__MAIN_TEXT__
feature-image

Page 1

GEOTECHNIEK Onafhankelijk vaktijdschrift voor het geotechnische werkveld

9e jaargang - nummer 2 april 2005

Ontwikkeling en mogelijkheden van het SEA-anker Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen Veiligheid en gezondheid in de Europese geotechniek inclusief

PREPAL BULLETIN pagina 73 t/m 82

GEOKUNST

pagina 61 t/m 71

Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam geotechniek_2005#2_compleet.indd 1

04-03-2005 11:54:45


������������������ ����������� ����������� �������������� �������������������� ������������������� �������������������� ���������� ���������������� �������������������� ������������������� ������������������ ����������� ���������������� �������������������� ������������������� ������� ��������������� �������������� ���������������������

�������������� ����������� ������������� �������������� ���������������� ������������� ������������� ��������� ������������ ��������������������� ���������������������

�������������������������������������������������� ������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������� ��������������������������������������������������� ����������������������������������������������������� ���������� ���������������������������������������������� ����������������������������������������������������� ���������������������� ��������������������������������������������� ���������������������������������������������������� ���������������������������������������������������

VOOR FUGRO KENT GEOTECHNIEK GEEN GRENZEN Fugro is actief op het gebied van: • Grondonderzoek • Funderingsadviezen • Bemalingsadviezen • Bouwrijp maken • Stedelijk grondwaterbeheer • Geotechnische risico-analyses • Uitvoeringsbegeleiding • Monitoring • Materiaalkundig onderzoek GEOTECHNIEK MILIEU ONDERZOEK

MARINER

FUGRO INGENIEURSBUREAU B.V. / FUGRO ENGINEERS B.V. Veurse Achterweg 10, 2264 SG, Leidschendam Tel: 070-311 13 33/ 070-311 14 44

www.fugro.nl Untitled-1 1 geotechniek_2005#2_compleet.indd 2

30-11-2004 15:29:02 04-03-2005 11:55:58


Studiedagen CUR-middag 7 april 2005, Goudse Schouwburg, Gouda organisatie: CUR Excursie Aanleg metro Noord/Zuidlijn en Stationseiland 13 april 2005, Informatiecentrum Noord/Zuidlijn, Amsterdam organisatie: KIVI NIRIA, Regio Noord-Holland Middagsymposium “Restzettingen: haalbaar en betaalbaar?” 27 april 2005, GeoDelft, Delft organisatie: KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek Bezoek Tunnelbouw A73 2 juni 2005, Vlascoop, Roermond organisatie: KIVI NIRIA, Regio Noord- en MiddenLimburg Geotechniekdag 11 oktober 2005, Chassé Theater, Breda organisatie: KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek Waterbouwdag 12 oktober 2005, De Flint, Amersfoort organisatie: CUR

Cursussen Feiten en fabels over oppervlakteverdichting van grond 14 en 15 april 2005 in Delft organisatie: PAO Consolidatietheorie start 15 april 2005 in Delft (8 vrijdagmiddagen) organisatie: GeoDelft Basiscursus ontwerpen van grondlichamen 21 april 2005 in Delft organisatie: GeoDelft Geforceerde consolidatie door waterstandverlaging en onderdruk 12 en 13 mei 2005 in Delft organisatie: PAO i.s.m. CUR Paalfunderingen voor civiele constructies 18, 19 en 25 mei 2005 in Delft organisatie: PAO i.s.m. CUR

agenda

Paalfunderingen ontwerpen en toetsen 26 mei 2005 in Delft organisatie: GeoDelft Geotechnical Instrumentation for Field Measurements 31 mei, 1 en 2 juni 2005 in Delft organisatie: PAO i.s.m. GeoDelft Basiskennis geologie voor de civiele techniek in Nederland 2, 3 en 10 juni 2005 in Delft organisatie: PAO Beter bouw- en woonrijp maken 9 en 10 juni 2005 in Den Haag organisatie: PAO

Grondmechanica en Funderingstechniek 2 (basis)(CGF2) start 6 september 2005 in Delft en 8 september 2005 in Utrecht (14 wekelijkse lesavonden) organisatie: Elsevier opleiding & advies i.s.m. KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek Grondmechanica en Funderingstechniek 1 (vervolg)(CGF1) start 13 september 2005 in Utrecht en 15 september 2005 in Delft (14 wekelijkse lesavonden) organisatie: Elsevier opleiding & advies i.s.m. KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek MPile: 3D modelleren van paalgroepen 20 oktober 2005 in Delft organisatie: GeoDelft Aan de grond zitten start 1 november 2005 in Delft (4 middagen) organisatie: GeoDelft Innovatieve monitoringstechnieken van kades en dijken 8 en 9 november 2005 in Delft organisatie: PAO

5th International Symposium Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground 15 – 17 juni 2005, Amsterdam organisatie: KIVI Congresbureau www.tc28-amsterdam.org 16th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering 12 – 16 september 2005, Osaka, Japan organisatie: Japanese Geotechnical Society i.s.m. ISSMGE www.icsmge2005.org No-dig 2005 19 – 21 september 2005, Rotterdam organisatie: Netherlands Society for trenchless technology (NSTT) i.s.m. ISTT www.no-dig2005.com

Informatie en aanmelding Betonvereniging www.betonvereniging.nl +31-(0)182-53 92 33 COB www.cob.nl +31-(0)182-54 06 60 CROW www.crow.nl +31-(0)318-69 53 00 CUR www.cur.nl +31-(0)182-54 06 00 Elsevier opleiding & advies www.elsevieropleidingen.nl +31-(0)78-625 37 53 GeoDelft www.geodelft.nl tel. +31-(0)15-269 35 00 KIVI NIRIA www.kiviniria.nl +31-(0)70-391 98 90 KOAC-WMD www.koac-wmd.nl +31-(0)55-543 31 00

Beurzen en congressen

NGO www.ngo.nl +31-(0)30-605 63 99

ITA-AITES World Tunnel Congress 7 – 12 mei 2005, Istanbul, Turkije organisatie: International Tunnelling Association www.ytmk.org.tr

Grondwateroverlast en –onderlast in de bebouwde omgeving 24 en 25 mei 2005 in Delft organisatie: PAO

18e BIBM Internationaal Congres & Beurs ‘Meet the future of precast concrete’ 11 – 14 mei 2005, RAI Congrescentrum, Amsterdam

geotechniek_2005#2_compleet.indd 3

International Conference on Deep Mixing; Best Practice and Recent Advances 23 – 25 mei 2005, Stockholm, Zweden organisatie: Swedish Geotechnical Institute www.deepmixing05.se

Modellering van bronbemalingen 9 november 2005 in Delft organisatie: GeoDelft

Modelleren van moderne consolidatietechnieken bij ophogingen 19 mei 2005 in Delft organisatie: GeoDelft

Geotechniek | april 2005

organisatie: BFBN www.bibm2005.com

NIRIA www.niria.nl +31-(0)70-352 21 41 NSTT www.nstt.nl +31-(0)182-56 73 80 PAO www.pao.tudelft.nl +31-(0)15-278 46 18 Plaxis b.v. www.plaxis.nl +31-(0)15-260 04 50 TI-KVIV www.ti.kviv.be +32-(0)3-260 08 40

3

04-03-2005 11:58:42


Geotechniek wordt mede mogelijk gemaakt door:

Hoofdsponsor

Stieltjesweg 2, 2628 CK Delft, Tel. (015) - 269 35 00

Subsponsors:

Veurse Achterweg 10, 2264 SG Leidschendam Tel. 070 - 311 13 33

Gemeentewerken Rotterdam, Galvanistraat 15, 3029 AD Rotterdam Tel. 010 - 489 69 22

Vierlinghstraat 17, 4251 LC Werkendam Tel. 0183 - 40 13 11

Sponsors België:

Gendt (Gld) Tel.: 0481 - 424721 Delft Tel.: 015 - 2855580 Beverwijk Tel.: 0251 - 261800

Infra, Funderingstechnieken en Engineering Postbus 1526, 3430 BM Nieuwegein Tel. 030 - 285 31 45

Zuidoostbeemster, Tel. 0299 - 433 316 Almelo, Tel. 0546 - 532 074 Oirschot, Tel. 0499 - 578 520 Ede, Tel. 0318 - 437 639

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

De Holle Bilt 22, 3732 HM De Bilt

Kleidijk 35, 3161 EK Rhoon Tel. 010 - 503 02 00 IJzerweg 4, 8445 PK Heerenveen Tel. 0513 - 63 13 55

Vlasweg 9 4782 PW Moerdijk Tel. 0168 - 38 58 85

Sponsors Duitsland:

HUESKER

Barbarossastraat 35, 6522 DK Nijmegen Tel. 024 - 328 42 84

Korenmolenlaan 2, 3447 GG Woerden Tel. 0348 - 43 52 54

Arcadis, Postbus 33, 6800 LE Arnhem Tel. 026 - 377 89 11 Ekkersrijt 2058, 5692 BA Son Tel. 0499 - 47 17 92 Kubus 121, 3364 DG Sliedrecht Tel. 0184 - 61 80 10

4

geotechniek_2005#2_compleet.indd 4

Rijksstraatweg 22F 2171 AL Sassenheim Tel. 071 - 301 92 51

Agent voor Nederland

CECO B.V. P.O. Box 1262 D-48705 Gescher Tel. 0049 2542 701 0

Boskalis bv Natte en droge infrastructuur ‘s-Gravenweg 399 - 405 3065 SB Rotterdam Postbus 4234 3006 AE Rotterdam Tel. 010 - 28.88.777 Fax 010 - 28.88.766

Veemarktkade 8, 5222 AE 's-Hertogenbosch Tel. 073 - 624 1916

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 11:59:17


Van de Redactieraad

colofon Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken. Geotechniek, jaargang 9, nummer 2, april 2005 Uitgave Uitgeverij Educom BV Mathenesserlaan 347-b, 3023 GB Rotterdam Tel. 010 - 425 65 44 Fax 010 - 425 72 25 E-mail: info@uitgeverijeducom.nl Uitgever/bladmanager Robert Diederiks Redactieraad Alboom, ir. G. van Barends, prof. dr. ir. F.B.J. Berg, dr. ir. P. van den Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Calster, ir. P. van Deen, dr. J.K. van Diederiks, R.P.H. Diepstraten, ir. E.M.J. Doornbos, ing. S. Eijgenraam, ir. A.A. Graaf, ing. H.C. van de Graaf, ir. H.J. van der Habib, ir. A. Hannink, ir. G. Huiden, ir. E.J. Jonker, ing. A. Kant, ing. M. de Knol, ir. J.

Mathijssen, ir. F.A.J.M. Meel, ir. R. van der Niekerk, ir. W.J. van Ramler, ir. J.P.G. Rook, J. Rijkers, drs. R.H.B. Schouten, ir. C.P. Schrier, ir. J.S. van der Seters, ir. A.J. van Smienk, ing. E. Staveren, ir. M.Th. van Teunissen, ir. E.A.H. Thooft, dr. ir. K. Thoonsen. G.J.J. Visser, ing. G.T. Vos, ir. M. de Ypma, ir. M.J.

Redactie Berg, dr. ir. P. van den Diederiks, R.P.H. Hannink, ir. G. Kant, ing. M. de Mathijssen, ir. F.A.J.M. Thooft, dr. ir. K. Vormgeving DLMA.nl i.s.m. Uitgeverij Educom BV Abonnementen Nederland (5 nrs. per jaar, excl. specials) Gratis op aanvraag indien men behoort tot één van de lezersgroepen. Abonnementen buitenland (5 nrs. per jaar, excl. specials) bedrijvenabonnement € 100,- (excl. 6% btw), € 80,- (incl. 6% btw), particulier abonnement Nabestellingen en lezersservice Tel. 010 - 425 65 44 E-mail: info@uitgeverijeducom.nl © Copyrights Uitgeverij Educom BV - april 2005 Niets uit deze uitgave mag worden geproduceerd door middel van boekdruk, foto-offset, fotokopie, microfilm of welke andere methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. © ISSN 1386 - 2758

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 5

Eind februari vond de algemene ledenvergadering van de afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA plaats in combinatie met een bijeenkomst van de GeoForum-community. Zoals de lezer van Geotechniek kan weten, is GeoForum een cluster van actiegroepen met als gemeenschappelijk doel de geo-engineering beter op de kaart te krijgen bij planologen, beleidsmakers en andere niet-technische groepen in de samenleving. In onze rubriek ‘The magic of Geotechnics’ besteden wij al enige tijd aandacht aan het gedachtegoed van GeoForum. Op die middag van de afdeling voor Geotechniek was het onderwerp ‘het overbruggen van de kloof tussen bestuurders en techneuten’. Het onderwerp werd ingeleid met de volgende anekdote die voorzover bekend, van internet is afgehaald: Een man vloog in een heteluchtballon boven het land en besefte dat hij verdwaald was. Hij zag beneden een man lopen en daalde tot hij binnen gehoorsafstand was. ‘Neem me niet kwalijk’, riep hij. ‘Kunt u mij misschien helpen? Ik heb mijn vriend beloofd hem een half uur geleden ergens te ontmoeten, maar ik weet niet waar ik ben.’ De man beneden antwoordde: ‘Ja. U bent in een heteluchtballon en zweeft ongeveer 20 meter boven de grond. U bevindt zich tussen de 52 en 53 graden noorderbreedte en tussen de 5 en 6 graden oosterlengte.’ ‘U bent zeker een technicus’, zei de man in de heteluchtballon. ‘Inderdaad’, zei de ander, ‘maar hoe weet u dat?’ ‘Nou’, zei de man in de ballon, ‘alles wat u zegt is technisch gesproken juist, maar ik heb helemaal niets aan die informatie. En al met al ben ik nog steeds verdwaald.’ De man op de grond zei: ‘En u bent zeker manager?’ ‘Dat klopt’, zei de man in de ballon, ‘maar hoe weet u dat?’ ‘Eenvoudig. U heeft geen idee waar u bent, u weet al helemaal niet waar u naar toegaat. U heeft iets beloofd terwijl u geen idee heeft hoe u die belofte moet waarmaken, en u verwacht dat ik uw probleem oplos. U verkeert nog steeds in dezelfde positie als voor wij elkaar ontmoetten, maar op één of andere manier is het nu mijn schuld!’ Deze anekdote zal voor veel technici herkenbaar zijn: de verschillende werelden waarin velen dagelijks opereren, kent ongetwijfeld vergelijkbare situaties. De afstand tussen die werelden moet kleiner worden gemaakt, daar is iedereen het over eens, maar daarnaast moet wel degelijk het soms wat eenzijdige vakmanschap blijven bestaan. Voor het oplossen van veel problemen in dit land zijn vakkundige technici nodig en in de toekomst dreigt een tekort daaraan. Een ieder moet zijn plaats weten en dat geldt ook voor Geotechniek. Geotechniek is er voor de kennisuitwisseling en is dus vooral een vaktijdschrift. Maar wel een vaktijdschrift met oog voor de wereld om ons heen. Vandaar ook de rubriek “The magic of Geotechnics” en de ondersteuning van het GeoForuminitiatief. In dit nummer vindt u een artikel over de veiligheid en gezondheid in de geotechniek, een onderwerp dat voor velen waarschijnlijk nieuw is. Daarnaast een aantal inhoudelijke artikelen o.a. over de bouw van de Noord/Zuidlijn in Amsterdam, een project waar techniek en maatschappij wel erg dicht op elkaar zitten. Al met al weer, naar de redactie hoopt, een interessante mix aan artikelen en rubrieken. Bent u ook met een interessant project bezig en bevat het wetenswaardigheden voor het geotechnisch werkveld? Breng het onder de aandacht van de redactie. Ook onderwerpen die iets verder van de harde techniek afstaan, publiceren wij graag. Al is het maar om de boven geschetste karikatuur geen imago van ons vakgebied te laten worden. Het nieuwe uiterlijk van Geotechniek in 2005 heeft tot nu toe veel positieve reacties opgeleverd. Weliswaar vinden sommige lezers het formaat wat breed voor hun boekenkast, qua leesbaarheid is men erg enthousiast. Ook kan men zich heel goed vinden in de reden dat het gewoon tijd was om weer eens iets nieuws te gaan doen. Wij hopen dat het tweede nummer met het vernieuwde uiterlijk evenzeer zal aanslaan. Ir. G. Hannink

R.P.H. Diederiks

Voorzitter van de redactieraad

Uitgever

5

04-03-2005 11:59:24


��������������������������

������� ��� ���� ����������� ��� ����� ����������� ������ ������� ����� ���� ���� ����� ��� ��������� ��� ������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������� ������ ����� ��� ������ ��� ��� ������� ���� ��������������� ������ ��� ������������ ���� �������� ��� ���� ��������� ���� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������� ������� �������� ��� ��������� ���� ������ ���������� ������� ����� ���� �������� ��������� ��� �������� ���� ��������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� ��� �������������� ������������ ��� ����������������������� ����� ���� ���� ������������������ �������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������

�����������������������

Geo Techniek

geotechniek_2005#2_compleet.indd 6

hjGrontmij

• Funderingstechnieken • Kadeconstructies • Waterkeringen • Onderbouw wegen en spoorwegen • Ondergronds bouwen • Grondverbeteringstechnieken • Grondonderzoek en interpretatie • Restauratiewerken

Postbus 203 3730 AE DE BILT

www.grontmij.com geotechniek@grontmij.nl

De basis voor mooi werk

04-03-2005 11:59:46


INHOUDSOPGAVE Geotechniek Agenda

3

Van de redactieraad

5

Actueel

8

Afstudeerders

14

The magic of Geotechnics

16

Vraag en antwoord

18

Normen en waarden

20

CUR-info

22

KIVI NIRIA

24

Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam

26

Ontwikkeling en mogelijkheden van het SEA-anker

35

Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen

40

Veiligheid en gezondheid in de Europese geotechniek

50

Grondboog

53

Geokunst Van de redactie

63

Duurzaamheid van grondstoffen

65

ICE spoorbaan Hamburg-Berlijn

66

Organisatie van de Europese normalisatie van geokunststoffen en de Nederlandse bijdrage 68 Verantwoord gebruik van geosynthetische bouwmaterialen

70

Prepal Bulletin EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles

74

Verspreiding van dit nummer in België wordt mede mogelijk gemaakt door: Lhoist Nederland Minervum 7412B - 4817 ZG Breda Tel. +31 (0)76 587 50 51 Lhoist Western Europe Parc des Collines 50 - 1300 Wavre België Tel. +32 (0)10 23 38 11 info@lhoist.com Franki Geotechnics B Avenue Edgard Frankignoul 2 - 1480 Saintes België Tel. +32 (0)2 / 391 46 46 Atlasstraat 2 - 8680 Koekelare België Tel. +32 (0)51 / 58 88 81

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 7

7

04-03-2005 11:59:50


Nauwkeurigheid zettingsprognose wegen in beeld gebracht CROW-publicatie 204 Hoe nauwkeurig zijn de berekende (eind)zettingen? Een vraag die altijd speelt bij de aanleg van (spoor)wegen op slappe bodem. CROW-publicatie 204 ‘Betrouwbaarheid zettingsprognoses’ geeft antwoord op deze vraag. De zettingsprognose als onderdeel van de voorbereiding van een ophoging op een samendrukbare ondergrond heeft vaak een onbekende nauwkeurigheid. De op traditionele wijze bepaalde zettingsprognose, met een globale nauwkeurigheidsmarge van 30 procent, voldoet vaak niet meer. Een gevolg van kortere bouwtijden, scherpere zettingseisen en verschuiving van risico’s van opdrachtgever naar opdrachtnemer. Een nauwkeuriger zettingsprognose is gewenst om problemen na ingebruikname te kunnen voorkomen, de haalbaarheid van een korte bouwtijd in relatie tot steeds scherpere eisen aan restzettingen te kunnen beoordelen en het risico van kostenoverschrijding te kunnen inschatten. De publicatie gaat in op de vraag hoe de nauwkeurigheid van zettingsprognoses kan worden verbeterd. Het in opdracht van de CROWwerkgroep ‘Gevoeligheidsanalyse zettingsprognose’ uitgevoerde onderzoek heeft geresulteerd in een systematische en gestructureerde foutenbronnenanalyse en een praktisch hulpmiddel bij de bepaling van de betrouwbaarheid van zettingsprognoses. De invloed van foutenbronnen is in een scorekaart weergegeven, waaruit eenvoudig af te leiden valt welk aanvullend onderzoek het meest lonend is om de betrouwbaarheid van zettingsprognoses te vergroten. In de vorm van een computerprogramma, genaamd ZETFOUT, wordt een praktisch instrument meegeleverd. De geotechnisch ontwerper kan hiermee op een snelle wijze de score bepalen en de daarbij verwachte onnauwkeurigheid van de berekende zetting. Afhankelijk daarvan kan hij zijn keuzes bijstellen. CROW-publicatie 204 ‘Betrouwbaarheid van zettingsprognoses’ kost € 50,(inclusief BTW en verzendkosten binnen Nederland), telt 114 pagina’s en is te bestellen via de website: www.crow.nl/shop, per fax (0318) 62 11 12, of per post: Postbus 37, 6710 BA Ede.

‘Concrete poetry’ sleept Schreudersstudieprijs in de wacht De Schreudersstudieprijs werd van bouwend Nederland op tijdens de COB-middag op 16 het gebied van ruimtegebruik december 2004 voor de tweede beneden het maaiveld. Om verder maal uitgereikt. over de grenzen van de praktijk ‘Een ondergrondse kathedraal voor heen te kijken, introduceerde de het vieren van het leven’, zo noemt A.M. Schreudersstichting in 2002 winnares Petra van de Ven haar ook de Schreudersstudieprijs. ontwerp. De studente Bouwkunde Hiervoor komen studenten in aan de TU Eindhoven ontwierp aanmerking die met succes een een uitgaansgelegenheid op afstudeerproject op het gebied een bijzondere plek: tussen het van ondergronds bouwen hebben Amsterdamse metrostation afgerond aan een Nederlandse Vijzelgracht en de straat. HBO-instelling of universiteit. De tweejaarlijkse Schreudersprijs De Schreudersstudieprijs bestaat is in 1999 in het leven geroepen uit een geldbedrag van 5.000 euro als stimulans voor initiatieven en een oorkonde.

Nieuw erkenningssysteem in de funderingsbranche in werking getreden Op 1 januari 2005 is een nieuw erkenningssysteem voor de funderingsbranche in werking getreden. Het bestuur van de stichting LEF heeft hiertoe op 15 december 2004 besloten. De invoering luidt een geheel nieuwe aanpak in die gebaseerd is op benchmarking en beoordeling van het totale beleid van de aangesloten erkende bedrijven. De LEF gaat in 2005 van start met de vierde generatie van de Erkenningsregeling voor het funderingsbedrijf. Daaraan zijn een tweetal proefjaren vooraf gegaan. Het nieuwe systeem gaat uit van een beschouwing van het beleid dat een bedrijf voert en vergelijking van de scores met het totaal. Alle erkende bedrijven zijn in 2003 en 2004 tweemaal onderzocht op maar liefst 31 aspecten. Deze aspecten zijn ondergebracht in de volgende categorieën: • Kwaliteit • Veiligheid en gezondheid • Opleidingen • Milieu • Administratief De erkende bedrijven dienen aan een score te voldoen welke jaarlijks door het bestuur wordt vastgesteld. Hierbij geldt een overgangstermijn van een jaar en een verbetercyclus van 3 maanden. Bij de beoordeling van de bedrijven wordt rekening gehouden met de mogelijkheid dat zij beschikken over een certificaat in de ISO-9000-serie of over een VCA-certificaat. Dat laatste is overigens verplicht voor een erkend bedrijf. Er is een zekere

overlapping welke duidelijk in het systeem is gemarkeerd. De LEF-erkenning geeft echter een branchespecifieke verdieping aan de genoemde certificatieeisen. Een en ander leidt niet tot een verdere belasting voor de bedrijven. Inlichtingen: Secretariaat stichting LEF, H. de Koning, Postbus 440, 3840 AK Harderwijk, Tel. 0341 – 456 191, Fax 0341 – 456 208

Nieuwe versie MSheet en MSettle De onlangs verschenen nieuwe MSheet versie bevat een rapportgenerator waarin aangegeven kan worden welke onderdelen in het rapport komen, inclusief plaatjes. Verder is het invoeren van samengestelde damwanden door de combi wall wizard eenvoudig geworden. Er is een compleet nieuwe module beschikbaar voor Single Piles. Hiermee kan MSheet gebruikt worden om horizontaal belaste (losse) palen eenvoudig door te rekenen. Ook voor MSettle is een nieuwe versie beschikbaar. Deze bevat onder andere een verbeterde modellering van drainagesystemen. Er is een belangrijke verbetering in het Terzaghi model opgenomen. Hierdoor kunnen strip- en sleufdrainagesystemen ook met onderdruk zoals bij de Beaudrain-, IFCO- en vacuümconsolidatie methode worden meegenomen. Hierover werd onlangs in Geotechniek gepubliceerd. Een andere verbetering is de uitwisseling van gegevens met MStab. Nu worden naast de geometriegegevens ook alle relevante parameters doorgegeven. Het is zelfs mogelijk om via de database structuur van MGeobase de in MSettle onbekende parameters als φ en c automatisch toe te voegen.

actueel 8

geotechniek_2005#2_compleet.indd 8

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 11:59:54


Cursus Geotechnical Instrumentation for Field Measurements bij GeoDelft Van 31 mei t/m 3 juni 2005 wordt bij GeoDelft de cursus ‘Geotechnical Instrumentation for Field Measurements’ gegeven. Aan de hand van presentaties van leveranciers en gebruikers van geotechnische instrumentatie zal de nadruk de eerste drie dagen liggen op het hoe en waarom van monitoring in praktijksituaties. De cursus zal worden afgesloten met een optionele vierde dag, waarop in de ochtend een discussiesessie zal plaatsvinden over onderwerpen die door de deelnemers zelf worden aangedragen, in de middag gevolgd door een bezoek aan het Noord/Zuidlijnproject in Amsterdam. De cursus is opgezet in nauwe samenwerking met John Dunnicliff, een consultant in geotechnische instrumentatie met meer dan 40 jaar ervaring op dit gebied. Nieuw onderdeel van de cursus is offshore monitoring. James Strout (Norwegian Geotechnical Institute) zal zijn ervaringen bij de aanleg van havendammen voor de haven van Barcelona presenteren.

Verkeerskundige Werkdagen: 1 en 2 juni 2005 Voor de dertiende keer worden de Verkeerskundige Werkdagen georganiseerd. Dit jaar op woensdag 1 en donderdag 2 juni in Hotel Lapershoek te Hilversum. Het is nu ook mogelijk om aan te melden voor deze dagen zonder zelf een bijdrage te leveren. Hoofdthema dit jaar is: ‘Alternatieven in de verkeerskunde’. Door middel van 54 bijdragen wordt stilgestaan bij alternatieve mogelijkheden in het beleid, vervoerswijzen, gedrag en ontwerpmethoden en technieken. Het uitwisselen van ervaringen

vervolg op pagina 11 >>

\ Klaas Jan Bakker en Joost Wentink ondertekenen de overeenkomst

Plaxis en GeoDelft intensiveren hun samenwerking Op 20 december 2004 tekenden Klaas Jan Bakker, directeur van Plaxis BV, en Joost Wentink, directeur van GeoDelft, een overeenkomst om hun bestaande samenwerking te bestendigen en te versterken. De overeenkomst is een natuurlijk vervolg op de in 2001 aangegane samenwerking tussen Plaxis en GeoDelft op het gebied van de modellering van grondwaterstroming, geconcretiseerd in het succesvolle gezamenlijke product PlaxFlow. De samenwerking heeft als doel de innovatiekracht van beide partijen te bundelen door uitwisseling van kennis en kunde alsmede het gezamenlijk ontwikkelen van verbeterde en nieuwe ontwerpgereedschappen voor de geo-engineering. De samenwerking zal zich in 2005 concentreren op de volgende ontwikkelingen: • doorontwikkelen van het uit de eerdere samenwerking voortgekomen product PlaxFlow; • opwaarderen van de Delft GeoSystems-software met EEM-technieken, met een koppeling naar de Plaxis 2D-analyse; • wetenschappelijke samenwerking op basis van het Plaxis EEM ontwikkelplatform; • ontwikkeling van een nieuwe generatie numerieke modellen voor de geo-engineering op basis van meshloze rekentechnieken; • samenwerking bij de benadering van de internationale markt, op basis van de netwerken en contacten van beide partijen en met een gezamenlijk perspectief.

actueel Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 9

9

04-03-2005 11:59:58


De specialisten van Boskalis hebben een wereldwijde reputatie. Met grote landaanwinningsprojecten en baanbrekende infrastructurele werken hebben we als 'Hollanders' naam gemaakt als de grondleggers van talloze belangrijke economische ontwikkelingen. Ook in eigen land maken onze mensen dat meer dan waar. Aardebanen voor wegen, spoorwegen en bouwlocaties, tunnels, grondverbetering en -sanering, landopspuiting. En natuurlijk de bagger-, kust- en oeverwerken waar de hele wereld ons van kent. Grondleggers van een land in beweging... Daar mogen we toch best een beetje trots op zijn?

Grondleggers van een land in beweging baggeren opspuiten van terreinen kust- en oeverwerken

Natte en droge infrastructuur

infrastructuur afgezonken tunnels

Boskalis Dolman bv Boskalis Infra bv J. van Vliet bv A.H. Breijs & Zonen bv Aannemingsmij Markus bv

(water)bodemsanering speciebehandeling

's-Gravenweg 399-405, 3065 SB Rotterdam. Tel. (010) 288 87 77. Fax (010) 288 87 66 E-mail: n.w.europa@boskalis.nl Internet: www.boskalisbv.nl

geotechniek_2005#2_compleet.indd 10

04-03-2005 12:00:08


\ Jonge Europese ingenieurs bij de geocentrifuge van GeoDelft

Oprichting Young ELGIP een succes Sinds 2002 zijn de grote Europese geotechnische instituten verenigd in ELGIP, het European Large Geotechnical Institutes Platform. Via ELGIP worden gezamenlijke EU-projecten gestart, worden onderzoeksprogramma’s afgestemd en wordt uitwisseling van mensen, faciliteiten en modellen gestimuleerd. Vanuit Nederland is kennisinstituut GeoDelft actief binnen ELGIP. Voor het stimuleren van de uitwisseling van geotechnici en voor het versterken van het Europese netwerk is het idee ontstaan om ‘young professionals’ samen te brengen. Door daadwerkelijk met elkaar samen te werken, worden banden tussen geotechnici in Europa verstevigd. Deze activiteiten hebben onlangs een officieel onderdak gekregen met de oprichting van YELGIP, ‘Young ELGIP’. Op 27 en 28 januari 2005 vond de eerste YELGIP bijeenkomst plaats bij GeoDelft in Delft. Twaalf jonge ingenieurs afkomstig van negen Europese instituten maakten kennis met een scala aan geotechnische projecten en initiatieven in de verschillende Kader Programma’s van de EU. Ook werd een aantal potentiële subsidiestromen onderzocht. Direct zijn er een aantal internationale werkgroepjes ingesteld om concrete mogelijkheden voor (subsidiëring van) uitwisselingen en gezamenlijke projecten werkelijkheid te maken. De intensieve tweedaagse werd afgesloten een ontspannen kijkje in de keuken van de Nederlandse geotechniek: een bezoek aan de startschacht van de boortunnel en een diepwand voor station Blijdorp van RandstadRail in Rotterdam. De volgende werkbijeenkomst zal in juni 2005 worden gehouden bij de TU in Darmstadt. Meer informatie over ELGIP is te vinden op http://www.elgip.net. Voor meer informatie over YELGIP kunt u contact opnemen met Mandy Korff (015-2693766) of Jos Maccabiani (015-2693746).

>> vervolg van pagina 9

en kennis en het leggen van contacten met praktijkmensen en onderzoekers uit de verkeerskundige wereld staan daarbij voorop. De kosten van deelname aan de Verkeerskundige Werkdagen zonder bijdrage zijn € 675,- (excl. 19% BTW). Bij dit bedrag zijn inbegrepen een cd-rom, een samenvattingsbundel, thee, koffie, twee lunches en het traditiegetrouwe diner aan het eind van de eerste dag. Aanmelden voor de Verkeerskundige werkdagen van 2005 kan tot 15 april 2005. Meer informatie en het aanmeldingsformulier vindt u op www.crow.nl/vwd

Call for papers Speciale editie Geotechnical Engineering In april 2006 verschijnt een speciale editie van het Britse vaktijdschrift Geotechnical Engineering onder de titel ‘Innovations in deep foundations: design and construction’. Deze speciale editie zal ingaan op recente ontwikkelingen in het ontwerp, de bouw en de bepaling van het gedrag van palen, grond-

kerende constructies en andere vormen van ondersteuning van bouwwerken en grond. Ook worden ontgravingen voor tunnels alsook voor start- en ontvangstschachten behandeld die aanwezige funderingen beïnvloeden. De volgende thema’s worden onderscheiden: - innovatieve paalsystemen - hergebruik van bestaande funderingen - ontwikkelingen in geotechnische instrumentatie en monitoring systemen - nieuwe technieken voor de bouw van diepe kelders - nieuwe ontwerptools voor de interactie tussen grond en diepe constructies - waarnemingen van de interactie tussen bestaande funderingen en nieuwe tunnels Degenen die geïnteresseerd zijn in een bijdrage worden verzocht voor 30 april 2005 een samenvatting van 200 à 300 woorden te sturen naar Mary Henderson (mary. henderson@ice.org.uk). Volledige artikelen moeten voor 31 augustus 2005 worden aangeleverd.

actueel Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 11

11

04-03-2005 12:00:25


Zijn klei en leem uw probleem ?! Bij civiele werken zijn klei- en leemgrond vaak een probleem. Werkterreinen zijn onbegaanbaar, ontgraven grond is slecht verwerkbaar en afzet van grond is moeilijk en duur. Grondverbetering met kalk is een goedkope en milieuvriendelijke oplossing. Inmenging van kalk resulteert in een directe verkruimeling van de grond tot een droog en goed verwerkbaar materiaal. Na verdichting heeft de grond een aanmerkelijk hoger draagvermogen. De werkwijze is simpel en snel: de kalk wordt uitgestrooid, ingemengd en daarna wordt de grond verdicht. De Lhoist groep heeft speciaal voor de wegenbouw Proviacal® ontwikkeld dat stofemissies met meer dan 90% vermindert. Proviacal® is in Nederland al met succes ingezet voor hergebruik van gronden bij wegenaanleg, aanvulling van rioolsleuven en aanleg van industrieterreinen. Bel ons voor meer informatie.

Proviacal®

De stofarme wegenbouwkalk voor grondverbetering

info@lhoist.com Lhoist Nederland Minervum 7412B - 4817 ZG Breda Tel.: +31 76 587 50 51 - Fax: +31 76 571 28 69 Lhoist Western Europe Parc des Collines 50 - 1300 Wavre België - Tel.: +32 10 23 38 11 - Fax: +32 10 23 38 96

geotechniek_2005#2_compleet.indd 12

04-03-2005 12:00:36


������������ ����������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������ �����������������������������������������������������������

������������������������

������������������������������������������������ ����������������������������� ������������������������ ����������������������������� ������������������������� ������������������������������� Untitled-2 1

geotechniek_2005#2_compleet.indd 13

������������������������������������������������ 30-11-2004 17:10:08

04-03-2005 12:00:51


bij TU-Delft door ing. H.J. Everts (docent) In deze rubriek wordt een samenvatting gegeven van het afstudeerwerk van die studenten Civiele Techniek aan de Technische Universiteit Delft, die afstudeerden in de geotechniek. Dit keer wordt het werk besproken van ir. J. Dijkstra en ir. R. te Grotenhuis, die afstudeerden bij prof. ir. A.F. van Tol en prof .ir. J.W. Bosch.

De invloed van de belastingsnelheid op de draagkracht van palen in onverzadigd zand ir. J. Dijkstra Jelke Dijkstra is in november 2004 afgestudeerd op een onderzoek naar de invloed van de belastingsnelheid op de draagkracht van palen in onverzadigd zand. Als de statische draagkracht van palen in het werk moet worden bepaald, gebeurt dat meestal door middel van een statische proefbelasting, maar soms ook met dynamische testmethoden. Indien die laatste worden gebruikt, is het van belang om te weten of er een verschil is tussen de statische en dynamische draagkracht. Bij de dynamische testmethoden wordt een onderscheid gemaakt tussen een pseudo-statische test (of statnamic test) en een dynamische

test. Beide methoden verschillen in de duur van de belastingspuls; tijdens de statnamic test ligt die in de orde van 70 tot 150 ms; bij de dynamische test op circa 7 ms; bij beide testen dus erg kort ten opzichte van de statische test. Het verschil in draagkracht bij de verschillende testmethoden wordt in de literatuur toegeschreven aan de mate waarin wateroverspanningen optreden en het verschil in belastingsnelheid. Om alleen het effect van de belastingsnelheid te bepalen, zijn proeven uitgevoerd in droog zand. De volgende (schaal-)proeven zijn gerealiseerd door een sondeerconus met verschillende snelheden weg te drukken: • een standaard sondering met een penetratiesnelheid van 20 mm/s; • een zeer geringe penetratiesnelheid van 1 mm/s; deze test is beschouwd als statische test; • pseudo-statische tests met een penetratiesnelheid van 250 mm/s. De proeven zijn uitgevoerd in een zandtank in het laboratorium van de sectie Geotechniek van de TU-Delft. De tank heeft een diameter en hoogte van circa 2 m (zie figuur 1). De conclusie van het onderzoek is dat bij een toename van de belastingsnelheid van 1 mm/s tot 250 mm/s geen significante toename van de puntweerstand en schachtwrijving is gemeten. De studie is uitgevoerd bij GeoDelft.

Fracture grouting in theory ir. R. te Grotenhuis Rutger te Grotenhuis is in november 2004 afgestudeerd op een onderzoek naar de principes van het fracture grouten: het laten ontstaan van scheuren in de ondergrond door het injecteren van grout. In Amsterdam zal deze techniek worden gebruikt als tijdens het boren van een tunnel te veel zakking van de belendingen dreigt te ontstaan. Deze toepassing van fracture grouten wordt ook wel compensation grouten genoemd. Te Grotenhuis heeft zich vooral geconcentreerd op het ontstaan van scheuren en de wijze waarop die scheuren zich in de ondergrond voortplanten. Dat proces is bepalend voor de effectiviteit van het compensation grouten. Om niet onnodig veel grout te gebruiken, is het belangrijk dat het grout op de juiste plaats terecht komt; meestal is dat onder of rondom de te heffen constructies. De belangrijkste aspecten die het ontstaan en de wijze van voortplanten van scheuren in zand bepalen, zijn: • de druk van het grout. Die druk, waarbij scheuren ontstaan, wordt onder andere bepaald door de kleinste hoofdspanning in de grond en de rheologische eigenschappen van het grout; • de scheurvorming remmende factoren. Bekend is dat de scheurvorm zich niet beperkt tot een platte schol,

��������������

�����

�������������� ������������

������������

����� ����� ����� ����� ���� �

����

����

����

����

���

����

\ Figuur 1 Proefopstelling voor het wegdrukken van de paal

\ Figuur 2 Duur van de belasting als functie van de tijd in seconden bij de verschillende testmethoden

afstudeerders 14

geotechniek_2005#2_compleet.indd 14

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:01:00


Soil (sand)

� min , u,

�min diameter (d)

Flow by expelled pore water from the grout

�, c, k, E, �

Dehydrated

�y

Dehydrated grout friction

Non-dehydrated grout

pressure

propagation

�p

k

Nondehydrated grout � y, � p , n i

ne 0.5 x e

Dehydrated grout

length (s)

Effective thickness or diameter of fracture d eff Thickness or diameter of fracture deff

\ Figuur 3 Buismodel met de scheurvoorplanting bepalende parameters: gronddruk (σ), groutdruk (pressure),

lengte scheur (s), dikte scheur (d) en de wrijving die het vloeibare grout ondervindt.

maar buisvormig is en over grote lengten kan optreden. Verondersteld wordt dat de scheurvorming wordt beïnvloed door: - de wrijving die het grout langs een “buiswand” ondervindt; - het ontwateren en daardoor indikken van het grout; - de druk die de omringende grond op het grout uitoefent.

Bekend is dat als gevolg van ontwatering het volume aan “vast grout” circa 50% bedraagt van het volume aan geïnjecteerde vloeibare grout. Als resultaat van het fracture voortplantingsmodel is gevonden dat scheurvorming in zand slechts enkele seconden duurt. In die periode ontstaan scheuren met een dikte van enkele millimeters en een lengte in een orde van 10 meter.

\ Figuur 4 Dwarsdoorsnede buismodel.

Aanbevelingen van Te Grotenhuis om de effectiviteit van compensation grouten te vergroten, zijn het toepassen van een lagere watercementfactor waar nodig, waardoor de lengte van de scheuren kan worden beperkt. Sturing van de lengte van de scheuren kan ook worden bereikt door het bentonietgehalte in het grout te variëren. De studie is uitgevoerd bij Adviesbureau Noord/Zuidlijn.

Growth of length s

50 45

length s [m]

40 35 30 25 20 15 10 5 0

0

10

20

30

40

50 60 time t [s]

70

80

90

100

\ Figuur 5 Verschil in lengte van de scheur als gevolg van verschillend bentonietgehalte in het grout.

afstudeerders Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 15

15

04-03-2005 12:01:10


GeoForum wil ervoor zorgen dat de geotechnische discipline vroeger in het bouwproces wordt ingeschakeld en vervolgens geïntegreerd in het bouwproces wordt meegenomen. De initiatiefgroep heeft gebrainstormd over een ‘nieuw verhaal’ over de geotechniek, waarin het geotechnische gedachtegoed op een beeldende wijze en voor een ieder begrijpelijk uiteen wordt gezet. Dat verhaal is nog niet af. In deze uitgave een bijdrage van Henk Werksma waarin uiteengezet wordt hoe de geo-deskundige betrokken kan worden bij het ruimtelijke planvormingsproces. De redactie van Geotechniek nodigt een ieder uit zijn of haar eigen verhaal daaraan tot te voegen en in te sturen voor publicatie, zodat het ‘nieuwe verhaal’ uiteindelijk door de gehele branche vorm wordt gegeven.

Weg met de wegstreepplanologie! Staatssecretaris voor Milieu Pieter van Geel is enthousiast over de handreiking voor Milieu in ruimtelijke plannen (MIRUP). En vooral over de uitwerking van de lagenbenadering. ‘Het watersysteem en het bodemsysteem zijn heel wezenlijk om een zekere basis te leggen voor verstandige afwegingen. We hebben jarenlang gedacht dat we alles met techniek wel konden corrigeren wat we als basiskwaliteiten voor de inrichting hebben. Maar als je echt duurzaam wil werken, moet je proberen ervoor te zorgen dat de gevolgen voor ingrepen in het bodemsysteem en het watersysteem te managen zijn.’ Duurzame ontwikkeling van de ruimte gaat inderdaad om het managen van ingrepen in de ruimte. De insteek daarbij zal overigens breder moeten zijn dan alleen de integratie van het bodem- en watersysteem in de ruimtelijke planvorming. Ook de inbreng van andere duurzaamheidsbijdragen zullen gemanaged moeten worden: natuur, verkeer en vervoer, energie en milieuhygiëne bijvoorbeeld.

Bottleneck in de praktijk is het bijeen brengen van kennis en expertise die over verschillende organisaties of verschillende afdelingen van één organisatie aanwezig is. Hoe krijg je de juiste bijdrage op het juiste moment en in de juiste vorm in het planproces bij elkaar? In deze bijdrage een aanzet om voor ondergrondinformatie een oplossingsrichting te bieden.

Einde aan de wegstreepplanologie De afstemming tussen de werkvelden ‘ondergrond’ en ‘planologie’ laat nog wel eens te wensen over. De praktijk leert dat de ondergrond in de meeste gevallen het proces van de ruimtelijke ontwikkeling volgt, en dan ook nog op een laat moment: de ondergrondkwaliteiten hebben geen invloed op de bestemming of invulling van ruimtelijke functies. De belangrijkste reden daarvan is dat de verantwoordelijke ondergronddeskundige te laat (of niet) betrokken wordt bij de ruimtelijke planvorming. Te vaak gebeurt

het nog dat de inhoudelijke bijdrage van het werkveld ‘ondergrond’ aan de ruimtelijke planvorming beperkt blijft tot het stellen van algemene voorwaarden vooraf en het toetsen op normen achteraf. En soms is de inbreng te zeer gericht op het beschermen van ondergrondkwaliteiten. Het is dan ook niet vreemd dat planologen de ondergrond ervaren als restrictief en knellend. En de deskundigen betichten ze dan ook van het bedrijven van wegstreepplanologie: ‘Dat mag daar niet.’ Hoe kan er gebroken worden met die wegstreepplanologie? Hoe kan het wateren bodemsysteem een basis leggen voor duurzame afwegingen? Dat moet kunnen door de ondergrond een structurele plek te geven in de ruimtelijke planvorming: de juiste bijdrage, op het juiste moment en in de juiste vorm. Het gaat daarbij niet langer om vanaf de zijlijn het belang van de ondergrond in te brengen in het planproces. Het gaat om het spelen van de juiste rol van de deskundige in het planproces. De zogenaamde lagenbenadering kan als breekijzer fungeren om te breken met de wegstreepplanologie.

Rekenen met ontwikkelingstijden In de ruimtelijke planningswereld is er al langere tijd een zekere weerzin tegen de functionele benadering van de ruimte als een ‘plat vlak’. Bij het ingrijpen in de ruimte stuit de planningswereld steeds meer op het feit dat je te maken hebt met een

Occupatiestructuren die een hoge veranderingssnelheid kennen; veranderingen voltrekken zich veelal binnen één generatie (10 tot 40 jaar).

Netwerkenstructuren die hoge aanloopkosten kennen en lange aanlooptijden; belangrijke veranderingen in deze laag duren circa 20 tot 80 jaar.

Ondergrondstructuren die een lange ontstaansgeschiedenis kennen en kwetsbaar zijn; belangrijke veranderingen vergen al gauw meer dan een eeuw tijd. \ Figuur 1 De lagenbenadering (Bron: MIRUP)

the magic of geotechnics 16

geotechniek_2005#2_compleet.indd 16

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:01:30


Benut cultuurhistorische waarden in de bodem

Gebruik (diepe) kwelstromen voor natuurontwikkeling

Sluit aan op natuurlijk reliëf

\ Figuur 2 Enkele organiserende principes vanuit de ondergrondlaag (Bron: MIRUP)

samenstelsel van werelden met verschillende ontwikkelingstijden. Natuur kent een veel langere ontwikkelingstijd dan bijvoorbeeld de aanleg van een woonwijk. Daarmee is het besef gegroeid dat ontwikkelingstijden deel uit zouden moeten maken van de ruimtelijke planning. Hiermee is de zogenaamde lagenbenadering in beeld gekomen. De lagenbenadering legt de ruimte uiteen in drie lagen: de ondergrond-, de netwerken de occupatielaag. Al die lagen zijn aan verandering onderhevig. De snelheid waarmee ze veranderen, verschilt per laag. De ondergrondlaag is de enige natuurlijke laag. Zij kent een lange ontstaansgeschiedenis, is kwetsbaar en veranderingen leggen de toekomst voor lange tijd vast. Ofwel: ingrepen in deze laag leiden niet zelden tot onomkeerbare processen. De occupatielaag daarentegen is vluchtiger en daarmee maakbaarder en verandert veelvuldig van gedaante (zie figuur 1). De lagenbenadering impliceert hiermee dat de ondergrond een structurerende werking heeft op de bovenliggende lagen. Door de ondergrond

(weer) als structurerend principe mee te nemen in de ruimtelijke planning kunnen nadelige consequenties van de planning van het ‘platte vlak’ worden voorkomen: hoge beheerkosten, wateroverlast, verlies aan landschappelijke identiteit, verzakkende straten en woningen, bodemvervuilingen, lekkende bouwputten, bedreiging van bodemschatten etc. Een voorbeeld: Leidschenveen is gebouwd in een laag gelegen polder, een zogenaamde ‘droogmakerij’. Door de diepe ligging van deze droogmakerij werkt deze als een soort grondwateronttrekking. De grondwaterstroming in de omgeving is gericht naar deze onttrekking. Hiermee is te weinig rekening gehouden in Leidschenveen, waardoor de wateroverlast nu al merkbaar is.

Met rede twisten Nu de lagenbenadering oprukt in de ruimtelijke planningswereld biedt dit kansen voor ondergronddeskundigen om invulling te geven aan hun rol in die ruimtelijke planning. Aanwezige kennis en expertise kan worden

MIRUP: Handreiking voor milieu bij ruimtelijke plannen Ondergrond, water, groen, verkeer en vervoer, energie, milieuhygiëne. Bij ruimtelijke planvorming komen veel zaken bijeen. Maar de kennis daarover is vaak verspreid over verschillende afdelingen van een organisatie. Dat maakt het in de praktijk lastig om al die kennis juist en op het juiste moment te integreren. In opdracht van Stadsgewest Haaglanden ontwikkelde TNO Ruimte & Infrastructuur in samenwerking met Dauvellier Planadvies daarom de handreiking MIRUP. Een handreiking waarover de jury van de Geo-Eurekaprijs 2004 enthousiast was vanwege de communicatie over de ondergrond: zij beloonde MIRUP met de tweede prijs. MIRUP staat voor Milieu-instrument in ruimtelijke plannen. Dit instrument biedt de regio Haaglanden de helpende hand bij het opstellen van duurzame ruimtelijke plannen en is gericht op een vroegtijdige afstemming tussen gemeentelijke afdelingen. MIRUP stimuleert en faciliteert deze vroegtijdige afstemming door het bieden van aangrijpingspunten voor een gezamenlijk planproces waarin de lagenbenadering een prominente plaats inneemt. Voor meer informatie zie: www.tno.nl/lagenbenadering

ingebracht als relevante planningsinformatie. Hierbij moet het dan niet alleen gaan om de aanlevering van feitelijke informatie en al helemaal niet om alleen het aangeven van ongeschiktheden. Alleen die informatie die ruimtelijk relevant is, wordt begrijpelijk ingebracht en vanuit de ondergrondlaag worden pro-actief kansen aangegeven voor de ruimtelijke ontwikkeling van het desbetreffende plangebied. Bij het aangeven van die kansen is het de uitdaging om in organiserende principes te denken: ‘een geheel van functionele samenhangen, passend in de lagenbenadering, waaraan een ruimte structurerende werking wordt toegekend’ (SERadvies) (zie figuur 2). De lagenbenadering fungeert zodoende ook als communicatie-instrument. Ondergronddeskundigen en planologen herkennen zich in de lagenbenadering en erkennen de noodzaak van inbreng van anderen om te komen tot een duurzaam management van de ruimtelagen. En dit biedt de gelegenheid om ‘met rede te twisten’. Welke informatie is relevant? Welke randvoorwaarden van het bodemen watersysteem moeten in acht worden genomen voor een duurzaam functioneren van de ruimte? Welke geschiktheden zijn er vanuit de ondergrondlaag voor verstedelijking? Welke kansen benutten we en welke niet? Het is van belang dat deze vragen al vroegtijdig in een planproces aan de orde komen. Daarom is juist in de verkenningsfase, de eerste fase van de planvorming, een prominente plek voor de lagenbenadering gewenst. Want het managen van het bodem- en watersysteem staat of valt met een vroegtijdige betrokkenheid van de ondergronddeskundigen in het planproces.

the magic of geotechnics Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 17

17

04-03-2005 12:01:34


Project In het centrum van een middelgrote stad in Nederland zal een tweelaags parkeerkelder worden gerealiseerd. Het voornemen is om tijdens de bouw de grondwaterstand door bemaling te verlagen. De geprojecteerde parkeerkelder is omgeven door bebouwing en beslaat een oppervlakte van 7225 m2. De onderkant van de in de onderste vloer opgenomen poeren zullen komen te liggen op NAP – 5,2 m. De afmetingen van de poeren bedragen 2 x 2 m2. Het ontgravingsniveau van de poeren vormt het uitgangspunt voor het bemalingsplan. De totale bemalingsperiode bedraagt 10 maanden. Het maaiveld ligt ter plaatse van de parkeerkelder op circa NAP. Uit het grondonderzoek blijkt dat er vanaf het maaiveld tot NAP –4 m een deklaag aanwezig is, waarschijnlijk bestaande uit siltige klei of sterk siltig zand. Onder de deklaag volgt tot de verkende diepte van NAP – 25 m een zandpakket, zie figuur 1. De stijghoogte van het grondwater in het zandpakket bedraagt NAP – 2,8 m. De kD-waarde van het zandpakket bedraagt 1.300 m2/dag en de hydraulische weerstand van de deklaag 1.000 dagen. Aan de oostzijde van de geprojecteerde parkeerkelder bevindt zich op 100 m afstand een rivier die door de deklaag heen snijdt. Het open waterpeil is NAP – 0,6 m. Slib op de bodem van de rivier verhindert een gemakkelijke inzijging van rivierwater in het onderliggende zandpakket. Het centrum van de stad bevindt zich ter weerszijden van de rivier. Uit onderzoek naar de funderingswijze van de veelal oude bebouwing in de omgeving van het

bouwproject is gebleken dat een bemaling van de bouwput voor de omgeving toelaatbaar is, zonder dat er retourbemaling wordt toegepast. Het bevoegde gezag vindt met het oog op het in stand houden van de grondwatervoorraad het daarbij berekende waterbezwaar echter dermate hoog, dat een deel van het grondwater zal moeten worden geretourneerd.

conusweerstand (MPa) 0

2

4

6

wrijvingsgetal (%) 8

10

12

14

16

18

20

10 9

8

7

6

5

4

3

2

1

M.V.: -0,08 m NAP

-1

1,30 m voorgeboord

-2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10

In de omgeving van de bouwput is uitgebreid onderzocht welke locaties beschikbaar zijn om een retourveld in te richten. De maaiveldhoogte en de grondgesteldheid ter plaatse van de gekozen locatie, 400 m ten westen van het centrum van de geprojecteerde parkeerkelder, zijn vergelijkbaar met die ter plaatse van de parkeerkelder; de deklaag is er alleen wat minder dik en reikt tot NAP –2 m. Het retourveld bevindt zich in het stedelijke gebied nabij een doorgaande verkeersweg en bestaat uit 8 bij elkaar gegroepeerde retourputten, met elk een capaciteit van 25 m3/u. De onderlinge afstand van de retourputten bedraagt minimaal 20 m (hieruit volgt een straal van het retourveld van ongeveer 25 m). Bij de berekeningen mogen voor het retourveld dezelfde kD-waarde en hydraulische weerstand worden aangehouden als voor de parkeerkelder.

?

Vraag 1:

Bereken het benodigde onttrekkingsdebiet van het oorspronkelijke bemalingsplan (dus zonder retourbemaling).

=

Antwoord 1:

Voor de poeren dient te worden bemalen tot NAP – 5,2 m – 0,3 m = NAP – 5,5 m. De stijghoogte in het zandpakket bedraagt NAP – 2,8 m. De vereiste verlaging bedraagt derhalve 2,7 m. Er wordt van uitgegaan dat deze verlaging voor de gehele bouwput geldt. Voor het berekenen van het bemalingsdebiet kan gebruik worden gemaakt van de formule van De Glee: φ = (Q/2πkD) K0 (r/λ), ofwel: Q = 2πkDφ / K0 (r/λ) r = straal van de bouwput = √ 7225/π = circa 50 m λ = √ kD.c = √ 1300 . 1000 = 1.140 m

diepte (m) t.o.v. NAP

Deze rubriek bevat vragen en antwoorden ontleend aan de examens CGF1, de (vervolg)cursus Grondmechanica en Funderingstechniek, georganiseerd door Elsevier Opleiding & Advies in samenwerking met de Afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA. De rubriek beoogt inzicht te verschaffen in de wijze van oplossen van enigszins vereenvoudigde, maar daarmee nog niet eenvoudige, theoretische en praktische problemen op het vakgebied. De rubriek verschijnt met medewerking van Elsevier Opleiding & Advies en de betrokken docenten, onder verantwoordelijkheid van de redactie van Geotechniek.

-11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 46,2

-20

46,5 -21 -22 -23 -24

\ Figuur 1 Kenmerkende sondering

→ K0 (r/λ) = K0 (50/1140) = K0 (0,04) = 3,34 Q = 2π . 1300 . 2,7 / 3,34 = 6603 m3/dag = 275 m3/u.

?

Vraag 2:

Is de bemaling vergunningplichtig?

=

Antwoord 2:

De bemaling is vergunningplichtig: - de duur is meer dan 6 maanden; - de omvang is 6.600 * 30 = 200.000 m3/ maand > 50.000 m3/maand.

?

Vraag 3:

Bereken het benodigde onttrekkingsdebiet ter plaatse van de parkeerkelder tijdens het in werking zijn van de retourbemaling met een infiltratiedebiet van 200 m3/u (het bijgestelde bemalingsplan).

=

Antwoord 3:

De invloed van de retourbemaling ter plaatse van de bouwput zal door het bemalen van een groter debiet teniet moeten worden gedaan, m.a.w. de door de retourbemaling veroorzaakte stijghoogtestijging moet door de bemaling worden gecompenseerd door een even grote stijghoogtedaling. De stijghoogtestijging aan de rand van de bouwput als gevolg van de retourbemaling wordt berekend met:

vraag en antwoord

18

geotechniek_2005#2_compleet.indd 18

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:01:38


φ = (Q/2πkD) K0 (r/λ), waarin: Q = 200 m3/u r = (kleinste) afstand van het centrum van het retourveld tot de rand van de bouwput = 400 – 50 = 350 m → K0 (350/1140) = K0 (0,30) = 1,37 φ = (200 / 2π.1300) . 1,37 . 24 = 0,80 m De vereiste extra verlaging bedraagt derhalve 0,8 m. Voor het berekenen van het extra bemalingsdebiet wordt opnieuw gebruik gemaakt van de formule van De Glee: φ = (Q/2πkD) K0 (r/λ), ofwel: Q = 2πkDφ / K0 (r/λ) r = straal van de bouwput = circa 50 m λ = 1.140 m → K0 (r/λ) = K0 (50/1140) = K0 (0,04) = 3,34 Q = 2π . 1300 . 0,8 / 3,34 = 1.956 m3/dag = 82 m3/u. In totaal moet bij een retourbemaling ter grootte van 200 m3/u ter plaatse van de bouwput nu 275 + 82 = 357 m3/u worden bemalen, dat is ongeveer 30 % meer dan in het oorspronkelijke bemalingsplan.

?

Vraag 4:

=

Antwoord 4:

Welke stijghoogte wordt er gecreëerd aan de rand van het retourveld, uitgaande van het totale infiltratiedebiet van 200 m3/u (de invloed van de bemaling voor de parkeerkelder mag bij deze vraag worden verwaarloosd)?

φ = (Q/2πkD) K0 (r/λ), waarin: Q = 200 m3/u r = straal van het retourveld = 25 m → K0 (25/1140) = 0,02 = 4,03 φ = (200 / 2π.1300) . 4,03 . 24 = 2,37 m De stijghoogte aan de rand van het retourveld is derhalve NAP – 2,6 m + 2,37 m = NAP – 0,23 m.

?

Vraag 5:

Noem ten minste vier (extra) nadelen en/of risico’s van het bijgestelde bemalingsplan.

=

Antwoord 5:

Het bemalingsplan met retourbemaling kent de volgende nadelen: • de retourbemaling maakt het bemalingsplan duurder; • door het zogenaamde rondpompen wordt bij de bouwplaats meer water onttrokken dan het geval zou zijn zonder retourbemaling; • ten oosten en in mindere mate ook ten noorden en ten zuiden van de bouwplaats zullen grotere stijghoogtedalingen optreden dan zonder retourbemaling. In de richting van het retourveld wordt de verlaging uiteraard beperkt en nabij het retourveld is zelfs sprake van verhoging van de stijghoogte. Daar waar de stijghoogtedaling toeneemt, is de kans op schade aan bebouwing groter. Dit geldt met name voor de bebouwing die gefundeerd is in de deklaag; • door het grotere invloedsgebied van bemaling en retourbemaling zal meer monitoring nodig zijn; • door de retourbemaling is er als gevolg van de hoge stijghoogte en de dunne deklaag kans op wateroverlast bij hevige neerslag in verband met het afgenomen bergingsvermogen van de ondergrond. Dit kan leiden tot vochtproblemen in kelders en kruipruimten en verweking van wegcunetten nabij het retourveld (zie ook het antwoord op vraag 4); • bij retourbemaling is er altijd kans op verstoppingen van de filters en kost het schoonmaken (regeneratie)tijd; • het gebruik van het terrein waarop zich het retourveld bevindt, kan tot (al dan niet moedwillige) beschadiging aan het leidingwerk leiden; • de leiding voor het transport van het grondwater van de onttrekkingspunten rond de bouwput naar het retourveld loopt door de stad en kruist uiteraard verkeerswegen. Het zal als een gesloten systeem ondergronds of bovengronds moeten worden uitgevoerd. Bij een bovengrondse uitvoering bestaat het risico dat bij kruisingen met verkeerswegen de leiding wordt geraakt door uitstekend (bouw)verkeer.

?

Vraag 6

Noem ten minste twee andere mogelijkheden om aan het bezwaar van het bevoegd gezag aangaande het aantasten van de grondwatervoorraad tegemoet te komen.

=

Antwoord 6

Alternatieve mogelijkheden om aan het bezwaar van het bevoegd gezag tegemoet te komen, zijn: • optimalisering van het oorspronkelijke bemalingsplan door in plaats van met een beperkt aantal ontrekkingspunten, met een groot aantal onttrekkingspunten en kleine debieten te werken. Er wordt geen retourbemaling toegepast, maar de grootte van het onttrekkingsdebiet wordt door de optimalisering verminderd; • terugbrengen van het onttrokken grondwater op een ander moment dan direct aansluitend aan de onttrekking, bijvoorbeeld via een bufferopslag en langzame inzijging; • tijdelijk zorgdragen dat al het regenwater in de grond zijgt (indien de kwaliteit van het regenwater vergelijkbaar is met die van het grondwater); • vergroten van inzijging van water uit de nabijgelegen rivier door tijdelijke baggerwerkzaamheden (indien de kwaliteit van het rivierwater niet teveel afwijkt van die van het grondwater; overigens vindt er al gedurende lange tijd voeding van het watervoerende pakket plaats door infiltratie vanuit de rivier, dus zal het kwaliteitsverschil niet al te groot zijn).

vraag en antwoord Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 19

19

04-03-2005 12:01:55


Een stelsel van Europese normen komt op ons af en zal zijn invloed op de geotechnische beroepspraktijk hebben. Het is dan ook belangrijk dat de professie hiervan tijdig op de hoogte is en zich hierop prepareert. Deze rubriek besteedt aandacht aan de nationale en internationale normontwikkeling. De rubriek verschijnt onder verantwoordelijkheid van de redactie van Geotechniek en komt tot stand met medewerking van de leden van de normcommissies.

De aanpak in het huidige geotechnische normenstelsel staat niet ter discussie. De algemene mening in het vakgebied is dat de aanpak in Nederland voor het overgrote deel van de constructieontwerpen tot veilige constructies leidt en de meest praktische is (ook in de zin van “optimaal”). Bovendien sluit de normering een andere, meer gedetailleerde aanpak niet uit. De Nederlandse normen die in het kader van het Bouwbesluit passen, zijn in principe zogenaamde toetsingsnormen. Het zijn dus geen normen met recepten voor het ontwerp van bouwconstructies; ook niet in het geval van de geotechnische normen. Natuurlijk ligt het voor de hand dat ontwerpers de norm wel als leidraad gebruiken bij het ontwerpen van bijvoorbeeld een fundering voor een gebouw. In de eerste plaats om inzicht te verkrijgen in de gestelde eisen aan het bouwwerk. Maar daarnaast zal men ook gebruik maken van de informatie over de bepalingsmethoden die in de normen zijn opgenomen. Hieraan kleeft het bezwaar dat er wel eens onoordeelkundig van de dan als een soort receptenboek gehanteerde normen gebruik wordt gemaakt door technici met weinig of geen specifieke ervaring. Het stellen van deskundigheidseisen aan de ontwerpers via de normen is niet mogelijk. Misschien dat binnen niet al te lange tijd de Eurocode daarvoor handvaten biedt. NEN 6740 (en ook andere normen) bevatten (dwingende) voorschriften met minimumeisen waaraan (ten minste) moet worden voldaan. De artikelen in de normen vormen zoveel mogelijk een samenhangend geheel; de meeste artikelen staan niet op zichzelf. Voor leken en niet-materiedeskundigen is dat soms weinig doorzichtig. Het gebruik van de normen vereist een behoorlijke achtergrondkennis. Door het ontbreken van deze kennis worden de normen in de praktijk heel vaak onjuist toegepast. De

Fs;d = 250 kN

Fs;d = 250 kN

Fs;d = 250 kN

\ Figuur 1 Schets van de drie funderingspoeren in het geval van Geotechnische Categorie 1.

zorg richt zich met name op het gebruik van Tabel 1 van NEN 6740. Veelal wordt de tabel bij kleinere projecten gebruikt in plaats van grondonderzoek op locatie, zowel voor het voorlopig als het definitieve ontwerp. Tabel 1 van NEN 6740 kan echter niet zo maar worden gebruikt. De voorwaarden zijn in artikel 8.1 duidelijk omschreven. Dat er in de praktijk de hand mee wordt gelicht, kan veel oorzaken hebben, maar dat kan niet de omschrijving van artikel 8.1 zijn. Tabel 1 van NEN 6740 geeft representatieve waarden voor een aantal grondeigenschappen. Zoals bekend zijn hiervoor conservatieve waarden gekozen. Meestal zijn dit de lage representatieve waarden, maar bijvoorbeeld in het geval van de vervormingsmoduli (met uitzondering van E) zijn dit de hoge representatieve waarden. Een en ander is in de legenda van de tabel duidelijk gemaakt. De vermelde variatiecoëfficiënten betreffen eveneens gegeven getallen (ervaringskennis) en zijn dus geen voorwaarde voor toepassing van de in Tabel 1 gegeven waarden. De variatiecoëfficiënten zijn gegeven om geotechnische parameters te kunnen evalueren: in artikel 8.8.1 wordt naar Tabel 1 verwezen voor het schatten van de variatiecoëfficiënt om deze te kunnen gebruiken in Tabel 2. Als ingang van Tabel 1 zijn de kolommen 1 t/m 6 bepalend en niet de in de tabel gegeven waarden voor de variatiecoëfficiënt. Tabel 1 geeft, zoals gezegd, representatieve waarden voor de betreffende grondeigenschappen. In de legenda van de tabel staat dat het hier representatieve waarden van de gemiddelden van de betreffende grondsoort betreft. Met “gemiddelde” is hier bedoeld om aan te geven dat het de waarde betreft voor het gedrag van de massa grond die bij het geotechnische probleem een rol speelt.

Veelal zal Tabel 1 als een redelijk betrouwbare informatiebron dienst kunnen doen voor ontwerpers van geotechnische constructies. Dit geldt zeker in het geval van constructies in Geotechnische Categorie 1. Ook in die categorie kan de vergunningverlener vragen om een toetsing van het geotechnische ontwerp. Misschien is er daarvoor enige informatie beschikbaar die is afgeleid uit geologische en/ of bodemkundige kaarten, maar Tabel 1 blijft toch een belangrijke informatiebron. In NEN 6740 is naar de mening van de normcommissie duidelijk aangegeven hoe de ontwerper moet geraken tot verschillen in zakking die bepalend kunnen zijn bij de toetsing van de grenstoestanden 1B en 2. Een eenvoudig voorbeeld over de bepaling van de verschilzakking tussen de funderingspoeren van een niet stijve bouwconstructie op basis van NEN 6740 en NEN 6744 is hierna gegeven. Hierbij wordt o.a. gebruik gemaakt van Tabel 1 van NEN 6740. De grondslag is klei, schoon en vast. Voor de bepaling van de maximale draagkracht is de ongedraineerde situatie bepalend. In Tabel 1 van NEN 6740 kan dan de ongunstige, en dus in dit geval de lage representatieve waarde van cu worden opgezocht. Daaruit volgt: cu;rep;ongunstig = 100 kN/m2 De rekenwaarde cu;d;ongunstig = 100/γm;cu kN/m2 γm;cu = 1,35 volgens Tabel 3 van NEN 6740. Dus is de rekenwaarde cu;d;ongunstig = 100/1,35 = 74 kN/m2 Uit artikel 5.2.2.3 van NEN 6744 (alleen verticale belasting) volgt: σ’max;d = 5,14 × 74 × 1,2 × 1 = 456 kN/m2 Fr;d = A × 456 = 1 × 456 = 456 kN

normen en waarden

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 20

04-03-2005 12:01:57


Erep;ongunstig = 4 MPa en Erep;gunstig = 10 MPa Voor de toetsing van de bruikbaarheidsgrenstoestand is de partiële belastingfactor = 1 en mogen dus respectievelijk de representatieve waarde van F en die van E worden gebruikt. Dit betekent dat Fs;rep = 250/1,2 = 208 kN.

Omdat de rekenwaarde van de belasting Fs;d = 250 kN is, voldoet het ontwerp wat betreft de uiterste draagkracht aan de eisen. Dit geldt voor alle drie de poeren. Voor de zakking is ervan uitgegaan dat de toetsing van de bruikbaarheidsgrenstoestand bepalend is. Dat betekent dus dat de relatieve hoekverdraaiing βx ≤ 1:300 moet zijn, waarbij βx = 2×∆w/10000 (∆w/10000 in mm/mm). In dit voorbeeld is de zakking bepaald met de formule van Schleicher (of Timoshenko):

�� m � �

FS 1 � � 2 E� A

fund ; rep

wlaag = (0,95×208×1×0,75): 10000 = 0,015 m ofwel 15 mm

� A � 1 � 0,5 2

Dus is: ∆w = 37 – 15 = 22 mm Hieruit volgt dat βx = 2×22/10000 = 0,0044. Dit komt overeen met een βx = 1 : 227 Dus is niet voldaan aan de eis: βx ≤1/300

E

Voor een vierkante funderingsplaat is m = 0,95. ν = 0,5 voor ongedraineerde klei en dus is (1-0,52) = 0,75

Toetsen we met de eis van artikel 10.6 van NEN 6740, dan is: wgem = whoog = 37 mm Gerekend moet worden met ∆w is 50% van wgem. In dit geval is dus: ∆w = 18,5 mm βx = 2 × ∆w : 10000 = 0,0037.

Indien wordt getoetst met de methode van Tabel 1 van NEN 6740, dus met Erep;ongunstig en Erep;gunstig, dan volgt daaruit:

Zeker, flexibel, kostenbewust

1

Bouwen met

Tabel 1 keert in de binnenkort verschijnende tweede druk van NEN 6740 enigszins aangepast terug: de vermelde waarden zijn nog eens tegen het licht gehouden, met name is gekeken of de vermelde waarden consistent zijn, maar veel redenen om de tabel aan te passen zijn er niet. Er bestaat nauwelijks verschil van mening over. De tekst met de voorwaarden waaronder deze tabel mag worden gebruikt, is verder uitgebreid. Naar verwachting zullen de verschillen in interpretatie hierdoor afnemen.

DAP-PL-3226.00 Akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025

Als een belangrijke internationale producent van geokunststoffen met meer dan 40 jaar ervaring bieden wij overtuigende technische oplossingen en bewezen veilige optimalisaties voor uw projecten met HUESKER geokunststoffen in de:

2

Geotechniek (Spoor) Wegenbouw Stortplaatsen Waterbouw

geokunststoffen!

Advies, ondersteuning ontwerp en realisatie - wereldwijd.

3

"Geosynthetics made by HUESKER betrouwbaar door ervaring!"

4

Agent voor Nederland

HUESKER projecten in geotechniek, stortplaatsen, waterbouwwerken en infrastructuur (wegen en spoorwegen): 1) Overzicht van knooppunt A26 (Duitsland) 2) Keerwand in Iserlohn (Duitsland) 3) Oeververdediging in Mittellandkanaal (Duitsland) 4) HSL (ICE) Hamburg-Berlijn bij Paulinenaue Bezoek onze web site

www.huesker.com

CECO B.V.

Klipperweg 14 . 6222 PC Maastricht Tel.: 0431 - 3 52 76 09 . Fax: 0431 - 3 52 76 03 E-mail: info@cecobv.nl . Web: www.cecobv.nl

HUESKER

Bouwen met geokunststoffen

w � m�

Dan wordt: whoog = (0,95×208×1×0,75): 4000 = 0,037 m ofwel 37 mm

Dit komt overeen met βx = 1 : 270 Dus is ook volgens deze methode niet voldaan aan de eis: βx ≤1/300 Beide benaderingen geven dus vergelijkbare uitkomsten.

Afdichten . Wapenen . Draineren . Filtreren . Beschermen . Stabiliseren . Scheiden . Inpakken

geotechniek_2005#2_compleet.indd 21

04-03-2005 12:34:25


cur info INSIDE Zoals eerder in dit blad gemeld, is INSIDE op te vatten als het project van Rijkswaterstaat, CUR en Geodelft als geotechnisch adviseur voor de ontwikkeling van innovatieve manieren van dijkversterking. Waren de ambities om aan de slag te gaan na afloop van het symposium van november 2002 hoog, in de loop van 2003 is het project als gevolg van een financieringsstop in een diepe winterslaap geraakt. Begin 2004 kwamen signalen dat toch financiering beschikbaar zou komen om de validatiefase van de drie technieken (Mixed in Place, Dijkvernageling en Expanding Columns) op te starten. Vervolgens heeft het project een ongekende doorstart meegemaakt. De consortia achter de technieken hebben projectplannen geschreven en opdrachten tot uitvoering zijn verstrekt. Op 7 september 2004 heeft onder grote belangstelling van pers en media het consortium HKR (Mixed in Place) praktijkproeven uitgevoerd in een veenbodem achter de dijk bij Lekkerkerk. Mixeigenschappen en eigenschappen van de in het veld gemaakte kolommen zijn uitgebreid onderzocht. De consortia INSIDE Squad (Dijkvernageling) en Delta-Dike (Expanding Columns) voerden ondertussen grootschalige laboratoriumproeven uit om aan te tonen dat ook hun technieken geschikt zijn. Op 27 oktober 2004 hebben deze consortia tijdens werkbezoeken aangetoond over kansrijke technieken te beschikken. In november 2004 zijn de tussenresultaten gerapporteerd; recent (februari 2005) zijn de eindrapportages beschikbaar gekomen. De eindrapportage van het consortium HKR (Mixed in Place) zal als basis dienen in de overweging om nu daadwerkelijk in een dijkvak van 300 meter lengte de techniek in praktijk te gaan brengen. De eindrapportages van de consortia INSIDE Squad (Dijkvernageling) en Delta-Dike (Expanding Columns) zullen als voeding dienen in de beslissing om ook deze consortia de kans te geven binnen het project INSIDE in de praktijk aan te tonen dat hun techniek geschikt is. Meer weten? Mail naar erwin.vega@cur.nl of surf naar www.waterinnovatiebron.nl, tab “pilots”, INSIDE.

\ 7 september 2004: Praktijkproeven Mixed in Place te Lekkerkerk

Innovaties in het slappe bodem-gebied Midden Holland Een aantal gemeenten in Midden Holland heeft een samenwerkingsverband opgericht om, onder andere, gezamenlijke problemen rondom de slappe bodem aan te pakken. Het samenwerkingsverband wil proberen dit probleem beheersbaar en beter planbaar te maken. Zij heeft daarvoor meerdere lijnen uitgezet. Enerzijds een technische onderzoekslijn, samen met Delft Cluster, het ontwikkelen van noodzakelijk gereedschap. Anderzijds een procesmatige lijn, waarin onder meer aandacht voor het aanbestedingsproces. Verbeteringen in het aanbestedingsproces hebben de hoogste kans op echt rendement (niet alleen in euro’s maar ook in echte innovaties), omdat zij direct ingrijpen in de basis van het bouw- of onderhoudsvraagstuk. De CUR is gevraagd om in dit proces als eerste een ‘spoorboekje’ te ontwikkelen, met en voor deze gemeenten. Het ‘spoorboekje’ geeft de (hoofd)route aan wanneer gemeenten op een innovatieve manier marktcapaciteit (ontwerp, uitvoering en beheer) willen betrekken. Naar verwachting zal rond half april het spoorboekje en de daarbij behorende implementatie bij alle gemeenten van het Samenwerkingsverband Midden Holland afgerond zijn. In de vervolgfase zal worden

gewerkt aan een verder concretiseren in de vorm van toepassing in projecten. In dit project wordt nauw samengewerkt met CROW en is het een potentieel brug-project tussen PSIB en Delft Cluster: de verbinding tussen proces en technologie. Meer weten? Mail naar ruud.termaat@cur.nl.

GeoTechNet: een Europees thematisch netwerk voor de geotechniek Zoals eerder gemeld is GeoTechNet een Europees netwerk met als doel om te zorgen dat de geotechniek uitdrukkelijker op de Europese onderzoeksagenda komt te staan. Op dit moment zijn 50 organisaties uit 17 lan-den lid van GeoTechNet. De leden bestaan uit opdrachtgevers, onderzoekinstellingen, adviesbureaus, aannemers en toeleveranciers. Het netwerk is vooral gericht op de volgende onderwerpen: • Eurocode 7: gericht op het bevorderen van de invoering van Eurocode 7 en de NA’s (National Annexes) • Design methods: gericht op het bevorderen van het gebruik van innovatieve en kosteneffectieve ontwerpmethoden zoals FEM (Finite Element Methods) en OM (Observational Methods)

cur info 22

geotechniek_2005#2_compleet.indd 22

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:02:19


• Human impacts: gericht op aanbevelingen onderwerpen zijn besproken. Meer informatie voor verbetering van de gezondheid en veiover de presentaties, de voort-gang en de ligheid bij geotechnische werkmethoden laatste nieuwsbrief is te vinden op de website: • Environmental impacts: gericht op het verwww.geotechnet.org. minderen van de negatieve effecten van Op dit moment is er een discussie gaande over de toekomst van het netwerk. Het geotechnische werkmethoden op het milieu Europese project wordt eind 2005 afgerond. • Natural disasters: gericht op het verminBelangrijke vragen zijn: op welke manier kan deren van de risico’s van rampen waarbij ������������������������������������������������ de continuïteit van het netwerk het beste de geotechniek een belangrijke rol speelt: vorm gegeven worden en welke rol wil en kan dijkdoorbraken, aardverschuivingen en de Nederlandse geotechnische gemeenschap aardbevingen. daarbij vervullen? Daarbij wordt gedacht aan een nauwe relatie met de afdeling voor Elders in Geotechniek vindt u een artikel over Geotechniek van KIVI NIRIA en een groep het onderwerp Human Impacts: Veiligheid en van grote Europese onderzoekinstellingen, gezondheid in de Europese geotechniek. waaronder GeoDelft. In november 2004 is een internationaal symposium gehouden, waar een visie is Meer informatie: joop.koenis@cur.nl gegeven op bovenstaande onderwerpen en waar de voortgang en de resultaten van de

CUR-Aanbeveling Zandwinputten en Taludstabiliteit In opdracht van VIBO, een samenwerkingsverband van Rijkswaterstaat en Provincies, wordt er op dit moment hard gewerkt aan het opstellen van de CUR-Aanbeveling Zandwinputten en Taludstabiliteit. Het ‘onderwerp’ van de aanbeveling is de taludinstabiliteit langs de randen van een zandwinning. Deze taludinstabiliteit is soms onverwacht groot en kan daardoor tot schade aan de omgeving van de zand-winput leiden. De aanbeveling is van be-lang voor al diegenen die betrokken zijn bij de techniek van het winnen van zand uit zandwinputten: vergunningaanvragers, vergunninghouders, vergunningverleners (provincies en Rijkswaterstaat), adviesbureaus, exploitanten van zandzuigers, baggeraars en kennisinstellingen. Naar verwachting zal de CUR-Aanbeveling eind 2005 verschijnen. Meer informatie: joop.koenis@cur.nl

������������������������

�����������������������������

�����������

���������������

�������������������������

������������������������������������

�������������

������������������������������

����������������������

�������������

���������

�������������������

������

������

������������������

�����������������������������������

������������������������

��������������������������������

��������������

����������������������������

�����������������

�����������������

��

��

��

���

�������������������������������

geotechniek_2005#2_compleet.indd 23

������������ ���������

��� ������� ���� �������� ������ ������������ ��� ������� ������ ������ ������������

������������

��� ������� ��� ������ ������������ �� ������� �������� ������ ������������

����������� �� ������

� � � � � � � � � � � � � � � � �

������ � ������ �

� � � � � � � � � � � � � � � �

04-03-2005 12:02:26


KIVI NIRIA Middagsymposium “Restzettingseisen: haalbaar en betaalbaar?” Op 27 april 2005 organiseert de afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA een middagsymposium met als onderwerp Restzettingseisen. Het symposium vindt plaats bij GeoDelft, Stieltjesweg 2 te Delft. Aan het symposium zijn geen kosten verbonden. De onderhoudskosten van Nederlandse infrastructuur bedragen jaarlijks vele miljarden. Deze kosten worden voor een belangrijk deel bepaald door restzettingen. Onvlakheid van het spoor en uithollingen overdwars, leidingen en rioleringen in VINEX-wijken die nu al aan reparatie toe zijn. In contracten worden daarom strenge eisen aan de restzetting gesteld, maar welke restzettingseisen zijn haalbaar en betaalbaar? Op dit symposium wordt samen met u naar antwoorden gezocht. In de lezingen komen de opdrachtgever, de aannemer, de adviseur en de onderzoeker aan het woord over contracteisen, uitvoeringstechnieken, restzettingsprognoses en metingen. Het programma is als volgt: 12.15 uur: Ontvangst met lunch 13.15 uur: ir. Arjan Grashuis, RWS-DWW: Naar innovatieve restzettingseisen 13.45 uur: dr.ir. Meindert Van, GeoDelft: Kosten en baten van zettingsversnellende / zettingsarme technieken 14.15 uur: Pauze 14.40 uur: Iman Koster (CROW) presenteert het eerst exemplaar van de publicatie “Betrouwbaarheid van zettingsprognoses” aan Louis de Quelerij 14.45 uur: ir. Hein Jansen, Fugro: De invloed van de adviseur 15.15 uur: ir. Chris Dykstra, Hydronamic/ Boskalis: Risicobeheersing door monitoring 15.45 uur: Paneldiscussie, discussieleider: prof. ir. Louis de Quelerij, TU Delft 16.30 uur: Afsluiting en borrel Meer informatie bij: Marcel Visschedijk, 015-269 38 40 Hein Jansen, 070-311 12 74 U kunt zich aanmelden per e-mail bij sonja.bleumer@geodelft.nl

afdeling Geotechniek Bijeenkomsten Afdeling Geotechniek van KIVI-NIRIA - Jaar 2005 Datum & tijdstip

Omschrijving

Locatie

27 april 2005, 12.15-17.30 uur

Middagsymposium “Restzettingseisen: haalbaar en betaalbaar?”

GeoDelft, Delft

juni 2005

Excursie

Nog nader te bepalen.

September 2005

Afstudeerdersprijsvraag

Nog nader te bepalen.

11 oktober 2005, gehele dag

Jaarlijkse bijeenkomst KIVI NIRIA - TI-KVIV-dag in combinatie met Geotechniekdag

Chassé Theater, Breda

Naast de genoemde activiteiten bestaan plannen om bijeenkomsten te organiseren over de volgende onderwerpen (in samenwerking met GeoDelft) : . een middag over de observational method, monitoring, de HerMes-filosofie; . een middag over IT-ontwikkelingen in de geo-engineering (met Plaxis, GD’s GeoBrain e.a.). Van alle activiteiten zullen nog aparte convocaties worden verstuurd. 16e Internationale Geotechniek Conferentie in Osaka Van 12 tot 16 september 2005 zal in Osaka (Japan) de 16e internationale conferentie over Geotechniek worden gehouden. Vanuit Nederland zijn voor deze conferentie de volgende papers ingediend: - Anisotropic geomechanical parameters as a result of glacial shearing (auteurs: L.F. Gareau, F. Molenkamp, J.Sharma, M. Remijn en B. Huang) - Centrifuge modelling of soil up heave by expanding tubes (auteurs: B.G.H.M. Wichman en H.G.B. Allersma) - Conditions for the use of the observational method in geotechnical engineering (auteur: S. van Baars) - Dutch research on the impact of shield tunnelling on pile foundations (auteurs: F.J. Kaalberg, E.A.H. Teunissen, A.F van Tol en J.W. Bosch) - Effect of compaction grouting in loosely packed sand on density (auteurs: H.M.A. Pachen, P. Meijers, M. Korff en J. Maertens) - Failure of peat dikes in The Netherlands (auteurs: A. Bezuijen, G.A.M. Kruse en M.A. Van) - Failure probability of dikes strengthened with structural elements (auteur: H.L. Bakker) - Geotechnical Risk management in the Netherlands (auteurs: D. Pereboom, P.P.T. Litjens en M.Th. van Staveren) - Influence of loading rate on floating piles in sand (auteurs: J. Dijkstra, A.F. van Tol, N. Huy en P. Hölscher) - Innovative Restoration of Medieval City Walls Den Bosch by soil nailing (auteurs: J. Steenbergen-Kajabová,

J.W. Bosschaart en H.A.A. Habib) - Integral design of motorways on soft soil on the basis of whole life costs (auteurs: A.A.M. Venmans, U. Förster en R.H. Hooimeijer) - Large scale monitoring during Amsterdam metro construction; risk control, procedures and experiences (auteurs: J.K. Haasnoot, F.J. Kaalberg en S. Braakman) - Liquefaction flow slide at horizontal ground (auteurs: M.B. de Groot, M. Korff en H.M.A. Pachen) - Monitoring and modelling during tunnel construction (auteurs: A. Bezuijen, A.M. Talmon en J. Joustra) - Observational Method for Dike Management (auteurs: R.A.J. v.d. Kamp en E.H. Rob) - Observations on densification of soil during vibratory sheet piling (auteurs: P. Meijers en A.F. van Tol) - Reduction of the Cone Resistance caused by the installation of CFA piles (auteurs: G. Hannink en A.F. van Tol) - Reliability of Settlement Prediction based on Monitoring (auteurs: E.O.F. Calle, H. Sellmeijer en M.A.T. Visschedijk) - Three examples of using artificial neural networks in geotechnical engineering (auteurs: A.R. Koelewijn en J. Maccabiani) - The synergy between theory and practice in geo-engineering (auteur: B.R. Hemmen) - Unravelling the Anisotropy of Peat (auteurs: C. Zwanenburg en F.B.J. Barends) - Validation of design methods with in situ monitoring of deep excavations (auteurs: M. Korff en J. Herbschleb) Meer informatie over de conferentie kan worden gevonden op www.icsmge2005.org.

kivi niria 24

geotechniek_2005#2_compleet.indd 24

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:02:46


KIVI NIRIA is dĂŠ Nederlandse beroepsvereniging van en voor ingenieurs, opgeleid aan universiteiten en hogescholen, en vormt een hoogwaardig technisch kennis- en kennissennetwerk. Hiermee maakt KIVI NIRIA, het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs, het belang van techniek zichtbaar in onze samenleving en ondersteunt ingenieurs bij het uitoefenen van hun belangrijke taak. Ingenieurs staan aan de basis van innovatie, doordat zij hun technische kennis weten toe te passen ten behoeve van ontwikkeling in de maatschappij.

Waarom een Afdeling Geotechniek? Geotechniek volgens Van Dale: de toegepaste wetenschap, die zich bezighoudt met het gedrag van grond en rots, ten behoeve van het ontwerpen en uitvoeren van grond- en kunstwerken. Dit klinkt erg abstract, maar in de praktijk zijn er maar weinig ingenieurs die niet met geotechniek te maken krijgen. Denk maar eens aan de fundering van een weg of gebouw, het aanbrengen van waterdichte schermen bij een bodemsanering of het verplaatsen van grond bij het baggeren of boren van een tunnel. Daarom dus een Afdeling Geotechniek.

Aanmelden of meer informatie over KIVI NIRIA Geotechniek ? Meer informatie over de Afdeling Geotechniek kunt u vinden op www.kiviniria.nl/geo of bij Marty Herrmann, KIVI NIRIA Kamer TU Eindhoven, tel. (040) 247 29 49 (ma t/m vrij 10.00 - 14.00 u), e-mail: kiviniria@tue.nl. Meer informatie over KIVI NIRIA: www.kiviniria.nl.

Netwerk en Communicatie De Afdeling Geotechniek vormt een netwerk van mensen werkzaam op het vakgebied, mensen die het vak studeren en andere geĂŻnteresseerden. Dit netwerk strekt zich uit over de grenzen van ons land en uit zich in nauwe samenwerking met soortgelijke verenigingen binnen Europa. Jaarlijks organiseert de afdeling tal van activiteiten, waarvan een aantal op Europees niveau in samenwerking met anderen. KIVI NIRIA Geotechniek is tevens founding partner van Geonet, het onafhankelijk platform voor interactief geotechnisch Nederland (www.geonet.nl). Alle leden van KIVI NIRIA Geotechniek kunnen zich gratis abonneren op het vakblad Geotechniek. Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vakblad dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnisch vakgebied te kweken. Het vakblad verschijnt vier maal per jaar (excl. specials). Activiteiten De Afdeling Geotechiek geeft steun aan wetenschappelijk onderzoek en helpt mee aan de ontwikkeling van diverse cursussen op het vakgebied. Daarnaast organiseert de afdeling de Funderingsdag en de Geotechniekdag en vele excursies, lezingen en symposia. Ook voor jonge leden is de afdeling actief. Zo levert zij een bijdrage aan de Young Geotechnical Engineers Conference en er is een speciale afstudeerdersmiddag.

25

geotechniek_2005#2_compleet.indd 25

04-03-2005 12:02:57


Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam Ir. P.J.C.M. de Kort Franki Grondtechnieken B.V.

SA MENVATTI NG Voor de stations van de Noord/Zuidlijn worden diepwanden tot meer dan 40 m onder het maaiveld gemaakt. Het artikel gaat in op een aantal technische uitvoeringsaspecten. Bij de voorbereidende werkzaamheden stond het verwijderen van obstakels centraal, in het bijzonder restanten van oude kades, alsmede de benodigde grondverbeteringen (met o.a. de mixed-in-place methode) daarna. De overwegingen om te ontgraven met hydraulische grijpers en niet door middel van frezen worden toegelicht. De betonkwaliteit is experimenteel verbeterd lopende het project om problemen met snelle uitharding en het omlopen van het zeer vloeibare beton te verhelpen. Om de tunnelboormachine te zijner tijd de diepwand te kunnen laten doorboren, is daar ter plaatse glasvezelwapening toegepast.

Introductie In de Noord/Zuidlijn te Amsterdam zijn op drie locaties in het stadscentrum metrostations gepland. Op de betreffende locaties, Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan, wordt de metro aangelegd in een diepgelegen geboorde tunnel (zie figuur 1). Dit impliceert dat de stations in diepe bouwputten worden aangelegd. Deze bevinden zich zeer dicht bij bestaande, in het algemeen oude, bebouwing op houten palen met de paalpunten in de eerste zandlaag op ca. NAP - 13 m. Nabij de locaties van de bouwputten bevinden zich o.a. tramlijnen, wegen, winkels en publiek. De hinder voor de omgeving moet zoveel mogelijk beperkt worden. De veiligheid van de omgeving staat voorop. Voor de constructie van de stations is gekozen voor de wanden-dak methode. De wanden bestaan uit diepwanden met voorzetwanden. Het dak wordt gevormd door een zware betonplaat. Op enige diepte beneden het maximale niveau van de ontgraving worden de diepwanden afgestempeld door middel van grout stempels. Om het verkeer zo weinig mogelijk te hinderen, worden de dakplaat en de diepwanden bij de stations Rokin en Vijzelgracht in twee fasen gebouwd. Tijdens de bouw van de ene helft kan het tram- en autoverkeer doorgang vinden over de andere helft van het terrein. In het verleden bevonden zich ter plaatse van de stations Rokin en Vijzelgracht kademuren. Deze zijn in de loop van de tijd met grond

26

geotechniek_2005#2_compleet.indd 26

bedekt. Plaats en diepte van de oude constructies zijn niet exact bekend. Zeker is echter wel dat deze zich in het tracé van de aan te brengen diepwanden bevinden. De diepwanden waren tijdens de aanbesteding ondergebracht in het RAW-bestek van de stations. Later is besloten deze uit het bestek te halen en onder te brengen in een stelpostcontract. Door deze opzet is het eenvoudiger de kennis en kunde van de opdrachtgever, de hoofdaannemer en de diepwandspecialist maximaal te benutten en zo tot een technisch en economisch optimale oplossing te komen. Opdrachtgever ”Adviesbureau Noord/Zuidlijn”, hoofdaannemer “Max Bögl Nederland” en diepwandspecialist “Franki Cementation Joint Venture” werken bij de optimalisatie nauw samen als partners voor zowel het technische aspect, als de logistiek, de veiligheid en de kwaliteit. De joint venture voor de diepwanden bestaat uit Franki Grondtechnieken B.V., gevestigd te Oosterhout (dochterbedrijf van Franki Geotechnics in België) en Cementation Skanska Foundations uit Engeland. De combinatie wordt in het vervolg FCJV genoemd. Beide partners beschikken over een lange ervaring in het ontwerpen en uitvoeren van diepwanden, met name ook in centra van grote steden. Voor de opdrachtgever was het beschikken over veel kennis en ervaring en voldoende capaciteit een voorwaarde bij de keuze van de

diepwandspecialist. Ook dient beschikt te worden over het modernste materieel. Omvang, dikte en diepte van de wanden, complexe detaillering en de moeilijke omgeving waren redenen voor de opdrachtgever deze hoge eisen te stellen. Het basisontwerp van de diepwanden is door de opdrachtgever gemaakt. Wanddikte, diepte en aantal mm2 staal werden aan FCJV ter beschikking gesteld als uitgangspunten. FCJV maakt de detailtekeningen van de wapeningskorven met de keuze van staafdiameters, aantal koppelingen, sparingen etc. Naast eigen specialisten worden mensen van Ingenieursbureau Van Rossum ingezet. Ook werkplannen, kwaliteitsplannen en veiligheidsplannen worden door FCJV in nauw overleg met Max Bögl en Adviesbureau Noord/Zuidlijn opgesteld. Hiervoor is door de complexe omgeving veel overleg met vele

Buikslotermeerplein

J. van Hasseltweg Centraal Station Rokin Vijzelgracht Ceintuurbaan Zuid/WTC

RAI/Europaplein

\ Figuur 1 Locatie diepe stations in Noord/Zuidlijn

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:03:01


Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam

palen. In het bestek is aangegeven dat obstakels verwijderd moeten worden met behulp van damwandkuipen, ontgraven en trekken van de palen. In de praktijk bleek deze methode problemen op te leveren. Voor een gedeelte van station Rokin is daarom besloten over te gaan op een andere uitvoeringsmethode voor het verwijderen van de resten van de kademuren ter plaatse van het diepwandtracé. Deze bestaat uit het wegboren met een zware boorstelling.

\ Figuur 2 Kenmerkende sondering

partijen noodzakelijk zoals stadsdeelraden, brandweer, vervoerbedrijf etc. De omvang van het diepwandenwerk kan samengevat worden in de volgende getallen: • 75.000 m2 diepwand • 90.000 m3 beton • 18.000 ton staal • glasvezelwapening • ca. 250.000 Lenton of Schöck koppelingen • maximale graafdiepte 47,5 m • wanddikte 1,20 m, plaatselijk 1,50 m. De wanden worden aangebracht tot een diepte van maximaal NAP -45 m. De grondslag ter plaatse van de stations bestaat tot ca. 13 m diepte uit slappe Holocene lagen. Na de eerste zandlaag en de cohesieve tussenlaag wordt de tweede zandlaag aangetroffen tot een diepte van ca. NAP -28 m. Daaronder bevindt zich de Eemkleilaag tot de maximale diepte van de diepwanden (zie figuur 2).

Voorbereidende werkzaamheden Ter plaatse van de toekomstige stations Rokin en Vijzelgracht bevinden zich restanten van oude kademuren in de grond. Deze bestaan uit metselwerk, houten rasterwerk en houten

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 27

Wegboren obstakels Stapsgewijs kan deze methode als volgt omschreven worden: • Uitzetten grote boorpalen. De palen worden uitgevoerd met een diameter van 1,28 m. Om de gehele breedte van de diepwandsleuf en de geleidebalken aan weerszijden van de sleuf af te dekken, zijn twee rijen palen benodigd. De assen van de palenrijen liggen 1,10 m uit elkaar. In een rij worden de palen 1,0 m h.o.h. geplaatst. • Indraaien voerbuis (diameter 1,28 m) met een zware boorstelling BG 36 (M= 367 kNm, gewicht 110 ton) (zie figuur 3). Voerbuizen zijn open aan de onderzijde. Zodra de weerstand van de boorbuis te hoog wordt, wordt grond uit de boorbuis verwijderd met een emmerboor of met een korte avegaar. • De boorbuis wordt gevuld met lage sterkte mortel en getrokken. Indien de boorbuis gevuld is met water, wordt een tremiebuis gebruikt voor het van onder af opvullen van de buis. • Resultaat is een strook in de grond waar obstakels verwijderd zijn en die is gevuld met lage sterkte mortel (1 MPa na 56 dagen). Hierin kan de diepwand uitgegraven worden en vinden de geleidewanden voldoende steun en stabiliteit. Beoordeling methode De methode heeft in de praktijk goed voldaan en zal ook in volgende fases worden toegepast.

\ Figuur 3 Boorstelling voor het wegboren van obstakels

Grondverbetering in zone van obstakels Op een gedeelte van de eerste fase van het station Rokin en het gehele station Vijzelgracht zijn obstakels verwijderd met de in het bestek voorziene damwandkuipen. Grond is uit de kuipen ontgraven tot ca. 3 m diepte, palen zijn getrokken en de sleuf is aangevuld met zand. Een minder goede aanvulling geeft een aanzienlijk risico voor het instorten van de diepwandsleuf bij het maken van de diepwanden. Door het trekken van de palen is het Holoceen bovendien ernstig verstoord. Het risico voor plaatselijke instabiliteit van de geleidewanden is zonder aanvullende maatregelen groot. Om dit risico te minimaliseren, is besloten direct aan weerszijden van de te graven diepwandsleuf en daarmee onder de geleidewanden grondverbetering toe te passen tot op de eerste zandlaag. Het relatief slappe Holocene pakket wordt hierdoor verbeterd. In principe kan uit twee mogelijkheden voor grondverbetering gekozen worden, namelijk: • de droge methode, zoals veelvuldig toegepast in Scandinavië • de natte methode Na evaluatie van beide methoden is gekozen voor de natte “mixed in place” methode (MIP) en wel om de volgende redenen: • Met de droge methode zijn in Nederland tot nu toe nog geen goede ervaringen opgedaan. Bij de Botlektunnel zijn beide methoden uitgetest en bleek de natte methode veel betere resultaten op te leveren. • Stofoverlast bij de droge methode is niet acceptabel in een binnenstad. • De droge methode geeft aanzienlijk grotere afwijkingen van de verticaal dan de natte methode. • Restanten van obstakels geven bij de droge methode meer problemen dan bij de meer robuuste natte methode. • Bij de natte methode wordt een homogenere menging verkregen door de mogelijkheid het mengwerktuig verticaal op en neer te halen en ook in verticale zin lagen onderling te vermengen. Door meerdere keren en overlappend te boren, wordt een betere menging verkregen. Werkvolgorde MIP • Aan beide zijden van de diepwanden wordt de as van de aan te brengen MIP uitgezet. • Het mengwerktuig behandelt per arbeidsgang een breedte van 1,0 m en een dikte van 0,4 m.

27

04-03-2005 12:03:06


Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam

Het effect van de MIP op plaatselijk zwakke zones in de aanvullingen na verwijderen van de obstakels is moeilijk te kwantificeren. Zeker is echter dat dergelijke zones zonder grondverbetering een aanzienlijk risico kunnen opleveren voor lokaal bezwijken van de wand van de diepwandsleuf. Dit is zeker zo in het door het trekken van houten palen verstoorde Holocene pakket. De MIP geeft hier zeker een aanzienlijke verkleining van het risico.

Technische aspecten aanbrengen diepwanden \ Figuur 4 Schematische weergave van het materieel voor de natte mixed in place methode primair

primair 370 mm

primair

1.000 mm

500 mm

secundair

1.000 mm

secundair

\ Figuur 5 Volgorde van het uitvoeren van MIP volgens de

natte methode

• De behandelde diepte bedraagt ca. 13 m vanaf maaiveld. • Het werktuig bestaat uit drie apart aangedreven schroeven naast elkaar (zie figuur 4). • De schroeven worden naar de vereiste diepte gedraaid. De draairichting van de middelste schroef is tegengesteld aan die van de buitenste schroeven. Het toerental van de middelste schroef is het dubbele van de buitenste schroeven. Dit geeft intensieve menging. • Tijdens het inboren wordt door de middelste schroef grout in de bodem geperst. Per m3 verbeterde grond wordt 215 kg cement aangebracht. • In de eerste arbeidsgang worden primaire “panelen” van 0,4 x 1,0 m2 h.o.h. 1,50 m aangebracht. De boor wordt “mengend” ingebracht, getrokken en opnieuw mengend ingebracht en getrokken. • In een tweede arbeidsgang worden secundaire panelen aangebracht tussen de primaire panelen. In de secundaire panelen wordt grout ingebracht als bij de primaire panelen, echter de halve hoeveelheid. Secundaire en primaire panelen overlappen 0,25 m. • Tenslotte wordt het mengwerktuig weer

28

geotechniek_2005#2_compleet.indd 28

ingebracht op de plaats van de primaire panelen, zonder inbrengen van grout. In deze gang wordt de met grout verzadigde grond nog intensiever gemengd (zie figuur 5). • Tijdens het hele proces is de afwijking van de verticaal in plaats en rotatie in de cabine van de machine af te lezen. Beoordeling MIP • De methode heeft in de praktijk goed voldaan. De geleidewanden zijn stabiel gebleken ook bij de zware wapeningskorven die zijn toegepast. • Bij het graven van de diepwanden is afwijking van de verticaal geen probleem geweest. • Het betonverbruik in de slappe bovenlagen is beperkt gebleven. • De bereikte eenassige druksterktes bedragen meer dan 1,0 MPa in het Holoceen. • Monsters met veel veen bereiken een lagere druksterkte. Werking van de MIP moet meer op de sterkte van de matrix beoordeeld worden dan op de sterkte van een klein gebied. Bij ontgraving van de MIP blijkt deze volgens visuele beoordeling een goede sterkte te hebben. De vorm van de MIP tekent zich duidelijk af in de buitenkant van de diepwand. Effect van de MIP op de sleufstabiliteit Door het aanbrengen van de MIP wordt de sleufstabiliteit verhoogd. Aan beide zijden van de diepwandsleuf bevindt zich als het ware een verticale plaat van stijvere grond. Door de plaatwerking wordt de veiligheid tegen afschuiven van een grondwig verhoogd. Uit berekeningen volgens DIN 4126 blijkt dat de veiligheid verhoogd wordt van ca. 1,10 naar 1,35 à 1,40.

Besteksbepalingen In het bestek en in het eindrapport diepwanden Mondriaantoren wordt een aantal belangrijke randvoorwaarden genoemd: • Graafmethode: Station Rokin ontgraven met grijper, stations Vijzelgracht en Ceintuurbaan ontgraven met diepwandfrees. • Verticaliteit: Maximale afwijking van de verticaal 0,5 %. • Voegen: Voegen water- en gronddicht, op plaatsen waar met luchtdruk gewerkt gaat worden, ook luchtdicht. • Beton: Beton B35, milieuklasse 3 over bovenste meters aan bovenzijde en milieuklasse 2 over de rest. Grootste korrelafmeting 20 mm. • Paneelindeling: Maximale paneelbreedte < kortste afstand tussen buitenzijde paneel en dichtstbijzijnde belending. Bij hoekpanelen die in één keer gemaakt worden, moet de afstand minimaal gelijk zijn aan 2x de paneelbreedte. Op een aantal plaatsen mag de paneelbreedte niet meer dan 2,80 m bedragen. • Bentonietinstallatie op de Singelgracht: Bentonietinstallatie voor de stations Vijzelgracht en Ceintuurbaan te plaatsen op een platform in de Singelgracht. Graafmethode Besloten is na ampele overwegingen bij alle stations tot de volledige diepte te ontgraven met hydraulische grijpers. Het ontgraven met diepwandfrezen heeft in de gegeven grondcondities geen voordelen ten opzichte van het graven met grijpers. De inzet van frezen werkt echter wel kostenverhogend. Vervormingen in de grond zijn niet verschillend bij frezen of werken met hydraulische grijpers. Bij inzet van de frees moeten de eerste ca. 8 m met een grijper worden voorgegraven.

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:03:11


Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam

• Indien een reeds geïnstalleerd paneel om welke reden dan ook een groot verloop heeft, dan kan het naastgelegen paneel niet gefreesd worden. • De vereiste werking van bentoniet wordt aangetast door stoffen uit verbrijzeld beton. Dit betreft o.a. de pH-waarde, calciumionen waardoor uitvlokking kan ontstaan, filtraatverlies, dichtheid e.d. Het aantal bewegingen in en uit de sleuf bij het uitgraven met de frees is geringer dan bij het werken met een grijper. Werken met een frees heeft in dat opzicht voordelen op het gebied van veiligheid voor de omgeving. In Amsterdam is dit nadeel van de grijper geneutraliseerd door te werken met rotators. Hierdoor is het mogelijk de diepwandgrijper zeer gecontroleerd in positie te brengen boven de sleuf.

\ Figuur 6 Hydraulische diepwandgrijper voor een wand-

dikte van 1,50 m met rotator

De vaste Eemkleilaag beneden NAP -28 m is met een frees slecht te ontgraven. Deze klei verstopt de graafwielen en is moeilijk te verpompen. Het bentonietverbruik is hoog en het risico voor verstoppingen in de leidingen groot. Ook bij de inzet van een frees wordt tegenwoordig steeds gewerkt met voegplanken. Slechts in uitzonderlijke gevallen wordt met een frees in het beton van een naastliggend reeds gestort paneel gefreesd en dan nog bij voorkeur als de wanden niet te diep zijn. Indien in het beton van aanliggende panelen gefreesd wordt geeft dit: • Een risico dat wapening in een reeds gestort paneel geraakt wordt. • De frees wegloopt door het verschil in hardheid tussen het beton in de naastliggende panelen. Ook is beton veel harder dan grond, wat de neiging tot verlopen versterkt.

\ Figuur 7 Paneel in de cabine van de diepwandkraan voor

de verticaliteitscontrole.

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 29

Op grond van bovenstaande overwegingen is besloten uitsluitend te graven met hydraulische grijpers in combinatie met rotators (zie figuur 6). Verticaliteit De maximaal toelaatbare afwijking van de verticaal is 0,5 %. Normaal is een afwijking toegestaan van 1 %, o.a. in de nieuwe NEN-EN 1538. Aan een dergelijke scherpe eis kan alleen voldaan worden met de inzet van modern materieel d.w.z. grijpers en een diepwandkraan, bediend door zeer ervaren personeel. Tijdens het ontgraven kan de machinist op een monitor in de cabine van de kraan continu de afwijking van de grijper in x- en y-richting (evenwijdig aan de diepwandsleuf respectievelijk loodrecht op de sleuf) aflezen en zo nodig bijsturen (zie figuur 7). Om binnen de gestelde eisen te blijven, is een protocol vastgelegd. Gedurende het ontgraven wordt op van te voren vastgelegde dieptes de afwijking vastgelegd en op de productiestaten vermeld. Als de afwijking te groot is, dan moet correctie plaatsvinden. Correctie in de x-richting (evenwijdig aan de sleuf) en de y-richting kan plaatsvinden door de inzet van een zware beitel, draaien van de grijper, alsmede door andere maatregelen. Ervaring heeft geleerd dat de verstoring van de ondergrond door het verwijderen van obstakels en door achtergebleven resten van houten palen (Vijzelgracht) tot sterkere afwijkingen van de verticaliteit leidt. In de ongestoorde bodem op de Ceintuurbaan geeft de verticaliteit veel minder problemen dan op de andere twee stations.

De ervaringen tot nu toe geven aan dat de keuze van het materieel en de gevolgde werkwijze tot goede resultaten leiden, afgezien van plaatselijke afwijkingen ten gevolge van obstakels in de grond. In het algemeen is de maximale afwijking kleiner dan 0,5 %. Voegen De eisen gesteld in het bestek maken de keuze van een goed voegsysteem noodzakelijk. Algemeen worden voegen van het type CWS (Continuous Water Stop) gezien als het beste systeem in de (wereld)markt. Dit type voegen is voorzien van een PVC strip met een breedte van 150 mm voor de waterdichte aansluiting van panelen onderling (zie figuur 8). Voegprofielen worden zijdelings verwijderd met de grijper tijdens of na het ontgraven van het naastliggende paneel. Andere typen voegen ( o.a. Cascade voeg) zijn wel overwogen, maar ter zijde gelegd, o.a. vanwege slechte ervaringen op andere werken met name in Berlijn. Men moet zich hierbij realiseren dat in Amsterdam de lengte van de in te zetten voegplanken uitzonderlijk lang is, bijvoorbeeld op het Rokin 36 m, op de Ceintuurbaan ca. 34 m en op de Vijzelgracht ca. 33 m. Volgens internationaal erkende diepwandspecialisten is 30 à 35 m wel de maximaal haalbare diepte met een voegplank. In Amsterdam wordt naar de limiet gegaan of daar zelfs nog overheen. Beton In het bestek wordt beton B35 voorgeschreven met een maximale korrelgrootte van 20 mm. Tot NAP -2 m moet beton milieuklasse 3 zijn, beneden dat niveau milieuklasse 2. In een diepwand is het niet mogelijk op enig niveau een laagscheiding tussen verschillende betonsamenstellingen te realiseren, ook niet als vanaf een bepaald niveau een andere betonsamenstelling in de diepwand wordt aangebracht. In de praktijk betekent dit dat het beton met de hoogste eisen gebruikt moet worden voor het hele paneel. De bestekseisen resulteerden voor de diepwanden in Amsterdam in een mengsel met 400 kg bindmiddel. De grote dichtheid van de wapening maakte volgens de voorschriften het toepassen van 16 mm grind noodzakelijk. Tijdens de uitvoering bleek dit mengsel grote problemen te veroorzaken bij het realiseren van de diepwanden:

29

04-03-2005 12:03:24


Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam

NB: Deze figuur bevat geen resultaten van paneel 1 (1200 mm) tot S1 (600 mm), omdat deze resultaten niet vergelijkbaar zijn

Aantal uren

Aantal panelen Gemiddelde tijd om te verwijderen

Betonmengsel

• Het beton werd zeer snel hard. • Door de hoge vloeibaarheid van het beton was er sprake van extreem veel omloopbeton. Dit werd nog versterkt door de korrelopbouw van de tweede zandlaag die te weinig weerstand bood tegen het omlopen van de zeer vloeibare beton met veel fijne delen. Omloopbeton op zich is onvermijdelijk bij het maken van diepwanden. De nadelige effecten ervan moeten bestreden worden om het verwijderen van voegplanken zonder grote inspanningen mogelijk te maken. De benodigde tijd voor het verwijderen van voegplanken was soms zeer lang, meer dan 15 uur is herhaaldelijk voorgekomen, en onvoorspelbaar. Planning van het werk werd daardoor zeer moeilijk. Van enige repetitie was geen sprake. Het probleem werd op de volgende wijze aangepakt: • Andere betonmengsels werden ingezet. Uiteindelijk gaf mengsel “C” de beste resultaten. De ontkistingstijd nam dramatisch af door de vermindering van omloopbeton en het aanzienlijk langzamer verharden van het beton (zie figuur 9). • In de wapeningskorven werd voor de betoncontrole bij een aantal korven een zestal buizen ingebouwd. Via de buizen werd de dichtheid van het beton gecontroleerd met ultrasonore metingen. Door een aantal

30

geotechniek_2005#2_compleet.indd 30

\ Figuur 9 Relatie betonmengsel en tijd benodigd voor het trekken van voegplanken

malen willekeurig twee buizen te gebruiken voor de metingen werd een goed beeld verkregen van de dichtheid van het beton. De metingen geven aan dat de dichtheid van het beton voldoende is, in ieder geval is er geen bezwaar mengsel “C” verder toe te passen. Ook betonneringsdiagrammen die tijdens het storten gemaakt worden, geven geen aanleiding te veronderstellen dat onvoldoende uitstroom van beton plaatsvindt op plaatsen met een hoge wapeningsdichtheid (zie figuur 10). • Voorkomen van aanhechting van omloop-

In werkelijkheid

beton aan de voegplanken. Dit geeft minder tijd voor het verwijderen van de voegplanken en minder reparatie van de klauwen van de grijpers (zie figuur 11). • Ontkoppelen van het graven van een diepwandpaneel en het verwijderen van de voegplanken. Door deze maatregel is het proces van graven, ontzanden, voegpaneel verwijderen, wapening plaatsen en betonneren beter beheersbaar: - De primaire snede wordt gemaakt met de hydraulische grijper. - De moot grond tegen de voegplank, met eventueel omloopbeton, wordt verwijderd

Betonvolume (m3) Theoretisch

Stortniveau

Tremie buis

Diepte beneden maaiveld (m)

\ Figuur 8 CWS-voegplank met afdichtingsstrip

\ Figuur 10 Betonneringsdiagram met de positie van de tremiebuis ten opzichte van het betonniveau

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:03:41


Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam

Rokin

Vijzelgracht

Ceintuurbaan

Wanddikte

1,20 m

1,20-1,50 m

1,20 m

Diepte diepwandsleuf

NAP -38 m

NAP -45 m

NAP -44 m

Grijperbreedte

3,30 m

3,30 m

2,80 m

Primaire panelen

ca. 1 per 5 panelen

ca. 1 per 5 panelen

nabij woningen 1 per 2 panelen

Volgpanelen

3,80 m

5,0 m

3,80 m

Bijzondere panelen

6,20 m knikpanelen 2,70 x 2,70 m hoek

2,40 x 2,40 m hoek

hoekpanelen als primaire panelen

Wapening

korven 2,0 – 3,0 m max. 35 ton/korf

korven 2,0-2,40 m max. 62 ton/korf

korven 2,0-3,0 m max. 44 ton/korf

\ Tabel 1: Uitvoeringskenmerken van de drie stations

met een mechanische grijper. - Met de extra graafkraan is de inzet van een schraapbeitel om omloopbeton te verwijderen ook een optie, waarvan een aantal malen gebruik is gemaakt. • Extra aandacht aan het verticaal ontgraven. Door de verstoorde grond en resten van met name houten palen is de kans op verlopen van de grijper relatief groot. Dit wordt ondervangen door zeer zorgvuldig te werken en eventuele afwijkingen zo snel mogelijk te corrigeren. Ook deze maatregel vermindert problemen met het verwijderen van de voegplanken. Paneelindeling De paneelindeling wordt bepaald door de in het bestek gestelde randvoorwaarden ten aanzien van de maximaal toelaatbare paneelafmetingen in relatie tot de bebouwing, de geometrie van de stations, de maximale breedte van de wapeningskorven en bijzondere

\ Figuur 11 Voegplanken met houtbekleding

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 31

situaties zoals het inbouwen van glasvezelwapening. Bij de Noord/Zuidlijn is in feite sprake van drie verschillende werken met elk hun specifieke eisen (zie tabel 1): • Bij alle stations worden glasvezelwapeningen ingebouwd om doorboren van de diepwand met de tunnelboormachine mogelijk te maken. Voor het transport en het verticaal brengen worden de wapeningen voorzien van tijdelijke stalen hulpframes. Glasvezelwapening is nog zeer weinig (of niet?) toegepast in diepwanden. De toepassing is tot nu toe succesvol verlopen. Op de Ceintuurbaan is een korf met een lengte van 22 m toegepast. • Door de beperkte ruimte op de stations, de lengte van de korven en het korfgewicht moeten de korven met twee kranen worden opgetrokken. Op de Ceintuurbaan is te weinig plaats voor twee kranen en moeten

de korven met een 110 tons kraan opgetrokken worden. Een dergelijke grote kraan is zeer nadelig in de beperkte werkruimte en benadeelt de productie. • Op station Rokin is sprake van 28 verschillende ontwerpvarianten. Dit aantal is nadelig voor de flexibiliteit in de uitvoering en de productie. Bentonietinstallatie op de Singelgracht In het bestek is voorzien de bentonietinstallatie voor de stations Vijzelgracht en Ceintuurbaan op een platform in de Singelgracht te plaatsen. De installatie bestaat uit de opslag van bentoniet, mengers, ontzanders en pompen. De lengte van de leidingen van de Singelgracht naar de Ceintuurbaan bedraagt 1300 m: van de Vijzelgracht naar de Singelgracht 800 m. Normaal bevindt de bentonietinstallatie zich nabij de werklocatie. Dit was nu niet mogelijk vanwege plaatsgebrek en bezwaren uit de omgeving. Voor het gekozen concept was geen panklare oplossing beschikbaar. Pompen, leidingen, boosters, tussenopslag e.d. moesten speciaal ontwikkeld worden. Pompen werden op specificatie gebouwd. In grote lijnen ziet de oplossing er als volgt uit: • ontzanden op locatie met een capaciteit van ca. 250 m3 per uur tot een zandgehalte van maximaal 5 % (zie figuur 12). • Verpompen van de deels ontzande bentoniet naar de Singelgracht. • Op de Singelgracht is de ontzandingscapaciteit van 250 m3 per uur geplaatst. De gekozen oplossing voldoet in de praktijk goed. Wel blijkt dat het zandpercentage in de bentoniet in de sleuf na ontgraven hoog is en daardoor de vereiste ontzandingstijd op de locaties lang. Zandgehaltes van meer dan 25 % zijn eerder regel dan uitzondering. Lange ontzandingstijden verlengen de benodigde tijd voor het maken van de panelen aanmerkelijk.

bijzonderheden Wapeningen • De wapeningsdichtheid is bij dit project erg hoog. Gemiddeld ca. 215 kg/m3. • Ter plaatse van aansluitingen met de vloeren is de wapeningsdichtheid plaatselijk 280 kg/m3. • De vereiste hoeveelheid wapening maakt het gebruik van 50 mm FEB 500 staal noodzakelijk. Plaatselijk zijn drie lagen met 50 mm staven per zijde nodig. Met 40 mm staven was dit niet meer oplosbaar

31

04-03-2005 12:03:54


Ervaringen met de uitvoering van diepwanden voor de metrostations Rokin, Vijzelgracht en Ceintuurbaan te Amsterdam

\ Figuur 12 Ontzanden tot maximaal 5 % op locatie

(zie figuur 13). • Het aantal koppelingen van het type Lenton en Schöck is groot, met name ook ter plaatse van de aansluitingen met de vloeren. Verankering in de diepwand vindt plaats met gebogen staven van maximaal 50 mm en rechte staven met aangelaste ankerplaten. • In de wapeningen zijn veel koppelingen opgenomen voor verankering van de voorzetwand aan de diepwand. • In dit project wordt als één van de eerste keren glasvezelwapening toegepast op de plaatsen in de diepwand waar de tunnelboormachine moet passeren (zie figuur 14). • Het koppelen van secties wapeningen

\ Figuur 13 Korf met hoge wapeningsdichtheid

gebeurt met gebruikmaking van speciale koppelingsplaten. • In de korven zijn voorzieningen opgenomen voor ultrasonore controle van het beton en buizen voor de meting van de helling. Invloed op de omgeving Metingen tot nu toe geven aan dat vervormingen in de ondergrond binnen de gestelde toleranties blijven (zie figuur 15). Dit bevestigt dat de keuze voor het ontgraven met grijpers in combinatie met plaatselijke grondverbetering en een goede uitvoeringsvolgorde, de juiste geweest is. Dit geldt voor technische en economische aspecten.

z (mm)

Afleestijdstip

\ Figuur 15 Verticale verplaatsingen van belendingen op de Ceintuurbaan door het aanbrengen van de diepwanden

32

geotechniek_2005#2_compleet.indd 32

\ Figuur 14 Korf met glasvezelwapening en hulpframe

Omgevingsfactoren De werkruimte op alle drie stations is zeer beperkt. Dicht bij de plaatsen waar gewerkt wordt, lopen mensen, rijden trams en auto’s en bevinden zich winkels, horeca etc. Alle drie stations bevinden zich in druk stedelijk gebied. Met al deze factoren wordt op de volgende wijze rekening gehouden: • Graven van de diepwanden vindt plaats met “state of the art” materieel. Dit produceert minder geluid dan wat ouder materieel. • Zo veel mogelijk wordt gebruik gemaakt van hydraulische diepwandgrijpers met rotators. Dit verhoogt de veiligheid. • Op plaatsen waar gewerkt wordt, zijn spatschermen geplaatst om vervuiling door spatten te voorkomen. Deze ontnemen tevens het zicht op de werkzaamheden vanaf de straat met als bijkomend voordeel dat op die plaats geen mensen blijven staan om te kijken. Dit verlaagt het risico op ongelukken. • De beperkte breedte van de locaties wekt nadelig op de productie. Ook het aantal toegangen is beperkt. Door deze combinatie kan aan een beperkt aantal panelen tegelijk gewerkt worden. Dit verlaagt de productie. • Op het station Ceintuurbaan is slechts één toegang en één uitgang beschikbaar. Ook wordt het werkterrein gekruist door dwarsstraten die tijdens de bouw open moeten blijven. In weekends en avonduren moet een doorgang voor de brandweer van 3 m open blijven. Deze beperkingen maken inzet van groot materieel moeilijk. De productie wordt sterk beperkt door deze

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:04:14


Innovatie in de gww, cultuurtechniek en het milieu

randvoorwaarden. De voortdurende nabijheid van (winkelende) mensen maakt een optimale zorg voor veiligheid noodzakelijk. Tijdens hijswerkzaamheden wordt publiek op afstand gehouden door verkeersregelaars.

Conclusie Het aanbrengen van de diepwanden voor de metrostations in Amsterdam is een uitdagend project dat veel vraagt van alle betrokkenen. Aan de voorwaarde op een veilige en verant-

woorde manier diepwanden in een druk stedelijk gebied te maken, wordt tot nu toe voldaan. Dit is temeer een prestatie als men bedenkt dat men aan de rand van het technisch, logistiek en voor de omgeving haalbare werkzaam is. Een Frans deskundige op het gebied van diepwanden, Schneebeli, zei het volgende: ”De moeilijkheden bij het uitvoeren van diepwanden zijn proportioneel met de diepte. Daar komt de stedelijke omgeving “Amsterdam” nog bovenop.” Dat zegt genoeg.

GEPATENTEERD ECOLOGISCH ENGINEERING SYSTEEM toepassingen: (gewapende) grondkerende constructie anti erosie constructie voordelen: � esthetisch verantwoord � alle vegetatie toepasbaar � flexibel � ruimte besparend � éénvoudig te bouwen � korte bouwtijd � permanente oplossing � geen beton, staal of bekisting

������������������������������������� �������������������������������

������������������������

� � � � � � �

Producten programma: Geogrid voor fundering- en taludwapening, bi- en uniaxiaal met vormvast knooppunt Asfaltwapening van glasvezel Deltalok® Systeem 3D structuurmatten tegen erosie Schanskorven en matrassen Weefsels en vliezen Bentonietmatten voor afdichting Fencing / waarschuwingsnetten

��������������������������������������������������������������������� �������������������

������������������

tel. 038 42 90 424 fax. 038 42 90 425

��������������������������

info@citeko.com www.citeko.com

������������������������ Educom_goeduitgeven_135x175.indd 1

geotechniek_2005#2_compleet.indd 33

04-03-2005 10:14:41

04-03-2005 12:43:11


������������������������������������������� �����������

������������������������������������������� ������������������� �������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������

������������������ ����������������

����������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� �����������

��������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������ ����������������������������������������������������������� ������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� ��������������������������������

�����������������������������������������������������������������

geotechniek_2005#2_compleet.indd 34

04-03-2005 12:04:35


Ontwikkeling en mogelijkheden van het SEA-anker Ir. T. Visser VWS Geotechniek bv, Woerden Ir. E. Diepstraten VWS Geotechniek bv, Woerden

Inleiding Het winnen van olie en gas offshore verplaatst zich naar steeds grotere waterdiepten. Dit heeft tot gevolg dat het gebruik van drijvende productie-platforms, zoals FPSO’s (floating production storage and offloading unit), Semi-subs en TLP’s (tension leg platforms) steeds meer toeneemt. Deze platforms worden voornamelijk op hun plaats gehouden door middel van verankeringen aan de zeebodem. Het is duidelijk dat, naarmate de waterdiepten groter worden, dit een aanzienlijke invloed heeft op de afmetingen van de verankeringen. Op diepwaterlocaties worden vaak “semi-taut moorings“ toegepast. Dit type van verankering vereist een grote verticale houdcapaciteit om de belastingen op te kunnen nemen. Enkele verankeringsmethoden die verticale belastingen op kunnen nemen, zijn hieronder genoemd, elk met typische voor- en nadelen. Zwaartekracht ankers Voordelen: - eenvoudig principe: verticale capaciteit wordt (hoofdzakelijk) bepaald door (onderwater)gewicht van het anker - werking is onafhankelijk van grondparameters Nadelen: - grote verticale belastingen leiden tot grote gewichten en afmetingen van deze ankers, wat leidt tot hoge kosten en mogelijke problemen bij installatie

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 35

SA MENVATTI NG

Offshore productie van olie en gas verplaatst zich naar steeds grotere waterdiepte. Daarvoor zijn drijvende platforms nodig die met ankers op hun plaats worden gehouden. Een nieuw type anker met een gunstige gewicht/houdkracht verhouding is het Suction Embedded Anchor (SEA). Met modelproeven (o.a. met laponiet, een doorzichtige gel met kleiachtige eigenschappen) en veldproeven met een anker op schaal 1:5 zijn de eigenschappen experimenteel bepaald. De conclusies zijn dat de afstand die nodig is om het anker te openen 1.3 maal de ankerdiameter is. Hiermee is de installatiediepte nauwkeurig bekend. Verder is de houdkracht betrouwbaar te voorspellen uit de kracht die nodig is om het anker te openen.

Heipalen Voordelen: - wereldwijd veel onshore ervaring in ontwerp en installatie van heipalen Nadelen: - in offshore diepwatergebieden bestaat de zeebodem vaak uit zeer slappe tot slappe klei, wat leidt tot zeer lange, slanke palen en daaruit volgend problemen bij installatie - extreem diep water, bijv. > 1 km, leidt tot complicaties bij de benodigde hydraulische heihamers Sleepankers en VLA’s (vertical load anchors) Voordelen: - relatief eenvoudig systeem wat betreft ontwerp en installatie - in het bijzonder VLA’s hebben een gunstige verhouding tussen ankergewicht en (verticale) houdkracht Nadelen: - in diep water zijn grote krachten benodigd om een VLA op ontwerpdiepte in de zeebodem te installeren, waardoor extreem hoge eisen worden gesteld aan de voor installatie benodigde sleepboten - tijdens VLA-installatie in de zeebodem is localiseren van het anker zeer gecompliceerd; het is na installatie niet geheel duidelijk of de ontwerpdiepte gehaald is, wat leidt tot een eis tot proefbelasten

Zuigankers Voordelen: - relatief eenvoudig systeem voor wat betreft installatie, ook op grote waterdiepte; exacte plaatsbepaling en exacte bepaling van de penetratiediepte is zeer wel mogelijk Nadelen: - verhouding tussen ankergewicht en houdkracht is minder gunstig dan voor bijvoorbeeld VLA’s SPT Offshore is een offshore aannemer te Woerden binnen de Volker Wessels groep die gespecialiseerd is in het ontwerp, de bouw en het installeren van “Self Installing Platforms” (SIP’s) gefundeerd op zuigpalen en van zuigankers ten behoeve van verankeringen van drijvende platforms. SPT Offshore heeft de voordelen van een zuiganker gecombineerd met de voordelen van plaatankers. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van het “Suction Embedded Anchor” of wel SEA-anker. Onlangs heeft SPT Offshore enkele SEA-studies uitgevoerd. Tijdens de eerste fase van het onderzoek zijn analytische en eindige elementen berekeningen gemaakt en modeltesten uitgevoerd, met als doel de installatieaspecten en de houdcapaciteit van het anker te bestuderen. In de tweede fase van het onderzoek is een serie proeven met een anker op schaal 1:5 uitgevoerd in de haven van Rotterdam.

35

04-03-2005 12:04:38


Ontwikkeling en mogelijkheden van het SEA-anker

Beschrijving van het SEA-anker

De in figuur 2 genoemde berekeningsmethoden hebben allen, behoudens Plaxis, als basis de formule voor de houdkracht:

\ Figuur 1 SEA-anker

36

geotechniek_2005#2_compleet.indd 36

Das

20000

N c = 1 2 .6

�������������������

Configuratie Het SEA-anker wordt ontwikkeld om toegepast te worden als verankering op diepe offshore locaties zoals in de Golf van Mexico en WestAfrika. Op deze locaties bestaat de bodem vooral uit slappe tot matig vaste klei. Het anker bestaat uit twee halve schalen die onderling zijn verbonden met een scharnier. Het anker wordt met behulp van een zuigpaal de grond in gebracht. Als nu aan het anker wordt getrokken, worden de schalen zijdelings open getrokken totdat de schalen 90o zijn geroteerd. Met het horizontaal georiënteerde cilindrische oppervlak dat nu ontstaan is, kunnen verticale belastingen opgenomen worden. Vanwege de vorm van de schalen zal het anker loodrecht op de lijn van belasting roteren. Dit maakt het anker ook zeer geschikt om belastingen onder een hoek op te nemen. De afmetingen van het anker zijn afhankelijk van de benodigde ontwerp-houdcapaciteit, maar zijn in orde van diameter = 5.0 m met een schaalhoogte van h = 2.5 m. Dit geeft, in geopende toestand, een geprojecteerd plaatoppervlak van 25 m2. Figuur 2 geeft volgens verschillende berekeningsmethoden het verloop van de houdkracht van een SEA-anker met een diameter van 5 m en een hoogte van 2.5 m weer als functie van de installatiediepte. De gebruikte grondparameters zijn typisch voor normaal geconsolideerde Golf van Mexico (GOM) klei, bijvoorbeeld ongedraineerde schuifsterkte cu = 3.8 kPa + z · 1.57 kPa/m (z = diepte beneden zeebodemniveau) [4].

15000 N c = 1 0 .7 10000

PL A X IS 2 D 5000

PL A X IS 3 D ( v e r t ika a l)

0

PL A X IS 3 D ( 4 5 º )

0

10

20

30

�������������������������� \ Figuur 2 Houdkracht van het SEA-anker in Golf van Mexico klei

Q = A · Nc · cu met Q [kN] = houdkracht SEA-anker = geprojecteerde plaatoppeA [m2] rvlak SEA-anker = draagkrachtfactor (in methode Nc [-] Das afhankelijk van D/B) cu [kPa] = ongedraineerde schuifsterkte voor klei Verschillende draagkrachtfactoren Nc zijn voorgesteld in de gepresenteerde methodieken en zijn nader onderzocht met PLAXIS 2D [5] en 3D [6] eindige elementen berekeningen [1], zie ook figuur 2. De 3D-berekening is uitgevoerd voor een verticaal getrokken anker en een anker dat onder een hoek van 45 graden naar boven wordt getrokken. Dit onderzoek door SPT Offshore [1] leidt tot de conclusie dat de methodiek zoals voorgesteld door Das [3] goede voorspellingen geeft voor de houdkracht van het SEA-anker. Installatie van het SEA-anker Het SEA-anker dankt zijn naam aan de methode van installeren. Zoals al eerder vermeld, wordt het SEA-anker in de bodem gebracht met behulp van een installatie zuigpaal. De installatie zuigpaal bestaat uit een buis die aan de bovenkant afgesloten is met een plaat waarop een pomp bevestigd is. Het SEA-anker wordt onder de installatie zuigpaal geplaatst. Tijdens de eerste fase van de installatie wordt de gecombineerde paal afgezonken naar de zeebodem. Als de gecombineerde paal de zeebodem bereikt heeft, zal een zekere initiële penetratie door het eigengewicht worden bereikt, waarna de pomp kan worden aangezet. Door water uit de paal te pompen, wordt er een drukverschil over het zuigpaaldeksel

gecreëerd, die zorgt voor de neerwaartse kracht nodig om de paal de grond in te krijgen. De hiervoor benodigde onderdruk in de zuigpaal mag niet groter zijn dan de “reverse end bearing capacity” van de grondkolom binnen de paal; wanneer genoemde capaciteit wordt overschreden, zal grond naar binnen worden gezogen zonder dat de paal de installatiediepte bereikt. De installatiefase eindigt wanneer de benodigde installatiediepte van het SEA-anker bereikt is. De eerste fase van de installatie is geschematiseerd in figuur 3. De tweede fase van de installatie bestaat uit het uitpersen van de installatiepaal en het openen van het SEA-anker. Het uitpersen van de installatiepaal wordt bewerkstelligd door water in de paal te pompen, m.a.w. een overdruk creëren, zodat de paal omhoog gedrukt wordt. Analoog aan fase 1 moet de overdruk in fase 2 minder zijn dan de ”end bearing capacity”; wanneer in deze fase genoemde capaciteit wordt overschreden, zal de grondkolom binnen de paal bezwijken, waardoor de zuigpaal niet verder omhoogkomt. Deze uitperskracht is ook de aandrijvende kracht om het anker open te

\ Figuur 3 Fase 1 van de installatie

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:04:43


Voordelen van het SEA-anker De voordelen van het SEA-anker zijn: • Het SEA-anker is vanwege de relatief kleine afmetingen goedkoop te fabriceren. • Omdat het anker gemakkelijk op het dek van het schip in elkaar te zetten is, kunnen de ankers gedemonteerd meegenomen worden. Dit neemt minder dekruimte in. • Voor de installatie van het SEA-anker is alleen een installatie-zuigpaal met pomp nodig en geen zware sleepboot om het anker de grond in te trekken.

\ Figuur 4 Fase 2 van de installatie

\ Figuur 5 Fase 3 van de installatie

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 37

Onderzoeksprogramma en resultaten modelonderzoek De ontwikkeling van het SEA-anker richt zich voornamelijk op de toepassing in zachte klei. Het doel van het modelonderzoek, dat uitgevoerd is in het laboratorium van GeoDelft, was om inzicht te krijgen in de werking van het anker. Onderzocht zijn het openingsmechanisme en de houdcapaciteit onder verticale belasting en belasting onder een hoek. Modeltesten zijn uitgevoerd in zachte Vingerling klei en in laponiet. Laponiet is een doorzichtige geleiachtige substantie met kleiachtige eigenschappen. Aangezien het laponiet doorzichtig is, is het uitermate geschikt om de werking van het anker visueel te bestuderen. Openingsmechanisme SEA-anker Het openingsmechanisme is visueel onderzocht met proeven in laponiet. Figuur 6 toont aan dat verschillende stadia van het openingsmechanisme afgeleid kunnen worden uit het last-verplaatsingsdiagram. Uit deze testen is geconcludeerd dat het openingsmechanisme verdeeld kan worden in twee delen (zie figuur 7): 1. Grote verplaatsing van de as, kleine rotatie van de schalen; in dit gedeelte wordt de aandrijvende kracht gemobiliseerd om het anker te openen. Deze aandrijvende kracht bestaat uit de wandwrijving langs en de tipweerstand van de schalen. 2. Kleine verplaatsing van de as, grote rotatie van de schalen. In dit gedeelte wordt de houdkracht van het anker langzaam gemobiliseerd. De aandrijvende kracht, bestaande uit wandwrijving en tipweerstand, is gemeten gedurende de testen en kwam overeen met de voorspelde waarden. De afstand die het anker nodig heeft om te openen varieerde van 1 keer de diameter van het anker in laponiet tot 1.2 keer de diameter in Vingerling klei. De belangrijkste parameters voor het voorspellen van het openingsgedrag zijn de geometrie van het SEA-anker (hoogte-diameter verhouding), de sterkte van de grond, de stijfheid van de

��������������

In de derde fase wordt het anker belast. In de meest voorkomende situaties zal het anker belast worden onder een hoek, zodat het SEAanker zal gaan roteren in de richting van de belasting, zie figuur 5.

�����������������

�����������������

��������������

Nadat het SEA-anker volledig geopend is, wordt met behulp van het hydraulisch systeem in de zuigpomp de verbindingslijn tussen het SEAanker en de installatiepaal losgekoppeld.

• Het anker is gemakkelijk te installeren in diep water. Ook kan het anker, als gevolg van de installatiemethode, exact op een vooraf te bepalen locatie geïnstalleerd worden.

�����������������

��������������

trekken. De tweede fase van de installatie is geschematiseerd in figuur 4.

��������������

Ontwikkeling en mogelijkheden van het SEA-anker

�����������������

\ Figuur 6 Visualisatietesten

\ Figuur 7 Het openingsmechanisme van het SEA-anker

grond en de gevoeligheid van de grond (cu/cu;remoulded). Houdcapaciteit SEA-anker Voor een gegeven schuifsterkte van de klei en ankergeometrie zijn de bepalende factoren voor de houdcapaciteit: • Inbeddingsdiepte van het anker; Het bezwijkmechanisme van het anker is afhankelijk van de installatiediepte. Een ondiep geïnstalleerd anker zal bezwijken, omdat een grondplug uit de grond getrokken

37

04-03-2005 12:04:51


Ontwikkeling en mogelijkheden van het SEA-anker

wordt. Als de diepte van het anker toeneemt, zal het bezwijkmechanisme overgaan in een lokaal bezwijkmechanisme, waar de grond om het anker heen gaat vloeien. Dit laatste bezwijkmechanisme heeft als voordeel dat het onafhankelijk is van de richting van belasten. • Type belasting; Indien het anker kortdurend belast wordt, zal de grond ongedraineerd reageren. Indien het anker langdurig statisch belast wordt, zal de grond gedraineerd reageren. In het algemeen kan gesteld worden dat kortdurende belastingen en ongedraineerd gedrag van de grond leidt tot een hogere houdcapaciteit. Tijdens het modelonderzoek zijn verschillende testen uitgevoerd waarbij een diep geïnstalleerd SEA-anker kortdurend belast is. Deze testen zijn uitgevoerd in Vingerling klei en in laponiet. De resultaten van de testen onder gelijkblijvende omstandigheden in hetzelfde monster zijn uitgezet in figuur 8. Uit de testen bleek dat de houdcapaciteit van een diep geïnstalleerd anker onafhankelijk is van de hoek van belasten. In beide typen grond bleek de houdcapaciteit twee keer zo groot als de kracht nodig om het anker te openen (zie figuur 8). Dit kan verklaard worden door het laatste gedeelte van het openingstraject nader te bekijken. In het laatste gedeelte wordt de houdkracht gemobiliseerd. Wanneer het SEAmodel bijna geopend is, zullen de schalen roteren over een punt vlak bij punt A in figuur 9. Op dit rotatiepunt is de weerstand nul. De gemobiliseerde weerstand is het grootst

��������������

���������������

qsoil Punt A

Punt B

Punt B

Punt A

Punt B

\ Figuur 9 Het openen van het SEA-model

in het punt waar de verplaatsing het grootst is, punt B in figuur 9. Als het anker volledig geopend is, werkt de maximale weerstand over de gehele breedte van de schalen. Dit verklaart de factor 2 tussen de houdcapaciteit en de kracht benodigd om het anker te openen. De houdkracht van het SEA-anker kan voorspeld worden op grond van empirischtheoretische onderzoeksresultaten die veelal afgeleid zijn van het draagvermogen van funderingen op staal.

Onderzoeksprogramma en resultaten ‘full-scale’ tests Het vervolg op het modelonderzoek bestond uit het uitvoeren en analyseren van een aantal testen met een SEA-anker op schaal 1:5 uitgevoerd in de haven van Rotterdam. De testen zijn uitgevoerd in december 2002. Het doel van deze testen was om de werkelijke offshore installatie omstandigheden te simuleren en om de resultaten van de modeltesten en analyses te verifiëren. Vanwege de kleiige bodemgesteldheid is de Heysehaven in Rotterdam gekozen als testlocatie. Het grondonderzoek, bestaande uit CPT’s en grondboringen, toonde een relatief

zachte bovenlaag van tenminste 10 m dik, bestaande uit zandige klei. Een SEA-anker op schaal 1:5 (zie figuur 10) is gemaakt met bijbehorende installatiepaal. Over het gedeelte van de installatiepaal dat in de grond gebracht wordt, is een coating aangebracht (zie figuur 11) om de wandwrijving tijdens de installatie te minimaliseren. Het SEA-anker (schaal 1:5) heeft een diameter van 1.0 m en een hoogte van 0.5 m, zodat een plaatoppervlak van 1 m2 ontstaat wanneer het anker volledig geopend is. De installatiebuis heeft dezelfde diameter als het SEA-anker en is gecoat over een hoogte van 8.5 m. Dit leidt tot een maximale installatiediepte van 8.5 + 0.5 = 9.0 m. In verband met deze geringe installatiediepte is de installatiepaal dan ook niet met behulp van onderdruk geïnstalleerd. De testen bevestigden het volgende: 1. De kracht om het anker te openen, is nagenoeg de helft van de uiterste houdcapaciteit van het anker. 2. De afstand benodigd om het anker te openen, is 1.2 tot 1.3 keer de diameter van het anker. Dit komt overeen met de waarden voor klei gevonden tijdens de modeltesten. 3. De voorspelde bezwijkbelasting bleek

�����������������

��������������

��������

����������������� \ Figuur 8 Houdcapaciteit van het SEA-anker in Vingerling

klei en in laponiet

38

geotechniek_2005#2_compleet.indd 38

\ Figuur 10 Model van het SEA-anker, schaal 1:5

\ Figuur 11 De model-installatiepaal met diameter 1.0 m

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:04:59


Ontwikkeling en mogelijkheden van het SEA-anker

aan de conservatieve kant te zijn. De bezwijkbelasting bedroeg 50 ton tegen een verwachte waarde van 40 ton. Het gewicht van het anker bedraagt 500 kg. Dit leidt tot verhouding van capaciteit / gewicht van meer dan 100.

Conclusies Uit de bovengenoemde testresultaten kan geconcludeerd worden dat het SEA-concept een groot potentieel heeft voor toepassing in de offshore industrie, vooral in diep water. In vergelijking tot andere ankertypes heeft het SEA-anker grote voordelen met betrekking tot de installatie, in vergelijking met geheide palen (voor heien in diep water is een onderwater heihamer nodig, maximale diepte ongeveer 1200 m) en VLA’s (grote sleepboten nodig om VLA’s de bodem in te trekken), en met betrekking tot constructie kosten (reductie tot 80% mogelijk) in vergelijking tot standaard zuigankers. Één van de speerpunten van de ontwikkeling van het SEA-anker is een betrouwbare predictie van de (verticale) afstand die het anker aflegt tijdens het openen. Uit het uitgevoerde onderzoek blijkt deze afstand te liggen op 1.2 – 1.3 keer de diameter van het anker. Hiermee kunnen nauwkeurige voorspellingen gemaakt worden van de installatiediepte en de houdcapaciteit na installatie. Het proefbelasten van het anker is daarom niet nodig. Bestaande rekenmethoden voor het bepalen

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 39

van de houdcapaciteit zijn bruikbaar voor het voorspellen van de houdcapaciteit van het SEAanker. Voor meer gedetailleerde analyses met betrekking tot houdcapaciteit, deformaties, grondspanningen en bezwijkmechanismen kan gebruik worden gemaakt van eindige elementen methoden zoals het programma Plaxis 3D Tunnel (het programma 3D Foundations is nog ontoereikend voor dit doel). Één van de belangrijkste resultaten van het recentelijk uitgevoerde studieprogramma is dat gedurende de installatie van het anker in homogene grond een betrouwbare voorspelling kan worden gemaakt van de uiterste houdcapaciteit van het anker. Deze houdcapaciteit bedraagt tenminste twee keer de kracht die nodig is om het anker te openen. Deze openingskracht kan eenvoudig afgeleid worden van de geregistreerde uitpersdrukken gedurende het uitpersen van de installatiepaal. Verder toonden theorie en modeltesten aan dat de houdcapaciteit van het anker belast onder een hoek gelijk is aan de capaciteit van een puur verticaal belast anker indien het anker voldoende diep ingebracht is. Dit betekent dat de houdcapaciteit onafhankelijk is van de belastingshoek, hetgeen het SEA-anker een erg flexibel anker maakt. SPT Offshore verwacht binnenkort type goedkeuring (certificering) te krijgen van een erkend onafhankelijk instituut. Tevens worden voorbereidingen getroffen voor een full-scale test (1:1) Offshore West-Afrika in de zomer van 2005.

Referenties [1] T. Visser (2002) Installation and Performance of a Suction Embedded Anchor, MSc-thesis report, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands [2] J.R. Hogervorst (1980) Field Trials with Large Diameter Suction Piles, Proceedings of the Offshore Technology Conference, OTC 3817, 1980, pp. 217-224 [3] Braja M. Das (1985) Resistance of Shallow Inclined Anchors in Clay, Proceedings of a session sponsored by the Geotechnical Engineering Division of the American Society of Civil Engineers, Detroit, USA [4] Robert B. Gilbert & James D. Murff (2001) Design Methodologies and Criteria for Suction Caissons for Deepwater Mooring Applications, workshop report prepared by Offshore Technology Research Center, June 2001, Houston, USA [5] R.B.J. Brinkgreve & P.A. Vermeer (1998): manual for PLAXIS, Finite Element Code for Soil and Rock Analyses, Version 7, A.A. Balkema Publishers, 1998 [6] R.B.J. Brinkgreve & P.A. Vermeer (2001): manual for PLAXIS 3D Tunnel, Version 1, A.A. Balkema Publishers, 2001 [7] Det Norske Veritas (2002): Design and Installation of Plate Anchors in Clay, DNVRP-E302, December 2002

39

04-03-2005 12:05:13


Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen Ir. G. Hannink Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam

Inleiding Begin 2003 ontstond tijdens de uitbreiding van het Amphia ziekenhuis te Breda op grond van de resultaten van akoestische metingen het vermoeden dat de geïnstalleerde avegaarpalen wel eens te kort zouden kunnen zijn. Als gevolg hiervan werd de bouw stil gelegd en werd een onderzoek gestart naar de lengte van de palen en de bij die lengte behorende draagkracht. Het onderzoek omvatte o.a. het uitvoeren van controlesonderingen vlakbij de reeds gemaakte palen. Doordat een behoorlijk aantal controlesonderingen vrijwel op dezelfde locatie als de vooraf gemaakte sonderingen werd gemaakt, bood dit de mogelijkheid om de mate van ontspanning van de ondergrond te bepalen die het installeren van avegaarpalen met zich meebrengt. Met deze ontspanning, die tot uitdrukking komt in de vermindering van de conusweerstand, zijn de rekenregel en paalklassefactoren zoals die in NEN 6743 staan, getoetst. In dit artikel is beschreven welke reductiefactoren bij dit project, als gevolg van het installeren van de avegaarpalen, op de oor-

\ Foto 1 Uitbreiding van het Amphia ziekenhuis

40

geotechniek_2005#2_compleet.indd 40

SA MENVATTI NG De berekening van de draagkracht van avegaarpalen volgens NEN 6743 is conservatief, omdat bij dit type palen de uitvoering de uiteindelijke draagkracht sterk beïnvloedt. Bij een project in Breda is een groot aantal controlesonderingen uitgevoerd op korte afstand van zowel een avegaarpaal als een vooraf uitgevoerde ontwerpsondering. Met behulp van deze sonderingen zijn de bepalingen van NEN 6743 geverifieerd. De gemiddelde conusweerstanden voor en na het installeren van de palen zijn vergeleken en de paalklassefactoren αp en αs zijn teruggerekend. Uit het onderzoek blijkt dat de rekenregels en paalklassefactoren volgens NEN 6743 niet te conservatief zijn.

spronkelijk gemeten conusweerstand van toepassing zijn. Tevens is voor dit project de waarde van de paalklassefactoren αp en αs zo goed mogelijk teruggerekend. In dit artikel wordt niet specifiek ingegaan op de problematiek van de te korte palen. Uit het onderzoek is naar voren gekomen dat de palen op de gebruikelijke wijze zijn geïnstalleerd, maar dat tijdens het inbrengen van de avegaar de diepteregistratie niet goed heeft gefunctioneerd. Nadien is een groot aantal nieuwe palen geïnstalleerd. De foto’s bij dit artikel zijn genomen tijdens het installeren van de nieuwe palen. De voorgenomen uitbreiding van het Amphia ziekenhuis is inmiddels gerealiseerd.

Projectgegevens De uitbreiding van het Amphia ziekenhuis betreft verschillende onafhankelijke bouwdelen, zie figuur 1. Het vooraf uitgevoerde grondonderzoek ten behoeve van de uitbreiding heeft uit 50 sonderingen bestaan tot maximaal ca. 20 m – maaiveld. Het gemiddelde maaiveldniveau ter plaatse van de sondeerlocaties bedroeg ten tijde van het grondonderzoek NAP +4,4 m. Direct onder maaiveld bevindt zich tot een niveau dat varieert van NAP –6 m tot NAP –9 m matig tot vastgepakt zand, plaatselijk doorsneden door leem- of kleihoudende lagen. Hieronder komt tot NAP –13 m à NAP –14 m vastgepakt zand voor met conusweerstanden groter dan 10 MPa. Vervolgens komt tot de maximaal verkende diepte van NAP –17 m matig vastgepakt zand

voor. De gemiddelde grondwaterstand bedraagt ongeveer NAP +2 m. In de figuren 2 en 3 is links de sondering weergegeven die vóór het installeren van de avegaarpalen is gemaakt. Onder alle bouwdelen werd ontgraven tot een niveau van NAP +2,8 m. Omdat de uitbreiding plaatsvond op het terrein van het in bedrijf zijnde ziekenhuis diende de hinder door trillingen en geluid zoveel mogelijk te worden beperkt. Om deze reden werd gekozen voor een fundering op avegaarpalen. De diameter van de meeste avegaarpalen bedroeg 450 mm met

\ Figuur 1 Plattegrond van het Amphia ziekenhuis met

het vooraf uitgevoerde grondonderzoek

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:05:22


Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen

\ Figuur 2 Vooraf gemaakte sondering 12 (links) en de vrijwel op dezelfde locatie gemaakte controlesondering 108 (rechts). Als

gevolg van het installeren van de avegaarpaal is de gemiddelde conusweerstand tussen NAP en NAP –11 m teruggelopen tot 68% van de oorspronkelijke waarde. In de 4D-zone, 8D-zone en de wrijvingszone bedraagt de reductiefactor op de betreffende locatie achtereenvolgens 0,61, 0,70 en 0,70

een maximale rekenwaarde van de belasting van 1.050 kN. Ook werden avegaarpalen met een diameter van 300 mm toegepast voor rekenwaarden van de belasting tot 500 kN. Het gekozen paalpuntniveau van de palen varieerde tussen NAP –7,5 m en NAP –11,5 m. Na het installeren van de palen zijn in drie verschillende fasen in totaal 38 controlesonderingen uitgevoerd op een afstand van ongeveer 0,5 m van de palen. In de figuren 2 en 3 is

rechts de sondering weergegeven die na het installeren van de avegaarpalen is gemaakt op nagenoeg dezelfde locatie als de links weergegeven vooraf gemaakte sondering.

NEN 6743 De berekening van de draagkracht van avegaarpalen volgens NEN 6743 is conservatief. De achtergrond hiervan is dat bij dit type Symbool

\ Foto 2 Bovenkant van de avegaarstelling

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 41

Eenheid

palen de uitvoering de uiteindelijke draagkracht sterk beïnvloedt. Ook bij een minder goede uitvoering zal de ondergrond voldoende draagkracht moeten leveren. Een goede uitvoering wordt door NEN 6743 gehonoreerd. Als achteraf met behulp van controlesonderingen wordt aangetoond dat de grond slechts in beperkte mate is verstoord, dan mag voor het ontwerp van de fundering met een hogere draagkracht worden gerekend. De wijze waarop is als volgt in NEN 6743 bepaald (zie voor de betekenis van de symbolen kader 1): • voor qc;III;gem, de gemiddelde waarde van de conusweerstand over traject III dat van beneden naar boven wordt doorlopen van paalpuntniveau tot een niveau dat 8 maal de equivalente middellijn hoger ligt, moet dit traject beginnen met een conusweerstand kleiner dan of gelijk aan 2 MPa, tenzij de sondering is uitgevoerd op 1 m afstand van de zijkant van de paal nadat de paal in de grond is gebracht; • de paalklassefactor αp ten behoeve van de bepaling van de maximale puntweerstand bedraagt voor avegaarpalen 0,8. Bij palen waarbij de grond wordt verwijderd bij de uitvoering, is een hogere waarde voor αp toelaatbaar als door middel van berekening is aangetoond dat pr;max;punt;na ≥ pr;max;punt;voor waarbij pr;max;punt;na is berekend met αp = 1,0 en met resultaten van sonderingen van ten minste 3 palen uit het werk die zijn gemaakt na de uitvoering en op een afstand van 1 m vanuit de zijkant van de betreffende paal; * de paalklassefactor αs in zand en grindhoudend zand, ten behoeve van de bepaling van de maximale paalschachtwrijving, bedraagt

Betekenis symbool

pr;max;punt

MPa

pr;max;punt;na

MPa

maximale puntweerstand maximale puntweerstand na de uitvoering van de paal

pr;max;punt;voor

MPa

maximale puntweerstand voor de uitvoering van de paal

qc

MPa

gemeten conusweerstand

qc;I

MPa

gemiddelde waarde van de conusweerstanden over het traject I dat loopt vanaf het paalpuntniveau tot een niveau dat ten minste 0,7 maal de equivalente middellijn (Deq) en ten hoogste 4 maal Deq dieper ligt. De onderkant van traject I moet binnen de hiervoor gegeven grenzen zo zijn gekozen dat pr;max;punt minimaal is.

qc;II

MPa

gemiddelde waarde van de conusweerstanden over het traject II dat loopt van de onderkant van traject I naar het paalpuntniveau, waarbij de in rekening te brengen waarde voor de conusweerstand nooit hoger mag zijn dan de eronder liggende waarde.

qc;III

MPa

gemiddelde waarde van de conusweerstanden over traject III dat van beneden naar boven wordt doorlopen van paalpuntniveau tot een niveau dat 8 maal de equivalente middellijn hoger ligt, waarbij de evenals de bij traject II in rekening te brengen waarde voor de conusweerstand nooit hoger mag zijn dan de eronder liggende waarde, te beginnen met de laagste in rekening gebrachte waarde van de conusweerstand over traject II.

αp

-

paalklassefactor voor het puntdraagvermogen

αs

-

paalklassefactor voor het schachtdraagvermogen

\ Kader 1 Betekenis van de gebruikte symbolen

41

04-03-2005 12:05:26


Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen

voor avegaarpalen 0,006. Deze maximale waarde van αs moet worden toegepast indien de qc-waarden zijn gebruikt uit sonderingen die voor de plaatsing van de paal zijn gemaakt. Als gebruik wordt gemaakt van de qc-waarden uit een sondering die na het in de grond brengen van de paal of de palen is gemaakt in de nabijheid van de palen, wordt de maximale waarde van αs = 0,01. Uit bovenstaande volgt dat voor de bepaling van de maximale paalschachtwrijving NEN 6743 rekening houdt met een vermindering van 40% van de conusweerstand als gevolg van het installeren van een avegaarpaal (αs = 0,006 in plaats van 0,01). De draagkrachtbepaling in NEN 6743 gaat voor de paalschacht immers uit van de gemiddelde conusweerstand en de verwachte vermindering van de conusweerstand volgt dus rechtstreeks uit de verhouding tussen de betreffende paalklassefactoren. Voor de paalpunt is een dergelijke gevolgtrekking niet zo maar te maken. De draagkracht van de paalpunt wordt namelijk niet alleen bepaald door de gemiddelde conusweerstand, maar ook door teruggangen in de conusweerstand in de zone rond de paalpunt. Bovendien moet de waarde van qc;III;gem in de draagkrachtberekening worden beperkt tot 2 MPa. Hoewel het er dus op lijkt dat NEN 6743 voor de bepaling van de maximale puntweerstand rekening houdt met een vermindering van ongeveer 20% van de conusweerstand als gevolg van het installeren van een avegaarpaal (αp = 0,8 in plaats van 1,0), houdt NEN 6743 door de maximalisering van qc;III;gem in werkelijkheid rekening met een grotere reductie van de conusweerstand dan 20%.

Verificatie van de bepalingen in NEN 6743 Omdat een groot aantal controlesonderingen beschikbaar is, kunnen de bepalingen van NEN 6743 op de volgende onderdelen worden geverifieerd: • was het bij dit project terecht om, uitgaande van de vooraf gemaakte sonderingen, met maximaal 2 MPa te moeten rekenen voor qc;III;gem? • had bij dit project, uitgaande van de vooraf gemaakte sonderingen, achteraf gezien gerekend mogen worden met een hogere αp dan 0,8? • is bij dit project de waarde αs = 0,01 een goede benadering als wordt gerekend met de resultaten van de controlesonderingen?

42

geotechniek_2005#2_compleet.indd 42

\ Figuur 3 Vooraf gemaakte sondering 41 (links) en de vrijwel op dezelfde locatie gemaakte controlesondering 111 (rechts). Als

gevolg van het installeren van de avegaarpaal is de gemiddelde conusweerstand tussen NAP en NAP –11 m teruggelopen tot 51% van de oorspronkelijke waarde. In de 4D-zone, 8D-zone en de wrijvingszone bedraagt de reductiefactor op de betreffende locatie achtereenvolgens 0,51, 0,35 en 0,50

Om deze drie vragen te beantwoorden, zijn de resultaten van de vooraf gemaakte sonderingen vergeleken met de resultaten van de controlesonderingen. In totaal zijn van de 38 uitgevoerde controlesonderingen er 21 op korte afstand van zowel een avegaarpaal als een vooraf uitgevoerde (ontwerp)sondering gemaakt.

trale buis. Hierbij krijgt het zand ter plaatse gelegenheid zich te ontspannen of zelfs naar de paalpunt toe te vloeien, waardoor daar de conusweerstand terug kan lopen. Uit in het verleden gemaakte sonderingen na het maken van avegaarpalen is gebleken dat de conusweerstand kan terugvallen tot waarden lager dan 2 MPa.

Allereerst zijn per locatie de vooraf en achteraf gemaakte sonderingen vergeleken op consistentie in het verloop van de conusweerstand met de diepte en het niveau van de laagovergangen. Uit deze visuele vergelijking werd geconcludeerd dat een getalsmatige vergelijking met vertrouwen tegemoet kon worden gezien. Slechts op enkele locaties viel op het eerste gezicht de vergelijking minder goed uit.

Op de 21 locaties waar zowel een vooraf als een achteraf gemaakte sondering beschikbaar was, is het paalpuntniveau bij benadering uit

Een tweede visuele vergelijking betrof de in NEN 6743 genoemde 2 MPa voor qc;III;gem. In de toelichting bij het bewuste artikel staat dat de waarde van 2 MPa verband houdt met de verstoring die in het zand nabij de paalpunt van een avegaarpaal kan zijn opgetreden bij het begin van het omhoog halen van de avegaar, nadat de gewenste diepte is bereikt. Voordat de betonmortel kan worden ingeperst, moet eerst wat ruimte worden gemaakt voor het openen van de afsluiting onderin de cen-

\ Foto 3 Onderkant van de avegaarstelling

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:05:31


Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen

bouwdeel

B

E

G

H

paallengte [m]

paalpunt niveau [m NAP]

controle sond.

maaiveld niveau [m NAP]

qc;gem;na [MPa]

ontwerp sond.

12,5

–8,8

109

+3,69

4,82

38

12,1

–8,4

110

+3,69

8,45

34

maaiveld niveau [m NAP]

qc;gem;voor [MPa]

reductie factor [-]

+4,42

10,02

0,48

+4,44

10,89

0,78

12,4

–8,7

111

+3,68

4,43

41

+4,44

8,77

0,51

12,4*

–9,6

117

+2,80

5,30

35

+4,42

10,59

0,50

11,7

–8,9

129

+2,80

7,66

31

+4,43

10,27

0,75

12,5

–8,8

133

+3,68

8,93

30

+4,43

11,00

0,81

12,2

–8,5

112

+3,68

6,68

47

+4,42

9,80

0,68

13,0

–9,3

113

+3,68

4,50

49

+4,45

7,89

0,57

12,4

–8,7

114

+3,68

5,43

42

+4,47

9,93

0,55 0,91

12,6

–8,9

134

+3,61

9,59

43

+4,35

10,55

14,0

–10,3

136

+3,61

8,55

50

+3,74

8,43

1,01

12,1

–9,3

137

+2,80

8,70

44

+4,45

10,48

0,83

12,6

–8,9

138

+3,61

9,52

48

+4,49

11,59

0,82

n.b.**

n.b.**

101

+3,68

8,41

19

+4,41

13,82

0,61

n.b.**

n.b.**

102

+3,68

9,55

22

+4,45

17,82

0,54

n.b.**

n.b.**

103

+3,68

8,75

24

+4,42

11,55

0,76

n.b.**

n.b.**

105

+3,69

11,09

21

+4,44

12,18

0,91

13,3

–9,6

106

+3,69

4,80

10

+4,33

14,27

0,34

12,9

–9,2

108

+3,69

10,55

12

+4,43

15,59

0,68

12,3

–9,7

123

+2,80

7,77

09

+2,78

11,34

0,69

11,4*

–8,6

125

+2,80

11,86

08

+2,69

12,36

0,96

7,87

-

11,39

0,69

gemiddeld

Toelichting: * = paaldiameter 300 mm , ** = niet bekend; paal niet akoestisch doorgemeten \ Tabel 1 Gemiddelde conusweerstand per sondering tussen NAP en NAP –11 m

De verificatie van de bepalingen in NEN 6743 kan alleen op grond van de sondeerdiagrammen worden uitgevoerd. Proefbelastingen zijn niet gedaan. De voor het maken van vergelijkingen benodigde conusweerstanden zijn handmatig bepaald. Er is vanuit gegaan dat de verificatie desondanks voldoende nauwkeurig kon worden uitgevoerd. Bij het vergelijken van de conusweerstanden

��������������

de resultaten van de akoestische metingen bekend. Deze niveaus zijn vermeld in tabel 1. Uit een visuele vergelijking blijkt dat op geen van de 21 locaties op paalpuntniveau van een duidelijke teruggang in conusweerstand als gevolg van het installeren van de palen sprake is. Wel zijn bij enkele palen tot 1 à 1,5 m onder het paalpuntniveau sterke verminderingen van de conusweerstand gemeten.

������������������������������������������������� \ Figuur 4 Berekende reductiefactor voor de schachtwrijving, waarbij de afstand tot de avegaarpaal is weergegeven ten opzichte

van de paaldiameter

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 43

In het kader van een onderzoeksproject van de Technische Universiteit Delft is op 10 locaties de vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen onderzocht, waarbij de afstand en de oriëntatie van de controlesonderingen rond de paal zijn gevarieerd. Figuur 4 geeft de berekende reductiefactor voor de schachtwrijving, waarbij de afstand tot de avegaarpaal is weergegeven ten opzichte van de paaldiameter. Uit de figuur blijkt dat er een relatie bestaat tussen de grootte van de reductiefactor en de afstand, maar wat vooral opvalt is de grote spreiding. Uit het onderzoek blijkt dezelfde grote spreiding te bestaan als de puntweerstand gebaseerd op vooraf gemaakte sonderingen wordt vergeleken met de puntweerstand die is bepaald met behulp van controlesonderingen. Een vergelijking van de resultaten van vier controlesonderingen rond één avegaarpaal gaf eveneens een aanzienlijke onderlinge spreiding in de gemeten conusweerstand met de diepte. Uit het onderzoek werd geconcludeerd dat als een funderingsontwerp wordt gebaseerd op de resultaten van controlesonderingen, de sonderingen op verschillende afstanden en met verschillende oriëntaties moeten worden uitgevoerd. \ Kader 2 Vermindering van de conusweerstand als functie

van de afstand

die zijn gemeten voor en na het installeren van de palen, moet rekening worden gehouden met verschillen in conusweerstand die veroorzaakt kunnen zijn door: • de natuurlijke variatie in de grondgesteldheid. Hoewel de resultaten van sonderingen tegenwoordig vrij goed reproduceerbaar zijn, zullen bij een tweede sondering op nagenoeg dezelfde locatie als een eerder uitgevoerde sondering nooit exact dezelfde conusweerstanden worden gemeten; • een verschillend maaiveldniveau. De meeste controlesonderingen zijn vanwege de te realiseren kruipruimte vanaf een lager maaiveldniveau gemaakt dan de vooraf gemaakte sonderingen, zie tabel 1. Als gevolg hiervan zal de conusweerstand bij achteraf gemaakte sonderingen wat lager kunnen zijn; • de wijze van installeren van de paal. Hierop wordt in dit artikel vooral de aandacht gericht; • de afstand tot de geïnstalleerde paal, zie kader 2. Controlesonderingen worden ge-

43

04-03-2005 12:05:39


Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen

Akoestische metingen worden gewoonlijk uitgevoerd om de integriteit van reeds geïnstalleerde palen te testen. Met deze metingen kan echter ook de lengte van de palen worden bepaald als de doorloopsnelheid van het signaal door de paal bekend is. En meestal is die snelheid niet precies bekend, zodat een harde uitspraak over de lengte van de doorgemeten paal daardoor achterwege blijft. Akoestische metingen zijn in verschillende stadia van het werk door Geomet en later ook door IFCO Funderingsexpertise uitgevoerd. Bij de eerste metingen in februari 2003 is voor het bepalen van de lengte van de avegaarpalen voor het Amphia ziekenhuis een doorloopsnelheid van 3.800 en van 3.900 m/s gekozen. Op grond daarvan werd vermoed dat de geïnstalleerde avegaarpalen wel eens te kort zouden kunnen zijn. Om dit te verifiëren zijn drie kernboringen in reeds geïnstalleerde palen uitgevoerd. Eén kernboring mislukte, maar met de opbrengst van de andere twee kernboringen kon de in het werk gerealiseerde lengte van de betreffende palen worden opgemeten. De meetresultaten gaven de mogelijkheid om de doorloopsnelheid te bepalen waarmee bij de eerste akoestische metingen bij de twee palen eigenlijk gerekend had moeten worden: 4.015 en 4.153 m/s. Bij latere akoestische metingen in april 2003, opnieuw door Geomet, zijn o.a. de palen waaraan de boorkernen zijn ontleend opnieuw doorgemeten. Met behulp van de eerder opgemeten lengtes werden toen doorloopsnelheden van de op dat moment langer verharde palen teruggerekend van 4.175 en 4.103 m/s. Een controle op de akoestische metingen, uitgevoerd door IFCO Funderingsexpertise, waarbij ook één van de gekernde palen werd doorgemeten, leverde in april 2003 een teruggerekende doorloopsnelheid van 4.000 m/s op (was bij de eerdere metingen van deze paal door Geomet respectievelijk 4.015 en 4.103 m/s). De op diverse momenten teruggerekende doorloopsnelheden bevestigen dat met behulp van akoestische metingen binnen zekere marges een redelijke, maar niet nauwkeurige voorspelling van de lengte van een in het werk gemaakte paal kan worden gedaan. De grootte van de aan te nemen doorloopsnelheid, die mede wordt bepaald door de ouderdom van de paal en de gebruikte apparatuur, is hierbij de bepalende factor. \ Kader 3 Hoe bepaal je de lengte van een al geïnstalleerde

avegaarpaal?

44

geotechniek_2005#2_compleet.indd 44

21 sonderingen

19 sonderingen

17 sonderingen

diepte [NAP]

qc;gem;voor [MPa]

qc;gem;na [MPa]

reductie factor

qc;gem;voor [MPa]

qc;gem;na [MPa]

reductie factor

qc;gem;voor [MPa]

qc;gem;na [MPa]

reductie factor

0 tot –1

8,50

6,52

0,77

8,64

6,54

0,76

8,78

6,35

0,72

-1 tot –2

7,25

5,55

0,77

7,21

5,49

0,76

7,38

5,50

0,75

-2 tot –3

6,00

5,17

0,86

6,04

5,32

0,88

5,93

5,35

0,90

-3 tot –4

6,49

4,57

0,70

6,70

4,76

0,71

6,66

4,79

0,72

-4 tot –5

8,06

5,30

0,66

8,21

5,57

0,68

8,25

5,88

0,71

-5 tot –6

7,71

5,25

0,68

8,07

5,59

0,69

8,44

5,87

0,70

-6 tot –7

10,74

6,27

0,58

10,97

6,37

0,58

11,19

6,53

0,58

-7 tot –8

13,50

7,88

0,58

13,66

8,05

0,59

14,26

8,19

0,57

-8 tot –9

14,89

9,07

0,61

14,00

9,01

0,64

13,66

8,79

0,64

-9 tot –10

18,70

11,99

0,64

18,63

12,32

0,66

17,56

11,71

0,67

-10 tot –11

23,42

19,04

0,81

23,17

18,99

0,82

23,43

18,59

0,79

gemiddeld

11,39

7,87

0,69

11,39

8,00

0,70

11,41

7,96

0,70

\ Tabel 2 Gemiddelde conusweerstanden per m diepte

woonlijk op een afstand van ca. 0,5 m van de paal gemaakt. Door lokale omstandigheden zal deze afstand wel eens groter of kleiner kunnen zijn. Alleen de afstand tot de paal op maaiveldniveau is goed bekend. Ondanks het meten van de helling tijdens het sonderen, kan de afstand van de sondeerconus tot de paal op dieper gelegen niveaus afwijken van de afstand op maaiveld. Door deze verschillende invloeden kunnen alleen betrouwbare conclusies over de vermindering van de conusweerstand worden getrokken als beschikt kan worden over een groot aantal sonderingen, zodat toevallige meetresultaten slechts een beperkte invloed op de vergelijking van de vooraf en achteraf gemeten conusweerstand zullen hebben. Vergelijkende sonderingen op 21 locaties zijn naar verwachting voldoende om betrouwbare conclusies te kunnen trekken.

Vergelijking van gemiddelde conusweerstanden In tabel 1 zijn voor de 21 locaties de gemiddelde conusweerstanden voor en na het installeren van de palen, over het traject van NAP tot NAP –11 m vergeleken. De conusweerstanden zijn bewust niet vanaf maaiveld (NAP +2,8 m) vergeleken, omdat de conusweerstanden na het installeren van palen in de bovenste meters naar verwachting worden gedomineerd door het effect van de beperkte ontgraving voor de kruipruimten en de vergelijking bedoeld is om het effect van het installeren van de palen getalsmatig te bepalen. De paallengte en het paalpuntniveau zijn uit de akoestische metingen vastgesteld, zie kader 3. In werkelijkheid kunnen deze dus wat afwijken.

Om na te gaan of extreme afwijkingen een grote invloed op de gemiddelde conusweerstanden hebben, is de vergelijking niet alleen gemaakt voor alle 21 sonderingen, maar ook voor 19 respectievelijk 17 sonderingen, waarbij de sonderingen met de (twee) hoogste (50/136 en 08/125) en laagste (10/106 en 38/109) gemiddelde reductiefactoren zijn weggelaten. De resultaten van deze vergelijking zijn in tabel 2 vermeld. In deze tabel zijn tevens de gemiddelde conusweerstanden per m diepte weergegeven. Uit tabel 2 volgt dat er niet veel verschil is tussen de beschouwing met 21, 19 of 17 sonderingen. De gemiddelde reductiefactor is in die drie gevallen nagenoeg gelijk. Wel zijn er enige verschillen per laag. De vermindering van de conusweerstand tussen NAP –10 en –11 m blijkt beduidend kleiner te zijn dan daarboven. Als deze laag in de beschouwingen wordt weggelaten, dan bedraagt de gemiddelde reductie in conusweerstand over het traject van NAP tot NAP –10 m bij het beschouwen van 21, 19 en 17 sonderingen achtereenvolgens 0,66, 0,67 en opnieuw 0,67. Dit maakt dus wel enig verschil met de eerder in tabel 2 bepaalde 0,69, 0,70 en opnieuw 0,70 als het traject van NAP tot NAP –11 m wordt beschouwd. Dit verschil kan worden toegeschreven aan de, op de meeste locaties, verminderende dieptewerking van de paalpunt.

Vergelijking van conusweerstanden rond de paalpunt en langs de paalschacht Volgens NEN 6743 kan de maximale puntweerstand worden berekend op basis van de conusweerstand van een controlesondering. Hieruit

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:05:42


Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen

aantal sonderingen

paallengte van 0 tot

4D-zone van –9 tot –11

-11 [m NAP]

[m NAP]

8D-zone van –5 tot –9 [m NAP]

wrijvingszone

van 0 tot –9 [m NAP]

21

0,69

0,74

0,61

0,67

19

0,70

0,75

0,63

0,68

17

0,70

0,74

0,63

0,68

\ Tabel 3 Gemiddelde reductiefactoren

kan de waarde van αp behorende bij de vooraf uitgevoerde sondering worden teruggerekend door de maximale puntweerstand voor en na het installeren van de palen te vergelijken. In dit artikel is daar in eerste instantie niet voor gekozen, maar zijn de gemiddelde conusweerstanden voor en na het installeren van de palen in de 4D/8D zone rond de paalpunt vergeleken. Om de afname van de conusweerstand rond de paalpunt te bepalen, is uitgegaan van een paalpuntniveau van NAP –9 m voor alle palen. Van daaruit is een zone van 2 m (~4D) onder de paalpunt en 4 m (~8D) boven de paalpunt beschouwd. In tabel 3 zijn de gemiddelde berekende reductiefactoren in dit traject vermeld voor 21, 19 en 17 sonderingen. Zoals eerder gesteld kan de voor dit project correcte waarde van αs direct worden teruggerekend uit een vergelijking van de gemiddelde conusweerstanden die bij de vooraf en achteraf gemaakte sonderingen over het traject waar paalschachtwrijving optreedt, zijn gemeten. De vermindering van de conusweerstand rond de paalschacht is bepaald over het traject van NAP tot NAP –9 m. Dit traject is op NAP gestart, zodat de invloed van het bij de controlesonderingen vanaf een lager niveau sonderen, beperkt blijft. De gemiddelde berekende reductiefactoren in dit traject en over de volledige paallengte beneden NAP zijn eveneens in tabel 3 vermeld.

\ Foto 4 Indrukken van de wapening in de zojuist gemaakte

paal

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 45

De in tabel 3 gepresenteerde berekeningsresultaten bevestigen de eerdere constatering dat het weinig verschil maakt of 21, 19 of 17 sonderingen in de vergelijking worden betrokken. De reductiefactor in de 4D-zone is wat groter (minder vermindering van de oorspronkelijke conusweerstand) dan in de andere trajecten. Dit heeft wellicht te maken met de beëindiging van de paal. Opvallend is dat de invloed van de uitvoering op de conusweerstand juist boven de paalpunt (de 8D-zone) groter is dan over het traject van NAP tot NAP –9 m (de wrijvingszone). Omdat de controlesonderingen vanaf een lager niveau zijn uitgevoerd dan de oorspronkelijke sonderingen, is het logischer het omgekeerde te verwachten. Aan de andere kant is in deze zone nabij de paalpunt door het trekken van de avegaar wat meer ontspanning in de grond ontstaan dan in de daarboven gelegen zone.

Teruggerekende paalklassefactor αs De berekende gemiddelde reductiefactor in de wrijvingszone (0,67) kan direct worden vergeleken met het quotiënt (0,60) van de in NEN 6743 vermelde αs-factoren behorende bij vooraf gemaakte sonderingen (0,006) en achteraf gemaakte sonderingen (0,010). Deze vergelijking valt voor de avegaarpalen in dit project gunstig uit, zeker als wordt bedacht dat de meeste achteraf gemaakte sonderingen vanaf een lager maaiveldniveau zijn gemaakt dan de vooraf gemaakte sonderingen.

Teruggerekende paalklassefactor αp De berekende reductiefactor in de 4D/8Dzone zal in het algemeen niet gelijk zijn aan de αp-factor. De αp-factor moet namelijk worden teruggerekend via de berekende puntweerstand bij de vooraf en achteraf gemaakte sonderingen en de puntweerstand wordt vooral bepaald door de teruggangen in conusweerstand in de 4D/8D-zone en veel minder door de gemiddelde waarde. Voor het nauwkeurig bepalen van de αp-factor uit de sonderingen is het eigenlijk noodzakelijk om te kunnen beschikken over de digitale waarden van de conusweerstand. Er kon in

dit geval worden beschikt over een beperkt aantal door derden op basis van de gemeten conusweerstanden uitgevoerde berekeningen. Bij deze berekeningen is voor het bepalen van de puntweerstand bij de vooraf gemaakte sonderingen uitgegaan van een maximum waarde van 2 MPa voor qc;III. In tabel 4 is de getalsmatige vergelijking van qc;I, qc;II en qc;III bij de vooraf en achteraf gemaakte sonderingen gegeven en is de reductiefactor bepaald door de resultaten van qc;I, qc;II en qc;III bij de vooraf en achteraf gemaakte sonderingen (gewogen) door elkaar te delen. De berekende gemiddelde reductiefactor (0,75) voor qc;I, qc;II en qc;III gezamenlijk is groter dan de berekende gemiddelde reductiefactor in de 4D/8D-zone (0,68), waarbij bedacht dient te worden dat bij deze vergelijking het gebruik van qc;III = 2 MPa wel van invloed is op genoemde 0,75, maar niet op de gemiddelde reductiefactor in de 4D/8D-zone.

Conclusies Uit het vergelijken van de resultaten van de vooraf en achteraf gemaakte sonderingen zijn de volgende conclusies getrokken: • er is een vrij grote spreiding in de reductiefactoren, zowel voor wat betreft de berekende gemiddelde reductiefactor per sondering, als voor de per m diepte berekende gemiddelde reductiefactor; • op enkele locaties zijn tot 1 à 1,5 m onder het (vermoedelijke) paalpuntniveau sterke reducties in conusweerstand gemeten; • op sommige locaties zijn op enkele meters boven het paalpuntniveau reductiefactoren berekend van 0,2 à 0,3. Er was in die gevallen geen duidelijke relatie met de grootte van de oorspronkelijke conusweerstand. In vergelijking met hetgeen in NEN 6743 aan rekenregels wordt vermeld, kunnen voor dit project de volgende conclusies worden getrokken:

\ Foto 5 Onderzijde van de avegaar met de afsluiting die

zijdelings opent

45

04-03-2005 12:05:50


Vermindering van de conusweerstand als gevolg van het installeren van avegaarpalen

Door de afdeling Bouw- en Woningtoezicht van de gemeente Breda is een richtlijn opgesteld met als doel om het inzicht in, het toezicht op de uitvoering en de eenduidigheid van de regelgeving met betrekking tot de avegaarpalen te verbeteren. Deze richtlijn is op 19 oktober 2004 door het college van B&W bekrachtigd. De gemeente hoopt met deze richtlijn te bewerkstelligen dat de eisen voor de constructieve veiligheid uit het Bouwbesluit beduidend beter haalbaar zullen zijn dan bij een gebrekkige of minder controleerbare uitvoering. De gemeente wijst er op dat op dit moment geen enkele fabrikant een erkende kwaliteitsverklaring in de vorm van een product-, proces- en systeemcertificaat heeft. In de richtlijn worden o.a. de volgende onderwerpen behandeld: • • • • • •

vigerende regel- en wetgeving omschrijving van het paalsysteem uitvoeringswijze van de avegaarpaal constructieve veiligheidstoets toezicht buitencontroles voor en tijdens de paalinstallatie • nacontrole van het paalsysteem Afhankelijk van de grootte en/of de complexiteit van het werk en het geotechnisch onderzoek is vooraf een “hei”bespreking met Bouw- en Woningtoezicht van de gemeente Breda vereist. Hierbij dienen de aspecten als beschreven in de richtlijn aan bod te komen. Van de heibespreking wordt een rapport opgemaakt. De richtlijn is te downloaden via www.bwtinfo.nl onder kennisoverzicht / documenten / constructie. \ Kader 4 Richtlijn in de grond gevormde palen:

type avegaarpalen

\ Foto 6 Gerede paal

46

geotechniek_2005#2_compleet.indd 46

bouwdeel

B

E

G

H

Gemiddeld (14 sonderingen)

niveau [m NAP]

controlesondering

qc;I [MPa]

qc;II [MPa]

qc;III [MPa]

ontwerpsondering

qc;I [MPa]

qc;II [MPa]

qc;III [MPa]

reductie factor*

-8,8

109

7,5

7,5

2,0

38

20,0

15,0

2,0

0,49

-8,4

110

12,0

11,0

5,0

34

16,0

14,0

2,0

0,97

-8,7

111

1,0

0,8

0,8

41

6,5

5,0

2,0

0,22

-8,5

112

3,0

2,0

2,0

47

5,3

5,0

2,0

0,63

-9,3

113

1,3

1,0

1,0

49

8,8

8,3

2,0

0,30

-8,7

114

2,5

2,5

2,0

42

11,5

11,5

2,0

0,33

-9

101

12,0

10,5

6,7

19

12,0

12,0

2,0

1,28

-8

102

8,5

8,5

2,6

22

18,0

13,0

2,0

0,63

-9

103

5,0

3,5

3,5

24

5,5

4,5

2,0

1,11

-9

105

16,0

10,0

7,6

21

20,0

19,5

2,0

0,95

-9

106

7,5

2,0

2,0

10

26,0

17,5

2,0

0,28

-9,25

108

7,0

6,0

6,0

12

15,2

14,8

2,0

0,74

-9,5

123

15,0

14,3

6,2

09

15,0

15,0

2,0

1,23

-8,8

125

15,5

9,2

7,3

08

6,0

4,0

2,0

2,81

7,24

6,34

3,91

13,27

11,36

2,0

0,75

toelichting: * = voor qc;I, qc;II en qc;III samen \ Tabel 4 Vergelijking van q , q en q bij een aantal vooraf en achteraf gemaakte sonderingen c;I c;II c;III

• een reductie van qc;III tot maximaal 2 MPa wordt door de controlesonderingen niet bevestigd en had in de ontwerpberekeningen achterwege kunnen blijven; • indien wel met de tot 2 MPa gemaximeerde qc;III wordt gerekend, dan had in de ontwerpberekeningen op basis van de vooraf gemaakte sonderingen met een lagere αp-factor moeten zijn gerekend dan vermeld in NEN 6743. Uit het onderzoek is de waarde 0,75 teruggerekend, tegen 0,8 in NEN 6743; • indien niet met de tot 2 MPa gemaximeerde qc;III wordt gerekend, dan had in de ontwerpberekeningen op basis van de vooraf gemaakte sonderingen met een nog lagere αp-factor moeten zijn gerekend. Uit een rekenkundige vergelijking van conusweerstanden in de 4D/8D-zone bij vooraf en achteraf gemaakte sonderingen volgt in dit geval een waarde van 0,68; • uit de controlesonderingen blijkt een vermindering van de conusweerstand die overeenkomt met een αs-factor van 0,0067 op basis van de vooraf gemaakte sonderingen in plaats van 0,006 zoals vermeld in NEN 6743; • uit dit onderzoek blijkt niet dat de rekenregels en paalfactoren volgens NEN 6743 te conservatief zijn.

meestal op staal werd gefundeerd. Er zijn geen proefbelastingen uitgevoerd en daarom kunnen aan de resultaten van dit onderzoek hoogstens conclusies over de toepassing van avegaarpalen in Bredase omstandigheden worden verbonden en geen generieke conclusies. Overigens heeft de gemeente Breda mede op basis van de ervaringen met dit project een richtlijn vastgesteld voor de toepassing van dit type palen in hun gemeente, zie kader 4. Het project onderstreept dat door het installeren van avegaarpalen een aanzienlijke vermindering van de conusweerstanden kan optreden. Hoewel er in de ontwerpregels rekening mee wordt gehouden, is het toch opmerkelijk dat dit type grondverwijderende paal in Nederland zo veel wordt toegepast.

Dankwoord De auteur dankt de afdeling Bouw- en Woningtoezicht van de gemeente Breda voor de verleende toestemming om dit artikel te publiceren. In het artikel is gebruik gemaakt van sonderingen en berekeningen die zijn uitgevoerd door Geomet. De ontwerpgegevens van de fundering zijn afkomstig van ABT.

Bedacht dient te worden dat bovenstaande conclusies zijn gebaseerd op een vergelijking van de conusweerstanden voor en na het installeren van avegaarpalen en op de grondgesteldheid in Breda waar oorspronkelijk

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:06:05


Tensar International is nu uw directe partner voor oplossingen in de geotechniek

Tensar International biedt innovatieve oplossingen in de wegenbouw, toegespitst op de hedendaagse eisen met een blik op de toekomst. Sleutelwoorden hierbij zijn: duurzaam bouwen, levensduur verlengend, kostenbesparend en onderhoud verminderend. Al sinds het einde van de jaren zeventig ontwikkelt Tensar International geogrids die sindsdien wereldwijd in duizenden projecten succesvol zijn toegepast. In Nederland hebben deze geogrids zich reeds 20 jaar bewezen in allerlei toepassingen en situaties in de wegenbouw. Tensar International beschikt over een team van gekwalificeerde en ervaren civiele ingenieurs. Zij zorgen ervoor dat u uw doel op tijd en binnen uw budget kunt bereiken. Tensar International biedt u nu in Nederland zelf deskundig advies en ondersteuning op het gebied van:

Voor verkoop en levering:

Funderingswapening � Wegen en spoorwegen. � Pleinen en parkeerterreinen. � Zwaarbelaste op- en overslagterreinen en bedrijfsvloeren. Asfaltwapening � Tensar AR asfaltwapening voor lange termijn oplossingen, toegepast in allerlei typen wegen en in diverse breedten leverbaar. � Tensar Glasstex wapening voor dunne overlagingen, wegverbredingen en vliegvelden. Voor de verkoop en levering van haar producten heeft Tensar International de krachten gebundeld met Joosten Kunststoffen, dé geokunststofleverancier van Nederland.

Voor technische ondersteuning en advies

Tensar International B.V. Veemarktkade 8 5222 AE 's-Hertogenbosch t. 073 624 1916 f. 073 624 0652 e. info@tensar.nl www.tensar.nl

Een ijzersterke combinatie in de GWW waarop u kunt bouwen!

Gendt t. 0481-424721 f. 0481-424501 e. info@joostenkunststoffen.nl Delft t. 015-2855580 f. 015-2850087 e. delft@joostenkunststoffen.nl Velsen-Noord (Beverwijk) t. 0251-261800 f. 0251-261809 e. beverwijk@joostenkunststoffen.nl / www.joostenkunststoffen.nl

geotechniek_2005#2_compleet.indd 47

04-03-2005 12:06:15


INPIJN-BLOKPOEL ingenieursbureau Op basis van gedegen in-situ en laboratoriumonderzoek geeft de adviesafdeling adviezen ten aanzien van ondermeer: Erkend door de Raad voor Accreditatie BRL SIKB 1000 VKB 1018 BRL 5052 ASBESTINVENTARISATIE

NEN-EN-ISO 9001: 2000 V GM C HECKLIST A ANNEMERS VCA*

GECERTIFICEERD BEDRIJF

bouwputontwerp bemaling / drainage bouwrijp maken funderingen gestuurde boringen schade expertise trillings- en geluidsmetingen akoestisch doormeten palen heibegeleiding bouwkundige expertise milieu-onderzoek en advisering asbest inventarisatie

Son

p o d r e e d n u Gef e kennis g i d n o r g

Ekkersrijt 2058 - 5692 BA Son Telefoon (0499) 47 17 92 Telefax (0499) 47 72 02 E-mail post@inpijn-blokpoel.com

www.inpijn-blokpoel.com Sliedrecht

Kubus 121 - 3364 DG Sliedrecht Telefoon (0184) 61 80 10 Telefax (0184) 61 87 82 E-mail sliedrecht@inpijn-blokpoel.com

De bodem de baas

info@apvdberg.nl

www.apvdberg.nl

Sondeerapparatuur 25 - 300 kN voor on- en offshore Conussen voor geo- en milieutechnisch bodemonderzoek Monstername-apparatuur voor het nemen van ongeroerde bodemmonsters Draadloze gegevensoverdracht Elektrische meetapparatuur Software Boorapparatuur Vanetesters

A.P. van den Berg Machinefabriek B.V. Postbus 68, 8440 AB Heerenveen Tel. 0513 - 63 13 55 Fax 0513 - 63 12 12

geotechniek_2005#2_compleet.indd 48

Nieuw!!! X-Y hellingopnemer in de conuspunt nu ook geschikt voor aftrek- en compressieconussen 10cm2 en 15cm2 voor qc , fs en U-meting.

04-03-2005 12:06:40

arb


imedia.lu

���������������������� �����������

�������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������� �������� ������������� ���������� ���� ��� ���� ���������� ���� ���� ������������� ������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������ ���� ������������ ���� ������ �������� ������� ����� ����������� ��������� ����������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������

������������������

���������������

���������� ���������������� ��������� ����� ������������ ���������������� ������������������������ �������������������

��������������� ��������������� ������ ����� ����������� ��������������� ����������������������� �������������������

�������������������������������� �������������������������������������������������� arbed_nov04.indd 1 geotechniek_2005#2_compleet.indd 49

03-03-2005 12:06:54 15:34:24 04-03-2005


Veiligheid en gezondheid in de Europese geotechniek ir. Th. van der Lijke Ballast Nedam INFRA Consult+Engineering ir. J. Koenis CUR ing. L. van Mansfeld BAM Grondtechniek

INLEIDING Om te zorgen dat Europese woningen, kantoren, industrie en infrastructuur op een duurzame wijze tot stand komen, kan binnen de bouwsector nog grote winst worden behaald. Verbetering van veiligheid en gezondheid in de bouw speelt daarbij een belangrijke rol. In 2001 is het Europese thematisch netwerk voor de geotechniek “GeoTechNet” van start gegaan. De deelnemers aan de werkgroep WP 4 hebben de afgelopen periode de veiligheid en gezondheid in de geotechniek bestudeerd. Het doel daarbij was het aangeven van een richting voor toekomstig onderzoek en ontwikkeling (research en development, oftewel R&D), teneinde de veiligheid en gezondheid binnen de geotechnische uitvoeringspraktijk te verbeteren. Binnenkort verschijnt het eindrapport van de werkgroep [3]. In dit artikel wordt ingegaan op de belangrijkste bevindingen en aanbevelingen uit dat rapport.

BEROEPSONGEVALLEN Binnen Europa vinden de meeste beroepsongevallen plaats in de bouw. Van alle beroepen is de kans op letsel in de bouw twee keer zo groot als het gemiddelde van alle beroepen tezamen. Voor ongevallen met dodelijke afloop is dit zelfs driemaal het gemiddelde. De gevolgen van deze ongevallen doen zich op verschillende niveau’s gelden. Uiteraard zijn er de gevolgen voor de betrokken werknemer en het thuisfront. Daarnaast is er sprake van aanzienlijke financiële gevolgen voor de

50

geotechniek_2005#2_compleet.indd 50

SA MENVATTI NG

In 2001 is het Europese thematische netwerk GeoTechNet van start gegaan. Werkgroep WP 4 heeft de veiligheid en gezondheid in de geotechniek onder de loep genomen. Binnen Europa vinden de meeste beroepsongevallen plaats bij de bouw. Een belangrijk deel hiervan is gerelateerd aan geotechnische werkzaamheden. WP 4 komt met vijf aanbevelingen: ontwikkeling van een Europees rapportagesysteem voor ongevallen; ontwikkeling van communicatiemiddelen en training van bouwplaatspersoneel; 3Dmodellering om de dynamiek van de bouwplaats voortdurend zichtbaar te maken en preventieve maatregelen op te baseren; on-line monitoring van werkomstandigheden gekoppeld aan een alarmsysteem; en re-engineering van het bouwproces vanuit het oogpunt van veiligheid.

werkgever. Staatssecretaris Van Hoof (Sociale zaken) lichtte dit vorig jaar nog toe tijdens de Europese week voor Veilig Bouwen (18 t/m 22 oktober 2004): als een ongeval te wijten is aan de werkgever, levert dit al snel een boetebedrag op van enkele duizenden euro’s. Als het verzuim oploopt tot een half jaar en de werknemer een schadeclaim indient, kunnen de kosten volgens de staatssecretaris oplopen tot meer dan 120.000 euro. Een andere schatting is afkomstig van de Stichting Arbouw: ziekteverzuim als gevolg van arbeidsongevallen in de bouw kost de gehele sector jaarlijks meer dan 1.000 manjaren [2]. Op Europees en nationaal niveau zijn tal van maatregelen getroffen om de veiligheid en gezondheid in de bouw te verbeteren. Vanuit Bilbao opereert het Occupational Health and Safety Agency (OSHA), een Europese instelling die zich met veiligheid en gezondheid in onder andere de bouw bezighoudt. Veiligheidsmaatregelen op nationaal en communautair niveau hebben binnen Europa bij lange na nog niet mogen leiden tot het gewenste resultaat. De vele dodelijke slachtoffers bij de voorbereiding van de Olympische Spelen in Athene vormen hiervoor het trieste bewijs. Overigens constateert de werkgroep in algemene zin dat het effect van de maatregelen moeilijk is te meten. De volgende factoren zijn daar debet aan: • Om begrijpelijke redenen gaan bedrijven vertrouwelijk om met bedrijfsongevallen; • Europese gegevens zijn vaak van wisselend

niveau en onvolledig. Een bijkomend probleem zijn de verschillende definities die gehanteerd worden; • Beschikbare gegevens hebben geen betrekking op de geotechnische sector.

SITUATIE IN NEDERLAND In Nederland wordt een algemeen veiligheidsniveau nagestreefd met de Arbeidsomstandighedenwet en Woningwet en de daaruit volgende regelgeving. Belangrijk in dit kader is het opstellen van V&G plannen en een Risico-inventarisatie en –evaluatie. Een aantal Nederlandse initiatieven welke (mede) zijn gericht op de veiligheid en gezondheid specifiek in de geotechniek en tunnelbouw zijn: • Eisen aan funderingswerken langs auto(snel)wegen en infrastructurele werken met verhoogd veiligheidsniveau voor de publieke omgeving (Bouwdienst Rijkswaterstaat in samenwerking met de Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken, NVAF), herziene versie 2004; • Landelijke Erkenningsregeling Funderingsbedrijf (LEF); • NVAF-richtlijnen voor drijvend funderingsmaterieel, herziene versie 2004; • NVAF-richtlijn N1389: gebruiksomstandigheden en afkeurmaatstaven bij het hijsen van palen, damwanden, staalprofielen, buizen enz. met behulp van staaldraadstroppen en hijsbanden; • TCVT Certificaat van Goedkeuring Funderingsmachines (Stichting Toezicht

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:06:59


Veiligheid en gezondheid in de Europese geotechniek

werkzaamheden. Uit Franse cijfers [4] blijkt bijvoorbeeld de ongevalsfrequentie binnen de geotechniek 12% boven het gemiddelde van de gehele bouwsector te liggen. Het verzuim als gevolg van bedrijfsongevallen, dat een indicatie geeft van de ernst van de ongevallen, is volgens deze bron zelfs zo’n 50% hoger dan het gemiddelde van de bouwsector.

\ Figuur 1 Verdeling van ongevallen in de funderingstechniek naar soort (1)

Certificatie Verticaal Transport); • Onderzoeksmethode en ranking systeem Arbeidsomstandigheden bij het boren van tunnels in Nederland (COB/Arbouw, 2000); • ARBO-risico’s in ondergrondse bouwwerken (TNO in opdracht van het ministerie van Sociale Zaken en Werkgelegenheid, 2003); • Het ARBO-convenant inzake geluid en begaanbaarheid, 4 april 2002; • Beoordelingssysteem voor de begaanbaarheid van bouwterreinen (CUR/CROW/ Arbouw, rapport 2004-1). Het laatste initiatief is rechtstreeks gericht op het bestrijden van één van de grootste ongevalsbronnen binnen de geotechniek: slechte begaanbaarheid (zie figuur 1). Het beoordelingssysteem voorziet in een objectief systeem waarmee de opdrachtgever, aannemer en bijvoorbeeld verzekeringsmaatschappijen de begaanbaarheid van terreinen voor zowel mens als machine kunnen beoordelen. De initiatiefnemers zijn er nu op gericht het beoordelingssysteem tot standaard te verheffen, onder meer in het kader van RAW-bestekken. Het beoordelingssysteem komt voort uit het hierboven genoemde ARBO-convenant. Dit convenant is in 2002 afgesloten tussen de werkgevers- en werknemersorganisaties en het ministerie van Sociale Zaken en Werkgelegenheid en loopt tot 2006. Behalve het tegengaan van ongevallen als gevolg van slechte begaanbaarheid, heeft het convenant als doel het terugdringen van gehoorschade door geluidsoverlast.

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 51

Het onderzoek van de Stichting Arbouw [2] geeft reden tot pessimisme over het effect van bovengenoemde veiligheidsmaatregelen. Uit het onderzoek blijkt bijvoorbeeld dat bij 73% van de ongevallen in de GWW-sector vooraf wel degelijk technische en organisatorische maatregelen waren getroffen. In ruim 94% van deze ongevallen werden persoonlijke beschermingsmiddelen gedragen, in 79% is hier ook nog een instructie bij gegeven. In 69% van de ongevallen is bovendien voorlichting gegeven over een veilige uitvoering van de bouwwerkzaamheden. Uit deze cijfers kan worden geconcludeerd dat de huidige technische en organisatorische maatregelen in veel gevallen niet toereikend zijn om arbeidsongevallen te voorkomen.

R&D-DOELSTELLING Een mogelijke oplossing kan zijn het nadrukkelijker meenemen van veiligheid en gezondheid als R&D-doelstelling. Hoewel door Europese en nationale wet- en regelgeving de onderwerpen veiligheid en gezondheid inmiddels zijn doorgevoerd in de bedrijfsvoering van aannemingsbedrijven, is dit bij het R&D-beleid van de bouwsector nog niet te merken. Dit wil niet zeggen dat veiligheid en gezondheid worden vergeten bij R&D, ze zijn echter vaak ondergeschikt aan andere doelen, zoals meer productie, meer winst, betere efficiëntie.

Dit gegeven, gecombineerd met de hierboven genoemde benadering in het R&D-beleid van (geotechnische) aannemingsbedrijven, is het vertrekpunt geweest voor de werkgroep WP 4. De tot nu toe verrichte werkzaamheden van de werkgroep kunnen als volgt worden beschreven: 1. het inventariseren van risico’s voor afzonderlijke geotechnische activiteiten; 2. het groeperen van vergelijkbare risico’s in categorieën; 3. het voorstellen van een richting voor toekomstige R&D, samenhangend met de doelstelling. Bij stap 1 heeft de werkgroep dankbaar gebruik gemaakt van een verkennend onderzoek van de EFFC (European Federation of Foundation Contractors) [1]. De EFFC heeft de aard van de ongevallen binnen de funderingstechniek onderzocht en heeft daarvan een verdeling gemaakt. Het EFFC is gebaseerd op vrijwillige deelname door de leden, zijnde individuele aannemers en nationale organisaties zoals de NVAF, de Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken. Uit het onderzoek blijkt dat een groot deel van de ongevallen een gevolg is van uitglijden, struikelen of vallen op maaiveldniveau. Vallende voorwerpen zijn een tweede belangrijke bron van ongevallen. Op een gedeelde derde plaats van oorzaken staat geraakt worden door een (horizontaal) bewegend voorwerp respectievelijk een machine (zie figuur 1).

Een belangrijk deel van de ongevallen in de bouw is gerelateerd aan geotechnische

51

04-03-2005 12:07:06


Veiligheid en gezondheid in de Europese geotechniek

AANBEVELINGEN De EFFC-gegevens zijn door de werkgroep aangevuld met eigen onderzoek. Daarnaast zijn gegevens over tunnelbouw geïnventariseerd. Door alle risico’s te analyseren en in te delen in categorieën is uiteindelijk gekomen tot onderstaande aanbevelingen: 1. Standaardisatie Ontwikkeling van een Europees rapportagesysteem voor ongevallen, onafhankelijk van taal en cultuur, gebaseerd op gemeenschappelijke afspraken over terminologie en classificatie. Een dergelijk systeem zou leiden tot homogene en up-to-date informatie over alle Europese bouwplaatsen. Statistische bewerkingen kunnen worden gemaakt en er kan een link worden gelegd met specifieke activiteiten en materieel. Uiteindelijk kunnen op basis van het systeem toekomstige R&D-inspanningen worden ondernomen en kan de noodzaak van bestaande of nieuwe regelgeving worden geëvalueerd. 2. Communicatie en training Ontwikkeling van nieuwe communicatiemiddelen welke is afgestemd op de dynamiek van de bouwplaats. Het moet gaan om robuuste apparatuur, welke eenvoudig is te bedienen en welke rekening houdt met taal- en cultuurverschillen. Daarnaast dienen ICT-middelen beschikbaar te komen die op de bouwplaats kunnen worden ingezet voor training en informatie over arbeidsomstandigheden en die ook zijn afgestemd op bouwplaatspersoneel dat parttime op de site aanwezig is, en personeel dat een andere taal- of culturele achtergrond heeft, of analfabeet is. 3. 3D-modellering Een kenmerk van bouwplaatsen is dat de werkomgeving voortdurend verandert. Door 3D-modellering van de bouwplaats in de tijd kan deze verandering inzichtelijk

52

geotechniek_2005#2_compleet.indd 52

worden gemaakt. Door expertanalyse van de 3D-voorstellingen kunnen gevaren worden onderkend waarop preventieve maatregelen en trainingen kunnen worden gebaseerd. 4. Online Monitoring Gerelateerd aan deze aanbeveling is de ontwikkeling van een systeem voor online-monitoring van werkomstandigheden (video, meting van geluid, trillingen, luchtkwaliteit, weersomstandigheden) en continue verwerking van meetdata, gekoppeld aan een alarmsysteem. 5. Re-engineering van het bouwproces De gedachte om het bouwproces te re-engineeren komt met name voort uit de constatering dat huidige technische en organisatorische veiligheidsmaatregelen niet toereikend zijn. Voor de korte termijn zou R&D gericht moeten zijn op bescherming van personeel, door de ontwikkeling van materieel met antiaanrijdvoorziening, verbeterde stabiliteit en demping van geluid en trillingen. Ook zou, waar mogelijk, het bouwproces verder geautomatiseerd moeten worden om potentieel gevaarlijke en ongezonde activiteiten te verminderen. R&D op de langere termijn zou zich moeten bezig houden met re-engineering van het gehele bouwproces vanuit het oogpunt van veiligheid en gezondheid, teneinde zowel veiligheid en gezondheid, maar ook de kwaliteit van de bouwproductie te verbeteren. Deze reengineering dient uiteraard tot stand komen in multidisciplinair verband.

BESLUIT Het eerste doel van de werkgroep WP 4 is geweest het onder de aandacht brengen van de veiligheids- en gezondheidsrisico’s in de geotechniek en de noodzaak deze te verminderen. De werkgroep zal zich de komende tijd richten op het stimuleren van de interactie en de discussie op Europees niveau aangaande de veiligheid en gezondheid in de bouw. Het uiteindelijke doel van het rapport is het plaatsen van veiligheid en gezondheid in de bouw op de Europese agenda. Dit zou er toe moeten leiden dat in het zevende kaderprogramma van de Europese Commissie onderzoeksinitiatieven voor veiligheid en gezondheid in de bouw worden opgenomen.

LITERATUUR [1] Specialist Foundation Works in Europe. Analysis of Accidents in the Years from 1998 to 2002. European Federation of Foundation Contractors (EFFC) en TiefbauBerufsgenossenschaft (TBG), 2003 [2] Arbeidsongevallen in de bouw in 2003. Stichting Arbouw [3] GeoTechNet Work Package 4. Reduction of Human Impact of Geotechnical Construction Sites. GeoTechNet, 2004 [4] Statistiques accidents du travail et maladies professionelles dans les Travaux Publics, FNTP, 2001 GeoTechNet is onderdeel van GROWTH 2000, het Europese onderzoeksprogramma voor duurzame ontwikkeling en heeft als doel de coördinatie van lopend en toekomstig onderzoek ten behoeve van de geotechniek. GeoTechNet richt zich op zes aandachtsgebieden, welke zijn ondergebracht in werkpakketten (WP’s). Meer informatie hierover is beschikbaar via www.geotechnet.org

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:07:12


Grondboog Ir. P.M. van Daalen VWS Geotechniek b.v. Ing. A. Yahyaoui VWS Geotechniek b.v.

Inleiding In het kader van Stimulering Innovatieve 2 Infra SI , is de No-Recess proeftuin vervolgd door een aantal innoverende proefprojecten. Overbruggen met grond of beter de “Grondboog” was één van deze proefprojecten. De commissie Grondboog was georganiseerd als CUR-commissie (C128). Aan de commissie hebben deel genomen de Dienst Weg- en Waterbouwkunde (DWW) en de Bouwdienst van Rijkswaterstaat, Fugro Ingeniersbureau BV, Geologics BV, TU-Delft faculteit Bouwkunde, Dura Vermeer Infrastructuur en VWS Geotechniek. Een grondboog is een overbrugging van grond waarin geen of heel beperkt gebruik gemaakt wordt van constructieve elementen. De gedachte is dat de draagkracht uit de grond moet komen. Grond is een relatief goedkope bouwstof die in grote hoeveelheden lokaal beschikbaar is. Wanneer een functionele grondboog kan worden ontwikkeld, kan deze op een unieke manier in het landschap ingepast worden. Daarmee zou eventueel een kostenbesparing ten opzichte van traditionele overbruggingen mogelijk zijn. Het idee om een boog van grond te maken, werd sinds het voorjaar van 2001 bestudeerd. Het idee is dan ook van vele kanten belicht. Er is gekeken naar de toepassingsmogelijkheden van een boog en naar de wijze waarop een boog gebouwd zou kunnen worden. Tevens zijn uitvoeringsaspecten en de manier, waarop de draagkracht van een boog berekend zou kunnen worden, geanalyseerd. De grootste

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 53

SA MENVATTI NG Een grondboog is een overbrugging van grond waarin geen of slechts beperkt gebruik gemaakt wordt van constructieve elementen. Grond is een relatief goedkope bouwstof en toepassing zou tot kosteneffectieve en landschappelijk aantrekkelijke oplossingen kunnen leiden. CUR-commissie C128 heeft een studie uitgevoerd naar een aantal varianten. Daarbij zijn schaalmodellen beproefd en verkennende berekeningen uitgevoerd met een starre en een flexibele ondersteuning van de boog. Om bij een redelijke dikte (<1m) van de boog de doelstelling van een overspanning van 30 m te bereiken, blijkt het materiaal versterkt te moeten worden. Een voorgestelde proefboog is in verband met de kosten voorlopig niet aan de orde.

uitdaging van een grondboog is de duurzaamheid. Weersomstandigheden, zoals regen en wind, hebben een enorme invloed op de levensduur van de boog. Het doel van de commissie was het ontwikkelen van een grondboog, waarbij de helft van de draagkracht van de boog door de grond gegenereerd wordt. Bovendien diende de boog een profiel van vrije ruimte van 30 * 8 m2 te overspannen met een minimale dikte van grond. Uiteraard heeft de commissie onderzocht of eerder aan het idee van een grondboog gewerkt is en wat de resultaten van deze studies zijn, om dubbel werk te voorkomen. Het blijkt dat het reeds gedane onderzoek zeer beperkt is en dat de enige bogen zonder constructieve elementen natuurlijke bogen zijn zoals we die kennen uit Frankrijk en van de Antillen. Mogelijke bogen Al snel bleek dat een grondboog niet te realiseren is als de grond niet ondersteund wordt. Het is technisch wel mogelijk om een boog zonder

\ Figuur 1 De zandzakkenboog

ondersteuning te bouwen, maar dan worden de afmetingen van de boog buiten-proportioneel. Door de TU-Delft is onderzocht hoe een grondboog gebouwd zou kunnen worden. Uit deze studie zijn vijf mogelijke bogen naar voren gekomen. Van iedere boog is in een rapportage vastgelegd wat het idee is en hoe de boog zou moeten werken. De zandzakkenboog Voor deze boog worden zandzakken gemaakt die lang genoeg zijn om de overspanning te kunnen maken, zie figuur 1. Door een aantal zakken over elkaar heen te leggen, wordt de nodige sterkte verkregen. De stapels zandzakken kunnen oneindig vaak naast elkaar gelegd worden, zodat de breedte van de boog geen grenzen kent. De buizenboog Hiervoor wordt eerst een onderafscherming in de vorm van de boog gemaakt. Haaks op de afscherming worden rioolbuizen geplaatst en de ruimte tussen de buizen wordt gevuld met zand, zie figuur 2. De boog werkt alleen met een

\ Figuur 2 De buizenboog

53

04-03-2005 12:07:16


Grondboog

\ Figuur 3 De groeiboog

goede afsluiting aan de kopse kanten van de boog anders kunnen het zand en de buizen niet op hun plaats gehouden worden. De groeiboog Bij deze boog wordt een net tussen masten gespannen. In het net worden groeimatten gelegd, waarop planten groeien, zie figuur 3. Dit is geen grondboog zoals die oorspronkelijk bedoeld was. De grond zorgt niet voor het dragende vermogen van de boog. Echter de boog is erg goed als ecoduct te gebruiken en heeft een zeer bijzondere vorm. Daarom is de boog toch meegenomen. De spuitbetonboog Bij deze boog wordt een tunnelbuis van gewapend spuitbeton gestort op een bekisting (afscherming). Na verharding wordt de grond boven en naast de boog aangebracht, waardoor de stabiliteit van de spuitbetonboog verzorgd wordt, zie figuur 4. De grond boven de boog heeft een ecologische functie en zal dan ook begroeid worden. De stekelboog Deze boog lijkt erg op de buizenboog. Ook hier wordt eerst een afscherming aan de onderzijde gemaakt. Deze afscherming bestaat uit gebogen stalen spanten (hoofdliggers) die in de dwarsrichting van de boog overspan-

\ Figuur 4 De spuitbetonboog

54

geotechniek_2005#2_compleet.indd 54

nen. Hierop worden omgekeerde T-profielen (stekels) dwars op de hoofdrichting gemonteerd. Tussen en boven de stekels wordt zand aangebracht, zie figuur 5. Naarmate de tijd verstrijkt, zet de grond zich en verstijft de gehele constructie. De tussenliggende grond fungeert tevens als een soort windverband op druk. De stekels en de grond waarborgen dus ook de stabiliteit van de constructie. De afscherming aan de zijkanten van de boog hoeft hier niet zo fors te zijn als bij de buizenboog, omdat hier slechts het zand op z’n plaats gehouden hoeft te worden.

De werking van de grondboog Om de werking van een grondboog te kunnen onderzoeken zijn door de TU-Delft schaalmodellen gemaakt (zie figuur 6) en door de DWW, de Bouwdienst en de TU-Delft zijn verkennende berekeningen gemaakt. Schaalproeven Er zijn proeven gedaan met twee soorten schaalmodellen. In het eerste model wordt een strook kunststof tussen twee glasplaten geplaatst. Boven op de strook kunststof wordt zand aangebracht om het gedrag van zand in combinatie met een kunststof ondersteuning te onderzoeken. Zowel spitse bogen als flauwe bogen zijn onderzocht om de beste vorm te zoeken. Er is ook gekeken naar het effect van kunststof strepen die loodrecht op de kunststof strook staan (een soort stekelboog). Het blijkt dat zowel de vorm van de boog als het gebruik van stekels grote invloed heeft op de krachtswerking in de boog. In het tweede model worden sokken en linnentassen met zand gevuld en tegen elkaar op een speciale mal (bij metselwerk een “formeel” genoemd) tussen twee landhoofden geplaatst. Na een aantal pogingen is het gelukt om op deze manier een boog te maken. Uit deze proeven blijkt dat de krachten op de landhoofden groot zijn en dat deze gefixeerd moeten worden om de boog te kunnen laten staan. Verder wezen de proeven uit dat deze bogen in staat zijn om lasten te dragen (zie figuur 7), zowel gelijkmatig verdeeld als asymmetrisch aangebracht.

Versterking van de grondboog Een grondboog kan op twee manieren versterkt worden. De cohesie van de grond kan verbeterd worden door een bindmiddel. Dit kan gedaan

\ Figuur 5 De stekelboog

worden door het gebruik van bijvoorbeeld cement. Naast het verhogen van de cohesie kan de grond gewapend worden. Hiervoor wordt de grond opgesloten in zandzakken of tussen stekels. Naast de versterking kan de boog ondersteund worden door een gebogen (dunne) staalplaat of betonboog. De boog neemt een deel van de draagkracht van de grond over, maar is niet sterk genoeg om alle kracht op te nemen. De boog hoeft ook niet alle krachten op te nemen, omdat een deel van de krachten al door de grond opgenomen wordt. Bovendien verhoogt een ondersteuning de duurzaamheid van een boog. Ondersteunde bogen worden in klein formaat vaak gebruikt als duiker of als faunapassage. Maar ook grotere overspanningen zijn mogelijk. Er bestaat dan ook veel ervaring

\ Figuur 6 Schaalmodel

\ Figuur 7 De sokkenboog

Geotechniek | april 2005

04-03-2005 12:07:22


Grondboog

Met de bouw en de berekening van ondersteunde bogen bestaat veel meer ervaring. Er zijn twee manieren waarop de berekening van een ondersteunde boog benaderd kan worden. De eerste mogelijkheid is een starre constructie. In dit geval is de ondersteuning in staat om de volledige last te dragen. Er wordt hier geen rekening gehouden met de boogwerking die in de grond op kan treden en de constructieve waarde van de grond die daarmee ontstaat. Hierdoor vervalt het idee van een dragende grondboog. In Nederland wordt deze benadering gebruikt om duikers en bogen te berekenen. Alle methoden die gebaseerd zijn op een starre constructie maken gebruik van de methode van Klöppel & Glock. In Angelsakische landen wordt ervan uitgegaan dat de ondersteuning niet star maar flexibel is. Hierdoor kan boogwerking in de grond ontstaan, waardoor deze een deel van de last gaat dragen. Bij deze methode mag bij de berekening een kwart van de draagkracht aan de grond toegekend worden (dit is al de helft van de doelstelling). De ontwerpmethoden die uitgaan van een flexibele ondersteuning zijn gebaseerd op de ring compression method.

druklijn halverwege de onder- en de bovenkant van de boog ligt.

In een metselwerkboog wordt gebruik gemaakt van de horizontale wrijving tussen de stenen. Om voldoende wrijvingskracht aan de voet op te kunnen wekken, moet de verticale kracht daar vrij hoog zijn. Dit is geen juiste benadering van een grondboog. De ideale druklijn voor een grondboog is door de DWW afgeleid. Dit is de lijn waarlangs geen buigende momenten optreden in de boog. Hierbij is ervan uitgegaan dat de bovenkant van de boog horizontaal is en dat de ideale

In figuur 8 is het verband tussen de minimale dikte van de boog gerelateerd aan de horizontale kracht en het profiel van vrije ruimte weergegeven. Er kan vrij eenvoudig afgeleid worden wat de afmetingen van de boog moeten zijn om de druklijn te kunnen realiseren. Er is gekeken of een grondboog berekend zou kunnen worden als een gekromde ligger. Op deze manier kunnen de spatkrachten goed berekend worden. Een grondboog zou verder met de formule voor de kettinglijn berekend kunnen worden. Deze methode lijkt erg op de ideale druklijn. De kettinglijn is de vorm die een niet vervormbare ketting aanneemt onder zijn eigen gewicht.

��� �������� �� �����������

����� ����� �����

�� �������� �� ��������� � ����������

����� ����������

Doordat er geen ervaring bestaat in het maken van bogen die versterkt worden met zakken of stekels, is het ook moeilijk om deze bogen te berekenen. Door de Bouwdienst en de TU-Delft zijn verkennende berekeningen gemaakt met eindige elementen modellen om de werking van de boog te leren begrijpen en een eerste ontwerp te kunnen maken. De ervaring met de bouw van deze bogen en ook met de berekening ervan is zo gering, dat de resultaten gevalideerd moeten worden met een proef.

Om de krachten en spanningen in de boog te kunnen berekenen, is gekeken naar bestaande berekeningsmethoden, o.a: • Bestaande methoden voor metselwerk. • Neutrale lijn analyse. • Gekromde ligger analyse. • Kettinglijn analyse. • Analyse van boogwerking boven palen.

���� ���� ���� ���� ����

����

����

����

����

����

�����

�����������������������

�����

�����

�����

�����

��� �������� �� �����������

����� ����� ����� ����������

in het bouwen van bogen met een ondersteuningsconstructie. Bekende productnamen zijn de armcoduiker (gegolfd staalplaat), Techspan (prefab beton) en Bebo Arch International (allerlei slanke bogen)

�� ��������� �� ��������� � ���������

����� ���� ���� ���� ���� ����

����

����

����

����

����

�����

�����

�����

�����

�����

�����������������������

��� �������� �� �����������

����� �����

Geotechniek | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 55

����� ����������

Verkennende berekeningen Een grondboog die alle draagkracht ontleent aan de grond, wordt erg groot. Dit in tegenstelling tot het feit dat het ruimtebeslag van een ecoduct en zeker de hoogte niet te groot mogen zijn. Met een dikte van de grond bovenin de boog van 1 m blijven de afmetingen van de boog acceptabel. Zonder extra voorzieningen is zo’n slanke boog niet in staat om de krachten die ontstaan, op te nemen. De boog dient versterkt te worden met wapeningselementen.

�� �������� �� ��������� � ����������

����� ���� ���� ���� ���� ����

����

����

����

����

����

�����

�����

�����

�����

�����

�����������������������

\ Figuur 8 De ideale druklijn

55

04-03-2005 12:07:25


Grondboog

1000 kN/m nodig is om een boog met redelijke afmetingen te krijgen (PVR: Profiel van Vrije Ruimte: b x h = 30 x 8 m2). Een dergelijk hoge drukkracht en een dikte van de boog van 1 m gaan niet samen. Het blijkt dat de grondbogen versterkt moeten worden om met redelijke afmetingen gebouwd te kunnen worden.

��������������� ����������

������������

����������� ��������

���������

������������ ���������� ����������

\ Figuur 9 Boogwerking in de grond volgens Hewlett &

Randolph [5]

Ten slotte is gekeken naar de boogwerking in een aardebaan op palen. Het blijkt namelijk dat in zand (cirkelvormige) bogen ontstaan die een deel van het gewicht van de bovenliggende belasting overdragen op de paalkoppen, zie figuur 9. Met de hierboven beschreven methoden zijn berekeningen uitgevoerd voor een stekelboog. Als belastingen zijn het eigengewicht en de verkeersbelasting (verkeersklasse 60) aangehouden. Uit deze berekeningen blijkt dat een axiale drukkracht bovenin de drukboog van ongeveer

FUNDERINGSTECHNIEK B.V

Conclusies en aanbevelingen Er is reeds veel ervaring met het bouwen van kleine duikers. Met de bouw en het ontwerp van een grotere duiker of wildviaduct, waarbij de grond een constructieve waarde heeft, bestaat slechts heel beperkte ervaring. Het is mogelijk om al aan de helft van de doelstelling van de commissie te voldoen door gebruik te maken van een flexibele ondersteuning en de boog ook zo te berekenen. Proeven moeten uitwijzen of niet slechts een kwart maar de helft van de draagkracht van de boog door de grond gegenereerd kan worden. Gezien de resultaten van de hierboven beschreven studie verdient het aanbeveling

TEIT

ʻKWALI

om een proefboog te bouwen en de werking van een boog nader te onderzoeken. Met de resultaten van deze boog zou dan eventueel de berekeningsmethode in Nederland aangepast kunnen worden. Overwogen is om in Harderwijk een proefboog te bouwen.Vanwege de kosten en de beperkte markt voor grote ecoducten, is deze overweging van de baan.

Literatuur: [1] L.E.B. Saathof, SI2 ‘Overbruggen met grond’ Verkenning; d.d. 14 juni 2001 [2] L.E.B. Saathof, ‘Grondbogen als Ecoducten’ Geotechniek, 6e jaargang nr. 4, oktober 2002 [3] H. Mohammed, J.B. Kennedy and P. Smith: Improving the response of Soil-Metal Structures during Construction, Journal of Bridge Engineering, January/February 2002 [4] A.T. Vermeltfoort: Ontwerp en analyse van gemetselde bogen, Cement nr. 7, 2002 [5] W.J. Hewlett and M.F. Randolph: Analysis of piled embankments, Ground Engineering, 1988

NTʼ

DAME ALS FUN

TERRACON LEVERT EN VERVAARDIGT: •

VIBROPALEN

VIBROCOMBIPALEN

(Vibropaal met prefabkern)

TERRACOMBIPALEN

(anti-negatieve kleefpaal)

TERRASONPALEN

(trillingsvrij met prefabkern)

TERR-ECONPALEN

(trillingsvrij grondverdringend)

MV-PALEN

(trekpalen)

SLURRYWANDEN

(waterdichte schermen)

TERRACONCRETE-WAND

PREFABPALEN

STALEN BUISPALEN

DAMWANDEN

SPECIALE HEIWERKEN

Terracon Funderingstechniek B.V. Terracon International B.V. Vierlinghstraat 17 Postbus 49, 4250 DA Werkendam Telefoon 0183 - 40 13 11 Telefax 0183 - 40 35 83 Internet www.terracon.nl E-mail info@terracon.nl Untitled-9 1 geotechniek_2005#2_compleet.indd 56

Terracon Spezialtiefbau GmbH Trajanstraße 25 46509 Xanten Duitsland Telefon INT. +49.2801.98340 Telefax INT. +49.2801.98341 Alle bedrijven zijn gecertificeerd volgens NEN-EN-ISO 9001 en VCA**. 01-12-2004 14:31:07 15-03-2005 14:38:48

Educom


������������������ ������������������������������������� ���������������������������������� ����������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������� ����������������������������������������������� ���������������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������

����������������������������������������� ���������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������������� �������������������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������������ �����������������������

����������������������������������������� ��������������������������������������������� �������������������������������������� ����������������������������������� ��������������������������������������� �������������������������������������������� ��������������������

�������������������

������������������ ��������������������������

������������������������ geotechniek_2005#2_compleet.indd Educom_vergrootuwkansen.indd 1 57

04-03-2005 03-03-2005 12:07:34 14:41:25


ingezonden mededeling

De complete structurele oplossing met Tensar Kerende Constructies Door: Ing. T.P.A. Huybregts, ingenieursbureau Geologics B.V. & Drs. B.H. Nijenhuis, Tensar International B.V. Mobiliteit is een noodzakelijke voorwaarde voor economische groei en sociale ontwikkeling in Nederland. Toenemende verstedelijking en bedrijvigheid leiden tot extra mobiliteit, de verwachtingen zijn dan ook dat het wegverkeer groeit tot 2020 met ruim 40% ten opzichte van 2000, zowel op het hoofdwegennet als op het onderliggende wegennet. Om de duurzame kwaliteit van onze leefom-

heidsorganen. Binnen Europa is Nederland

ten in een landelijke omgeving. Dit zijn

geving te waarborgen zal de infrastructuur

echter niet het enige land waar deze discus-

vooral specifieke projecten waar de Design &

op een verantwoorde wijze beheerd moeten

sie op de agenda staat, ook de ons omrin-

Supply van Tensar International heeft bijge-

worden. Mede gezien de beperkte ruimte

gende landen hebben te kampen met

dragen aan zowel de economische als ecolo-

die in Nederland voorhanden is, is dit laatste

dezelfde problematiek. Tensar International

gische randvoorwaarden.

continue een punt van discussie tussen

heeft binnen Europa ruim 25 jaar ervaring

verschillende belangenorganisaties en over-

met het inpassen van infrastructurele projec-

Nieuwe randweg voor zwaar goederenvervoer (Duitsland) Ten oosten van Stuttgart ligt een gebied dat economisch afhankelijk is van onder

Om tegemoet te komen aan het steeds

andere de verbindingsweg tussen de steden Augsburg en Heidelberg. Deze weg die

zwaarder wordende goederentransport is de

hoofdzakelijk door zwaar goederentransport gebruikt wordt, liep in het verleden

oude spoorbrug vervangen door een geheel

door het centrum van de plaats Aalen en is in de periode van 2003-2004 verlegd

nieuwe constructie. Om het hoogteverschil

naar de rand van de stad.

tussen de brug en het maaiveldniveau te overbruggen is aan beide zijden van de spoorbrug een aardebaan gebouwd. Aan dit specifieke onderdeel van het werk werd door de Duitse overheid hoge eisen gesteld voor wat betreft de inpassing in de omgeving, de beschikbare ruimte en de ecologische randvoorwaarden. Het uiteindelijke ontwerp werd gemaakt door Tensar International, omdat het voldeed aan alle landschappelijke en financiĂŤle randvoorwaarden. De nieuwe toeritten zijn elk 240 meter lang, 14,7 meter breed en moeten een hoogte overbruggen tot maximaal 11,5 meter. Gezien de beperkte ruimte en de wens van de opdrachtgever om het hoogteverschil optisch te verhullen, heeft Tensar International gekozen voor een combinatie van

(Tekening: Een combinatie van verschillende bekledingen bij de kerende constructies).

verschillende bekledingen bij de kerende constructies met Tensar geogrid wapening.

geotechniek_2005#2_compleet.indd 58

04-03-2005 12:07:45


ingezonden mededeling Het onderste gedeelte tot een hoogte van

Aansluitend wordt de constructie met een

Om het steile talud een mooi groen uiterlijk

5,5 meter bestaat uit een gewapende grond-

steil talud van 63Ë&#x161; tot het straatniveau opge-

te geven, is er achter de staaldraad panelen

constructie met een bekleding van schans-

bouwd, tot een hoogte van maximaal 7,0

een doorgroeibaar geotextiel verwerkt met

korven. De korven zijn aan de voorzijde

meter. Het talud wordt aan de voorzijde

een laag teelaarde zodat er een goede

gevuld met een steenslag van 100/300 mm

gekeerd door verzinkte staaldraad panelen

voedingsbodem ontstaat voor de wortels

in verschillende kleuren. Dit geeft de gehele

welke met een speciale Tensar bodkin

van de beplanting. Omdat de ondergrond

constructie een mooi esthetisch aanzicht en

verbonden worden aan de Tensar uniaxiale

onder de gewapende kerende constructie uit

is daardoor goed inpasbaar in de omgeving.

geogrids. Deze bodkinverbinding tussen de

sterk wisselende gelaagdheid bestaat van

Door toepassen van een plantberm van 2,0

kunststof wapening en de bekleding zorgt

verschillende leemlagen en verweerde klei is

meter breed boven de schanskorven, wordt

ervoor dat er geen slip en vervormingen

een grondverbetering toegepast bestaande

de constructie optisch in twee stukken opge-

optreden. De verbinding is uiteraard ook

uit grindkolommen.

deeld, waarbij de bermen een aantrekkelijke

toegepast bij verankering van de Tensar

beplanting mogelijk maken.

SR110 aan de schanskorven. (Foto: De verbindingsweg tussen de steden Augsburg en Heidelberg.)

Tensar Kerende Constructies Landhoofden, Keermuren, Steile taluds Het project Aalen is een schoolvoorbeeld van hoe Tensar kan inspelen op de wensen uit de markt. Met haar 25 jaar ervaring is Tensar International wereldwijd marktleider op het gebied van geogridtechnologie en het bieden van hoogwaardige oplossingen met gewapende grond.

Tensar International B.V. Veemarktkade 8

Tensar biedt een ruim scala aan kostenbesparende en uiterlijk aantrekkelijke alternatieven voor

5222 AE 's-Hertogenbosch

allerlei bouwprojecten waarin behoefte is aan keermuren of taluds. Van ontwerp tot realisatie,

t.

073 624 1916

Tensar staat voor structurele integriteit en langdurige betrouwbaarheid. Voor meer informatie kunt

f.

073 624 0652

u de folder Tensar Kerende Constructies aanvragen bij Tensar International of onze website bezoe-

e.

info@tensar.nl

ken.

geotechniek_2005#2_compleet.indd 59

www.tensar.nl

04-03-2005 12:07:51


������������������ ������������������������������������� ���������������������������������� ����������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������� ����������������������������������������������� ���������������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������

����������������������������������������� ���������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������������� �������������������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������������ �����������������������

����������������������������������������� ��������������������������������������������� �������������������������������������� ����������������������������������� ��������������������������������������� �������������������������������������������� ��������������������

�������������������

������������������ ��������������������������

������������������������ geotechniek_2005#2_compleet.indd Educom_vergrootuwkansen.indd 3 60

04-03-2005 12:48:01 12:22:05


0:23:06

GEOKUNST Onafhankelijk vaktijdschrift voor gebruikers van geokunststoffen

7e jaargang - nummer 2 april 2005

Artikelen Duurzaamheid van geokunststoffen ICE spoorbaan Hamburg-Berlijn Organisatie van de Europese normalisatie van geokunststoffen, en de Nederlandse bijdrage Verantwoord gebruik van geosynthetische bouwmatrialen

geotechniek_2005#2_compleet.indd 61

04-03-2005 12:08:16


Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:

Subsponsors:

De collectieve leden van de NGO zijn:

Colbond BV

Postbus 9600

6800 TC Arnhem

Telefoon: 026 - 366 46 00 Telefax: 026 - 366 58 12

E-mail: geosynthetics@colbond.com

Internet: www.colbond-geosynthetics.com

1. Bonar Technical Fabrics NV, Zele 2. Bouwdienst Rijkswaterstaat, Utrecht 3. Colbond BV, Arnhem

Postbus 236

7600 AE Almelo

Telefoon: 0546 – 54 48 11 Telefax: 0546 – 54 44 90

39. TNO Ind. Div. Prod Onderzoek, Eindhoven

4. Citeko BV , Zwolle

40. T&F Handelsonderneming BV, Oosteind

5. CUR, Stichting, Gouda

41. Unidek BV, Gemert

6. Enviro Advice BV, Nieuwegein

42. Van Oord ACZ BV, Rotterdam

7. Fugro Ingenieursbureau

43. Van Oord NV, Rotterdam

BV, Leischendam

44. Van Oord Nederland BV, Gorinchem

8. Genap BV, ‘s-Heerenberg

45. Vereniging tot Bevordering van Werken

9. Geodelft, Delft

Ten Cate Nicolon BV

Silvolde

in Asfalt, Breukelen

10. Geotechnics Holland BV, Amsterdam

46. Voorbij Funderingstechniek, Amsterdam

11. GeoTipptex Kft, Koudekerk a/d Rijn

47. Zinkcon Boskalis Baggermij.,

12. Geopex Product (Europe) BV, Gouderak

Papendrecht

13. GID Milieutechniek BV, Kerkdriel 14. Holcim Grondstoffen BV, Krimpen a/d IJssel 15. Holland Railconsult, Utrecht 16. Horman Drainagefilter BV, ’s-Gravendeel 17. Intercodam Bouwstoffen BV, Amsterdam

Geotechnics Holland BV / Cofra Postbus 94900

1090 GX Amsterdam

Telefoon: 020 - 693 45 96 Telefax: 020 - 694 14 57

18. Infra Engineering Delft BV, Delft 19. Joosten Kunststoffen, Gendt 20. Kem Products NV, Heist op den Berg (B) 21. Kiwa NV, Rijswijk

E-mail: mail@cofra.com

22. Naue Benelux BV, Dongen

Internet: www.cofra.com

23. N.P.I., Franeker 24. Ooms Avenhorn Holding BV, Avenhorn 25. Pelt & Hooykaas BV, Rotterdam 26. Propex Fabrics, Gronau

en mede ondersteund door:

27. Prosé Kunststoffen BV, Britsum 28. 3P Quality Services BV, Bavel 29. Quality Services BV, Bennekom 30. Robusta BV, Genemuiden 31. Rijkswaterstaat DWW, Delft

Pelt &Hooykaas BV Postbus 59011

3008 PA Rotterdam

Telefoon: 010 – 428 51 28 Telefax: 010 – 428 51 39

E-mail: info@pelt-hooykaas.nl

Internet: http://www.pelt-hooykaas.nl

32. Schmitz Foam Products BV, Roermond 33. Stybenex, Zaltbommel 34. Ten Cate Nicolon BV, Almelo 35. Tensar International BV, Oostvoorne 36. Terre Armee BV, Breda 37. Tipspit Investors BV, Rotterdam 38. TMS Kunststoffolie-Techniek BV,

62

geotechniek_2005#2_compleet.indd 62

Geokunst | april 2005

04-03-2005 12:08:24


In Geokunst proberen wij u op de hoogte te houden van de technische,

maar ook administratieve ontwikkelingen op het gebied van geokunststoffen. In dit nummer wordt uitgebreid aandacht gegeven aan de

organisatie van Europese normalisatie van geokunststoffen. Een vaak

onderbelicht en lastig toegankelijk onderwerp, waaraan door een brede

internationale vertegenwoordiging in de vele werkgroepen en commissies hard wordt gewerkt.

De inzet van Nederlandse experts is groot en dus ook de invloed vanuit Nederland op de stapels normen, die nu en ook in de toekomst worden voorbereid. Wij hopen deze materie voor de gemiddelde lezer door de

bijdrage van NEN en CEN inzichtelijker te maken. U kunt hierover meer informatie vinden op onze website.

Hoe lang gaan geokunststoffen mee en welke invloed heeft de toepassings-

omgeving op de veroudering? Wat weten wij van de duurzaamheid van deze producten, misschien veel belangrijker, wat weten we niet? Bob Koerner

durfde op de NGO bijeenkomst op 1 december vorig jaar in Delft de uitspraak aan, dat HDPE onder “ideale omstandigheden” wellicht 700 jaar mee kan. Dat zullen wij nooit met zekerheid weten. Een dag later vond het congres “Predicting a 100 year Lifetime for Geosynthetics” plaats in het Engelse

Leatherhead. Adam Bezuijen doet verslag en verduidelijkt het standpunt van CEN/TC 189 op dit punt.

Verder treft u in dit nummer een verslag van Max Nods en Constant Brok over een innovatieve uitvoering van een piled embankment in Duitsland, waarbij onder andere met toepassing van geogrids een gedeelte van een

150 jaar oude opgehoogde spoorbaan tussen Berlijn en Hamburg geschikt

werd gemaakt voor de ICE treinen, die met een snelheid van 240 km/uur

voorbij zullen razen. Zou deze innovatie volstaan voor de komende 150 jaar? Ik zou niet weten waarom niet.

Shaun O’Hagan

Eindredacteur Geokunst

Colofon Geokunst wordt uitgegeven door de Nederlandse Geotextielorganisatie. Het is bedoeld voor beleidsmakers, opdrachtgevers, ontwerpers, aannemers en uitvoerders van werken in de grond-, weg- en waterbouw en de milieutechniek. Geokunst verschijnt vier maal per jaar en wordt op aanvraag toegezonden. Tekstredactie: C. Sloots Eindredactie: S. O'Hagan Redactieraad: C. Brok, M. Broens, A. Bezuijen, N. Cortlever, M. Duskov, W. Kragten, B. Nijenhuis, A. Peters Productie:

Uitgeverij Educom BV, Rotterdam

Een abonnement kan worden aangevraagd bij: Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO) Postbus 7053 3430 JB Nieuwegein telefoon: 030 - 605 63 99 fax: 030 - 605 52 49 Website: www.ngo.nl

Geokunst | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 63

63

04-03-2005 12:08:26


Geolon® worldwide expertise

Meer dan 60 jaar betrouwbare producent en adviseur van polypropyleen(PP), polyethyleen (PE) en polyester(PET) bouwmateriaal voor:

GROND-, WEG- EN WATERBOUW

GEOLON®

NICOTARP® & NICOFLEX®

GEOTUBE®

MIRAGRID®

gewapende polyethyleen folie voor vloeistofdichte bodembescherming en bovenafdichtingen

geotextiel ten behoeve van scheiding, filtratie en grondwapening hydraulisch met zand vulbaar buissysteem voor kernconstructies van dammen en kaden

GEOCONTAINER®

voor kernconstructies van dammen en opvulling van erosiegaten

geosynthetics grondwapening · steile wandbouw · landaanwinning oeververdediging · golfbrekers · dijken en dammen · drainage

grid voor grondwapening en steile wandbouw

GREENFORCE®

sterk doorgroei bevorderend openmazig PP/jute weefsel voor wapening van taluds

ROBULON®

erosiemat voor bescherming van taluds

Geolon, Geotube, Geocontainer, Robulon, Nicotarp, Greenforce, Miragrid en Nicoflex zijn geregistreerde handelsmerken van Ten Cate Nicolon

0 01:200 ISO 9e0r tified c

Geolon van Ten Cate Nicolon wordt al bijna 60 jaar gebruikt als integraal bestanddeel in vele waterbouwkundige werken, zoals bodem- en oeververdedigingen, golfbrekers, dijken, dammen en kaden.

Ten Cate Nicolon bv Postbus 236, 7600 AE Almelo, Tel.: 0546 544 811 / Fax: 0546 544 490 www.tencate-nicolon.com / info@tencate-nicolon.com

Enkagrid®

Steil talud, Noorder Dierenpark Emmen,

Enkagrid PRO, Enkagrid MAX en Enkagrid TRC

gewapend met Enkagrid PRO

Colbond biedt met de geogrids Enkagrid PRO, MAX en TRC een compleet pakket aan effectieve oplossingen voor grondwapening en stabilisatie voor o.a. steile taluds, (on-)verharde wegen, blokkenwanden, parkeerhavens, platforms, dijklichamen en funderingen.

Untitled-3 1 geotechniek_2005#2_compleet.indd 64

Big Spotters’ Hill op de Floriade, gewapend met Enkagrid PRO

Enkagrid PRO is als gecertificeerd polyester geogrid gebruikt in vele gewapende hellingen. Enkagrid TRC heeft zich bewezen als grondstabilisatie op zeer slappe ondergrond. Hierin hebben het aramide geogrid en het vlies zowel een wapenings- als een scheidingsfunctie. Enkagrid MAX biedt door de stijve knooppunten een goede haakweerstand en een hogere verdichtingsgraad voor het granulaat in een wegfundering.

Ruim 30 jaar ervaring in onderzoek, ontwikkeling, productie en levering van producten voor grondwapening en stabilisatie maakt Colbond uw juiste partner voor ontwerp, levering en begeleiding. Colbond bv Postbus 9600 6800 TC Arnhem Tel.: 026 366 4600 Fax: 026 366 5812 geosynthetics@colbond.com www.colbond.com 30-11-2004 17:19:59 04-03-2005 12:08:34


Duurzaamheid van geokunststoffen Ir A. Bezuijen GeoDelft CEN/TC 189 “Geosynthetics”

SA MENVATTI NG De duurzaamheid van geokunststoffen staat momenteel volop in de belangstelling. Prof. Koerner noemde tijdens een lezing georganiseerd door de NGO, 1 december vorig jaar duurzaamheid het belangrijkste onderwerp dat speelt bij geokunststoffen. Tijdens de laatste vergadering van CEN/TC 189 in Londen was duurzaamheid onderwerp van een stevig debat.

De Europese belangstelling voor duurzaamheid van geokunststoffen is voor een deel door CEN/TC 189 zelf veroorzaakt. CEN/TC 189 geeft in de toepassingsnormen voor het gebruik van geokunststoffen richtlijnen voor hoe te handelen bij een gewenste levensduur korter dan 5 jaar en van 5 tot 25 jaar. Er worden echter geen richtlijnen gegeven voor een langere levensduur. Hierdoor is bij sommigen het misverstand ontstaan dat een langere levensduur ook niet kan worden gegarandeerd. De boodschap van de duurzaamheid paragraaf in de toepassingsnormen is niet dat een langere leeftijd niet te garanderen is. Maar garantie op een langere levensduur is niet te verkrijgen met de relatief kortdurende duurzaamheidtests die in de CEN/TC 189 zijn gestandaardiseerd. De duurzaamheid paragraaf in de CEN toepassingsnormen geeft een systeem om een minimum niveau van duurzaamheid te verzekeren voor standaard geokunststoffen in een normale grondsoort door eenvoudige index tests. Wanneer dat onvoldoende is, omdat de grond een afwijkende pH heeft, de temperatuur te hoog is etc., dan is het nodig om een specifiek duurzaamheidonderzoek uit te voeren. Met dat specifieke onderzoek is een langere levensduur mogelijk. Dat bleek op een cursus van ERA Technology Ltd, in Leatherhead, eind vorig jaar. De titel was: “Predicting a 100 year lifetime for Geosynthetics”. Daar werd eerst gesteld dat het alleen maar zin heeft om over duurzaamheid te praten als het ontwerp goed in elkaar zit. Wanneer het geotextiel wordt beschadigd bij de installatie of veel te grote spanningen ondergaat, is het niet nodig om uitgebreid de duurzaamheid te onderzoeken. Verder werden er 4 manieren genoemd om de levensduur van geotextielen te bepalen: 1. ervaring; 2. een gesimuleerde levensduur (door bijvoor-

Geokunst | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 65

Voor geotextielen, die over het algemeen nog te jong zijn voor een op ervaring gebaseerde duurzaamheidvoorspelling, een statische belasting hebben die niet in te korten is en waar het moeilijk is om veranderingen in de tijd van de eigenschappen te meten, is een test met een versnelde veroudering vaak de enige oplossing.

minimaal 10 uur houden, 2 samples moeten tussen de 100 en 1000 uur beproefd worden voor breuk en 1 sample dient meer dan 2000 uur heel te blijven. Ter bepaling van de kruiprek wordt door CEN 2 tests tot 1000 uur voorgeschreven. Era ziet dit als een absoluut minimum. Er was een aardig voorbeeld van een kruipkromme die voorspeld was met een korte duur test en toen nog behoorlijk lang was doorgemeten. Het bleek dat een factor 10 extrapolatie nog precies klopte met de lange duur metingen. Daarna ging het mis en kroop het materiaal aanzienlijk sneller dan werd voorspeld.

De versnelde veroudering volgens de formule van Arrhenius blijkt in veel gevallen zeer bruikbaar. Volgens deze formule zullen meetdata, die zijn bepaald bij verschillende temperaturen op een rechte lijn liggen wanneer de data logaritmisch worden uitgezet tegen 1/T met T de temperatuur in graden Kelvin.

Lange duur tests zijn prijzig dus komt al snel de vraag of het niet een beetje minder kan. Voor geokunststoffen in één productgroep kan dat. Als het dunste materiaal uit die groep op duurzaamheid getest is en voldoet, dan kan men aannemen dat ook dikkere producten zullen voldoen.

Opmerkelijk is daarbij dat deze formule, die gebaseerd is op eigenschappen van chemische reacties zonder meer ook gebruikt wordt voor kruip en andere niet-chemische reacties. Van belang is wel dat er bij hogere temperaturen geen andere processen optreden. Dit blijkt doordat de punten gaan afwijken van de rechte lijn. Bij een locatie specifiek duurzaamheidonderzoek gaat het er niet alleen om hoe de treksterkte verandert in de tijd, maar ook wat het kruipgedrag is bij langdurige belasting, de verandering in de stijfheideigenschappen, het verloop van de “puncturing resistance”, gevoeligheid voor chemische aantasting etc.

Aan het einde van de cursusdag werd ons voorgehouden dat genoemde tests enige zekerheid geven, maar dat we ons moeten realiseren dat 100 jaar een hele tijd is en dat er altijd onzekere factoren zijn die we niet kennen. Dit werd mooi verwoord met een citaat van de Amerikaanse minister van Defensie, Rumsfeld: “... as we know, there are known knows; there are things we know we know. We also know there are known unknowns; that is to say we know there are some things that we do not know. But there are also unknown unknowns – the ones we don’t know we don’t know.” Lange termijn veldonderzoek zal daarom nog lang belangrijk blijven. Maar uit de cursus bleek dat het met de huidige kennis wel mogelijk is om de duurzaamheid van constructies met geotextielen voor 100 jaar of zelfs langer te garanderen.

beeld belastingen die met tussenpozen voorkomen snel achter elkaar te herhalen); 3. veranderingen in de eigenschappen meten als functie van de tijd; 4. tests met een versnelde veroudering.

De vraag die dan nog open staat, is hoe ver mag je extrapoleren op basis van een kortdurende test. Bij ERA vindt men dat er in elk geval enkele langdurige tests gedaan moeten worden. Bij de ‘creep-rupture’ test moeten alle samples het

65

04-03-2005 12:08:36


ICE spoorbaan Hamburg-Berlijn

14 km zettingsvrije baan door geogrid grondwapening over gegroute grindkolommen ing. Constant Brok Huesker Synthetic ir. Max Nods Huesker Synthetic

SA MENVATTI NG

Situatieschets en historie spoorbaan De spoorbaan van Hamburg naar Berlijn in Duitsland is circa 150 jaar geleden gebouwd op een 2 tot 3 m hoge los gepakte zandbaan. In de jaren 1993 tot en met 1995 is de draagkracht van de spoorbaan verbeterd zodat een treinsnelheid van maximaal 160 km/uur toegelaten kon worden. Deze verbetering is in 2 fasen uitgevoerd waarbij eerst het ene en vervolgens het andere spoor werd verbeterd. Middels de scheiding door een onverankerde damwand kon het spoorverkeer toch doorgang vinden. Op een circa 14 km lange sectie met slappe veenachtige ondergrond (Paulinenaue-Friesack, westelijk van Berlijn) werden gedeeltelijk gegroute grindkolommen(circa 40.000 stuks) aangebracht met daarover een overgangslaag met één enkele geogrid wapening. De grindkolommen waren alleen gegrout in de slappe laag en niet in het zandbed van de spoorbaan. De kolommen waren geplaatst in een driehoekig stramien met een axiale hart-op-hart maat van 2m. Een biaxiaal geogrid met een beperkte treksterkte van 80 kN/m was toegepast als horizontale grondwapening over de kolommen. Door de aanwezigheid van de damwand kon de wapening niet tot onder de as van de baan doorgezet worden. Nadat de verbetering was afgerond traden na verloop van tijd zettingen en deformaties in het ballastbed op welke niet wenselijk waren. Vanwege deze deformaties en de wens om het

spoor verder te upgraden naar ICE spoor (230 km/uur) is de nieuwe verbetering in gang gezet.

66

geotechniek_2005#2_compleet.indd 66

Het circa 150 jaar oude spoor van Hamburg naar Berlijn moest verbeterd worden om te kunnen voldoen aan de eisen gesteld voor de Duitse HSL (ICE) met maximumsnelheden tot 230 km/uur Van 1993 tot 1995 was het traject al verbeterd voor treinen met een maximale snelheid van 160 km/uur. Op een circa 14 km lange sectie met slappe veenachtige ondergrond (Paulinenaue – Friesack) werd niet voldaan aan de nieuwe eisen voor de ICE, en waren ook ontoelaatbare vervormingen opgetreden. Na een uitgebreid onderzoek van de bestaande baan bleek dat een nieuw ontwerp gemaakt moest worden. Gekozen is voor een ontwerp met hoge-sterkte Fortrac® geogrid wapening over deels gegroute grindkolommen. De uitvoering vond plaats gedurende slechts 76 dagen in de zomer van 2003. Recente zettingmetingen tonen aan dat de gekozen constructie voldoet aan de gestelde eisen.

Probleemstelling De eerder verbeterde sectie voldeed niet aan de gestelde eisen voor de ICE. Omdat niet duidelijk was waarom de zettingen in de verbeterde sectie waren opgetreden, is in 2001 een baanvak met een lengte van 50 m over één spoorbreedte vrijgegraven. Middels dit proefvak wilde men inzicht verkrijgen in de kwaliteit van de opbouw, van de aanwezige geogrids en van de gegroute grind kolommen. Het geotechnisch profiel gaf het volgende beeld. Het traject ligt in een gebied waarvan de bodem bestaat uit een veenachtige grondslag met een gevarieerde dikte van 0,5 tot 6,5 m (Havellaendische Lunch). Hieronder wordt een los gepakt tot matig vast zandpakket aangetroffen. Het grondwater staat vrij hoog en reikt soms, in een natte periode, tot aan het maaiveldniveau.

\ Foto 1 Overzicht van het aanbrengen van geogrids over

gegroute kolommen

Uit het proefveld bleek dat de geogrids nog steeds in goede staat waren maar dat de grindkolommen niet allemaal gegrout waren tot het vereiste niveau. Hiermee waren de opgetreden zettingen verklaard. Aanvullend onderzoek gaf aan dat de bestaande opbouw van de spoorbaan niet voldeed aan de vereiste normen voor upgrading naar 230 km/uur. Een nieuw ontwerp was noodzakelijk.

Engineering oplossing Als gevolg van de bevindingen in het proefvak zijn de bestaande gegroute kolommen gesneld en is de veenlaag verder afgegraven tot een niveau van 3,2 m minus bovenkant spoor. Verlaging dieper dan de grondwaterstand was niet mogelijk aangezien bemaling in dit gebied niet toegestaan is. Het proefvak is aangepast en opnieuw opgebouwd met 3 lagen hoge-sterkte geogrids. Dit proefvak is 15 maanden lang beproefd en gemonitoord met als resultaat dat de nieuwe

\ Foto 2 Uitrollen geogrids

Geokunst | april 2005

04-03-2005 12:08:43


ICE spoorbaan Hamburg-Berlijn

De rekenmethode voor het geogrid ontwerp is gebaseerd op de nieuw ontwikkelde Duitse aanbeveling (DGGT, Empfehlung 6.9 2002, EBGEO, draft), die in Duitsland onder geotechnisch specialisten als stand der techniek wordt beschouwd. Uit diverse aanvullende numerieke analyses is gebleken dat indien de gegroute grindkolommen op het ontgravingsniveau kwalitatief goed waren, er volstaan kon worden met een biaxiaal geogrid met treksterkte 400 kN/m. Diverse scenario’s zijn doorgerekend, waarbij specifieke combinaties van palen in het stramien kwalitatief niet goed waren. Hieruit bleek dat soms een biaxiaal geogrid met 400 kN/m treksterkte nodig was en soms biaxiaal 600 kN/m vereist was. Omdat vóór de uitvoering onbekend was waar 400 kN/m en waar 600 kN/m nodig was (afhankelijk van de kwaliteit van de aanwezige kolommen die men na ontgraven aantrof) is gekozen voor het biaxiaal PVA-geogrid Fortrac® 200/200 – 30M met een geoptimaliseerde maaswijdte, lage kruip en een trekkracht van 200 kN/m bij 5% rek. Zo konden 2 of 3 geogrid lagen van één type geogrid toegepast worden en werd de beperkte uitvoeringstijd niet verder onder druk gezet door verschillende geogrid leveranties. Het principe van de oplossing is weergegeven in figuur 1.

Uitvoering werkzaamheden De uitvoering vond plaats tussen juli en september 2003. Zoals eerder gemeld had de aannemerscombinatie 76 dagen beschikbaar voor het gehele werk. Zeven dagen per week werd er 24 uur per dag gewerkt in 3 ploegen. Het werk werd gestart op meerdere plaatsen tegelijk. Van 37.000 gegroute grindkolommen zijn de koppen ontgraven, gesneld en vervolgens onderzocht. Afhankelijk van de vastgestelde kwaliteit van de kolommen, werden 2 of 3 lagen geogrid aangebracht. De werkzaamheden kan het best uitgedrukt worden in de volgende kengetallen: • • •

• • • • • • • • • •

23 km rails en dwarsliggers verwijderd; 45.000 m3 ballast-bed verwijderd; 115.000 m3 aanwezige vorstbesten-dige funderingslaag en ballastbed onderlaag verwijderd; 150.000 m3 zandbed spoorbaan verwijderd; 60.000 m3 veen verwijderd; 135.000 m2 geogrid verwijderd; 37.000 gedeeltelijk gegroute grindkolommen gekort; 85.000 ton zand-grind mengsel (0/45) aangebracht; meer dan 350.000 m2 geogrid aangebracht; 400.000 ton zandbed voor spoorbaan in lagen aangebracht en verdicht; 130.000 ton ballastbed onder-laag aangebracht; 60.000 ton ballastbed aangebracht; 23 km spoor dwarsliggers en rails aangebracht.

\ Figuur 1 Principe doorsnede van 2e reconstructie baan

De flexibele hoge sterkte geogrids werden met een zeer hoge nauwkeurigheid (legtolerantie 1 cm) haaks op de baa0nas (14 m lange gridbanen) uitgerold. De overlap tussen de banen was 1 m. Afhankelijk van de aangetroffen situatie werden 2 of 3 geogridlagen aangebracht om de 0,30 m laagdikte (zand-grind mengsel). De geogrids werden aangevoerd op rollen met een lengte van 210 m lengte, een veelvoud van 14 m. Tijdens kritieke uitvoeringsfasen werd aanvullende productiecapaciteit in de Hueskerfabrieken gereserveerd om een ongestoorde voortgang van de bouw te kunnen verzekeren. Nog in de zomer van 2003 kon het traject weer geopend worden voor het treinverkeer.

Meetresultaten Inmiddels zijn meetresultaten over een gebruiksperiode van circa 12 maanden beschikbaar. Uit de resultaten van de monitoring blijkt dat de constructie voldoet aan de gestelde randvoorwaarden (zie figuur 2).

��������������������������������������� �

���

• de baan in zijn geheel ontgraven zodat het gehele baanvak in één keer kan worden aangepakt; • de gehele uitvoering (afbouw en opbouw) in de zomer van 2003 binnen 76 dagen; • ontgravingsniveau beperken tot 2,8 m minus bovenkant spoor.

��

De opdrachtgever Deutsche Bahn AG had voor de definitieve engineering en voor de uitvoering in 2003 onder andere de volgende uitgangspunten vastgesteld:

Aanvullend op deze studies hebben uitgebreide laboratoriumonderzoeken plaatsgevonden bestaande uit onder andere geogrid pull-out en afschuiftesten met de toe te passen grond. Hiermee werd gezocht naar een optimale interactie tussen geogrid en grond van de spoorbaan.

� � ��

constructie bleek te voldoen aan de gestelde randvoorwaarden.

�������������

��

���������

��

����������� ������������

�� �� ���

��

��� ���

���������������������������������

�� ������ ���������

\ Foto 3 Aanzicht van de aanleg van de 3 lagen geogrids

Geokunst | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 67

\ Foto 4 Aanbrengen baanlichaam op geogrids

\ Figuur 2 Monitoring van baansectie Paulinenaue;

zettingen versus tijd

67

04-03-2005 12:08:51


Organisatie van de Europese normalisatie van geokunststoffen, en de Nederlandse bijdrage ir. J.W. Nieuwenhuys Secretaris normcommissie 353 050 “Geokunststoffen” ing. K. A.G.Mouw Voorzitter normcommissie 353 050 “Geokunststoffen” ir. A. Bezuijen Chairman CEN/TC 189 “Geosynthetics”

CEN/TC 189 en ISO/TC 221 “Geosynthetics” De Europese normalisatie van geokunststofproducten voor de bouw wordt verzorgd door CEN/TC 189 “Geosynthetics” in samenwerking met ISO/TC 221 “Geosynthetics”. Met het streven naar het wereldwijd toepassen van dezelfde normen zijn door CEN en ISO afspraken over samenwerking vastgelegd in een zogenaamde Vienna Agreement. Aangezien de meeste normen van CEN/TC 189 worden opgesteld op basis van de Europese Richtlijn Bouwproducten (89/106/EEG) en het mandaat M/107 “Geotextiles” worden de “geharmoniseerde Europese normen” (EN’s) publiekrechtelijk aangestuurd en moeten de betreffende geokunststoffen met een CEmarkering worden geleverd. Dit is niet het geval met ISO-normen, die privaatrechtelijk zijn. Indien door ISO en CEN een gezamenlijk product (EN-ISO) tot stand wordt gebracht moet deze norm vaak wel aan de Richtlijn Bouwproducten voldoen. Zowel CEN/TC 189 als ISO/TC 221 beschikken over een aantal werkgroepen, ieder met een eigen, afgebakend werkterrein. De rolverdeling tussen de TC en de WG’s is grofweg als volgt: De TC verzorgt de strategie en het werkprogramma en coördineert en bewaakt de voortgang van het normontwikkelingswerk, dat wordt uitgevoerd door de werkgroepen. De organisaties van ISO/TC221 en CEN/TC189 zijn geheel vergelijkbaar. Alleen WG 1 en WG 6 ontbreken in ISO/TC221. Deze werkgroepen van CEN/TC189 ontwikkelen de toepassingsnormen voor geotextielen respectievelijk kunststof afdichtingen (ook wel geomembranen genoemd). Deze normen zijn van belang voor

68

geotechniek_2005#2_compleet.indd 68

SA MENVATTI NG “Normalisatie van geokunststoffen en CE-markering wat komt er allemaal bij kijken en wie spelen er een rol en wat doen de Nederlandse vertegenwoordigers. Dit artikel geeft een kijkje in de Europese normalisatie keuken. Het geeft een overzicht over de commissies en werkgroepen. In volgende nummers van Geokunst zal meer in detail op de werkzaamheden van de verschillende werkgroepen worden ingegaan.”

de CE- markering, ze geven aan waaraan een geokunststof moet voldoen om voor CEmarkering in aanmerking te komen en hoe dit wordt bewaakt. De voorzitter van CEN/TC 189 is Adam Bezuijen (GeoDelft, Nederland) en het secretariaat wordt gevoerd door Fred Foubert (Centexbel, België). De voorzitter van ISO/TC 221 is David Suits (VS) en het secretariaat wordt gevoerd door Peter Greenwood (UK). CEN/TC 189 werkt samen met twee Europese organisaties van producenten, European Association for Textile Polyolefins (EATP) en European Disposables and Nonwovens Association (EDANA). Een CEN Consultant (Joël Cuche) heeft tot taak te controleren of de gemandateerde Europese normen voldoen aan het mandaat M 107 en de EEG- Richtlijn Bouwproducten (CPD). De beoordeling en de certificatie (conformiteitcertificaat) van het kwaliteitsbewakingssysteem van de producenten (“factory production control”) en de keuring van de producttypen (“initial type testing”) moet volgens de Europese Richtlijn Bouwproducten worden uitgevoerd door zogenaamde “notified bodies”. Deze zijn door de bevoegde nationale autoriteiten bij de Europese Commissie aangemelde certificerende instellingen. Deze instellingen zijn verenigd in de Sector Group SG 11, waarin afspraken worden gemaakt over de uitvoering van de inspectie en certificatie van geokunststofproducten voor de bouw.

Werkgroepen van CEN/TC 189 “Geosynthetics” en ISO/TC 221 “Geosynthetics” De werkgroepen omvatten specifieke werkgebieden; deskundigen uit de lidstaten van CEN/TC 189 nemen deel aan de werkgroepen. Het werkterrein en de voortgang van de werkgroepen wordt hierna afzonderlijk per werkgroep toegelicht. WG1 – General and specific requirements CEN/TC 189/WG 1 heeft met de publicatie van de geharmoniseerde Europese normen NENEN 13249 t.m. 13257 en NEN-EN 13265 voor de diverse toepassingsgebieden van geotextiel in 2000 het door CEN opgedragen gemandateerde werk uitgevoerd. WG 1 heeft in het kader van de periodieke herzieningsplicht van CEN deze normen opnieuw onder de loep genomen en het resultaat in de vorm van revisiebladen in 2004 aan zijn leden (de landelijke normalisatie-instellingen) ter visie en commentaar aangeboden. De resultaten zullen in 2005 als nieuwe normrevisies worden gepubliceerd. Convenor WG 1: Philippe Delmas Secretariaatsvoering: Bidim Geosynthetics in Frankrijk WG 1 - Ad hoc Group on Asphalt reinforcement De ad hoc Group “Asphalt reinforcement” is rond 2000 opgericht om te voorzien in een behoefte aan Europese normen specifiek voor de toepassing van geokunststof in asfalt. Convenor:Hans Rathmayer Secretariaatsvoering: Arjan de Bondt, Ooms Avenhorn Holding BV in Nederland

Geokunst | april 2005

04-03-2005 12:08:53


Organisatie van de Europese normalisatie van geokunststoffen, en de Nederlandse bijdrage

WG2 – Terminology and identification parameters WG2 behandelt monsternemingsaspecten en algemene technische onderwerpen die niet tot het werkgebied van de andere werkgroepen behoren, zoals termen en definities en de dikte -en gewichtsbepaling van geokunststoffen. De normen zijn gefaseerd vanaf 1995 gereedgekomen en zijn na herziening in de periode van 2000 tot 2003 opnieuw ter stemming aan de leden aangeboden. Convenor: Helmut Zanzinger Secretariaatsvoering: SKZ in Duitsland WG3 – Mechanical testing WG3 behandelt de mechanische eigenschappen en testmethoden voor de bepaling van bijvoorbeeld de (naad)sterkte, druk -en treksterkte, de weerstand tegen perforatie, afschuiving onder statische, dynamische en cyclische belasting en ook schadepreventie bij de installatie. De meeste (voor)normen zijn in de periode van vier tot vijf jaar geleden gepubliceerd en zijn in 2003/2004 herzien of worden in 2005 herzien. Convenor: Daniele Cazzufi Secretariaatsvoering: Cezi in Italië WG4 – Hydraulical testing WG4 ontwikkelt normen met betrekking tot hydraulische aspecten zoals de waterdoorlatendheid, waterindringing en doorstroomcapaciteit van geokunststoffen. WG4 moet nog een achterstand inhalen voor wat o.a. betreft de karakteristieke eigenschappen van bentonietmatten (clay geosynthetic barriers), zoals de zwelling en waterabsorptie van klei. Convenor: Bernard Myles Secretariaatsvoering: Geo Ltd in Groot Brittannië WG5 – Durability WG5 behandelt de chemische en duurzaamheidseigenschappen van alle geokunststofproducten, zoals de weerstand tegen oxidatie, hydrolyse, chemische en microbiologische veroudering. De aanvankelijk ontwikkelde voornormen voor geotextiel zijn in 2000/2001 vervangen door Europese normen. In 2005 zijn naar verwachting ook alle beproevingsnormen voor geokunststofafdichtingen (barriers) gereed. Convenor: Uwe Bornmann Secretariaatsvoering: Polyfelt Austria in Oostenrijk

Geokunst | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 69

WG6 – General and specific requirements – geosynthetic barriers WG6 legt de laatste hand aan de productnormen voor de eigenschappen van geokunststofafdichtingen, waarvoor geharmoniseerde normen zijn ontwikkeld onder het mandaat M 107. Het complete pakket geharmoniseerde normen voor geokunststofafdichtingen zal naar verwachting in 2005 gereed zijn, zodat na een overgangsperiode halverwege 2006 de CEmarkering ook voor geokunststofafdichtingen zal moeten worden toegepast. Convenor: Kent van Maubeuge Secretariaatsvoering: Naue Fasertechnik in Duitsland

Ir. A. Bezuijen vertegenwoordigt tijdens CEN/ TC189 vergaderingen officieel CEN en wordt dus niet door de NEN afgevaardigd. De normcommissie zoekt nog een deskundige op het gebied van geokunststofafdichtingen ter versterking van WG 6 “Geosynthetic barriers”. Voorlopig is ir. N. Cortlever van Cofra B.V. bereid gevonden deze positie in te vullen. Suggesties voor de definitieve invulling van deze positie en tevens een plaats in de NEN-normcommissie zijn welkom (contactpersoon: ir. J.W. Nieuwenhuys, NENBouw, telefoonnummer 015- 2 690 333).

Voortgang algemeen Het werk van de werkgroepen van CEN/TC 189 en ISO/TC 221 is ver gevorderd. Zodra in 2006 ook voor de geokunstofafdichtingen (zie WG6) geharmoniseerde Europese normen zijn gepubliceerd, wordt de eerste generatie van de Europese en mondiale normalisatie van geokunststoffen afgesloten en zal de normalisatie met de tweede generatie normen worden vervolgd. In de tweede generatie normen worden de kennis (onderzoek) en ervaring verwerkt die tijdens de toepassing van de eerste generatienormen is verkregen. WG 1 is hiermee al bezig.

Nederlandse normcommissie en afgevaardigden in CEN/TC 189 en de werkgroepen De NEN- normcommissie 353 050 “Geokunststoffen” fungeert als de nationale spiegelcommissie van CEN/TC 189 en ISO/TC 221. Een aantal leden van deze normcommissie treedt op als Nederlandse afgevaardigde in vergaderingen van CEN/TC 189 en ISO/TC 221 en als deskundige in de werkgroepen. Aangezien de Nederlandse normcommissie is samengesteld uit vertegenwoordigers van belangenpartijen van de Nederlandse geokunststoffenmarkt, kunnen de Nederlandse afgevaardigden worden beschouwd als belangenvertegen woordigers van Nederland voor wat betreft de normalisatie van geokunststoffen in de bouw. De belangen van de verschillende organisaties worden in de normcommissie op elkaar afgestemd. De naar CEN en ISO te communiceren standpunten worden in de normcommissie vastgesteld. Leden van de Nederlandse Geotextiel Organisatie zijn in de normcommissie vertegenwoordigd.

69

04-03-2005 12:08:55


Verantwoord gebruik van geosynthetische bouwmaterialen Enkele lezingen door Prof. Dr. Robert M. Koerner, NGO Bijeenkomst 1 december 2004 Ing. R. de Niet Tensar International B.V.

Op 1 december 2004 gaf Prof. Koerner gehoor aan een uitnodiging van de NGO om als gastspreker een middagvullend programma te verzorgen bij de NGO-bijeenkomst in het Auditorium van Geodelft te Delft. Hij begon met een uiteenzetting van de verschillende geokunststofproducten per groep, voor de meeste aanwezigen een bekend verhaal. Grappig was wel dat hij een nieuwe geokunststofgroep introduceerde: de Geopipe. die wel logisch is maar wat mij betreft nog niet overal in één zin genoemd wordt met de Geogrid, Geotextiel en Geomembraan. De professor stond stil bij een aantal grootschalige projecten, waarbij over het algemeen sprake is van een geomembraan. Al dan niet in combinatie met meerdere lagen geokunststoffen met elk hun specifieke

eigenschappen. Een van de “toppers” was wel een vuilstortplaats (70 hectare) waarin gebruik gemaakt is van 18 lagen geokunststoffen. Niet alleen op stortplaatsen worden geokunststoffen op grote schaal toegepast: Ook in kanalen, dammen, tunnels, waterreservoirs, vijvers & meren, tankparken, golfterreinen, aquacultuur (viskweek) en de landbouw wordt inmiddels op grote schaal gebruik gemaakt van de mogelijkheden die geokunststoffen ons bieden. Concluderend gaf hij aan dat de diversiteit aan mogelijkheden enorm groot is geworden mede doordat er inmiddels zeer veel meer bekend is over de berekeningstechnieken, levensduur van de verschillende geokunststofproducten, uitvoeringseisen en de aanwezigheid van langdurige projectdata. Het potentieel voor geokunststoffen lijkt medio 2005 nog steeds te groeien! Hij ging in op de analyse en het ontwerp van afdekgrond op hellingen. Vooral de foto’s van bovenafdichtingsconstructies (vuilstort) waar grote “luchtballonnen” te zien zijn. Deze beelden zorgden voor de nodige hilariteit, maar waren ook zeer leerzaam, wanneer je bedenkt dat enkele hiervan eenvoudig te voorkomen waren geweest met een goed werkend gas-

drainage systeem en/of een juiste bepaling van de optredende krachten in een dergelijke constructie. De berekening gaat eenvoudigweg uit van een krachtenevenwicht op de helling, rekening houdend met alle daarop werkende krachten en specifieke eigenschappen van de materialen die daarbij worden toegepast en is op zich eenvoudig. Het moeilijke is het bepalen of het inschatten van de rekenparameters. Een kleine afwijking in bijvoorbeeld het maatgevende wrijvingsgetal, of geen rekening houden met belastingen door materieel tijdens de uitvoering kan in de praktijk al funest zijn. Naast het noemen van verschillende veiligheidsfactoren besluit Prof. Koerner met de waarschuwing dat er toch nog veel fouten tijdens de ontwerpfase worden gemaakt. Meer voorbereidend veldonderzoek zou dan ook geen slechte aanvulling zijn. Ten slotte gaf Prof. Koerner zijn visie over de wijze waarop men om kan gaan met levensduur (voorspellingen) betreffende geokunststoffen. Er is een aantal belangrijke factoren die de levensduur van een geokunststof kunnen beïnvloeden, namelijk

\ Figuur 1 Geopipe

70

geotechniek_2005#2_compleet.indd 70

Geokunst | april 2005

04-03-2005 12:09:30


Verantwoord gebruik van geosynthetische bouwmaterialen

de chemische aantasting, UV straling, temperatuursinvloeden, scheurvorming, migratie van deeltjes, etc. Het toevoegen van anti-oxidanten (AO) blijkt een probaat middel om degradatie door een groot aantal genoemde factoren tegen te gaan. Het type en de hoeveelheid toe te voegen AO’s zijn proefondervindelijk vast te stellen en zijn per kunststofsoort weer anders.

Cofra

\ Figuur 2 UV-degradatie in PP vezels ���������������������������������������

Met name voor HDPE geomembranen blijkt er al vrij veel onderzocht te zijn. Voor de andere basismaterialen is verrassend weinig informatie voor handen, op enkele geogrid en geotextiel (voor wapening) leveranciers na. Uit de beschikbare gegevens blijkt dat HDPE veruit de langste (in de meest ideale omstandigheid zelfs tot circa 700 jaar!) en waarschijnlijk PVC de kortste levensduur zal hebben. Tussen deze twee uitersten in

\ Figuur 3 Chemische degradatie in CPE

vallen bijvoorbeeld LLDPE, PP en EPDM. Dit geldt wel met name voor met grond bedekte geomembranen. De basis voor het levensduuronderzoek is gelegd, maar volgens Prof. Koerner is op dit gebied nog veel onderzoek te verrichten. Zowel simulaties op laboratoriumschaal als praktijkonderzoek, blijft noodzakelijk.

\ Figuur 4 Spannings-scheuren in HDPE

Grondverbetering met

AuGeo

Het Augeo grondverbeteringsysteem eliminieert elke vorm van zetting op lange termijn. Ophogingen kunnen in een zeer korte periode aangebracht worden, omdat instabiliteit door hoge grondwaterspanning uitblijft. Met de door Cofra ontwikkelde machines zijn grote producties mogelijk. -

Verticale drainage Kwelschermen Afdichtingsfolie Vinyl Damwand

www.cofra.com

Building world wide on our strength

geotechniek_2005#2_compleet.indd 71

15-03-2005 14:40:18


������������������ ������������������������������������� ���������������������������������� ����������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������� ����������������������������������������������� ���������������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������

����������������������������������������� ���������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������������� �������������������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������������ �����������������������

����������������������������������������� ��������������������������������������������� �������������������������������������� ����������������������������������� ��������������������������������������� �������������������������������������������� ��������������������

�������������������

������������������ ��������������������������

������������������������ geotechniek_2005#2_compleet.indd Educom_vergrootuwkansen.indd 2 72

04-03-2005 12:51:01 12:21:42


0:21:24

PREPAL BULLETIN Geprefabriceerde betonnen heipalen in theorie en praktijk

4e jaargang - nummer 2 april 2005

Omslagartikel Z EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles

geotechniek_2005#2_compleet.indd 73

04-03-2005 12:09:57


EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles Prof. Ir. H. W. Bennenk Voorzitter CEN/TC 229 / Werkgroep 1 / Taakgroep 2 Emeritus hoogleraar aan de TU Eindhoven

Inleiding In Europa wordt al sinds lange tijd jaren gewerkt aan het tot stand komen van normen die in alle deelnemende landen een gelijke positie moeten bevorderen bij een overeenkomst tussen producenten en afnemers. Er zijn verschillende soorten Europese normen (EN’s): 1. zgn. Harmonised EN’s (hEN’s), productnormen die zorgen voor een rechtstreekse aansluiting tussen het product en de essentiële eisen uit de Richtlijn Bouwproducten (deze normen mogen niet door nationale regelgeving worden tegengehouden), en 2. vrijwillige Europese normen (EN’s); deze zijn niet onder een mandaat van de Europese Commissie tot stand gekomen. Hiertoe behoren ook de zgn. Eurocodes. De Eurocodes kennen daarnaast ook nog andere (historisch gegroeide) verschillen ten opzichte van andere EN’s, ook omdat ze gaan over aspecten die vaak liggen op het terrein van regelgeving (veiligheid, brand).

Eurocodes De meer dan 50 ‘Eurocodes’ vormen de basis voor gemeenschappelijke ontwerpen berekeningsmethoden en zullen op termijn de Nederlandse TGB-normen (TGB 1990-serie) vervangen. Een deel van de Eurocodes is gepubliceerd, een deel is in het laatste stadium van aanpassen of nog in bewerking. Het grootste verschil met de andere Europese normen is dat de zogenaamde coëxistentieperiode (lees: de periode dat de Europese en de Nationale norm naast elkaar

74

geotechniek_2005#2_compleet.indd 74

SA MENVATTI NG In Europa wordt al lange tijd gewerkt aan het stand komen van normen die in alle deelnemende landen een gelijke positie moeten bevorderen bij een overeenkomst tussen producenten en afnemers. Met het uitkomen van EN 12794 in 2005 is een stap gezet in de verdere gelijkschakeling van de eisen aan palen in de Europese Unie. De nederlandse versie van EN 12794 zal uitkomen onder de naam NEN EN 12794. Voor de Nederlandse producenten zal het technisch geen grote veranderingen met zich meebrengen. Wel zullen aanpassingen in de kwaliteitscontrole moeten worden ingevoerd om te kunnen voldoen aan de voorwaarden voor CE-markering.

mogen bestaan) voor Eurocodes 2 à 3 keer zo lang is. Op dit moment zal deze aflopen op 31 maart 2010, terwijl voor ‘gewone’ Europese normen de coëxistentieperiode 12 maanden bedraagt. Daarnaast mag voor ieder Eurocodedeel een Nationale Bijlage worden opgesteld, waarmee de ‘vertaling’ wordt gemaakt naar de nationale situatie. Globaal aangegeven, zijn de Eurocodes de voorschriften die door de Europese Commissie worden aanbevolen om te dienen voor het ontwerpen en berekenen van projecten of delen daarvan, met als doel de uitwisseling van de uitvoering en het ontwerpen van werken over de landsgrenzen heen mogelijk te maken en daarmee de werking van de Europese interne markt en de toepassing van EN’s en hEN’s te bevorderen.

Productnormen en CE-markering Deze interne markt wordt voor producten bevorderd door de Richtlijn Bouwproducten (CPD). Deze richtlijn vormt het uitgangspunt voor de CE-markering van bouwproducten. De richtlijn stelt eisen aan veiligheid, gezondheid, milieu en consumentenbescherming voor producten die binnen de Europese Economische Ruimte (EER) in de handel worden gebracht. Als producten voldoen aan de gestelde eisen, mag de fabrikant ze voorzien van CEmarkering en op de markt brengen. De basis voor de CE-markering vormen Europese Technische Specificaties. Voor het overgrote deel zijn dit geharmoniseerde productnormen (hEN’s). Alleen voor producten waarvoor geen Europees normalisatietraject mogelijk is of voor producten die aanzienlijk afwijken van de in de geharmoniseerde normen gedefinieerde

producten, heeft de Europese Unie de route via een Europese Technische Goedkeuring (European Technical Approval, ETA) mogelijk gemaakt. In opdracht van de Europese Commissie worden door CEN normen opgesteld. De productnormen die in het kader van de Richtlijn bouwproducten worden opgesteld, moeten in alle lidstaten van CEN (28 in totaal) worden overgenomen als basis voor het bepalen van de eigenschappen van de producten. Het verplicht aanwijzen van deze ‘geharmoniseerde’ normen betekent dat in alle lidstaten wordt gewerkt met dezelfde, op vergelijkbare wijze bepaalde producteigenschappen. Welke eisen worden gesteld aan de bouwwerken waarin de producten worden toegepast, blijft de verantwoordelijkheid en daarmee het ‘recht’ van de individuele lidstaat (het is wel de bedoeling dat de Eurocodes in dit opzicht aanvullende harmonisatie brengen).

De normering voor een veelheid aan betonproducten Voor enkele betonproducten was al in de jaren ‘80 een Technische Commissie in het leven geroepen, zoals voor betonstenen voor metselwerk, voor bestratingen en voor buizen. Voor normering van alle (overige) prefab betonproducten werd vervolgens CEN/TC 229 ingesteld. Zowel het grote aantal producten als de verscheidenheid daarvan, leidde binnen de CEN/TC 229 tot het instellen van 4 werkgroepen. Drie daarvan hielden zich bezig met producten waarbij de maatgevende

Prepal | april 2005

04-03-2005 12:10:00


EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles

\ Foto 1 Heien van een prefabpaal

Prepal | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 75

75

04-03-2005 12:10:05


EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles

eigenschappen constructief (WG1), semiconstructief (WG2) en niet-constructief (WG3) zijn; werkgroep 4 (WG4) richtte zich ondermeer op het opstellen van een referentiedocument, de ‘Common Rules’. Onder deze 4 werkgroepen waren 40 specifieke productcommissies (taakgroepen) actief. Het product ‘prefab funderingpaal’ valt onder het werkterrein van werkgroep 1 (lees: producten met een constructief karakter). Het werk aan de productnorm voor prefab palen startte in het begin van de jaren ‘90 en werd uitgevoerd door een taakgroep met een Nederlandse voorzitter en rapporteur. Na een aantal jaren werken aan de productnormen in de taakgroepen, kon men vaststellen dat de productnormen in wording een geheel verschillende structuur kregen, omdat er geen doordachte basis aanwezig was om een productnorm te kunnen opstellen. Aan het eind van de jaren ‘90 heeft men Common Rules voor prefab producten vastgesteld en deze gepubliceerd als EN 13369. Deze norm geeft de gewenste basis en legt de structuur van alle productnormen vast. Een groot aantal jaren en ongelooflijk veel werk is verloren gegaan, als gevolg van gebrek aan sturing op hoog niveau. In de loop van 2000 heb ik het voorzitterschap van prof. Bruggeling mogen overnemen. Pas in het begin van 2003 is er een complete herstart gemaakt met de taakgroep prefab funderingspalen omdat er toen pas voldoende duidelijkheid ontstond over de CE markering. In januari 2004 was in hoog tempo aan de hand van de dan wel ter beschikking zijnde EN 13369 de inhoud van de productnorm prEN 12794 vastgelegd en toen kon deze worden voorgelegd aan CEN/TC 229. In april 2004 was de productnorm gereed voor ‘Formal Vote’. In oktober 2004 is prEN 12794 vrijwel unaniem door de landen akkoord bevonden. Na enkele kleine aanpassingen van voornamelijk administratieve en taalkundige aard was het document in december 2004 gereed voor de verdere bewerking door het CEN-bureau om de productnorm definitief gereed te maken en te publiceren als EN 12794, voor Nederland de NEN EN 12794.

De waarde van een product met CE-markering Zoals eerder aangegeven is de beschikbaarheid van een productnorm van belang om een gezamenlijke basis van beoordeling te hebben voor de producten binnen de Europese Unie.

76

geotechniek_2005#2_compleet.indd 76

KLASSE VAN DE KOPPELING. 3)

CAPACITEIT; TE BELASTEN OP:

PRESTATIE

VERIFICATIE

METHODE – IBT 1)

A

druk, trek en buiging

Robuustheid en stijfheid

Berekeningen te verifiëren via een dynamische belasting proef en een buigproef.

IBT: 1000 slagen en een spanningniveau 28 MPa

B

druk, trek en buiging

Robuustheid en stijfheid

Idem

IBT: 1000 slagen, spanningniveau 22 MPa 2)

C

druk, trek en buiging

Robuustheid en stijfheid

Idem

IBT: 1000 slagen, spanningniveau 17 MPa 2)

D

druk

Robuustheid en stijfheid

Berekeningen te verifiëren via een proef op dynamische belasting.

IBT: 500 slagen, spanningniveau 17 MPa 2)

2)

1) IBT = Impact en Buiging Test, zoals verder gedefinieerd in Annex A 2) Spanningsniveau betreft de drukspanning veroorzaakt door de slag, gemeten aan de paal nabij de paalkoppeling. 3) Het spanningsniveau gedurende de impact test is zo gekozen dat aan de toepassingseisen in de meeste grondomstandigheden zal worden voldaan. \ Tabel 1 De verschillende klassen van de koppelpaal

De CE-markering op een product geeft aan dat aan de eisen uit de geharmoniseerde productnorm wordt voldaan en dat een product over de grens kan worden verhandeld en toegepast. Daadwerkelijke toepassing is mogelijk als het product, aangebracht in het bouwwerk, voldoet aan de eisen die in dat land worden gesteld ten aanzien van de veiligheid. CE-markering kan op 4 niveaus plaatsvinden, waarbij systeem 4 het laagste niveau is en systeem 1 het hoogste. Bij de systemen 1 en 2 zijn extra maatregelen (+) mogelijk. De systemen zijn vastgesteld door de Europese Commissie. CE-markering is altijd een eigen verklaring van de producent, maar naarmate het product een grotere of belangrijkere bijdrage levert aan het bouwwerk, speelt de Notified Approved Body een belangrijker rol. Deze certificerende instelling draagt bij aan de verklaring van de producent dat het product voldoet aan de technische specificaties en dat de producent de CE-markering terecht op het product aanbrengt. Voor prefab funderingspalen is het niveau vastgesteld op 2+. Dit is aangegeven in de Annex ZA van EN 12794. Dit betekent dat de producent een prototypetest (initial type testing, ITT) moet uitvoeren naar de eigenschappen van het product en moet controleren dat deze voldoen aan de eisen in de productnorm. Hij moet ook een systeem van interne kwaliteitsbewaking van het productieproces (IKB of FPC) invoeren. Het productieproces en de externe controle

daarvan moeten continu door een Notified Approved Body worden gecontroleerd en gecertificeerd. 4) 5) Wellicht dat men daardoor er toe neigt om de CE-markering te gaan gebruiken als een soort kwaliteitskeurmerk, zoals nu het KOMOcertificaat en -label, maar het zijn voorlopig echt twee verschillende zaken met een verschillend doel. De CE-markering moet vrije handel en toepassing over de grenzen mogelijk maken op basis van gelijke eisen, terwijl het KOMO-certificaat een uitspraak doet over de toepasbaarheid van het product in de Nederlandse situatie.

De EN 12794, de productnorm voor prefab betonpalen De inhoud van de productnorm voor prefab betonpalen is ingedeeld gelijk andere productnormen. In het Voorwoord wordt vermeld dat het document door CEN/TC 229 is opgesteld en aan welke andere normen in het document wordt gerefereerd, zoals de betreffende Eurocodes voor beton en geotechniek, de EN 206-1 en de EN 13369, de Common Rules, het referentie document voor de productnorm. In het Toepassinggebied, (de Scope) is vastgelegd dat de palen die binnen de productnorm vallen, kunnen worden geproduceerd in een fabriek of op een productielocatie op een bouwplaats, mits aan de gestelde voorwaarden aan de

Prepal | april 2005

04-03-2005 12:10:09


EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles

L/3

L/3

al

L/3

ai

ar a

a/2

a/2

L _ 0,1 m L + 0,4 m + \ Figuur 1 Schema voor meten gaping koppeling.

kwaliteitscontrole wordt voldaan. Onder productnorm vallen massieve palen uit één lengte, gekoppelde palen en holle palen. De paaldoorsnede kan constant zijn over de gehele lengte of taps toelopen en de paal kan zijn voorzien van een verzwaarde punt. Voor hoofdstukken 4 t/m 8 worden de artikelen zoals in de Common Rules aangegeven van kracht verklaard, tenzij overschreven of gewijzigd. We kennen deze handelswijze in Nederland voor het schrijven van CUR Aanbevelingen. Een aantal onderdelen uit deze hoofdstukken wordt toegelicht. De productietoleranties en de uit te oefenen kwaliteitscontrole, welke op basis van consensus in de TG 2 zijn vastgesteld, benaderen het niveau dat in Nederland gebruikelijk is, wat voor een aantal andere landen een verzwaring van de eisen betekent. Meer aandacht is in de productnorm gegeven aan de paalschoenen bij koppelpalen en de haaksheid daarvan ten opzichte van de lengteas van de paal. Verder zijn voor de koppelpalen de klassen vastgelegd, zoals deze in tabel 1 zijn omschreven. In de normatieve Annex A wordt de beproevingsmethode omschreven waarmee men de robuustheid en de stijfheid van de koppelpaal kan vaststellen. Daarvoor dient men 3 gelijke proefstukken te vervaardigen bestaande uit 2 paalsegmenten, elk langer dan 3 meter, voorzien van instortdelen om de koppeling later tot stand te kunnen brengen. Voor de IBT, de impact en buiging proef, wordt een locatie gezocht die bij het heien een goede weerstand oplevert op niet al te grote diepte of er wordt een voetplaat op diepte aangebracht om de weerstand tijdens heien plaatselijk te verhogen.

Prepal | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 77

\ Figuur 2 Belasting - en meetschema voor het bepalen van de equivalente stijfheid van de koppelpaal.

Het onderste paalsegment wordt vervolgens in de grond geheid zonder de koppeling te beschadigen. De hoogte van de kop van het onderste paaldeel wordt zo gekozen dat na de 1000 of 500 slagen de tot stand gebrachte koppeling nog boven maaiveld blijft uitsteken, zodat er spanningsgolven kunnen worden gemeten en een visuele inspectie van de paal en koppeling eenvoudig plaats kan vinden.

belastingtrappen worden aangebracht. De doorbuiging wordt telkens gemeten in de 3 meetpunten 3 minuten nadat de kracht is opgebracht. Bij elke belastingtrap wordt tevens de gaping aan de onderzijde van de koppeling gemeten.

Zodra het onderste paaldeel staat, wordt de koppeling met het bovenste paaldeel tot stand gebracht en kan men de paal gaan heien met slagen, die de voorgeschreven spanning meet in de buurt van de koppeling. Na elke 500 slagen vindt een visuele inspectie plaats van de paal en de koppeling.

EIeq =

De koppeling en de paaldelen dienen de belasting te kunnen doorstaan zonder aanmerkelijke schade. De gaping tussen de paalkoppeling wordt aan het eind van de proef gemeten en vastgelegd; de afwijking van de as van de gehele paal mag over de paallengte LT, niet meer zijn dan LT/150. Met het tweede proefstuk wordt de voeggaping bepaald met een nauwkeurigheid van 0,1 mm bij een overspanning gelijk aan 11 á 12 keer de paalhoogte/-breedte zonder belasting toe te voegen. Zie hiervoor figuur 1. Het derde proefstuk dient voor een vierpunts buigproef. De overspanning is 10 maal de paalhoogte/-breedte met een ondergrens van 3 meter; met de koppeling gepositioneerd precies in het midden van de overspanning. Het schema voor de proef is aangegeven in figuur 2. De zakking wordt gemeten in de 3 in het schema aangegeven punten. De eerste meting betreft de doorbuiging tengevolge van het eigen gewicht van de paal, de zogenaamde nulmeting. Uitgaande van het berekende uiterste buigmoment kan de belasting in 10

De equivalente stijfheid van de paal is als volgt gedefinieerd:

waarin: a = (L/3) + 2.h; waarin h de paaldikte is, zie ook figuur 2; M = buigend moment bij de koppeling tengevolge van de toegevoegde belasting; δm = doorbuiging in het midden van de overspanning =δi – (δal + δar)/2 De beproeving is geslaagd als er geen schade is opgetreden gedurende de proefuitvoering en het berekende buigende moment dat tijdens de proefuitvoering wordt bereikt, wordt overschreden. In de normatieve Annex B wordt aangegeven op welke punten wordt afgeweken van de EN 1992-1-1. Zo worden er voor de handeling en het transport van palen partiële (dynamische) veiligheidsfactoren gegeven; voor handeling en transport 1,35 en voor transport van plaatselijk ondersteunde palen 2,00. Deze waarden kunnen worden gebruikt als er geen gedetailleerde gegevens ter beschikking zijn. Verder kan de maat voor de dekking ontleend worden aan de Common Rules of aan de per land voorgeschreven waarden. De aanhechting van bovenstaven, -draden of -strengen mag worden beschouwd als zijnde gelijk aan die voor onderstaven als de storthoogte de 350 mm niet overschrijdt. Verder is er ten aanzien van de detaillering van de wapening en

77

04-03-2005 12:10:16


EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles

\ Foto 2 Paalkop is voorzien van een stalen ring. Op de paalkop wordt een laag epoxy met

de troffel aangebracht.

\ Foto 4 Paalkop wordt voorzien van een vezelmat om trekspanningen in het voegvlak te

kunnen opnemen.

78

geotechniek_2005#2_compleet.indd 78

\ Foto 3 In het gat waarin de geprofileerde wapeningstaaf van het volgende paalsegment

wordt geplaatst, wordt eveneens wat epoxy gegoten om een aanhechting tot stand te

brengen.

\ Foto 5 Het volgende segment wordt gepositioneerd, waarna men het heiwerk kan

voortzetten.

Prepal | april 2005

04-03-2005 12:10:32


EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles

\ Foto 6 Kalenderen van de koppelpaal.

\ Foto 7 De palen zijn geheid, de ring is duidelijk zichtbaar. De hoogte van de paalkop ver-

schilt, omdat de palen op weerstand tot in de draagkrachtige laag zijn geheid.

voorspanning een aantal zaken vastgelegd en is een minimum % voorspanstaal vereist afhankelijk van de lengte van de paal. In de normatieve Annex C worden de voorwaarden aangegeven voor de productie en de toepassing van palen en koppelpalen uitgevoerd met een centrale wapening staaf. Een paal met een koppeling klasse D, conform tabel 1. Een dergelijk paalsysteem 6) wordt veelvuldig toegepast in Engeland en verdient daarom een plaats binnen deze productnorm, ondanks het feit dat men vanuit verschillende landen niet enthousiast is over dit paalsysteem. In die landen is te verwachten dat door landelijke regels of het beperken van het aantal toegestane klassen, de toepassing beperkt of voorkomen zal worden. In deze Annex wordt eveneens als voor alle andere paalsystemen gerefereerd aan de Common Rules en de EN 1992-1-1. In figuur 3 is een doorsnede van de koppelpaal aangegeven.

\ Figuur 3 Doorsnede koppelpaal6)

Prepal | april 2005

geotechniek_2005#2_compleet.indd 79

Door de aanwezigheid van een enkele staaf en geen beugels is een minimale nominale dekking van 50 mm vereist, waardoor de minimale paaldoorsnede is vastgelegd. De in het hart van de doorsnede aangebrachte staaf heeft een plaatsingstolerantie van 15 mm. De

maximale slankheid is 20. Voor de koppelpaal wordt een ring aangebracht rond zowel de kop als de voet van het paalsegment. De koppeling van de paal wordt bereikt door op de paalkop een laag epoxy aan te brengen en een vezelmat en dan de uitstekende staaf van het volgende paalsegment in het gat van het al geheide paalsegment te plaatsen en de doorsneden in lijn met elkaar te brengen. De samengestelde paal wordt dan verder op diepte geheid totdat de volgende koppeling moet worden aangebracht. In de fotoâ&#x20AC;&#x2122;s 2 t/m 6 is dit stapsgewijs in beeld gebracht. In de informatieve Annex D zijn randvoorwaarden gesteld voor het ontwerp en de toepassing van het voornoemde paalsysteem 6). Deze zijn afgeleid van de voorwaarden zoals deze sinds jaar en dag hiervoor in Engeland gelden. De randvoorwaarden voor het ontwerp en toepassing van de paal zijn: - Dat de paal alleen mag worden toegepast als de paal op druk wordt belast. - Indien er in de grond harde voorwerpen aanwezig zijn, die zijdelingse verplaatsing van de paal tijdens het heien kan veroorzaken, dient men of deze voorafgaand aan het heien te verwijderen of de paal op een andere plaats

79

04-03-2005 12:10:43


EN 12794 Precast Concrete Foundation Piles

\ Foto 8 Een toepassing van een prefab funderingsysteem, vergelijkbaar met wat we in Nederland kennen. Een typisch toepassingsgebied voor dit paalsysteem; een toepassing van niet te

zwaar belaste palen voor lage gebouwen.

-

-

-

-

te heien, Daar waar dat niet mogelijk is, dient men een ander paalsysteem toe te passen. Daar waar de dragende laag onder een helling met het horizontale vlak verloopt, dient een alternatief paalsysteem te worden toegepast. Daar waar losgepakte zanderige lagen ( SPT ‘N’<4) of zachte samenhangende lagen (Cu < 25kN/m2) aanwezig zijn, moet men met berekeningen aantonen dat voldoende zijdelingse steun van de grond aanwezig zal zijn om het knikken van de paal te voorkomen. Daar waar de dikte van enige laag van samendrukbare grond (mv > 0,8 m2 (MN)-1) de lengte van een paalsegment overtreft, zodat een koppeling in deze laag aanwezig is, dient een ander paalsysteem te worden toegepast. Daar waar aanmerkelijke trekkrachten op de paal kunnen optreden, moet de paal over de gehele lengte met koppelingen worden uitgevoerd, zodat de krachten aan de grond kunnen worden overgedragen.

80

geotechniek_2005#2_compleet.indd 80

Conclusie Met het uitkomen van de EN 12794 in 2005 is een stap gezet in de verdere gelijkschakeling van eisen aan palen in de EU. Voor de Nederlandse producenten zal het technisch geen grote veranderingen betekenen, het niveau van eisen was in Nederland ten opzichte van andere landen al hoog. Men zal wel aanpassingen in de kwaliteitscontrole moeten invoeren om te kunnen voldoen aan de voorwaarden voor CE markering. Voor producenten van koppelpalen zal de capaciteit van de koppeling en de equivalente stijfheid moeten worden vastgesteld conform de vastgestelde procedure. Uit het commentaar, dat gaandeweg het schrijven van de inhoud van een productnorm binnenkomt, blijkt dat alles niet in een keer in een productnorm is in te passen is. Men is inmiddels begonnen om na te gaan hoe men in de toekomst de op zich op elkaar lijkende productnormen verder tot een eenheid kan

brengen en deze te integreren in één document. Voorwaar een grote opgave.

4) Meer informatie over CE-markering van bouwproducten is te vinden in de praktijkgids “CE-markering bouwproducten - Europese richtlijn verklaard”, uitgegeven in 2004 door NEN in Delft (tel. 015 269 03 91). 5) Mijn dank gaat uit naar Annemieke Venemans, die mij geholpen heeft de juiste verwoording van het deel dat handelt over de Europese normen. 6) Mijn dank gaat verder uit naar Roger Bullivant Ltd, de producent en leverancier van de “Roger Bullivant single bar pile”, die de foto’s 2 t/m 8 en figuur 3 ter beschikking hebben gesteld.

Prepal | april 2005

04-03-2005 12:10:52


���������������� ������������������������������������������ ������������������������������ �������������������������� ��������������������� ������������������������ ��������������������������

�������������������� ���������� ���������������������

PITBeton_mrt05.indd 1

��������������������������� �������������������� ������������������������������ �������������������������������

03-03-2005 16:56:54

���������� �������������������

��������������������������������� ���������������������������������� ������������������������������ ������������������������� ����������������������

������������ ������������ ������������������

��������������� ��������������������������� ������������������������������� ����������������������������������� ���������������������������������

�������������������� �������������������� ������������������������� ������������������������������������ �������������������������������� ������������������������� ��������������������������� ����������������������������� � ������������ � ������������ � �������������������� ��������������������������� �������������������

geotechniek_2005#2_compleet.indd 81

04-03-2005 12:11:15


ledenlijst prepal Beton Son B.V.

B.V. De Ringvaart

Haitsma Beton B.V.

Schokindustrie B.V.

Postbus 7 - 9288 ZG Kootstertille Pinksterbloemstraat 2 - 9288 AG Kootstertille Telefoon : 0512 - 335678 Fax : 0512 - 335666

Voorbij Prefab Beton B.V.

Postbus 5 - 5690 AA Son Ekkersrijt 3301 - 5692 CJ Son Telefoon : 0499 - 486486 Fax : 0499 - 486666 E-mail : info@betonson.com Internet : www.betonson.com

Postbus 376 - 3760 AJ Soest Beckeringhstraat 85 - 3762 EV Soest Telefoon : 0512 - 335678 Fax : 035 - 5288909 E-mail : info@haitsma.nl Internet : www.haitsma.nl

B.V. Lodewikus

Voorgespannen Beton Postbus 154 - 4900 AD Oosterhout Havenweg 43 - 4905 AA Oosterhout Telefoon : 0162 - 484848 Fax : 0162 - 423443 E-mail : info@lodewikus.nl

Niemans Beton B.V.

Postbus 15 - 4130 EA Vianen Stuartweg 31 - 4131 NH Vianen Telefoon : 0347 - 371834 Fax : 0347 - 370060 E-mail : info@niemans.nl

Van Oudenallen B.V.

Postbus 186 - 3440 AD Woerden Lange Meentweg 40 - 3652 LB Woerdense Verlaat Telefoon : 0172 - 406140 Fax : 0172 - 406161 E-mail : info@oudenallen.nl Internet : www.oudenallen.nl

Pit Beton Heipalenfabriek Kamperland B.V. Postbus 4 - 4493 ZG Kamperland St. Felixweg 2 - 4493 PR Kamperland Telefoon : 0113 - 371553 Fax : 0113 - 372363 E-mail : info@pitbeton.nl Internet : www.pitbeton.nl

Postbus 38 - 2180 AA Hillegom Meerlaan 222-224 - 2181 BX Hillegom Telefoon : 0252 - 576700 Fax : 0252 - 576752 E-mail : info@ringvaart.nl : www.ringvaart.nl Internet

Postbus 26 - 3330 AA Zwijndrecht Lindtsedijk 18 - 3336 LE Zwijndrecht Telefoon : 078 - 6199070 Fax : 078 - 6199080 E-mail : info@schokindustrie.nl Internet : www.schokindustrie.nl

Postbus 20562 - 1001 NN Amsterdam Siciliëweg 61 - 1045 AX Amsterdam Telefoon : 020 - 4077077 Fax : 020 - 4077099 E-mail : prefabbeton@ voorbij-groep.nl Internet : www.voorbij-groep.nl

Westo Prefab Beton Systemen B.V.

Postbus 182 - 7740 AD Coevorden Einsteinweg 10 - 7741 KP Coevorden Telefoon : 0524 - 593499 Telefax : 0524 - 524300 E-mail : info@westo.nl Internet : www.westo.nl

IJB Groep IJB Heipalen B.V.

(voorheen IJsselmeerbeton) Postbus 210 - 8530 AE Lemmer Flevostraat 14 - 8531 KS Lemmer Telefoon : 0514 - 568800 Fax : 0514 – 568807 E-mail : info@ijbgroep.nl : www.ijbgroep.nl Internet

Colofon Het Prepal Bulletin publiceert viermaal per jaar “vrij en onverveerd” over onderwerpen die direct of indirect in verband kunnen worden gebracht met het funderen van gebouwen, kunstwerken of anderszins. Daarbij staat de geprefabriceerde betonnen heipaal centraal. Aldus tracht het Prepal Bulletin een bijdrage te leveren aan verbreding en verdieping van kennis van: - grondonderzoek - bodemonderzoek - grondmechanische aspecten - constructieve berekeningen - materiaalkunde - productietechnologie - uitvoeringstechnologie - economische vraagstukken - historische aspecten aangevuld met reportages van belangrijke en/of interessante funderingswerken, beschouwingen, signalering van ontwikkelingen, publicatie van onderzoeksresultaten, trends, et cetera. Prepal Bulletin, jaargang 4, nummer 2, april 2005 Uitgave Uitgeverij Educom BV Mathenesserlaan 347-b, 3023 GB Rotterdam Tel.: 010 - 425 65 44 Fax: 010 - 425 72 25 E-mail: info@uitgeverijeducom.nl i.s.m.

Vereniging van fabrikanten van geprefabriceerde betonnen heipalen PREPAL, Woerden. Tel. 0348 - 484 484 E-mail beton@bfbn.nl Internet www.bfbn.nl Uitgever/bladmanager Robert Diederiks Redactie Prof. ir W.R. de Sitter R.P.H. Diederiks Dhr. P. van der Zwan Productie Uitgeverij Educom BV © Copyrights Uitgeverij Educom BV april 2005 Niets uit deze uitgave mag worden geproduceerd door middel van boekdruk, foto-offset, fotokopie, microfilm of welke andere methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. © ISSN 1386 - 2758

82

geotechniek_2005#2_compleet.indd 82

Prepal | april 2005

04-03-2005 12:11:23


����������

�������� ������������

���������� ������������

���������

��������

� � � � � � � � � � � � � � �� � � � � � � � ���������������

�������������

�����������������

����������� �����������

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

educom_allesondereendak_nov04.indd 1

01-12-2004 17:38:51

Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam (IGWR) realiseert grote en kleine infrastructurele projecten en verzorgt daarbij het complete geotechnisch onderzoek en advies. De Rotterdamse aanpak!

geotechniek_2005#2_compleet.indd 83

04-03-2005 12:12:06


Risicobeheersing met geotechnische profielen

Informatie over de opbouw, de samenstelling en de eigenschappen van de ondergrond zijn essentieel om keuzes te kunnen maken bij het ontwerp van GWW-projecten en saneringswerken. GeoDelft combineert hiervoor grondonderzoek met geologische expertise en presenteert dit in een geotechnisch profiel.

Delft Cluster partner

GeoDelft Stieltjesweg 2 2628 CK Delft Postbus 69 2600 AB Delft Tel (015) 269 35 00 Fax (015) 261 08 21 info@geodelft.nl www.geodelft.nl

Geotechnisch profiel: • Met behulp van het profiel wordt de ondergrond snel en ruimtelijk inzichtelijk gemaakt. • Het profiel biedt meerwaarde doordat geologische kennis van het gebied is toegevoegd. • Het profiel kan voor geotechnische analyse in een MGeobase-opzet worden geleverd. • Onzekerheden in de ondergrond worden verkleind en leveren zo een bijdrage aan een optimaal projectresultaat. Ruim 1800 profielen zijn al beschikbaar op internet. Ga hiervoor naar www.delftgeosystems.nl/profielen

Als Groot Technologisch Instituut heeft GeoDelft de taak om geotechnische kennis te verwerven, te genereren en uit te dragen. Steeds weer blijkt dat de eigenschappen van de ondergrond niet alleen de belangrijkste risico’s vormen maar ook optimalisatiekansen bieden bij bouw- en saneringsprojecten. Daarom is GeoDelft voor alle partijen in de bouw graag ‘Partner in risicomanagement’.

Nationaal instituut voor geo-engineering

geotechniek_2005#2_compleet.indd 84

04-03-2005 12:55:28

Profile for Uitgeverij Educom

Geotechniek april 2005  

Negende jaargang nummer 2 april 2005 Onafhankelijk vakblad voor het Geotechnische werkveld

Geotechniek april 2005  

Negende jaargang nummer 2 april 2005 Onafhankelijk vakblad voor het Geotechnische werkveld

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded