Op deze manier ben je betrokken bij alle aspecten van onze projecten.

■■

■■

■■

ROLES AND RESPONSIBILITIES Als Groepshoofd Geo-Consultancy stuur je een groep van geotechnische adviseurs aan;

■■ ■■ ■■

■■

■■

■■

Je verdeelt het werk, je plant het werk en je begeleidt en ontwikkelt jouw teamleden (inhoudelijk) bij de projecten Samen met je teamleden regel je de zaken rondom het adviesproject en heb je direct contact met opdrachtgevers, buitendienst, laboratorium en geomonitoring Je bent verantwoordelijk voor het adviestraject bij complexe projecten

■■

Aantoonbare■eerste■ervaring■in■ het■aansturen■en■begeleiden■van■ medewerkers■in■projectteams Gerichtheid■op■samenwerken■en■het■ behalen■van■resultaten■ Capaciteiten■om■projecten■te■leiden■en■ mensen■te■enthousiasmeren Een■team-■en■klantgerichte■werkhouding Goede■communicatieve■vaardigheden De■Nederlandse■taal■in■woord■en■geschrift■ beheersen Woonachtig■in■de■Randstad■en■in■bezit■ van■rijbewijs■B

ADDITIONAL DETAILS Als marktleider op geotechnisch gebied heeft Fugro een unieke combinatie van state of the art grondonderzoekstechnieken, data interpretatie services, monitoring tijdens de uitvoering en engineering.

Fugro Geo-Consultancy houdt zich bezig met bouwprojecten/bouwputten in de binnenstad, infrastructuur: snelwegen in de Randstad, industrie projecten in Europoort, Antwerpen en Amsterdam, windturbine projecten, aardbevingsproblematiek in Groningen etc.

Fugro GeoServices is onderdeel van Fugro NV, een internationaal concern, met diverse carrièremogelijkheden in Nederland en in het buitenland. Fugro GeoServices biedt een marktconform salaris en goede secundaire arbeidsvoorwaarden.

REQUIREMENTS Een■afgeronde■WO■opleiding■ Civiele■Techniek■of■Technische■ Aardwetenschappen ■■ Minimaal■5■jaar■werkervaring■in■het■ geotechnisch■of■geologisch■vakgebied■

Hebben we jouw interesse gewekt?

■■

Dan komen we graag met jou in contact! Voor meer informatie over Fugro en de vacature kun je bellen met Diederick Bouwmeester, Serviceline Manager Geo-Consultancy op 070 – 3170932.


Van de redactie Beste lezers, De kunst van het schrijven. Het is misschien niet iets waar u als eerste aan dacht toen u aan de slag ging in het vakgebied geotechniek. Toch is het iets waar we allemaal voortdurend mee in aanraking komen. We schrijven om kennis vast te leggen, om te informeren, om te overtuigen of te prikkelen. Zelfs veel van het overleg dat vroeger mondeling verliep, verloopt nu schriftelijk via e-mail. Dit soort korte berichten valt wellicht niet in de categorie ‘kunst’, maar dat maakt het schrijven niet minder belangrijk: de manier waarop de boodschap geformuleerd wordt heeft grote invloed op de interpretatie door de lezer. Het schrijven vormt daarmee ongemerkt een substantieel deel van ons dagelijks werk. In de Magic is het ‘belang van schrijven’ meerdere keren genoemd. Misschien herinnert u zich wel de Magic ‘Een goed verhaal’, waarin u werd uitgedaagd om na te denken hoe u het verhaal brengt om uw toehoorder te boeien of te overtuigen, of ‘Trots op Geotechniek’, over evenwichtige communicatie, door met een mix van goed en slecht nieuws het vakgebied onder de aandacht te brengen. Welk verhaal u ook kiest: voor ons vakblad is het essentieel dat u blijft schrijven. Uw bijdragen vormen de kern van dit blad, dat zonder deze inhoud geen recht van bestaan heeft. In de afgelopen jaren heb ik in de redactie veel soorten artikelen voorbij zien komen: praktijkgerichte artikelen met rekenvoorbeelden, ervaringen in nieuwe omgevingen of met nieuwe methoden, artikelen met stevige theorie, maar alle gekenmerkt door het willen delen van ervaringen en het vastleggen

van nieuwe kennis binnen het vakgebied. Aan het aantal bezoeken aan de website van Geotechniek zien we hoe goed de bijdragen worden gewaardeerd: het archief wordt zeer regelmatig geraadpleegd. Voldoende kopij is een permanente zorg voor de redactie. Helaas waren er voor dit nummer maar twee artikelen gereed voor publicatie, maar het zijn wel twee interessante. Het eerste artikel beschrijft het ontwerp en de uitvoering van een prefab boogconstructie, benodigd voor de verlegging van de A9. Het tweede artikel betreft het duurzame hergebruik van met kalk en / of cement behandelde grond als potentiele vervanger voor zand. Ook in de Magic wordt ingegaan op duurzaamheid, en dan met name wat wij als geotechnici hierin kunnen betekenen. Hoewel dit voor mij zeker niet het laatste stuk is dat ik zal schrijven, is dit wel mijn laatste voorwoord. Ik draag mijn plek in de redactie in alle vertrouwen over aan mijn collega Thomas Bles. Ik wens u niet alleen veel leesplezier met deze nieuwe uitgave van Geotechniek, maar ook veel inspiratie om uw ervaringen op te schrijven en met ons te delen. Namens redactie en uitgever, Vera van Beek

Uitgeverij Educom

Neem deel aan de ICSMGE-special! De speciale Engelstalige editie van vakblad Geotechniek verschijnt rondom de 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 17 - 22 September 2017 COEX Convention Centre, Seoul, Korea Presenteer u aan internationale professionals uit de GWW-sector op ICSMGE 2017.

Informeer bij de uitgever naar de aantrekkelijke plaatsingsmogelijkheden. Meer informatie: info@uitgeverijeducom.nl - 0031(0) 10 425 65 44

Tot 1 m e

i 2017

ontvan

gt u

10%

vroegb

op de p

oekkor

laatsin

ting

gstarie ven!


Sub-sponsors Executive Gold Member Sub-sponsors

Members

Gold Members

blad Geotechniek komt tot stand m.m.v. KIVI Afdeling Geot Geotechniek echniek

Gemeenschappenlaan 100 B-1200 Brussel Tel. 0032 2 402 62 11 www.besix.be

IJzerwegV4eurse Achterweg 10 2264 SG Leidschendam 8445 PK Heerenveen Tel.630031 Tel. 0031 (0)513 13 55(0)70 - 311 13 33 www.fugro.nl www.apvandenberg.com

Sub-sponsors

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

Vierling 4251 LC Te el. 0031 (0 www.t

otechniek komt tot stand m.m.v. KIVI Afdeling Geot Geotechniek echniek

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

CRUX Engineering BV H.J. Nederhorststraat 1 Pedro de Medinalaan 2801 SC G3-c ouda 1086 XK Amster dam (0) Wilhelminakade 179 Te el. 0031 (0 182 59 05 10 Te el. 0031 (0)20 494 3070 wow w.cruxbv.nl 3072 AP Rott erdam ww-w.baminfrac nsult.nl Tel. 0031 (0)10 489 45 30 www..rrotterdam.nl

Veilingweg 2 - NL - 5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 (0)418 - 57 84 03 Korenmolenlaan 2 Boussinesqweg Philipssit1e 5, bus 15 / Ubicenter 2629 3447 HV Delft GGB W oerden -3001 Leuven Tel. 0031 (0)88 82 73 16-43 Tel. 335 0031 (0)348 5260 54 T el. 0032 6017 77 Vier linghstraat www.deltares.nl sems.c ign.nlom wwwww.w v..dy olkwidag-sy erinfradyest .d s 4251 LC Werkendam

Veurse URETEK NedeAchterweg rland BV 10 2264 SG Leidschendam Zuiveringweg 93, 8243 PE Lelystad Tel. 0031 (0)70 311 13 33 - 256 218 Te el. 0031 (0)320 www.fugro.nl www.urre etek.nl

Te el. 0031 (0) 183 40 13 11 www.terracon.nl

Silver Plus Members

RH.J. endementsweg 15 Nederhorststraat 1 Veilingweg 2 - NL - 5301 KM Zaltbommel 3641 echt 2801 SK SC Mijdr Gouda Tel. 0031 (0)418 - 57 84 03 Tel. el 0031 297 23 11 Korenmolenlaan 2 ed0031 er(0) lan29 d (0)BV 182 595005 10 el. (0 Philipssite 5, bus 15 / Ubicent erNederhorststraat 1URETEK TNe H.J. w.bauernl.nl 3447 GGB W oerden Zuiveringweg 93, 8243 PE Lelystad ww ww w.baminfrac onsult.nl -3001 Leuven 2801 SC GoudaWilhelminakade 179 - 256 218 (0)348 5260 54 Te el. 0031 (0)320 cht0031 eTrel. we0032 g 1016-43 eurse TAel. 60 77 Tel. 0031 (0)182 59 05 10 3072 Rott dam ign.nlom wwww.w v..dy ohendam lkwidag-sy erinfradyest ek.nl wAP ww.ur re eter 64 SGwLeidsc .d ssems.c www.baminfraconsult.nl Tel. 0031 (0)10 489 45 30 0031 (0)70 - 311 13 33 www..rrotterdam.nl www.fugro.nl

Veilingweg 2 - NL - 5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 (0)418 - 57 84 03 Kleidijk 35 site 5, bus 15 / Ubicenter Philips 3161 EK Rhoon B -3001 Leuven Huesker Synthetic BV- 503 02 00 Tel. 0031 T (0)10 el. 0032 16 60 77 60 Het Schild 39 V4 www.mosgeo.c om PC www14, ..dy .d widag-sy yst s Maastric ems.com ht Klipper weg 6222 5275 EB Den Dungen Tel. 0031 (0)43 - 352 76 09 Vier linghstraat Tel. 0031 (0)88 59417 00 50 ww.huesk ke er.com 4251www.huesker.nl LC Werkwendam Te el. 0031 (0) 183 40 13 11 www.terracon.nl

Philipssite 5 Veilingweg 2 - NLVeilingweg - 5301 KM 2Zaltbommel Ballast Nedam Engineering Boussinesqweg 1, 2629 HV Delft 5301 KM Zaltbommel bus 15 / Ubicenter Gemeenschappenlaan 100 Tel. 0031 (0)418 - 57 84 03 4 8273 Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein Tel.Leuven 0031IJzer (0)88weg - 335 35 sitKM 2Kleidijk - NLPhilips - 5301 Zaltbommel Nederland B-3001 B-1200 Brussel e 5, bus 15 / Ubicenter 8445 PK Heerenveen Postbus 1555, 3430 BN Nieuwegein r77 es.nl e 60 www..deltar 0031 - B57-3001 84 03Leuv 3161(0)418 EK Rhoon Tel. 0031en (0)418 57 84 03 Tel. 0032 16 60 Tel. 0032 2 402 62 11 T el. 0031 (0)513 63 13 55 molenlaan 2 / Ubicenter URETEK Nederland BV Tel. 0031 (0)30 - 285 40 00 ssit e 5,0031 bus T 15 Tel. (0)10 02 00 - 503 www.besix.be el. 0032 16 60 77 60 ww.apvanden berg.com GGB W oerden Zuiveringweg 93, w 8243 PE Lelystad www.dywidag-systems.com Klipperweg 14, 6222ww PC Maastricht Leuv ww-3001 w.mosgeo.c om yst w..ballast-nedam.nl ww w..dy .d en widag-sy s ems.com 031 (0)348 5260 54 Te el. 0031 (0)320 - 256 218 Tel. 0031 (0)43 - 352 76 09 el. 0032 16-43 60 77 ign.nlom v.dy olkwidag-sy erinfradyest www.urre etek.nl www.huesk ke er.com w ..d ssems.c

IJzerweg 4 8445 PK Heerenveen Tel. 0031 (0)513 - 63 13 55 ww w.apvandenber Vierlinghstraat 17g.com 4251 LC Werkendam Tel. 0031 (0)183 40 13 11 www.terracon.nl

Kleidijk 35 3161 EK Rhoon Tel. 0031 (0)10 503 02 00 www.mosgeo.com

Silver Members 4

Topcon Sokkia Nederland De Kronkels 14 2 - NL - 5301 KM Zaltbommel 3752 LM Bunschoten-Spakenburg 0031 (0)418 - 57 84 03 Tel. 0031 33 299 IJzer 29 39weg 4 ssite 5, bus 15 / Ubicenter www.topconsokkia.nl 8445 PK Heerenveen hoon B -3001 Leuven Tel. 0031 (0)513 - 63 13 55 0)10 - 503 el. 0032 1602 6000 77 60 www.apvandenberg.com geo.c om w.dy ..d widag-syyst s ems.com

4

G EOT ECHN I EK – Januari 2016

GEOT ECH NIE K – Januari 2016

Ballast Nedam Engineering Ballast Nedam Engineering Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein Postbus 1555, 3430 BN Nieuwegein Postbus 1555, Nieuwegein Tel. 00313430 (0)30BN - 285 40 00 Tel. 0031 (0)30 285 40 00 www..ballast-nedam.nl www.ballast-nedam.nl

4

Klipperweg 14, Tel. 0031 ( www.h

GEOTECHNIEK - April 2017

URETEK Benelux BV Zuiveringweg 93 8243 PE Lelystad Tel. 0031 (0)320 25 62 18 www.uretek.nl

Ballast Ne Ringwade 51, Postbus 1555, Tel. 0031 www..ba


Members Mede-ondersteuners Mede-ondersteuners

Silver Members 11 Cofra BV SBRCURnet

Kwadrantweg 9 Postbus 516 1042 AG Amsterdam 2600 AM CoDelft fra BV Postbus 20694 Tel. 0031 (0)15 303 05 900 Kwad rant weg 1001 NR Amsterdam www.sbrcurnet.nl 1042 AG Amsterdam Tel. 0031 (0)20 - 693 4596 Postbus 20694 www.cofra.nl Associate 1001 Members NR Amsterdam Geobe be est (0)20 BV - 693 4596 Tel. 0031 Geobest PoBV swtbus ww .cofr427 a.nl Marconiweg 2 Mijdrecht 3640 AK Geobe be est BV 4131 PDTel. Vianen 0031 (0)85 - 489 0140 Postbus 427 Tel. 0031 ww(0)85 w.geobest.nl ..g 489 01 40 3640 AK Mijdrecht www.geobest.nl Tel. 0031 (0)85 - 489 0140 www.geobest.nl ..g

Lankelma Geotechniek Members Zuid BVAssociate Members Postbus 38 5688 ZG Oirschot Associate Members Members Tel. 0031 (0)499 57 85 20 www.lankelma-zuid.nl

JAARGANG 21 NUMMER 2 APRIL 2017 ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

BEHANDELDE GROND ALS POTENTIËLE ZANDVERVANGER IN ZANDCEMENT – MENGSELS

PREFAB BOOGCONSTRUCTIE A9 BADHOEVEDORP

Lankelma Geotechniek PAOTM Zuid BV

Lameire Geomil Equipment BV Funderingstechniek NV

Va an ‘t Hek Gro oep BAUER Funderingstechniek

Tel.™ (0) 172 449 822 ™0031 JLD Cont racting BV, Edam www.abo-group.eu ™Tjaden BV, Heerjansdam ™

www.bodembouw.nl ™ ™Votquenne Foundations NV, Dadizele (B)

Postbus 88 Westbaan 240 Rendementsweg 15 1462 ZH Middenbeemster Industrielaan 4 2841 MC Moordrecht 3641 SK‘tMijdrecht Lameire Va an Hek Gro oep Tel. 0031 (0)299 31 30 20 9900 Eeklo Tel.Funderingstechniek 0031 (0)172 427 800 NV Tel.P0031 (0)297 ostbus 88 231 150 www.vanthek.nl Tel. 0032 (0) 9 379 72 77 www.geomil.com www.bauernl.nl 1462 ZH Middenbeemster Industrielaan 4 www.lameire.be Tel. 0031 (0)299 31 30 20 9900 Eeklo www.vanthek.nl Tel. 0032 (0) 9 379 72 77 www.lameire.be NVAF SBRCURnet NVAF VanPo’tsHek Cofra BV 440 Onderwijs (PAO) tbus Groep 516 Postbus Postbus 1218 Postbus 88 Delft Postbus 2600 AM Postbus 5048 3840 20694 AK Harderwijk NVAF PoBE stAcHarderwijk ademisch a SBRCURnet 3840 1462 ZH0031 Middenbeemster 1001 NR0031 Amsterdam Tel. (0)15 - 303 0500 2600 GA Delft Tel. (0)341 456 191 Onde r(0)341 wijs (P456 AO)191 Postbus 516 Postbus 440693 45 96 Tel.Tel. 0031 Tel. 0031 (0)299 31 30 20 Tel. 0031 (0)20 www.nvaf.nl www..sbrcurnet.nl 0031 (0)15 - 278 46 18 2600 AM Delft Postbus 5048 3840 AK Harderwijk www.funderingsbedrijf.nl www.vanthek.nl www.cofra.nl ww w..pao.tudel Tel. 0031 (0)15 - 303 0500 2600 GA Delft ft.nl Tel. 0031 (0)341 456 191 www.nvaf.nl www..sbrcurnet.nl Tel. 0031 (0)15 - 278 46 18 Geomet BV BodemBouw BV ™ ™  Leide r dorp In s truments BV, Leide r dorp ™  Geomil Equipment BV, Moo r d r echt www..pao.tudel ft.nl powered by ABO-Group Veghelse Dijk 2-E ™ ™VTE otquenne ™JLD Cont ™ Curieweg 19 racting BV, Edam 5406 Uden Foundations NV, Dadizele (B) ™ ™  Tjaden BV, Heerjansdam 2408 BZ Alphen a/d Rijn Tel. 0031 02 ™ ™Leide(0)85 rdorp877 Ins20 truments BV, Leiderdorp ™Geomil Equipment BV, Moordrecht Postbus 5048 Postbus 38 2600 GA Delft Geotechniek Lan kelma 5688 ZG Oirschot Tel.Zuid 0031B(0)15 278 46 18 V Tel. 0031 (0)499 - 57 85 20 www.paotm.nl Postbus 38 www..lankelma-zuid.nl 5688 ZG Oirschot Tel. 0031 (0)499 - 57 85 20 Poswt..lan Aca ademisch ww kelma-zuid.nl

Colofon

GEOTECHNIEK GE OTECHNIEK JAARGANG J AARGANG 20 – N NUMMER UMMER 1 Januari 2016 GEOTECHNIEK GE OTECHNIEK JAARGANG J AAR GANG 20 –N NUMMER UMMER 1 Geotechniek is21 een informatief/promotioneel April 2017 Januari 2016vaktijdschrift dat beoogtkennis en ervaring onafhankelijk uit te wisselen, inzichtte bevorderen en belangstelling Geotechniek is een eeninformatief/promotioneel informatief/promotioneel onafhankelijk voor het gehele geotechnische te kweken. onafhankelijk vaktijdschrift datvakgebied beoogtkennis vaktijdschrift dat beoogtkennis en ervaring uitenteervaring wisselen, inzicht uit te wisselen, inzichtte bevorderen en belangstelling teobevorderen en Carolinabrug belangstelling het gehele geotechnische foto Paul Bakker © C ver: Fundering invoor Suriname, voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken. vakgebied te kweken.

Cover: Fundering Carolinabrug in Suriname, foto Paul Bakker © Redactieraad Uitgever/bladmanager Uitg Uitgever/bladmanager ever/bladmanager Redactieraad Redactie raad Heeres, dr. ir. O.M. Coverfoto: Jonker, ing.mw. A. Ir. I. Alboom, ir. Uitgeverij Educom BV ir. G. G. van van Uitgeverij Educom BV Hergarden, Behandelde grond als Lengkeek, ir. Bles, ir. T.J. R.P.H. Diederiks Beek, mw. ir. V. van R.P.H. Diederiks Jonker, ing. A.A. Uitg Uitgever/bladmanager ever/bladmanager Redactieraad Redactie raad Heeres, dr.ing. ir. O.M. potentiële zandvervanger Rooduijn, Broeck, ir. M. van den Bouwmeester, Ir. D. Lengkeek, ir. A.M.P. Alboom, ir. G. van van Uitg everij Educom BV Hergarden, mw. Ir. I. Redactie In zandcement – mengsels Smienk, ing. E. Dalen, ir. J.H. Redactie Brassinga, ing. H.E. Rooduijn, M.P. Beek, dr. mw. ir. van V. van R. P.H.ir.Diederiks Jonker, ing. A. Spierenburg, dr. ir. S. Deen, J.K. Bles, T.J. Beek, mw. ir. V. van Broeck, ir. M. van den Schippers, ing. R.J. Bouwmeester, Ir. D. Lengkeek, ir. A. Storteboom, O. Diederiks, R.P.H. Broeck, ir. M. van den Brassinga, ing. H.E. Brouwer, ir. J.W.R. Smienk, ing. E. Redactie Brassinga, ing. van H.E. Rooduijn, M.P. Vos, mw. ing. ir. M. Duijnen, Diederiks, R.P.H. Broeck, ir. M. van den Dalen, ir.ing. J.H.P.van Spierenburg, dr.de ir. S. Beek, mw. ir. V. van Broeck, ir. H.C. M. van den Schippers, ing. R.J. Velde, ing. E. Graaf, ing. van de Hergarden, mw. ir. I. Diederiks, R.P.H. Deen, dr. J.K. van Storteboom, O.van der Brassinga, ing. H.E. Brouwer, ir.ir.J.W.R. Smienk, ing.A.E. Verweij, Grotegoed, D. Lengkeek, Heeres, dr. ir. ir.A. O.M. Diederiks, R.P.H. Vos, mw. ir. ir. M. de Broeck, ir. M. van den Dalen, ir. Drs. J.H. J. van Spierenburg, dr. Zandbergen, ing.ir. D.S. Gunnink, Meireman, ir. P. Hergarden, mw. Ir. I. Duijnen, ing. P. van Velde, ing. E. van der Diederiks, R.P.H. Deen, dr. J.K. van Storteboom, O. Hergarden, mw. ir. I. Verweij, ir. A. Lengkeek, ir. A. Graaf, ing. H.C. van de Heeres, dr. ir. O.M. Diederiks, R.P.H. Vos, mw. ir. M. de Zandbergen, Meireman, ir.ing. P. D. Gunnink, Drs. J. Hergarden, mw. Ir. I. Duijnen, ing. P. van Velde, ing. E. van der Lengkeek, ir. A. Graaf, ing. H.C. van de ir.m P. D Distributie istriibutie van van a G Geotechniek eotechniek iin n BelgiëMeireman, wo wordt rd dt m mede ede mogelijk ogelijk ge gemaakt maaGunnink, kt doo door: r: Drs. J. ABEF A ABEFvzw vzw SMARTGEOTHERM Belgische Vereniging Info : WTCB, ir. Luc François Belgische Vereniging Vereniging Aannemers Lombardstraat 42, 1000 Brussel werken A annemersFunderingswerken Funderings u Aannemers Funderingswerken ABEF A ABEFvzw vzw SMARTGEOTHERM Cuypersstraat Tel. +32 11 22 50 65 LPriester ombardst raat 34-42 3 Lombardstraat Belgische Vereniging Info : WTCB, Belgische Vereniging Vereniging ir. Luc François 1040Bru Brussel info @bbri.be 1000 ssel Brussel Aannemers Funderingswerken Lombardstraat 42, 1000 Brussel werken A annemers Funderings u Aannemers Funderingswerken Secretariaat: www.smartgeotherm.be ww w.ab . ef..be www.abef.be Cuypersstraat 3 Tel. +32 11 22 50 65 LPriester omba r dst r a a t 34-42 Lombardstraat erwin.dupont@telenet.be 1040Bru Brussel info@bbri.be 1000 ssel Brussel Secretariaat: www.smartgeotherm.be 5 ww w .ab . e f..be www.abef.be GEOTECHNIEK April 2017 GEOT ECH NIE K – Januari 2016 5

D Distributie istriibutie van van a G Geotechniek eotechniek iin n België wo wordt rd dt m mede ede m mogelijk ogelijk ge gemaakt maakt doo door: r:

erwin.dupont@telenet.be

Colofon

Geotechniek G eo e techniek k iiss n een ui uitgave itgave va van U itg geve i iek E d om BV BV Uitgeverij Educom Geotechniek techrnij isco G eo e k uis nn347 Mathe va een ui ine tgsse averlaa uitgave van m BV 3023 GB R U itg geve rij iotte E druda co om BV Uitgeverij Educom Educom

6544 T el. 0031 (0)10 - 425 Mathenesserlaan 347 7 Mathe nesserlaan 34 Fax 0031 (0)10 - 425 7225 3023 GB Rotterdam otterdam 3023 GB R info@uitgeverijeducom.nl Tel. (0)10 425654 6544 0 --425 4 T el. 0031 (0)1 www.uiitgeveriijeducom.nl F ax 0031 (0)10 - 425 7225 info@uitgeverijeducom.nl in fo@uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl www.uiitgeveriijeducom.nl

Leze rsservice Lezersservice Lezersservice Adresmutaties doorgeven via Adresmutaties doorgeven info@uitgeverijedu com.nl via Leze rsservice Lezersservice info@uitgeverijeducom.nl Adresmutaties doorgeven via © Copyright infoev uitg ecvom erijedu @ Uitg erij Edu BV com.nl © Copyrights Januari 2016 Uitgeverij Educom Niets uit deze uitgave mag © Copyright April worden geEdu reprcodu eerd met Uitg ev2017 erij omcBV Niets deze uitgave mag welkeuit methode dan ook, zonder Januari 2016 schriftuit elij ke toe stemming van de Niets deze uitga ve mag worden gereproduceerd met uitg evemethode r.ge ©rep ISSN 1386 w orden rodu cee r-d2758 met welke dan ook, zonder welke methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de schriftelijke toestemming van de uitgever. uitgever. © © ISSN ISSN 1386 1386 -- 2758 2758

BGGG Belgische Groepering voor Grondmechanica BGGG en Geotechniek Belgische Groepering7 c/o BBRI, Lozenberg voor Grondmechanica 1932 Sint-Stevens-Woluwe en Geotechniek bggg @skynet.be c/o BBRI, Lozenberg 7 1932 Sint-Stevens-Woluwe bggg@skynet.be


creating tools that move your business

technologie voor dijkonderzoek The CPT Hoogstaande factory Sondeerbuizenschroever: gemakkelijk, snel en Al ruim 42 jaar is A.P. van den Berg de innovatieve en betrouwbare partner als het gaat om bodemonderzoekapparatuur voor een slappe bodem. A.P. vanBijden Berg loopt voorop in het ontwikkelen en wereldwijd ergonomisch verantwoord geotechnisch dijkonderzoek in Nederland krijgt u te maken met de eisen die Deltares in opdracht vermarkten van nieuwe geavanceerde sondeeren monstersteeksystemen die uitblinken in betrouwbaarheid van Rijkswaterstaat in het “Protocol sonderen voor Su-bepaling” heeft vastgelegd. en gebruiksgemak. Van verscheidene landsondeersystemen tot multifunctioneel apparatuur voor het gebruik A.P. Berg heeft hiervoor tweetot conussen ontwikkeld: op zee tot waterdieptes van wel 4000 meter envan van den uitgebreide servicepakketten digitale meetsystemen waarmee de bodemgegevens via een kabel•ofde optische lichtsignalen worden behoren 1+ conus, conform de eisen getransporteerd, van het protocolze met puntweerstand, waterspanning en kleef. allemaal tot het leveringspakket van A.P. van dendijkconus, Berg. • de met ɑ-factor = 1 voor meting van alleen de puntweerstand. Met deze conus krijgt u de hoogst mogelijkevan nauwkeurigheid in de bepaling van van Su. Veel aandacht wordt geschonken aan de arbeidsomstandigheden de sondeermeester. Zo heeft A.P. den Berg de sondeerbuizenschroever ontwikkeld, die in ieder sondeerapparaat kan worden geïntegreerd. Onze digitale Icone data acquisitietechnologie ligt aan de basis van deze innovaties en wordt al tien Met de buizenschroever wordt het op- en afschroeven van de sondeerstreng efficiënter uitgevoerd. De jaar succesvol toegepast. Uitsluitend met een digitale conus kunt u in de praktijk voldoen aan de buizenschroever komt het meest tot zijn recht in combinatie met een draadloos meetsysteem. Het doorrijkalibratie-eisen van het dijkenprotocol. gen van de conuskabel behoort dan tot het verleden. Voor de sondeermeester betekent dit een aanzienlijke vermindering van de fysieke inspanning en het voorkomen van een versnelde slijtage van de gewrichten. Interesse? Neem contact met ons op! Aandacht voor de arbeidsomstandigheden is voor alle betrokkenen van groot belang en is zijn investering dubbel en dwars waard.

A.P. van den Berg Machinefabriek A.P. van den Ingenieursburo b.v. Postbus 68,Berg 8440 AB Heerenveen

Tel.: 0513 631355

Tel.: 0513 631 355 Fax: 0513 631212 Fax: 0513 631 212

Postbus 68, 8440 AB Heerenveen

APB CPT Ad Geotechniek Dijkonderzoek 216x138 03112016 try2.indd 1

info@apvandenberg.nl info@apvandenberg.nl www.apvandenberg.nl www.apvandenberg.nl

3-11-2016 11:54:45

BESIX bouwt aan //Nederland

Tweede Coentunnel

Civiele bouw

Industriële bouw

Utiliteitsbouw

Maritieme bouw

Een wereldwijd opererend bouwbedrijf met ruim 100 jaar ervaring in de civiele betonbouw, industriële bouw, utiliteitsbouw en maritieme bouw. Sinds 1992 is BESIX actief in Nederland. Meebouwend aan de toekomst, met prestigieuze projecten als de Tweede Coentunnel, Parkeergarage Kruisplein, Landtunnel A2 Leidsche Rijn, OV Terminal Utrecht CS, Maastoren, keersluis in Heumen en de sluisverlengingen in Born, Maasbracht en Heel. Trondheim 22 – 24 Barendrecht +31 (0)180 64 19 90 nederland@besix.com

WWW.BESIXNEDERLAND.COM


Inhoud 3 Van de redactie - 17 Afstudeerders - 19 SBRCURnet - 20 Column - 30 The Magic of Geotechnics

GEOTECHNIEK Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

8

24

Prefab boogconstructie A9 Badhoevedorp

Behandelde grond als potentiële zandvervanger In zandcement – mengsels

L. Jonkman / R. Thijssen

ing. Z. Sierens / ir. J. Benoot / ing. G. Strypsteen ing. M. Joseph / ing. L. Boehme

GEOKUNST Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van Geokunststoffen

36

40

Geocell met vormvaste geogrids Stabiele voorbereiding op de energietransitie ing. P. ter Horst

Gevoeligheidsanalyse toepassing van geokunststoffen voor fundering van aardebanen I. Kádár M.Sc. / T. Szatmári M.Sc. / ir. J.H. van den Berg D. Woods B.Eng.

KORT

Geonet onder KIVI-vleugels Ruim 15 jaar geleden nam KIVI-Geotechniek, samen met GeoDelft – inmiddels Deltares – en CUR –inmiddels SBRCURnet – het initiatief voor een centraal webarchief voor de Nederlandse geotechniek: www. geonet.nl. In de loop van de jaren is Geonet steeds verder uitgegroeid, niet het minst door de impuls vanuit het GeoImpuls programma. Sinds 1 maart 2017 maakt Geonet deel uit van de website van KIVI-Geotechniek, maar is nog steeds te bereiken op het vertrouwde internetadres www.geonet.nl. De kennis die de laatste jaren in Nederland is ontwikkeld in programma’s als Delft Cluster en GeoImpuls –en ook daarbuiten– is opgeslagen in de vorm van dossiers: herkenbare, niet al te uitgebreide

7

kennisgebieden. Het aantal dossiers is op dit moment 17 en om het overzichtelijk te houden is het streven ook om dat aantal tot max 20 te beperken. Ieder van die dossiers wordt geregeld aangevuld met nieuwe ontwikkelingen. De vulling en actualisering van de Geonet-dossiers gebeurt door het systematisch nalopen van een twintigtal bronnen zoals de repository van de TU Delft, de website van COB, het vakblad Geotechniek en andere. Nieuwe ontwikkelingen komen bovenaan in het dossier te staan, en het archief wordt aan de onderkant steeds langer. Heb je zelf interessante informatie gevonden die je graag wilt delen? Laat het weten aan redactie@geonet.nl.

GEOTECHNIEK - April 2017


L. Jonkman VolkerInfra

Prefab boogconstructie A9 Badhoevedorp

R. Thijssen Boskalis Offshore International B.V. (voorheen werkzaam bij VolkerWessels)

Figuur 1 - overzicht project Omlegging A9 Badhoevedorp.

Inleiding Na vijftig jaar verdwijnt het deel van de snelweg A9 dat nu nog tussen de knooppunten Raasdorp en Badhoevedorp dwars door de plaats Badhoevedorp loopt. Met de omlegging van de A9 zorgen Rijkswaterstaat en de regionale overheden voor een verbetering van de ruimtelijke kwaliteit en leefbaarheid in Badhoevedorp en een betere doorstroming op de A9 waardoor Schiphol en de regio Amsterdam beter bereikbaar worden. In opdracht van Rijkswaterstaat realiseert de combinatie BadhoeverBogen (CBB), bestaande uit het samenwerkingsverband tussen VolkerWessels, Boskalis en Mourik Groot-Ammers, de omlegging A9 Badhoevedorp. Het geotechnisch ontwerp van de boogconstructies is uitgevoerd door het ontwerpbureau van VolkerInfra (een VolkerWessels-onderneming).

Figuur 2 - omlegging A9 over boogconstructie KW03; Ondergrond: Google Earth.

De Omlegging A9 Badhoevedorp omvat onder andere de aanleg van 16 kunstwerken, het vervangen van het bestaande klaverblad door een nieuw knooppunt, aanleg van de bredere nieuwe A9 (2x3 rijstroken) en het vernieuwen van de bestaande aansluiting Badhoevedorp vanaf de snelweg (zie Figuur 1). Tot slot wordt de oude A9 gesloopt zodat Badhoevedorp weer één dorp wordt, tot vreugde van de bewoners. De werkzaamheden worden volgens planning in 2018 afgerond. Om als combinatie BadhoeverBogen onderscheidend te zijn in de aanbesteding is voor het project gekozen om een viertal kunstwerken niet uit te voeren als een traditioneel viaduct maar als een prefab boogconstructie. In dit artikel wordt het integraal ontwerp en de uitvoering van de prefab boogconstructie ‘KW03’ besproken, een boogconstructie met een uiteindelijke overspanning van 20 m. Situatie beschrijving De toekomstige A9 zal de bestaande Schipholweg N232 bovenlangs en ongelijkvloers kruisen, zie Figuur 2. De provinciale weg N232 is de

Oude Schipholweg die Haarlem, door de Haarlemmermeerpolder verbindt met SchipholOost. De huidige Schipholweg zal daarbij qua hoogteligging en alignement op dezelfde positie blijven liggen. De Schipholweg loopt vanuit de polder onder een langshelling van ≈ 2,7% naar boven over het bestaande viaduct van de A4 (Leiden-Amsterdam) en over de toerit van de Schipholspoortunnel. De oorspronkelijk rond 1950 aangelegde Oude Schipholweg is in 1966 verlegd bij de aanleg

8

GEOTECHNIEK - April 2017

van de A4 tussen Amsterdam en Hoofddorp. Tijdens de werkzaamheden op de projectlocatie van KW03 is de ligging van de Oude Schipholweg ook teruggevonden naast de bestaande weg. Bodemopbouw Het project bevindt zich in het noordelijke deel van de Haarlemmermeerpolder. Het maaiveld bevindt zich gemiddeld op circa NAP -4,5 m. Globaal bestaat de bodem uit kleiige en zandige Holocene afzettingen met het Basisveen op


Samenvatting

een diepte van circa NAP -11,5 m. Daaronder bevindt zich het Pleistocene zandpakket. Lokaal wordt deze zandlaag door oude stroomgeulen (getijdegeul Hoofddorp, stroomgeulen OerIJ) ingesneden, die met zand of klei opgevuld zijn. Het projectgebied van de omgelegde A9 bevindt zich op de grens van de maximale ijsbedekking tijdens het Saalien. Dit zorgt voor de gestuwde lagen vanaf circa NAP -21,0 m à NAP -23,5 m, zie Figuur 3. De conusweerstanden in dit zandpakket zijn met 40 tot 75 MPa zeer hoog. Boven de gestuwde laag bevindt zich de formatie van Boxtel. Deze laag is tijdens de laatste ijstijd (Weichselien) aan het einde van het Pleistoceen onder invloed van wind en wisselingen van bevriezen en dooien gevormd en is niet gestuwd. Het freatische grondwater bevindt zich op circa NAP -5,5 m, terwijl de stijghoogte in het Pleistoceen circa NAP -4,0 m bedraagt.

Dit artikel gaat in op het geotechnisch ontwerp van de toegepaste prefab boogconstructies binnen project Omlegging A9 Badhoevedorp. Specifiek worden de overwegingen en analyses vanuit het ontwerp van één specifiek kunstwerk (KW03) toegelicht. Daarnaast wordt de verificatie van het daadwerkelijke gedrag ten aanzien van grond-constructie-interactie middels monitoring toegelicht.

Figuur 3 - Kenmerkende sondering boogconstructie KW03 met gestuwde zandlaag (vanaf NAP -23 m).

Ontwerp Samenwerking Er is gekozen om in samenwerking met het Zwitserse bedrijf BEBO Arch International AG (BEBO) het ontwerp van de prefab boogconstructie uit te werken. BEBO heeft wereldwijd jarenlang ervaring met het ontwerp en de bouw van prefab boogconstructies (met beperkte overspanning), verankerd in gesteente. De Nederlandse condities (paalfundering in slappe ondergrond, overspanning 20+m, grote bovenbelasting op de boog vanuit de bovenliggende autosnelweg van 3 rijbanen / 11 rijstroken) verlangen vanuit de complexere grond-constructie-interactie een ‘maatwerk’ ontwerp waarbij nauwe samenwerking tussen ontwerpers van BEBO en CBB noodzakelijk was. Concept keuze De BEBO boogconstructie betreft één overspanning op twee steunpunten (poeren) waarbij de boog bestaat uit twee prefab elementen die met behulp van een zogenaamde natte knoop met elkaar worden verbonden. Voordeel van de constructie is de slankheid en de beperkte wapening in de betondoorsnede. De gekozen constructiedikte is uiteindelijk slechts 356 mm. De boogelementen zijn ongeveer 1,8 m breed en in positie 7,8 m hoog. Er zijn strenge vervormingseisen gesteld aan het systeem in zowel horizontale als verticale richting. Het gaat daarbij vooral om verschilverplaatsingen tussen de twee poeren in dwarsrichting en in langrichting. De belasting op de boog en de krachtsafdracht via de boog naar de steunpunten en de ondergrond (spatkrachten) spelen daarbij een belangrijke rol. Een essentieel en onmisbaar onderdeel van

de krachtswerking in de boog is de aanvulling naast en op de boog. Voor het ontwerp zijn de gronddrukken en grondverplaatsingen dominante factoren, alle andere effecten zijn ‘secundair’. Het beperken van de horizontale grondverplaatsingen op de paalfundatie middels een voorbelasting heeft hierbij ook een

9

GEOTECHNIEK - April 2017

belangrijke rol gespeeld. De betrouwbaarheid van de numerieke ontwerpmodellen zijn door BEBO geverifieerd middels het uitvoeren van full-scale load tests alsook metingen gedurende en na realisatie van diverse BEBO constructies, waaronder het type E66T dat door van CBB is toegepast.


Figuur 4 - Het eerste ontwerp van de oorspronkelijke beoogde boogtype E30mTS.

Figuur 5 - Presentatie mogelijke oplossingsrichtingen

Geometrie Vanwege de verlegging van de waternetleidingen tot onder de boogconstructie (in het wegcunet van de Schipholweg) was in eerste instantie een overspanning van 30m voorzien om te zorgen voor minimale beĂŻnvloeding van de waternetleidingen (zie Figuur 4). Specifiek voor deze locatie is tijdens het ontwerpproces de E30mTS tot stand gekomen op basis van de belangrijkste geometrische randvoorwaarden als PVR, minimale gronddekking op de boog en hoogteligging van de nieuwe A9 (zie Figuur 4). Er is gekozen om de constructie horizontaal te positioneren ondanks dat de Schipholweg onder een helling verloopt. Dit is uitvoeringstechnisch het meest praktisch. De totale lengte van de constructie bedraagt 108 m. Er is uitgegaan van de standaard BEBO eisen ten aanzien van toelaatbare steunpuntsverplaatsing van 20 mm. Optimalisatie booggeometrie In het begin van het ontwerpproces is als uitgangspunt boogtype E30mTS gehanteerd. Deze boog heeft een sterke ellips vorm waardoor spatkrachten relatief ongunstig op de steunpunten werken, zie Figuur 4. Omdat de bovenliggende A9 onder verkanting ligt en ook in langsrichting verloopt varieert de gronddekking van minimaal 0,5 m tot maximaal 2,0 m. Met name deze grote gronddekking werkt ongunstig in de krachtswerking. De krachtsverhouding tussen de horizontale en verticale belasting in de aansluiting tussen de boog een de poer is ongeveer 1:2.

Figuur 6 - Geoptimaliseerde booggeometrie (maatwerkoplossing).

10

GEOTECHNIEK - April 2017

Met alleen toepassing van goed verdicht zand als standaard aanvulmateriaal bleek het niet mogelijk om aan de maximaal toelaatbare vervormingen op de steunpunten te voldoen voor het voorziene boogtype. Daarom is vervolgens gezocht naar oplossingen om de vervorming te beperken. Hierbij zijn de volgende maatregelen doorgerekend (al dan niet gecombineerd met elkaar): 1. Toepassing van licht ophoogmateriaal op de boog (beperken aandrijvende kracht) 2.  Toepassing van zwaar ophoogmateriaal naast de boog (staalslakken, vergroten weerstand biedende kracht) 3. Toepassing van schoorpalen 4. Toepassing van trekstangen tussen de poeren 5. Toepassing van groutankers ter plaatse van de poeren 6.  Toepassing van gereduceerde gronddekking op de boog


PREFAB BOOGCONSTRUCTIE A9 BADHOEVEDORP

Figuur 7 - Situatie voor aanvang werkzaamheden .

Figuur 8 - Maximale ophoging (voorbelasting) aanwezig.

Figuur 9 - Ophoging afgraven, palen heien, poeren storten en boog plaatsen. .

Figuur 10 - Aanvullen tot eindsituatie.

Door de gronddekking op de boog zoveel als mogelijk te beperken en schoorpalen overwegend 5:1 en in uitzondering 3:1 toe te passen was het mogelijk om binnen de strenge verplaatsingstoleranties te blijven. Vanuit risicobeheersing redenerend was er echter weinig marge om makkelijk naar fall back scenario’s over te gaan in geval van constateren van afwijkingen gedurende de uitvoering. Doordat uiteindelijk de waternetleidingen niet in het cunet van de Schipholweg kwamen te liggen maar met een gestuurde boring onder de Schipholweg door te zetten, werd het mogelijk om een optimalisatie door te voeren. In overleg met BEBO is besloten om te kijken naar een constructieve en geometrische optimalisatie van de boog met als doel de spatkrachten te reduceren en meer vervorming te kunnen toelaten ter plaatse van de aansluitingen op de poer. Dit heeft geleid tot het meer verticaal beÍindigen van de aansluitende wan-

den op de poeren alsook reductie van de overspannen breedte naar 20 m (Figuur 6). Hiermee is de verhouding tussen horizontale en verticale krachten op de poeren teruggebracht naar een verhouding van 1:8. De toelaatbare vervorming op poerniveau is door constructieve aanpassingen verhoogd van 20 mm naar 40 mm. Geotechnische aspecten Vanwege de restzetting van de naastgelegen aardebaan dient rekening te worden gehouden met negatieve kleef. De restzetting zorgt tevens voor een aanvullende krachtswerking op de boogconstructie en een toename van de belasting op de onderbouw. Er zal ook een additioneel moment optreden in de funderingspalen door horizontale grondvervormingen als gevolg van restzettingen. De restzetting wordt veroorzaakt door het aanvullen naast de boogconstructie waarbij het herbelastingstraject wordt gevolgd van de eerdere voorbelasting

11

GEOTECHNIEK - April 2017

(i.e. netto ophoging + zettingscompensatie + tijdelijke overhoogte). Met behulp van Plaxis zijn naast de axiale belastingen ook de optredende buigende momenten vastgesteld in de funderingspalen en de horizontale verschilverplaatsingen van de poeren. Fasering Zoals aangegeven was het noodzakelijk eerst een voorbelasting te plaatsen om restzettingen te beperken van de over KW03 kruisende A9. Berekeningen zijn gemaakt met Plaxis 2D waarbij voor de slappe lagen het Soft Soil Creep model is gehanteerd. De fasering conform Figuur 7 t/m Figuur 10 is van toepassing. Voor de paalfundering is gekozen voor prefab palen vk450 mm lood en schoor 5:1, h.o.h. 1,2 m in breedte- en 1,5 m in langsrichting. Aangezien KW03 de A9 schuin kruist, is niet overal sprake van een symmetrische ophoging


rondom de boog. Buiten de standaard symmetrische doorsnede (volledig symmetrisch ingebed in de aardebaan; doorsnede ‘GEO 2’), zijn twee aanvullende kenmerkende doorsnedes geanalyseerd. Deze doorsnedes zijn weergegeven in Figuur 12 en Figuur 13. Ter plaatse van doorsnede ‘GEO 1’ ontstaat een asymmetrische belasting op de fundering, resulterend in een grote verschilvervorming van de boog op poerniveau. Dit is ondervangen door schoorpalen in tegengestelde richting te plaatsen. Ter plaatse van doorsnede ‘GEO 3’ waren echter diverse beperkingen in geometrie alsook omgevingsbeïnvloeding van toepassing om

met een standaard oplossing in grond te kunnen volstaan. Er is ter plaatse van doorsnede ‘GEO 3’ gekozen voor een eenzijdige toepassing van een paalmatras om de volgende redenen: 1. Waarborgen van de stabiliteit vanwege de hoogte van de ophoging van netto 12 á 13 m in combinatie met een naastgelegen watergang in de gebruiksfase. 2. Erg weinig ruimte om een ophoging en/of voorbelasting te kunnen aanbrengen. Daarbij liggen bestaande waternetleidingen in het invloedsgebied van de ophoging. 3. In de eindsituatie is er geen ruimte voor een

Figuur 11 - Bovenaanzicht schuine kruising KW03 met A9.

natuurlijk talud en dient er een steil talud te worden aangebracht met op geringe afstand een watergang. Om toch binnen de beperkte ruimte een weerstand biedende grondmassa aan te kunnen brengen (welke evenwicht naar de boogconstructie brengt) zonder ontoelaatbare restzettingen en stabiliteitsproblemen is plaatselijk gekozen voor een gewapende grondconstructie op een paalmatras. Voordeel van een paalmatrassysteem is dat de constructie in één keer kan worden opgebouwd zonder aanvullende maatregelen (in tegenstelling tot voorbelasten, ontgraven en ophogen). Daarbij is er geen risico meer voor wat betreft tegenvallende consolidatietijden, geen significante invloed op naastgelegen kabels en leidingen en zijn geen stabiliteitsproblemen te verwachten. Om de horizontale vervorming te beperken zijn de palen onder het matras ook schoor 5:1 aangebracht met een h.o.h. afstand van 1,5 m. Om de hiermee lastige detaillering van mogelijke paaldeksels te voorkomen is besloten om in één richting (die van de schoorstand) in-situ balken te storten. Op deze manier zijn 70 paaldeksels vervangen door 10 koppelbalken. Met als bijzonder gevolg dat er ook maar in 1-richting een geogrid nodig is voor de krachtsverdeling tussen de balken met een h.o.h. afstand van 3,0m. Tabel 1 presenteert een samenvatting van de berekeningsresultaten van de uiteindelijke oplossingen per doorsnede. Het ontwerp gedurende het DO traject heeft er toe geleid dat de verschilvervormingen en bijbehorende rotaties tussen de steunpunten

Figuur 12 - Doorsnede ‘GEO 1’.

12

GEOTECHNIEK - April 2017

Figuur 13 - Doorsnede ‘GEO 3’.


PREFAB BOOGCONSTRUCTIE A9 BADHOEVEDORP

Tabel 1 - Berekeningsresultaten verschilvervormingen en rotatie tussen de 2 poeren. Doorsnede

Ux;talud

Ux;vlak mv

ΔUx

Uy;talud

Uy;vlak mv

ΔUy

Rotatie

[-]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

[1:n]

GEO-1

-12

-5

7

-3

-5

2

1:10000

GEO-2

15

-15

30

-10

-11

1

1:20000

GEO-3

46

41

5

-2

-8

6

1:3333

Tabel 2 - Gehanteerde parameters samendrukbare lagen. Grondlaag

bk

γdry

γsat

CR

RR

Cα;ε

λ*

κ*

μ*

Cv

k

[-]

[m NAP]

[kN/m3]

[kN/m3]

[-]

[-]

[-]

[-]

[-]

[-]

[m2/s]

[m/d]

Klei, zandig

-4.5

17.3

17.3

0.12

0.009

0.006

0.05

0.008

0.0026

7.5*10

-7

3.4*10

Zand, kleiig

-7.5

18

18

0.08

0.013

0.002

0.03

0.011

0.001

1.8*10

-6

5.4*10

Klei, zandig

-9

17.3

17.3

0.12

0.009

0.006

0.05

0.008

0.0026

7.5*10

-7

3.4*10

Basisveen

-10.6

10.5

10.5

0.49

0.079

0.033

0.21

0.069

0.014

3.0*10

-8

5.5*10

binnen de gestelde toleranties vallen. De toleranties zijn horizontaal 1:500 respectievelijk verticaal 1:200 keer de overspanning. Door gevoeligheidsanalyses in Plaxis uit te voeren middels variatie van aangehouden stijfheden van de materialen grond en beton is de gevoeligheid te verwachten vervormingen bepaald. Modelverificatie Plaxis – D-Settlement – in het veld gemeten Het Plaxis model maakt voor wat betreft de slappe lagen gebruik van het Soft Soil Creep model, waarbij aanbevelingen vanuit de CUR228 (Ontwerprichtlijn door grond horizontaal belaste palen) ten aanzien van K0 zijn geïmplementeerd. Als verificatie voor de berekende verticale vervormingen zijn eveneens analytische berekeningen met D-Settlement uitgevoerd. De gehanteerde parameterwaarden zijn gegeven in Tabel 2.

Modelverificatie Plaxis – Lusas – in het veld gemeten De constructieve berekening van de boogconstructie (bovenbouw) is uitgevoerd door BEBO middels het EEM softwarepakket Lusas. De funderingssloof en de fundatie (onderbouw) van de boogconstructie is ontworpen door CBB. Voor de berekening van de krachtswerking in de palen en de optredende grondvervorming is gebruik gemaakt van Plaxis 2D. Met behulp van Plaxis kan de interactie tussen de grond en de constructie goed worden gemodelleerd,

-4

-4

-4

-5

waarbij ook kruip en consolidatie binnen de bijbehorende fasering goed wordt meegenomen. Gedurende het ontwerpproces is er intensief samengewerkt tussen de ontwerpers van CBB en BEBO voor afstemming van het ontwerp tussen de onderbouw en de bovenbouw. Door BEBO is met behulp van het rekenpakket Lusas de uiteindelijke krachtswerking bepaald in de boogelementen. Lusas heeft enkele beperkingen qua modellering. De belangrijkste is dat er gerekend wordt met een lineair elastisch

Figuur 14 - Vergelijking (rest)zetting tussen Plaxis en Lusas.

De berekeningsresultaten kwamen goed overeen met elkaar (Plaxis 0,80/0,88 m, D-Settlement 0,81/0,91 m ter plaatse van zuidzijde/ noordzijde van KW03) waarmee de betrouwbaarheid van verticale vervormingen in het model is geverifieerd. Tijdens de uitvoeringsfase zijn daarnaast de zettingen ter plaatse van de voorbelasting gemonitord met zakbaken. Geregistreerde zettingen lagen met ca. 0,73 m – 0,93 m rond de range van de vooraf voorspelde zettingen.

13

GEOTECHNIEK - April 2017


Figuur 15 - Meetpunten monitoring boogconstructie.

model voor grond (Mohr-Coulomb). Tijdseffecten vanuit het ontlast/herbelastingstraject, consolidatie en het langere termijn gedrag (kruip) wordt dus niet meegenomen. Dit is opgelost door de stijfheden van de grondlagen te fitten op basis van de opgestelde Plaxis modellen waarbij dezelfde (rest)zetting optreedt na installatie van de boogconstructie, zie Figuur 14. Hierbij is de optredende restzetting uitgezet met de bijbehorende afstand ten opzichte van het hart van de boogconstructie. Daarbij is de restzetting vergeleken op meerdere NAPniveaus. Hieruit valt af te leiden dat het Plaxis model een grotere gradiënt laat zien van de zakking direct naast de poeren op de waarde -10m en 10m van de x-as. Dit gedrag kan worden verklaard door het gebruik van interfaces in het Plaxis model hetgeen niet direct in Lusas kan worden toegekend. In het Lusas model kunnen wel gemakkelijk de bouwfasen van de booginstallatie met de verschillende belastingcombinaties en bijbehorende partiële factoren worden gemodelleerd. De permanente belasting op de boog is maatgevend boven de veranderlijke belasting. De focus ligt op verticale en horizontale grondverplaatsingen van de grondmassa waarmee de boogconstructie is omhuld. De wijze van aanvullen bepaalt ook in hoge mate hoe de boog functioneert en onderhevig is aan belastingen. Als eis is gesteld dat tijdens het aanvullen het hoogteverschil aan weerszijden van de boog maximaal 1,0 m mag bedragen. De ophoogsnelheid bedroeg 0,5 m per week over de volledige lengte.

Figuur 16 - Gewapende grondconstructie ‘GKC5’ in dwarsdoornede van de aardebaan A9.

Voor het beton is de gebruikelijke toetsing uitgevoerd qua scheurwijdte, vermoeiing, kruip en krimp. In Lusas is tevens een 3D-model opgesteld om de spreiding van de verkeersbelasting naar de onderbouw realistisch te kunnen benaderen inclusief bijbehorende paalreacties. Tot slot is ook de aanrijdbelasting frontaal en aan de binnenzijde van de boogconstructie meegenomen in de analyse. Het verschil in krachtswerking in de boogschil en de verticale belasting op de fundering (SLS) tussen de twee modellen (Lusas en Plaxis) is met 5% à 10% beperkt. Op basis hiervan is geconcludeerd dat de modellen onderling voldoende geverifieerd zijn. De vervormingen van de boogconstructie zijn tijdens de bouw gemonitord (meetpunten aan-

14

GEOTECHNIEK - April 2017

gegeven in Figuur 15). Het gemeten vervormingsgedrag komt goed overeen met de theorie. Tijdens het zijdelings aanvullen tot een niveau van 2/3 H is de boog tot een maximum van 11 mm naar binnen verplaatst waar 15 mm was voorspeld. Op het moment dat boven dit punt wordt aangevuld, neemt de naar buiten gerichte kracht toe en zal de verplaatsing zich ook omkeren in die richting. In het veld is een maximum van 15 mm gemeten in vergelijking met 20 mm in theorie. De verschilvervorming is nu beperkt tot 10 mm tussen de meetpunten GEO2-2 en GEO2-1 en blijft ruim binnen de gestelde eis ten aanzien van de verschilvervorming. Op langere termijn zal de vervorming van de boog nog beperkt toenemen als gevolg van resterende grondverplaatsingen en kruip van het beton (bijdrage is marginaal).


PREFAB BOOGCONSTRUCTIE A9 BADHOEVEDORP

Figuur 19 - Bovenaanzicht schuine kruising / aansluiting gewapend grondmassief.

De gemeten verticale verplaatsing aan de top van de boog (GEO2-T) is ongeveer 40 mm ten opzichte van de nul-situatie terwijl 80 mm berekend was vanuit het Plaxis model. Dit verschil is onder meer te verklaren door de wijze van montage/aansluiting tussen de twee elementen in de nul-situatie alsook aannames met betrekking tot ongescheurde en gescheurde stijfheid van het beton. Aansluiting aardebaan en boogconstructie De aansluiting tussen de aardebaan en de boogconstructie met het paalmatras (zie figuur 10) was zowel qua ontwerp als uitvoering en bijbehorende fasering het meest uitdagend. De aardebaan van de A9 bestaat aan de noordzijde uit een gewapende grondconstructie (GKC5, zie Figuur 2) 10:1 met een kerende hoogte van 15 m en een lengte van 220 m, zie Figuur 16.

Er is gekozen om een fysieke scheiding aan te brengen tussen de gewapende grond bovenop het paalmatras en GKC5 om te voorkomen dat bij zakking van GKC5 deze aan het paalmatras gaat hangen hetgeen leidt tot een significante toename van de belasting op het paalmatras. Tevens zal het verschil in restzetting zich mogelijk gaan aftekenen in het bovenliggende asfalt indien geen overgangsconstructie wordt voorzien. De fysieke scheiding is gerealiseerd middels een voeg van 0,3 m met een verticale spouwafdichting. Tot slot Het toepassen van een geprefabriceerde boogconstructie, een constructie met fraaie architectonische uitstraling, is een technisch goede oplossing gebleken binnen project Omlegging A9 Badhoevedorp. In het ontwerp en uitvoering

15

GEOTECHNIEK - April 2017

Figuur 18 - Schuine kruising.

Figuur 20 - Impressie tijdens uitvoering.

Bron foto's 17-20: https://beeldbank.rws.nl, Rijkswaterstaat / Henk Roolvink).

Figuur 17 - Aanbrengen eerste elementen..

dient nadrukkelijk aandacht te worden besteed aan de geometrische randvoorwaarden (asymmetrie inbedding boog, beperkt beschikbare ruimte) die in en rond de constructie constructief opgelost moeten worden. Risicobeheersing heeft plaatsgevonden door met diverse modellen de grond-constructie interactie te voorspellen, onderling te verifiĂŤren en het daadwerkelijke gedrag van de constructie tijdens uitvoering te meten en te toetsen. Figuren 17 tot en met 20 geven een indruk van de bouw van de constructie.


worden. De druksterkte van een monster dat beproefd wordt in het laboratorium wordt immers bepaald door het zwakste glijvlak terwijl lokale plooi tijdens het heien wordt bepaald door het laagje met de hoogste sterkte. Hiermee was in het paalontwerp rekening gehouden middels een extra marge op de staalspanning en een driving shoe. Toch was het bijstellen van de installatiemethode nodig om alle palen succesvol te kunnen installeren. Daarnaast kan geconcludeerd worden dat een beproefde en efficiënte paalinstallatiemethode in verweerde rots middels het “Drive-Drill-Drive” principe niet altijd werkt in combinatie met de paaldimensies conform standaard internationale richtlijnen en een driving shoe gebaseerd op heibaarheidsanalyses. Bij het bepalen van de spanningen tijdens het heien op basis van de golfvergelijkingstheorie (Smith, 1962) wordt er immers vanuit gegaan dat de ondergrond een volledig symmetrische reactiekracht uitoefent en dat er geen lokale verschillen in sterkte over de paalrand worden ondervonden. Daarnaast is in de praktijk gebleken dat de steundruk door de

grond in de buispaal aan de binnenzijde vóór het uitboren van de buispaal een aanzienlijke bijdrage levert om plooi naar binnen te voorkomen. Op basis van het grondonderzoek was de installatiemethode (Drive-Drill-Drive) praktisch haalbaar. Echter, de grondslag week af van wat verwacht had mogen worden. Met name bij palen die op een vooraf ontworpen diepte moesten komen (horizontaal belaste palen), is de installatiemethode Drive-Drill-Drive bij de werkelijke grondslag ongeschikt gebleken.

Referenties - Thuro, K., et al., Scale effects in rock strength properties, Part 1: Unconfined compressive test and Brazilian test, ISRM Regional Symopsium EUROCK 2001 – Rock Mechanics: A challenge for Society, Helsinki, 2001 - Vakblad Betoniek, artikel: “Druksterkte van proefstukken, 1995 - Empfehlungen des Arbeitskreises “Pfahle”, EA-Pfähle, Berlin, 2012 - Wyllie, D.C., Foundations on Rock, London, 1999

- Tomlinson, M.J., Pile Design and Construction Practice, London, 1995 - Reese, L.C., Cox, W.R., Koop, F.D., Field Testing and Analysis of Laterally Loaded Piles in Stiff Clay, Texas, 1975 - Reese, L.C., Van Impe, W.F., Single Piles and Pile Groups Under Lateral Loading, Rotterdam, 2001 - Nixon, J.B., Verification of the weathered rock model for PY curves, Rayleigh, 2002 - Vakblad Geotechniek, artikel: “Funderingen voor waterwerken in de Arabische Golf, thema uitgave Geotechniekdag 2009, Rotterdam, 2009 - American Petroleum Institute, API RP-2A WSD: Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms – Working Stress Design, Washington, 2007 - Pile Driving Inc., GRL WEAP 2010 – Background Report, Ohio, 2010 - Smith, E.A.L., Pile-Driving Analysis by the Wave Equation, American Society of Civil Engineers, 1962 Fotografie Paul Bakker © 


Afstudeerders In deze rubriek wordt een samenvatting gegeven van het afstudeerwerk van Master studenten met een onderwerp gerelateerd aan Geotechniek. Deze keer betreft dit interessant onderzoek van Tom Maatkamp over het gebruik van het Shotcrete materiaal model in PLAXIS om nauwkeuriger te rekenen aan betonnen constructies in de ondergrond. Hij is afgestudeerd aan de Technische Universiteit Delft en heeft zijn onderzoek uitgevoerd bij ABT. De scriptie is te vinden op http://repository.tudelft.nl. The capabilities of the Plaxis Shotcrete material model for designing laterally loaded reinforced concrete structures in the subsurface – Tom Maatkamp Gewapend betonnen constructies worden steeds vaker toegepast in geotechnische vraagstukken. Hierbij valt te denken aan het vergroten van de dijkveiligheid door het aanbrengen van diepwandpanelen, boorpalen wanden of soil-mix wanden. Dit soort situaties worden vaak gemodelleerd in het geotechnische eindige-elementen-programma PLAXIS. Daarbij wordt de (gewapend) betonnen constructie veelal gemodelleerd met behulp van een lineair elastisch(-perfect plastisch) volume element, met een gereduceerde stijfheid. Dit is een simplificatie van het werkelijke constructieve materiaal gedrag. Het effect dat de stijfheid van de constructie reduceert onder toenemende belasting wordt dan namelijk verwaarloosd. PLAXIS

heeft een nieuw materiaal model (Shotcrete) ontwikkeld dat niet-lineair en tijdsgebonden gedrag van (spuit)beton kan modelleren. Het toepassen van dit materiaal model om gewapend betonnen constructies te kunnen modelleren is onderzocht. Een theoretisch onderzoek is gedaan om aan te tonen dat het Shotcrete materiaal model geschikt is om naast spuitbeton voor tunnels ook andere betonnen constructies accurater te modelleren. Na theoretische verificatie is het Shotcrete materiaal model getest door een statisch bepaalde constructie te modelleren, waarvan het gedrag als bekend is verondersteld. Het niet-lineaire gedrag is met handberekeningen en M-k diagrammen gevalideerd. Vervolgens is een vereenvoudigde praktijk gerelateerde situatie onderzocht, om de toepasbaarheid van het constitutieve model in een gecombineerd constructief-geotechnisch vraagstuk te onderzoeken. Een ontgraving naast een diepwand is gemodelleerd. In figuur 1 valt te zien dat onder toenemende ontgraving scheuren ontstaan in de gewapend betonnen constructie. De wapening, gemodelleerd door middel van een elastoplastisch plate element, voorkomt het falen van de constructie. Geobserveerd kan worden dat na het scheurmoment de stijfheid van de diepwand wordt gereduceerd en het verwachte moment van falen overeenkomt met de theore-

tisch berekende waarde. Uit een toegepaste case, waarbij een diepwand in het dijkproject Kinderdijk-Schoonhovenseveer met het Shotcrete materiaal model is gemodelleerd, blijkt dat het buigend moment in de diepwand 10 % lager is dan wanneer de diepwand volgens een conventionele methode wordt gemodelleerd. Het bepalen van het optredende buigende moment behoeft echter wel extra aandacht. Samenvattend kan worden gesteld dat door gebruik te maken van het Shotcrete materiaal model om betonnen constructies te modelleren in PLAXIS een realistischer en accurater gedrag van de constructie kan worden gemodelleerd. Het constitutieve model behoeft echter wel de invoer van veel en moeilijk te bepalen parameters.

Figuur 1 - Het ontstaan van scheuren in een (gewapend betonnen) diepwand onder toenemende ontgraving.


29 & 30 | 05 | 2017

RAI Amsterdam

International exhibition and conference on coastal-, waterway- and port development

World Water Works combines innovative techniques, world’s greatest projects & renowed speakers: Jaap Zeilmaker - Project Director Rijkswaterstaat Jaap Blokland - Project Director OpenIJ

Germany/Denmark - Fehmarnbelt Fixed Link Tunnel Martijn Smitt - director BAM Infra bv

Hong Kong - Zhuhai Macao Bridge

Italy - The Mose Project

Pieter van Westendorp - Director Operations at Strukton

Texas - Houston Galveston Bay Region

Samuel Brody - Professor of Texas A&M university Galveston

Norway - A Ferry Free E39

Hans de Wit - Managing Director Tunnel Engineering Consultants (TEC)

Børre Stensveld - Bridge Director at Statens Vegvesen

Vietnam - Mekong Delta

Our conference program will be frequently updated on our website.

Mr. Tran Quang Hoai - deputy Director of the General Department of Irrigation under the Ministry of Agriculture and Rural Development

WORLD WATER WORKS

@W_WATERWORKS

REGISTER NOW >> WWW.LINKEDIN.COM/COMPANY/WORLD-WATER-WORKS-2017

Organised by EASYFAIRS

The Netherlands - New sea lock IJmuiden


SBRCURnet Schade aan in de grond gevormde funderingspalen Met enige regelmaat komen gebreken aan het licht bij in de grond gevormde funderingspalen. De vraag is of dat soort gebreken berust op incidentele factoren en het dus een ‘pech-geval’ betreft, of dat schades aan in de grond gevormde funderingspalen vaker voorkomen. Recent heeft een groot aantal deskundigen zich hier gezamenlijk over gebogen binnen SBRCURnetverband. Daarbij kwam het volgende beeld naar voren. Een in de grond gevormde funderingspaal is in beginsel een kwetsbaar product, waaraan tijdens of kort na de installatie diverse schades kunnen ontstaan. Een aantal van deze schades kunnen typerend zijn voor een bepaald type in de grond gevormde paal. Andere schades zijn meer algemeen van aard en kunnen voorkomen bij meerdere typen in de grond gevormde palen. Niet zelden geven dergelijke schades aanleiding tot discussie met betrekking tot waar de verantwoordelijkheden van de funderingsaannemer ten aanzien van de kwaliteit van het eindresultaat van de door hem aangebrachte in de grond gevormde palen beginnen en waar deze eindigen. Besloten is om een CUR-Aanbeveling te ontwikkelen, die tot doel heeft om schades zoveel mogelijk te beperken en er op die manier aan bij te dragen dat het imago van in de grond gevormde funderingspalen wordt verbeterd. In de CUR-Aanbeveling worden o.m. de volgende aandachtspunten uitgewerkt: • Welke partijen zijn actief betrokken in het proces om te komen tot een paalfundering. • In welke mate kan of heeft de bemoeienis van een desbetreffende partij invloed op de kwaliteit van het eindresultaat. • Hoe en op welke momenten in het bouwproces kunnen de kansen op paalschades worden verkleind. • Met welke schades kan men bij in de grond gevormde palen worden geconfronteerd. • Kan een onderscheid worden gemaakt tussen verschillende paaltypen en specifiek daarbij corresponderende schadepatronen. • Hoe, door wie en op welk moment in het bouwproces is de kans op het ontstaan van paalschades te voorkomen of ten minste te verkleinen. Een standaard procedure / stappenplan zal worden opgenomen om de ontwerper/uitvoerder te ondersteunen. Het plan is om in juni 2017 te starten; de CURAanbeveling kan dan medio 2018 beschikbaar zijn. De ontwikkeling zal gebeuren onder ver-

antwoordelijkheid van breed samengestelde SBRCURnet begeleidingscommissie. Heeft u belangstelling, laat het weten svp en mail naar fred.jonker@sbrcurnet.nl. Kraanopstelplaatsen bij windturbines Eerder is gemeld dat vanuit de sector de behoefte is aangegeven om een algemeen geaccepteerde en breed gedragen ontwerprichtlijn te ontwikkelen voor de kraanopstelplaatsen bij de bouw van windturbines. Er is een conceptinhoudsopgave opgesteld en de financiering is inmiddels zover ‘rond’, dat gestart wordt met de realisatie van deze ontwerprichtlijn. Daarin komt het hele proces van ontwerp en realisatie breed aan de orde. Op het moment van schrijven van deze kopij is de begeleidingscommissie samengesteld met deskundigen vanuit Rijkswaterstaat, waterschappen, opdrachtgevers, ingenieursbureaus, aannemers, leveranciers, kraanbedrijven en energieleveranciers. Op het moment van schrijven van deze kopij wordt de datum vastgesteld van de startvergadering. Het streven is om de ontwerprichtlijn dan medio 2018 beschikbaar te hebben. Heeft u interesse om deel te nemen? Mail naar fred.jonker@sbrcurnet.nl.

Onder redactie van: ing. Fred Jonker fred.jonker@sbrcurnet.nl

voor het einde van het jaar een ‘groene versie’ gereed te hebben. Voor het Technisch Rapport Grondverbeteringen is Rimmer Koopmans van Arcadis aangesteld als trekker van het schrijversteam. Op dit moment werkt hij met zijn team van schrijvers aan de geannoteerde inhoudsopgave die medio maart voorgelegd is aan een commissie van experts. Het Technisch Rapport Langsconstructies is eveneens van start gegaan. Het schrijversteam, onder leiding van Helle Larsen van Deltares, werkt op dit moment aan een geannoteerde inhoudsopgave. Het is van groot belang om een hoge mate van uniformiteit in opzet na te streven in deze 4 technische rapporten. Dit zal de leesbaarheid en het werken met deze rapporten vergemakkelijken. Daarom zijn de verschillende trekkers van de schrijversteams in januari 2017 bijeen gekomen om inhoud en structuur met elkaar af te stemmen. SBRCURnet heeft als taak om deze rapporten in de komende jaren beschikbaar te stellen en up-to-date te houden. Voor meer informatie mailt u naar sven.boekhout@sbrcurnet.nl of fred.jonker@sbrcurnet.nl.

Dijkversterkingstechnieken In de januari editie van Geotechniek werd aandacht besteed aan de technische rapporten die vanuit het POVM cluster ‘Innovaties in uitvoeringstechnieken’ ontwikkeld worden voor dijkversterkingstechnieken en die SBRCURnet begeleidt middels klankbordgroepen met deskundigen uit de sector. Inmiddels kunnen we melden dat het Technisch Rapport Drainagesystemen (Gerard van MeursDeltares is trekker van het schrijversteam) vergevorderd is. De verwachting is dat de ‘groene versie’ voor de zomer 2017 gereed is, waarna het aan ENW voorgelegd zal worden voor advies. Daarna zal het voor de sector beschikbaar komen zodat deze ermee kan werken. Het schrijversteam van het Technisch Rapport Vernagelingstechnieken, onder leiding van Pieter Jeroen Bart van Antea Group, werkt momenteel aan een eerste concept versie. De planning is om

19

GEOTECHNIEK - April 2017

Geokunststoffen als wapening in gebonden en ongebonden funderingslagen Medio 2014 is SBRCURnet-commissie 1991 van start gegaan. In deze commissie werken opdrachtgevers, adviesbureaus, leveranciers, bouwbedrijven en een onderzoeksinstelling samen aan de nieuwe SBRCURnet-publicatie ‘Geokunststoffen als wapening in gebonden en ongebonden funderingslagen’. In deze publicatie wordt alle recente kennis en ervaring op dit gebied samengebracht. In de afgelopen periode is verder gewerkt aan de ontwerpmethodieken voor gewapende funderingslagen onder onverharde wegen, straatsteenverhardingen en asfalt. Voor de eerste twee situaties is er een duidelijk beeld, aan het ontwerp van gewapende funderingslagen onder een asfaltverharding is verder gewerkt. Het lijkt er op dat hier binnenkort een voorstel in de plenaire begeleidingscommissie kan worden besproken. De verwachting is dat de herziene publicatie komende zomer wordt gepubliceerd. Voor meer informatie over deze commissie kunt u mailen naar erwin.vega@sbrcurnet.nl


Column

Grond in de hand houden Beheersing van het materiaal grond is voor de geotechnicus van cruciaal belang; kennis van de basiseigenschappen is een eerste vereiste. Door grond letterlijk en figuurlijk op een verstandige manier in de hand te houden wordt bereikt dat geotechnische problemen niet uit de hand lopen. Sterkte van een zandkasteel Kinderen die op het strand een zandkasteel bouwen weten intuïtief dat met behulp van droog, los zand geen constructie kan worden gemaakt; de korrels blijven langs elkaar rollen en het materiaal lijkt wel een vloeistof. Ze komen er al snel achter dat de korrels in vochtig gemaakt zand enigermate aan elkaar plakken, waardoor een zekere vormvastheid ontstaat. Van het vochtige zand kunnen allerlei vormen worden gerealiseerd: zandballen, zandtaarten, zandkastelen en zelfs zandsculpturen. De stevigheid van die zandconstructies is groter naarmate het vochtige zand beter is verdicht. Ieder kind heeft aan het strand weleens een primitief zandkasteel gemaakt door het vochtige zand in een emmer te verdichten, de volle emmer vervolgens omgekeerd neer te zetten en daarna de emmer zelf verticaal te verwijderen. De stevigheid of (in geotechnische termen) de stabiliteit van het "zandkasteel" kan kwalitatief worden vastgesteld door het bouwwerk met de hand of met de voet te proefbelasten

De allervroegste publicaties en leerboeken op het gebied van de grondmechanica in Nederland besteedden reeds aandacht aan de sterkte van een zandkasteel in de vorm van de zogenoemde "vrije-prismaproef" (Engels: unconfined compression test). Daarbij wordt een vochtige-zandcilinder verticaal belast zonder dat hij zijdelings wordt ondersteund. Keverling Buisman [1940] gaf aan "dat de methode van het bepalen der wrijvngsgrootheden bestaat uit ene belastingproef op een ongeroerd, desnoods in het terrein gevormd prisma, dan wel op een kunstmatig prisma in het laboratorium. Een dergelijk prisma is uiteraard alleen bestaanbaar, indien op een of andere wijze daarin een ruimtespanningstoestand wordt opgewekt. Veronderstellen wij een capillaire korrelspanningstoestand! De proef opent dan de mogelijkheid om de grootte van de capillaire hoofdspanningen σcap te bepalen". Dergelijke vrije-prismaproeven of cilinderdrukproeven vonden tachtig jaar geleden reeds plaats op ongeroerde, vochtige monsters in een zandgebied en tevens op verdichte cilinders van vochtig zand in het laboratorium. In beide gevallen konden de cilinders in stand blijven doordat zich in de korrelcontactpunten zogenoemde "waterbruggen" vormen die een zekere kleefkracht tussen de korrels bewerkstelligen. De kleefkracht of cohesie wordt veroorzaakt door de oppervlaktespanning van het water die, evenals in

Piet Lubking

een capillair buisje, een gekromde vloeistofspiegel teweegbrengt tussen de korrels. Ter weerszijden van de vloeistofspiegel wordt een drukverschil gehandhaafd dat groter is naarmate de kromtestraal kleiner is, dat wil zeggen naarmate de korrels kleiner zijn. Het drukverschil of de negatieve waterspanning werd door Keverling Buisman betiteld als de capillaire korrelhoofdspanning σcap . Daarbij ging hij ervan uit dat deze capillaire hoofdspanning of zuigspanning alleen afhangt van de korrelgrootteverdeling en in de praktijk niet of nauwelijks beïnvloed wordt door de dichtheid of het watergehalte van de korrelmassa. De maximale sterkte van de zandcilinder wordt in de grondmechanica doorgaans bepaald door registratie van de bovenbelasting bij bezwijken. Daarbij ontwikkelt zich een schuifvlak dat een hoek α maakt met het horizontale vlak; zie figuur 2. Met behulp van een Mohr-Coulomb-diagram kan de bezwijkspanningstoestand worden weergegevem; daaruit kan het verband tussen de hoek van inwendige wrijving φ van het zand en de gemeten afschuifhoek α van de zandcilinder worden afgeleid: α = (45 + φ/2) graden. Ook de grootte van de capillaire hoofdspanning volgt uit het diagram. De stichting PAO-Techniek en Management

Tenslotte bemerken de kinderen, samen met de bouwers van zandsculpturen dat elke vochtige zandconstructie enige tijd in stand kan blijven ondanks blootstelling aan allerlei klimatologische invloeden. Ten gevolge van droging kan de sterkte zelfs aanzienlijk toenemen. Als daarentegen het materiaal verzadigd raakt, bijvoorbeeld door het opkomend getij, een hoge golf of een forse regenbui, bezwijkt het bouwsel vrijwel onmiddellijk. De vraag waarom het zand in vochtige c.q. in gedroogde toestand een zekere sterkte bezit, en vooral hoe sterk een zandkasteel nu eigenlijk is komt de laatste tijd, met name buiten de geotechniek, steeds vaker aan de orde. Enerzijds is het bij industriële processen steeds belangrijker te weten hoeveel energie er nodig is (lees: hoeveel wrijvingsweerstand er overwonnen moet worden) bij het mengen van een korrelmassa en een vloeistof, en anderzijds is dat een gevolg van de tegenwoordig immense populariteit van zandsculpturen.

Figuur 1 - Stampverdichting in een emmer en verticale belasting van het "zandkasteel"

20

GEOTECHNIEK - April 2017


Column

Figuur 2 - Door Huizinga [1942] vastgelegd resultaat van een vrije-prismaproef op zand, waarbij de hoek α kan worden opgemeten. presenteerde op de in oktober 2016 gehouden Funderingsdag een prijsvraag "Zandkasteelsterkte" in het kader van de onlangs in het PAOprogramma opgenomen Masterclass "Handen aan de grond". De aanwezige geotechnici en betonspecialisten werden uitgedaagd de bezwijkbelasting te schatten van een vochtige en van een oorspronkelijk vochtige en daarna gedroogde zandcilinder. Een monster van het betreffende relatief fijne, uniforme en enigszins hoekige zand (behorende tot de Formatie van Peelo en afkomstige uit een Drentse groeve) kon ter plekke worden geanalyseerd. Tijdens de borrel aan het einde van de Funderingsdag werden beide zandcilinders (ϕ65mm) beproefd door ze te belasten met stalen gewichten; zie figuur 3. Het vochtige zandkasteel bleek te bezwijken bij een belasting van circa 60 Newton, terwijl de bezwijkbelasting van het gedroogde kasteel bijna het tienvoudige bedroeg: (550 à 600) Newton. De bezwijksterkte van vochtig zand is in principe lineair afhankelijk van de grootte van de oppervlaktespanning van het water en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de diameter van de zandkorrels. Water van 20 graden Celsius heeft een oppervlaktespanning van 73x10-6 kN/m. Aan zeer warme stranden kan de oppervlaktespanning tot circa 10% lager zijn, terwijl die van zeewater verwaarloosbaar hoger ligt. Door toevoeging van een detergent (zeep of wasmiddel) kan hij echter tot éénderde van die grootte dalen; dergelijke lage waarden gelden ook voor aethanol en methanol. Een en ander betekent dat aan de Nederlandse kusten (gematigde temperatuur en fijn zand) relatief sterke zandkastelen kunnen worden gebouwd op voorwaarde dat het bouwmateriaal niet in aanraking komt met schoonmaakmid-

delen of alcohol. Simpele drukproeven op cilinders (ϕ65mm) van vochtige Nederlandse zanden blijken bezwijkbelastingen op te leveren tussen circa 10 en circa 100 Newton. De bijbehorende kleefkracht of cohesie varieert daarbij doorgaans tussen circa 1kPa tot circa 10kPa; die variatie is voornamelijk afhankelijk van de korrelgrootte. Anders dan bij vochtig zand, dat zijn sterkte ontleent aan de capillaire spanningen in de waterbruggen tussen de korrels, wordt de bezwijksterkte van gedroogd zand beheerst door een zekere kitting die in de korrelcontactpunten ontstaat wanneer het daar aanwezige water indampt. Afhankelijk van de samenstelling van het water kunnen twee situaties ontstaan: - In geval van schoon water zullen na uitdroging de aantrekkende krachten tussen de korrels volledig wegvallen. De droge zandconstructie stort ineen en er ontstaat een zandhoop waarvan de (natuurlijke) taludhel-

ling wordt bepaald door de kenmerken van het zand (korrelgrootteverdeling en korrelvorm, annex oppervlakteruwheid). -  In geval van "vuil" water resteert na verdamping in de korrelcontactpunten een zekere vorm van kitting of cementatie. De aard en sterkte van de daarbij ontstane bindingen hangen af van het type "vervuiling" van het water. Voor de hand liggende "vervuilingen" zijn bijvoorbeeld zouten. kalkverbindingen, organische stoffen en kleideeltjes. Deze kunnen voorkomen in alle, in de natuur aanwezige zanden, die na winning geen bewerkingen als schoonspoeling of natte zeving hebben ondergaan. Ten gevolge van verschillen voor wat betreft het type "vervuiling" in het grondwater vertonen dergelijke gedroogde zandkastelen grote verschillen in bezwijksterkte. De sterkte van gedroogd, natuurlijk zand kan gemakkelijk een orde hoger liggen dan die van het oorspronkelijk vochtige materiaal. Simpele cilinderdrukproeven op gedroogde cilinders (ϕ65mm) van natuurlijke zanden kunnen bezwijkbelastingen opleveren van enkele tientallen Newtons tot meer dan 1000 Newton. Deze en andere onderwerpen die voor de praktiserende geotechnicus interessant en belangrijk kunnen zijn komen aan de orde in de door PAO Techniek en Management aangeboden cursus CGF-M (Masterclass "Handen aan de grond") en worden behandeld in het bijbehorende boek "Grondgedrag" (www.grondgedrag.nl).

Figuur 3 - Proefbelasting van het vochtige zandkasteel met 1kg-gewichten en van het gedroogde met 5kg-gewichten

21

GEOTECHNIEK - April 2017


OP ZOEK NAAR AFWISSELING EN TECHNISCHE UITDAGINGEN?

JOIN TEAM FUGRO Fugro biedt een veelzijdige baan met uitgebreide mogelijkheden in deskundige teams en uitdagende projecten. Fugro zoekt: ■ Medior Adviseur Geo-Consultancy ■ Junior Adviseur Geo-Consultancy ■ Junior Adviseur Waterbouw

Fugro GeoServices B.V. vacatures@fugro.nl www.fugro.com/careers

Ad_JOIN_TEAM_FUGRO_210x148.indd 1

VERGROOT UW KENNIS VAN GEOTECHNIEK EN FUNDEREN

21-06-16 15:29

9, 16, 23 en 30 mei

Masterclass Grondgedrag (CGF-M) Handen aan de grond 7 en 14 maart

Aanpak herstel houten paalfunderingen ir. D.A. de Jong (KCAF) en F.P.W. van der Kwaak (Hanselman Expertises BV) 31 mei, 1, 7 en 8 juni

Risicoanalyse in de civiele techniek Probabilistisch ontwerpen, betrouwbaarheid en risico’s prof.dr.ir. R.D.J.M. Steenbergen (TNO) Start 19 september in Delft en 28 september in Utrecht

Grondmechanica en funderingstechniek 2 Basisopleiding (CGF-2) Start 19 september in Delft en 21 september in Utrecht

Met welke cursus kunt ú excelleren in de geotechniek? ZOEK UW CURSUS OP WWW.PAOTM.NL!

Grondmechanica en funderingstechniek 1 Vervolgopleiding (CGF-1) 4 en 5 oktober

Geothermie Verdiep je in aardwarmte ir. J.H. Cornelissen (Well Engineering Partners) en drs. A. Willemsen (IF Technology BV)

INSCHRIJVEN? Dat kan op www.paotm.nl Heeft u vragen dan staan we u graag te woord op 015 278 46 18


GEODESIE OPLOSSINGEN

WITH YOU ALL THE WAY

PLANNING > SURVEY > DESIGN > LAYOUT > EXECUTION > INSPECTION Elk type project, elke bedrijfsomvang, elke toepassing - Wij bieden een volledig programma met zeer nauwkeurige meeten positioneringsoplossingen die aan al uw behoeften voldoen. Ervaar net als andere professionals zelf onze technologie. topconpositioning.nl

Your success depends on excellent results. That’s why you can rely on our innovative solutions. Customised to your requirements, our tried and tested products provide the basis for any earthworks or ground engineering project. Discover the world of geosynthetics. Discover HUESKER.

Your Project in Safe Hands

www.HUESKER.nl | E-mail: info@HUESKER.nl | Phone: +31 (0) 88 594 00 50


ing. Z. Sierens1

ir. J. Benoot1

ing. G. Strypsteen1

Behandelde grond als potentiële zandvervanger In zandcement – mengsels

ing. M. Joseph1

ing. L. Boehme1

Inleiding Om gronden geotechnisch geschikt te maken, worden ze bij civieltechnische werken vaak behandeld met kalk en/of cement [1] [2] [3] [4]. Wanneer deze behandelde, verdichte gronden na hun levensduur terug worden uitgegraven, kunnen ze nadien niet meer worden ingezet als ‘bodem’ of als ‘bouwstof’. Grondwerkaannemers worden op die manier met grote hoeveelheden uitgegraven behandelde gronden geconfronteerd, waar ze moeilijk een waardevolle toepassing voor vinden. Anderzijds wordt via het OVAM-preventieprogramma: “Duurzaam materialenbeheer in de bouwsector 2014-2020: Materiaalbewust bouwen in kringlopen”, een duurzaam grondstoffengebruik gestimuleerd [5]. Al het voorgaande, gecombineerd met een beperkte beschikbaarheid van zand voor de bouwsector, resulteert in voldoende drijfveren om op zoek te gaan naar oplossingen die voor de sector van de grondwerken en aanverwanten een toegevoegde waarde leveren voor grondoverschotten. Tevens kan er op zoek gegaan worden naar een strategie om te voldoen aan de eisen van opdrachtgevers zoals rioolbeheerders. In het onderzoeksproject ReLiMoS werden eerst de hindernissen die een ruime toepassing van eerder behandelde en/of gestabiliseerde gronden in nieuwe werken in de weg staan, in kaart gebracht. Vervolgens werden diverse gronden in functie van de beoogde toepassingen bestudeerd en de effecten van grondbehandeling met courante en alternatieve bindmiddelen op diverse grondsamenstellingen geanalyseerd. Met het oog op een economisch rendabele oplossing werd daarbij getracht de bindmiddelendosering gelijk te houden aan de courant toegepaste hoeveelheid. In een derde stap werden de op-

lossingen verder geoptimaliseerd en werden de mengsels afgestemd op het voorziene gebruik in funderingslagen bij rioleringswerken en wegenwerken. Ten slotte werd de haalbaarheid van de vooropgestelde oplossing afgetoetst via enkele praktische testcases, gevalideerd met laboratoriumproeven. Grondbehandeling Grondbehandelingstechnieken zorgen voor verbeterde grondeigenschappen waardoor cohesieve gronden toch gebruikt kunnen worden voor geotechnische of structurele activiteiten. Chemische grondbehandeling zorgt voor een verandering van de materiaaleigenschappen door toe-

voeging van bindmiddelen zoals ongebluste kalk (CaO) of cement. Toevoeging van CaO zorgt voor een onmiddellijke daling van het watergehalte in de grond door toevoeging van de droge stof, waterverbruik door de hydratatie ( CaO+H2O ➔ Ca(OH)2 + warmte ) en de verdamping van water. Ongebluste kalk (CaO) zorgt eveneens onmiddellijk voor een wijziging van verschillende geotechnische eigenschappen van de grond [6] [7] [8] [9]: - CaO beïnvloedt het kleigehalte van de grond: verminderde methyleenblauwwaarde en reductie plasticiteitsindex (PI). -  Afvlakking Proctor-kromme, afname van de

Tabel 1 - Grondeigenschappen gebaseerd op laboproeven en classificatie volgens SB 250. Merk op dat de MB-waarde voor grond 2 niet werd opgenomen.. Grondeigenschappen

Grond 1

Grond 2

Grond 3

Grond 4

Zeefzand

Absolute dichtheid [kg/m³]

2570

2590

2620

2590

2570

Vloeigrens [%]

25,26

26,28

24,02

21,55

23,52

Plasticiteitsgrens [%]

13,63

9,62

10,35

7,45

14,24

Plasticiteitsindex [%]

11,63

16,65

13,67

14,10

9,28

Minimaal kalkgehalte [%M/M]

1,0

1,0

1,5

1,5

1,0

Max. droge dichtheid [kg/m³]

1840

1828

1810

1826

1801

Optimum watergehalte [%]

12,88

11,77

9,63

12,81

11,94

pH

9,69

8,75

9,69

8,55

8,78

MBW

11,30

-

8,50

12,50

6,66

Zandhoudend klei

Kleihoudend zand

Zeefzand met grond

Classificatie

24

Leemhoudend Zandhoudend zand klei

GEOTECHNIEK - April 2017


Samenvatting

De Vlaamse bodem is rijk aan klei- en leemmineralen met een relatief laag draagvermogen, maar arm aan bruikbaar zand als bouwmateriaal. Hierdoor is Vlaanderen in grote mate afhankelijk van import van zand uit onze buurlanden. Om kleigronden geschikt te maken voor gebruik in de civiele techniek kunnen ze worden behandeld met een bindmiddel. Vaak

worden verbeterde gronden slechts tijdelijk gebruikt en worden ze nadien terug uitgegraven. In het TETRA-onderzoeksproject ReLiMoS is het de bedoeling om ongeschikte uitgegraven grond door middel van een behandelingstechniek op te waarderen tot waardevolle zandvervanger voor toepassingen in diverse civiele technieken.

Figuur 1 - Wijziging van de korrelverdeling na behandeling.

gen en de verdichtbaarheid van de grond. Zo kan deze grond toegepast worden in meer hoogwaardige toepassingen. De verandering in mineralogie van vijf grondsoorten wordt in onderstaande paragraaf besproken. De eigenschappen van deze grondsoorten zijn weergegeven in Tabel 1. De wijzigingen in mineralogie van de grondsoort kunnen worden aangetoond bij het bepalen van de volgende parameters: korrelverdeling, plasticiteitsindex en methyleenblauw-waarde. Deze grond-eigenschappen worden voor en na het behandelen van de grond getest.

optimale Proctor-dichtheid en een verhoogd optimaal watergehalte. -  Verhoging van het onmiddellijk draagvermogen. De verbeterde geotechnische eigenschappen komen tot stand door flocculatie van de kleigrond door het breken van de plaatjesstructuur. Visueel manifesteert het verschijnsel zich door de overgang van een cohesief, plastisch materiaal naar een grondmengsel met een zanderig, korrelvormig karakter welke gemakkelijk te bewerken en verdichten is. Afhankelijk van de temperatuur en de hoeveelheid reactieve kleimineralen van de grond, zal de kalk verder reageren en duurzame bindingen vormen. Zij vallen onder de zogenaamde "puzzolaniciteit", dit is het vermogen van sommige mineralen (als puzzolaan), welke reactieve silica of alumina bevatten, om te reageren in de aanwezigheid van water met calciumhydroxide om "cementerende" producten te vormen.

Cement is een veel gebruikt bindmiddel voor grondstabilisatie, die vooral een verharding van de structuur beoogd. Cement is een heterogeen materiaal dat is opgebouwd uit calcium-silicaten (C3S en C2S), calciumaluminaat (C3A) en calciumaluminium-ferriet (C4AF). Deze vier componenten hydrateren wanneer ze in aanraking komen met het poriënwater van een grond en vormen calcium-silicatenhydraten (CSH), calcium-aluminium-hydraten (CAH) en calciumhydroxide (Ca(OH)2). De producten CSH en CAH bevatten een cementerende eigenschap en vormen het bindmiddel tussen de gronddeeltjes waardoor de sterkte van een grond toeneemt [10]. Verandering in de mineralogie Het behandelen van grond (hetzij in situ, hetzij op de uitgegraven en gestockeerde grond) resulteert in een wijziging van de materiaaleigenschappen. De beoogde verandering heeft tot doel de mineralogie van weinig draagkrachtige gronden dermate te wijzigen ten gunste van het draagvermo-

25

GEOTECHNIEK - April 2017

De wijziging van de korrelverdeling voor en na grondverbetering wordt aangetoond in Figuur 1. In alle gevallen (A, B, C en D) daalt het gehalte aan fijne deeltjes (≤ 63µm) na een behandeling met kalk en/of cement. Door de verbetering van de gronden, klitten de fijne kleideeltjes samen tot stabiele kruimels. Bij geval A daalt het gehalte fijne deeltjes van uitgegraven grond 1 van 42% naar 20% na behandeling met 2%M/M kalk CL90Q. Bij geval B daalt het gehalte fijne deeltjes van 20% naar 4% na een verbetering met 1%M/M kalk CL90-Q. Bij geval C daalt het gehalte fijne deeltjes na behandeling met 2%M/M CL90-Q en 200kg/m³ CEM I 42,5 van 20% naar 4%. Geval D geeft een afname weer van 40% naar 1% van de fijne deeltjes van de uitgegraven grond na toevoeging van 1,5%M/M CL90-Q. Klei- en leemgronden kunnen in drie fasen voorkomen: vloeibaar, plastisch en vast. Hoe hoger het kleigehalte, hoe groter de plastische fase. Bij een hoge plasticiteitsindex is de grond sterk gevoelig aan volumeveranderingen door water. Bij zand is deze plastische fase nagenoeg onbestaande. Het verbeteren van grond en zeefzand met een bindmiddel zorgt ervoor dat de plasticiteitsindex daalt. De vloeigrens blijft over het algemeen constant, terwijl de plasticiteitsgrens stijgt (Figuur 2). Hierdoor wordt het verschil tussen de vloeigrens en de plasticiteitsgrens (plasticiteitsindex) kleiner, waardoor de behandelde grond een zanderig karakter krijgt. Volgens ISO/TS 17892-12 [11] gebeurt het bepalen van de plasticiteitsindex enkel op de fractie kleiner dan 0,4mm. In Figuur 2c is de hoeveel-


Figuur 2 - Verandering van de plasticiteitsindex (PI) na behandeling.

Figuur 3 - Verband tussen de schijnbare droge volumemassa, de axiale druksterkte en het watergehalte bij grond 2 behandeld met 100kg/m³ CEM III/A 42,5 N LA.

Tabel 2 - Verandering van de methyleenblauw-waarde. De gronden werden behandeld met: A) 2% CL90-Q, B) 1% CL90-Q, C) 2% CL90-Q + 200kg/m³ cement en D) 1,5% CL90-Q. MBW [g MB/kg grond]

Grond 1 (A)

Zeefzand (B)

Grond 3 (C)

Grond 4 (D)

Voor behandeling

11,36

6,66

8,45

12,50

Na behandeling

9,13

4,00

2,63

6,70

heid behandelde grond met een fractie kleiner dan 0,4mm slechts 30%. Aangezien de plasticiteitsindex een beeld van de plasticiteit van de totale grond beoogd, zijn de resultaten op die manier niet representatief. Deze methode is bijgevolg niet geschikt voor het testen van plasticiteitsindex bij gecementeerde gronden (kalk + cement). De methyleenblauwwaarde is een manier om de kleihoudendheid van de gronden te bepalen. Aangezien de kleideeltjes het grootste vermogen hebben om het methyleenblauw te adsorberen, geeft deze proef een algemene schatting van de hoeveelheid klei in de grond. De MBW wordt uitgedrukt in gram methyleenblauw per kilogram droge grond (Tabel 2). Grondbehandeling zorgt voor een daling in het gehalte aan fijne deeltjes, alsook een daling van de plasticiteitsindex en de methyleenblauwwaarde. Dit resulteert in een daling van de watergevoeligheid, een verbetering van de verdichtbaarheid en het draagvermogen. De verbeterde gronden gedragen zich meer zoals zand, waardoor het toepassingsgebied van de behandelde gronden wordt vergroot.

Behandelde grond Invloed van watergehalte op 28 dagen druksterkte De proefstukken die werden gebruikt om van uitgegraven grond 2, behandeld met 100kg/m³ CEM III/A 42,5N LA, het optimum watergehalte te bepalen, werden na 28 dagen getest op axiale druksterkte. De gestabiliseerde grondmonsters werden gedrukt volgens de procedure beschreven in de norm NBN EN 13 286-41. De belasting op de proefstukken werd aangebracht met een druktoename van 0,14MPa/s. Figuur 3 toont het verband tussen de schijnbare volumieke massa, de axiale druksterkte en het watergehalte. In het geval van een spitse Proctorcurve, moet het watergehalte zeer dicht bij het optimaal watergehalte liggen om de maximale dichtheid te verkrijgen. Hoe vlakker de curve, hoe gemakkelijker het zal zijn om de gewenste densiteit te verkrijgen zonder zich zorgen te hoeven maken over het watergehalte. De curve die het druksterkteverloop in functie van het watergehalte weergeeft, verloopt parallel met de Proctor-curve. De optimale hoeveelheid water is doorgaans met 0,5% à 1% naar links verschoven ten opzichte van de Proctor-curve. De grafiek

26

GEOTECHNIEK - April 2017

toont aan dat het watergehalte van de gestabiliseerde grond dicht bij de optimale waarde van de Proctor-proef moet liggen. Een afwijking van het optimum watergehalte brengt al snel een aanzienlijke daling van de droge dichtheid en bijhorende druksterkte teweeg. Invloed van het kalkgehalte bij een constant cementgehalte De invloed van het kalkgehalte op de druksterkte van de proefstukken werd onderzocht op uitgegraven grond 1. De proefmonsters werden vervaardigd met een cementgehalte (CEM III/A 42,5 N LA) van respectievelijk 100 en 150kg/m³, en een toevoeging van verschillende hoeveelheden ongebluste kalk (1, 2 en 3%). Figuur 4 toont dat er een aanzienlijke druksterktetoename is bij de monsters behandeld met 150kg/m³ dan deze behandeld met 100kg/m³ cement. De druksterkte bereikt een maximum bij een optimale kalkdosering van 1%M/M. Aan de hand van de pH methode [12] kan het minimaal kalkgehalte worden bepaald op een alternatieve manier. Het kalkgehalte dat zorgt voor een grondmengsel met een pH van 12,4 is het minimaal kalkgehalte opdat al het poriënwater met kalk zou verzadigd zijn. Bij dit kalkgehalte kan een volledige verandering van de mineralogie bereikt worden. Figuur 4 toont het minimale kalkgehalte (pH = ± 12,4 bij 1% kalk), bepaald met behulp van de pH-methode. Bij kalkgehaltes kleiner dan dit minimaal gehalte is er onvoldoende kalk aanwezig om het poriënwater te verzadigen en is de druksterkte dus lager. Bij hogere kalkgehaltes


BEHANDELDE GROND ALS POTENTIËLE ZANDVERVANGER IN ZANDCEMENT – MENGSELS

Figuur 4 - Axiale druksterkte en pH proefresultaten versus kalkgehalte voor grond 1.

Figuur 5 - Druksterkte in functie van uithardingstijd voor Grond 1.

Figuur 6 - Zand-cement in wegenisfundering (A) en rioleringsfundering (B).

is er onvoldoende water aanwezig om de hydratatie van alle cementdeeltjes te doen plaatsvinden, waardoor de druksterkte terug daalt. Invloed van het cementtype Figuur 5 toont het effect van het cementtype op de druksterkte aan de hand van mengsels van leemhoudend zand (grond 1, watergehalte 15%M/M) behandeld met 1% kalk en vervolgens gestabiliseerd met een cementgehalte van 8%M/M. Drukproeven tonen aan dat Proctor-proefstukken met CEM I 52,5 R tot 50% sterker zijn dan Proctorproefstukken met CEM II/B-M 32,5 N en tot 15% sterker dan proefstukken behandeld met CEM III/A 42,5 N LA. Bij het gebruik van snelle/reactieve cementtypes zoals CEM I 52,5 R bij toepassingen van uitgegraven grond zoals zandcementmengsels voor funderings-toepassingen, moet er rekening gehouden worden met een beperkte verwerkbaarheidsduur. Uitvoering in situ Momenteel zijn behandelde gronden niet toegelaten in funderingstoepassingen bij wegeniswer-

ken (rode laag in Figuur 6A) of rioleringswerken (rode laag in Figuur 6B). Om behandelde grond te gebruiken als zandvervanger in zand-cementmengsels dat dient als fundering voor wegen, moet er voldaan worden aan de eisen van een zandcement-fundering [13]: - Minimale individuele druksterkte na 28 dagen ≥ 2MPa - Minimale gemiddelde druksterkte na 28 dagen ≥ 4MPa Bij funderingen in zandcement, bij rioleringswerken, geldt de eis om een minimale gemiddelde druksterkte na 28 dagen van 3MPa te verkrijgen. Om te onderzoeken of bovenstaande bevindingen op laboschaal eveneens geldig zijn onder werkelijke omstandigheden, werden een aantal testuitvoeringen gerealiseerd. Met kernboringen werden proefstalen genomen, die vervolgens werden getest in het laboratorium om de invloed van het cementgehalte, de meng- en verdichtingsmethode en het verschil tussen laboratoriumproeven en in-situproeven na te gaan. Tabel 3 geeft zes verschillende proefvakken weer, waarbij telkens

27

GEOTECHNIEK - April 2017

éénzelfde verbeterde grondsoort (leemhoudend zand met 3%M/M kalk CL90-Q) gestabiliseerd werd met verschillende gehaltes cement CEM I 52,5 N. Resultaten in-situ proeven Per proefvak werden vier Proctor-proefstukken vervaardigd met hetzelfde materiaal als de proefvakken. Corresponderend werden, per proefvak, telkens drie kernboringen genomen op representatieve plaatsen. De Proctor-proefstukken en de kernboringen werden bewaard bij 20°C en ± 90% relatieve vochtigheid. Na een uithardingsperiode van 28 dagen werden de proefstukken getest op axiale druksterkte. Invloed van cementgehalte op de druksterkte van zandcement-mengsels met grond Om de invloed van het cementgehalte op de mechanische eigenschappen van zandcement, met verbeterde grond als hoofdbestanddeel, te onderzoeken, worden de resultaten van proefvakken 1, 3 en 4 tegenover elkaar gezet in Tabel 4. Deze mengsels, met respectievelijk 150, 180 of 210kg/m³ CEM I 52,5 N, werden gemengd in een mengcentrale, getransporteerd en verdicht met een trilwals. Tabel 4 toont aan dat zandcement-mengsels met een cementgehalte van 180kg/m³ en 210kg/m³ geschikt zijn om te gebruiken in funderingstoepassingen voor wegen, aangezien de axiale druksterkte na 28 dagen uitharding groter is dan 4MPa. De zandcement-mengsels met een cementgehalte van 150kg/m³ zijn enkel geschikt om te gebruiken in fundering bij rioleringswerken


Tabel 3 - Overzicht van zes uitgevoerde proefvakken. Proefvak

1

2

3

4

5

x

x

x

6

Mengmethode (zie Figuur 7A) - Mengcentrale

x

- Infrezen in situ

x

x

Verdichtingsmethode (zie Figuur 7B) - Trilwals

x

x

x

x

- Verdichtingswiel

x

x

Gehalte verbeterde grond [kg/m³]

1700

1700

1700

1700

1700

1700

Gehalte cement [kg/m³]

150

150

180

210

210

150

Vochtgehalte [%M/M]

± 18

± 18

± 18

± 18

± 18

± 18

Figuur 7 - Links) Toegepaste verdichtingsmethoden: trilwals (boven) en verdichtingswiel (onder). Rechts) Toegepaste mengmethoden: freesinstallatie (onder) en mengcentrale (boven).

Invloed van de mengmethode op de druksterkte van zandcement-mengsels met grond Om de invloed van de mengmethode op de axiale druksterkte van zandcement-mengsels te onderzoeken, worden de resultaten van proefvak 1 en 2 vergeleken. Merk op dat beide proefvakken op dezelfde methode werden verdicht. De druksterkte van het mengsel, waarbij het cement ter plaatse werd ingefreesd, is duidelijk groter dan als het cement in een mengcentrale werd gemengd. Het mengen in een mengcentrale kan algemeen als nauwkeurig worden aangenomen. De bepaling van de hoeveelheid cement, die in de verbeterde grond wordt gefreesd, is afhankelijk van de snelheid van de tractor en de nauwkeurigheid van de weegschaal. In dit geval werd er meer toegevoegd dan 150kg/m³ cement. Invloed van de verdichtingsmethode op de druksterkte van zandcement-mengsels met grond Om de invloed van de verdichtingsmethode op de axiale druksterkte van zandcement met grond te onderzoeken, worden proefvak 4 (210kg/m³ cement, trilwals, mengcentrale) en proefvak 5 (210kg/m³ cement, verdichtingswiel, mengcentrale) anderzijds, met elkaar vergeleken (Tabel 6). De druksterkte van Proctor-proefstukken zijn uiteraard dezelfde. Het verschil in verdichtingsmethoden is enkel af te leiden uit de druksterktes van de boorkernen. De boorkernen die verdicht werden met behulp van een trilwals, halen een druksterkte van ± 85 % van de Proctor-druksterkte. Boorkernen die verdicht werden met behulp van een verdichtingswiel, behalen een druksterkte van ± 75% van de Proctor-druksterkte.   Conclusie Het behandelen van grond (hetzij in situ hetzij op de uitgegraven en gestockeerde grond) heeft tot doel bepaalde materiaaleigenschappen van de grond te wijzigen. De beoogde verandering heeft tot doel de mineralogie van weinig draagkrachtige gronden dermate te wijzigen ten gunste van het draagvermogen en de verdichtbaarheid van de grond opdat deze grond toepasbaar zou worden in meer hoogwaardige toepassingen. Het gehalte aan fijne deeltjes daalt, alsook de plasticiteitsindex en de methyleenblauwwaarde. Door deze verbetering krijgt de uitgegraven grond een zanderig karakter waardoor het toepassingsgebied van de behandelde gronden wordt verruimd.

(> 3MPa). Een gelijkenis bestaat tussen de boorkernen en de Proctor-proefstukken. De boorkernen van de proefvakken verdicht met de trilwals, hebben telkens een druksterkte die ± 85% van de druksterkte van de Proctor-proefstukken

bedraagt. Dit is te verklaren aan het feit dat de Proctor-proefstukken in labo-omstandigheden werden vervaardigd, waarbij de verdichting, watergehalte en mengtechniek onder controle kan worden gehouden.

28

GEOTECHNIEK - April 2017

Uit dit onderzoek blijkt dat het zeker mogelijk is om uitgegraven behandelde grond te gebruiken als basismateriaal voor zandcement-mengsels bij funderingen van rioleringen en wegen. Er zijn


BEHANDELDE GROND ALS POTENTIËLE ZANDVERVANGER IN ZANDCEMENT – MENGSELS

Tabel 4 - De gemiddelde axiale druksterkte voor de Proctor-proefstukken na 7 en 28 dagen. Axiale druksterkte voor de kernboringen na 28 dagen uitharding. Axiale druksterkte [MPa] bij

150kg/m³

180kg/m³

210kg/m³

Na 7 dagen

2,51

3,89

4,92

Na 28 dagen

3,53

5,41

6,99

2,97

4,66

5,72

Proctor-proefstukken

Kernboringen Na 28 dagen

Tabel 5 - De gemiddelde axiale druksterkte bij 28 dagen uitharding voor de Proctor-proefstukken en boorkernen, behandeld met 150kg/m³ cement, bij twee verschillende mengtechnieken. 150 kg/m³

Axiale druksterkte (150kg/m³) Proctor

Boorkern

Ingefrezen

7,45

6,45

Mengcentrale

3,53

2,97

Tabel 6 - De gemiddelde axiale druksterkte bij 28 dagen uitharding, behandeld met 210kg/m³ cement, gemengd in de mengcentrale en bij twee verschillende verdichtingstechnieken in situ en Proctor-verdichting in labo omstandigheden. 210kg/m³

Axiale druksterkte [MPa] bij Proctor

Boorkern

Trilwals

6.99

5.72

Verdichtingswiel

6.99

4.95

wel enkele belangrijke opmerkingen te maken bij het gebruik van deze gronden. Het watergehalte, het type en de hoeveelheid bindmiddel en het type grond zijn belangrijke parameters die moeten beheerst en onderzocht worden vooraleer de uitgegraven en verbeterde grond te gebruiken als bouwmateriaal. Bij het uitvoeren van funderingen in zandcement met uitgegraven verbeterde grond als zandvervanger moet er tevens rekening gehouden worden met praktische factoren zoals verdichtingsmethode en mengmethode. Bij uitgevoerde proeven werd duidelijk dat deze factoren grote invloed kunnen hebben op de uiteindelijke mechanische eigenschappen van de mengsels Als algemeen besluit kan gesteld worden dat het gebruik van uitgegraven leem- en kleigronden als zandvervanger in zandcement-mengsels bij funderingstoepassingen bij wegenwerken en rioleringswerken mogelijk is. Een kleine verhoging van het bindmiddelgehalte is nodig om de druksterkte-eis na 28 dagen van 3MPa voor fundering

bij rioleringswerken en 4MPa voor funderingen bij wegenwerken te behalen. Dankwoord Dit onderzoeksproject, IWT-140295 ReLiMoS, werd uitgevoerd met financiële steun uit het TETRA-fonds van de Vlaamse Overheid. Het onderzoeksproject ReLiMoS werd gedragen door een gebruikersgroep waarin diverse partijen hetzij als waarnemer, hetzij als gebruiker, hun medewerking verleenden. Het bovenstaand artikel is het resultaat van twee jaar opzoekingswerk en uitvoeren van experimenten, zowel op laboratoriumschaal als in situ. Speciale dank gaat uit naar de firma Vanlerberghe bvba voor de samenwerking en uitvoering van de proeven in situ. Referenties [1]  M. Joseph, J. Benoot, G. Strypsteen en L. Boehme, „Limed soils as a replacement for construction sand in stabilized sand,” in XVI ECSMGE, Edinburgh, 2015. [2]  F. Sariosseiri en B. Muhunthan, Effect of ce-

29

GEOTECHNIEK - April 2017

ment treatment on geotechnical properties of some Washington State soils, Engineering Geology, 2009. [3]  F. Bell, „Lime stabilization of clay minerals and soils,” Elsevier, South Africa, 1996. [4]   M. Abboud, Mechanical properties of cement-treated soils in realtion to their use in embankment construction, University of California, Berkeley, CA: Ph. D dessertation, 1973. [5]  OVAM, „Materiaalbewust bouwen in kringlopen: Preventieprogramma duurzaam materialenbeheer in de bouwsector 20142020,” OVAM, Mechelen, 2013. [6]  G. Hilt en D. Davidson, Lime fixation of clayey soils. In: Highway research board, Bulletin 262, Washington, DC (USA), 1960. [7]  D. S. I. Khattab en M. M. Aljobouri, „Effect of Combined Stabilization by Lime and Cement on Hydraulic Properties of Clayey Soil Selected From Mosul Area,” University of Mosul, 2012. [8]   OCW, Handleiding voor grondbehandeling met kalk en-of hydraulische bindmiddelen. Aanbevelingen, A74/04, Brussel: Opzoekingscentrum voor wegenbouw, 2004. [9]  S. Vermeersch, „Studie naar de mogelijkheden van grondstabilisatie met behulp van papiervliegassen,” UGent, UGent, 2012. [10]  D. L. E. MacPhee, Cement Compositions and Their Phase Relations., Arnold: London: Lea'sChemistryofCementandConcrete,4thed., Hewlett, P.C., 1998. [11] International Organisation for Standardization, „ISO/TS 17892-12: Geotechnical investigation and testing - Laboratory testing of soil - Part 12: Determination of Atterberg limits,” Switzerland, 2004. [12] J. Eades en R. Grim, „A quick test to determine lime requierements for lime stabilisation,” Proceedings of the 45th annual meeting of committee on lime and lime-fly ash stabilisation, pp. 61-72, 1966. [13] Agentschap wegen & verkeer, „Standaardbestek 250 v3.1,” 2015. Noot 1  KU Leuven, Technologiecampus Oostende, Departement Burgerlijke Bouwkunde, Technologiecluster Bouwkunde, Zeedijk 101, BE-8400 Oostende, België, zeger.sierens@kuleuven.be, jelle.benoot@kuleuven. be, glenn.strypsteen@kuleuven.be, miquel. joseph@kuleuven.be, luc.boehme@kuleuven.be


The Magic of Geotechnics

Duurzaamheid – van hype tot business as usual? Begin 2017 sloten 60 partijen uit de spoor-, grond-, weg- en waterbouwsector een convenant: de Green Deal Duurzaam GWW 2.0. Er is, zegt het convenant, veel duurzaamheidswinst te behalen in de GWWsector. De sector heeft een hoge milieu-impact door het gebruik van grote hoeveelheden (primaire) grondstoffen, een hoog energiegebruik met de daaraan gepaarde CO2-emissies, en een groot ruimtebeslag. De ambitie van het convenant is dat we in 2020 niet beter weten dan dat duurzaamheid business as usual is in de sector. Hoe krijg je dat voor elkaar als geotechniek en als geotechnicus?

De afgelopen jaren was duurzaamheid een hype. Nou ja, afgelopen jaren? Al bijna 50 jaar geleden deed de Club van Rome in ‘Limits to Growth’ (1971) apocalyptische voorspellingen over de uitputting van fossiele brandstoffen en grondstoffen. Het woord duurzaam was nog niet in de mode maar de boodschap was dezelfde als die van het Brundtland-rapport (1998), met nog steeds de moeder aller duurzaamheidsdefinities: ‘tegemoet komen aan de noden van het heden, zonder de mogelijkheden van toekomstige generaties om in hun behoeften te voorzien in het gedrang te brengen". Het idee van duurzaamheid is om de wereld beter achter te laten dan je haar aangetroffen hebt – of in elk geval niet slechter. Duurzaamheid Allerlei activiteiten liften mee op de duurzaamheids-hype en het is goed om scherp te houden wat nu echt duurzaam is. Ontwikkelingen kunnen een maatschappelijk belang dienen zonder duurzaam te zijn. De geotechniek draagt bij aan het mogelijk maken van ondergronds bouwen, en er zijn allerlei goede redenen om ondergronds te gaan – minder ruimtebeslag aan het

maaiveld, minder overlast omdat de brug niet open hoeft voor een schip, en minder geluidsoverlast en luchtverontreiniging in de stad. Maar het onder de grond stoppen van een grote betonnen bak die je er nooit meer uitkrijgt – want daar komt ondergronds bouwen toch meestal op neer – is niet flexibel, verstoort de grondwaterstroming en het archeologisch archief, en de productie van het beton draagt substantieel bij aan de CO2-uitstoot. Bovendien is de ondergrondse parkeergarage symptoombestrijding en overbodig als we met het openbaar vervoer gingen. Omdat de auto voor iedereen bereikbaar is, rijdt iedereen er in en raken de straten verstopt, moet er parkeerruimte komen, en veroorzaken we CO2-uitstoot en luchtverontreiniging. Kortom, het bereiken van duurzaamheid heeft meer met cultuur te maken en met gedrag dan met techniek. En eigenlijk is het kernbegrip ‘minder, minder, minder’: minder grondstoffen gebruiken, minder ruimte claimen, minder auto-kilometers en minder printen van documenten die we ook op het scherm kunnen inzien, en ook in het privéleven: de thermostaat een graadje lager.

dr. Jurjen van Deen

De realiteit is natuurlijk dat we met elkaar helemaal niet ‘minder ‘ willen, maar ook dan kunnen we altijd nog proberen zo duurzaam mogelijk in onze ‘noden’ te voorzien. Begin dit jaar sloten 60 partijen uit de GWW-sector de Green Deal Duurzaam GWW 2.0 met als ambitie dat in 2020 duurzaamheid business as usual is in de sector. ‘Dit vergt een proactieve houding van de bij een project betrokken medewerkers (cultuur) op alle niveaus in de organisatie’, zegt het convenant, maar hoe die transitie tot stand moet komen blijft nogal abstract. ‘Werkgevers zorgen dat medewerkers uit hun organisaties zich bewust zijn van de urgentie en noodzaak van het werken volgens de Aanpak Duurzaam GWW’, tja ... . Ambitieweb Duurzaamheid is breder dan duurzame geotechniek en dan een duurzame GWW. De Green deal GWW 2.0 is dan ook één van de vele Green Deals die de overheid de laatste jaren heeft afgesloten met allerlei sectoren, sinds de start in 2011 al meer dan 160. Voor de GWW heeft Rijkswaterstaat het ‘Ambitieweb’ ontwikkeld met 12 aspecten van duurzaamheid waarbij er maar een paar directe relatie hebben met geotechniek. Maar die andere aspecten doen er ook toe, en cross-communicatie tussen specialismen is productief om duurzaamheid te bereiken en te vergroten. Hoeveel verschillende perspectieven duurzaamheid heeft, blijkt overtuigend uit het afstudeerwerk van Darinde Gijzel (2015) over de Rotterdamse Baan. Al is een tunnel op zich misschien niet duurzaam, binnen de randvoorwaarde dat je een tunnel maakt kun je hem wel zo duurzaam mogelijk maken. Dat geeft veel openingen hoe je als geotechnicus kunt bijdragen aan duurzaamheid. In het Inspiratiedocument Rotterdamsebaan (COB, 2016) is dat uitgewerkt ten behoeve van de aannemers die wilden inschrijven op het project. Wat kan de geotechniek dan concreet bijdragen? Smienk [2016] geeft veel handvatten. Allereerst natuurlijk wat we altijd al deden: zorgen dat het niet instort. Weliswaar is dat aspect meer durable dan sustainable maar ook een lange levensduur is een aspect van duurzaamheid, mits het gebouw of de constructie gedurende die levensduur zijn functie kan blijven vervullen. Een goede aanvulling is dus de constructie zo te ontwerpen dat hij aanpasbaar is als de functionele eisen veranderen: een cunet wat breder maken

Ondertekening Green Deal GWW 2.0, januari 2017

30

GEOTECHNIEK - April 2017


The Magic of Geotechnics op een adequate manier in de prijs verwerkt is. Recyclebaarheid aan eind van de levensduur is ook een belangrijk aspect en gebruik van gerecycled materiaal evenzeer. ‘Afval bestaat niet’, is het credo van een bekende afvalverwerker. Hoogovencement is vanuit dat oogpunt beter dan portlandcement. En het al eerder genoemde hergebruik van een bestaande fundering is natuurlijk optimale recycling. Omdat kosten in euro’s het meest tastbaar zijn is het zaak daar waar mogelijk op mee te liften om minder harde voordelen ook te realiseren.

Ambitieweb zodat de weg relatief simpel verbreed kan worden, een fundering wat zwaarder uitvoeren zodat er te zijner tijd een verdieping op het gebouw kan. Maak in elk geval de opdrachtgever attent op mogelijkheden en voorzienbare veranderingen van eisen en vooral: documenteer de draagkracht voor later gebruik. Zo krijg je een robuust ontwerp. Om oude funderingen, waar documentatie vaak ontbreekt, te hergebruiken kun je een in-situ proef uitvoeren, een proefbelasting met de bestaande bouw voor de reactiekracht. Ook mét documentatie is een proefbelasting een goed idee, maar een beetje duur. Wie innoveert en verzint een poor man’s proefbelasting? Toekomstbestendigheid creëer je ook door het slim neerzetten van funderingspalen (en goed documenteren waar ze precies staan) om in de toekomst het plaatsen van ankers of het uitvoeren van een gestuurde boring mogelijk te maken. Een ander perspectief op duurzaamheid is het verminderen van het grondstoffengebruik door een uitgekiend ontwerp, een slank ontwerp. Dat perspectief kan wel een spanningsveld opleveren met het idee van het robuust ontwerp hierboven! Niettemin draagt verminderen van de onzekerheidsmarges met geavanceerd rekenen bij aan een slankere constructie, ook als die robuust is voor de toekomst. Communiceer met

de constructeur en verzin samen een nog slimmere oplossing. Naast duurzaamheid is ook de portemonnee daarmee gediend en zo lift duurzaamheid mee met besparen. Eigenlijk is dat een natuurlijke combinatie, waarom zou duurzaam duur zijn? Minder materiaalgebruik geeft minder milieueffect en kost minder geld. Een andere manier om het ontwerp slanker te maken is verkleinen van de ontwerp-onzekerheid door meer informatie uit beter grondonderzoek, of door toepassen van de observational method. En wees creatief en proactief: misschien kun je met geotechnische slimmigheden wel een dempende geluidswal ontwerpen die veel meer geluid tegenhoudt. Gewenning Het is een kwestie van gewoonte en gewenning je te realiseren waar in het ontwerp duurzaamheidaspecten aan de orde zijn en hoe je met misschien simpele maatregelen kunt optimaliseren. Het hergebruik van vrijkomende grond op locatie draagt bij aan duurzaamheid omdat er minder beroep gedaan wordt op primaire grondstoffen van elders en omdat het transport (naast overlast) een grote CO2-uitstoot genereert. Het bewustzijn dat staal, beton en asfalt niet alleen qua kosten maar ook qua CO2- footprint uiteenlopen is belangrijk zolang de CO2-uitstoot niet

31

GEOTECHNIEK - April 2017

De geotechnicus zit traditioneel aan het eind van de keten, hem of haar wordt het laatste stukje invulling van het laatste detail – de paal – gevraagd. “Om uit die rol van ‘u vraagt, wij draaien’ te komen moet de geotechniek zelfbewust aan de gang om een eigen bijdrage te leveren”, was het credo van het GeoForum-initiatief een jaar of tien geleden. De Green Deal GWW 2.0 zegt ook zoiets: ‘… en een proactieve houding tussen betrokkenen onderling. Het vraagt om het begrijpen van elkaars belangen, verantwoordelijkheden en behoeften en het actief uitdragen van ervaringen en successen.’ Het klinkt als het Geo-communicatie thema van GeoImpuls. Dat er op inhoud iets bij te dragen valt blijkt wel uit het bovenstaande. Je moet er alleen nu en dan even op gewezen worden. Wat dat betreft helpt het als in de bedrijfsvoering van je eigen bedrijf duurzaamheid ook hoog in het vaandel staat. Het paperless office is tot op heden een illusie. Integendeel, er zit een perverse prikkel in papierloos werken: gooi maar weg (in de oud papierbak, dat dan weer wel), als ik het nodig heb maak ik wel een nieuwe uitdraai. Zou de dagelijkse confrontatie niet ook helpen in het werk zelf? Literatuur - Brundtland report (1987), Our common future, UNWCED - Club van Rome (1972), Dennis Meadows et al, Limits to Growth - Gijzel, Darinde (2014), Tunnel visions on sustainability, MSc thesis, Repository TU Delft - Hertogh, Marcel et al (2014), Inspiratiedocument duurzaamheid, kennisbank COB -  Smienk, Ed (2016), Duurzaamheidsaspecten bij funderingen en OGB, Geotechniek april 2016, p 10, - www.aanpakduurzaamgww.nl


Welcome to CPT’18 Technical Committee TC102 of the International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE) and Delft University of Technology are pleased to announce the 4th International Symposium on Cone Penetration Testing, CPT’18. CPT’18 will be held on 21-22 June 2018 in Delft, the Netherlands, following the successful symposia in Linköping, Sweden (1995), Huntington Beach, California (2010) and Las Vegas, Nevada (2014). CPT’18 will focus on the solution of geotechnical challenges using the cone penetration test (CPT), CPT add-on measurements and companion in-situ penetration tools (such as full flow and free fall penetrometers), with particular emphasis on practical experience and application of research findings. As CPTs play a major role in geo-engineering, CPT’18 will bring together the world’s experts who are working to improve the quality and reduce the difficulties involved. The symposium will be attended by academics, researchers, consultants, practitioners, hardware/software suppliers, certifiers and students. It will be a unique opportunity for meeting people and sharing high-level knowledge.

Organizing Committee Michael Hicks, TU Delft – symposium chair Federico Pisanò, TU Delft – symposium co-chair Joek Peuchen, Fugro – symposium co-chair

Symposium Themes The CPT’18 organisers encourage to submit contributions on research, achievements and innovations related to:

S. Chow (Australia)

P. Mayne (USA)

J. DeJong (USA)

D. Ngan-Tillard (Netherlands)

Aspects regarding equipment, testing and procedures – including both well-established and novel equipment

D. Frost (USA)

E. Parker (Italy)

J. Grabe (Germany)

J. Powell (UK)

 Interpretation of Test Results

M. Jefferies (UK)

N. Ramsey (Australia)

Aspects of interpretation, from theoretical to empirical, including case histories and numerical simulation

C. Jommi (Netherlands)

P. Robertson (USA)

M. Korff (Netherlands)

R. Salgado (USA)

 Equipment, Testing and Procedures

 Solution of Practical Problems Application of test results, including onshore/offshore geohazards, foundations, embankments, slopes, tailings dams, geo-environmental and seismic design

Keynote Speakers

L. Krogh (Denmark)

N. Stark (USA)

M. Long (Ireland)

N. Sultan (France)

D. Luger (Netherlands)

F. van Tol (Netherlands)

T. Lunne (Norway)

J. Wierzbicki (Poland)

D. Marchetti (Italy)

C. Zwanenburg (Netherlands)

Prof. Mark Randolph – University of Western Australia Prof. Ross Boulanger – University of California Davis Prof. Kenneth Gavin – Delft University of Technology

Course for CPT Operators

Symposium Venue

This course is for CPT operators, those who train CPT operators, field supervisors and suppliers of CPT equipment. The course will focus on consistently achieving excellence in data acquisition, safely, with no loss or damage of equipment and meeting the requirements of (international) standards.

The symposium will be held in Delft, in the Netherlands. Delft is a renowned historical, cultural and touristic town, closely related to the Royal Family, as well as a centre of excellence for science and technology. But still with the charm of a small walkable town. Please visit www.delft.nl

Supplementary topics will include technical advances, nearshore/marine applications and CPT add-ons – such as the seismic cone penetration test, cone pressuremeter test and environmental cone penetration systems.  Date: 20 June 2018, the day before CPT’18  Venue: Delft University of Technology  Organisers: Fugro and TU Delft, endorsed by ISSMGE TC102

Scientific Committee

The symposium venue will be the Aula Conference Centre, located on the campus of Delft University of Technology (TU Delft). More details about TU Delft at www.tudelft.nl

CPT’18 4th International Symposium on Cone Penetration Testing 21 - 22 June 2018, Delft, The Netherlands

Sponsors Companies may sponsor CPT’18 and enjoy exclusive sponsoring packages! Read more on http://www.cpt18.org/sponsorship-opportunities-cpt18/

Contact Information and updates about CPT’18 are available on the symposium website www.cpt18.org General info: Info@cpt18.org Questions on registration: Registration@cpt18.org Questions on abstracts/papers: Papers@cpt18.org Postal address: CPT’18 Symposium Secretariat Faculty of Civil Engineering and Geosciences Section of Geo-Engineering (Building 23) Stevinweg 1 / PO-box 5048 2628 CN Delft / 2600 GA Delft

Important dates Call for Abstracts.……...………………...…..January 2017 Deadline for Abstracts .……...……………..…1 May 2017 Notification of Abstract Approval ...………..1 July 2017 Deadline for Papers……..……..………1 November 2017 Review of Papers………………...…….....November 2017 Deadline for Final Papers………..………1 February 2018 Operator Course……………………………….20 June 2018 CPT’18 Symposium……………….………21-22 June 2018

www.cpt18.org

Gold Sponsors


21E JAARGANG NUMMER 2 APRIL 2017 ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR GEBRUIKERS VAN GEOKUNSTSTOFFEN

Gevoeligheidsanalyse toepassing van geokunststoffen voor fundering van aardebanen

Geocell met vormvaste geogrids Stabiele voorbereiding op de energietransitie

KATERN VAN


Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:

De collectieve leden van de NGO zijn:

Low & Bonar Westervoortsedijk 73 6827 AV Arnhem Tel. +31 (0) 85 744 1300 Fax +31 (0) 85 744 1310 info@lowandbonar.com www.lowandbonar.com

NAUE GmbH & Co. KG Gewerbestr. 2 32339 Espelkamp-Fiestel – Germany Tel. +49 5743 41-0 Fax +49 5743 41-240 info@naue.com www.naue.com

TEXION Geokunststoffen NV Admiraal de Boisotstraat 13 B-2000 Antwerpen – Belgium Tel. +32 (0)3 210 91 91 Fax +32 (0)3 210 91 92 www.texion.be www.geogrid.be

TenCate Geosynthetics Hoge Dijkje 2 7442 AE Nijverdal Tel. +31 (0)546-544 811 Fax +31 (0)546-544 470 geonederland@tencate.com www.tencate.com/geonederland

Advert_Enkagrid_208x134mm.pdf

1

29-06-16

CDR International BV, Rijssen Cofra B.V., Amsterdam Deltares, Delft Enviro Quality Control BV, Maarssen Fugro GeoServices BV, Leidschendam Genap BV, ‘s Heerenberg Geopex Products (Europe) BV, Gouderak GeoTec Solutions BV, Den Dungen. Huesker Synthetic BV, Den Dungen InfraDelft BV, Delft Intercodam Infra BV, Almere Juta Holland BV, Oldenmarkt Kem Products NV, Heist op den Berg (B) Kiwa NV, Rijswijk Kwast Consult, Houten Low & Bonar, Arnhem

Movares Nederland BV, Utrecht Naue GmbH & Co. KG, Espelkamp-Fiestel Ooms Civiel BV, Avenhorn Prosé Geotechniek BV, Leeuwarden Quality Services BV, Bennekom Robusta BV, Genemuiden S&P Clever Reinforcement Company Benelux, Aalsmeer SBRCURnet, Delft T&F Handelsonderneming BV, Oosteinde Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV, Nijverdal Tensar International, ’s-Hertogenbosch Terre Armee BV, Waddinxveen Vulkan-Europe BV, Gouda Witteveen + Bos, Deventer

10:46

Enkagrid® voor stabilisering van funderingslagen en grondlichamen Enkagrid kent een breed assortiment van stijve en flexibele geogrids tot zeer hoge treksterkte en staat voor efficiëntie en betrouwbaarheid voor elk project waar grondstabilisering een vereiste is.

Low & Bonar Westervoortsedijk 73 / 6827 AV Arnhem / T +31 85 744 1300 info@enkasolutions.com / www.enkasolutions.com

34

GEOKUNST - April 2017


Van de redactie Beste Geokunst lezer, Het gaat Nederland voor de wind! Eind 2016 werd al duidelijk dat de economische vooruitzichten voor 2017 goed zijn. Hoewel de internationale economische en politieke omgeving onzeker was en op het moment dat u dit leest, waarschijnlijk nog steeds is, is er een duidelijke positieve ontwikkeling te zien. Brexit of niet, Trump of geen Trump, feit is dat de EU landen sterk met elkaar verbonden zijn als het gaat om transport en productie van energie. Want hoe je ook over Europa denkt, elektronen trekken zich niets aan van landsgrenzen. Als men het over een ding eens is binnen de EU is dat men niet meer afhankelijk wil zijn van de olieproducerende landen; duurzame elektriciteitsproductie door zonneenergie en windenergie is de oplossing. Om de klimaatdoelstellingen, die zijn geformuleerd in Parijs, te kunnen halen moeten er, onder meer, in rap tempo meer windparken gebouwd worden.

Paul ter Horst strooit in de inleiding van zijn artikel met indrukwekkende hoeveelheden aan Megawatten elektriciteit die door windturbines worden opgewekt. Bij de ontwerpers en bouwers van de windturbines ligt steeds meer de focus op het ontwerp van de kraanopstelplaats, omdat een stabiele ondergrond voor de, vaak meer dan 500 tons kranen, onmisbaar is voor de bouwfase. Paul ter Horst laat zien hoe de hoge geocell-structuur onder ander de draagkracht van de slappe grond verhoogt en zettingen en zettingsverschillen verminderd. Hij beschrijft de ontwerpaanpak en uitgevoerde proefbelastingen. Voor de kraanopstelplaatsen Windmolenpark Noordoostpolder is een vergelijking gemaakt met de ontwerpberekeningen en monitoringsresultaten. Een bijzondere geokunststoftoepassing met volop mogelijkheden in een groeiende markt voor de bouw van windturbines, maar zeker ook breder toepasbaar in de infrastructuur. Weliswaar niet gericht op duurzame energie, maar niet minder Europees, is de oorsprong van het artikel van Joris van den Berg. Op het EuroGeo congres in Ljubljana vorig jaar is door hem en zijn Europese collega’s een paper gepresenteerd over de verrichte gevoeligheidsanalyse voor toepassing van geokunststoffen voor funderingen van aardebanen in internationale context. Voor deze GeoKunst is de Engelstalige paper vertaald naar een Nederlandstalig artikel. De heren hebben verschillende funderingsoplossingen voor de aardebaan beschouwd zonder maatregelen en met toepassing van verticale drains, gewapend matras, geotextiel omhulde grindpalen en combinaties hiervan. Hierbij is gekeken naar de stabiliteit en zettingen, met een kwalitatieve vergelijking van de bouwkosten bij verschillende diktes van de slappe ondergrond. Met deze vergelijkende berekeningen wordt richting gegeven aan de keuze voor funderingsoplossingen. Ik wens u veel leesplezier met deze GeoKunst, Erik Kwast, Eindredacteur GeoKunst

Colofon

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

Eindredactie Tekstredactie Redactieraad Productie

35

E. Kwast C. Sloots A. Bezuijen P. van Duijnen M. DuĹĄkov S. van Eekelen P. ter Horst Uitgeverij Educom

GEOKUNST - April 2017

Een abonnement kan worden aangevraagd bij: Nederlandse Geotextielorganisatie Tel. 065 - 064 6760 mail@ngo.nl www.ngo.nl


Geocell met vormvaste geogrids

Stabiele voorbereiding op de energietransitie

De wereldmarkt voor windenergie bloeit als nooit tevoren. Al meer dan 15 jaar stijgt de geïnstalleerde windenergie capaciteit in Europa met jaarlijkse 17,5 procent. Zo stond eind 2015 in Nederland voor 3.379 megawatt (MW) aan windturbines opgesteld, wat 535 megawatt meer was dan begin van dat jaar. Vooral op land groeide het vermogen aan windturbines, en wel met 406 megawatt. Op zee nam het vermogen aan windenergie toe met 129 megawatt. Vergeleken met Duitsland, waar alleen al in 2015 1.115 windturbines op het vasteland werden geïnstalleerd, met een totale capaciteit van 3.536 megawatt, ligt Nederland nog duidelijk achter. Men verwacht een sterke groei in de komende jaren. Bij de ontwerpers en bouwers van deze windturbines wordt ook het ontwerp van de kraanopstelplaats belangrijk, omdat een stabiele ondergrond voor de vaak meer dan 500tons kraan onmisbaar is voor de bouwfase. Echter, daar ligt juist een probleem. De beoogde nieuwe locaties zijn vaakplaatsen met slecht draagkrachtige ondergronden. Silt, klei of veen zijn, in combinatie met een hoge grondwaterstand, omstandigheden die een goede fundering op de slecht draagkrachtige

ing. P. ter Horst Area Manager Benelux Tensar International BV

ondergrond noodzakelijk maken, voordat met de eigenlijke bouw van de windturbine, met zwaar materieel, kan beginnen. Het TensarTech® StratumTM systeem, biedt een snel te bouwen en economische alternatief voor de traditionele bouwmethodes met paalfunderingen of paalmatrassen. Diverse praktijkproeven hebben aangetoond hoe goed de hoge geocell-structuur presteert onder extreme omstandigheden. Het driedimensionaal, stijf funderingssysteem is samengesteld uit vormvaste geogrids met een granulaire vulling. Voor de opbouw van de cellenstructuur wordt eerst een biof tri-axiale (TriAx) geogrid als basis op de ondergrond gelegd. Hierop worden dwars en diagonaal uni-axiaal gestrekte geogrids van hoge-dichtheid polyethyleen (HDPE) verticaal geplaatst (zie figuur 1). Het samenstellen van de cellenstructuur gebeurt met de hand, dus zonder gebruik te maken van zware bouwmachines. Met behulp van een steekstaaf-verbinding (bodkin) wordt een driehoekige open celstructuur gemaakt (zie figuur 2). De afzonderlijke cellen worden daarna gevuld met granulair materiaal (bijvoorbeeld grof menggranulaat) en verdicht.

Figuur 1 - Opbouw cellenstructuur.

36

GEOKUNST - April 2017

Foto 1 - Kraan bij het opbouwen van een windturbine met een hijscapaciteit van 375 ton en een haak-hoogte van 147 meter.


Samenvatting

De capaciteit van windenergie dient in de nabije toekomst sterk te stijgen. Om dit te realiseren moeten er ook op land vele windturbines bijkomen. Voor het bouwen hiervan zijn veilige en stabiele kraanopstelplaatsen nodig, waarbij het ontwerp steeds belangrijker is. De beoogde locaties hebben namelijk vaak slecht draagkrachtige ondergronden. Hier biedt een hoge geocell structuur uitkomst, met zowel praktische als technische voordelen.

Door de stijfheid van de geocell structuur worden gecontroleerde en gelijkmatige zettingen bewerkstelligd, waarbij de optredende belastingen sterk gespreid aan de ondergrond afgedragen worden en glijcirkels dieper de ondergrond in worden geleid. Met als resultaat een beter draagvermogen en hogere veiligheid tegen grondbreuk.

over slappe of variërende ondergronden. Naast Basal reinforcement, in principe een hogesterkte geotextiel onder de aardebaan (met of zonder verticale drainage), wordt in §8.3.2.9. de geocell-structuur beschreven als honingraatstructuur bestaande uit vastgekoppelde cellen, gevuld met granulair materiaal (zie figuur 3). Als voordelen daarbij worden, onder andere, vermeld de goede adhesie (afschuifweerstand) met de slappe ondergrond, relatieve stijfheid met verbeterde belastingspreiding en verbeterde drainage. Figuur 2 - Bodkin-verbinding.

Foto 2 - Bodkin-verbinding.

Figuur 3 - Stabiliteit BS8006 (figure 74). Een hoge geocell-structuur heeft zowel praktische als technische voordelen. Na een snelle installatie op een bouwplaats met slappe ondergronden en gevuld met grof menggranulaat, fungeert het als een stijf platform. Dat platform zal daarna gecontroleerd en gelijkmatig zetten en is direct een veilige toegang tot de bouwplaats. Door het beperken van de verschilzettingen is het ideaal voor kraanopstelplaatsen. Optredende belastingen worden namelijk door de cellenstructuur sterk gespreid aan de ondergrond afgedragen en

glijcirkels worden dieper de ondergrond in geleid. Door de verbeterde belastingspreiding, ten opzichte van een oplossing met meer lagen geogrids, zorgt dit systeem voor een beter draagvermogen en hogere veiligheid tegen grondbreuk. Voor het ontwerpen en controleren van een “Geocell” wordt gebruik gemaakt van de British Standard (BS) 8006-1:2010. De BS80061:2010 behandelt de “geocell matress” als oplossing voor funderen van aardebanen

37

GEOKUNST - April 2017

Maar zeker zo belangrijk,door het toepassen van een geocell-structuur kunnen grotere slagen worden aangebracht bij het ophogen wat resulteert in snellere consolidatie. De BS8006-1:2010 beschrijft de ontwerpmethode voor het bepalen van het zijdelings wegpersen (of squeezing) van de ondergrond bij het toepassen van een geocell-structuur en de resulterende belastingspreiding. Daarbij zijn de verschillende faalmechanismes beschouwd, te weten: draagvermogen, stabiliteit, squeezing en verschilzettingen. Bij de opbouw van een windturbine worden aanzienlijke geconcentreerde belastingen op de kraanopstelplaats uitgeoefend door het oprichten van de lange mast van de kraan als ook de belastingen tijdens het hijsen van het machinehuis. De eisen aan de maximale vervorming van de ondergrond die bepalend zijn voor de maximale scheefstand van de kraan, zijn extreem hoog en bedragen maximaal slechts enkele centimeters tussen de beide rupsen van de kraan. Om zettingsverschillen die buiten de gebruikstolerantie van de kraan zouden vallen te voorkomen, is een goede verdichting van het funderingsmateriaal van groot belang. Dit zou anders zou leiden tot ernstige bouwvertragingen. In de regel is een van de eisen aan een kraanopstelplaats dat er voldoende veiligheid is tegen optreden van grondbreuk. Vaak wordt aan de bovenzijde van de kraanopstelplaats een vervormingsmodulus vereist van Ev2 van ten minste 100 MegaNewton per vierkante meter, gemeten volgens DIN 18134, zoals weergeven in figuur 4, van deze DIN norm voor plaatdrukproeven.


Foto 3 - De statisch plaatdrukproef levert het bewijs voor de draagkracht van de geocellstructuur kraanopstelplaats.

Figuur 4 - Belastingsschema Terrex CC9800. Tabel 1 - Samendrukbare lagen. Hoogte grondlaag [m+NAP]

Omschrijving

Laag-dikte [m]

γ [kN/m³]

γsat [kN/m³]

-4,0

Zand, kleiig

0,5

17

-4,5

Klei, zandig

1,5

-6,0

Veen

-8,0

Zand, matig vast

Dit wordt gemeten met een herhaalde plaatbelastingsproef waarbij de verhouding tussen de eerste en tweede belasting een maat is voor de verdichtingsgraad van het funderingsmateriaal. Als verdichtingsverhouding Ev2/Ev1 wordt in het algemeen een waarde van maximaal 2.3 tot 2.5 aangehouden (zie foto 3). Het geocell-systeem voldoet aan deze eisen zoals blijkt uit monitoring van een reeks succesvol uitgevoerde projecten en praktijkproeven. Zo zijn bij meer dan 20 kraanopstelplaatsen belastingproeven uitgevoerd waar het systeem werd gebruikt. De gemeten draagkrachtwaarden hadden een vervormingsmodulus Ev2 tussen 101 en 141 MN/m2 en voldeden daarmee aan de vereiste minimale waarde van 100 MN/m2. De bijbehorende verdichtingsverhoudingen Ev2/Ev1 varieerden in waarden van 1,14 tot 2,48. Ook in

φ´rep [°]

c´rep [kPa]

cu rep [kPa]

c´p [-]

c´s [-]

19

27,5

0

-

50

400

14

17

25

1

28

20

110

2,0

11

11

15

2

15

10

30

-

18

20

32,5

0

-

1500

dat opzicht werd aan de gestelde eisen voldaan. Kraanopstelplaatsen in Windmolenpark Noordoostpolder Aan de Westermeerdijk te Espel, zijn 13 van de totaal 86 nieuwe windturbines geplaatst. Elke windturbine van ongeveer 200 m hoog (tot bovenzijde wiek) werd gemonteerd vanaf een groot werkplateau met daarin een 55 bij 100 m grote kraanopstelplaats. Deze kraanopstelplaats mag enkel kleine vervormingen toelaten. De ondergrond ter plaatse van de kraanopstelplaatsen bestond uit samendrukbare lagen (zie tabel 1).

berekening omgezet naar een uniforme belasting van 198 kN/m² onder de 6 m brede stalen lastverdeelschotten over een lengte van 7,87 m (zie figuur 5). Dit conform het principe van Meyerhof-distributie volgens NEN99971, rekening houdend met de excentriciteit van de belasting, vanuit de 2 meter brede rupsen. Uitkomst van de berekening gaf aan dat na constructie van de kraanopstelplaats en het assembleren van de kraan de grootste zettingen waren opgetreden. De maximale directe zetting tijdens het ophijsen van de windturbine zou nog 32 mm zijn (zie figuur 6)

Samen met de opgegeven kraanbelastingen in diverse posities (zie figuur 4, Terex CC9800 van Enercon), is door Fugro een controleberekening met Plaxis gemaakt. De maatgevende maximale belasting van 780 kN/m² (zie figuur 4) onder de rups van de kraan is daarbij voor de Plaxis-

Voor de, door de opdrachtgever gevraagde, controle van de constructie heeft adviesbureau CRUX een zettingsanalyse uitgevoerd. Deze behelsde een berekening met D-Settlement en controle van de zettingsberekeningen met het eindige-elementen model Plaxis (met in

38

GEOKUNST - April 2017


STABIELE VOORBEREIDING OP DE ENERGIETRANSITIE

Figuur 5 - Belastingsschema Fugro voor en na Meyerhof-distributie. 260 kN/m2, bleek echter de zetting slechts 4 mm te bedragen na 12 uur belasten (zie foto 4). Vanwege het beperkte oppervlak van aangebrachte belasting is de zetting nagerekend met de methode Koppejan. Ook dan bleek de zetting ruim minder te zijn dan de, op basis van berekeningen en analyse, verwachte zetting van 32 mm. De uitgevoerde belastingtesten en de jarenlange praktijkervaring tonen duidelijk aan dat het systeem met een geocellstructuur ruimschoots voldoet aan de eisen met betrekking tot draagkrachtige kraanopstelplaats. Het speciale ontwerp zorgt ervoor dat optredende belastingen met een zodanige efficiĂŤnte belastingspreiding worden doorgegeven, dat zelfs op extreem slecht draagkrachtige ondergrond een zeer hoge draagkrachtwaarde en hoge veiligheid tegen grondbreuk kan worden bereikt, met beperkte zettingen en zettingsverschillen.

Figuur 6 - Vervorming tijdens hijsen.

Foto 4 - Prakijktest.

achtneming van de vormvaste geogrids). Als resultaat van de berekeningen en de analyse bleek dat de kraanopstelplaatsen theoretisch, bij de maatgevende belasting van 260 kN/m2,

gedurende 24 uur circa 32 mm zouden zetten. Uit de uitgevoerde praktijk belastingtest, met een contragewicht op vier betonplaten met een overeenkomstige druk van totaal

39

GEOKUNST - April 2017

Ook de kosten bij dergelijke projecten blijven goed voorspelbaar, omdat dieper ingrijpen in de ondergrond - zoals bij varianten met een paalfundering- niet vereist is, waardoor het risico op verrassingen beduidend wordt geminimaliseerd. De toename van de draagkrachtcapaciteit van de ondergrond kan beter worden ingeschat en berekend. Als laatste maar daarom niet minder belangrijk, de kraanopstelplaatsen met het beschreven systeem zijn kraanonafhankelijk. Dit is een groot voordeel voor alle betrokkenen, omdat bij de planning van windparken vaak van tevoren niet bekend is welk type kraan er uiteindelijk ingezet zal worden om op de windturbines op te bouwen of toekomstig onderhoud uit te voeren. De kraanopstelplaats kan zo worden ontworpen dat het niet uitmaakt als bijvoorbeeld in plaats van een rupskraan toch een stempelkraan wordt gebruikt.


I. Kádár M.Sc. Budapest University of Technology and Economics, Hungary

T. Szatmári M.Sc. Low & Bonar Kft.

Gevoeligheidsanalyse toepassing van geokunststoffen voor fundering van aardebanen

ir. J.H. van den Berg Low & Bonar Kft.

D. Woods B.Eng. Low & Bonar Kft.

Inleiding Het gebruik van geokunststoffen bij de aanleg van aardebanen voor wegen en spoorwegen op slappe grond is inmiddels gemeengoed. De geotechnisch ingenieur van nu heeft zelfs een keur aan oplossingen voorhanden. Aan hem of haar de uitdagende taak om op basis van de beschikbare bodemgegevens de voordelen in bouwtijd, bouwkosten, ruimtegebruik en duurzaamheid af te wegen en de best passende oplossing te adviseren. Voor beantwoording van een fundatievraagstuk zijn talrijke en uiteenlopende oplossingen mèt en zonder gebruik van geokunststoffen beschikbaar. Voorbeelden hiervan zijn: verticale drainage, stabiliteitswapening, grondvervanging, geotextiel omhulde kolommen, paalmatrassysteem, massastabilisatie en toepassing lichtgewicht materialen (EPS). Dit artikel bevat een gevoeligheidsanalyse van enkele internationale fundatieoplossingen met geokunststoffen. De analyse is uitgevoerd met behulp van eindige elementen methoden en aan de hand van een gekozen set grondparameters (representatief voor Centraal en Oost Europa) met een typische geometrie van een aardebaan. De geotechnische aspecten, zettingen en macrostabiliteit zijn per oplossing naast elkaar gezet. Beschrijving van de beschouwde funderingsoplossingen Drie verschillende, internationaal gebruikelijke oplossingsmethoden zijn vergeleken, te weten: -   aardebaan op een gewapend matras met behulp van geotextiel -   aardebaan op geconsolideerde grond met behulp van geprefabriceerde verticale drains; - aardebaan op geotextiel omhulde kolommen (zand- of grindpalen);

-  combinaties van hierboven met en zonder gewapend matras Gewapend matras Een gewapend matras bestaat uit één of meerdere lagen van relatief stijf (veelal grofkorrelig) materiaal dat per laag enkel- of meerzijdig is omsloten met een hoge sterkte geokunststof. Het gewapend matras dient ter voorkoming van stabiliteitsverlies of ontoelaatbare vervorming van de aardebaan. Tevens heeft het matras een drainagefunctie, waardoor overtollig water vanuit de constructie of ondergrond (consolidatie) versneld kan worden afgevoerd. Voor optimaal functioneren wordt het matras aangebracht op de bodem van de te realiseren aardebaan, direct op de slappe grond, zie Figuur 2.

afstroming) tot de helft van de drainafstand, waardoor de consolidatietijd afneemt (Hansbo, 1981). Daarbij leidt verticale drainage tot verhoging van de schuifsterkte en verlaging van de zetting tijdens de gebruiksfase van de slappe ondergrond (Indrarathna, 2007). Vanaf de zeventiger jaren zijn de geprefabriceerde verticale drains geëvolueerd tot een drain die compleet vervaardigd wordt van thermoplastische polymeren. Tegenwoordig vinden dergelijke geokunststofdrains hun toepassing in grootschalige grondverbeteringen voor landingsbanen, (snel)wegen en spoorwegen. De hedendaagse PVD’s zijn samengesteld uit een kunststof kern, naadloos omringd door een kunststof ‘non-woven’ filter.

Indien het draagvermogen van de ondergrond ontoereikend is om het gewicht van de aardebaan te dragen zal de constructie bezwijken. De ondergrond wordt daarbij weggeperst of weggeschoven. Het aanbrengen van een gewapend matras heeft enkel door het belasting spreidend effect een beperkte invloed op het draagvermogen van de ondergrond. Hierdoor is deze variant goed te combineren met fundatieoplossingen c.q. versnellingsmaatregelen zoals GEC’s en PVD’s.

De PVD’s worden in een holle stalen koker (lans) geplaatst; ze worden aan de bovenzijde ingevoerd om aan de onderzijde weer te verschijnen. Hier wordt de drain bevestigd aan een ankerplaat. Bij installatie wordt de lans naar een vooraf ingestelde diepte gedrukt en vervolgens weer omhooggetrokken waarbij de drain - dankzij de weerstand van de ankerplaat - op de juiste diepte achterblijft. Zie voor een uitgebreide beschrijving Geokunst, uitgave januari 2017, pagina 44.

Geprefabriceerde verticale drains (PVD’s) Verticale drainage door middel van PVD’s (Prefabricated Vertical Drains) versnellen het consolidatieproces. De verticale drain zorgt ervoor dat het overspannen poriënwater in het horizontale vlak in de richting van de dichtstbijzijnde drain afstroomt, waarna het de drain insijpelt en zijn weg vindt in verticale richting naar het maaiveld. De maximale af te leggen afstand van het poriënwater wordt zo gereduceerd van de halve laaghoogte (bij 2-zijdige

Geotextiel omhulde kolommen (GEC’s) Geotextiel omhulde kolommen, oftewel Geosynthetic Encased Columns (GEC) zijn in de grond gevormde Vibropalen gevuld met matig tot grofkorrelig materiaal (zand/ steen/grind). De varianten met en zonder geotextielen zijn internationaal veelgebruikte funderingsmethoden.

40

GEOKUNST - April 2017

De kolommen worden gevormd door een stalen buis met een open of gesloten onderzijde in


Samenvatting

Voor de fundatie van een aardebaan op slappe grond zijn uiteenlopende oplossingen beschikbaar. Dit artikel bevat een gevoeligheidsanalyse van enkele internationale fundatieoplossingen met geokunststoffen, te weten: aardebaan op een gewapend matras, aardebaan op geconsolideerde grond met behulp van geprefabriceerde verticale drains, aardebaan op geotextiel omhulde kolommen en combinaties van deze oplossingen

Voor aanbrengen belasting

met en zonder gewapend matras. De analyse is uitgevoerd met behulp van eindige elementen methoden en aan de hand van een gekozen set grondparameters (representatief voor Centraal en Oost Europa) met een typische geometrie van een aardebaan. De geotechnische aspecten, zettingen en macrostabiliteit zijn per oplossing naast elkaar gezet.

Na aanbrengen belasting

Belasting Matras van grove fractie Horizontale Grondwapening d.m.v. geotextiel Slappe grond Rondgeweven geotextiel Kolom

een aardebaan voor een tweebaans autoweg aangehouden. Op basis van deze geometrie zijn de bovengenoemde grondverbeteringstechieken gemodelleerd en vergeleken. Een afbeelding van de geometrie inclusief maatvoering is weergegeven in Figuur 2. Voor de gevoeligheidsanalyse is met verschillende sets van grondparameters en laagdikten gerekend. Voor de slappe ondergrond is gerekend met laagdiktes van 6 m, 18 m en 30 m. De geometrie en samenstelling van de aardebaan is in deze beschouwing voor alle oplossingen gelijk gehouden, evenals de hart-op-hart afstand van 2,0 m voor de PVD’s en de GEC’s.

Figuur 1 - Segregatie van kolom zonder geokunststof omhulling.

Figuur 2 - Geometrie van de aardebaan. de grond te trillen of te drukken. Een gesloten onderzijde voorkomt het binnendringen van grond in de buis tijdens de installatie. Eenmaal op diepte wordt een geokunststofkous (bijvoorbeeld Enka®-Tube) in de stalen buis neergelaten en wordt de kous afgevuld met goed verdichtend, grof granulair materiaal. Tijdens het trekken van de buis verdicht de vulling en komt de geokunststofkous op spanning. Dergelijke kolommen vormen relatief sterke en stijve elementen in slappe cohesieve grond. De scheidings- en filterfunctie van het geotextiel vormt in combinatie met de grofkorrelige vulling een drainagekanaal dat leidt tot versnelling

van eindzetting. De versterkingsfunctie van het geotextiel verhoogt het draagvermogen van de kolommen en beperkt tegelijkertijd zetting na ophoging. Hierdoor wordt ook de stabiliteit van de ophoging vergroot. In Figuur 1 rechts het effect van segregatie van de kolom zonder toepassing van een rondgeweven geotextiel. Het linker figuur toont de situatie met rondgeweven geotextiel, waarin de krachten worden opgevangen door het geotextiel. Geometrie aardebaan, grondmodellen en grondparameters Geometrie aardebaan Voor deze beschouwing is een geometrie van

41

GEOKUNST - April 2017

Grondmodellen en grondparameters In de gevoeligheidsanalyses zijn voor elk van de laagdiktes vier verschillende combinaties van grondparameters gehanteerd. De grondparameters van de bestaande slappe bodem zijn geselecteerd op basis van een vooronderzoek naar typische bodemsamenstellingen zoals aanwezig in Centraal en Oost-Europa. De slappe lagen in deze analyse vallen te omschrijven als zwakke tot matige cohesieve kleilagen. De aardebaan bestaat uit zand en ligt op een drainagelaag van grofkorrelig materiaal met een dikte van 0,5 m. In deze laag kan het overtollig poriënwater ongestoord zijn weg vinden richting de teen van het talud. Voor de keuze van de grondparameters is (allereerst) gezocht naar een range van parameters waarin faalmechanismen in werking treden door stabiliteitsproblematiek (ULS) en/of overschrijding van de bruikbaarheidsgrenstoestand (SLS) van de aardebaan. In Tabel 1 zijn de aangehouden grondparameters weergegeven. Voor de gevoeligheidsanalyse zijn diverse analysemethoden/modeltypen gehanteerd, die later worden toegelicht. De basisprincipes van de gehanteerde grondmodellen, Mohr-Coulomb (MC) en Harding Soil (HS en HSs), zijn hieronder samengevat. Mohr-Coulomb (MC) grondmodel Voor het linear-elastisch, perfect plastisch MohrCoulomb (MC) model worden vijf parameters


gehanteerd, te weten: Young’s moduls (Es) en Poisson’s ratio (ν) voor bepaling van de elasticiteit, de hoek van effectieve interne wrijving (φ’), effectieve cohesie (c’) en dilatantie hoek (ψ) voor bepaling van de plasticiteit. Het MC model is een 'eerste orde' benadering voor bepaling van het grondgedrag. Voor elke laag wordt een constante gemiddelde stijfheid geschat. Door de stijfheid als constante te hanteren zijn berekeningen betrekkelijk snel uit te voeren. Het MC model is bij uitstek geschikt voor de stabiliteitsanalyse (ULS), maar niet voor het berekenen van vervormingen (SLS). Harding Soil en Harding Soil small strain grondmodel Voor nauwkeurige simulatie van het grondgedrag worden de grondmodellen; Harding Soil (HS) en Harding Soil small strain (HSs) toegepast in het EEM model. Bij het HS model zijn de vervormingen in de dieper gelegen lagen relatief groot, normaliter is de stijfheid afhankelijk van de optredende rek. Dit probleem kan worden verholpen door toepassing van het HSs model, doordat het model bij kleine rekken (< 10-5) rekent met hoge stijfheden. In de gevoeligheidsanalyse is het HSs model gehanteerd voor een nauwkeurige bepaling van het vervormingsgedrag. Opgemerkt wordt dat bij het HS en HSs model geen kruipververvormingen worden berekend. Beschrijving modellering en ontwerpstappen De berekeningen zijn uitgevoerd in een driestappenstrategie, zie Figuur 3 voor het

processchema. In de eerste stap zijn voor alle varianten de stabiliteitsberekeningen uitgevoerd en is per variant de veiligheidsfactor (stabiliteitsfactor) vastgesteld voor de macrostabiliteit. Dit leidde tot een eerste schifting, waarna, onder andere, een aantal varianten van een matras van hoge sterkte geotextiel werd voorzien en doorgerekend. In de tweede stap zijn de benodigde consolidatietijd en het vervormingsgedrag bepaald. Afsluitend zijn geselecteerde berekeningen uit de stappen 1 en 2 geverifieerd door middel van herberekeningen behulp van alternatieve berekeningsprogramma’s. Figuur 3. Diagram van de modelleringstrategie De stabiliteitsberekening is uitgevoerd met behulp van de eindige elementen methode (EEM, Plaxis 2D) en de resultaten zijn geverifieerd door middel van herberekening met behulp van analytische rekenmethodes zoals opgenomen in het berekeningsprogramma ‘GEO5’. De consolidatieberekeningen zijn eveneens uitgevoerd met behulp van EEM. In de eerste stap (de stabiliteitsberekening) zijn de volgende oplossingsvarianten beschouwd: -  Aardebaan met slappe ondergrond, zonder versterkend geotextiel - Aardebaan op een matras van hoge sterkte geotextiel - Geokunststof omhulde grindpalen (GECs) -  Geokunststof omhulde grindpalen (GECs) met een matras van hoge sterkte geotextiel

De glijcirkels doorkruisen deels de geokunststof omhulling, wat in beginsel bijdraagt aan een toename van de stabiliteitsfactor. Echter, bij de stabiliteitsbeschouwing van de GEC’s zijn de geotextiel omhullingen niet in het EEM model opgenomen. Dit is in lijn met de Duitse richtlijn ‘Aanbevelingen voor ontwerp en berekening van gewapende grond met behulp van geokunststoffen’ (EBGEO, 2011). Dat stelt de geokunststof elementen niet op te nemen in het model, indien er geen resultaten uit praktijkonderzoek beschikbaar zijn, zoals voor deze studie het geval is. Hierdoor is de berekening voor dit oplossingsalternatief wel conservatief. Echter, parametrische analyses met gebruik van axiaal-symmetrische modellen laten een significant effect op het vervormingsgedrag zien (eindzetting is 50% of minder) bij gebruik van een geokunststof omhulling (Almeida, 2013). Het toegepast versterkend geotextiel betrof een hoge sterkte weefsel van polyester met een lange duur treksterkte van minimaal 180 kN/m en een maximale verlenging van 10% bij een nominale treksterkte.

De volgende parameters worden gehanteerd in het HS en HSs model: υ - Dwarscontractie coëfficiënt [-] γd - Droog volumegewicht [kN/m3] γsat - Nat volumegewicht [kN/m3] Es - Youngs Modulus [Mpa] φref - Hoek van interne wrijving [º] Ψ - Dilatantie hoek [º] cref - Cohesie [kPa] cU - Ongedraineerde schuifsterkte [kPa] k -  Waterdoorlaatbaarheid [m/s] of [m/dag] e0 - Poriegehalte [-] Eur^ref - Ontlast-/herbelaststijfheid [kPa] m - Machtsfactor ter bepaling van de spanningsafhankelijke stijfheid [-] G0 - Intiële glijdingsmodulus [MPa] γ0.7 -  Glijdingsmodulusfactor van 70% van de oorspronkelijke waarde [-] ck -  Factor afname doorlaatbaarheid (na consolidatie) [-]

Tabel 1 - Overzicht toegepaste grondparameters (Plaxis).

42

De PVD’s zelf bieden geen significante structurele bijdrage en hebben geen effect op de uiteindelijk stabiliteit van de aardebaan. Hierdoor gelden de eerste twee beschouwde oplossingsalternatieven voor de situatie met en zonder toepassing van PVD’s.

GEOKUNST - April 2017


GEVOELIGHEIDSANALYSE TOEPASSING VAN GEOKUNSTSTOFFEN VOOR FUNDERING VAN AARDEBANEN

vastgesteld dat met de gekozen parameters het talud instabiel bleef. Daarom is voor dit alternatief één laag geotextiel toegepast. -  Zeer slap: uit de stabiliteitsbeschouwing is vastgesteld dat: -  Met of zonder PVD’s: minimaal twee lagen geotextiel nodig zijn om het talud stabiel te krijgen. - Met GEC’s: één laag geotextiel benodigd is. Het gewicht van de opgebouwde aardebaan zorgt voor een directe toename van de grondspanningen in de slappe onderlaag, in eerste instantie ontstaat een toename van de waterspanning. Deze toename verlaagt de schuifweerstand en daarmee het weerstandsbiedend moment van de kritische glijcirkels wat kan leiden tot een taludafschuiving. In de praktijk wordt instabiliteit vermeden door de waterspanningstoename te beheersen door middel van een gefaseerde aanleg van de aardebaan. Bij het berekenen van de consolidatie is uitgegaan van een tweestapsuitvoering van de ophoogwerkzaamheden (tot 8 m), te weten, een ophoging van twee maal 4 m. Na het aanbrengen van de eerste 4 m is de consolidatietijd tot 75% consolidatie berekend en na het bereiken van 75% is de resterende 4 m aangebracht. Deze fase eindigt bij het bereiken van 90% consolidatie: een praktische waarde die in deze studie wordt gehanteerd ter vergelijking van de eindzetting. Omdat de stabiliteit tijdens de consolidatieperiode maatgevend is, is deze eveneens gecontroleerd.

Figuur 3 - Diagram van de modelleringstrategie.

Figuur 4 - Diagram van de modelleringstrategie. Stap 1 - Mohr-Coulomb model Voor de gevoeligheidsanalyse is gerekend met een slappe laag in drie verschillende laagdiktes en vier verschillende sets van grondparameters. Daarbij is tevens gerekend met en zonder een bovenbelasting (20 kPa) op de aardebaan. Dit maakt een totaal van 96 verschillende modellen. De eerste stap van de analyse is de stabiliteitsberekening op basis van het Mohr Coulomb grondmodel. De parameters van de slappe grondlaag zijn bepaald op basis van de eerste resultaten uit de stabiliteitsberekeningen, om zo tot vier onderscheidende categorieën te komen. Deze zijn als volgt gekenmerkt: - Gemiddeld: met deze parameters wordt voldaan aan taludstabiliteit met een veiligheidsfactor van 1,25, echter, de verwachte consolidatietijd blijft zonder versnellende maatregelen relatief lang.

- Slap 1 en Slap 2: set met ten opzichte van de categorie ‘Gemiddeld’ stapsgewijs lagere schuifsterktes. - Zeer slap: met de gekozen parameters is het talud instabiel en de consolidatietijd zeer lang. Stap 2 - Hardening Soil small strain soil-model In de tweede stap is de verwachte consolidatietijd per model berekend. De volgende modellen uit stap 1 zijn geselecteerd: -  Gemiddeld: uit de stabiliteitsbeschouwing is vastgesteld dat met de gekozen parameters het talud afdoende stabiel bleef, met en zonder toepassing van een gewapend matras. Daarom is de consolidatieberekening uitgevoerd met de modellen zonder geotextiel, en uiteraard met de modellen met PVD’s of GEC’s om het effect van versnelling te kwantificeren. -  Slap 2: uit de stabiliteitsbeschouwing is

43

GEOKUNST - April 2017

Het onderstaande figuur (Figuur 4) laat de toegenomen poriënwaterdruk zien direct na de tweede ophoogstap van de variant met een slappe laag van 18 meter en grondparameters type ‘zwak 2’. In figuur (a) zonder PVD’s na periode van 313 dagen, met een overdruk van 95 kPa en figuur (b) met PVD’s na 13 dagen met een overdruk van 61 kPa. Stap 3 - Verificatie Om de stabiliteits- en zettingsberekeningen op basis van 2D EEM te verifiëren is gebruik gemaakt van analytische berekeningssoftware; een relatief praktische en snelle oplossing. Allereerst is de stabiliteitsberekening (stap 1) gecontroleerd met behulp van het computerprogramma ‘GEO5’. Deze tool traceert, onder andere, het meest kritieke glijvlak door analyse van glijcirkels (Bishop methode). Daarbij biedt het programma de mogelijkheid geokunststofwapening en GEC’s te modelleren. De afwijkingen tussen stabiliteitsberekening op grond van de analytische en EEM methode


afname van de zetting van de EEM resultaten volgt uit de keuze van het EEM model (HS of HSs model), waarin stijfheid afhankelijk wordt gesteld aan de spanningstoestand. Berekeningsresultaten De resultaten uit de berekeningen samengevat in de onderstaande tabellen.

Tabel 2 - Berekeningsresultaten bij een slappe laag van 6 meter.

zijn

Doordat de meeste kritische glijvlakken niet dieper dan 6 m beneden maaiveld liggen, is de laagdikte van de slappe laag (6, 18 of 30 m) geen onderscheidende parameter in de stabiliteitsbeschouwing. Uitzondering zijn de berekeningen met de zeer slappe grondlagen, waarbij de maximale diepte van het glijvlak ligt in het gebied tussen 7 en 8 m minus maaiveld. Door toepassing van PVD’s wordt de afname van de waterspanning in de slappe laag versneld, wat leidt tot een verhoging van stabiliteit tijdens de bouwfase ten opzichte van de situatie zonder PVD’s. Deze verhoging is waar te nemen in een 10% tot 20% hogere stabiliteitsfactor. Uit de bovenstaande tabellen valt af te lezen dat de consolidatietijd met toepassing van PVD’s gemiddeld tot wel tot 1/10 wordt verkort, voor de zeer slappe lagen zelfs gemiddeld tot 1/20 in vergelijking met het niet toepassen van drains.

Tabel 3 - Berekeningsresultaten bij een slappe laag van 18 meter. bedroegen in geen geval meer dan 6%, waarbij het overgrote deel kleiner of gelijk aan 1% was. Naast de verificatie van de stabiliteitsfactor is tevens de vorm en positie van het kritisch glijvlak vergeleken. De consolidatieberekeningen zijn geverifieerd met behulp van het computerprogramma ‘GGU Consolidate’. Voor een correcte benadering van de varianten met PVD’s in combinatie met een

gefaseerde belasting is enkel de numerieke methode mogelijk. Deze methode is tevens opgenomen in dit computerprogramma. De afwijkingen tussen de consolidatieberekeningen waren zeer gering, doch kan worden opgemerkt dat de afwijking tussen de numerieke methodes van beide tools evenredig toeneemt met de laagdikte van de slappe laag. Hoewel dit niet nader is onderzocht, wordt aangenomen dat de relatieve

44

GEOKUNST - April 2017

Daarbij wordt met toepassing van PVD’s de eindzetting voor de beschouwde situaties tot maximaal 35% gereduceerd. Als gevolg van de afwijkende spanningsopbouw en het samenhangend vervormingsgedrag ligt bij de variant zonder PVD’s het punt van maximale zetting niet in het hart van de aardebaan, maar op symmetrisch gelegen punten tussen 5 tot 10 m van de hartlijn, zie Figuur 5.   Conclusies Er bestaan veel varianten en variaties in consolidatie versnellende en stabiliteit verhogende maatregelen. Deze studie beschrijft een set vergelijkbare varianten met toepassing van geokunststof. Met de omschreven aanpak is geprobeerd een eenduidig vergelijk te realiseren met behulp van beschikbare tools. Hiermee zijn de locatie-specifieke storingen en afwijkingen zoals aan de orde bij opname van praktijkcases uitgesloten. Een globaal overzicht van de effecten van deze geokunststoffen op de aspecten stabiliteit en consolidatie van aardebanen is weergegeven in de onderstaande tabel. 1  Gewapend matras blijkt een effectieve maatregel ter voorkoming van instabiliteit van een aardebaan tijdens ophoging. GEC’s en


GEVOELIGHEIDSANALYSE TOEPASSING VAN GEOKUNSTSTOFFEN VOOR FUNDERING VAN AARDEBANEN

per strekkende meter aardebaan. De variant waarbij consolidatie wordt versneld met PVD’s en stabiliteit van de aardebaan wordt geborgd met een hoge sterkte geweven geokunststof is een zeer kostenefficiënte oplossing. Daarbij de kanttekening dat een LCC (Life Cycle Costing) -analyse hier op zijn plaats is en zou leiden tot een realistischer kostenvergelijk.

Tabel 4 - Berekeningsresultaten bij een slappe laag van 30 meter.

Tabel 5 - kwalitatieve vergelijking van de oplossingen.

Figuur 5 - Zettingen na de tweede concolidatieslag (90%) 30 m zeer slappe grond. PVD’s dragen eveneens bij aan verhoging van de macro stabiliteit door directe afname van het overspannen poriënwater tijdens ophoging. 2  Bij de dunnere slappe lagen (6 m) ligt de consolidatietijd van GEC’s in lijn met die van PVD’s. Ondanks versnellende maatregel blijft de consolidatietijd bij de relatief dikke ondoordringbare lagen aanzienlijk. Aanpassing van de uitvoeringscondities (drainafstand, voorbelasting) is dan een logische stap.

Het effect van deze variaties is niet verder onderzocht. 3 Bij de varianten met GEC’s is de eindzetting en de optredende restzetting tijdens de gebruiksfase lager, waardoor de kosten voor aanleg en beheer lager zijn. In situaties waarbij zettingsarme of zettingsvrije constructies op de aardebaan gerealiseerd worden, geniet deze variant de voorkeur. 4  Indicatie van kosten gebaseerd op aanleg

45

GEOKUNST - April 2017

Literatuurlijst - Almeida M. S. S. e.a. (2013). ”Performance of a geosynthetic-encased column (GEC) in soft ground: numerical and analytical studies” In: Journal Geosynthetics International, IGS, volume 20, Issue 4, August 2013, p. 252-262. - Bhasi A., Rajagopal A. (2015). “Numerical study of basal reinforced embankments supported on floating/end bearing piles considering pilesoil interaction”. In: Journal Geotexiles and Geomembranes, Elsevier Ltd., volume 43, Issue 6, November 2015 p. 524-536. -  Hansbo, S. (1981). “Consolidation of finegrained soils by prefabricated drains”. In: Proceedings of the 10th international conference SMFE., Stockholm, p. 677-682 -  Holtz, R.D. (1987). :”Preloading with prefabricated vertical strip drains” In: Journal Geotextiles and Geomembranes, volume 6, Issue 1, January 1987, p. 109-131 -  Hsu C-C., Vucetic M. (2002). “Dynamic and cyclic behavior of soils over a wide range of shear strains in ngi-type simple shear testing device” In: UCLA Research Report ENG-02-228, Civil Environmental Engineering Department, University of California, Los Angeles, 2002. -  Indrarathna B. e.a. (2007). “ Soft clay foundation improvement with drainage and geo-inclusions, with special reference to the performance of embankments and transportation systems”. In: Proceedings of the First Sri Lankan Geotechnical Society (SLGS) International Conference on Soil and Rock Engineering, Colombo, Sri Lanka, 5-11 August 2007. -  Koerner, R.M. (2005). “Designing with Geosynthetics – 6th edition Vol. 1”, ISBN 9781462882885 -  Mayne P.W., Rix G.J. (1993). Gmax – qc relationship for clays. In: Geotechnical Testing Journal, Volume 16, Issue 1, p. 54-60 -  German Geotechnical Society (2011). “Recommendations for Design and Analysis of Earth Structures using Geosynthetic Reinforcements – EBGEO”, Ernst & Sohn GmbH & Co. KG. August 2013. ISBN 978-3-43302983-1


Geotechnical experts

pile testinG experts

Geotechnical equipment

UW partner voor

paaltesten en all-roUnd geotechnische advisering

ontwerp & advies, second opinions, deskundigenonderzoek, monitoring, heipredicties & intrilpredicties,

oad s tat iC l g in t tes

load d Y n a M iC g t e s t in

ad r a p id l o g t e s t in

paaltesten, onshore & offshore

n] [t o t 8 M

www.allnamics.nl

BAM Infraconsult geotechniek _Oktober_2014_v2.indd 54

bv | Postbus 268 | 2800 AG Gouda | Tel. (0182) 59 05 10 | info@baminfraconsult.nl | www.baminfraconsult.nl PAO Techniek en Management organiseert dit najaar de volgende vier cursussen op het gebied van geokunststoffen. Daarnaast bieden we een aanbod aan BAM Infraconsult is ruim 30 jaar actief in het ontwerp, project management en uitvoering van projecten op het gebied vangevarieerd infrastructureel ontwerp, kust- en maritieme geotechnische cursussen, waarover u veelal meerinkunt vinden insector onze waterbouw. Vanuit onze vestigingen in Nederland, Dubai, Singapore, Jakarta en Perth werken wij aan projecten in binnen- en buitenland, opdracht van de advertentiedie elders in dezemet editie, of natuurlijk op www.paotm.nl. Infra van Koninklijke BAM Groep nv, BAM International en externe opdrachtgevers. De onzekerheden de ondergrond zich meebrengt, creĂŤren naast risicoâ&#x20AC;&#x2122;s ook kansen voor het ontwerp en bouw van civieltechnische projecten. De afdeling Geotechniek speelt daarom een centrale rol bij de projecten van BAM Infraconsult en haar zusterbedrijven. BAM Infraconsult kenmerkt zich door betrouwbaarheid, deskundigheid, slagvaardigheid, blijvend onderscheidend en is onlosmakelijk verankerd in het bouwbedrijf. Dankzij deze mentaliteit zijn we zeer succesvol.

FOLIECONSTRUCTIES IN VERDIEPTE INFRASTRUCTUUR Ondergronds bouwen met waterdichte folie afsluiting 13 oktober 2016 Voor ondergronds bouwen is een innovatieve folieconstructie vaak goedkoper dan een traditionele uitvoering met onderwater-beton en trekpalen. Folie betreft een waterdicht kunststof geotextiel en kan worden gebruikt voor het realiseren van waterdichte afsluitingen in de ondergrond waardoor een kunstmatige polder ontstaat.

BASAL REINFORCED PILED EMBANKMENTS 2016 update of the Dutch Design Guideline CUR226 15 and 16 November 2016 A piled embankment consists of an embankment on a pile foundation. In a basal reinforced piled embankment, the embankment is reinforced at its base with a geosynthetic reinforcement. A piled embankment can be built quickly, the influence on adjacent sensitive objects is limited and residual settlements are prevented. An increasing number of piled embankments are being constructed every year.

GEOTEXTIELEN IN DE WATERBOUW Ontwerp en uitvoering 1 november 2016 Geokunststoffen worden steeds vaker toegepast bij waterbouwkundige projecten. Zij zijn vaak goedkoper en milieuvriendelijker dan traditionele technieken. De geokunststoffen dienen wel zorgvuldig worden toegepast bij de aanleg van civieltechnische constructies. Gebeurt dat niet dan kunnen beschadigingen het gevolg zijn.

BOUWEN MET BAGGER Bespaar kosten door bagger als bouwmateriaal te gebruiken 29 en 30 november 2016 Bij bouwen met baggerspecie wordt aanzienlijk bespaard op transport-, depot- en stortkosten. Ook is er een grote besparing te behalen op de aanschaf van primaire bouwmateriaal die normaal gesproken wordt ingezet. In deze cursus leert u hoe u dit doelmatig doet. Een toepassing is bijvoorbeeld om een geotextiel te vullen met bagger en te verwerken in de oever of kade.

www.baminfraconsult.nl

Advertentie Geotechniek. nummer 3.indd 1

14-11-2014 15:03:23

28-08-14 13:55


EC T O E

BLAD G K A

IEK HN

20 JAAR V

Geotechniek april 2017  

Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you