Page 1

Geotechniek Onafhankelijk vaktijdschrift voor het geotechnische werkveld

11e jaargang - nummer 1 januari 2007

Een Delftse school? Uitvoering van een bouwput met SCB-wanden in het centrum van Tilburg De stabiliteit van bouwputten in onverzadigde gronden Waterdichtheid van Diepwanden 10 jaar boortunnels in Nederland

jaar

inclusief

Geokunst

pagina 63 t/m 73


GeoDelft zoekt ervaren projectleider Veldonderzoek m/v

GeoDelft (200 medewerkers) adviseert over het beheersen van de risico’s op het gebied van grondmechanica, funderingstechniek en geo-ecologie, en is in veel gevallen trendsetter bij de introductie van nieuwe technieken, systemen en methoden.

De marktunit GeoLab GeoLab omvat alle expertise en unieke faciliteiten van GeoDelft, op het gebied van specialistisch en experimenteel onderzoek van grond en grondgerelateerde materialen. Binnen GeoLab verricht het cluster Veldonderzoek grondonderzoek, in-situ metingen en monitoring voor de meest uiteenlopende bouw- en infrastructuur projecten. Uiteraard behoren daartoe ook aspecten als het opstellen van specificaties, planning, uitbesteding van activiteiten en de interpretatie en presentatie van de resultaten.

De functie De projectleider heeft een inhoudelijke inbreng en geeft leiding aan de uitvoering van projecten. Binnen het cluster Veldonderzoek kun je bezig zijn met: •het risicogestuurd ontwerpen en beoordelen van grondonderzoek en monitoring van de uitvoering van bouwprojecten; •het richting geven aan de verdere ontwikkeling van veldonderzoeksmethoden; •het geven van nationale en internationale cursussen en kwaliteitsborging; •het verwerven en laten uitvoeren van specialistisch grond- en milieuonderzoek; •het deelnemen aan nationale en internationale commissies, workshops en conferenties. De omvang van de projecten varieert van enkele dagen tot meerdere jaren en van ‘één-persoons’ specialistische klussen tot deelname in multidisciplinaire projectteams.

Het profiel GeoDelft

Delft Cluster partner

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 Voor reacties:

Een HBO- of WO-opleiding op civiel-technisch of technisch-aardwetenschappelijk gebied. Minimaal vijf tot tien jaar ervaring op de genoemde vakgebieden in een projectmatige omgeving. Communicatief sterk, initiatiefrijk, en het kunnen enthousiasmeren van onze interne en externe opdrachtgevers voor onze veelal innovatieve dienstverlening. Affiniteit met risicogestuurde werken en de interesse om inhoudelijk door te groeien tot een expert op het vakgebied is een pré.

Informatie en sollicitatie Neem voor meer informatie contact op met Ton Peters, hoofd Veldonderzoek (06–22446762 tot 21.00 uur). Sollicitaties zijn welkom tot uiterlijk 8 december 2006.

t.a.v. Jolanda Heij.

Wij zoeken nog meer nieuwe collega’s, zowel voor onze geotechnische adviezen, bodemonderzoek, als voor software-ontwikkeling. Kijk op onze website www.geodelft.nl.

GeoDelft stelt naar aanleiding van deze advertentie geen prijs op acquisitie door derden.

Nationaal instituut voor de geo-engineering.

werving@geodelft.nl


agenda

Gevorderden cursus Damwanden ontwerpen met MSheet volgens CUR 166 20 maart 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

Geforceerde consolidatie door waterstandsverlaging en onderdruk 10 mei 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. CUR Bouw & Infra

Workshop GeoBrain Funderingstechniek 13 maart 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

Grondwateroverlast en –onderlast in de bebouwde omgeving 22 en 23 maart 2007 in Delft organisatie: PAO

Ontwerpregels voor paalmatrassystemen 15 en 22 mei 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. CUR Bouw & Infra

Workshop Modelleren van horizontale vervormingen 3 april 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

Basiscursus Damwanden ontwerpen met MSheet volgens CUR 166 23 maart 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

Cursussen

Computational Geotechnics for experienced users 26 – 28 maart 2007 in Antwerpen organisatie: PAO i.s.m. Plaxis BV

Studiedagen Workshop Risicoverdeling Geotechniek 25 januari 2007 in Utrecht organisatie: CUR Bouw & Infra e.a.

Grondmechanica en Funderingstechniek 2 (basis)(CGF2) start 9 januari 2007 in Utrecht en 11 januari 2007 in Delft (14 wekelijkse lesavonden) organisatie: Elsevier opleiding & advies i.s.m. KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek Ontwerpen van paalmatrassystemen 16 januari 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Grondmechanica en Funderingstechniek 1 (vervolg)(CGF1) start 16 januari 2007 in Delft en 18 januari 2007 in Utrecht (14 wekelijkse lesavonden) organisatie: Elsevier opleiding & advies i.s.m. KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek Computational Geotechnics 22 – 24 januari 2007 in Hoofddorp organisatie: PAO i.s.m. Plaxis BV Basiscursus Damwanden ontwerpen met MSheet volgens CUR 166 23 januari 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Inleiding GeoQ – Risicomanagement van de ondergrond 25 januari 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Basiscursus Ontwerpen van grondlichamen 30 januari 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Damwandconstructies en bouwputten 8, 9, 15 en 16 februari 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. CUR Bouw & Infra Inleiding GeoQ – Risicomanagement van de ondergrond 21 februari 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

Inleiding GeoQ – Risicomanagement van de ondergrond 27 maart 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Computational Geotechnics special subjects: soft soil analysis 29 maart 2007 in Antwerpen organisatie: PAO i.s.m. Plaxis BV Geotechniek in het toetsen van dijken voor dijkbeheerders 5 en 6 april 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

Beurzen en congressen Infratech 2007 16 – 19 januari 2007 in Rotterdam organisatie: Ahoy www.infratechahoy.nl 14th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering 24 – 27 september 2007, Madrid, Spanje organisatie: ISSMGE www.ecsmge2007.org 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering 5 – 9 oktober 2009, Alexandrië, Egypte organisatie: ISSMGE www.2009icsmge-egypt.org

Informatie en aanmelding Betonvereniging www.betonvereniging.nl +31-(0)182-539233 COB www.cob.nl +31-(0)182-54 06 60

Consolidatietheorie 13, 20 en 27 april 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

CROW www.crow.nl +31-(0)318-69 53 00

Basiskennis geologie voor de civiele techniek in Nederland 17, 18 en 24 april 2007 in Delft organisatie: PAO

Elsevier opleiding & advies www.elsevieropleidingen.nl +31-(0)78-625 37 53

Risicobeheersing van gemeentelijke bouwprojecten 18 april 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Basiscursus paalfunderingen ontwerpen en toetsen volgens NEN 19 april 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Isotachen-zettingsberekeningen 2, 9 en 16 mei 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

CUR www.cur.nl +31-(0)182-54 06 00

GeoDelft www.geodelft.nl tel. +31-(0)15-269 35 00 KIVI NIRIA www.kiviniria.nl +31-(0)70-391 98 90 KOAC-NPC www.koac-npc.nl +31-(0)55-543 31 00 NGO www.ngo.nl +31-(0)30-605 63 99 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)15-251 77 20 TI-KVIV www.ti.kviv.be +32-(0)3-260 08 40

Beter bouw- en woonrijp maken 9 en 10 mei 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. SBR




Geotechniek wordt mede mogelijk gemaakt door:

Hoofdsponsor

Mede-ondersteuners

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

Plaxis BV Postbus 572 2600 AN Delft Tel. 015 - 251 77 20 Fax 015 - 257 31 07 Internet: http://www.plaxis.nl

Subsponsors: Veurse Achterweg 10, 2264 SG Leidschendam Tel. 070 - 311 13 33 Internet: www.fugro.com

Kleidijk 35 3161 EK Rhoon Tel. 010 - 503 02 00 Internet: www.mosgeo.com

Galvanistraat 15, 3029 AD Rotterdam Tel. 010 - 489 69 22 Internet: www.gw.rotterdam.nl

Rijksstraatweg 22F 2171 AL Sassenheim Tel. 071 - 301 92 51 Internet: www.geo-explorer.nl

Son, tel. 0499 - 47 17 92 Sliedrecht, tel. 0184 - 61 80 10 Hoofddorp, tel. 023 - 565 58 78

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

De Holle Bilt 22, 3732 HM De Bilt Tel. 030 - 220 78 02 Fax 030 - 220 50 84

CECO B.V.

Klipperweg 14 6222 PC Maastricht Tel. 043 - 352 76 09

Keverling Buismanweg 4 2628 CL Delft Tel: 015 - 269 37 93

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

IJzerweg 4 8445 PK Heerenveen Tel. 0513 - 63 13 55

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

Korenmolenlaan 2, 3447 GG Woerden Tel. 0348 - 43 52 54 Internet: www.vwsgeotechniek.nl

INFRA Consult + Engineering ingenieursbureau van Ballast Nedam Postbus 1555 3430 BN Nieuwegein Tel. 030 - 285 40 00 Internet: www.icpluse.nl

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

Postbus 5, 5690 AA Son Ekkersrijt 3301, 5692 CJ Son Tel. : 0499 486 486 Fax : 0499 486 666 E-mail : info@betonson.com Internet : www.betonson.com

GeoMil Equipment B.V. Röntgenweg 22 2408 AB Alphen aan den Rijn Tel. 0172 - 427 800 Fax 0172 - 427 801 Postbus 1025 3600 BA Maarssen Tel.030 248 6233 Fax 030 248 6666 Internet: www.teconsult.nl E-mail : info@teconsult.nl



HUESKER

Agent voor Nederland

Dywidag Systems International Industrieweg 25 B-3190 Boortmeerbeek Tel. 0032 16 60 77 60

Wareco Amsterdam BV Postbus 6 1180 AA Amstelveen Tel. 020 - 750 46 00 Fax 020 - 750 46 99 Internet: http://www.wareco.nl CUR Postbus 420 2800 AK Gouda Tel. 0182 - 54 06 30 Fax 0182 - 54 06 51 Internet: http://www.cur.nl Geomet BV Postbus 670 2400 AR Alphen aan den Rijn Tel. 0172 - 44 98 22 Fax 0172 - 44 98 23 Internet: http://www.geomet.nl Arcadis Infra BV Postbus 220 3800 AE Amersfoort Tel. 033 - 477 10 00 Fax 033 - 477 20 00 Internet: http://www.arcadis.n IFCO Funderingsexpertise BV Limaweg 17 2743 CB Waddinxveen     Tel. 0182 - 646 646 E-mail: info@ifco.nl    Internet: http://www.ifco.nl Witte Vlinderweg 11 1521 PS Wormerveer Tel. 075 - 6476300 Vroom Funderingstechnieken B.V. Postbus 7 1474 ZG  Oosthuizen Tel. 0299 - 40 95 00 Fax 0299 - 40 95 55 Internet: http://www.vroom.nl Arthe Civil & Structure BV Postbus 291 3400 AG  IJsselstein Tel. 030 - 638 45 54 Fax 030 - 638 04 52 Internet: http://www.arthecs.nl

Geotechniek | januari 2007


colofon

Van de Redactieraad

Geotechniek is een informatief/promotioneel onaf-

Precies 10 jaar geleden gleed bij u de eerste uitgave van het vaktijdschrift Geotechniek in de

hankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling

bus, althans als u één van degenen was die een abonnement op dit blad had genomen. Dat waren er in het begin nog niet zoveel, de meeste van u zullen die eerste uitgave wellicht

voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken.

nooit hebben gezien. Vast staat dat Geotechniek nu zijn 11e jaargang ingaat en zoals het bij

Geotechniek, jaargang 11, nummer 1, januari 2007

nog volop plannen om het vaktijdschrift anders, beter en aantrekkelijker te maken. Maar

ons als mensen ook het geval is (geweest), zijn we dan nog niet helemaal volgroeid. Er zijn

dit is niet het moment om daarop in te gaan. Een decade Geotechniek leent zich meer voor

Uitgave

even terugkijken.

Uitgeverij Educom BV

Het initiatief voor een uitgave op het gebied van de geotechniek dateert uit 1995 toen een

Mathenesserlaan 347-b,

onderzoek werd gestart naar de mogelijkheden om een vaktijdschrift in de markt te zetten.

3023 GB Rotterdam

Het moment leek erg gunstig: het ging in Nederland goed met de bouw in het algemeen,

Tel. 010 - 425 65 44

vooral ondergronds bouwen kreeg volop aandacht vanwege de eerste boortunnelprojecten

Fax 010 - 425 72 25 E-mail: info@uitgeverijeducom.nl

en de Nederlandse geotechnische wereld maakte zich op voor een glanzende presentatie op

Uitgever/bladmanager

Het haalbaarheidsonderzoek dat in opdracht van de Afdeling voor Geotechniek van het KIVI

de 12e Europese Geotechniek conferentie die in 1999 in Amsterdam zou worden gehouden.

werd uitgevoerd, gaf aan dat een gespecialiseerd Nederlands geotechnisch tijdschrift zeker

Robert Diederiks

een kans van slagen zou hebben. Dit was mede gebaseerd op de maximale grootte van de

Redactieraad Alboom, ir. G. van

Jacobs, dr. ir. M.M.J.

Barends, prof. dr. ir. F.B.J.

Jonker, ing. A.

Berg, dr. ir. P. van den

Kant, ing. M. de

Brinkgreve, dr. ir. R.B.J.

Kooistra, ir. A.

Calster, ir. P. van

Mathijssen, ir. F.A.J.M.

Deen, dr. J.K. van

Meel, ir. R. van der

Diederiks, R.P.H.

Rijkers, drs. R.H.B.

Diepstraten, ir. E.M.J.

Schouten, ir. C.P.

Dijk, van, ir B.F.J.

Seters, ir. A.J. van

Eijgenraam, ir. A.A.

Smienk, ing. E.

Graaf, ing. H.C. van de

Thooft, dr. ir. K.

Graaf, ir. H.J. van der

Veenstra, ing. R.

Haasnoot, ir. J.K.

Vos, ir. M. de

Hannink, ir. G. 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 Communicatiebureau DLMA www.dlma.nl Nabestellingen en lezersservice

doelgroep die werd bepaald op zo’n 5.000 personen of bedrijven. Inmiddels weten we dat

die schatting vrij goed is geweest. De oplage van Geotechniek schommelde in de afgelopen jaren rond 4.500.

Zoals in een groeiproces altijd gebeurt, werd er nogal eens van ‘kleren’ veranderd. In 1997

werd bij de introductie van het vaktijdschrift begonnen met een opvallende omslag en een modern lettertype. Iedereen kon zo zien dat we er waren, maar kennelijk was dat in onze

branche toch wat teveel van het goede. Daarom werd in 1998 teruggegaan naar een streng

ogend vaktijdschrift dat op een schoolschrift uit vroeger tijden leek. Hier werd min of meer aan vastgehouden tot het moment dat het vaktijdschrift een groeischeut kreeg: de oplage

steeg in 2001 snel en de nieuwe frisse omslag toonde foto’s die behoorden bij de technische hoogstandjes die in het vaktijdschrift werden beschreven. Nadat we niet alleen qua oplage

groter waren, maar ons ook groter voelden, werd in 2005 zowel de omslag als ook de papiergrootte aangepast. De gedachte bleef verder dezelfde: op de omslag bleef het vakgebied geotechniek duidelijk herkenbaar.

Zoals hiervoor al uiteengezet, gaat de leeftijd van het vaktijdschrift Geotechniek gelijk op

met die van de eerste boortunnel in Nederland. In de eerste uitgave van Geotechniek werd

destijds over de bouw van de tweede Heinenoordtunnel en het praktijkonderzoek dat daar

voor het maken van nog meer boortunnels plaatsvond, gepubliceerd. Sindsdien is het boren van tunnels in Nederland een successtory, waar in deze uitgave van Geotechniek op meer plaatsen aandacht aan wordt besteed. In de rubriek ‘The magic of Geotechnics’ wordt de

aanloop naar die successen beschreven en in het artikel ‘10 jaar boortunnels in Nederland’ wordt ingegaan op de technische vooruitgang op dit gebied.

Een woord van dank past aan al diegenen die het verschijnen van Geotechniek de afgelopen

jaren mogelijk hebben gemaakt. In de eerste plaats de doelgroep: de lezers. Maar tegelijkertijd dank aan de auteurs, de reviewers, de redactie, de redactieraad en aan de vele collega’s

die inhoudelijke bijdragen aan het vaktijdschrift hebben geleverd. De financiële ondersteu-

E-mail: info@uitgeverijeducom.nl

ning kwam de afgelopen 10 jaar van bedrijven en instellingen die korte of lange tijd op de

© Copyrights Uitgeverij Educom BV - januari 2007

Geotechniek het niet al die tijd kunnen volhouden. Voorts moeten de beide overkoepelende

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 | januari 2007

een of andere manier het vaktijdschrift sponsorden. Zonder die financiële bijdragen had

vakorganisaties in Nederland en België worden bedankt: de Afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA als mede-initiatiefnemer en het Genootschap Grondmechanica & Funderings-

techniek van TI-KVIV dat bijdraagt aan de verspreiding van Geotechniek in België. Met al die steun kan Geotechniek nog lang blijven bestaan. Ir. G. Hannink

R.P.H. Diederiks

Voorzitter van de redactieraad

Uitgever




Geo Techniek

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


Inhoudsopgave Geotechniek Agenda

3

Van de redactieraad

5

Actueel

8

CUR-info

13

Nieuws vanuit Delft Cluster

14

(Internationale) Technische commissies

17

Normen en waarden

19

The Magic of Geotechnics

20

Afstudeerders

22

Ingezonden brieven

26

10 jaar boortunnels in Nederland

32

Een Delftse school?

40

Uitvoering van een bouwput met SCB-wanden in het centrum van Tilburg

44

De stabiliteit van bouwputten in onverzadigde gronden

50

Waterdichtheid van Diepwanden

56

Geokunst Van de redactie

65

Geokunststoffen: van Zeebrugge tot Yokohama

66

Duurzaamheid van een zandbentonietpolymeergel een evaluatie van opgegraven lagen Trisoplast uit oude bovenafdichtingen

Distributie van Geotechniek in BelgiĂŤ werd mede mogelijk gemaakt door:

C.V.R. nv Lochtemanweg 52 B-3580 Beringen Tel: 0032 11/45.64.00 Fax: 0032 11/45.64.10 Internet: http://www.cvr.be

68


Geo-engineering zoekt de ruimte

Op donderdag 2 november 2006 waren een dertigtal GeoForumactivisten bijeen om de eerste drie jaar GeoForum af te sluiten en lijnen uit te zetten naar de toekomst. Na inleidende praatjes van Ferdinand Bockhoudt en de projectmanager van de planstudie Schiphol-Almere, Ben Viveen, werd de sessie echt interactief met een door een professionele lobbyiste gecoachte workshop ‘Lobbyen’. Drie jaar geleden namen CUR, KIVI/NIRIA-Geotechniek en GeoDelft het initiatief tot een actie om het maatschappelijk belang van de geo-engineering beter over het voetlicht te brengen. Ferdinand Bockhoudt, lid van de kerngroep van GeoForum, beschreef de resultaten van drie actielijnen. Allereerst is gepoogd met een aantal partijen allianties aan te gaan om de geo-engineering in te brengen in de activiteiten van die partijen. Met de NVAF is opgetrokken naar de verzekeraars, met Habiforum is in een pilot in Alphen gekeken naar de rol van de ondergrond bij de ontwikkeling van een bedrijventerrein en met PSIB is gewerkt aan een rationele verdeling van ondergrondrisico’s tussen opdrachtgever en opdrachtnemer. Allemaal succesvolle acties, maar omdat GeoForum alleen een initiërende, ondersteunende of katalyserende rol vervulde, is GeoForum als ‘groep’ niet zo zichtbaar geworden. Om GeoForum bij ­vakgenoten meer op de kaart te zetten, is er een ‘roadshow’ opgezet (met sessies bij de VOTB, bij GeoDelft en bij Grondmechanica Nederland). Eén van de bijeenkomsten is op film gezet en de mooiste uitspraken kwamen nu ‘live op film’ terug.

De tweede actielijn was gericht op het ventileren van ‘het verhaal van de geo-engineering’. In de loop van de drie jaar werd duidelijk dat dat beter lukte naar mate we dichter bij huis bleven. De ondergrond kwam wel nu en dan in het nieuws, zoals na Wilnis en na Middelburg, maar dat was meestal niet zo positief. Ook waren er vele deskundigen met verschil­ lende verklaringen van het gebeurde, wat voor verwarring zorgde. Helaas ontbreekt het aan een ‘Mr. Geo’, een Wubbo Ockels van de geoengineering, waar het journaal automatisch naar toe schakelt als er iets met de grond aan de hand is. De derde actie was het bieden van de mogelijkheid aan geo-engineers om zich te verbreden naar niet-technische vaardigheden: beleidsmatige probleemanalyse, zicht krijgen op bestuurlijke processen en communicatie met bestuurders. Dit leidde tot een serie van vier namiddagworkshops, waar de deelnemers zeer enthousiast over waren. Eén van de externe gasten uit de workshops gaf ook live in de presentatie van Ferdinand nog een paar goede adviezen met do’s en don’ts in de bestuurlijke communicatie. Lezers van dit blad hebben haar al eerder aan het woord gezien in The Magic of Geotechnics (juli 2006). Vervolgens was de beurt aan Ben Viveen, projectmanager van de tracéstudie Schiphol-Almere, voor een blik van buiten op de geo-engineering. Recent was de tracéstudie nog in het nieuws, omdat natuurbeschermingsorganisaties en bewoners zich hevig verzetten tegen de aanleg van een ondertunnelde A6/A9-verbinding, mede op basis van een beeld dat ‘het Naardermeer, ons oudste natuurmonument, dit jaar 100 jaar oud, opnieuw wordt bedreigd en wel eens leeg zou kunnen lopen’. Ben focuste in zijn verhaal sterk op de communicatie met de om­geving. Als zo’n verhaal van ‘leeg kunnen lopen’ eenmaal rondgaat, is het vrijwel niet meer bij te sturen, want alles wat je, zeker als Rijkswaterstaat, zegt is dan bij voorbaat verdacht. Een cruciaal moment was een interview in de Telegraaf waar een technisch specialist een keurig afgewogen verhaal had gehouden dat met een goede risicoanalyse het boren van een tunnel geen probleem zou zijn. De krant kwam echter met het verhaal dat er grote risico’s verbonden waren aan het boren van een tunnel. Als belangrijke les stelde Ben dat we als geo­engineers in de communicatie beter kunt focussen op geslaagde voorbeelden – in dit geval bijvoorbeeld de Westerschelde tunnel – dan op het beheersen van ‘risico’s’.

\D  rie varianten van de oostelijke tunnelmond van de ondertunneling in de A6-A9. Bovenaan het Naardermeer, linksboven de huidige A1

actueel 

Geotechniek | januari 2007


De A6-A9 was ook de case waarmee de aanwezigen aan de slag gingen onder leiding van Marjolijn Vencken, lobbyiste bij Heineken. Ook zij is eerder in dit blad aan het woord geweest in de serie ‘The Magic’ (april 2006). Marjolijn gaf eerst een inleiding over ­lobbyen, met als belangrijke stappen de interne en externe analyse en het zoeken van de ‘common ground’. Bij de interne analyse gaat het om je eigen sterke en zwakke punten in de omgang met de publieke omgeving. De tweede stap is de analyse van de om­geving: wie is voor, wie is tegen en wie bepaalt? Vervolgens kun je kijken waar deelbelangen parallel lopen (common ground) en waar je dus coalities kunt sluiten. In de discussies in de groepjes laaide de creativiteit hoog op en werden er allerlei interessante partners naar voren gebracht evenals –volgens Marjolijn – hoogstaande lobbystrategieën. Aan KIVI-NIRIA-Geotechniek is een belangrijke rol toebedacht bij het vervolg van GeoForum. Mocht je interesse hebben mee te denken of ideeën hebben wat we kunnen doen om de geo-engineering nog beter op de kaart te zetten, stuur dan een e-mail aan ­geoforum@geonet.nl

Tweede druk NEN 6743 verschenen In november 2006 is de nieuwe uitgave van NEN 6743-1 door het Nederlands Normalisatie-instituut (NEN) uitgebracht. NEN 67431 bevat de bepalingsmethode voor de bepaling van de draagkracht en de zakking van axiaal op druk belaste paalfunderingen. Eerder was al de nieuwe uitgave van NEN 6740, de basisnorm voor het geotechnisch ontwerpen van constructies, uitgebracht. NEN 6743-1 is aangepast aan de

komst van Eurocode 7. Eurocode 7 verschijnt binnenkort in de Nederlandse taal, samen met de groene versie van de Nationale Bijlage. Er wordt naar gestreefd het gehele pakket Eurocodes per 1 juli 2007 voor de woningbouw in te voeren, zodat na die datum behalve met de Nederlandse normen ook met de Eurocodes kan worden gewerkt. Deze keuzemogelijkheid blijft tot 2010 bestaan. In dat jaar worden de Nederlandse normen ingetrokken. Tezamen met de al enkele jaren geleden verschenen Europese normen voor de uitvoering van geotechnisch werk, o.a. NEN-EN 12699 ‘Uitvoering van grondverdringende palen’, die NEN 6741 ‘Uitvoering van paalfunderingen van houten palen’ en NEN 6742 ‘Uitvoering van paalfunderingen van geprefabriceerde betonnen palen’ vervangt, is er een nieuwe reeks geotechnische normen ontstaan waarmee de ontwerpers de komende jaren moeten gaan werken. Binnenkort verschijnt tevens een aantal vertalingen van de vooralsnog in de Engelse taal gestelde uitvoeringsnormen. Meer informatie: drs. ir. L.J. Buth, tel. (015) 2690151, leendert.buth@nen.nl

Brochure over funderingen in de woningbouw verschenen Het Gietbouwcentrum, voorheen Betoncentrum, heeft onlang een informatieve brochure uitgegeven over de toepassing van gietbouw voor funderingen in de woningbouw. Gietbouw is in de woningbouw een veel voorkomende werkmethode voor het storten van constructies onder en op maaiveldniveau. Het gaat hierbij om palen, funderingsbalken, kelders, funderingen zonder kruipruimte en beganegrondvloeren.

\ Casper Guis krijgt de voorzittershamer van Henk van Hees

Nederland is bij uitstek het land van paalfunderingen. Er zijn dan ook diverse systemen leverbaar. Wie de juiste keuze wil maken, moet met veel verschillende factoren rekening houden. De brochure “Fundaties voor woningcasco’s” geeft een overzicht van alle in de grond gevormde funderingspalen. Het varieert van avegaarpalen en buisschroefpalen tot DPA-palen en Vibropalen. Elk paalsysteem heeft zijn eigen kenmerken en toepassingsgebieden. Welke dat zijn wordt in de brochure uitgebreid beschreven. De brochure is gratis opvraagbaar bij het Gietbouwcentrum, tel. 0800 022 52 11, of via www.gietbouwcentrum.nl

Casper Guis volgt Henk van Hees na 19 jaar op Tijdens de algemene ledenvergadering van de NVAF op zaterdag

28 oktober 2006 in De Cocksdorp, Texel, is Henk van Hees (Woud Wormer) afgetreden als voorzitter van de Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken (NVAF). Hij heeft die functie ruim 19 jaar bekleed, hetgeen uniek is in de bouwwereld. Hij werd daarom onderscheiden met het erevoorzitterschap. Als zijn opvolger werd Casper Guis gekozen. Met zijn benoeming werd een derde generatie Guis tot het voorzitterschap van de NVAF (indertijd NVWH) geroepen. Tijdens de algemene ledenvergadering werd tevens afscheid genomen van vice-voorzitter Leo ­Mosselman (tot voor kort Visser & Smit Bouw). Hij werd opgevolgd door Co van ‘t Hek (Gebr. van ‘t Hek, Zuidoostbeemster). Mosselman ontving voor zijn vele verdiensten op het gebied van kennisoverdracht de wisseltrofee Het Zilveren Heiblok.

actueel Geotechniek | januari 2007




We let you penetrate the world

In 1932 ontwikkelden wij als de Goudsche Machinefabriek, naar ideeën van Prof. Barentsen, het eerste sondeerapparaat. Vandaag doen wij nog altijd waar wij het beste in zijn: Het ontwikkelen en produceren van sondeerapparatuur voor betrouwbaar en efficiënt bodemonderzoek, gericht op de toekomst. En vanzelfsprekend kunt u van GeoMil Equipment nog steeds de kwaliteit en service verwachten zoals u die al jaren van ons gewend bent.

Ontwikkeling, fabricage en verkoop van sondeerapparatuur De originele "Goudsche" sondeerkwaliteit

Al 70 jaar gekopieerd, nooit geëvenaard!

GeoMil Equipment B.V.

Postbus 620 2400 AP Alphen a.d. Rijn Röntgenweg 22 2408 AB Alphen a.d. Rijn

Tel. +31 (0) 172 427 800 Fax +31 (0) 172 427 801 E-mail info@geomil.com

www.geomil.com

Een betrokken ingenieur ! T&E Consult bv Adres : Postbus 1025 PC : 3600 BA Maarssen Tel. : 030 248 6233 Fax : 030 248 6666 Web : www.teconsult.nl E-mail : cdkloet@teconsult.nl

Bent U de praktijkgerichte adviseur Geotechniek? En spreekt onderstaande u aan? Functie-inhoud:

Functie-eisen:

- het zelfstandig ontwerpen van geotechnische bouw- en hulpconstructies en het maken van berekeningen t.b.v. het aanbiedings- en uitvoeringsproces - als projectverantwoordelijke leidinggeven aan kleine ontwerpteams (1 à 2 teamleden) - fulltime (40 uur p.w.) - standplaats Utrecht, en mogelijk ook elders op projectbasis

- HBO (afstudeerrichting: Constructief met geo- en funderingstechnische vakken) of TU (Masteropleiding: Civil Engineering, variant Hydraulic and Geotechnical Engineering)

- relevante cursussen op het vakgebied - meer dan 3 jaar ervaring als (aankomend) geotechnicus - naast geotechnisch ook constructief inzicht - kennis van de voor het vakgebied relevante normen en richtlijnen.

Dan zien wij graag uw reactie tegemoet via de post of e-mail ! 


Hans Dekker koninklijk ­onderscheiden

Op 4 oktober 2006 is in ­Bergambacht GeoDelft-werknemer Hans Dekker door burgemeester Veerhoek van de gemeente Nederlek koninklijk onderscheiden met de versierselen die horen bij de titel Ridder in de orde van Oranje Nassau. De koninklijke onderscheiding werd hem verleend vanwege zijn grote verdiensten in de sector van de waterkeringen en de geotechniek, maar ook vanwege zijn belangeloze bijdragen aan de maatschappij. Zo is Hans Dekker oprichter en voorzitter van de Historische vereniging van Krimpen aan de Lek, mede-initiatiefnemer en actief lid van het Dialect Overleg Krimpenerwaard, lid van de Commissie Beroeps- en Bezwaarschriften van het Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard en medeauteur van het boek “Mensen in een waard vol wind en water”. Verder is hij in het verleden actief geweest in de gemeentelijke politiek en lid geweest van diverse mer-commissies bij dijkversterkingen. De uitreiking vond plaats aan het eind van een symposium dat aan Hans Dekker werd aangeboden om stil te staan bij het feit dat hij, na 38 jaar een belangrijke rol te hebben gespeeld in de ‘dijkenwereld’, vanaf 1 oktober nog maar 50% werkt, en hierbij een stap

terug doet voor wat betreft zijn ‘voortrekkersrol’ voor GeoDelft voor alles wat met waterkeringen en waterbouw te maken heeft.

Universiteit Twente en GeoDelft starten samenwerking De Universiteit Twente en GeoDelft hebben op 31 oktober 2006 een samenwerkingsovereenkomst getekend. Het is het startsein voor een ambitieus initiatief: het oprichten van een kenniscentrum op het raakvlak van risicomanagement en innovatiemanagement. Dit kenniscentrum gaat zich richten op het optimaliseren van infrastructuurprojecten in de bouwsector, door het verder ontwikkelen en uitdragen van een integrale toepassing van risicomanagement en innovatiemanagement. Dit geeft namelijk interessante optimalisaties: lagere kosten, kortere realisatietijd, meer veiligheid en kwaliteit en grotere duurzaamheid. De vaak slappe en variabele Nederlandse ondergrond, met veelal hoge grondwaterstanden, speelt hierbij in veel gevallen een hoofdrol. Grond en water kunnen elk project immers letterlijk maken of breken. Hoe kan de bouwsector zich kosteneffectief vernieuwen, met adequate aandacht voor het omgaan met de traditioneel onzekere ondergrond? Het antwoord ligt besloten in de integrale toepassing van risicomanagement en innovatiemanagement. Een integrale benadering van risicomanagement en innovatiemanagement is nieuw, zowel in de Nederlandse als mondiale bouwsector. Tot de kerntaken van het kenniscentrum behoort daarom het focussen en opstarten van (promotie)onderzoek, onderwijs en (internationale) kennisuitwisseling. Dit alles op het raakvlak van risicomanagement en innova-

Geo-Oscars 2006 uitgereikt op Funderingsdag Op de Funderingsdag in Ede zijn op 5 oktober de Geo-Oscars 2006 uitgereikt. De Geo-Oscar is een initiatief van GeoDelft en de afdeling voor Geotechniek van KIVI-NIRIA. De prijs is de opvolger van de GeoEureka Prijs die enige jaren geleden in het leven is geroepen voor de beste technisch-wetenschappelijke innovatie in de geo-engineering van dat jaar. De Geo-Oscars worden uitgereikt voor publicaties in welke vorm dan ook die bijdragen aan de ontwikkeling van het vakgebied binnen en buiten de sector. De prijs kent drie categorieën: Wetenschappelijke publicaties, Geo-engineering voor een breed publiek, en Jong talent. Y Beste

wetenschappelijke publicatie De prijs voor de beste wetenschappelijk publicatie is naar dr. ir. Meindert Van (GeoDelft) en zijn medewerkers gegaan voor een publicatie in het gerenommeerde International Journal of Geomechanics over het fenomeen ‘opdrijven van dijken’. De jury roemt de combinatie van theoretisch en experimenteel onderzoek, die heeft geleid tot een geheel nieuw inzicht in de stabiliteit van een groot deel van de Nederlandse dijken. Categorie ‘breed publiek’ De prijs in de categorie ‘Geo-Engineering voor een breed publiek’ is naar Bert Steinmetz gegaan, redacteur van Het Parool, voor een artikel over het veilig boren van de Noord-Zuidlijn onder Amsterdam. Het artikel draagt bij aan het imago van de geo-engineering, omdat eruit blijkt dat het risico bij dit soort technische hoogstandjes goed te beheersen is door vooraf een proefopstelling te maken en daar de uitvoeringstechniek uit te proberen. Y

Y Jong

Talent In de categorie ‘Jong Talent’ heeft de jury de prijs toegekend aan Rutger te Grotenhuis (TU Delft) voor zijn afstudeerwerk ‘Modelling of fracture grouting in sand’, een techniek om zandgrond te verstevigen, zodat funderingen op hun plaats blijven. De jury meent dat hij een waardevolle bijdrage heeft geleverd aan een moeilijk, maar voor de Nederlandse ondergrondcondities belangrijk thema. Y Oscar

‘GT’ Een eenmalige Geo-Oscar ‘GT’ voor bijzondere verdiensten is uitgereikt aan prof. Frans Barends (GeoDelft). Barends was in 2005 uitgenodigd om de prestigieuze Terzaghi-lezing te verzorgen op het Internationaal Congres voor Grondmechanica en Geo-Engineering in Osaka. Barends heeft daar op filosofische wijze verbindingen gelegd van de Geo-Engineering met andere vakgebieden en de maatschappij, en daarmee de maatschappelijke context van het vakgebied aanzienlijk verhelderd en verstevigd.

tiemanagement binnen de bouwsector. Doel van deze activiteiten is het ondersteunen van veilig en kosteneffectief bouwen, wonen en werken in kwetsbare deltagebieden. Hierbij zal vanuit de inhoud worden gewerkt, waarbij de orga-

nisatie en structuur van het kenniscentrum stap voor stap worden uitgebreid. Het kenniscentrum staat open voor de toetreding van nationale en internationale partners uit het bedrijfsleven, de overheid en kennisinstellingen.

actueel Geotechniek | januari 2007

11


 CVR C-MIX® palenwanden  CVR TWINMIX® palenwanden  Secanspalenwanden  Berlinerwanden  Damwanden  Grouting  Ankers  Micropalen  Onderbouwwerken  Beschoeide sleuven  Verbuisde schroefboorpalen  Vibropalen  Funderingsputten  Beschoeide putten  Injecties  CVR C-MIX®palen

C.V.R. nv

Lochtemanweg 52 3580 Beringen Tel: 011/45.64.00 Fax: 011/45.64.10 www.cvr.be

Innovatieprijs Belgian Building Awards 2006

Geotechnische monitoring Als ervaren meetspecialist zijn wij u graag van dienst bij geotechnische monitoringsprojecten. IFCO Funderingsexpertise BV beschikt over de kennis en ervaring om u vakkundig van advies te dienen en de monitoring geheel of gedeeltelijk voor u te verzorgen.

Trillingen meten? Dan wél conform SBR! Met de Profound VIBRA-sbr meet u betrouwbaar trillingen volgens de SBR meet- en beoordelingsrichtlijnen. De VIBRA-sbr maakt deel uit van de uitgebreide VIBRA- serie. ✓ Meten conform

• Trillingsmetingen

SBR-deel A, B 2002

• Doormeten van betonpalen

✓ Robuust meetsysteem

✓ Dominante frequentie

• Uitvoeren funderingsonderzoek

conform Methode I

• Waterspanningsmetingen

✓ Uitlezen via USB

• Zettingsmetingen

✓ Optie: geïntegreerd

• Hellingsmetingen • Verplaatsingsmetingen Tevens verhuur van trillingsmeetapparatuur.

Profound BV, marktleider in innovatieve meetapparatuur.

GPRS en internet

Professional pile testing and monitoring equipment

IFCO Funderingsexpertise BV

Website: www.ifco.nl

Postbus 429

Tel. 0182 - 646 646

2740 AK Waddinxveen

Fax 0182 - 646 654

Meer informatie? Profound BV Postbus 469 2740 AL Waddinxveen

Tel. Website E-mail

0182 - 640 964 www.profound.nl info@profound.nl


cur info Workshop CUR/CROW-Aanbeveling 105 “Risicoverdeling Geotechniek (RV-G)” De Nederlandse bouwsector is volop in beweging. Bijvoorbeeld met het toepassen van innovatieve contractvormen, zoals design en construct en publiek-private samenwerkingen. Het transparant en expliciet verdelen van risico’s blijkt in toenemende mate van belang voor een succesvol project, zowel in innovatieve contractvormen, als bij de meer traditionele wijzen van samenwerken. De ondergrond is een belangrijke bron van risico’s en het effectief omgaan met dergelijke risico’s in bouwprojecten krijgt steeds meer aandacht. Dit is aanleiding geweest voor het opstellen van de CUR-CROW Aanbeveling 105: Risicoverdeling Geotechniek (RV-G). Deze aanbeveling is gezamenlijk door 17 partijen uit de GWW-sector, onder voorzitterschap van de Bouwdienst van Rijkswaterstaat, tot stand gekomen en in april 2006 uitgebracht. Nu is het dus een kwestie van doen! Daarom organiseert CUR Bouw & Infra, gezamenlijk met de Bouwdienst van Rijkswaterstaat, VWS Geotechniek, CROW en GeoDelft de workshop Risicoverdeling Geotechniek op donderdag 25 januari 2007 van 09.00 – 17.00 uur in het Mobilion te Utrecht. Tijdens deze workshop gaat u actief aan de slag met het toepassen van de RV-G in de praktijk, na een aantal inleidingen door voormalige werkgroepleden over contractvormen, de rol en werkwijze van de RV-G en praktijkvoorbeelden over hoe het niet moet en wel kan. Vanwege het interactieve karakter van de workshop is het aantal beschikbare plaatsen beperkt tot 30, te verdelen op volgorde van aanmelding. De kosten (inclusief 19 % BTW) voor deelname bedragen € 295,–. Bij de prijs zijn inbegrepen een exemplaar van Aanbeveling 105, lunch, koffie, thee en een afsluitende ­borrel. U kunt zich aanmelden bij Fred Jonker van CUR Bouw & Infra, bij voorkeur per e-mail: fred.jonker@curbouweninfra.nl.

Innovatieve aardebaan. Snel gebouwd, ­blijvend vlak In het vorige nummer van Geotechniek is publicatie 2006-2 aangekondigd ‘Innovatieve aardebaan. Snel gebouwd, blijvend vlak’. Een publicatie waarin een aantal in de praktijk bewezen technieken zijn gepresenteerd. Inmiddels is de prijs van deze publicatie bekend. Publicatie 2006-2 is te bestellen bij de CUR door

\ CUR-publicatie 2006-2

het overmaken van € 35,– (incl. BTW en verzendkosten) op postbankrekening 544328 t.n.v. de CUR te Gouda. Voor het onderwijs geldt een korting van 25 %, dus een prijs van € 26,25.

Blijvend vlakke wegen Op 9 oktober jl. heeft de 3e sectorbijeenkomst van het Delft Clusterprogramma Blijvend Vlakke Wegen (DC-BVW) plaatsgevonden. Als vervolg daarop zal samen met de sectorpartijen worden geprobeerd om een aantal nieuwe werkgroepen te starten: 1. Reële langsvlakheidseisen (CROW); 2. Grondonderzoek in de tenderfase (CUR); 3. Integraal wegontwerp (CUR); 4. Effectieve overgangsconstructies (CROW) en 5. Paalmatrassystemen (CUR). Deze onderwerpen worden in nauw overleg tussen CROW en CUR Bouw & Infra opgepakt en uitgevoerd. Achter elk onderwerp staat aangegeven wie de ‘trekker’ is. Op het moment van schrijven van deze kopij zijn we bezig om uit de startblokken te komen. Meer informatie: fred.jonker@curbouweninfra.nl.

cur info Geotechniek | januari 2007

13


verantwoorde wegen in de Mekongde

Op een duurzame manier wegen aanleggen in de Mekongdelta is geen sinecure. Je moet namelijk rekening houden met verschillende aspecten. Wegen moeten niet alleen bestand zijn tegen de jaarlijkse overstromingen, ze moeten ook de overstromingen zo min mogelijk belemmeren en niet in een ander deel van het stroomgebied tot problemen leiden. Delft Cluster onderzoekt hoe dat het beste kan.

GWW-top 2006: Snellere besluitvorming en meer draagvlak Hoe moeten we planvormingsprocessen inrichten om te zorgen dat ze sneller verlopen? En hoe kunnen we zorgen dat er bij burgers en bedrijven meer draagvlak ontstaat voor ruimtelijke plannen? Deze twee vragen stonden centraal op 18 oktober tijdens de GWW-top, door Delft Cluster voor de vijfde maal georganiseerd. Na een welkomstwoord van Gerrit Blom, voorzitter van de Raad van Toezicht van Delft Cluster hielden drie genodigden een inleiding. De eerste was minister Karla Peijs. Zij hecht er veel waarde aan dat planprocedures sneller verlopen en verwacht veel van de nieuwe werkwijze die de werkgroep ‘Inspraak Nieuwe Stijl’ heeft ontwikkeld. Kern hiervan is dat burgers en bedrijven hun ideeën mogen inbrengen als er nog beleidsruimte is. Na de minister sprak Harry Baayen over het Delta-instituut en hoe dit instituut kan bijdragen aan snellere planprocessen, bijvoorbeeld door als onafhankelijke partij aan te geven wat de feiten zijn. De derde inleider was José van de Loop, projectleider bij De Nieuwbouw, een groep van jonge mensen uit de GWW-sector. Zij vertelde over het project Noordelijke Rondweg bij Utrecht. Voor dit project heeft De Nieuwbouw diverse ‘gebruikers’

bereid gevonden om actief mee te denken over de probleemformulering en mogelijke oplossingen. Volgens Van de Loop toont dit aan dat gebruikers graag willen meedenken en inbreng willen hebben in planvormingsprocessen. Proefprojecten Na de inleidingen was er een Lagerhuisdebat, dat werd gevolgd door rondetafelgesprekken aan veertien tafels. Uit het debat en de gesprekken kwamen interessante punten naar voren. Iedereen lijkt het erover eens dat procedures anders moeten en dat er meer ruimte moet komen voor ideeën en initiatieven van burgers en bedrijven. Tegelijkertijd wordt geconstateerd dat de overheid nog niet klaar is voor dit soort initiatieven en hiervoor ook nog onvoldoende ruimte biedt. Opvallend was dat diverse mensen benadrukten dat je mensen alleen zover krijgt om mee te denken bij planvormingsprocessen, als je ze serieus neemt. Doe je dat één keer niet, dan is het over en uit. Enkele deelnemers pleitten daarom voor het uitvoeren van proefprojecten. Van belang is daarbij wel dat vooraf heel duidelijk aan alle betrokkenen wordt verteld hoe de procedure in elkaar zit en dat het om een proef gaat, waar alle partijen van willen leren.

De Mekongdelta is een van de weinige deltagebieden ter wereld waar het oorspronkelijke karakter in grote delen nog vrijwel intact is en het water bij hoge waterstanden min of meer ongehinderd over het land kan stromen. Aangezien dit een jaarlijks terugkerende gebeurtenis is, is het leven hier van oudsher op ingericht. De mensen in het vlakke gebied wonen in paalwoningen en benutten de voordelen waarmee de jaarlijkse komst van het water gepaard gaan. Zo zorgen de overstromingen voor vruchtbare landbouwgrond, een rijke visstand en een grote ecologische diversiteit. Wegen, geen dijken Door de economische ontwikkeling raakt de balans van het natuurlijke systeem steeds meer verstoord. Neem de aanleg van wegen. In de delta worden nationale en regionale wegen vrijwel altijd verhoogd aangelegd. Daardoor functioneren ze als een soort dijk die de natuurlijke stroming van het water belemmert. De aantrekkelijke aspecten van de jaarlijkse overstromingen kunnen zo teniet worden gedaan. Tegelijkertijd worden veel wegen in het overstromingsseizoen beschadigd door langs- en overstromend water. Delft Cluster onderzoekt hoe je wegen in het deltagebied zo kunt aanleggen dat ze natuurlijke processen zo min mogelijk verstoren en tegelijkertijd bestand zijn tegen de jaarlijkse overstromingen. Vanwege de economische situatie van de betrokken landen moeten de aanlegkosten laag zijn. Het onderzoek gebeurt samen met het Wereld Natuurfonds en de Mekong River Commission (MRC), een samenwerkingsverband van de ‘rijkswaterstaten’ van Cambodja, Laos, Thailand en Vietnam. Het uiteindelijke doel van het project is de ontwikkeling van richtlijnen die kunnen worden gebruikt bij de planning en het ontwerp van wegen in het gebied.

delft cluster 14

Geotechniek | januari 2007


ongdelta

Proeflocaties Binnen Delft Cluster werken UNESCO-IHE, WL|Delft Hydraulics en GeoDelft aan het onderzoeksproject. De eerste twee instituten werken aan modellen die het gedrag beschrijven van het water tijdens het overstromingsseizoen. GeoDelft richt zich op de wegconstructies. De eerste fase van het onderzoek is vooral bedoeld om het inzicht in de optredende processen te vergroten en de nulsituatie vast te leggen. Daartoe zijn gegevens over eerdere overstromingen verzameld en worden beleidsanalyses gemaakt om in beeld te brengen hoe en op basis van welke informatie wegen tot nu toe worden aangelegd. Ook zijn vier proeflocaties gekozen, twee in Cambodja en twee in Vietnam. Op deze locaties zijn de wegen nauwgezet in kaart gebracht, waarbij onder meer is vastgelegd hoe hoog ze boven het maaiveld liggen, wat voor wegdek aanwezig is, van welk materiaal het weglichaam is gemaakt en waarmee het is bekleed en hoe de as van de weg ligt ten opzichte van de stromingsrichting van het water tijdens hoogwatersituaties. Opnames In december, na het overstromingsseizoen, worden de proeflocaties door Delft Cluster en de Mekong River Commission in kaart gebracht. Bij deze opnames wordt ­geînventariseerd welke schade is opgetreden, wat de belangrijkste schademechanismen zijn, wanneer de schade is ontstaan en bij welke condities. De onderzoekers gaan de verzamelde gegevens, in combinatie met de stromingsmodellen, gebruiken om te bepalen welk soort wegen je, afhankelijk van de locatie, het beste kunt aanleggen. Belangrijke aandachtspunten daarbij zijn de oriëntatie van de weg ten opzichte van de stromingsrichting, de wegconstructie, het aantal benodigde duikers, de locaties voor de duikers en eventuele maatregelen om het ontstaan van erosiegeulen te voorkomen. Om te zorgen voor een brede toepassing van de ontwikkelde kennis, gaan ze na hoe de uitkomsten van de proeflocaties kunnen worden opgeschaald naar grotere gebieden. Politiek draagvlak Het ontwikkelen van wetenschappelijke kennis alleen is niet voldoende. Er moet ook politiek draagvlak ontstaan voor de ontwikkelde kennis en de kennis

moet bij alle betrokken partijen terechtkomen. Dat laatste is in arme landen als Cambodja en Vietnam extra van belang omdat veel verschillende organisaties in het kader van ontwikkelingssamenwerking wegenprojecten uitvoeren, elk op hun eigen manier, en in de meeste gevallen niet kijken naar ongewenste effecten op andere plekken in het stroomgebied. Vaak zijn die effecten aanzienlijk omdat het deltagebied een sterk gekoppeld systeem is, dat heel gevoelig is voor lokale veranderingen. Daarom zal veel aandacht worden besteed aan het vertalen van de onderzoeksresultaten naar beleidsaanbevelingen voor de provinciale en nationale overheden en aan het verspreiden van deze aanbevelingen naar organisaties die wegenprojecten financieren en uitvoeren. Verder zal de ontwikkelde kennis voortdurend aan de hand van praktijkervaringen worden geactualiseerd en verbeterd door het Flood Management

Postadres Delft Cluster Postbus 69 2600 AB DELFT

and Mitigation Programme Centre van MRC in Phnom Penh. Dit centrum gaat ook zorgen dat de kennis beschikbaar wordt gesteld aan alle relevante betrokkenen in de Mekongdelta en wordt ingebed in integrale programma’s. Brede toepassing Het beoogde eindresultaat van het project, heldere richtlijnen, is in eerste instantie bedoeld voor de Cambodjaanse en Vietnamese overheidsorganen die verantwoordelijk zijn voor de planning, het ontwerp, de aanleg en het onderhoud van wegen in de Mekongdelta. De resultaten kunnen echter breder worden toegepast. Zo kunnen buurlanden als Laos en Thailand de kennis ook toepassen, evenals financieringsorganisaties als de Wereldbank. Verder laat het project goed zien wat landen in deltagebieden kunnen bereiken met een internationaal plan voor stroomgebiedmanagement.

Bezoekadres Keverling Buismanweg 4, 2628 CL Delft Tel: 015 - 269 37 93 Fax: 015 - 269 37 99 Als u vragen heeft kunt u contact opnemen via info@delftcluster.nl

delft cluster Geotechniek | januari 2007

15


INPIJN-BLOKPOEL ingenieursbureau Op basis van gedegen in-situ en laboratoriumonderzoek geeft de adviesafdeling adviezen ten aanzien van ondermeer:

d op r e e d n Gefu e kennis grondig

EN-273 ISO 9001:2000 V GM C HECKLIST A ANNEMERS

-

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

Postbus 94 - 5690 AB Son Telefoon: (0499) 47 17 92 Telefax: (0499) 47 72 02 E-mail: post@inpijn-blokpoel.com

Postbus 253 - 3360 AS Sliedrecht Telefoon: (0184) 61 80 10 Telefax: (0184) 61 87 82 E-mail: sliedrecht@inpijn-blokpoel.com

www.inpijn-blokpoel.com Postbus 752 - 2130 AT Hoofddorp Telefoon: (023) 565 58 78 Telefax: (023) 565 02 00 E-mail: hoofddorp@inpijn-blokpoel.com


internationale

technische commissies

ERTC 7: Numerical Methods in ­Geotechnical Engineering Technische commissies spelen een belangrijke rol in het voortraject van de normontwikkeling, niet alleen nationaal, maar ook internationaal. De International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE) is de internationale beroepsvereniging van geotechnici waaronder de internationale technische commissies (TC’s) ressorteren. In 2005 is voor het eerst een aantal gemeenschappelijke commissies (JTC’s) met de IAEG en de ISRM opgericht. De Europese landen kennen daarnaast nog een aantal specifieke Europese regionale technische commissies (ERTC’s). In deze uitgave van Geotechniek worden de activiteiten van ERTC 7: ­Numerical Methods in Geotechnical Engineering beschreven. Deze Europese technische commissie telt 23 leden. Voorzitter is Prof. Cesar Sagaseta van de Universiteit van Cantabria, Spanje. De commissie heeft vijf ‘core members’ uit Engeland, Frankrijk, Oostenrijk en Spanje. Vanuit Nederland en België zijn Klaas Jan Bakker en A. Bolle de nationale vertegenwoordigers in deze commissie. Doel van de commissie is om een platform te bieden voor het uitwisselen van ideeën en voor discussies over belangrijke onderwerpen die te maken hebben met numerieke analyse in de geo-engineering. De commissie wil het gebruik van numerieke methoden (lees vooral de eindige-elementenmethode) in de geotechniek bevorderen en verbeteren. Daartoe organiseert deze commissie elke vier jaar een congres (NUMGE = Numerical ­Models in Geotechnics) en ook workshops aansluitend aan grote Europese en internationale congressen. De commissie heeft in het verleden reeds vijf conferenties georganiseerd in Stuttgart (1986), Santander (1990), Manchester (1994), Udine (1998) en Parijs (2002). Eén van de doelen van de conferenties is om een goede balans te krijgen tussen wetenschappers en praktijkmensen. Gelet op het feit dat numerieke methoden uit­ gebreid worden gebruikt in de ingenieurspraktijk, wordt de nadruk niet alleen op nieuwe theoretische ontwikkelingen gelegd, maar ook op aspecten van de numerieke modellering in de geomechanica. Van 6 t/m 8 september 2006 is in Graz de zesde conferentie voor Numerical Methods in Geotech-

Geotechniek | oktober 2006

nical Engineering (NUMGE) gehouden. Deze conferentie werd gehost door de Technische Universiteit Graz onder leiding van Prof. Helmut Schweiger. Er waren ruim 150 deelnemers en ongeveer 100 presentaties verdeeld over theoretische en praktische parallelsessies. Naast Europese deelnemers waren er ook deelnemers van buiten Europa, waarbij het aantal uit Australië opviel. Vanuit Nederland waren er vijf congresbijdragen: • R.B.J. Brinkgreve, K.J. Bakker & P.G. Bonnier: The relevance of small-strain soil stiffness in numerical simulation of excvation and tunnelling projects • A.E.C. van der Stoel, J.M. Klaver, A.T. Balder & A.P. de Lange: Numerical design, installation and monitoring of a load transfer platform (LTP) for a railway embankment near Rotterdam • J. Dijkstra, W. Broere & A.F. van Tol: Numerical investigation into stress and strain development around a displacement pile in sand • S. van Baars: Implementation and validation of a simple probabilistic tool for finite element codes • A. Hommels & F. Molenkamp: Inverse analysis of an embankment using the Ensemble ­Kalman Filter including heterogeneity of the soft soil Tijdens de conferentie werden veel (eindige-elementen) toepassingen gepresenteerd op het gebied van dynamica, tunnels, ontgravingen, ophogingen, hellingen, (paal-)funderingen en grondverbeteringstechnieken. Daarnaast werd een aantal nieuwe technisch/wetenschappelijke ontwikkelingen gepresenteerd op het gebied van betrouwbaarheidsanalyse, kunstmatige intelligentie en de modellering van grondgedrag. De conferentie werd feestelijk besloten met een banket in de ‘Old University’. In het kader van de afgelopen NUMGE conferentie is ook een benchmark uitgeschreven, zie http://www.numge06.tugraz.at en de ­proceedings van de conferentie. Tijdens een aparte vergadering met de leden van de technische commissie ERTC7 werd besloten dat de volgende conferentie in deze serie zal plaatsvinden begin juni 2010 in Trondheim, gehost door de Norwegian University of Science and Technology (NTNU). Ronald Brinkgreve r.brinkgreve@plaxis.nl

technische commissies 17


/.$%2$%%,6!.$%,!.+%,-!'2/%0

!DVERTENTIE,ANKELMAPDF  

4%#(.)3#("/$%-/.$%2:/%+

,!.$-%%4+5.$)'%7%2+:!!-(%$%.

3/.$%2).'%.

4%22%).-%4).'%.

-).)&),4%23%.0%),"5):%.

5)4:%44%.%.7!4%20!33%.3/.$%2).'%.

'2/.$"/2).'%.

.!57+%52)'%$%&/2-!4)%-%4).'%.

7!4%230!..).'3-%4).'%.

6,/%2-%4).'%.

7!4%27%2+

&5.$%2).'3/.$%2:/%+

!$6)%3

-),)%5

&5.$%2).'3!$6)%:%.

-),)%54%#(.)3#(/.$%2:/%+%.!$6)%3

"/570544%.%."%-!,).'%.

02/*%#46//2"%2%)$).'%.4/%:)#(4

(%)"%'%,%)$).'

!3"%34%."/5734/&&%."%3,5)4

42),,).'3-%4).'%.

02/*%#4-!.!'%-%.4

6%34)').'%. .%++%27%'

 ,' :/ "%%-34%2 s4%,  # 03 !,-%,/ s4%, 

%$)3/.342!!4

 !( %$% s4%,   '+ /)23#(/4 s4%, 

-/23%342!!4 $% +%--%2

7 7 7  , ! . + % , - !  . ,

!LTIJD  /VERAL s

) . & /

, ! . + % , - !  . ,


Deze rubriek besteedt aandacht aan de nationale en internationale normontwikkeling. In deze bijdrage wordt een aantal veranderingen in de recent uitgekomen tweede drukken van NEN 6740 en NEN 6743-1 toegelicht, namelijk de aanpassingen van de tabellen 1 ­ t/m 3 in NEN 6740 en in NEN 6743-1. Deze rubriek verschijnt onder verantwoordelijkheid van de redactie van Geotechniek en komt tot stand met medewerking van de leden van de normcommissies.

naar aanleiding van een opmerking die vanuit de afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA aan de normcommissie was gericht in verband met het gebruik van tabel 1 in NEN 6740. De toepasbaarheid van tabel 2 is geregeld in art. 8.1. Hierin wordt gesteld dat indien er gegevens beschikbaar zijn van de grondgesteldheid en de grondeigenschappen ter plaatse, deze prevaleren boven de in tabel 1 gegeven waarden. In art. 8.7.1 staat vervolgens hoe hier mee moet worden omgegaan.

deringen (Tabellen A.9 t/m A.11 in Annex A). Hoewel in Eurocode 7, deel 1 en NEN 6743-1 met deze ξ gedeeltelijk dezelfde zaken worden geregeld, wordt in de Eurocode gewerkt met de reciproke waarden van de ξ, zoals deze in NEN 6743-1 zijn vermeld. Ook de benadering om met deze ξ de draagkracht van een fundering op palen te berekenen, verschilt iets met die in NEN 6743-1. In de Nationale Bijlage bij Eurocode 7 deel 1, komt dit verschil aan de orde en zal worden geregeld hoe hiermee moet worden omgegaan.

Inleiding Voor veel ontwerpers vormen de tabellen in de diverse normen de belangrijkste informatiebron voor hun werk. Hieraan worden de getalswaarden ontleend die in de ontwerpberekeningen worden gebruikt. Voor geotechnici is dat niet anders. En als er dan herdrukken van bestaande normen worden uitgebracht, dan zal in de eerste plaats worden gekeken naar de getalswaarden in de tabellen en pas daarna naar andere zaken. In deze bijdrage worden de aanpassingen van een aantal tabellen in NEN 6740 en NEN 6743-1 toegelicht.

Tabel 3 in NEN 6740 In deze tabel zijn in de tweede druk enkele waarden van de partiële factoren voor de grondeigenschappen veranderd. In aansluiting op Eurocode 7, deel 1 is de partiële factor voor op druk belaste palen (γm;b) verlaagd van 1,25 naar 1,2 voor het geval dat de draagkracht is afgeleid uit proefbelastingen of uit sonderingen. Omdat er geen reden is om de ‘overall veiligheid’ te veranderen, is in NEN 6743-1 de waarde van ξ zodanig aangepast dat het quotiënt van ξ en γ gelijk blijft. Tevens is in tabel 3 de γm;b voor op trek of horizontaal proefbelaste palen en ankers om dezelfde reden verlaagd van 1,25 tot 1,2.

Tabel 2 in NEN 6743-1 In de tweede druk van NEN 6743-1 zijn de tabellen 2 en 3 uit de eerste druk gecombineerd, zodat in één tabel de waarden voor de paalklassefactoren αp en αs voor zand en zand/grindhoudende grond kunnen worden afgelezen. Dit heeft in enkele gevallen geleid tot een iets aangepaste beschrijving van het type paal waarvoor een paalklassefactor geldt. Er zijn daarin echter geen wezenlijke veranderingen aangebracht.

Tabel 1 in NEN 6740 Tabel 1 is één van de meest gebruikte gedeelten van NEN 6740. In de tweede druk is niet zoveel veranderd, maar toch moet rekening worden gehouden met de volgende aanpassingen: 1. De kolommen met waarden voor Cc en Cs;w zijn in de tweede druk vervangen door kolommen met waarden voor Cc/(1 + e0) en Cs;w/(1 + e0). 2. De waarden van E zijn voor de meeste grondsoorten verlaagd. 3. De waarden van c’ zijn voor veel grondsoorten verlaagd. Deze veranderingen zijn aangebracht naar aanleiding van signalen uit de praktijk. De waarden in de kolommen met Cc, Cα en Cs;w worden nu gegeven met vier decimalen achter de komma. Bij het vaststellen van de c’-waarden is voorzichtigheid geboden: bij lage spanningen en een lage OCR kan de aangenomen c’ te hoog zijn. Daarom is in de nieuwe druk voor veel grondsoorten de waarde van c’ verlaagd. Tabel 2 in NEN 6740 De waarden voor de vermenigvuldigingsfactor R n;v zijn niet veranderd. Wel is de tabel in de tweede druk van NEN 6740 uitgebreid met de waarden van R n;v bij n =1 en n = 2. Dit is gedaan

Tabel 1 in NEN 6743-1 Ten opzichte van de eerste druk is deze tabel in de tweede druk wat beter dekkend gemaakt voor verschillende aantallen palen onder het beschouwde gedeelte van de bouwconstructie. In de eerste druk werden waarden voor ξ gegeven bij 1, 2, 3 tot 10 en meer dan 10 palen. In de tweede druk zijn deze vier categorieën anders ingedeeld: 1 tot 2, 3 tot 6, 7 tot 9 en 10 of meer palen, en zijn de getalswaarden voor deze vier categorieën navenant aangepast. Zoals al eerder opgemerkt, zijn de waarden van ξ in de tabel zodanig verlaagd, dat het quotiënt van ξ en γ gelijk blijft. Voor het ontwerp van trekpalen wordt in CURrapport 2001-4 ‘Ontwerpregels voor trekpalen’ verwezen naar tabel 1 in NEN 6743. Voor trek­ palen is in de nieuwe druk van NEN 6740 de par­ tiële factor in tabel 3 echter niet aangepast, zoals bij palen die op druk worden belast. Dit betekent dat voor het ontwerp van trekpalen nog steeds gebruik gemaakt mag worden van de (oude) tabel 1 in de eerste druk van NEN 6743 (zoals opgenomen in CUR-publicatie 2001-4). Ook in NEN-EN 1997-1 ‘Eurocode 7: Geotechnisch ontwerp – Deel 1: Algemene regels’ komt het symbool ξ voor als correlatiefactor voor paalfun-

Ook de waarden van αp en αs zijn, op één uitzondering na, niet veranderd. Alleen de αs-waarde voor stalen profielen is verlaagd van 0,0075 naar 0,006. Dit is veroorzaakt door de al weer enige jaren geleden uitgevoerde proefbelastingen op de Maasvlakte, waarvan de resultaten voor de stalen profielen wat tegenvielen. Tabel 3 in NEN 6743-1 Deze tabel vervangt tabel 4 in de eerste druk van NEN 6743. Zoals kan worden gezien, is deze tabel behoorlijk aangepast. De waarden van αs voor klei, leem en veen zijn vooral gebaseerd op proeven op buispalen met gesloten punt in potklei te Delfzijl, maar ook geldig voor andere kleigronden. Grondsoort

qc;gem [MPa]

αs

klei

≥3

≤ 0,03 a

klei

<3

≤ 0,02 a

sterk ­zandige leem

wrijvingsgetal b met een maximum van 0,025

zwak ­zandige leem

0,025

veen

0

a D  eze waarden zijn gevonden bij proeven op buispalen met gesloten punt in potklei te Delfzijl. Ze zijn ook geldig voor andere kleigronden. b Wrijvingsgetal moet zijn bepaald met een elektrische kleefmantelconus \ Tabel  3 in de tweede druk van NEN 6743-1: Waarden

van αs in het geval van klei, leem en veen

normen en waarden Geotechniek | januari 2007

19


Boren in slappe grond

In tien jaar mondiaal op de kaart Door Peter Juijn

Boortunnels in Nederland zijn eigenlijk nog een noviteit. De bouw van de eerste, de Tweede Heinenoordtunnel, startte elf jaar geleden. Inmiddels zijn tunnelboormachines aan het werk voor nummer zeven en acht. Ondanks dit geringe aantal boortunnels ziet de wereld ons ondertussen als experts op het gebied van boren in slappe grond. Een slimme formule, waarbij overheid, bedrijfsleven en kennisinstellingen intensief samenwerken, heeft dit mogelijk gemaakt.

Wie tot begin jaren negentig in Nederland tunnel zei, bedoelde in feite afzinktunnel. Deze aanlegmethode was tot dat moment de standaard. Er was veel ervaring mee en het bleek telkens weer de goedkoopste oplossing. Vanzelfsprekend was het belangrijkste bezwaar van de techniek bekend: overlast voor de omgeving. Zo ondervond scheepvaart hinder tijdens het graven van een tunnelsleuf in de vaargeul en tijdens het afzinken. Ook de openbouwputmethode, die meestal voor de aanleg van metrolijnen werd gebruikt, zorgde voor overlast. Iedere keer als een boortunnel als alternatief werd genoemd, wat onder meer gebeurde bij de plannen voor de Oostlijn van de Amsterdamse metro, werd dit echter afgewezen als te risicovol. Ondertussen werd er elders wel geboord en in Japan ook in slappe grond.

Verbaasd Verschillende mensen worden in die tijd steeds nieuwsgieriger naar de Japanse ervaringen en zijn verbaasd dat het boren van tunnels in Nederland niet wordt opgepakt als innovatieve techniek. EĂŠn van hen is Ted Bangert, marketingmedewerker bij Grondmechanica Delft, het huidige GeoDelft, en afkomstig van het directoraat-generaal Industrie van het ministerie van Economische Zaken. Hij had zich daar beziggehouden met innovatiebevordering en organiseerde diverse missies naar Japan, zogeheten rapporteursmissies, op het gebied van milieutechnologie. In zijn nieuwe functie weet hij het management van Grondmechanica Delft te overtuigen dat een dergelijke missie een goede kans is om kennis op te doen over tunnelboren en deze techniek in eigen land van de grond te krijgen. Zijn collegaâ&#x20AC;&#x2122;s bij het instituut schakelen hun netwerk in en Bangert regelt financiering bij Economische Zaken. Dat

laatste is niet eenvoudig. Het ministerie is in eerste instantie namelijk niet erg happig, omdat ze de weg- en waterbouwsector weinig innovatief vinden. Uiteindelijk vertrekt eind februari 1991 een Nederlandse groep van tien personen onder leiding van de hoogleraar Geotechniek, Arnold Verruijt, voor een studiereis naar Japan.

Verschrikkelijk duur Deze missie is een belangrijke stap op weg naar de huidige toppositie. De deelnemers ontdekken in Japan dat het boren van tunnels technisch gezien ook voor Nederland een optie is, maar dat deze aanlegmethode wel verschrikkelijk duur is. In juni 1991 worden de resultaten gepresenteerd op een studiedag. Daar wordt de volgende belangrijke stap gezet. Jan Slagter, hoofddirecteur Aanleg droge infrastructuur van het hoofdkantoor van de Rijkswaterstaat staat op en zegt dat Rijkswaterstaat de verdere ontwikkeling van het tunnelboren in Nederland gaat trekken. Vanaf dit moment staat het onderwerp tunnelboren op de agenda en zijn beleidsmakers, wetenschappers en technici ermee bezig. In deze periode wordt onder andere de Stuurgroep Ondergrondse VervoersInfrastructuur (SOVI) opgericht om alle aspecten van ondergronds ruimtegebruik in kaart te brengen en in een integraal afwegingskader bovengronds/ondergronds te voorzien. Daarbij wordt ook duidelijk waarom tunnelboren in Japan zoveel geld kost. Er blijken twee redenen voor te zijn. De eerste is dat de Japanners de tunnels sterk overdimensioneren vanwege een gebrek aan kennis; zo gaat de tunnel zeker niet kapot. Daarnaast vindt innovatie binnen de projecten plaats. Zo wordt bij ongeveer elk project een nieuwe tunnelboormachine ontwikkeld, maar wordt verzuimd om de opgedane kennis effectief over te dra-

the magic of geotechnics 20

Geotechniek | januari 2007


\ Modelproef bezwijken boorfront

gen. Het inzicht dat het overdraagbaar maken van kennis essentieel is voor structurele kennisontwikkeling, draagt in belangrijke mate bij aan het Nederlandse succes.

Kennisnetwerk Na SOVI dreigt een impasse als men het niet eens kan worden over wie de lead moet nemen bij het onderzoek. Nadat de CUR als onafhankelijke partij, in de persoon van Jan Stuip, de handschoen heeft opgenomen, komt begin jaren negentig het onderzoek naar boortechnologie op gang. In 1994 lukt het om veertig miljoen gulden aan ICES-gelden binnen te halen voor een vierjarig onderzoek naar ondergronds bouwen met de nadruk op boortunnels. Besloten wordt hiervoor een nieuwe organisatie op te richten, het Centrum Ondergronds Bouwen (COB), die gaat werken volgens de CUR-formule. Dit betekent dat er een kennisnetwerk wordt gevormd van overheden, bedrijven en kennisinstellingen dat onderzoek gaat doen. De afspraak daarbij is dat alle resultaten beschikbaar komen voor alle deelnemers. Aan het verkrijgen van de ICES-gelden is als voorwaarde verbonden dat het bedrijfsleven minimaal de helft van het ICES-bedrag aan het onderzoek bijdraagt. Dat blijkt geen probleem. De belangstelling voor deelname is groot en de bedrijven brengen dertig miljoen gulden in. Daarmee beschikt het COB voor het vierjarige onderzoeksprogramma over een budget van zeventig miljoen gulden.

Proefprojecten Het ministerie van Verkeer en Waterstaat is inmiddels ook doordrongen van de potenties van boortunnels en besluit samen met het ministerie van Economische Zaken geld

\ Koppeling Eindige Elementen modellering met GIS-

\ Boorkop TBM Sophiatracé

systeem

beschikbaar te stellen voor twee proefprojecten. Het eerste is de Tweede Heinenoordtunnel. Voor deze tunnel was al eerder een aanbesteding gedaan, waarbij aanbieders was gevraagd om voor verschillende aanlegtechnieken te offreren, waaronder boren. De afzinktechniek komt hierbij weer als goedkoopste uit de bus, maar de gunning gaat uiteindelijk niet door, omdat de prijs te hoog is. Als bekend wordt dat de Tweede Heinenoordtunnel als proefproject dient, wordt de offerte van de aannemerscombinatie voor een geboorde variant er snel weer bijgehaald. Besloten wordt om de meerkosten te financieren met de bijdrage van de twee ministeries. Verder neemt de opdrachtgever de risico’s voor zijn rekening, waarmee de boortechniek gepaard gaat. Het COB start een uitgebreid meetprogramma om kennis op te doen over het beheersen van het boorproces en de omgevingsbeïnvloeding.

Vraaggestuurd Bij het tweede proefproject, de Botlek spoortunnel, wordt voortgeborduurd op de kennis en ervaring die is opgedaan bij de Tweede Heinenoordtunnel en ook bij de volgende boortunnelprojecten werken de betrokkenen voortdurend vanuit het besef dat het overdraagbaar maken van de ontwikkelde kennis essentieel is. Dit betekent onder andere dat bij de programmering van de onderzoeken vanaf het begin af aan rekening wordt gehouden met vragen die bij volgende projecten kunnen spelen. Zo wordt bij de Tweede Heinenoordtunnel een palenproef uitgevoerd met het oog op de plannen om in Amsterdam een nieuwe geboorde metrolijn, de Noord-Zuidlijn, aan te leggen. Verder wordt er bij alle projecten veel gemeten, worden de meetgegevens besproken in projectgroepen en wordt de kennis vastge-

legd in publicaties van het COB. Kenmerkend voor het onderzoek is dat het sterk vraaggestuurd is. De COB-participanten formuleren concrete onderzoeksvragen die gericht zijn op een betere beheersing van het gehele tunnelboorproces. Daarnaast brengen vooral de kennisinstellingen ook langetermijnonderzoeksvragen in en ontwikkelen ze innovatieve (meet)technieken.

Voorspellen Bij de start van het onderzoeksprogramma is toentertijd gekozen om precompetitief onderzoek te doen, gericht op techniekontwikkeling. Voor het COB was het uitgangspunt daarbij (en dat is het nog altijd) dat het onderzoek niet bij een beperkt aantal partijen mag leiden tot concurrentievoordeel bij aanbestedingsprocedures. Dat houdt onder andere in dat het COB in de onderzoeksplanning ervoor zorgt dat tijdens de aanbesteding van nieuwe projecten geen onderzoek gedaan wordt dat de deelnemende sectorpartijen een voorsprong zou kunnen geven op hun concurrenten. Die werkwijze werkt uitstekend. De kennisopbouw en –verspreiding verloopt sinds het begin voorspoedig en de betrokkenheid van sectorpartijen blijft onverminderd groot. Inmiddels kunnen Nederlandse partijen met grote nauwkeurigheid vrijwel alle processen voorspellen die van belang zijn bij het boren van tunnels. Daardoor behoren we nu tot de wereldtop waar het gaat om het managen van tunnelboorprocessen in slappe ondergrond. En ook prijstechnisch doen boortunnels het goed. Als de maatschappelijke kosten van hinder en economische gevolgschade worden meegenomen, kost een boortunnel in stedelijke omgeving ondertussen nauwelijks meer dan een afzinktunnel. Met dank aan Ted Bangert en Henk Oud, voorzitter van het COB.

the magic of geotechnics Geotechniek | januari 2007

21


in België Eindwerken voor het behalen van het diploma Burgerlijk Geotechnisch en Mijnbouwkundig Ingenieur (K.U. Leuven)

Geostatistische schattingen van diep­ sonderingen. Student: Raf Ceustermans Promotoren: prof. André Vervoort Dagelijkse begeleider: Annelies Govaerts De diepsondering is een courant gebruikte methode van grondverkenning. Het doel van het eindwerk was de nauwkeurigheid te evalueren van de schatting van zo een diepsondering in een ‘onbekend punt’, gebaseerd op een realistisch aantal sonderingen in naburige punten en gebruik makende van de ruimtelijke afhankelijkheid tussen deze sonderingen. Hiervoor werd de geostatistiek (ordinary kriging en ordinary cokriging) toegepast. Het voordeel van geostatistiek, ten opzichte van de klassieke statistiek, is dat de ruimtelijke afhankelijkheid expliciet in rekening wordt gebracht. De gebruikte dataset is afkomstig van een onderzoeksproject van het WTCB (Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf) op een site in Sint-Katelijne-Waver [2]. De ondergrond op de site bestaat uit een deklaag van ongeveer 1 m Kwartair gevolgd door Boomse klei. De beschikbare dataset omvat 30 continue elektrische sonderingen (dataset 1 op posities o in figuur 1) en 27 discontinue mechanische sonderingen (dataset 2 op posities x). Volgende stappen werden doorlopen tijdens de studie: • Alle uitgevoerde sonderingsprofielen werden herberekend naar het eenheidsdraagvermogen van een verdringingspaal. Dit diagramma wordt afgeleid aan de hand van de methode `De Beer` [1] ( figuur 2). Naast de grondmechanische betekenis is het voordeel dat de hoog frequente fluctua-

\F  iguur 1 Posities van de elektrische sonderingen (dataset

1, o) en de mechanische sonderingen (dataset 2, x)

ties van het sondeerdiagramma, die weinig informatie geven en weinig ruimtelijk gecorreleerd zijn, verdwijnen. • De ruimtelijke afhankelijkheid van het eenheidsdraagvermogen op een bepaalde diepte onder de top van de Boomse klei werd voor elke diepte (van 0 tot 7 m onder de top van de Boomse klei met intervallen van 0,2 m) bepaald door het berekenen van het semivariogram in een (sub-)horizontaal vlak. • Om de resultaten van de schattingstechniek te evalueren, werd een kruisvalidatie uitgevoerd. Het draagvermogen op een bepaalde diepte werd hierbij in elk meetpunt aan de hand van een deel van de punten in de nabijheid met kriging geschat en vergeleken met het draagvermogen afgeleid uit de sondering in dat punt. Naast kriging (= schattingsmethode 1) werd in dit eindwerk vooral gekeken naar de mogelijkheden van cokriging. Hierbij schat men een variabele aan de hand van gekende waarden van die variabele (primaire data) en gekende waarden van een andere variabele (secundaire data). Enerzijds werden de waardes van het draagvermogen op een bepaalde diepte als primaire data beschouwd en de draagvermogens 1 m dieper als de secundaire data (= schattingsmethode 2). Anderzijds werd het draagvermo-

Gebruikte dataset

Geschatte posities

Relatieve ­schattingsfout

Schattingsmethode 1

Dataset 1

Posities x

8,8%

Schattingsmethode 1

Dataset 2

Posities o

8,0%

Schattingsmethode 2

Dataset 1

Posities x

5,5%

Schattingsmethode 2

Dataset 2

Posities o

6,3%

Schattingsmethode 3

Dataset 1 en 2

Posities o

7,2%

\T  abel 1 Resultaten van de verschillende schattingsmethoden. Dataset 1 en 2 omvatten respectievelijk de elektrische en

mechanische sonderingen en werden opgemeten in respectievelijk de posities x en de posities o. Schattingsmethode 1 komt overeen met kriging, schattingsmethode 2 en 3 met cokriging.

\F  iguur 2 Voorbeeld van het conusweerstandsdiagramma

van een elektrische diepsondering en het afgeleide draagvermogen

gen op basis van elektrische sonderingen op een bepaalde diepte (primaire data) gecombineerd met het draagvermogen op basis van mechanische sonderingen op dezelfde diepte (secundaire data) (= schattingsmethode 3). In tabel 1 worden de resultaten van de verschillende schattingsmethoden samengevat. Voor elke methode is weergegeven welke datapunten geschat werden in de kruisvalidatie en van welke datapunten gebruikt werd gemaakt bij het schatten. De weergegeven relatieve schattingsfout komt overeen met het gemiddelde van het absoluut verschil tussen het berekende en het geschatte draagvermogen gedeeld door het berekende draagvermogen in elke geschat punt. Op basis van deze resultaten kan men besluiten dat het inderdaad mogelijk is met geostatistiek het draagvermogen op een bepaalde diepte, zoals afgeleid uit een sondering, te schatten. Bovendien blijkt dat cokriging, en dan vooral schattingsmethode 2, betere schattingen oplevert dan gewoon krigen. Door niet alleen gebruik te maken van de gekende draagvermogen-waardes op de diepte waar men wil schatten, maar ook van het draagvermogen 1 m dieper, verbetert de schatting (relatieve schattingsfout daalt van 8,8% naar 5,5% voor de mechanische sonderingen en van 8,0% naar 6,3% voor de elektrische sonderingen). [1] De Beer, E., 1971-1972. Méthodes de déduction de la capacité Portante du Pieu a partir des résultats des essais de pénétration. Tijdschrift der openbare werken van België, 4, 5 en 6, p. 191-268, 321-353, 351-405 [2] Huybrechts, N., Maertens. J., Mengé, P., 2002. Resultaten van een uitgebreide grondonderzoekscampagne in de Boomse klei te Sint-Katelijne-Waver. Geotechniek 6 (4), p. 18-29

afstudeerders 22

Geotechniek | januari 2007


\F  iguur 3 Zicht op proefopstelling, 1, beitel; 2, valgewicht;

3, tussenstuk tussen valgewicht en beitel; 4, geleidingsstaven; 5, referentielijn; 6, statisch gewicht; 7, kantel­ systeem om horizontale verplaatsing toe te laten; 8, frame; 9, ingeklemd monster.

Studie van breukmechanismen in gesteenten bij het breken met een hydraulische hamer Student: Lore Liekens Promotoren: prof. André Vervoort (K.U. ­Leuven) en prof. Jean-François Thimus (UCL) Bij het uitgraven van een rotsmassief worden verschillende technieken gebruikt. Voor een zwak gesteente of voor een sterk gebroken massief met weinig samenhang, kan men het soms rechtstreeks uitgraven, eventueel na het rippen van het massief. Voor een competent gesteente, is men meestal verplicht om boringen te plaatsen en springstoffen te gebruiken. Een alternatief voor de relatief dure operatie met springstoffen, is het terrein op voorhand te breken

\F  iguur 4 Zicht op het geïndu-

ceerde radiale breukpatroon aan de bovenoppervlakte (schaal in cm) en het centrale gevormde gat gevuld met fijn verbrokkeld materiaal.

met een hydraulische hamer. In vergelijking met kleinere versies van hydraulische hamers die gebruikt worden voor het breken van individuele rotsblokken, zijn de dimensies en capaciteit van dergelijke hamers duidelijk een orde van grootte groter: bijvoorbeeld een diameter van de beitel van 250 mm, een actieve lengte van 1,5 m, een massa van 4,5 ton, een valgewicht van 3,5 ton, enz. Een ander verschil met het breken van individuele rotsblokken zijn de verschillende randvoorwaarden: bij individuele blokken wordt het gesteentemateriaal eerder gespleten, terwijl bij continue banken de zijdelingse uitzetting tijdens de penetratie verhinderd wordt. Bijgevolg is het falingsmechanisme van het gesteente verschillend. Hieromtrent is echter weinig onderzoek uitgevoerd. Het doel van de uitgevoerde master-thesis is een proefopstelling realiseren, waarbij op schaal laboratoriumproeven kunnen worden uitgevoerd om zo een beter inzicht te verwerven wat betreft de verschillende breukmechanismen en het effect van parameters, zoals valhoogte, statische contactdruk, tussenafstand tussen hamerposities, enz. In figuur 3 wordt de globale proefopstelling getoond en zijn de belangrijkste onderdelen genummerd. De weergegeven situatie is wanneer het valgewicht op de beitel rust. Voor elke nieuwe slag wordt eerst het valgewicht opgetrokken over een bepaalde hoogte. De beitel blijft in het massief steken en het statische gewicht blijft drukken op de beitelkop. De diameter van de beitel is 30 mm en de penetratiediepte bedraagt ongeveer 300 mm. Het statisch gewicht kan gevarieerd worden tussen 100 en 250 kg, terwijl het valgewicht ongeveer 60 kg is. De maximale valhoogte in deze proefopstelling bedraagt 3 m.

Tijdens de voorbereiding van de master-thesis is aangetoond dat deze proefopstelling werkt. In eerste fase wordt een zandcement mengsel gebruikt. In figuur 4 is een beeld gegeven van het geïnduceerde radiale breukpatroon aan de oppervlakte. Tevens is zichtbaar dat het gevormde gat gevuld is met fijn verbrokkeld materiaal, na het wegtrekken van de \F beitel.  iguur 5 Voorbeeld van de evolutie van de penetratiediepte in functie van het aantal In figuur 5 is een voorbeeld slagen en van de valhoogte (respectievelijk gegeven van de evolutie van 0,5, 1,0 en 1,5 m). de penetratiediepte in functie

van het aantal slagen en van de valhoogte (respectievelijk 0,5, 1,0 en 1,5 m). Het effect van de valhoogte is logisch (grotere valhoogte of meer energie leidt tot snellere penetratie). De vorm van de curve is vergelijkbaar met in-situ geobserveerde curven. Deze proefopstelling wordt op dit moment gebruikt om het effect van de verschillende invloedsparameters te kwantificeren.

bij TU-Delft

door ing. H.J. Everts (docent) Dit keer wordt het werk ­besproken van ir. A.W.O. Bots en ir. R.M. Loeffen, die afstudeerden bij prof. ir. A.F. van Tol.

Het effect van gaten in de sandwichwand onder Amsterdam Centraal Station ir. A.W.O. Bots Arnaud Bots studeerde in januari 2005 af op een onderzoek naar de invloed van gaten in het groutlichaam van de sandwichwand onder Amsterdam Centraal Station. De sandwichwand is een wand van de zinksleuf onder het stationsgebouw (zie figuur 6). In de sleuf worden te zijner tijd tunnelsegmenten afgezonken. Omdat de sleuf zich onder het monumentale stationsgebouw bevindt, waaraan schade moet worden voorkomen, zijn aan de sandwichwand zeer strenge doorbuigingseisen gesteld. Om de sleufwand voldoende buigstijf te krijgen, is een nieuw type wand ontworpen, de sandwichwand. Deze bestaat uit twee rijen Tubex-palen met een diameter van 475 mm, hart op hart 1 m; de rijen staan hart op hart 2,5 m (zie figuur 7). De ruimte tussen de twee rijen Tubex-palen wordt gevuld met groutkolommen (zie figuur 8). De gedachte achter dit wandontwerp is dat de stalen palen de trekspanningen opnemen en het grout de drukspanningen. Ter plaat\F  iguur 6 Dwarsdoorsnede over de zinksleuf onder het stationsgebouw se van de te maken wand

afstudeerders Geotechniek | januari 2007

23


groting van de schuifweerstand

\F  iguur 8 Bovenaanzicht van de sandwichwand

\F  iguur 9 Voorbeeld van een gat als gevolg van twee

E50 [MPa]

­achter elkaar ontbrekende kolommen

\F  iguur 10 Verband tussen de druksterkte en de elasti-

citeitsmodulus op basis van laboratoriumonderzoek op monsters uit proefkolommen

Jetgrouten ir. R.M. Loeffen Raoul Loeffen is in december van 2005 afgestudeerd op het onderwerp jetgrouten (zie figuur 11). Centraal stond de vraag welk verband er bestaat tussen uitvoeringsparameters, grondparameters en de diameter van een jetgroutkolom. Onder jetgroutparameters worden in het algemeen verstaan de gehanteerde drukken, de debieten, de treksnelheid en draaisnelheid van de monitor, de groutsamenstelling en het type nozzle. De studie is uitgevoerd op basis van literatuurgegevens, in combinatie met praktijkresultaten. Tijdens het jetgrouten verlaat het grout de nozzle (zie figuur 12) met een hoge snelheid. Die snelheid neemt echter snel af met toenemende afstand tot de nozzle (zie figuur 13). Op geringe afstand (enkele decimeters) worden zandkor-

rels weggedrukt. Op grotere afstand wordt het zand geërodeerd en wegge- \ F iguur 11 Monitor, bestaande uit boorkop en nozzles voerd met de retourstroom (zie figuur 14). Dit proces is vergeleken met de stroming van water over een rivierbed, bestaande uit \F  iguur 12 Het jetgroutproces zandkorrels. Met deze theorie is een kritische erosiesnelheid berekend, waarbij de korrels nog net worden geërodeerd. Door te bepalen op welke afstand van de nozzle de gemiddelde snelheid kleiner is dan de kritische erosiesnelheid, is een schatting van de reikwijdte van de straal en dus van de kolomdiameter te maken. Deze methode leidde echter tot onrealistisch grote reikwijdtes. Klei bezwijkt niet door erosie maar indien de stromingsdruk groter wordt dan de sterkte van de klei. Deze benadering leidde tot meer realistische resultaten. De afstudeercommissie bestond uit ing. B. Obladen (T&E-consult), ing. H. de Kruijff (Holland Railconsult), prof ir. A.F. van Tol en ing. H. J. Everts (TU-Delft).

\F  iguur 13 Schematische weergave van het eroderen van

zand tijdens het jetgrouten

drukverloop [bar]

\F  iguur 7 Het maken van Tubex-palen met ringen ter ver-

bevinden zich echter houten palen, die zo goed als mogelijk is, voorafgaande aan het maken van de sandwichwand, worden verwijderd. Toch kunnen er enkele blijven zitten of kunnen andere obstakels in de grond aanwezig zijn, die het maken van groutkolommen kunnen belemmeren. In dat geval ontstaan door misboringen of schaduwwerking gaten in de wand. Het doel van het afstudeerwerk was om een indruk te verkrijgen van de omvang van de te verwachten gaten en de invloed daarvan op de buigstijfheid en de krachtswerking in de wand. Met behulp van een Monte Carlo simulatie is voor verschillende niveaus de kans op een gat beschouwd (zie figuur 9). Door de locatie van de gaten op de verschillende niveaus met elkaar te vergelijken, kon een indruk worden verkregen van de kans op grote gaten (doorlopend over meerdere niveaus). Het effect van deze gaten op de stijfheid en krachtswerking in de wand is doorgerekend met Plaxis en met een vakwerkmodel. Met deze modellen is door een combinatie van twee 2D-doorsneden (één verticaal en één horizontaal) een beeld gekregen van de gevolgen van een gat in de 3D-wand. De stijfheid van het grout is bepaald uit de resultaten van proeven op monsters uit proefkolommen (zie figuur 10). Uit de berekeningen bleek dat gaten in de wand niet zullen leiden tot een grote extra doorbuiging van de wand (orde grootte millimeters). De afstudeercommissie bestond uit ir. A.M.W. Duijvestijn (Arcadis), ing. H. de Kruijff (Holland Railconsult) en prof. ir. A.F. van Tol, ir. C. van der Veen en ing. H.J.Everts van de TU-Delft.

\F  iguur 14 Drukverloop in de as van een waterstraal in

een bak gevuld met water

vraag en antwoord Geotechniek | januari 2007

25


Artikel: Aanleg van een baggerspeciedepot in het Hollandsch Diep te Moerdijk, ir. M.P. Rooduijn en ir. L.W.A. Zwang. Geotechniek 10, No. 3, pp. 48-53

112 en 113 bijna hetzelfde poriëngetal en relatieve dichtheid. Proefstuk 113 gedraagt zich dilatant en 112 contractant. In beide gevallen kan dit eenvoudig verklaard worden wanneer naar de zogenaamde state parameter van de proeven wordt gekeken.

Commentaar van ir. F.A.J.M. Mathijssen 1); 2) , ir. B.J. Hooiveld 1) , R.R. de Jager 1);2) en prof. dr. ir. F. Molenkamp 2)

De state parameter is door Been & Jefferies (1985) gedefinieerd als het verschil in poriën­ getal van het monster bij de consolidatiespanning en op de zogenaamde Critical State Line (CSL) bij de gelijke effectieve spanning (zie figuur 2). Een negatieve waarde voor de state parameter resulteert in dilatant gedrag en een positieve waarde van de state parameter resulteert in contractant gedrag. Wanneer de in figuur 1 gepresenteerde proeven van Been & Jefferies (1985) met deze wetenschap nader worden beschouwd, blijkt de state parameter een zeer waardevol instrument om grondgedrag te voorspellen.

 1) Hydronamic - Koninklijke Boskalis Westminster nv

2) Technische Universiteit Delft, CITG, sectie Geo-Engineering

Algemeen Allereerst waardering voor de auteurs vanwege het onder de aandacht brengen van de geotechnische aspecten die een rol spelen bij de aanleg van grootschalige ontgravingen. Het ogenschijnlijk eenvoudig ontgraven van een put onder water kan de nodige lastige geotechnische uitdagingen met zich meebrengen. De auteurs hebben de lezer een duidelijk overzicht verschaft van enkele van deze aspecten. Zettingsvloeiing Ondanks dat de auteurs zeer duidelijk hebben aangegeven dat bij de toetsing op zettingsvloeiing is uitgegaan van in de adviespraktijk gebruikelijke toetsingscriteria en voorwaarden, wordt toch nadere aandacht voor juist dit aspect gevraagd. De in Nederland gebruikelijke toetsingscriteria en voorwaarden hebben weliswaar een ervaringsbasis, maar laten zich zeker niet zonder meer lenen voor het ontwerp van onderwatertaluds en de daarbij horende toetsing voor zettingsvloeiing. Ten dele wordt dit ook door de auteurs onderkend door aan te geven dat de kennis over zettingsvloeiing momenteel binnen de CUR-commissie C130 wordt verdiept. In het vierde conceptrapport van deze commissie wordt summier ingegaan op de modellering van zettingsvloeiing met het programma SLIQ2D. Dit rekenprogramma geeft meer inzicht dan de empirische modellen, doch sinds de totstandkoming van dit programma begin jaren tachtig hebben de ontwikkelingen niet stilgestaan. Het primaire discussiepunt betreffende zettingsvloeiing is dat, indien enkel de relatieve dichtheid beschouwd wordt, dit een slechte indicator is voor het voorspellen van contractant of dilatant gedrag. Naast het in situ poriëngetal, zijn initieel spanningspad en structuur extreem belangrijke aspecten aangezien deze het resulterende grondgedrag sterk kun-

\F  iguur 1 Vergelijk van genormaliseerde spanningspaden

voor monsters bij gelijke toestand en relatieve dichtheid: (a) Kogyuk 350/2 zand; (b) Kogyuk 350/10 zand (Fig. 17 – Been & Jefferies, 1985)

nen beïnvloeden. De genormaliseerde proeven op Kogyuk zand door Been & Jefferies (1985), gepresenteerd in figuur 1, zijn een duidelijke illustratie dat zanden bij een gelijke relatieve dichtheid zich totaal anders kunnen gedragen. In figuur 1a hebben proefnummers 37 en 103 een identiek poriëngetal en relatieve dichtheid, doch proefstuk 103 gedraagt zich dilatant en proefstuk 37 contractant. In figuur 1b hebben proefstukken

\F  iguur 2 Definitie state parameter y (Fig. 2 – Been &

Jefferies, 1985)

In figuur 3 is de relatie tussen de relatieve dichtheid en de CSL uit bovenstaande discussie samengevat. De dichtheidsgrenzen zijn materiaalconstanten, waarbij de relatieve dichtheid een spanningsonafhankelijke parameter is. De definitie van de state parameter ten opzichte van de CSL is echter spanningsafhankelijk, zoals in figuur 3 is weergegeven. De implicaties voor het analyseren van de gevoeligheid voor zettingsvloeiing van een ontgraving op basis van relatieve dichtheid in plaats van gebruikmaking van de state parameter, zijn vergaand. In het bijzonder voor de te realiseren ondiepe en diepe taluds. De empirische gegevens kunnen een redelijk inzicht geven bij spanningsniveaus rond 50 – 100 kPa. Bij ondiepe taluds kan een lage relatieve dichtheid, vanwege het lage spanningsniveau, toch resulteren in een negatieve state

\F  iguur 3 Relatie relatieve dichtheid en Critical State Line

(CSL)

ingezonden brieven 26

Geotechniek | januari 2007


\F  iguur 4 Correlatie qc vs Dr voor normaal geconsolideerd zand. Links: Ticino zand; Rechts: Hokksund zand (Jamiolkowski et

al., 1988)

parameter en daarmee dilatant grondgedrag. Het toepassen van een flauwer talud in deze grondomstandigheden lijkt daarmee oneconomisch. Bij diepere ontgravingen daarentegen kan vanwege het hoge spanningsniveau, een hogere waarde van de relatieve dichtheid toch resulteren in een positieve state parameter en daarmee contractant grondgedrag. De schijnbare ongevoeligheid voor vervloeiing, getoetst volgens de empirische gegevens, dient nu echter als een potentieel risico te worden aangemerkt. Dit heeft grote consequenties voor het risicoprofiel en de uiteindelijke geometrie van de ontgraving. Correlatie qc versus Re De auteurs geven aan dat de relatie volgens Baldi (1986), weergeven in figuur 7 van het artikel, is gebruikt voor het bepalen van de in situ relatieve dichtheid. De relatie van Baldi (1982) is gebaseerd op proefnemingen in drukkamers op Ticino zand. De resulterende relaties voor normaal geconsolideerd Ticino zand zijn tezamen met die voor Hokksund zand (Jamiolkowski et al., 1988) in figuur 4 weergegeven. Wanneer de in figuur 4 gepresenteerde relaties worden vergeleken met die in figuur 7 van het artikel, valt op dat volgens de auteurs, voor het behalen van eenzelfde waarde van de relatieve dichtheid, de conusweerstand een factor 1,5 maal kleiner zou kunnen zijn. Om hierover meer duidelijkheid te krijgen, is het van belang dat de auteurs de gepresenteerde grafiek nader onderbouwen. Kennisontwikkeling Door Lade (1992, 1993) is belangrijk onderzoek verricht naar de initiatie van statische vervloeiing. Relevante aspecten van deze theorie zijn verwerkt (Molenkamp et al., 1998) in een aangepaste versie van het constitutieve model

Geotechniek | januari 2007

MONOT (Molenkamp, 1983). Dit constitutieve model voor initiatie van vervloeiing is aan de Universiteit van Manchester geïmplementeerd en gekalibreerd (Hicks, 2003). Dit model wordt vooral gebruikt voor stochastische analyses van initiatie van zettingsvloeiingen (Hicks, 2005). Toegankelijk maken van het Nederlandse MONOT model voor onze markt en het uitbreiden voor de modellering van post-liquefaction gedrag kan leiden tot begripsvergroting en een nieuwe kennisimpuls geven aan dit elementaire onderdeel van de geotechniek. Hierdoor zullen naar verwachting in de toekomst het ontstaan van en de gevolgen van zettingsvloeiingen beter voorspeld kunnen worden. Referenties [1] Baldi, G., Bellotti, R., Ghionna, V., Jamiolkowski, M. & Pasqualini, E. (1982), “Design parameters for sands from CPT”, Proc. Second European Symposium on Penetration Testing, Amsterdam, 24-27 May 1982, pp. 425-432 [2] Been, K. & Jefferies, M.G. (1985), “A state parameter for sands”, Géotechnique 35, No. 2, pp. 99-112 [3] Been, K., Jefferies, M.G. & Hachey, J. (1991), “The critical state of sands”, Géotechnique 41, No. 3, pp. 365-381 [4] CUR C130 (2005), “Oeverstabiliteit bij zandwinputten. Vierde conceptrapport”, CUR, 8 juli 2005 [5] Hicks, M.A. (2003), “Experience in calibrating the double-hardening constitutive model Monot”, Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. 27, pp. 1123-1151 [5] Hicks, M.A. (2005), “Stochastic evaluation of static liquefaction in a predominant dilative sand fill”, Géotechnique 55, No. 2, pp. 123-133 [6] Jamiolkowski, M. Ghionna, V.N., Lancellot-

ta, R. & Pasqualini, E. (1988), “New correlations of penetration tests for design practice”, Penetration Testing 1988, ISOPT-1, De Ruijter (ed.), Balkema, Rotterdam, pp. 263-296 [7] Lade, P.V. (1992), “Static instability and liquefaction of loose fine sandy slopes”, Journal of Geotechnical Engineering 118, No. 1, pp. 51-71 [8] Lade, P.V. (1993), “Initiation of static instability in the submarine Nerlerk berm”, Can. Geotech. J. 30, pp. 895-904 [9] Molenkamp, F. (1983), “Elasto plastic double hardening model Monot”, Third revision, CO-218595, Grondmechanica Delft, Delft [10] Molenkamp, F., Choobbasti & Heshmati, A.A.R. (1998), “Modeling of liquefaction and flow of water saturated flow”, Dynamics of complex fluids, ed. M.J. Adams, R.A. Mashelkar, J.R.A. Pearson & A.R. Rennie, Imperial College Press - The Royal Society, pp. 446-468

Reactie van ir. M.P. Rooduijn en ir. L.W.A Zwang op het commentaar Algemeen In het artikel zijn een aantal geotechnische aspecten belicht met betrekking tot de aanleg van het depot. Een van deze aspecten was de gevoeligheid van de eerste en tweede zandlaag voor het optreden van een zettingvloeiing. De analyse betrof een inschatting van het risico, aangezien de definitieve uitwerking in een D&C contract moet worden uitgevoerd door de aannemer. Bij de beoordeling is uitgegaan van de algemeen in de adviespraktijk gebruikelijke toetsingscriteria, waarbij de fijnheid van het zand (D50 < 210 mm), de dichtheid van de zandlagen, laagdikte en taludhelling zijn beschouwd. Vermeld is dat ook de ontstaansgeschiedenis van het betreffende gebied, geometrie van de put en de winmethode belangrijke factoren zijn. Zettingsvloeiing In het commentaar wordt terecht uiteengezet, dat naast de gebruikelijke criteria een meer wetenschappelijke benadering op het fenomeen zettingvloeiingen kan worden beschouwd. Bij toepassing van de state parameter gedefinieerd door Been & Jefferies kan een beoordeling puur op basis van relatieve dichtheid inderdaad een te conservatief beeld geven bij relatief lage initiële korrelspanningsniveaus (eerste

27


len voor de dagelijkse adviespraktijk momenteel nog erg bemoeilijken. Ook zullen ervaringen uit de Nederlandse praktijk aan de modellen moeten worden getoetst. Het voor de adviespraktijk toegankelijk maken van modellen als MONOT wordt door de auteurs als een zeer positieve stap ervaren.

\F  iguur 7 Relatie qc versus Re volgens Baldi et al. 1986 [1]

(gerectificeerd)

zandlaag) en wellicht een te optimistisch beeld bij relatief hoge korrelspanningsniveaus (tweede zandlaag). Opgemerkt wordt daarbij dat in het artikel zeker niet is gezegd dat de tweede zandlaag per definitie ongevoelig is voor zettingvloeiingen, maar mogelijk gevoelig tot ongevoelig. Ten aanzien van het voorspellen van contractant dan wel dilatant gedrag van zand kan worden opgemerkt dat het initiële korrelspanningsniveau en de korrelstructuur voor de eerste zandlaag wel degelijk in het artikel zijn meegewogen. De kritieke dichtheidproeven zijn ingezet op de initiële korrelspanningen bepaald aan de hand van nabij gelegen sonderingen. Correlatie qc versus Re De in-situ relatieve dichtheid is bepaald aan de hand van de relaties van Baldi [1], figuur 2 pagina 147, geldig voor Ticino zand . Voor het artikel is helaas in figuur 7 abusievelijk een onjuiste grafiek gepresenteerd. De auteurs betreuren deze vergissing. De berekeningen zijn wel met de waarden volgens het artikel van Baldi uitgevoerd, waardoor de conclusies niet wijzigen. Bovenstaand is de gerectificeerde grafiek als nieuwe figuur 7 gepresenteerd. Nieuwe rekenmodellen: MONOT Onderzoek naar zettingvloeiing is sterk in beweging. Complexe modellen zoals MONOT worden ontwikkeld en daarmee wordt ervaring opgedaan. Deze modellen vragen echter een groot aantal soms lastig te bepalen parameters die de toepassing van dergelijke model-

Literatuur [1] Baldi, G., Bellotti, R., Ghionna, N., Jamiolkowski, M. and Pasqualini, E. (1986), “Interpretation of CPT’s and CPTU’s, 2nd Part: Drained Penetration of Sands”, in Field Instrumentation and In-Situ Measurements: Proceedings of the 4th International Geotechnical Seminar, 25-27 November 1986, Singapore, Nanyang Technological Institute, Singapore, pp. 143-156

Artikel: Ongedraineerde stabiliteitsanalyse, dr. ir. E.J. den Haan Geotechniek 10, No. 3, pp. 32-37 Commentaar van ir. J.W. Bosschaart en ir. R.W. den Hertog, Arthe Civil & Structure bv Het spanningspad van de CU-triaxiaalproef in figuur 4 van het artikel laat zien dat de toename van de waterspanning (Du) als gevolg van de belastingtoename (Ds1) in het begin vrijwel lineair is, vervolgens neemt de toename af en wordt de waterspanning niet groter dan de oorspronkelijk aanwezige radiale, effectieve spanning. De verhouding Du/ Ds1 neemt bijgevolg tijdens het aanbrengen van de belasting steeds verder af. Dat geldt niet voor het, in figuur A aangegeven spanningspad II, dit vertoont een toenemende verhouding Du/ Ds1. De bezwijkwaarde (index *) volgt uit (zie figuur B, fase 2):

[[ss''∗∗++cc'⋅'⋅cot cot gg((ϕϕ''))]]⋅⋅sin( sin(ϕϕ'')) == tt∗∗

Ds 1∗ ⇒ s '10 ⋅(1 − sin ϕ ') ⇒ s '30 als

2c ' s '10

of als

=

1 − sin ϕ ' cos ϕ '

t∗ = s ' ∗

Het spanningspad volgens pad II is conform dat uit figuur 1 in het artikel. Opmerking 1: Kan water ongehinderd afstromen als t = s’? Waarom? (tekst midden pagina 35). Opmerking 2: Onderzoeksresultaten IJsselmeerdijken Oost Flevoland (Grontmij Nederland B.V.). Het betrof hier CU-triaxiaalproeven op veen, isotroop geconsolideerd. Er werden drie typen spanningspaden gevonden, zie figuur C. De q/e en Du/e diagrammen zijn voor type I apart aangegeven alsmede het t/s diagram. De vraag luidt: Waarom treedt type I op en bij welke Ds1 vindt bezwijken plaats? Of anders gezegd waarom verloopt q anders dan Du met e? Opmerking 3: Bezwijken volgens pad II, figuur A, betekent: • In punt 2 dat Ds1 (max) = Ds1* en dat Du2 = Ds1* • In punt 3 dat Ds1 (max) = s’30 en dat Du3 = Ds’30 In het algemeen is Du3 > Du2; tijdens het bezwijken waarbij e groter wordt dan 5% neemt Du 1 toe van Du2 naar Du3 en is: Su = Cu = /2 s’10 =s’30 • Bezwijken volgens pad II in punt 3 betekent dat Du =s’30 = Su en , volgens spanningspad I (zie figuur A en figuur 4 in het artikel): 3 3 Su = S’0 = /4 s’10 = /2 s’30 ?

En leidt tot:

Ds 1∗ =

  s '10 2c' ⋅ (1 − sin ϕ ')⋅ sin ϕ '+ ⋅ cos ϕ ' 1 + sin ϕ '  s '10 

En leidt tot:

ingezonden brieven 28

Geotechniek | januari 2007


Reactie van dr. ir. E.J. den Haan op het commentaar De eerste vraag betreft het afstromen van water in de triaxiale compressieproef bij t = s’. Deze conditie is ook te schrijven als s’rad = 0; de radiale effectieve spanning is nul. Er is dan geen spanning over het membraan, en er kan dan water uit het monster geborgen worden langs de omtrek. De conditie van volumevastheid kan dan geweld worden aangedaan. Dit zal gebeuren als het monster de neiging heeft af te nemen in volume. De overige vragen betreffen de richting van het effectieve spanningspad (esp) tijdens de ongedraineerde afschuiffase in het triaxiaalapparaat. De te meten waarde van su in de triaxiaalproef hangt mede af van deze helling, en daarom wordt er hier wat dieper op ingegaan. De richting van het esp is met een enkele parameter aan te geven in een t - s’ grafiek. Uitgaande van Skempton’s “pore pressure equation”: Du = B(Ds3 + A(Ds1 - Ds3)), met B = 1 in verzadigde grond, is dit om te werken tot Ds’/Dt = (1 - 2A). De pore pressure parameter A geeft dus de hel-

ling van het esp weer, zie figuur 6a. Bij A = 1/2 gaat het recht omhoog, bij A = 1 onder 45° naar links. Bij A = 1/3 ligt het esp onder 3v:1h. Bij deze helling geldt tevens dat de isotrope spanning niet verandert: Dp = 0. Elke Dp ongelijk aan nul wordt omgezet in een gelijke Du, zodat Dp’, het horizontale verschil tussen de 3:1 lijn en de esp, onafhankelijk is van de richting van het totaalspanningspad (tsp). Dat wil zeggen, tsp’s met Ds3 = 0 en toenemende zuigerspanning (45° naar rechts: het L(oading)-pad in figuur 6b) of Ds1 = 0 en afnemende celspanning (45° naar links: het U(nloading)-pad in figuur 6b), geven in principe hetzelfde esp. Het esp is dus uniek! Ir. Bosschaart gebruikt vooral de verhouding Du/Ds1 om het esp te beschrijven. Die verhouding bevat de bijdrage van Dp aan Du en is daarom minder handig. De verschillen in de richting van het esp waar in het commentaar naar wordt gevraagd, kunnen dus niet samenhangen met de richting van het tsp. Mogelijke oorzaken voor verschil in richting van het esp zijn: • ander materiaal • verschillende mate van overconsolidatie • verschil in snelheid van afschuiven • verschil in verzadigingsgraad.

In de eerste plaats is de richting van het esp afhankelijk van het materiaal. Anisotropie heeft bijvoorbeeld invloed op de richting van het esp. In het recente proefschrift van Dr. Zwanenburg is aangegeven hoe dit uitpakt voor elastische, transversale anisotropie. Hierbij zijn de eigenschappen in het platte vlak isotroop, maar anders dan in het verticale vlak. In een dergelijk materiaal is Eh/Ev kleiner of groter dan 1 en zijn er twee Poisson getallen aan te wijzen. Als deze laatste betrekkelijk klein zijn, dan kan afgeleid worden dat Ds’/Dt = (2 - Eh/Ev) / (2 + Eh/Ev) of A = Eh/Ev / (2 + Eh/Ev) Bij isotroop materiaal met Eh/Ev =1 gaat het esp dus onder 3:1 naar rechts omhoog (Dp’ = 0). Is de horizontale richting stijver dan de verticale, dan draait het esp naar links, en omgekeerd. In de plasticiteitstheorie wordt deze verdraaiing van het esp gerelateerd aan contractie, resp. dilatantie die door de toename van schuifspanning t wordt veroorzaakt. Door de ongedraineerde conditie uit dit zich in resp. wateroverspanning en wateronderspanning. Van slappe, normaalgeconsolideerde grond is het esp sterk naar links gedraaid, bijv. met A = 1. Dit is het geval dat kwalitatief in de figuren 1 en 3 van het artikel is bedoeld. Bij toenemende overconsolidatie draait het esp in het algemeen verder naar rechts. Het is te bedis-

[s∗ + c'⋅ cot g(ϕ ' )]⋅ sin(ϕ ' ) = t∗

Punt 3

: Dˆ s = D u = s ' 13 30

Punt 2

:

Dˆ s 12 =

  s '10 2c ⋅ (1 − sin ϕ )sin ϕ + cos ϕ  1 + sin ϕ '  s '10 

\F  iguur A Twee verschillende spanningspaden; I conform figuur 4 in het artikel en II

bezwijken volgens fase 2

\ Onderbouwing figuur A en B

ingezonden brieven Geotechniek | januari 2007

29


\F  iguur 6a Richting van esp’s weergegeven met

Skempton’s A-parameter

\F  iguur 6b Toename van spanningen tijdens ongedrai\F  iguur C Drie typen spanningspaden

\F  iguur B Het bepalen van de bezwijkwaarde

cussiëren of dit door veranderende anisotropie komt, of door afnemende contractie. Dr. Zwanenburg heeft de elastische anisotropie-benadering op de initiële helling van het esp van overgeconsolideerd veen toegepast. Zijn werk vormt slechts een begin van het begrijpen van het triaxiale spannings-rekgedrag van veen. Figuur 4 van het artikel lijkt aan te geven dat bij veen, de A-waarde klein is. Het neemt toe met toenemende consolidatiespanning, en dat is ook bij de proeven op veen van de IJsselmeerdijken in Oost Flevoland, figuur C, te zien. Dit zal het effect van afnemende overconsolidatie zijn. Eenmaal in de normaalgeconsolideerde toestand beland, zijn de esp’s meestal gelijkvormig, dat wil zeggen normeerbaar met de consolidatiespanning. Het is dus van belang om de overconsolidatieverhouding OCR te weten van elke triaxiaalproef.

Zowel in figuur 4 van het artikel als in figuur C bezwijkt het veen (nagenoeg) op de “tension cut-off” met s’rad = 0. De correlatie su = 2 + 0,61 s’v houdt rekening met de lage A, de ligging op de tension cut-off, en de mogelijke onbedoelde drainage daarlangs. Het bleek weinig uit te maken of tcons = 0 of > 0 was. Het ligt voor de hand dat met kennis van de OCR, de correlatie verbeterd kan worden. In vergelijking met klei geeft de correlatie tamelijk hoge sterkten. Dat is ongetwijfeld het gevolg van de triaxiale compressiemodus, die de vezelbijdrage aan de sterkte optimaliseert. Overigens is het best denkbaar dat in het veen s’rad < 0 wordt, dus dat het monster horizontale trekspanning ondervindt, en het esp feitelijk boven de tension cutoff komt. Dat is echter niet vast te stellen: die informatie geeft de triaxiaalproef niet. Bij A < 1/3 wordt er wateronderspanning opgebouwd door belemmerde dilatantie. De normaalspanning neemt toe en daarmee de ongedraineerde sterkte. Het is echter een onzekere bijdrage aan de sterkte, die verloren gaat als er water aangezogen kan worden. De ongedraineerde aanpak is dan wellicht onbruikbaar.

neerd afschuiven. Het esp is onafhankelijk van het gekozen tsp.

ning door de kruipneiging toeneemt. Hoe langzamer wordt afgeschoven, des te verder zal in het algemeen het esp naar links draaien. En su afnemen. De verzadigingsgraad kan een rol spelen in de richting van het esp. Dan is B < 1 en is het esp niet meer uniek. Het draait naar de richting van het tsp toe: naar rechts bij het L-pad in figuur 6b, en naar links bij het U-pad. Het is dus van belang dat het monster voldoende verzadigd is. De esp’s zijn meestal niet recht. Dan geldt het voorgaande voor de incrementele helling van het esp. Ook bij een anisotrope consolidatietoestand met tcons > 0 (figuren 1 en 4 van het artikel) gaat het voorgaande mutatis mutandis op. Literatuur [1] C. Zwanenburg (2005). The influence of anisotropy on the consolidation behaviour of peat. Proefschrift TU Delft.

De snelheid van afschuiven heeft invloed op de helling van het esp omdat de wateroverspan-

ingezonden brieven 30

Geotechniek | januari 2007


Keerwanden met Fortrac® wapening, Barendrecht

Zeker, flexibel, kostenbewust

B ouwen met Bouwen geokunststoffen! Geotechniek (Spoor) Wegenbouw Stortplaatsen Waterbouw

www.huesker.com Agent voor Nederland

CECO B.V.

Klipperweg 14 . 6222 PC Maastricht Tel.: 043 - 3 52 76 09 . Fax: 043 - 3 52 76 03 E-mail: info@cecobv.nl . Web: www.cecobv.nl

HUESKER

HUESKER Netherlands Tel.: 073 - 50 30 653 E-mail: huesker.brok@hccnet.nl

"Geosynthetics made by HUESKER betrouwbaar door ervaring!"

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

’VANAF NU FUNDEERT U EEN STUK SNELLER EN KOSTENEFFICIËNTER.’ Pluspaal: de lichte paal met het sterke verhaal. Met de nieuwe Pluspaal van Betonson zijn enorme tijd- en kostenbesparingen mogelijk in het heiproces. En ook het milieu is er beter mee af. Sterk verhaal? Absoluut. Want de Pluspaal ís gewoon sterker, duurzamer, lichter en beter voor het milieu. Met alle evidente voordelen die daar bij horen. Zo laat de Pluspaal zich makkelijker vervoeren (meer palen per transport), eenvoudiger lossen en sneller en energiezuiniger verwerken. Terwijl het lage gewicht ook nog eens een hogere belasting mogelijk maakt. Al met al een ijzersterk verhaal, al zeggen we het zelf. Bel 0499 - 486 486 of e-mail naar: info@betonson.com. Of kijk op www.betonson.com

Betrokken Betrouwbaar ONDERDEEL VAN NIEUWPOORT GROEP


10 Jaar boortunnels in Nederland

10 Jaar boortunnels in Nederland

dr. ir. K.J. Bakker Technische Universiteit Delft, Plaxis BV

SA MENVATTI NG In 1997 werd de eerste boortunnel in Nederland gerealiseerd. Sindsdien is er veel ­geleerd. Lag in 1997 de vraagstelling sterk op de invloed van de slappe grond op het boorproces, naderhand verschoof de aandacht naar de vervormingen van de tunnel­ constructie zelf onder invloed van het grouten en het afdrukken door de vijzels. ­Belangrijke verworven inzichten zijn de invloed van de voor het boorfront gegenereerde waterspanningen op de stabiliteit; welke parameters de groutdruk rondom de lining ­bepalen en hoe de groutdruk de belasting op de lining beïnvloedt; het simuleren van het boorproces in een EEM-model; en het feit dat vijzelkrachten maatgevend kunnen zijn voor het ontwerp van de tunnelwandconstructie.

Inleiding Het is 10 jaar geleden dat in het eerste nummer van dit blad, Geotechniek, het artikel “Boortunnels in Nederland” verscheen, zie Bakker (1997). Het artikel gaf in het kort een beeld van de te verwachten problemen bij het boren van tunnels in slappe grond en een vooruitblik van het voorgenomen onderzoek bij de Tweede ­Heinenoord tunnel; maar het moest toen allemaal nog beginnen, we hadden nog geen meter geboord. Sinds die tijd is er echter veel gebeurd. De 2e

\F  iguur 1 De entree tot de 2e Heinenoord tunnel

32

Heinenoord tunnel is inmiddels al weer jaren in gebruik, zie figuur 1, en in navolging van het K100 onderzoek is er in het kader van het Gemeenschappelijk Platform Boortunnels (GPB), dat daarna op initiatief van de grote opdrachtgevers van overheidszijde is opgericht, wederom onder coördinatie van het Centrum Ondergrond Bouwen (COB), bij diverse tunnels, een omvangrijke hoeveelheid vervolgonderzoek uitgevoerd. Bij al dat onderzoek, waarvan het meeste flankerend aan de bouw van die tunnels werd uit-

gevoerd, is natuurlijk ook veel geleerd, en dat is ook in het buitenland niet onopgemerkt gebleven. Gingen we ruim tien jaar geleden nog naar Japan om het boren in slappe bodem daar te leren, nu zijn de rollen soms omgedraaid. In 2005 kwamen ter gelegenheid van het Symposium van TC 28, de internationale technische commissie van de ISSMGE voor Ondergronds bouwen in slappe grond, veel buitenlanders naar Amsterdam. Onder andere om te horen wat er rond de aanleg van de Noord-Zuidlijn in Amsterdam zoal gebeurt, maar wellicht ook uit nieuwsgierigheid naar de resultaten van al dat onderzoek van de afgelopen 10 jaar. Kortom het moment is daar om eens terug te blikken, en na te gaan of onze ideeën van toen nog met de huidige overeenstemmen.

Terugblik naar 1997 en wat daarna nog is gekomen In het artikel van 1997, getiteld “Stand van zaken met betrekking tot de geotechniek rond de aanleg van de 2e Heinenoord tunnel”, wordt het flankerende geotechnische onderzoek, omdat dit de eerste geboorde tunnel met grote diameter in Nederland zou worden, toegelicht. Met recht was met de aanleg van de 2e ­Heinenoord tunnel voor Nederland sprake van een grote stap voorwaarts; met een buitendia-

Geotechniek | januari 2007


10 Jaar boortunnels in Nederland

meter van 8,30 m werd deze tunnel significant groter dan de grootste leidingentunnel die daarvoor ooit in Nederland werd geboord. Het is sindsdien ook niet bij die ene tunnel gebleven. Zeker de aanleg van de Betuwelijn heeft hieraan belangrijk bijgedragen. Voor de ontwikkeling van de tunnelbouw in Nederland heeft deze spoorlijn een belangrijke stimulans gegeven met de aanleg van: 1) d  e Botlek spoortunnel, onder de Oude Maas, zie Jonker (2002), 2)de Sophia spoortunnel onder de Noord en 3) de tunnel onder het Pannerdensch Kanaal. Allen ongeveer van gelijke diameter, zo’n 9,60 m uitwendig. Daarnaast mogen de Westerschelde tunnel en de Groene Hart tunnel niet onvermeld blijven, met de grotere diameters van respectievelijk 11,30 m voor de Westerschelde tunnel en 14,50 m voor de Groene Hart tunnel, nog steeds de grootste diameter ter wereld. Dat voor wat betreft de tunnels die inmiddels gereed zijn gekomen. Daarnaast zijn nog in uitvoering de tunnel voor RandstadRail in Rotterdam en de ­Hubertus tunnel in Den Haag. In Amsterdam wordt hard gewerkt aan de bouw van de stations voor de Noord-Zuidlijn en is het boorproces in voorbereiding. Deze opsomming zal niet uitputtend zijn, er wordt stellig nog gestudeerd op een aantal andere potentiële tunnelverbindingen. Kortom er werd en wordt druk gewerkt aan de ondergrondse infrastructuur van Nederland. In het artikel in 1997 wordt met name de slapheid van de Holocene lagen en het hoge grondwater aangemerkt als kenmerkend voor dat­ gene waarmee rekening zou moeten worden gehouden als men in Nederland tunnels “zou” gaan boren. Daarbij werd ook opgemerkt dat de slapheid van de ondergrond kenmerkend is voor deltagebieden die mondiaal vaker voorkomen en vaak ook met grote bevolkingsconcentraties. Kortom het ontwikkelen van deze techniek zou in potentie een kennisexport product kunnen opleveren. Als kenmerkende effecten van die slapheid worden genoemd, potentieel opdrijven en de grotere vervormingen van de tunnel die daarbij zouden kunnen optreden, waaronder liggerwerking. In aanvulling werd nog opgemerkt dat het grote aantal paalfunderingen in Nederland, als daar kort langs zou worden geboord een verhoogd risico zou kunnen betekenen.

Geotechniek | januari 2007

\F  iguur 2 Geologisch profiel ter plaatse van de 2e Heinenoord tunnel

De vraag rijst of de ervaringen die tijdens de bouw zijn opgedaan ook een bevestiging geven voor de veronderstelling van destijds, dat de stijfheid van de grond van belang zou zijn; of dat er andere aspecten naar voren zijn gekomen, die achteraf gezien van groter belang zijn gebleken. In het vervolg wordt eerst een overzicht gegeven van de “leerervaringen” bij de aanleg van diverse geboorde tunnels in het afgelopen decennium, waarbij toegegeven dat de keuze van vermelding van sommige projecten enigszins wordt beïnvloed door die werken waar de auteur persoonlijk bij was betrokken, zonder iets af te doen aan het belang van de werken waaraan nu minder aandacht wordt gegeven. Veel meer details aangaande specifieke onderzoeken zijn te vinden bij Bezuijen & Van Lottum (2005).

Ervaringen met het boren van tunnels in Nederland Aan de hand van een korte beschrijving van een aantal ervaringen en observaties zal een schets worden gegeven van enkele kenmerkende observaties die zijn gedaan bij het boren van tunnels in de Nederlandse slappe bodem. Figuur 2 geeft het grondprofiel zoals bepaald bij de aanleg van de 2e Heinenoord tunnel, en daarmee een indicatie van de soms grillige gelaagdheid die in onze ondergrond wordt aangetroffen. Bij de nu volgende schets van de observaties wordt een voorbehoud gemaakt ten aanzien van het oordeel of de genoemde waarnemingen slechts geldig zijn voor het boren in slappe grond, of meer algemeen geldig zijn voor het boren van tunnels met mechanische schilden. Daartoe zou een bredere evaluatie nodig zijn geweest, waarvoor de tijd heeft ontbroken.

Constructieve schade Eén van de eerste ervaringen, “leermomenten”, voor de Nederlandse tunnelbouwers die werd opgedaan was de relatief grote schade aan de tunnelwand over de eerste 150 m van de eerste tunnelbuis die werd gebouwd voor de 2e ­Heinenoord tunnel. Alhoewel er geen reden tot paniek was, was de schade wel verontrustend en leidde deze tot een nadere evaluatie van het bouwproces ter beperking van verdere schade naar de toekomst toe, zie Leendertse (1997). De schade bestond uit scheurvorming in het algemeen, het afspatten van beton rondom de deuvelconstructie, zie ook figuur 3, meestal in combinatie met ringverschuivingen, en lekkage van de wand. In het evaluatierapport wordt de schade voornamelijk toegeschreven aan onregelmatigheden bij het samenbouwen van de tunnelring in combinatie met de hoge vijzelkrachten die nodig waren voor het voortduwen van de tunnelboormachine (TBM) tijdens het graafproces.

\F  iguur 3 Karakteristiek schadebeeld bij betonbreuk

door een overbelaste nok-deuvel constructie

33


29-10-97 03:00

29-10-97 00:00

28-10-97 21:00

28-10-97 18:00

28-10-97 15:00

28-10-97 12:00

28-10-97 09:00

28-10-97 06:00

28-10-97 03:00

Waterdruk (kPa)

10 Jaar boortunnels in Nederland

Datum

\F  iguur 4 Proefopstelling voor tunnelonderzoek in het Stevin laboratorium

\F  iguur 5 Verloop van de waterspanningen bij de nadering van het graafwiel, als functie

van de tijd en het bouwproces

Het niet nauwkeurig rond kunnen samenbouwen van de tunnelring, o.a. door de vervorming van de tunnel onder zijn belastingen, het zgn. trompeteffect, introduceert afwijkingen van de theoretisch ideale positie die bij het ontwerp wordt aangenomen. In combinatie met de hoge afzetkrachten leidde dit tot lokale spanningsconcentraties en hier en daar tot kleine en minder kleine verschuivingen van de ringsegmenten onderling. De lage schuifweerstand tussen de segmenten wordt voor een belangrijk deel toegeschreven aan de aanwezigheid van Kaubit-plaatjes in de voegen, oorspronkelijk bedoeld om spanningsconcentraties te vermijden. In de praktijk leidde dit echter tot een ongewenst neveneffect. Het verschuiven leidde tot een minder regelmatige samenstelling en daarmee tot spanningconcentraties, scheurvorming en in sommige gevallen tot overbelasting van de nokken. Bij breuk in de nok-deuvel verbinding was afspatten van het beton in sommige gevallen vaak een neveneffect en in andere gevallen heeft dit geleid tot lekkage van de tunnelwand. Naar mag worden aangenomen was eventuele lekkage het gevolg van betonschade die de rubberwaterafdichting passeerde.

gen, en een proefopstelling in het Stevin laboratorium, onderzoek is gedaan naar het onderlinge vervormingsgedrag van de tunnelsegmenten bij het samenbouwen, zie ook figuur 4 en de daaruit voortgekomen dissertatie van Blom (2002). Onder andere op basis van deze onderzoekingen werd voor de Groene Hart tunnel besloten om de nok-deuvel verbinding tussen de ringen weg te laten. Wat daar tot een vrijwel schadevrije tunnelwand heeft geleid.

Na evaluatie van deze schadegevallen werd besloten om de Kaubit-plaatjes te vervangen door dunne triplexplaatjes die door hun grotere stijfheid en schuifweerstand het onderling verschuiven van de ringelementen voorkwam. Deze maatregel was effectief, want verdere schade werd daarmee in belangrijke mate voorkomen. Behalve deze maatregel heeft de schadeanalyse ook geleid tot een belangrijk aanvullend onderzoek, waarbij in een combinatie van 3D modelleren van ringen met voe-

Instabiliteit van het boorfront Tijdens het boren van de 2e Heinenoord tunnel heeft zich, min of meer, midden onder de Oude Maas een boorfront instabiliteit voorgedaan, die nadien bekend is geworden als “De blowout”. Deze benaming zou doen vermoeden dat bij het ontstaan van de blow-out met luchtdruk zou zijn ondersteund, wat overigens bij het ontstaan van de instabiliteit niet het geval was. Wel heeft men ongelukkigerwijze, nadat al drukverlies was geconstateerd, nog vruchte-

34

Als onderzoeksvraag is nog wel blijven staan de vraag ten aanzien van de duurzaamheid van de triplexplaatjes, en of verrotten van het triplex op termijn negatief van invloed zou kunnen zijn op de axiale voorspanning van de tunnelbuis en daarmee van invloed op de waterdichtheid. Als tegenargument tegenover deze vrees wordt wel geopperd, dat door de samendrukking van het hout, meer dan 50 % compressie rek, de houtcellen voor een belangrijk deel worden samengedrukt, waardoor de duurzaamheid belangrijk zou worden verhoogd. In welke mate dit echter het geval is, en welk effect dit op duurzaamheid in de tijd heeft, zou nader onderzoek moeten uitwijzen.

loos geprobeerd de druk te herstellen door lucht naar de graafkamer te pompen. Hierdoor zagen schippers op de Oude Maas luchtbellen vrij komen naar het wateroppervlak. De poging met luchtdruk de stabiliteit te herstellen, heeft de gevolgen van de instabiliteit wellicht verergerd, maar was niet de hoofdoorzaak van het falen. Deze “blow-out” midden onder de Oude Maas heeft waarschijnlijk wel het meest tot de verbeelding gesproken en is wellicht daardoor het bekendst geworden. Wellicht minder bekend is dat bij de bouw van een aantal andere boortunnels ook met enige regelmaat boorfront instabiliteiten zijn opgetreden. O.a. is dat gebeurd bij de Sophia spoortunnel, maar ook bij de Groene Hart tunnel. Niet dat dit in de praktijk zoveel hinder heeft veroorzaakt als bij de 2e Heinenoord tunnel het geval was, waar het werk verscheidene weken vertraging opliep. Uit een evaluatie van de K100 meetgegevens bij de 2e Heinenoord tunnel is gebleken dat hoge steundruk, met als gevolg (te) hoge waterspanningen in het graaffront, waarschijnlijk een uplift en daarna breuk van de bovengelegen grondlagen heeft veroorzaakt. De instabiliteit ontstond nadat met graven werd gestart, terwijl de druk in de graafkamer nog verhoogd was vanwege het bevorderen van de doorstroming in de afvoerleidingen. Dit werd nodig geacht vanwege de verkleving van de Kedichem klei die ter plaatse in het onderste deel van het graaffront werd aangetroffen en het moeizame transport van deze klei in de afvoerleidingen. Dit had geleid tot de procedure om tijdens stilstand, ter verbetering van de drukgradiënt in de afvoerleiding, een hogere druk

Geotechniek | januari 2007


10 Jaar boortunnels in Nederland

geboord, maar bijvoorbeeld onder relatief “lichte” Holocene grondpakketten, is er een verhoogd risico ten aanzien van dit mechanisme. Hoewel er dan van een formele “blow-out”, of kortsluiting, geen sprake is, kan het wegstromen van steunvloeistof in de slappe lagen tot een vergelijkbaar stabiliteitsverlies leiden. Meestal gaat zo’n instabiliteit gepaard met het instorten van het front, omdat de druk aan het boorfront niet gehandhaafd kan blijven, wat verder graven bemoeilijkt. In het geval van de 2e Heinenoord tunnel is het uiteindelijk gelukt weer druk op te bouwen door het toevoegen van zwelklei aan de bentoniet, zgn. “kattenbak” korrels, waardoor men er in slaagde om weer afdichting en voldoende drukopbouw aan het boorfront te realiseren om verder te kunnen boren.

\F  iguur 6 links: aangenomen bezwijkmechanisme volgens Jancsecz & Steiner; rechts: met wateroverspanning is de netto

effectieve kracht waarmee het boorfront wordt ondersteund kleiner

in de graafkamer in te stellen. Dat is tijdens stilstand, met een goede bentoniet afpleistering van het front, in principe geen probleem. In dat geval zijn er slechts verhoogde horizontale korrelspanningen, op een drukniveau dat veraf ligt van passief bezwijken. Tijdens het boren dient de druk echter tot de reguliere druk voor graaffrontondersteuning te worden teruggebracht, aangezien in die situatie door het wegsnijden van de grond van afpleistering geen sprake meer is. De tijd tussen passage van de snijtanden is ruimschoots onvoldoende om opnieuw afpleistering te verzekeren, zoals ook te zien is in figuur 5. In deze figuur is ook af te lezen dat tijdens het graven de waterdruk, ook verder van het graaffront af, zich instelt afhankelijk van de druk in de graafkamer, en dat na beëindiging van het graven enige tijd nodig is voordat de hydrostatische drukverdeling zich weer heeft hersteld. Het vergt in de praktijk vaak 4 à 5 minuten voordat er weer van voldoende afpleistering sprake is, terwijl de tijd tussen het passeren van graaftanden hoogstens zo’n 20 seconden is. Dat betekent in de praktijk dat bij de gebruikelijke modellen voor de evaluatie van de boorfrontstabiliteit, e.g. met het model Jancsecz en Steiner, zie ook figuur 6, de verdeling van de hogere waterspanning in de graafkamer en de ruimtelijke effecten daarvan mede in rekening moet worden gebracht, zeker als deze zich uitstrekt tot voorbij het kritiek geachte achterglijvlak. Dit inzicht was nieuw, tot deze ervaring was hier-

Geotechniek | januari 2007

over in de internationale literatuur geen melding gemaakt. Voordien werd geen rekening gehouden met waterspanningstoename in het front, maar werd aangenomen dat bentonietafpleistering dit zou voorkomen. In het K100 onderzoek werden de waterspanningen voor het boorfront voor het eerst gemeten. In de predictie die, zoals voor elke meting in K100, vooraf werd uitgevoerd, is de grondwaterstroming geanalyseerd en is voor het eerst voorspeld dat er een wateroverspanning zou optreden, wat vervolgens ook is waargenomen. Wat er eventueel kan gebeuren bij een te hoge waterdruk in het graaffront hebben we gezien. Waterspanningen werken alzijdig, dus in dat geval ook verticaal. Bij een te hoge druk en enige samenhang van de grond kan zich dan, ook in het horizontale vlak, een scheur ontwikkelen, loodrecht op de primaire (horizontale) drukrichting; een zgn. hydraulic fracture. Zodra dat gebeurt, is er direct gevaar voor instabiel bezwijken aangezien het oppervlak waarover de druk werkt, dan onevenredig snel toeneemt, waardoor de bovenliggende grond opgetild kan worden, met als mogelijk ongewenst gevolg, bezwijken en een kortsluiting van de steundruk met de buitenlucht of, in het geval van boren onder de rivier, met het buitenwater. Ook wanneer niet onder een waterloop wordt

De kennis die is opgedaan op het gebied van waterspanningen voor het boorfront bij de 2e Heinenoord tunnel is toegepast in het ontwerp van de Groene Hart tunnel en heeft hier waarschijnlijk instabiliteit van het boorfront in belangrijke mate voorkomen, zie ook Autuori & Minec (2005).

Grout- en Gronddrukken Het meten van de uitwendige drukken op de tunnelwand is lastig. In de aanloop van het onderzoek bij de 2e Heinenoord tunnel werd door een aantal internationale deskundigen zelfs afgeraden om hier veel geld aan te besteden: “De resultaten zouden toch alleen maar tegenvallen”. Vanwege het verharden van grout zou maar kort gemeten kunnen worden, of je zou drukdozen met een groot oppervlak moeten toepassen om nog enigszins realistische uitspraken over de uitwendige belastingen op de tunnel te kunnen doen. In aanvulling op dit primaire probleem was er dan ook nog de vraag na hoeveel tijd verharding van het grout de metingen onbetrouwbaar zou maken. Ondanks dit advies zijn toch en zelfs bij

\F  iguur 7 Grout vanuit de staartspleet kan in sommige

gevallen teruglopen langs de staart van de tunnelboormachine en daar aanleiding geven tot verhoogde belasting

35


10 Jaar boortunnels in Nederland

(2006), nog berekeningen gemaakt die de indruk wekken dat daarmee de zettingsvoorspelling nog verder wordt verbeterd, zie ook figuur 8.

\F  iguur 8 Gemeten en berekende zettingstroggen

herhaling bij verschillende tunnels drukmetingen gedaan. Ten dele is de voorspelling wel uitgekomen: drukmetingen zijn moeilijk gebleken, en drukken moeilijk voorspelbaar. Desondanks hebben deze metingen, zie Talmon & Bezuijen (2005), wel belangrijk bijgedragen tot de ontwikkeling van het inzicht in de drukverdeling en de drukontwikkeling op de tunnelwand. Uit verschillende evaluaties van de krachtverdeling in de tunnelwand, zie o.a. Bakker (2000), kwam naar voren dat de initiële grondspanningen, de terreinspanningen, daarbij slechts een ondergeschikte rol hebben gespeeld. De tapsheid van de TBM in combinatie met een beperkt volumeverlies tijdens het grouten, maakt dat radiale ontlasting van de grond rondom de tunnel bijna volkomen is, zie figuur 7. De uiteindelijke belasting wordt dan meer bepaald door het groutproces en de verdeling van de grout injectieopeningen, dan door de oorspronkelijke terreinspanningen, Bezuijen & Talmon (2005). Of daarmee de rol van de initiële grondspanningen ook voor de gehele levensduur beperkt blijft, hangt echter af van de kruipgevoeligheid van de grond, zie ook Brinkgreve en Bakker (2001). Recent onderzoek bij het COB, zie Hoefsloot et al. (2005), heeft ook aan het licht gebracht dat het toepassen van een druk randvoorwaarde tussen tunnel en grond, “een groutdruk modellering”, een betere overeenstemming tussen gemeten en voorspelde vervormingen geeft dan het toepassen van het zgn. contractiemodel, zie ook het vervolg.

36

Maaiveldzettingen Dat er wat aan de hand was met de voorspelbaarheid van de maaiveldzettingen bleek al vrij spoedig bij een vergelijking tussen voorspellingen en metingen bij de 2e Heinenoord tunnel. Ofschoon de verwachtingen ten aanzien van de numerieke modellen hoog waren gespannen, bleken alleen de voorspellingen met het empirische model van Peck (1969), voor een volumeverlies van ca. 1 %, een redelijke overeenkomst met de metingen te vertonen. De numerieke modellen daarentegen waren in eerste instantie verre van nauwkeurig. Met name de modellering van het volumeverlies als een alzijdige centrische contractie, in combinatie met een Mohr-Coulomb model voor de grond, gaf een ruimschoots te brede en te ondiepe voorspelling van de zettingstrog. Vanwege het belang om in de nabije toekomst betrouwbare 3D berekeningen te kunnen maken voor situaties van boortunnels in bebouwde omgeving, is veel onderzoek gedaan om de betrouwbaarheid van de numerieke berekeningen te verbeteren. Al vrij spoedig was het het projectbureau Noord-Zuidlijn, dat op basis van 2e orde evaluaties de oplossingsrichting aangaf en verwees naar een groutdrukmodellering als mogelijke oplossingsrichting voor het beter voorspelbaar maken van zettingen, zie Van Dijk & Kaalberg (1998). Meer recent onderzoek, zie Möller (2004), bevestigt deze uitkomsten ook met behulp van 3D berekeningen. In aanvulling daarop zijn bij Plaxis BV met een nieuw ontwikkeld materiaalmodel voor kleine rekken, een zgn. Small strain stiffness materiaalmodel, zie Benz

Vervorming van de TBM bij de Westerschelde tunnel Tijdens het boren van de Westerschelde tunnel werd, tijdens het boren van de 1e buis, op een zeker moment geconstateerd dat zich onverwachte vervormingen van de staart van de TBM ontwikkelden. Vervormingen die overeenkomst leken te hebben met plooi-vervormingen, wat gezien de rondom de buis heersende reguliere grondspanningen onverwacht mag worden genoemd. Plooien zou een relatief hoge druk op de staart van de TBM veronderstellen, terwijl tot dan werd aangenomen dat door het toepassen van de gebruikelijke tapse vorm van de boormachine eerder een verlaagde spanning zou worden verwacht, in ieder geval lager dan voor plooien zou moeten worden verondersteld. Daarbij werd aangenomen dat de grond rondom de staart nog een elastische bedding zou hebben die het plooien ook onwaarschijnlijk maakte. Plooien van de mantel zou alleen kunnen worden verklaard bij een aanzienlijk hogere buitendruk in combinatie met het wegvallen van de veerreactie van de grond. Een dergelijke situatie werd op basis van de gebruikelijke theorieën niet verwacht en derhalve stond men min of meer voor een raadsel. Wel ontstond al snel de hypothese dat, indien er grout of bentoniet vanaf de graafkamer of vanuit de staartspleet langs de machine zou stromen, de drukken daarvan mogelijk tot plooien aanleiding zouden kunnen geven. Tijdens de bouw van de Westerschelde tunnel was dit echter een nog onverwacht mechanisme. Inmiddels zijn we een paar jaar verder en is er met de groutdrukmodellen van Bezuijen en Talmon meer inzicht verkregen in de ontwikkeling van drukverdelingen en rijpt het inzicht dat zeker bij de wat diepere tunnels de stijfheid van de grond, in combinatie met ongedraineerd gedrag van de grond, het aanliggen van de grond aan de TBM niet altijd kan worden verzekerd. Bij de gebruikelijke tapsheid van de TBM, welke vaak overeenkomt met een contractie van ongeveer 0,4 %, kan de grond de benodigde vervorming niet altijd volgen. De huidige inzichten, in combinatie met een 1D proefmodel (Bezuijen & Bakker 2006), neigt er naar te veronderstellen dat de grond zeker de laatste meters van de staart niet altijd aanligt, en dat zich deze ruimte dan vanaf de staart-

Geotechniek | januari 2007


10 Jaar boortunnels in Nederland

Holoceen en Pleistoceen als punten van spanningsconcentraties.

\F  iguur 9 Proefopstelling voor de bepaling van de invloed van het tunnelboren op bestaande paalfunderingen

spleet met grout vult, waardoor het ook groutdruk is waarmee de staart van de TBM wordt belast, zie figuur 7. Groutdrukken op de staart van de TBM kunnen een stuk hoger uitvallen dan de omgevingsdruk en zouden een verklaring kunnen zijn voor de bij de Westerschelde tunnel geconstateerde vervormingen van de staart van de TBM.

Invloed van boren op paalfunderingen Door het projectbureau Noord-Zuidlijn is bij de aanleg van de 2e Heinenoord tunnel uitgebreid onderzocht wat de invloed van het boren op bestaande paalfunderingen is, zie figuur 9. Een van de motieven daartoe was de vrees dat door het boren van een tunnel en de daarmee door het “volumeverlies” gepaard gaande grondontspanning, de puntopspanning rond een paalkop verstoord zou kunnen worden, en dat daarmee het draagvermogen van de paal zou worden aangetast. Uit analytisch en numeriek onderzoek wordt echter geconcludeerd dat deze ontspanning zich tot een beperkte zone rondom de tunnel uitstrekt. Cilinder symmetrische berekeningen met contractie duiden erop dat de rek rondom de tunnel, gerekend vanaf de tunnelwand, met een factor 1/r2 afneemt, Verruijt (1993). Daar komt bij dat de rekken in de grond door het volumeverlies bij het graven, ( vaak tussen 0,5 en 1,0 %), toch al vrij beperkt zijn, waardoor plastische rekken in een zone verder dan D/2 gerekend naast de tunnelwand, minder waarschijnlijk zijn. Waarschijnlijk geldt deze conclusie niet voor de zone boven de tunnel. Als resultaat van de monitoring en geocentrifuge onderzoek, zie Kaalberg (2005), is een zonering voorgesteld, waarbij te verwachten is

Geotechniek | januari 2007

dat: • a ls de paalvoet is geplaatst in zone A, zie figuur 10, vlak boven de tunnel, de zettingen van de palen groter zijn dan de maaiveldzakkingen; • in zone B, naast de tunnel, de paalvoet de zakkende grond volgt en er aan het maaiveld gelijke zakkingen zullen optreden als zullen optreden als ter hoogte van de paalvoet, en • in zone C nog verder naast de tunnel minder zettingen dan het maaiveld worden verwacht. Bijgaand resultaat komt goed overeen met het resultaat van Engels onderzoek van Selemetas (2005) in een geocentrifuge. In een eerder geocentrifuge onderzoek van GeoDelft werden grotere zakkingen gemeten dan in het Engelse onderzoek en bij de monitoring, waarschijnlijk omdat toen een groter volumeverlies werd opgelegd (tot 7 %), en de palen waren geplaatst in zeer vast zand. Voor een uitgebreider verslag van het Nederlandse onderzoek en de resultaten daarvan wordt nogmaals verwezen naar Kaalberg et al. (2005).

Vervormingen van de tunnel als buis in de grond In het artikel van 10 jaar geleden, zie Bakker (1997), werd op basis van de relatief “slappe” Nederlandse bodem verondersteld dat de vervormingen van de tunnelbuis in de grond reden voor aanvullend onderzoek zou kunnen geven. Met name werd daar gewezen op de mogelijke invloed van “stijvere punten of stijvere zones” in de fundering van de tunnelbuis, zoals bij de overgang van startschacht naar Holocene bedding en/of de overgang tussen

Nu is het niet eenvoudig om nauwkeurige metingen te doen naar de liggerwerking en de langsvervormingen van tunnels. Bij de 2e Heinenoord tunnel is daar een poging toe gedaan, waarvan de uitkomsten niet geheel onomstreden zijn. Daarna is vervolgonderzoek gedaan bij de Sophia spoortunnel, waarbij ook met 3D modellen aan de liggerwerking is gerekend, en vervolgens zijn nog bij de aanleg van de Groene Hart tunnel aanvullende metingen naar de vervormingen gedaan. Om met die laatste te beginnen: uit die metingen met de slangenwaterpas is naar voren gekomen dat de tunnelbuis in de grout toch onverwacht grote verticale verplaatsingen ondergaat, waarvan het maximum tussen de 30 en 70 mm varieert. Vanwege de grootte van de verticale vervormingen zijn ook deze metingen niet onomstreden. Wel is duidelijk dat de vervormingen primair optreden in de meer flexibele groutzone achter de TBM, en met name onder invloed van het al dan niet graven of stilstaan van de TBM. Voor wat betreft het numerieke rekenen in 3D: voor een evaluatie van metingen bij de Sophia spoortunnel zijn door COB-commissie F220 zowel met DIANA als met Plaxis 3D tunnel berekeningen gemaakt, zie ook COB nieuws no. 29; de uitkomsten van de verschillende berekeningen lopen niet zoveel uit elkaar. Dat komt wellicht ook omdat uit een numerieke uitwerking blijkt, dat de bij het mechanisme liggerwerking optredende rekken in de grond relatief klein blijven. Wellicht is dan ook de meest voor de hand liggende conclusie ten aanzien van het rekenen aan liggerwerking dat hiervoor ook met relatief simpele analytische modellen kan worden volstaan, zoals bedacht door Boogaards (1999) en later toegepast door Hoefsloot (2002); zie figuur 11 voor de modellering en figuur 12

\F  iguur 10 Zonering voor de bepaling van het effect van

het tunnelboren op paalfunderingen; bij een paalvoet in zone A zakt de paal meer dan de grond; in zone B volgt de paal de vervorming van de grond; in zone C zakt de paal minder dan de grond

37


10 Jaar boortunnels in Nederland

\F  iguur 12 Gemeten en berekend liggereffect bij de 2e Heinenoord tunnel, berekend vol-

gens het model van Boogaards

\F  iguur 11 Conceptueel model van Bogaards (1999) ter berekening van het liggereffect

door de gefaseerde bouw van een boortunnel

voor een vergelijking tussen modeluitkomsten en metingen. Dwarsverbindingen Met name rondom het vraagstuk van tunnelveiligheid is voorafgaande aan de aanleg van de Westerschelde tunnel veel risicoanalytisch onderzoek uitgevoerd, waaruit naar voren kwam dat minstens elke 250 m een dwarsverbinding nodig is. Dat is een afstand die daarna voor veel andere tunnels ook normstellend is geworden. De opgave om die dwarsverbindingen dan vervolgens te maken, is van meer technische aard. Reeds bij de aanleg van de Botlek spoortunnel was hier ervaring opgedaan met vriestechnieken. Dat is ook de oplossing die vervolgens bij de Westerschelde tunnel is gekozen en uitgevoerd. Een oplossing die weliswaar relatief duur is, maar die in de praktijk ook heel betrouwbaar is gebleken. Mede vanwege die betrouwbaarheid is te verwachten dat deze techniek in de toekomst nog wel vaker zal worden toegepast. Bij de Groene Hart tunnel, die slechts een enkele buis betreft, is het tunnelveiligheidsprobleem anders opgelost, namelijk door de buis in de doorsnede in twee gescheiden compartimenten te verdelen door het plaatsen van een tussenwand, met vluchtdeuren.

Evaluatie van de ervaringen Het onderzoek naar de groutbelastingen in combinatie met het constructieve onderzoek van de tunnel lining heeft ons geleerd dat de dimensionering van de tunnelwand, i.e. de keuze van de wanddikte en bijbehorende

38

wapening, niet zozeer door de grondbelasting wordt bepaald, maar in belangrijker mate door de (vijzel)krachten die de tunnelboormachine op de tunnel uitoefent. Als het primair de grond- of groutbelastingen zouden zijn die voor de wanddikte van de tunnel bepalend zijn, dan zou hier nog wel enigszins op bespaard kunnen worden. Dat blijkt in de praktijk anders uit te pakken. Willen we toch tot reductie van de tunnelwand en dus tot kostenbesparing komen, dan zal ook naar de TBM moeten worden gekeken om de afzetkrachten te beperken, of in ieder geval de effecten daarvan te verminderen. Wellicht moet hier nog wel het voorbehoud worden gemaakt dat de meeste tunnels waarop de waarnemingen en berekeningen zijn gebaseerd, voor het grootste deel in het Pleistocene zand waren gelegen. Voor tunnels die voor een groter deel in slappe Holocene lagen zijn gelegen, zou dit anders kunnen liggen: met name de invloed van kruip zou tot hogere belastingen op de lining kunnen leiden. Dit heeft er bij het ontwerp van RandstadRail o.a. toe geleid dat nu over een deel van het traject is gekozen voor een stalen lining, die onderling aan elkaar wordt gebout om tot een grotere sterkte te komen. Ten aanzien van de geotechnische vervormingen: het zijn niet zozeer de normale maaiveldzakkingen die zorgen baren. Deze zijn bij een goed functionerend boorproces redelijk goed te beperken tot ongeveer 0,5 % van het ontgraven volume. Meer zorgen baart het handhaven van de stabiliteit van het graaffront. Het blijkt in de praktijk toch moeilijk om instabiliteiten geheel te voorkomen. Daardoor wordt het voor-

komen van een instabiliteit, en/of het beperken van de effecten van een instabiliteit, voor een bouwproject in de stad, van groter belang dan het beheersen van de â&#x20AC;&#x153;normaleâ&#x20AC;? maaiveldzakkingen. Inmiddels weten we dat de waterdruk in de graafkamer vanwege beperkte afpleistering van het graaffront maatgevend kan zijn bij de beoordeling van de stabiliteit. Gelukkig zijn er inmiddels ook verbeterde modellen beschikbaar gekomen, waarmee de stabiliteit beter is te beoordelen, zie Broere (2001). Ten aanzien van de voorspelbaarheid van maaiveldzakkingen is een belangrijke stap voorwaarts gezet. Naast het empirische model van Peck (1969), lukt het nu ook met numerieke modellen heel aardig om de zettingstrog, zowel in diepte als ook in breedte, goed te voorspellen. Daarmee is de weg geopend om ook voor complexe situaties in de stad, waar een beoordeling van 3D effecten van het boren op bestaande bebouwing nodig is, tot een advies te komen. Daarbij is het van belang om de groutdrukken te kennen en te modelleren. Het toepassen van een Small strain materiaalmodel voor de grond, bijvoorbeeld het Plaxis Hssmall model van Benz (2005), draagt verder bij aan de betrouwbaarheid van de verkregen resultaten. Verder wordt aanbevolen om de in Delft Cluster kader ontwikkelde groutdrukmodellen verder te integreren met de beschikbare numerieke modellen. Dat zou belangrijk kunnen bijdragen aan de toepasbaarheid van de numerieke gereedschappen voor ondergronds bouwen. Het wordt dan mogelijk om de belastingen op de TBM beter te analyseren en wellicht kunnen de krachten die de TBM op de tunnelwand uit-

Geotechniek | januari 2007


10 Jaar boortunnels in Nederland

oefent dan nog verder worden beperkt. Als we daarin slagen, zou dat in sommige gevallen tot verdere besparingen op de tunnelconstructie kunnen leiden, en daarmee op de kosten van het tunnelbouwproject.

Conclusies In het artikel van 1997 lag nog sterk de nadruk op de invloed van slappe grond op het boorproces. Die invloed is ook belangrijk gebleken, maar inmiddels is er ook de ervaring opgedaan dat ten aanzien van flexibiliteit dit niet de enige bron is waar we rekening mee moeten houden. Er is ook een effect vanuit de vervormbaarheid van de tunnelconstructie zelf tijdens het samenbouwen, zoals onder invloed van grouten enerzijds en afhankelijk van de wijze waarop de TBM door de vijzels wordt voortgeduwd anderzijds. De hooggespannen verwachtingen ten aanzien van de beheersing van de maaiveldzakkingen zijn bij de eerste boorprojecten nog niet gehaald. Later, nadat door middel van monitoring dit proces beter werd begrepen, heeft zich dat sterk verbeterd. 10 jaar na het begin van het eerste boortunnelproject zijn in de Nederlandse bodem inmiddels enkele tunnelrecords gevestigd: De TBM met de grootste diameter (Groene Hart tunnel), de hoogste omgevingsdruk (Westerschelde tunnel), toepassing van het Earth Pressure Balance Shield (EPB) in grof zand (Botlek tunnel) en het grootste aantal boormeters per dag (tunnel onder het Pannerdensch kanaal). Het onderzoek bij deze tunnels heeft internationale bekendheid gekregen. Belangrijke inzichten die met de diverse onderzoekingen zijn verworven zijn: • Voor het boorfront worden tijdens het boren waterspanningen gecreëerd die de stabiliteit van het front kunnen beïnvloeden. • Welke parameters de groutdruk rondom een lining bepalen en hoe de groutdrukverdeling vervolgens de belasting op de lining en de omliggende grond beïnvloedt. • Hoe het boorproces kan worden gesimuleerd in een eindige elementen model. • Dat de vijzelkrachten en de wijze van afzetten van de TBM maatgevend kunnen zijn voor het ontwerp van de tunnelwand en de voegconstructie. Door deze boorprojecten en het daarbij uitgevoerde onderzoek is de kennis verworven voor de volgende stap: Het boren van tunnels in stedelijke omgeving en in nog slappere Holocene kleilagen.

Geotechniek | januari 2007

Met dank aan het Centrum voor Ondergronds Bouwen (COB) en aan Adam Bezuijen, Wout Broere en Cees Blom voor het gebruik van diverse figuren.

Referenties Autuori, P. & S. Minec (2005), Large diameter tunnelling under polders, Proc. 5th Int. Symp. on Underground Construction in soft Ground, ISAmsterdam 2005

Broere, W. (2001), Tunnel face stability & new CPT applications, Delft University Press. Centrum Ondergronds Bouwen (2005), 4Dmodellen simuleren boorproces, COB-nieuws no. 29 Hoefsloot, F.J.M. & K.J. Bakker (2002), Longitudinal effects bored Hubertus tunnel in The Hague, Proc. 4th Int. Symp. on Underground Construction in soft Ground, IS-Toulouse 2002

Bakker, K.J. (1997), Boortunnels in Nederland – stand van zaken met betrekking tot de geotechniek rond de Tweede Heinenoord tunnel, Geotechniek, 1997 no. 1, p. 4 –11

Hoefsloot, F.J.M. & A. Verweij (2005), 4D grouting pressure model PLAXIS, Proc. 5th Int. Symp. on Underground Construction in soft Ground, IS-Amsterdam 2005

Bakker, K.J. (2000), Soil Retaining structures, development of models for structural analysis, Balkema, 2000, Rotterdam

Jonker, J. (2002), Botlek spoortunnel, Boren onder de Oude Maas, Betuweroute Kennis

Benz, T. (2006). Small-Strain Stiffness of Soils and its Numerical Consequences, Ph.D. Thesis, Stuttgart Universität. Bezuijen, A. & A.M. Talmon (2005), Grout properties and their influence on back fill grouting. Proc. 5th Int. Symp. on Underground Construction in soft Ground, IS-Amsterdam 2005 Bezuijen, A. & H. van Lottum (eds.) (2005), Tunnelling. A Decade of Progress. GeoDelft 1995 2005 Bezuijen, A. & K.J. Bakker (2006), Loading on the tail sheet of a TBM including the influence of the tunnel face (Private communication) Blom, C.B.M. (2002), Design philosophy of concrete linings for tunnels in soft soil, Delft University Press, Delft, The Netherlands Bogaards P.J., & K.J. Bakker (1999), Longitudinal bending moments in the tube of a bored tunnel. Numerical Models in Geomechanics Proc. NUMOG VII: p. 317-321 Brinkgreve, R.B.J. & K.J. Bakker (2001), Timedependent behaviour of bore tunnels in soft soil conditions; a numerical study, Proc. ­ICSMGE, Istanbul, Turkey. Brinkgreve, R.B.J., K.J. Bakker & P.G. Bonnier (2006), The relevance of small-strain soil stiffness in numerical simulation of excavation and tunnelling projects, Proc. Numog XII, Graz, Austria.

Kaalberg F.J., E.A.H. Teunissen, A.F. van Tol and J.W. Bosch (2005), Dutch research on the impact of shield tunneling on pile foundations. Proc. of 16 th ICSMGE, Osaka Leendertse, W.L. et al. (1997), Analysis of the damage on the tunnel lining due to construction (in Dutch), Bouwdienst Rijkswaterstaat Möller S.C. & P.A. Vermeer (2005), Prediction of settlements and structural forces in linings due to tunneling, Proc. 5th Int. Symp. on Underground Construction in soft Ground, IS-Amsterdam 2005 Selemetas D., J.R. Standing and R.J. Mair (2005), The response of full-scale piles to tunneling. Proc. 5th Int. Symp. on Underground Construction in soft Ground, IS-Amsterdam 2005 Talmon, A.M. & A. Bezuijen (2005), Grouting the tail void of bored tunnels: the role of hardening and consolidation of grouts. Proc. 5th Int. Symp. on Underground Construction in soft Ground, IS-Amsterdam 2005 Vermeer, P.A., R. Schwab and T. Benz (2006), Two elastoplastic models for small and large strains and their use in engineering practice. Wei Wu, H.-S. Yu (Eds.): Modern Trends in Geomechanics, Berlin: Springer, 2006, pp. 159-174. Verruijt, A. (1993), Soil Dynamics, Delft University of Technology Reacties op dit artikel kunnen tot 1 april 2007 naar de uitgever worden gestuurd

39


Een Delftse school? Prof. dr. ir. A. Verruijt Emeritus hoogleraar TU Delft

SA MENVATTI NG

Inleiding De wereld is zo groot en divers dat er geen methode te vinden is die alleen in Delft wordt gebruikt. Bovendien is al het werk, ook van De Josselin de Jong, altijd rijkelijk voorzien van verwijzingen naar dat van eerdere onderzoekers, soms uit Delft, maar meestal van elders. En toch, er valt toch wel wat te zeggen over een aantal kenmerken van het werk dat in Nederland door De Josselin de Jong, en veel van zijn leerlingen, gedaan is. En die kenmerken vindt men elders niet in die mate terug.

grondwatermechanica dan vaak een studie op het niveau van de gronddeeltjes (de korrels) zelf, en de poriën daartussen.

Stapje dieper Het eerste, en misschien belangrijkste, kenmerk is dat veel werk ontwikkeld is door eerst een stapje dieper te kijken. Veel onderzoek in de geotechniek heeft het karakter van de bestudering van een verschijnsel in de praktijk, en dat dan in een formule beschrijven. Het ergste voorbeeld dat ik daarvan ken, is de formule van Peck voor de zettingen bij het boren van een tunnel (overigens met alle respect voor Peck als een groot ingenieur). Er wordt dan gesteld dat de zakking het grootst is juist boven de tunnel, en op het oneindige is er geen zetting. Daaraan voldoet de Gauss-verdeling, en als men dan de spreiding daarvan niet voorspelt, maar bepaalt uit de gemeten zettingen, heeft men een formule die heel goed klopt. Ik wil het graag geloven, maar ben er niet erg van onder de indruk. Liever zie ik een studie waarin geprobeerd wordt een verschijnsel te ontrafelen door te bestuderen wat de fysische achtergrond ervan is. Dat betekent in de grondmechanica of

40

Naar aanleiding van de presentatie van het boek met de belangrijkste artikelen van Professor De Josselin de Jong rees bij de redactie van Geotechniek de vraag of er wellicht sprake was, of is, van een Delftse School, waarbij de gedachte dan is dat het werk volgens die Delftse School zich zou moeten onderscheiden van het werk in de rest van de wereld. De redactie heeft aan Arnold Verruijt, emeritus hoogleraar Grondmechanica en opvolger van De Josselin de Jong, gevraagd daarover enige gedachten op te schrijven. Verruijt komt tot de conclusie dat er wel degelijk een Delftse school is.

Dispersie Een mooi voorbeeld is de ontwikkeling van de beschrijving van het verschijnsel dispersie, dat is het transport van een verontreiniging door stromend grondwater. Toen dat in de jaren 50 van de vorige eeuw als onderwerp van studie naar voren kwam, door het belang van de verspreiding van verontreinigingen, kwam men al gauw tot de gedachte dat dit wel erg veel leek op diffusie, en daar waren in de fysica mooie formules voor ontwikkeld. Voor dispersie hoefde je dan alleen maar de diffusiecoëfficiënt te vervangen door een andere factor, de dispersiecoëfficiënt, en die moest je dan gaan meten door proeven te doen. De Josselin de Jong zag in dat dispersie misschien toch wat anders was dan diffusie, en dat het dan goed was om te proberen te beschrijven wat er zich afspeelt in een stelsel van poriën waar water door stroomt, met medeneming van kleine deeltjes verontreiniging. Diffusie kan die deeltjes door het water verspreiden, maar belangrijk is dat het water om de korrels heen moet stromen, en zo kan het ene deeltje links om een korrel worden gevoerd, en het andere deeltje rechts om die korrel. En dan kan een van die deeltjes in een kanaaltje terechtkomen waarin het water langzaam stroomt, terwijl een ander deeltje in een kanaaltje komt waarin het water juist heel snel stroomt, door de oriëntatie van dat kanaaltje of door de afmetingen ervan. Zo ontstaat

het effect dat ook optreedt bij het verlaten van een stadion, waarbij twee vrienden net naar een verschillende uitgang worden gestuwd, waarbij de ene uitgang wijder is dan de andere, zodat de ene groep veel vlugger opschiet als de andere. Men verliest elkaar uit het zicht, maar in de breedterichting is men slechts weinig van elkaar verwijderd. Wat je dan ook moet doen is dat de snelste buiten het stadion gewoon moet blijven staan, dan komt de ander na enige tijd vanzelf weer naast hem uit. Wat het betekent, is dat de verspreiding in de richting van de stroming veel groter is dan de zijdelingse spreiding.

\F  iguur 1 Het boek met de belangrijkste artikelen van

De Josselin de Jong

Geotechniek | januari 2007


Brownse beweging De Josselin de Jong was bovendien nooit te beroerd om eens op te zoeken hoe de mensen die uit het principe van de Brownse beweging de grootte van de diffusiecoëfficiënt hadden afgeleid (Einstein, Chandrasekhar) dat nu eigenlijk hadden uitgerekend. Dat leidde tot een publicatie met veel waarschijnlijkheidsrekening, en lastige wiskunde, maar het resultaat was heel mooi: de dispersiecoëfficiënten in longitudinale en transversale richting bleken te kunnen worden geschreven als DL = aLv en D T = aTv, waarin v de gemiddelde snelheid van het water is, en aL en aT twee constanten zijn, van de orde van de grootte van de korreldiameter, en aL veel groter dan aT, bijvoorbeeld aL / aT = 8. Dat is nogal wat, doordat nu bekend is hoe groot de dispersiecoëfficiënten zijn, en hoe ze afhangen van de basisparameters: de korrelgrootte en de snelheid van het water. Dat het klopte, werd ook nog bewezen door een serie proeven, met mooie foto’s van verspreidingszones. Niet iedereen geloofde het allemaal direct, vooral niet de mensen die al eerder in publicaties hadden gesteld dat het effect in alle richtingen hetzelfde was, maar na betrekkelijk korte tijd kwam het allemaal goed, vooral door toedoen van Jacob Bear, uit Haifa, die in zijn boeken op iets andere, maar in wezen equivalente, wijze de resultaten van De Josselin de Jong bevestigde. En tegenwoordig is dit allemaal algemeen aanvaarde standaardkennis. Interessant is misschien nog op te merken dat in de eerste publicaties van De Josselin de Jong over dispersie verwezen wordt naar H. Kramers, in oktober 2006 overleden. Dat was een fysicus, hoogleraar in Delft, de grondlegger van het vak Fysische Transportverschijnselen, en ook een autoriteit in het afleiden van macroscopische grootheden uit het gedrag op kleinere schaal. Misschien komt het daar wel allemaal vandaan.

Double sliding Veel van het andere werk van De Josselin de Jong heeft een soortgelijk karakter. Zo probeerde hij het kruipgedrag van grond af te leiden uit de verschijnselen op het niveau van de korrel. Maar waarschijnlijk zijn belangrijkste werk is de ontwikkeling van een model voor de plastische vervormingen van een korrelachtig materiaal, ook op basis van het gedrag op microscopische schaal, althans de schaal van de korrels. Dit leidde tot het zogenaamde “double sliding, free rotating model”, dat gebaseerd is op de gedachte dat plastisch vervormen alleen optreedt als de schuifspanning op een

Geotechniek | januari 2007

Foto: Freek van Arkel

Een Delftse school?

\F  iguur 2 Van links naar rechts: Fokkema, Van Duijn, De Josselin de Jong en Barends.

De Josselin de Jong in het zonnetje Op woensdagmiddag 30 augustus 2006 werd Prof. Gerard de Josselin de Jong, de grand old man van de Nederlandse grondmechanica, door zijn leerlingen uitgebreid in het zonnetje gezet. In de jaren vijftig van de vorige eeuw was Josselin een pionier op het gebied van zowel de grondmechanica als de geohydrologie. Zijn ideeën strookten niet altijd met de gevestigde orde en het gevolg is dat veel van zijn publicaties minder aandacht hebben gekregen dan ze verdienen. Drie van zijn leerlingen – Arnold Verruijt, Hans van Duijn en Ruud Schotting – namen daarom het initiatief om een selectie te maken van de meest significante publicaties en daar een boek van te maken. Het eerste exemplaar van die 350 pagina’s dikke bundel, die na monnikenwerk van vooral Schotting tot stand kwam, werd op de bijeenkomst aan “Jos” uitgereikt. Drie sprekers luisterden de bijeenkomst op. Prof. Verruijt, opvolger van Josselin als hoogleraar Grondmechanica aan de TU Delft na diens emeritaat in 1980, zette Josselin in historisch perspectief. De basisprincipes van de grondmechanica werden geformuleerd in de eerste helft van de twintigste eeuw door de generatie van Terzaghi, met als cruciale formule dat de grondspanning de som is van de korrelspanning en de waterspanning. Het geniale van die gedachte, aldus Verruijt, is dat het porievolume er niet toe doet. Bij de generatie van direct na de oorlog, waar Josselin toe behoort, kwam de uitwerking van die gedachten aan de orde. In het denken van Josselin stond visualisatie centraal en dat is te zien aan de vele, vaak prachtige handgetekende figuren in de artikelen. Daarnaast was Josselin zeer geïnteresseerd in de experimentele kant van de grondmechanica. Uiteindelijk ging het hem er om de werkelijkheid te beschrijven, een model was voor hem geen doel op zich. Revolutionair was zijn denkbeeld dat bij plastische vervorming de snelheidsvector niet noodzakelijk parallel aan de spanning hoeft te staan. De gevestigde orde dacht daar heel anders over, en het heeft decennia geduurd voordat de bijdrage van Josselin hierin op waarde geschat werd. De tweede spreker was Prof. Hans van Duijn, destijds werkzaam in Delft en nu rector magnificus bij de TU Eindhoven. Hij beschreef Josselins loopbaan ná diens emeritaat in 1980. Er waren nog zoveel interessante problemen dat er van pensionering eigenlijk geen sprake kon zijn, en Wiskunde verleende Josselin graag de faciliteiten – eerst een kamer, later ook een secretaresse – om zijn wetenschappelijke werk voort te zetten. In deze tijd was dispersie in grondwaterstroming het grote onderwerp van Josselin. Een omstreden begrip, maar ook hier begint nu het inzicht door te dringen dat de ideeën van Josselin heel wat meer in zich hadden dan destijds werd geaccepteerd. Prof. Jacob Fokkema, rector magnificus van de TU Delft besloot de sprekersrij met een filosofisch verhaal over het belang van coryfeeën als Josselin en mocht Josselin het eerste exemplaar van het boek overhandigen. In zijn dankwoord stuurde Josselin alle hulde voor het samenstellen van het boek nog even naar Ruud Schotting ‘want die heeft het echte werk gedaan, en alle copyrights geregeld en zo.’ Al met al was het een geslaagde middag voor en ter ere van een 91jarige coryfee.

41


Een Delftse school?

moeilijk te aanvaarden dat er iets mis was met Drucker’s principe. Inmiddels is het punt opgelost. Stelt men dat grond een “niet-associatieve vloeiregel” heeft, dan klopt het weer allemaal, en kan de grondmechanica worden ingepast in de mechanica van continua.

\F  iguur 3 De belasting wordt primair overgedragen door

elementen die zich ter plaatse van de verticale contactpunten tussen de korrels bevinden (illustratie: De Josselin de Jong)

zeker vlakje gelijk is aan de maximaal mogelijke waarde zoals lang geleden geformuleerd door Coulomb, en dan bestaat uit afschuiven langs een vlak in die richting. Er zijn twee zulke glijvlakken, met een onderlinge hoek van 90° ϕ/2. Dat lijkt allemaal heel redelijk en bijna triviaal, maar vooral de omstandigheid dat het afschuiven in de beide richtingen van verschillende grootte kan zijn (doe maar eens een triaxiaalproef: de ene keer schuift het monster alleen naar links af, een andere keer alleen naar rechts, en de volgende keer in beide richtingen een beetje) leidde tot consequenties die tot veel discussie aanleiding hebben gegeven. Bovendien stelt het model dat bij bezwijken geen volumeverandering optreedt, of, in latere versies, eventueel een zekere betrekkelijk kleine volumeverandering. Er waren twee belangrijke controverses: in het eenvoudigste geval, zonder dilatantie, is het model in strijd met het principe van Drucker, dat zo’n furore had gemaakt in de plasticiteitstheorie van metalen (die hebben alleen cohesie, geen wrijvingshoek). Volgens dat principe kon men namelijk de relatieve grootte van de plastische vervormingen bepalen door de bezwijkvoorwaarde te differentiëren naar de overeenkomstige spanningscomponent. Als dat voor grond zou gelden, zou bij alle plastische vervormingen van grond een voortdurende uitzetting van het materiaal optreden (met een dilatantiehoek gelijk aan de wrijvingshoek). Voor een grondmechanicus is dat duidelijke onzin, maar voor iemand uit de theoretische mechanica was het

42

Mathematisch bewijs experimenteel weerlegd Moeilijker lag het met een andere consequentie van het double sliding model, namelijk dat bij bezwijken de hoofdrichting van de reksnelheid niet samenvalt met de hoofdrichting van de spanning, maar daarmee een hoek kan maken, van maximaal ϕ/2. Uit fundamentele hoek kwamen daar bezwaren tegen, weer gebaseerd op een algemeen principe uit de mechanica van continua, namelijk dat voor een isotroop materiaal de hoofdrichtingen van reksnelheid en spanning moeten samenvallen. En daar was mathematisch bewijs voor! Gelukkig bleek dat dat bewijs al in het begin fout loopt, omdat het namelijk gebaseerd is op de aanname dat er een éénduidig verband tussen spanning en rek moet zijn. En dat lijkt op het eerste gezicht heel redelijk, maar hoeft voor grond helemaal niet. Er kunnen immers bij dezelfde spanningstoestand verschillende vervormingen optreden, en een zelfde vervorming kan best bij verschillende spanningstoestanden horen. Maar er zijn ook nog bezwaren aangevoerd door wetenschappers die alternatieve modellen presenteerden, waarbij de rotatie niet vrij was, maar opgelegd werd. Gelukkig is dat ook allemaal weerlegd, eerst door proeven van De Josselin de Jong en Drescher, maar later ook door anderen, bijvoorbeeld door Savage en Lockner. Een double sliding model verklaart bijvoorbeeld heel mooi dat men bij een schuifproef op zand vaak nogal verschillende schuifsterktes vindt, afhankelijk van de oorspronkelijke horizontale

spanning. Een jaar of twintig geleden waren op een internationale conferentie alleen de Delftenaren niet verbaasd als Engelse collega’s een wolk van resultaten van schuifproeven presenteerden (meestal met de bedoeling om de superioriteit van de triaxiaalproef te bewijzen, maar daar gaat het nu niet om).

Delftse school Ook leerlingen van De Josselin de Jong (soms al van de tweede generatie) hebben de hierboven geïllustreerde Delftse methode gebruikt in hun werk. Zo ontwikkelde Strack (met Cundall) een model om op basis van het onderlinge gedrag van twee elkaar rakende bolletjes het gedrag van een hele korrelstapeling te voorspellen, als je computer maar groot genoeg is. En de methode der analytische elementen voor grondwaterstroming, die Strack ontwikkelde, met nog een andere Delftenaar, Haitjema, is ook gebaseerd op een combinatie van het gedrag van een groot aantal in principe simpele basiselementen. Een heel mooi voorbeeld is ook het model dat Sellmeijer ontwikkelde voor piping. Ook hij ging daarbij naar de basis terug: de stroming door een kanaaltje in de grond, en het evenwicht, of losraken, van een korrel op de overgang tussen grond en water. En de theoretische voorspellingen zijn bevestigd door experimenteel onderzoek. Het aantal voorbeelden is nog met vele uit te breiden: Barends, Soerjadi (de vader van Wibi), Uffink en Wichman in de grondwatermechanica en consolidatie; Vermeer, Molenkamp, Teunissen en diverse anderen in de plasticiteit van grond; Den Haan voor kruip; Van der Grinten, Smeulders, Hölscher en Cornejo in de gronddynamica, te veel om allemaal te noemen. Veel van dat werk heeft al de karakteristieken van de Delftse school: beginnen met terug te gaan naar de basis, uitgaan van fysische basisprincipes, moeilijke wiskunde niet uit de weg gaan, en zorgen voor experimentele bevestiging. En concluderend kan dus gesteld worden dat er wel degelijk een Delftse school is.

\ Figuur  4 Systeem van holtes verbonden door kanaaltjes

(illustratie: De Josselin de Jong)

Reacties op dit artikel kunnen tot 1 april 2007 naar de uitgever worden gestuurd

Geotechniek | januari 2007


Risico-inventarisatie begint hier

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 icm sondeerapparatuur Vanetesters

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

Nieuw!!! Digitale conus: Icone - gebruiksvriendelijker - kostenbesparend - hogere kwaliteit meetresultaten

Met beide voeten op de grond

www.besix.com BES-2931_AdvGeo-A5_FA06.indd 1

11/30/05 6:07:13 PM


Uitvoering van een bouwput met SCB-wanden in het centrum van Tilburg Ing. R.J. Schippers VWS Geotechniek b.v.

SA MENVATTI NG Bij de aanleg van een ondergrondse parkeergarage in Tilburg zijn Spanwanden® van 18 m lang afgehangen in een cementbentonietwand van 54 m diep. Dit tweede artikel over dit project behandelt de uitvoering. De stabiliteitseigenschappen van de sleuf waren maatgevend voor de logistiek. Vanwege de beperkte dikte van 0,8 m is veel aandacht besteed aan de verticaliteit ten einde een goede aansluiting van de panelen te waarborgen. Voor aanvang is uitgebreid onderzoek gedaan naar de eigenschappen van het cementbentonietmengsel, zoals het vloeigedrag, de verhardingssnelheid en de eindsterkte. De hechting van het mengsel aan de Spanwand® is apart onderzocht in verband met de verwijdering daarvan van de in het zicht komende binnenzijde van de wand.

Inleiding Ten behoeve van het project ‘Herontwikkeling Pieter Vreedeplein’ in Tilburg is voor het maken van de bouwput gekozen voor het afhangen van Spanwanden in een verse cementbentonietsleuf (zie figuur 1). Dit samenstel van Spanwand® en cementbentoniet wordt in het vervolg SCB-wand genoemd. Bij de uitwerking van de varianten die voldeden aan de specifieke combinatie van randvoorwaarden in het voortraject, bleek dat de toepassing van een SCB-wand een technisch

\F  iguur 1 Overzicht van de bouwplaats

44

en economisch interessante oplossing was. Door de cementbentonietwand een stuk langer te maken dan de Spanwand®, kon mooi gebruik worden gemaakt van de diep gelegen waterremmende kleilaag op NAP –38,0 m. Hierdoor werden dure tijdelijke voorzieningen, zoals bijvoorbeeld een onderwaterbetonvloer in combinatie met trekpalen of een waterremmende injectielaag overbodig. In het vorige nummer van Geotechniek werd de theoretische achtergrond van de toepassing van een SCB-wand besproken [Schippers,

2006]. In dit artikel deel wordt de uitvoeringstechnische kant belicht.

Stabiliteit van de sleuf Het graven van een sleuf in de grond veroorzaakt altijd invloed op de omgeving. Er zijn twee redenen waarom een met steunvloeistof gevulde sleuf niet instort. De eerste reden is dat er in de sleuf sprake is van overdruk, omdat de steunvloeistof een hoger volumiek gewicht heeft dan het grondwater eromheen. De vloeistofspiegel in de sleuf wordt altijd hoger gehouden dan de grondwaterstand. De tweede reden is dat er in de ondergrond sprake is van spanningsspreiding (boogwerking) om de ontgraven sleuf heen. Dit houdt automatisch in dat de invloed op de omgeving sterk afhankelijk is van het gewicht van de steunvloeistof en de mate waarin boogwerking op kan treden. Naarmate de sleuf breder wordt, kan er steeds minder boogwerking optreden en neemt de stabiliteit van de sleuf af. Naarmate de sleufstabiliteit afneemt, nemen de vervormingen in de ondergrond toe, wat in dit geval ongewenst is. Om een minimale gronddeformatie te bereiken, moet de sleuf zo smal mogelijk blijven. Er is echter het spanningsveld met de uitvoering die, om efficiënt te kunnen werken, juist een zo groot mogelijke afstand tussen het graven en het plaatsen van de Spanwand® wenst. In Nederland zijn geen normen beschikbaar

Geotechniek | januari 2007


Uitvoering van een bouwput met SCB-wanden in het centrum van Tilburg

wrijving langs de omtrek van de wig (achterzijde en zijvlakken) en de vloeistofdruk in de sleuf. De aandrijvende krachten bestaan uit het gewicht aan grond in de moot, eventueel verhoogd met externe belastingen op het maaiveld (verkeer, materieel, opslag, etc.) of belasting uit belendende gebouwen (zie figuur 2). De norm schrijft voor dat een dergelijke evenwichtsbeschouwing stapsgewijs voor meerdere ontgravingsdieptes moet worden uitgevoerd. Ook moet de hellingshoek van de afschuivende wig worden gevarieerd, zodat de minimale veiligheid op iedere diepte wordt gevonden.

\F  iguur 2 Evenwichtsmodel volgens DIN 4126

waaraan de stabiliteit van een gegraven sleuf moet voldoen. Er wordt in Nederland dan ook altijd gebruik gemaakt van de Duitse norm DIN 4126. De stabiliteit wordt hierin gedefinieerd als de verhouding tussen de weerstandbiedende en de aandrijvende krachten. Hoewel

2.00

2.00

SS0.40 = 13.50 0.60 GW0.40 = 12.90 12.50

0

1.51

158

104

870

584

1.42

1856

1306

1.43 1.38

3549 4994

2490 3610

1.44

6417

1.58

12951

8172

16647

9964

1.76

20581

11711

1.77

25413

14348

p = 375

Allow. FOS = 1.3 p = 375

p = 375

p = 375

p = 500 28.00

199

20380

238

1.73

41732

24190

48546

28789

1.72

55519

32330

20

40

351 351 351 351

121701

60

-36.50 (11)

351

Erddruck E [kN] 50

-28.00 (10)

351

110530 114320

Support force S' + E(GWall) [kN] 30

351

103550

171525

Safety factors Min. FOS(a) = 1.30

351

95457

152548 161256

-23.00 (9)

351

89806

140552

1.41

351

82006

129076

1.38 1.41

333

71475

118117

-17.50 (8)

315

64318

107670

1.36

295

57124

97731

-12.00 (7)

275

46565

87838

1.35

255

36401

79362

-7.50 (6)

219

1.69

70923

-3.00 (5)

178

16829

1.32

10

159

36035

1.37

0

139

30490

1.31

-10

119

1.81

1.39

-40

99

1.77

62977

7.50 (3) 6.50 (4)

70 83

4796

1.73

10.50 (1) 9.50 (2)

51

9707

1.37

-30

36

6911

1.52

-20

18

1.51

1.67

-10

Spacing [m]: 4.50 Bilinear lateral pres. (DIN 4126) At-rest pr. in front of guide wall Minimum external stability eta(a) = 1.299 at a depth of -28.000 m Minimum inner stability FOS(i) = 5.181 Groundwater ingress FOS= 1.369 File: 04002-003-a (Heuvelring palen profiel 1).scl

1.49

23.50

10

Voor de berekening van de sleufstabiliteit is gebruik gemaakt van het programma GGUTrench (zie figuur 3). Dit programma is volledig afgestemd op DIN 4126. De parameters die moeten worden ingevoerd, zijn eenvoudig: g’, j‘ en c’ van de diverse lagen, de sleufbreedte

1.00

2.00

1.00

1.00

2.00

1.00

4.50

Calculation base tilburg Ground level = 13.90 m Trench depth = -39.00 m Guide wall depth = 12.90 m Trench length = 35.00 m gam (suspension top) = 13.1 kN/m³ gam (suspension bottom) = 13.8 kN/m³ tauf (suspension) = 0.0100 kN/m² Terrace: Depth [m]: 11.40

d 10 Designation [mm] 1.00 * 10-1 zand 1 1.00 * 10-1 leem / klei 1 1.00 * 10-1 zand 2 1.00 * 10-1 leem / klei 2 1.00 * 10-1 zand 3 -1 1.00 * 10 zand 2 1.00 * 10-1 klei / zand 1.00 * 10-1 zand 1.00 * 10-1 leem 1.00 * 10-1 klei / zand -1 1.00 * 10 zand -1 1.00 * 10 klei / zand 1.00 * 10-1 zand

1.00

c J J' M [kN/m³] [kN/m³] [°] [kN/m²] 18.0 10.0 30.0 0.0 19.0 9.0 27.5 2.0 19.0 10.0 32.5 0.0 19.0 9.0 27.5 2.0 19.0 10.0 35.0 0.0 19.0 10.0 32.5 0.0 18.0 9.0 25.0 0.0 18.0 10.0 30.0 0.0 18.0 9.0 25.0 4.0 18.0 9.0 25.0 0.0 19.0 10.0 35.0 0.0 18.0 9.0 25.0 0.0 19.0 10.0 35.0 0.0 Cohesion FOS = 1.500 Slip plane cohesion factor = 1.000 20 Flank cohesion factor = 1.000 Soil

in de praktijk de bezwijkvorm in de ondergrond de vorm van een schelp heeft, is er voor gekozen om de bezwijkende grondmoot te schematiseren in de vorm van een wig die de sleuf in wil schuiven (zie figuur 2). De weerstandbiedende krachten bestaan uit

-41.00 (12)

Seitendruck [kN/m²] 70

80

90

100

\F  iguur 3 Resultaat van een GGU-Trench berekening

Geotechniek | januari 2007

45


Uitvoering van een bouwput met SCB-wanden in het centrum van Tilburg

\F  iguur 4 Het ontgraven van de sleuf en het afhangen van de Spanwand®

en diepte, het volumieke gewicht van de steunvloeistof, de grondwaterstand, het steunvloeistofniveau en tenslotte de locatie en grootte van eventuele externe belastingen. Omdat de afstand tot en de funderingswijze van de belendingen variëren, zijn meerdere berekeningen uitgevoerd. Aangezien niet alle informatie met betrekking tot de belendingen in detail beschikbaar was, is er in dit geval voor gekozen om gezamenlijk een aantal relevante doorsneden te definiëren en deze door te rekenen. Voor het volumieke gewicht van het cementbentoniet mengsel is uitgegaan van een mengsel dat bestond uit 40 kg/m3 bentoniet en 210 kg/m3 cement. Het volumieke gewicht na menging kan als volgt worden bepaald: 210 kg cement + 40 kg bentoniet heeft een volume van (210 / 2.950 + 40 / 2.450) = 0,088 m3 . Om 1 m3 materiaal te krijgen, moet hier (1,000 – 0,088) = 0,912 m3 water bij worden gevoegd. Het geheel weegt na menging 210 + 40 + 912 = 1.162 kg/m3 . Gedurende het graven wordt het mengsel zwaarder, doordat er ten gevolge van het in- en uithijsen van de grijper zand in vermengd wordt. Omdat het zand onder invloed van de zwaartekracht uitzakt, zal er onderin de sleuf meer zand in het mengsel zitten dan bovenin. Op basis van ervaring is aangenomen dat er bovenin ca. 10 % en onderin ca. 15 % zand in het mengsel terecht komt door het graven. Het gewicht van het mengsel in de sleuf bedraagt bovenin (0,10 x 2.650) + (0,90 x 1.162) = 1.311 kg/m3 en onderin (0,15 x 2.650) + (0,85 x 1.162) = 1.385 kg/m3 . De berekende doorsneden bestonden uit een

46

viertal maatgevende belastingschema’s vanuit de belendingen. Aanvullend is de invloed van de aanwezigheid van het materieel bekeken. De berekeningen zijn zo uitgevoerd dat de sleuflengte bepaald is waarbij de theoretische veiligheid 1,3 bedroeg. Uit de berekeningen volgde in de meest ongunstige doorsnede theoretisch een toelaatbare sleuflengte van ca. 35,0 m. Hoewel een dergelijke sleufbreedte in theorie toelaatbaar zou zijn geweest, is rekening gehouden met het sterk schematische karakter van het berekeningsmodel. In deze toepassing staat de sleuf ook relatief lang open, omdat de verhardingstijd zodanig moet worden gestuurd dat enerzijds de elementen tijdig kunnen worden geplaatst, maar dat het mengsel daarna niet al te lang meer vloeibaar blijft. Om deze redenen is voor het uitvoeren van een SCB-wand een verhoging van de veiligheid op de sleufstabiliteit noodzakelijk naar minimaal 1,5 in plaats van 1,3.

Het graven van de sleuf Om de planning te kunnen halen, was de inzet van twee graafkranen noodzakelijk. In eerste instantie was er gepland om met twee graafkranen naast elkaar te werken en zou de wand in één richting rond gegraven worden. De weekproductie van een graafkraan bedroeg 20 m sleuftraject, zodat met twee kranen in een week 40 m sleufbreedte open zou worden gegraven, wat qua stabiliteit niet haalbaar was. Het graven was qua tijd echter maatgevend boven het afhangen van de Spanwanden.

Gezien de mogelijke onzekerheid ten aanzien van de verhardingstijd van het cementbentoniet mengsel (ondanks een uitgebreid geschikt­ heids­onderzoek vooraf, waarover later meer) en het inbouwen van enige reserve, is besloten om te werken met twee graaffronten in plaats van met één. Dit hield in dat in principe niet meer dan 20 m sleuf open zou komen te staan. Onverwachte langere verhardingstijd zou dan niet direct tot stagnatie leiden. Bij onverwachte kortere verhardingstijd was de hoeveelheid Spanwand® die in korte tijd geplaatst moest worden qua hoeveelheid te overzien. Hoewel de keuze voor een tweede graaffront leidde tot een ingewikkelde logistiek op de bouwplaats, bood het incasseringsvermogen in de operatie (zie figuur 4). Een belangrijk gegeven voor de bepaling van de graafvolgorde was dat er bij voorkeur maar één eind- of pasplank diende te worden gemaakt, omdat de Spanwanden geprefabriceerd op het werk komen. Door de kranen op enige afstand van elkaar te laten beginnen en ze eerst in dezelfde richting te laten werken, kon het eerste gedeelte Spanwand® worden afgehangen zonder passtuk. Hierna zijn beide kranen in tegengestelde richting rond gegaan, totdat ze elkaar uiteindelijk aan de andere zijde weer hebben ontmoet. Gezien het feit dat de sleuf ca. 54,0 m diep is, bij een dikte van slechts 0,8 m, is veel aandacht besteed aan de verticaliteit en de nauwkeurigheid van het graven. Normaliter wordt

Geotechniek | januari 2007


Uitvoering van een bouwput met SCB-wanden in het centrum van Tilburg

\F  iguur 5 Laboratoriumcontainer voor geschiktheidson-

derzoek en kwaliteitscontrole

een nauwkeurigheid van 1% haalbaar geacht. Bij een ontgravingsdiepte van 54,0 m kan een paneel onderin 0,54 m verlopen zijn. Wanneer twee naastgelegen panelen beide een maximale scheefstand hebben, maar in tegengestelde richting, dan kan de maximale afwijking 1,08 m bedragen, zodat de panelen bij een dikte van 0,8 m in theorie niet meer op elkaar aansluiten. In dit geval zijn beide kranen voorzien van een nauwkeurig plaatsbepalingsysteem, waarmee bij iedere hijsbeweging op intervallen van 0,5 m de positie van de grijper real-time wordt uitgelezen. Van de verzamelde gegevens wordt gedurende het graafproces een 3D-weergave van de sleuf ten opzichte van de theoretische positie in de cabine van de kraanmachinist weergegeven. Hiermee kon gedurende het graafproces worden gecontroleerd, of de gewenste nauwkeurigheid gehaald werd. Door de draaicyclus van de grijper te onderbreken (normaliter wordt na iedere hijsbeweging de grijper 180 graden gedraaid) kon enigszins worden bijgestuurd.

Geschiktheidsonderzoek cementbentoniet mengsel Voor aanvang van het werk is er in een laboratorium een uitgebreid vooronderzoek gedaan met diverse mengsels en samenstellingen. Voor het mengsel was een karakteristieke druksterkte vereist van 1,5 N/mm 2 . Om deze karakteristieke sterkte te halen, moest de representatieve waarde minimaal 2,0 à 2,1 N/mm 2 bedragen. Het mengsel moest ook een

Geotechniek | januari 2007

\F  iguur 6 Detail van het geleidingssysteem

relatief lange tijd (min. 5 dagen) vloeibaar blijven, maar bij voorkeur niet langer dan 10 dagen. Er zijn verschillende mengsels aangemaakt met verschillende hoeveelheden bentoniet, cement en hulpstof. De proefopzet is in twee fasen verdeeld, te weten: 1. Bepaling van de rheologische eigenschappen (volumieke massa, Marsh viscositeit, filterverlies, cake dikte en vrij water) met diverse “blanco” mengsels en bepaling van het opstijvingsgedrag. Dit opstijvingsgedrag is door middel van vane-metingen in kaart gebracht. Aan de hand van de resultaten is bepaald met welke mengselsamenstelling het vervolgonderzoek zou worden uitgevoerd. De maatgevende criteria voor deze fase in vloeibare toestand zijn viscositeit, vertraging en uitzakking. Voor de verharde toestand is dit de druksterkte. 2. Na bepaling welke mengsels voldeden aan de rheologische eisen en het opstijvingsgedrag, is aan deze mengsels grond bijgevoegd welke ter plaatse is geboord. Ook van deze mengsels is het opstijvingsgedrag bepaald en zijn er monsters gemaakt waarvan na 56 dagen de druksterkte bepaald is. Uiteindelijk is een mengsel toegepast dat per m3 bestond uit 40 kg bentoniet, 210 kg cement (CEM III/C32,5), 911 kg water en diverse hulpstoffen. Deze zijn toegevoegd om zowel op vloeigedrag als ook op vertraging van de verharding te kunnen sturen. De hoeveelheden hulpstof zijn in het werk regelmatig aangepast

aan de hand van de opstijvingsresultaten in de sleuf. De dosering van de hulpstoffen werd tijdens het werk in het laboratorium tweemaal per dag gecontroleerd (zie figuur 5). Aanvullend is er nog een klein onderzoek geweest naar hulpmiddelen om het verwijderen van het cementbentoniet na het ontgraven van de bouwput aan de binnenzijde te bevorderen. Er zijn drie stukken Spanwand® horizontaal gelegd en gevuld met cementbentoniet. Op één stuk is een anti-graffiti middel aangebracht, op één stuk was bekistingsolie aangebracht en één stuk was onbehandeld. Het verharde cementbentoniet bleek het eenvoudigst af te steken van het onbehandelde stuk, zodat logischerwijs de Spanwanden onbehandeld zijn geplaatst.

Het plaatsen van de elementen Hoewel de elementen zijn afgehangen in cementbentoniet, wat in principe al waterdichtheid garandeert, is veel aandacht besteed aan een goede onderlinge aansluiting van de elementen zelf. De Spanwanden zijn voorzien van een messing en groef, waartussen een rubberen voegprofiel aanwezig is die de aansluiting waterdicht maakt. In feite is er bij een SCB-wand dus sprake van een dubbele waterkering. Omdat de elementen nogal een forse lengte hebben, is ervoor gekozen om in de kop twee schroefhulzen aan te laten brengen in de zwaartelijn van het profiel. In de schroefhul-

47


Uitvoering van een bouwput met SCB-wanden in het centrum van Tilburg

zen kunnen draadeinden worden geschroefd waar de hijsvoorzieningen aan bevestigd konden worden. Omdat de hijspunten zich in de zwaartelijn bevinden, hing het profiel daardoor altijd verticaal. Omdat er tijdens het inhijsen visueel weinig controle mogelijk is, is de onderzijde van de Spanwanden voorzien van een stalen geleidingsschoen met een V-vormige opening. Aan de andere zijde van de Spanwand“ werd een bout aangebracht, waarmee de planken naar elkaar toe werden geleid (zie figuur 6). Het op de juiste hoogte afhangen werd gedaan door de draadeinden te voorzien van een stelplaat en een moer. Iedere plaat steunde af op een samengesteld dubbel U-profiel dat op zijn beurt op de prefab geleidebalken kon worden gelegd (zie figuur 7). Met behulp van een eenvoudig waterpastoestel kon vervolgens het profiel op exact de juiste hoogte worden afgehangen. Vanaf dat moment diende er slechts te worden afgewacht tot de cementbentoniet voldoende verhard was, zodat de draadeinden en de Uprofielen konden worden losgemaakt en de geleidebalken konden worden verwijderd.

Het resultaat Na het gereedkomen van de wand is de bemaling geïnstalleerd en getest. Het maximale debiet voor de tijdelijke verlaging van de waterstand binnen de bouwkuip bleef na de initiële ontwatering en inregeling beperkt tot ca. 50 m3 /uur. Na het ontgraven van de bouwput bleek de waterdichtheid van de constructie zeer bevredigend. Het verwijderen van de cementbentoniet kon plaatsvinden, vrijwel zonder de Spanwanden te beschadigen. Er kan worden gesproken over een geslaagd project, waarbij de vooraf gestelde functionele doelen ten aanzien van de omgevingsbeïnvloeding zijn gehaald. Het uiteindelijke resultaat mag bovendien gezien worden (zie de figuren 8 en 9).

\F  iguur 7 Detail van het afhangsysteem

\F  iguur 8 Resultaat van de uitvoering van de SCB-wand

Literatuur [1] R.J. Schippers: Innovatief concept voor een bouwput in het centrum van Tilburg. Geotechniek, nr. 4, oktober 2006, p. 28-33

Reacties op dit artikel kunnen tot 1 april 2007 naar de uitgever worden gestuurd

48

\F  iguur 9 Aanzicht van de afgewerkte SCB-wand

Geotechniek | januari 2007


DP for Civil Engineering

Wie zoekt kent Educom niet. Wie Educom kent zoekt niet.

� Geotechnical computation ���Field investigation ���Laboratory analysis

GGU-RETAIN Geotechnical design and structural analysis of all types of anchored, strutted and free retaining walls.

The geoengineering software suite developed by GGU engineers comprises 43 programs covering a wide range of applications for geotechnical design, site investigation and laboratory analysis.

GGU-Software distrubution world wide

Goed uitgeven is ons vak Voor het uitgeven van uw brochures, nieuwsbrieven en bedrijfsmagazine

Am Hafen 22 D-38112 Braunschweig Germany Phone +49 - (0)531- 2159849 Fax +49 - (0)531 - 2159851 infos@ggu-software.com

educom communicatie

T 010 - 425 65 44 E info@uitgeverijeducom.nl

www.uitgeverijeducom.nl


De stabiliteit van bouwputten in onverzadigde gronden ir. M. De Vos ir. V. Whenham WTCB â&#x20AC;&#x201C; Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf

SA MENVATTI NG In een WTCB-onderzoek is aandacht geschonken aan de impact van de niet-verzadigde

toestand van de grond op de stabiliteit van taluds. In het proefstation te Limelette is een experimentele bouwput gerealiseerd in de gedeeltelijk verzadigde leemgrond. Na het

uitgraven werd de stabiliteit opgevolgd met metingen van de zuiging, het watergehalte en de verplaatsing. De eerste afschuivingen ontstonden op het ogenblik dat de

zwakste zuiging optrad. Als middel om de zuiging in de ondergrond te behouden, is de doeltreffendheid van een kunststoffolie getest.

Inleiding In de praktijk wordt men niet zelden geconfronteerd met uitgravingen waarvan de stabiliteit onverklaarbaar lijkt ( figuur 1). Daarnaast krijgt men net zo vaak te maken met de onverwachte instorting van andere ( figuur 2). Een reden hiervoor is dat er nog grote lacunes bestaan in de kennis over en het goede begrip van bepaalde fenomenen die de stabiliteit van taluds beĂŻnvloeden. Deze vaststelling ligt aan de grondslag van een WTCB-onderzoek waarbij voornamelijk aandacht geschonken wordt aan de impact van de niet-verzadigde toestand van de grond op de stabiliteit van taluds. In dit artikel wordt een kort overzicht gegeven van de resultaten die verkregen werden in het kader van dit onderzoek.

\F  iguur 1 Talud waarvan de stabiliteit niet kan verklaard

worden met de traditionele rekenmethoden

50

Het grondtype In cohesieve grondtypes kunnen vrij steile taluds uitgevoerd worden. Indien de cohesie haar oorsprong vindt in de aard van de grond (bijv. kleigrond), heeft men het over intrinsieke cohesie. Deze vermindert slechts zeer langzaam, zodat het gevaar voor afschuivingen pas op lange termijn zal optreden. Indien de cohesie van de grond afkomstig is van andere facto-

\F  iguur 2 Boven en onder voorbeelden van bruuske en

onverwachte afschuivingen

ren (cementering, dichtheid, capillariteit, â&#x20AC;Ś), spreekt men van een schijnbare cohesie. Deze laatste kan veel sneller verdwijnen als gevolg van een plotse watertoevoer of een verwering van de grond. Om het behoud van de cohesie in de grond te waarborgen, is het bijgevolg nodig de oorsprong ervan te kennen. Verder dient men de impact ervan in aanmerking te nemen bij de berekeningen, zelfs indien het gaat om tijdelijke bouwputten. Cohesieve grondtypes staan in de regel bloot aan krimp als gevolg van eventuele vorst-dooicycli en bevochtigings-drogingscycli. De krimp ligt aan de oorsprong van de vorming van scheuren aan het oppervlak. Deze scheuren leiden niet enkel tot de oppervlakkige verwering van de grond, maar bevorderen ook de infiltratie van water

\F  iguur 3 Afschuiving als gevolg van de infiltratie van

water in het talud na slagregen

Geotechniek | januari 2007


De stabiliteit van bouwputten in onverzadigde gronden

\F  iguur 4 Translatorische afschuiving in zandhoudende grond

Invloed van water De aanwezigheid van water in de grond leidt doorgaans tot een vermindering van het contact tussen de vaste deeltjes, wat een vermindering van de effectieve spanningen teweegbrengt (effect versterkt door de filtratiekrachten als het water in beweging is). Regenval kan aan de grondslag liggen van twee fenomenen die de stabiliteit van een talud in het gedrang kunnen brengen: erosie en infiltratie. Een geërodeerd talud kan een minder stabiele geometrische vorm vertonen, wat aanleiding kan geven tot de progressieve afschuiving van het talud. Door de infiltratie van water kan de grond een deel van zijn schijnbare capillaire cohesie verliezen. Hierdoor kan tevens een waterophoping ontstaan

Geotechniek | januari 2007

types, waardoor de afschuifsterkte van de grond op korte termijn toeneemt door de ­stijging van de capillaire cohesie. Na verloop van tijd kunnen de scheurtjes opgevuld raken met water. Hierdoor bereikt de waterdruk op­nieuw een evenwichtstoestand, wat minder gunstig is voor de stabiliteit van het talud. • vorst-dooicycli en bevochtigings-drogingscycli die de grond aan het oppervlak langzaam maar zeker doen verweren, en dan vooral door een versnelling van de scheurvorming en/of de erosie van de grond. Hierdoor kunnen er min of meer oppervlakkige afschuivingen ontstaan, die teweeggebracht worden door externe factoren (bijv. slagregen of trillingen door het werfverkeer).

Invloed van de tijd De invloed van de tijd op de stabiliteit van bouwputten is het gevolg van tal van fenomenen: • ontspanning van de grond als gevolg van een uitgraving. Hierdoor kunnen microscheurtjes ontstaan, wat vooral bij kleigronden veel voorkomt. Ze leidt eveneens tot een vermindering van de waterdruk in cohesieve grond100 80 Verzadigingsgraad S (%)

De stabiliteit van grondsoorten die geen intrinsieke of schijnbare cohesie vertonen, wordt bepaald door hun interne wrijving en door de eventuele aanwezigheid van water tussen de korrels. De maximale helling van een talud is in dergelijke gevallen niet zo steil. De vastgestelde afschuivingen bij dit grondtype zijn meestal te wijten aan redelijk oppervlakkige terreinverschuivingen (zie figuur 4). In het geval van niet-homogene grond, kan er een afschuiving ontstaan ter plaatse van een niet onderkende zwakke zone of in het raakvlak tussen lagen met een verschillende permeabiliteit (permeabele laag boven een minder permeabele laag).

aan het raakvlak tussen de permeabele grond aan het oppervlak (doorgaans gescheurd en verweerd door bevochtigings-drogingscycli en vorst-dooicycli) en de minder permeabele onderliggende grond.

Ontzadigingszone

60 40 Luchttoevoerwaarde

20 0

Residuele verzadiging 0

50

100 Matrixzuiging (kPa)

150

200

\F  iguur 6 Waterretentiekromme 120 100

Afschuifweerstand (kPa)

in de grond. Aangezien de onderliggende nietgescheurde grond minder permeabel is, stapelt het water zich doorgaans op aan het raakvlak tussen de verweerde en de intacte zone, wat progressief aanleiding geeft tot erosie van de taluds of tot grootschaligere afschuivingen (zie figuur 3).

\F  iguur 5 Verschillende toestanden waaronder water in de grond kan voorkomen

Luchttoevoerwaarde

80

Niet-lineaire stijging van de afschuifweerstand

60 40

Afschuifweerstand bij verzadiging

20 0

0

50

100

150

200

Matrixzuiging (kPa) \F  iguur 7 Evolutie van de afschuifweerstand, afhankelijk van de matrixzuiging [6].

51


De stabiliteit van bouwputten in onverzadigde gronden

Vergelijking van Fredlund : .t = c’ + tg’ j’ (.s - ua) + tg jb (ua - uw),

100.000 Gamma van de te Limelette gemeten verzadigingsgraden (tussen 0,5 en 4 m diepte, 2004)

10.000 1.000

waarbij : .t. (kPa) c’ (kPa)

Zuiging(kPa)

100 10 1

Gamma van de waarden, gemeten in de ‘droge’ periode (april tot oktober)

Punctuele experimentele metingen Geëxtrapoleerde waarden

0,1

Kromme, opgesteld aan de hand van experimentele waarden (leem uit Limelette)

0,01 50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Verzadigingsgraad (%) \F  iguur 8 Experimenteel bepaalde retentiekromme voor de leemgrond van Limelette (methode van Richards, toegepast op

ongeroerde monsters)

Matrixcohesie (kPa)

30 25

Invoeren van de matrixzuiging in de berekeningen In de literatuur worden verschillende benaderingen voorgesteld waarmee men de invloed van de matrixzuiging op de afschuifweerstand van de grond in rekening kan brengen. De benadering die de voorkeur genoot in het kader van het WTCB-onderzoek is deze, opgesteld door Fredlund [1] en Vanapalli [6]. Ze steunt enkel op de waarneming dat men parallellen kan trekken tussen het afschuifgedrag van de grond en zijn waterretentiekromme (zie figuren 6 en 7). De waterretentiekromme wordt voornamelijk bepaald door de grootte en de vorm van de poriën. De auteurs maken bovendien gebruik van de algemene vergelijking (1) die doorgaans toegeschreven wordt aan Fredlund en presenteren hun besluiten onder de vorm van een definitie voor de hoek fb.

Schattingen en metingen van de zuiging in de grond Aan de hand van grafieken zoals deze voorgesteld in figuur 9 en waarvan de bepaling voor

15 10 5

10

20

30

40

50

Zuiging (kPa) \F  iguur 9 Afleiding van de ‘matrixcohesie’ cmatrix = (ua - uw).tg φb voor de leem uit Limelette (*).

• k ruip, die op lange termijn aanleiding kan geven tot het instorten van het talud door progressieve afschuiving.

Basisprincipe van de niet-verzadigde toestand van de grond In gedeeltelijk verzadigde gronden, waarbij de ruimte tussen de korrels zowel gevuld is met water als met lucht (zie figuur 5), ruimen de positieve waterdrukken plaats voor spanningen tussen de korrels (matrixzuiging). Deze worden zowel veroorzaakt door de adsorptiekrachten aan de contactpunten water-vaste stof (geval van geadsorbeerd of gebonden water) als door de capillaire werking aan het raakvlak water-lucht (geval van capillair water). De zuiging heeft een positieve invloed op de afschuifweerstand van de grond, omgekeerd evenredig met het watergehalte in de grond.

52

= de afschuifweerstand = de effectieve cohesie (zonder de capillariteit in rekening te brengen) j’ (°) = de interne wrijvingshoek ua (kPa) = atmosferische druk .s. - ua(kPa) = de totale spanning uw (kPa) = waterdruk tg jb (ua - uw) (kPa) = de invloed van de zuiging op de afschuifweerstand van de grond (‘capillaire cohesie’ of ‘matrixcohesie’) jb (°) = een parameter die het verloop van de afschuifweerstand afhankelijk van de zuigingsgraad weergeeft ua - uw (kPa)= de zuiging in de grond Door de bepaling van de waterretentiekromme van de grond enerzijds en de toepassing van een wet die de afschuifweerstand aan de zuigingsgraad koppelt anderzijds, kan men de invloed van de zuiging op de afschuifweerstand begroten. Eens de schijnbare cohesie bepaald is, kan deze in om het even welke berekeningsmethodiek ingevoerd worden. Deze benadering werd toegepast op de studie van de leemgrond van het WTCB-proefstation te Limelette (zie figuren 8 en 9). Tijdens de eerste fase van het onderzoek werden de krommen uit figuur 7 vergeleken met de resultaten van triaxiaalproeven op onverzadigde grondmonsters (CW-methode of ‘constant water’-methode), die gedraineerd werden ten opzichte van de lucht en niet ten opzichte van water. Als gevolg van de complexiteit van deze proeven, was het niet mogelijk voldoende betrouwbare resultaten te verkrijgen om definitieve conclusies te kunnen trekken. Om deze reden werd beslist het onderzoek verder te zetten met eenvoudige drukproeven, overeenkomstig de methode van Vanapalli [6]. Deze proeven zijn minder nauwkeurig, maar wel veel makkelijker en sneller uitvoerbaar. Momenteel wordt er een analoge werkwijze gevolgd voor het onderzoek van een aantal andere (vooral zandhoudende) grondsoorten.

20

0 0

(1)

Geotechniek | januari 2007


De stabiliteit van bouwputten in onverzadigde gronden

5 0

0,5 m diepte

Zuiging (kPa)

-5

1 m diepte

-10

1,5 m diepte

-15

2 m diepte

-20

2,5 m diepte

-25

3 m diepte

-30

3,5 m diepte

-35

Dec

Nov

Okt

Sep

Aug

Jul

Jun

Mei

Apr

Maa

Feb

-40 Jan

recte bepaling van de retentiekromme, wat een tamelijk onzekere (erg variabele) parameter blijft.

\F  iguur 10 Gemiddelde over 3 jaar van de maandelijkse metingen, uitgevoerd in Limelette (augustus 2003 - mei 2006).

verschillende grondsoorten het voorwerp uitmaakt van het huidige WTCB-onderzoek, wordt het mogelijk de toename van de afschuifweerstand afhankelijk van het watergehalte of de zuiging in rekening te brengen, op voorwaarde dat deze vooraf gemeten of geschat werden. Om deze basisinformatie te verkrijgen, dient men ter plaatse de zuiging op te meten. In het verleden was dit niet eenvoudig uit te voeren op de bouwplaats (plaatsing, opvolging). De meer recente opnemers zijn echter beter aangepast aan geotechnische toepassingen. In het kader van het onderzoek werden er vanaf augustus 2003 metingen van de zuiging uitgevoerd in het proefstation te Limelette (leemgrond) aan de hand waarvan statistieken opgesteld werden van het gemiddelde zuigingsniveau per maand (over een periode van bijna 3 jaar) en per diepte. Deze zijn voorgesteld in figuur 10. De resultaten zijn uiteraard enkel

geldig voor de leemgrond van Limelette en mogen zonder specifieke studie in geen geval veralgemeend worden. Ze geven echter wel een eerste indicatie van de seizoensgebonden schommelingen van de zuiging waaraan men zich kan verwachten in een leemgrond. Zo stelt men een daling van de zuiging van ongeveer 20 kPa vast tussen de droge en de regenachtige maanden, en dit tot op een diepte van 2 m. Uit figuur 9 blijkt dat deze schommelingen overeenstemmen met variaties van de capillaire cohesie of de matrixcohesie van 0 kPa tot 5 à 10 kPa, wat niet te onderschatten is voor de stabiliteit van bouwputten. Als alternatief voor de meting van de zuiging kan men ook metingen van het watergehalte uitvoeren. In dit geval kan het verband tussen het watergehalte en de zuiging afgeleid worden uit de waterretentiekromme van de grond. Deze methode wordt echter afgeraden, omdat de resultaten sterk afhankelijk zijn van de cor-

Experimentele toepassing Om het belang van de invloed van de zuiging op de stabiliteit van uitgravingen te illustreren, werd in het WTCB-proefstation te Limelette een experimentele bouwput gerealiseerd in de gedeeltelijk verzadigde leemgrond (de grondwaterlaag bevindt zich op een diepte van ongeveer 55 m onder het maaiveld). Vóór de realisatie van de bouwput werden klassieke oriënterende proeven uitgevoerd (CPT, boringen met monstername voor identificatie- en triaxiaalproeven (CU), …), evenals specifieke proeven ter bepaling van de zuiging in de grond (watergehalte en tensiometers). De metingen van de zuiging werden gedurende een jaar vóór de uitgraving opgevolgd, ter bepaling van de maximale en de minimale waarde van de zuiging in de grond, afhankelijk van het seizoen, de diepte en de weersomstandigheden. Aan de hand van deze metingen werd de bouwput zodanig gedimensioneerd dat zijn stabiliteit enkel gerechtvaardigd was (op het vlak van de berekeningen) wanneer de verhoging van de afschuifweerstand, overeenkomstig de zuiging in de droge periode (van april tot oktober) in rekening gebracht werd. Daarna werd de bouwput uitgegraven (juni 2004) en werd de stabiliteit ervan opgevolgd met verschillende meetinstrumenten ter bepaling van de zuiging, het watergehalte en de verplaatsing. Overeenkomstig de voorspellingen ontstonden de eerste afschuivingen van de

\F  iguur 11 Eerste fase van de experimentele bouwput (afmetingen: 6 m breed, 20 m lang en 3 m diep)

Geotechniek | januari 2007

53


De stabiliteit van bouwputten in onverzadigde gronden

een bijzonder voorval zoals een hevige stortbui. Om de taluds te beschermen tegen de invloed van de regen, worden deze niet zelden afgedekt met een kunststoffolie. Dankzij deze folie kan men de oppervlakkige erosie van het talud tegengaan en vermijden dat er grote hoeveelheden water zouden infiltreren. De folie verhindert echter ook de verdamping van het water, zodat er oppervlaktecondensatie kan optreden.

20 Regenval die optrad op de avond vóór de afschuiving van de bouwput

10

03/06/05

03/05/05

03/04/05

03/03/05

31/01/05

01/01/05

01/12/04

01/11/04

01/10/04

31/08/04

01/07/04

0

01/08/04

5

01/06/04

Regen (l/m3, dag)

15

\F  iguur 12 Meting van de regenval

bouwput op het ogenblik dat de zwakste zuiging in de grond gemeten werd, met name in januari en februari 2005 (zie figuur 11). De figuren 12 en 13 geven respectievelijk een overzicht van de neerslagwaarden en de zuiging die opgemeten werden tussen juni 2004 (uitvoering van de bouwput) en juni 2005. Hierin ziet men duidelijk de lage zuigingswaarden in de grond in januari-februari 2005 die, in combinatie met de zware regenval eind januari, geleid hebben tot de afschuiving van de wanden van de experimentele bouwput. Aangezien de afschuivingen slechts oppervlakkig zijn (over een dikte van 75 cm), zeer plots optraden en in verband gebracht kunnen worden met de geringe zuiging in de grond en de zware regenval, kan men veronderstellen dat we inderdaad te maken hebben met een afschuiving als gevolg van een overmatige waterinfiltratie in de verweerde oppervlaktezone van de wanden. De resultaten van het hiervoor besproken expe-

riment zijn representatief voor een bouwput, uitgevoerd in leemgrond. Deze studie wordt momenteel uitgebreid naar zandgronden, door de opvolging van een aantal bestaande taluds. De metingen van de verplaatsingen (hellingsmeters, optische metingen) hebben aangetoond dat de verplaatsingen tot op het ogenblik van de afschuivingen zeer klein waren. Hieruit blijkt dat dit fenomeen zeer onverwachts optreedt en met de traditionele verplaatsingsmetingen slechts moeilijk te voorspellen is.

Middelen om de zuiging in de grond te behouden Hoewel een regenbui op zich gewoonlijk niet aan de basis ligt van de afschuiving van een talud, en zelfs een talud dat blootgesteld wordt aan een hevig onweer geen aanzienlijke schade oploopt, kan de progressieve aantasting van het oppervlak van een talud wel leiden tot de onverwachte afschuiving ervan, meestal na

5 0 -5 -10 015

Men kan dus besluiten dat de positieve invloed van de kunststoffolie voornamelijk toegeschreven kan worden aan het feit dat deze de erosie van de wanden beperkt, de progressieve beschadiging door bevochtigings-drogings­ cycli vermindert en eveneens het risico op waterinfiltratie na zware regenval inperkt.

-20

Zuigng (kPa)

-25 -30 -35

21/01/05 en 11/02/05 (afschuivingen)

Tensiometers - gemiddelde -1 m Tensiometers - gemiddelde -1,5 m Tensiometers - gemiddelde -2,5 m Tensiometers - gemiddelde -3,5 m

-40 -45 -50 -55

\F  iguur 13 Meting van de zuiging (gemiddelde van de meetpunten rondom de experimentele bouwput)

03/06/05

03/05/05

03/04/05

03/03/05

31/01/05

01/01/05

01/12/04

01/11/04

01/10/04

31/08/04

01/08/04

01/07/04

01/06/04

-60

54

Om te testen in hoeverre de kunststoffolie doeltreffend is om de zuigingsgraad in de grond te waarborgen en uiteindelijk ook het risico op afschuivingen te beperken, werd de experimentele bouwput te Limelette in juni 2005 verbreed om opnieuw intacte wanden te verkrijgen. De wand die het meest blootstond aan de regen werd vervolgens voorzien van een kunststoffolie. De andere wand bleef onbeschermd. Zodoende kon de evolutie van de zuigingsgraad aan weerszijden van de bouwput vergeleken worden, evenals de stabiliteit van de twee wanden. Aan de hand van dit experiment konden de volgende vaststellingen gedaan worden (zie de figuren 14 en 15): • de kunststoffolie heeft een eerder negatieve invloed aan de bovenkant van de bouwput, vooral tijdens de droge periode. Ze verhindert namelijk de verdamping van het water en leidt tot condensatie onder de folie. Dit verschijnsel brengt echter geen schade aan de grond teweeg en lijkt ook de stabiliteit van de wand niet in het gedrang te brengen. • de aanwezigheid van de folie leidt tot een aanzienlijke vermindering van: •d  e waterinfiltratie (dit effect heeft op lange termijn gevolgen voor de zuigingsgraad in de diepte) •h  et risico op het ontstaan van afschuivingen na zware regenval •d  e schade tengevolge van de erosie van de wanden en van het risico op plaatselijke afschuivingen.

Om de doeltreffende afscherming van de wanden tegen waterinfiltraties te waarborgen, moet de kunststoffolie echter aan een aantal basiseisen voldoen: • aangezien de efficiëntie ervan deels te maken

Geotechniek | januari 2007


De stabiliteit van bouwputten in onverzadigde gronden

\F  iguur 14 Oppervlakkige afschuiving van de niet-afge-

schermde wand (april 2006)

heeft met het feit dat ze de oppervlakkige verwering van de grond tegengaat, moet de folie kort na het uitgraven van de bouwput aangebracht worden (d.w.z. alvorens de wand beschadigd raakt door bevochtigings-drogingscycli) • omdat de kunststoffolie tot doel heeft te vermijden dat er water zou binnendringen in de grond, moet deze tot een bepaalde afstand achter de wand doorlopen (minstens 2 tot 3 m, afhankelijk van de grondsoort en de diepte van de bouwput) • de folie moet uiteraard waterdicht zijn. Plaatselijke onderbrekingen in de afscherming zouden immers kunnen leiden tot lokale ophopingen van water in het talud, en aldus tot een zwakkere zone met een hoger risico op afschuivingen.

Besluit Het onderzoek met de experimentele bouwput te Limelette heeft – voor zover dat nog nodig was – de belangrijke invloed van de zuiging en van de regenval op de stabiliteit van bouwputten aangetoond. De verschillende afschuivingen van de bouwput na de winter getuigen van een vermindering van de zuiging, die, in combinatie met bepaalde fenomenen (bijv. zware buien), kan leiden tot de instorting van taluds. Het onderzoek dat momenteel loopt binnen het WTCB heeft tot doel hulpmiddelen te ontwikkelen waarmee het mogelijk moet worden de invloed van de zuiging in aanmerking te nemen bij de berekening van de stabiliteit van

Geotechniek | januari 2007

\F  iguur 15 Staat van de afgeschermde wand na één jaar, na de verwijdering van de folie (juni 2006)

taluds. Dit gebeurt door : • de uitbreiding van de bestaande databanken met waterretentiekrommen • de opstelling van krommen die de toename van de afschuifweerstand in verband trachten te brengen met de zuiging • de promotie van doeltreffende en gebruiksvriendelijke meetsystemen voor de zuiging • de opstelling van een databank met typische zuigingsniveaus die te verwachten zijn voor de verschillende grondsoorten

Literatuur [1] Fredlund D.G. en Rahardjo H., Soil mechanics for unsaturated soils. New York, John Wiley & Sons Inc., 1993. [2] Vanapalli S.K. en Fredlund D.G., Comparison of different procedures to predict unsaturated soil shear strength. Advances in Unsaturated Soils. Geotechnical Special Publication, nr. 99, ed. C. Shackleford, S.L. Houston and N-Y. Chang, Reston: American Society of Civil Engineers, 2000. [3] Vanapalli S.K. en Fredlund D.G., Empirical procedures to predict the shear strength of unsaturated soils. Seoul (Korea), Proceedings of the 11th Asian Regional Conference, 16-20 augustus 1999. [4] Vanapalli S.K. en Fredlund D.G., Interpretation of undrained shear strength of unsaturated soils in terms of stress state variables. 3rd Brazilian Symposium on Unsaturated Soils, ed. Sung-Wan Hong et al. Tacio de Campos & E.A. Vargas, Freitas Editoral, 21-25

april 1997. [5] Vanapalli S.K., Fredlund D.G., Pufahl D.E. en Clifton A.W., Model for the prediction of shear strength with respect to soil suction. Canadian Geotechnical Journal, nr. 33(3), 1996. [6] Vanapalli S.K., Pufahl D.E. en Fredlund D.G., Interpretation of the shear strength of unsaturated soils in undrained loading conditions. Regina, Proceedings of the 52nd Canadian Geotechnical Conference, 25-27 oktober 1996. [7] Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf, Stabilité des talus: méthodes de calcul avec prise en compte du degré de saturation du sol et déduction de règles pratiques pour l’exécution des tranchées et fouilles temporaires. Brussel, WTCB, Onderzoeksrapport (niet-gepubliceerd), biënnale 2003-2005.

Reacties op dit artikel kunnen tot 1 apil 2007 naar de uitgever worden gestuurd

55


Waterdichtheid van Diepwanden

ir. R. Elprama ir. G. Hannink ir. V.M. Thumann Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam

SA MENVATTI NG

Inleiding RandstadRail bestaat o.a. uit een light-rail verbinding tussen Rotterdam en Den Haag. Het verbindt de plaatselijke openbaar vervoer­ systemen zodanig dat het mogelijk is de binnensteden zonder overstappen te bereiken.

Voor het realiseren van RandstadRail in het stedelijk gebied van Rotterdam worden twee tunnels geboord, elk met een buitendiameter van 6,5 m en een lengte van 2,4 km. Halverwege de tunnels wordt metrostation Blijdorp gebouwd.

De drie bouwputten van de RandstadRail-tunnel in Rotterdam, de startschacht, station Blijdorp en de ontvangstschacht zijn uitgevoerd met diepwanden tot NAP –42,5 m tot in de Formatie van Kedichem. De waterdichtheid van deze diepwanden is bepaald met behulp van tweetraps controleproeven. De proeven tonen aan dat 500 dagen een veilige waarde is voor de hydraulische weerstand van de betreffende diepwanden. Aanbevolen wordt om bij de controle van de waterdichtheid van diepwanden in vergelijkbare ondergrondconditie de tweetraps procedure te volgen.

De aanleg van RandstadRail in Rotterdam is in 2004 begonnen. Eind 2005 is gestart met het boren van de eerste tunnelbuis. Het boren is aan de noordkant van de tunnel begonnen vanuit de startschacht ter plaatse van de zogenaamde Sint Franciscus Driehoek. Ongeveer halverwege het tracé passeert de tunnelboormachine station Blijdorp. Het boren zal in de ontvangstschacht vlakbij Rotterdam Centraal Station eindigen. Daar zal RandstadRail worden verbonden aan het bestaande ondergrondse metrosysteem van Rotterdam. Figuur 1 toont de situatie. In dit artikel worden het ontwerp en de installatie van de diepwanden als onderdeel van de drie diepe bouwputten voor de startschacht, station Blijdorp en de ontvangstschacht beschreven en de methode waarop de waterdichtheid van deze wanden is onderzocht. De randvoorwaarden voor deze proef en enige proefresultaten worden vermeld. De meest waarschijnlijke waarde voor de hydraulische weerstand van de diepwand wordt afgeleid en ook wordt voor de Rotterdamse omstandigheden een ontwerpwaarde voor de hydraulische weerstand van diepwanden aanbevolen.

\F  iguur 1 Situatie met het tracé van de geboorde tunnel voor RandstadRail en de locaties van de startschacht, station

Blijdorp en de ontvangstschacht (foto: Aeroview)

56

Geotechniek | januari 2007


Waterdichtheid van Diepwanden

wrijving [MPa] conusweerstand [MPa] 0.2 0.1

0

10

20

kleefgetal [%] 30 8

4

0

0

-5

• hydraulische weerstand van de bovenlaag: 2.500 dagen; • doorlaatvermogen van het watervoerende zandpakket: 900 m 2 /dag; • hydraulische weerstand van de Formatie van Kedichem: ondoorlatend.

ondoorlatende (cohesieve) lagen. In de meeste gevallen bleek de vereiste indringingsdiepte van de sleuf in de waterondoorlatende lagen voldoende. Indien de indringingsdiepte in de waterondoorlatende laag 2 m of minder was, werd de diepte van de sleuf vergroot.

Bouwmethode Het station Blijdorp en de ontvangstschacht bevinden zich in dichtbevolkte gedeelten van de stad en de startschacht nabij een ziekenhuis. Bij het ontwerp van de bouwputten moest daarom rekening worden gehouden met de invloed van de bouwactiviteiten op de om­geving. In de drie bouwputten moest tot ongeveer NAP –20 m, dus tot in het watervoerende zandpakket, droog kunnen worden ontgraven.

Ontwerpcriteria waterdichtheid Tijdens de bouw van de Willemsspoortunnel, 15 à 20 jaar geleden, werd in Rotterdam voor het eerst een Kedichem put gemaakt. De ontwerpeisen voor deze bouwput waren niet anders dan voor andere typen bouwputten in de stad: verlaging van de stijghoogte van het grondwater in het Pleistocene zand tussen NAP –17 en –35 m was buiten de bouwput toegestaan indien de verlaging niet groter was en niet langer duurde dan in het verleden. Ook toen was verlaging van de freatische grondwaterstand in de omgeving niet toegestaan. Het bestek verlangde een proef om de waterdichtheid van de diepwanden aan te tonen, maar schreef geen aanvullende eisen voor. De vereiste waterdichtheid van de diepwand werd door het bestek dus gerelateerd aan de invloed van eventuele lek op de omgeving.

-10

diepte in m t.o.v. NAP [m]

-15

-20

-25

-30

-35

-40

-45

-50

\F  iguur 2 Resultaat van een kenmerkende sondering

Grond en grondwater Het maaiveldniveau bevindt zich langs het tracé van de geboorde tunnel rond NAP. Het freatische grondwaterniveau is ongeveer NAP –2 m. In het stedelijk gebied van Rotterdam bestaat de ondergrond vanaf maaiveld tot ca. NAP –5 m uit antropogene lagen. Hieronder bevinden zich tot ca. NAP –17 m slappe Holocene klei- en veenlagen. Vanaf ca. NAP –17 m tot ca. NAP –35 à –40 m komen Pleistocene zandlagen voor. Laatstgenoemde niveau markeert de bovenkant van de Formatie van Kedichem die bestaat uit overgeconsolideerde klei- en zandlagen. Figuur 2 toont de resultaten van een sondering, uitgevoerd ten behoeve van de bouw van station Blijdorp. Geohydrologisch gezien kan de ondergrond worden geschematiseerd als een tweelagen­ systeem: een relatief ondoorlatende bovenlaag vanaf maaiveld tot ca. NAP –17 m en een watervoerend zandpakket tussen ca. NAP –17 m en ca. NAP –35 m. De vrijwel ondoorlatende Formatie van Kedichem op ca. NAP –35 à –40 m vormt de basis van dit geohydrologische systeem. Gewoonlijk worden voor ontwerpdoeleinden de volgende geohydrologische parameters in het stedelijk gebied van Rotterdam gehanteerd:

Geotechniek | januari 2007

Voor diepe ontgravingen is een diepwand de meest voor de hand liggende keuze voor een droge ontgraving. Deze bouwmethode maakt gebruik van de vrijwel ondoorlatende Formatie van Kedichem aan de onderzijde van de bouwput om de grondwaterstroming naar de bouwput tot een minimum te beperken. Dit type bouwput wordt in Rotterdam een Kedichem put genoemd. In feite wordt een tijdelijke polder gecreëerd, zodat de bouwactiviteiten in den droge kunnen plaatshebben. Voor alle drie bouwputten werden diepwanden als grondkerende constructie gekozen. Om in droge omstandigheden te kunnen bouwen, is het belangrijk dat de diepwanden voldoende waterdicht zijn. Ook is het voor de omgeving belangrijk dat de freatische grondwaterstand buiten de bouwput op peil blijft.

Installatie diepwand Een belangrijke randvoorwaarde voor de waterdichtheid van een diepwand is een goede aansluiting tussen de wand en de onderliggende Formatie van Kedichem. Het ontwerp van de diepwand gaat uit van een penetratiediepte van 3 m in de ondoorlatende laag. De dikte van de diepwand varieert tussen 1,2 en 1,5 m. Figuur 3 toont de dwarsdoorsnede van de bouwput voor station Blijdorp. Het bestek schrijft een controle voor van de aard van de uitkomende grond tijdens het ontgraven van elke sleuf voor een diepwandpaneel. Vooral op grote diepte zijn deze controles belangrijk om onderscheid te maken tussen de waterdoorlatende (niet-cohesieve) en water-

De proef ter bepaling van de waterdichtheid van de Kedichem put voor de bouw van de Willemsspoortunnel in Rotterdam had destijds een lekdebiet van 40 m3 /uur als resultaat. De bouwput bestond uit diepwanden en was ongeveer 125 m lang en 40 m breed. Hierbij werd geen tweetrapse fasering inge-

Holoceen

diepwand

Pleistoceen

Kedichem

\F  iguur 3 Dwarsdoorsnede van de bouwput voor de

bouw van station Blijdorp

57


Waterdichtheid van Diepwanden

-2

-6

pb 1 midden bouwput pb 2 midden bouwput

-8

pompput 1 pompput 2

-12

pb 3 buiten bouwput

-14

pb 4 buiten bouwput

-16

474350

91130

474300

91100

474250

91070

474200

91040

474150

91010 pompput 1

474100

-18

pompput 2

474050

-20

25/09/05

27/09/05

29/09/05

01/10/05

03/10/05

\F  iguur 4 Verloop van de stijghoogten tijdens de gefaseerde controleproef

bouwd, zoals in dit artikel gevolgd is. Nadat de stijghoogte in het Pleistoceen sterk was verlaagd, werd de rijzing van de grondwaterstand gemeten. De hieruit afgeleide lekkage was zeer gering en werd niet realistisch c.q. betrouwbaar geacht. Vervolgens werd bij de gewenste drooglegging enkele etmalen het lekdebiet gemeten en dit resulteerde in 40 m3 /uur. De hydraulische weerstand van de diepwand bleek ongeveer 100 dagen te zijn, indien wordt aangenomen dat de Formatie van Kedichem volledig waterondoorlatend is. Deze diepwand bevond zich nabij de rivier de Nieuwe Maas en mogelijk werd de stabiliteit van de sleuf c.q. de kwaliteit van de diepwand hierdoor beïnvloed. Want in de bouwput zelf was destijds sprake van een zichtbaar wateraanbod in de hoek van de bouwput grenzend aan de rivier. In de literatuur is over de waterdichtheid van diepwanden weinig te vinden. Van de aannemerszijde schijnt een zogenaamd Berlijns criterium te bestaan, vermoedelijk afgeleid uit de vele in Berlijn gerealiseerde bouwputten in de afgelopen 15 jaar. Dat criterium geeft een maximale lek aan van 1,5 x 10-3 m3 /s door een diepwand van 1.000 m2 die bloot gesteld is aan hydrostatische grondwaterdruk. Gegevens over de beproevingsmethode, de grondgesteldheid en de geometrie van de bouwputten ontbreken echter waardoor een omrekening naar een hydraulische weerstand grote variaties laat zien.

Beproevingsmethode De beproevingsmethode was bij de Willemsspoortunnel anders dan de methode die in dit artikel wordt beschreven. De twijfel over de betrouwbaarheid van de destijds gehanteerde beproevingsmethode was een

58

91160

put 2 in m 3

-10

25/09/05

474400

freatisch midden bouwput put 1 in m 3

stijghoogte in m t.o.v. NAP

-4

90980 90950

27/09/05

29/09/05

01/10/05

03/10/05

05/10/05

05/10/05 \F  iguur 5 Verloop van de onttrokken hoeveelheid water (cumulatief)

belangrijke reden om de methode te veranderen en om de voor het project RandstadRail uitgevoerde proeven grondig te analyseren. In feite hangt de waterdichtheid van een bouwput met diepwanden af van: • de  in de diepwand voorkomende onregel­­ matig­heden; • de onregelmatigheden ter plaatse van de voegnaden; • de waterdichtheid van de onderliggende Formatie van Kedichem; • de inbeddingsdiepte van de diepwand in de onderliggende Formatie van Kedichem. De verschillende bijdragen kunnen alleen door in situ proefnemingen worden gekwantificeerd. Het is echter bijna onmogelijk om afzonderlijke waarden voor deze bijdragen vast te stellen. Dit betekent dat tijdens een proef de waterdichtheid van de bouwput als geheel wordt beproefd en dat de resultaten van de proef moeten worden vertaald naar de waterdichtheid van de diepwand. Het doel van de proef is om de stationaire lek van de bouwput op ware grootte vast te stellen. Dit betekent dat de proef zo moet worden uitgevoerd dat de maatgevende bouwfase – verlaging van de stijghoogte in de Pleistocene zandlaag met ettelijke meters – correct wordt nagebootst. Dit wordt gedaan door een directe meting van het debiet tijdens het bemalen onder stationaire omstandigheden. Een alternatief is een indirecte meting. Hierbij wordt het omhoog komen van de stijghoogte in de Pleistocene zandlaag als gevolg van het stopzetten van de bemaling gemeten. En aan de hand hiervan wordt het lekdebiet berekend. De nadelen van de indirecte

methode zijn o.a. de onzekerheid over het vaststellen van de stationaire toestand van de stijghoogte en de noodzakelijke aanname van de effectieve porositeit van de zandlaag om het lekdebiet te kunnen berekenen. De proef moet zijn afgerond voordat de ontgraving start. Dit maakt het mogelijk om reparaties uit te voeren voor het geval dit nodig zou zijn. Een belangrijke consequentie van de beproevingsmethode is dat alleen die diepwandgedeelten op waterdichtheid worden beproefd, die zich in de Pleistocene zandlaag bevinden. Lekken in de diepwandgedeelten die zich in de Holocene veen- en kleilagen bevinden, zullen niet worden opgemerkt, omdat deze lagen relatief waterondoorlatend zijn. Voor de installatie van de peilbuizen en de pompputten voor de onttrekking van grondwater wordt water gebruikt. Dit zal de stijghoogte binnen de bouwput beïnvloeden. Deze invloed zou na enige tijd verwaarloosbaar moeten zijn, afhankelijk van de grootte van het lekdebiet uit de bouwput. De peilbuizen en pompputten voor de onttrekking van grondwater moeten daarom worden geïnstalleerd, voordat de bouwput met de diepwanden rondom volledig afgesloten is.

Proefopstelling In de bouwput worden twee pompputten voor de onttrekking van grondwater geplaatst. Elk onttrekkingsput wordt voorzien van een onderwaterpomp, een debietmeter, een peilbuis en een niveausensor. Binnen de bouwput worden twee tot drie peilbuizen geïnstalleerd. Buiten de bouwput worden peilbuizen met het filter in de Pleistocene zandlaag op een onderlinge afstand van 50 m geplaatst en een aantal

Geotechniek | januari 2007


Waterdichtheid van Diepwanden

peilbuizen voor het bepalen van de freatische grondwaterstand. De peilbuizen worden zo dicht mogelijk bij de diepwand geplaatst. Voorafgaande aan de proef worden nulmetingen verricht van de peilbuizen en debietmeters. Deze metingen worden tijdens de proef regelmatig uitgevoerd en geregistreerd. Meetdata van de peilbuis in de onttrekkingsput, van een peilbuis binnen en een peilbuis buiten de bouwput worden, met een interval van 10 minuten, nagenoeg continu geregistreerd. Gebruik is gemaakt van elektronische meetinstrumenten (type Diver).

Proefprocedure De proef wordt in twee achtereenvolgende stappen uitgevoerd vanwege de freatische bergingscapaciteit van de Pleistocene zandlaag. De eerste stap is een verlaging ter plaatse van elke onttrekkingsput tot 2 m boven de bovenkant van de waterdoorlatende Pleistocene zandlaag. Deze verlaging moet worden gehandhaafd met behulp van de niveausensor. Hierop wordt een snelle reactie van de stijghoogte verwacht, omdat de watervoerende laag alleen reageert op de verandering van de poriënwaterdruk (elastische berging). Om de stationaire situatie vast te stellen en aan te tonen, moeten de stijghoogten in de bouwput gedurende ten minste 24 uur min of meer constant zijn. Als gevolg van lekkage en grondwateraanvulling zullen de stijghoogten in het midden van de bouwput hoger zijn dan ter plaatse van de onttrekkingsputten. In de tweede stap wordt de stijghoogte verder verlaagd tot enkele meters in de Pleistocene

zandlaag (het vereiste bemalingsniveau) en vervolgens met behulp van de sensor op dat niveau gehandhaafd. De bovenkant van de Pleistocene zandlaag wordt daardoor een onverzadigde zone en het spanningswater verandert in freatisch grondwater. Als gevolg van de freatische bergingscapaciteit van de Pleistocene zandlaag zal de reactie van de stijghoogte (veel) langzamer zijn dan in de eerste stap. Om een stationaire situatie in de bouwput vast te stellen en aan te tonen, moet de stijghoogte min of meer constant zijn gedurende 3 x 24 uur. De periode van 3 x 24 uur is nodig om de invloed van de freatische berging in het lekdebiet te minimaliseren. Ter illustratie is in de figuren 4 en 5 het verloop van de stijghoogten in de peilbuizen en in de onttrekkingsputten en de debietmeters weergegeven. De gegevens hebben betrekking op de ontvangstschacht waar de deklaag verticale drains bevat. Hieruit kan worden afgeleid dat tijdens de controleproef de stijghoogte in de pompputten constant gehouden wordt en dat de onttrokken debieten een afnemend verloop hebben.

Controleproef station Blijdorp De diepwanden reiken eveneens tot een diepte van NAP –42,5 m. De oppervlakte van de bouwput is hier 23 x 126 m 2 . De stijghoogte in de Pleistocene zandlaag waarvan de bovenkant op NAP –17 m ligt, werd gemeten door vier peilbuizen net buiten de bouwput. In de bouwput werd de stijghoogte door drie peilbuizen gemeten. Het resultaat van de eerste stap is een lekdebiet van 7 m3 /uur, van de tweede stap 60 m3 / uur. De stijghoogteverlaging buiten de bouwput was 0,17 m. Hoewel deze verlaging in overeenstemming is met de uit het lekdebiet van 7 m3 /uur berekende waarde, vertonen de in beide stappen gemeten lekdebieten grote verschillen. De gemeten 60 m3 /uur werd mogelijk veroorzaakt door luchtbellen als gevolg van de positie van de afvoerleiding ten opzichte van de debietmeter.

Controleproef startschacht De diepwanden reiken tot een diepte van NAP –42,5 m. De oppervlakte van de bouwput bedraagt 20 x 50 m 2 . De stijghoogte in de Pleistocene zandlaag, waarvan de bovenkant hier op NAP –17 m ligt, werd gemeten door zes peilbuizen die net buiten de bouwput waren geplaatst. Binnen de bouwput werd de stijghoogte door drie peilbuizen gemeten. De proefresultaten toonden gedurende beide stappen een lekdebiet van ongeveer

De omstandigheden die het opvallende verschil in gemeten lekdebieten hebben veroorzaakt, zijn in meer detail onderzocht. Het bleek dat de stijghoogte in de bouwput, als gevolg van het slecht functioneren van de niveausensor, was verlaagd tot beneden het niveau van de onderkant van de peilbuis. Als gevolg hiervan moest de stijghoogte zich eerst herstellen, voordat een goede uitvoering van de tweede stap van de proef mogelijk was. Bij deze bouwput zijn de metingen voortgezet gedurende het weer omhoog komen van de

\F  iguur 6 Locatie van de ontvangstschacht (op de achtergrond) met de zandophoging

(foto: Aeroview)

Geotechniek | januari 2007

3 m3 /uur en een stijghoogteverlaging van 0,06 m buiten de bouwput. De gemeten verlaging is in overeenstemming met de uit het lekdebiet berekende waarde, uitgaande van een afstand tot de bouwput van 5 m.

\F  iguur 7 Locatie van de ontvangstschacht met de diepwanden en de verticale drains

(foto: Aeroview)

59


Waterdichtheid van Diepwanden

stijghoogte. Ook hieruit en uit een herhaling van de tweede stap van de proef werd het lekdebiet vastgesteld. De proefresultaten toonden lekdebieten tussen 2 en 7 m3 /uur.

Controleproef ontvangstschacht De diepwanden reiken ook hier tot NAP –42,5 m. De oppervlakte van de bouwput bedraagt 15 x 33 m 2 . Ter plaatse moest voorafgaande aan de installatie van de diepwanden een zandophoging worden aangebracht om de invloed van het nabijgelegen spoorwegemplacement van Rotterdam CS op de stabiliteit van de te ontgraven sleuf uit te sluiten (zie figuur 6). De bovenkant van het emplacement ligt ongeveer 3 m boven het maaiveldniveau. De aangebrachte zandophoging veroorzaakt wateroverspanningen in de ondergrond. Om de consolidatie van de Holocene klei- en veenlagen te versnellen, werden verticale drains aangebracht om de wateroverspanningen te verminderen (zie figuur 7). Omdat het freatisch water en het spanningswater verschillende grondwaterregimes betreffen, zijn de verticale drains vanaf maaiveld tot 2 m boven de Pleistocene zandlaag aangebracht. De stijghoogte in de Pleistocene zandlaag, waarvan de bovenkant op NAP –17 m ligt, werd door twee peilbuizen net buiten de bouwput gemeten. In de bouwput werd de stijghoogte ook door twee peilbuizen gemeten. Ter plaatse van de onttrekkingsputten werd de stijghoogte eveneens gemeten. De proefresultaten toonden voor beide stappen een lekdebiet van ongeveer 3 m3 /uur aan. Tijdens de proef werden opvallende verschillen waargenomen tussen de meetresultaten van de twee peilbuizen binnen de bouwput. Visuele waarneming van de grondwaterstand in de bouwput wees er op dat de verschillen hoogstwaarschijnlijk werden veroorzaakt door infiltratie vanuit de antropogene laag. Daarom

H

φ Pleistoceen

φ bouwput

DKedichem

Lscherm

φ 2e watervoerend pakket \F  iguur 8 Model voor het berekenen van de lekkage

60

werd een extra peilbuis in de bouwput geplaatst om de freatische grondwaterstand binnen de bouwput te meten. De verlaging van de freatische grondwaterstand werd door de aanvullende metingen bevestigd. Dit verschijnsel werd in het vervolg nader onderzocht. Het verloop van het freatische grondwater­ niveau in een zandophoging boven een watervoerend pakket gescheiden door een slecht doorlatende Holocene klei/veenlaag kan worden beschreven door: h(t) = (ho - fo) exp (-t/nc) + fo Qonderdoor = 2 ⋅ ( B + L ) ⋅

(1)

met het volgende model de lekkage van de bouwput worden bepaald. Dit model houdt geen rekening met de lek uit de Holocene klei- en veenlagen en evenmin met consolidatieprocessen [Verruijt, 1982]. Het gemeten debiet is samengesteld uit (zie figuur 8): Qtotaal = Qdiepwand + Qonderdoor + QKedichem waarin: Qdiepwand = 2 ⋅ ( B + L ) ⋅ H ⋅

Q

onderdoor

= 2 ⋅ (B + L ) ⋅

D Kedichem K f (1 − b) f Pleistoceen − fbouwput ⋅ ⋅ K f ( b) 2

c Kedichem waarin: ho = oorspronkelijke freatische grondwaterstand in de zandophoging [m] fo = oorspronkelijke stijghoogte in het watervoerend pakket [m] t = tijd [dagen] n = effectieve porositeit zandlaag [-] c = hydraulische weerstand Holocene klei/veenlaag [dagen]

Uit de meetgegevens kan met behulp van vergelijking (1) een hydraulische weerstand van de Holocene klei/veenlaag van 560 dagen en een effectieve porositeit van de zandophoging van 18,6% worden bepaald. Deze relatief hoge waarde van de hydraulische weerstand van de Holocene klei- en veenlagen toont aan dat er geen kortsluiting is tussen de verticale drains en de Pleistocene zandlaag. De teruggerekende waarde voor de hydraulische weerstand is echter veel kleiner dan de 2.500 dagen waarmee voor ontwerpdoeleinden normaliter wordt gerekend. Dit geeft aan dat er hier sprake is van een verminderde hydraulische weerstand van het Holocene pakket en een vergrote lek als gevolg van de aanwezigheid van de verticale drains. In plaats van een verwachte verlaging, werd tijdens de proef een verhoging van de stijghoogte rond de bouwput vastgesteld welke het gevolg bleek te zijn van een verminderde grondwateronttrekking bij bouwputten in de omgeving. Vanwege het beperkte lekdebiet is dit in het vervolg niet nader onderzocht.

Analyse hydraulische weerstand Uit alle drie proeven werd de hydraulische weerstand van de diepwand en van de Formatie van Kedichem uit de gemeten lekdebieten afgeleid. Door gebruik te maken van de kleinste kwadratenmethode kan

QKedichem = B ⋅ L ⋅

f Pleistoceen − fbouwput cdiepwand

0.5 ⋅ π

∫ 0

(3)

D Kedichem K f (1 − b) f Pleistoceen − fbouwput ⋅ ⋅ c Kedichem K f (b) 2

(4)

f 2 e watervoerend pakket − fbouwput cKedichem

en: K f (m) =

(2)

dθ 1 − m ⋅ sin(θ ) 2

(5)

(6)

2  π ⋅ L scherm   b = sin  (7)  2 ⋅ D Kedichem 

waarin: B = breedte van de bouwput [m] L = lengte van de bouwput [m] H = dikte van de Pleistocene zandlaag [m] DKedichem = dikte van de Formatie van Kedichem [m] Lscherm = indringingsdiepte van de diepwand in de Formatie van Kedichem [m] fPleistoceen = stijghoogte in de Pleistocene zandlaag [m] f2e watervoerend pakket = stijghoogte in het tweede watervoerend pakket [m] fbouwput = stijghoogte in de bouwput (de vereiste onttrekking) [m] Als rekenvoorbeeld is het lekdebiet voor de volgende parameters nader uitgewerkt. B = 15 m, L = 33 m, H = 20 m DKedichem = 16 m, Lscherm = 3 m cKedichem = 1.500 dagen, cdiepwand = 670 dagen fPleistoceen = NAP -2,9 m f2e watervoerend pakket = NAP – 2 m fbouwput = NAP -18,5 m b = 0,084, Kf (1 – b) = 2,659, Kf (b) = 1,606 Hiermee worden de volgende debieten berekend: Qdiepwand = 44,7 m3 /dag Qonderdoor = 13,2 m3 /dag

Geotechniek | januari 2007


Waterdichtheid van Diepwanden

QKedichem = 5,5 m3 /dag Qtotaal = 63,4 m3 /dag. Voor de analyse van de controleproef Station Blijdorp zijn drie gevallen beschouwd: • de gemeten 60 m3 /uur wordt als incorrect gezien en verder buiten beschouwing gelaten; • het rekenkundig gemiddelde van de proefresultaten wordt in rekening gebracht; • het lekdebiet wordt zo goed mogelijk geschat om de gemeten 60 m3 /uur te corrigeren. Voor de controleproef van de ontvangstschacht zijn vanwege de onzekerheid over het aandeel in het lekdebiet van de Holocene klei- en veenlagen twee gevallen geanalyseerd: • het gemeten lekdebiet wordt niet gecorri­ geerd. Het gemeten debiet wordt aangenomen als zijnde lekdebieten uitsluitend van Kedichem en diepwand. Want in het rekenmodel zitten enkel deze lekken en geen lek van het Holoceen. • het lekdebiet wordt gecorrigeerd voor het berekende lekdebiet behorende bij de deklaag met verticale drains. Dit berekende lekdebiet wordt vervolgens in vermindering gebracht op het gemeten lekdebiet. Want het rekenmodel bevat uitsluitend lekdebieten van Kedichem en diepwand. De resultaten van de verschillende beschouwingen zijn verzameld in tabel 1. Het modelleren van de lekken van de bouwputten houdt twee onbekende grootheden in: de hydraulische weerstand van de diepwanden en van de Formatie van Kedichem. Voor elke bouwput werd slechts één proef uitgevoerd. Wiskundig gezien is er dan sprake van één vergelijking met twee onbekenden. De hydraulische weerstanden kunnen daarom alleen worden bepaald door een aanname te doen. In dit geval zijn voor de aanname drie mogelijkheden uitgewerkt: • een waterondoorlatende Formatie van Kedichem; • een zo goed mogelijke schatting van de hydraulische weerstand van de diepwand van 1.000 dagen; • een zo goed mogelijke schatting van de hydraulische weerstand van de Formatie van Kedichem van 1.500 dagen. De resultaten van de analyses op basis van deze aannamen zijn gepresenteerd in tabel 1. Wanneer alle gegevens van de drie proeven worden beschouwd, wordt met behulp van de kleinste kwadratenmethode de volgende optimale combinatie van hydraulische

Geotechniek | januari 2007

Locatie

Ondoorlatende Formatie van Keddichem (c = ∞)

Beste schatting voor diepwanden (c = 1.000 dagen)

beste schatting Formatie van Kedichem (c = 1.500 dagen)

diepwand

Kedichem laag

diepwand

Startschacht

610

1.600

1.050

Station Blijdorp (1)

700

2.680

1.520

Station Blijdorp (2)

350

630

480

Station Blijdorp (3)

610

1.820

1.160

Ontvangstschacht (4)

460

800

650

Ontvangstschacht (5)

630

1.540

1.020

 oelichting T (1) 60 m3/uur buiten beschouwing gelaten (2) rekenkundig gemiddelde van alle proefresultaten (3) beste schatting van de correctie van 60 m3/uur (4) lekdebiet zonder correctie voor de uitstroming uit de Holocene klei- en veenlagen (5) lekdebiet gecorrigeerd voor de uitstroming uit de Holocene klei- en veenlagen \T  abel 1 Resultaten van de teruggerekende hydraulische weerstand c in dagen

weerstanden gevonden: • diepwand: c = 800 dagen; • Formatie van Kedichem: c = 2.600 dagen. Deze combinatie blijkt erg gevoelig te zijn voor kleine veranderingen in het gemeten debiet. De afstanden tussen de proeflocaties zijn – geohydrologisch gezien – te ver van elkaar om betrouwbare resultaten te krijgen. Een praktische aanbeveling voor de grootte van de hydraulische weerstanden kan daarom het beste worden gebaseerd op de in tabel 1 gepresenteerde waarden.

Conclusies en aanbevelingen Alle drie proeven tonen bevredigende resultaten en de metingen van de freatische grondwaterstand buiten de bouwput tonen op de drie locaties geen opvallende daling als gevolg van de stijghoogteverlaging in de bouwput. Van tevoren werd een hydraulische weerstand van de diepwanden van ongeveer 1.000 dagen verwacht. Deze waarde lijkt tijdens de proeven niet te zijn gehaald. Geconcludeerd wordt dat voor ontwerpdoeleinden en voor de vaststelling van het lekdebiet in vergelijkbare omstandigheden voor de hydraulische weerstand van de diepwand een veilige waarde van 500 dagen kan worden aangehouden. Deze waarde is reëel, zelfs indien de Formatie van Kedichem als volledig waterondoorlatend wordt beschouwd. Een hydraulische weerstand van 1.000 dagen kan voor een diepwand als bovengrens worden beschouwd. In dat geval kan voor ontwerpdoeleinden een waarde van 1.500 dagen voor de hydraulische weerstand van de Formatie van Kedichem worden aangehouden. Tabel 1 toont

aan dat deze waarde goed overeenkomt met een hydraulische weerstand van de diepwand van ten minste 1.000 dagen. In het geval dat er met de installatie van de diepwanden problemen worden verwacht, met de mogelijkheid van een aanzienlijke lekkage, kan de grootte van het lekdebiet worden geschat door te rekenen met een hydraulische weerstand van de diepwand die veel kleiner is dan 500 dagen, bijvoorbeeld 100 dagen. Als de hydraulische weerstand kleiner blijkt te zijn dan 100 dagen, is het waarschijnlijk noodzakelijk maatregelen te treffen of reparaties uit te voeren. Om de waterdichtheid van diepwanden te controleren wordt aanbevolen, voor vergelijkbare ondergrond condities, de procedure van de beproeving in twee stappen te volgen, zoals in dit artikel is beschreven. De proefprocedure is relatief eenvoudig, wel moet voldoende aandacht worden geschonken aan lokaal afwijkende omstandigheden.

Referenties [1] Verruijt, A., 1982. Theory of groundwater flow (2nd ed.). ­Macmillan press, London, pp. 50-52.

Reacties op dit artikel kunnen tot 1 april 2007 naar de uitgever worden gestuurd

61


NEWAd.Aquaterra_Geotechniek

12-09-2006

16:29

Pagina 1

Uw eigen website maakt u zelf!

H O S T I N G

mijnwebsite

AMSTERDAM World Forum on Delta & Coastal Development inclusie f Anti-Vir us & Anti-Sp am

â&#x20AC;˘ 100 mb schijfruimte â&#x20AC;˘ 40 mailboxen â&#x20AC;˘ 5 Gb dataverkeer

Wordt per jaar gefactureerd. Het totaalbedrag *per jaar is dan %14,95 incl. BTW (excl. domeinnaam). U heeft al een domeinnaam vanaf %9,95 per jaar.

%1,25

Managing Risks and Creating Opportunities

26 - 29 sep- www.aquaterraforum.com tember 2006

per maand!* prijs inclusief BTW

Bouw in 5 stappen uw eigen website met SiteBuilder!

Nu gen 30 datis gra n!! re probe

Een site voor uw bedrijf of voor privĂŠgebruik, u maakt het met SiteBuilder. Eenvoudig en overzichtelijk. En in â&#x20AC;&#x2DC;no timeâ&#x20AC;&#x2122; online!

Niet alleen de snelste, maar ook de goedkoopste van Nederland!

Supported by:

Organised by:

Kijk op www.watsnel.nl

"-Ă&#x160;,"     Â?iÂ&#x2C6;`Â&#x2C6;Â?Â&#x17D;Ă&#x160;Ă&#x17D;x *Â&#x153;Ă&#x192;Ă&#x152;LĂ&#x2022;Ă&#x192;Ă&#x160;nä£ Ă&#x17D;ÂŁĂ&#x2C6;äĂ&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;,Â&#x2026;Â&#x153;Â&#x153;Â&#x2DC; Ă&#x152;iÂ?°Ă&#x160;ä£äĂ&#x160;Â&#x2021;Ă&#x160;xäĂ&#x17D;Ă&#x160;äĂ&#x201C;Ă&#x160;ää v>Ă?Ă&#x160;ä£äĂ&#x160;Â&#x2021;Ă&#x160;xä£Ă&#x160;Ă&#x17D;Ă&#x2C6;Ă&#x160;xĂ&#x2C6; >Â&#x2DC;>>Â?`Â&#x2C6;Â?Â&#x17D;Ă&#x160; °"°Ă&#x160;£ä{> *Â&#x153;Ă&#x192;Ă&#x152;LĂ&#x2022;Ă&#x192;Ă&#x160;Ă&#x17D;n xĂ&#x2021;ääĂ&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;iÂ?Â&#x201C;Â&#x153;Â&#x2DC;` Ă&#x152;iÂ?°Ă&#x160;ä{Â&#x2122;Ă&#x201C;Ă&#x160;Â&#x2021;Ă&#x160;xĂ&#x17D;Ă&#x160;x{Ă&#x160;xx v>Ă?Ă&#x160;ä{Â&#x2122;Ă&#x201C;Ă&#x160;Â&#x2021;Ă&#x160;xxĂ&#x160;Ă&#x17D;xĂ&#x160;Ă&#x2021;ÂŁ >Â?>Â&#x2DC;`iĂ&#x20AC;Ă&#x192;Ă&#x152;Ă&#x20AC;>>Ă&#x152;Ă&#x160;£ä> *Â&#x153;Ă&#x192;Ă&#x152;LĂ&#x2022;Ă&#x192;Ă&#x160;ÂŁxĂ&#x17D; Ă&#x2021;{Ă&#x2C6;äĂ&#x160; Ă&#x160;Ă&#x160;,Â&#x2C6;Â?Ă&#x192;Ă&#x192;iÂ&#x2DC; Ă&#x152;iÂ?°Ă&#x160;äx{nĂ&#x160;Â&#x2021;Ă&#x160;xÂŁĂ&#x160;Ă&#x201C;Ă&#x17D;Ă&#x160;Ă&#x2C6;Ă&#x17D; v>Ă?Ă&#x160;äx{nĂ&#x160;Â&#x2021;Ă&#x160;xĂ&#x201C;Ă&#x160;ÂŁĂ&#x17D;Ă&#x160;{Ă&#x201C; Â&#x2021;Â&#x201C;>Â&#x2C6;Â?\ Â&#x2C6;Â&#x2DC;vÂ&#x153;JÂ&#x201C;Â&#x153;Ă&#x192;}iÂ&#x153;°VÂ&#x153;Â&#x201C; Â&#x2DC;Ă&#x152;iĂ&#x20AC;Â&#x2DC;iĂ&#x152;Ă&#x160;Ă&#x192;Â&#x2C6;Ă&#x152;i\ Â&#x2026;Ă&#x152;Ă&#x152;ÂŤ\Ă&#x2030;Ă&#x2030;Ă&#x153;Ă&#x153;Ă&#x153;°Â&#x201C;Â&#x153;Ă&#x192;}iÂ&#x153;°VÂ&#x153;Â&#x201C;

!$6)%3$)%.34%. 'EOTECHNIEK 'EOHYDROLOGIE -ILIEUTECHNIEK 4%22%)./.$%2:/%+ OA3ONDEREN -ILIEU BOREN ,ANDMETEN ,!"/2!4/2)5OA4RIAXIAALPROEVEN 3AMENDRUKKINGSPROEVEN

"-Ă&#x160;,"    Ă&#x160; °6°Ă&#x160;Ă&#x192;Ă&#x152;>>Ă&#x152;Ă&#x160;}>Ă&#x20AC;>Â&#x2DC;Ă&#x152;Ă&#x160;Ă&#x203A;Â&#x153;Â&#x153;Ă&#x20AC;Ă&#x160;}Ă&#x20AC;Â&#x153;Â&#x2DC;`Â&#x2C6;}Ă&#x160; iÂ&#x2DC;Ă&#x160;`iĂ&#x192;Â&#x17D;Ă&#x2022;Â&#x2DC;`Â&#x2C6;}Ă&#x160;Â&#x153;Â&#x2DC;`iĂ&#x20AC;âÂ&#x153;iÂ&#x17D;Ă&#x160;Â&#x2C6;Â&#x2DC;Ă&#x160;Â&#x2026;iĂ&#x152;Ă&#x160;Ă&#x152;iĂ&#x20AC;Ă&#x20AC;iÂ&#x2C6;Â&#x2DC;Ă&#x160;iÂ&#x2DC;Ă&#x160;Â&#x2C6;Â&#x2DC;Ă&#x160;Â&#x2026;iĂ&#x152;Ă&#x160;iÂ&#x2C6;}iÂ&#x2DC;]Ă&#x160; }Â&#x153;i`Ă&#x160;}iÂ&#x153;Ă&#x2022;Ă&#x152;Â&#x2C6;Â?Â?iiĂ&#x20AC;`i]Ă&#x160;}iÂ&#x153;Ă&#x152;iVÂ&#x2026;Â&#x2DC;Â&#x2C6;Ă&#x192;VÂ&#x2026;iĂ&#x160;Â?>LÂ&#x153;Ă&#x20AC;>Ă&#x152;Â&#x153;Ă&#x20AC;Â&#x2C6;Ă&#x2022;Â&#x201C;°Ă&#x160;"Â&#x153;Â&#x17D;Ă&#x160; Â&#x2C6;Â&#x2DC;Â&#x2DC;Â&#x153;Ă&#x203A;iĂ&#x20AC;iÂ&#x2DC;`iĂ&#x160;Ă&#x152;iVÂ&#x2026;Â&#x2DC;Â&#x2C6;iÂ&#x17D;iÂ&#x2DC;Ă&#x160;>Â?Ă&#x192;Ă&#x160;`iĂ&#x160;VÂ&#x153;Â&#x2DC;iÂ&#x2021;ÂŤĂ&#x20AC;iĂ&#x192;Ă&#x192;Â&#x2C6;Â&#x153;Â&#x201C;iĂ&#x152;iĂ&#x20AC;Ă&#x160;iÂ&#x2DC;Ă&#x160; `iĂ&#x160;Ă&#x192;iÂ&#x2C6;Ă&#x192;Â&#x201C;Â&#x2C6;Ă&#x192;VÂ&#x2026;iĂ&#x160;VÂ&#x153;Â&#x2DC;Ă&#x2022;Ă&#x192;Ă&#x160;Ă&#x153;Â&#x153;Ă&#x20AC;`iÂ&#x2DC;Ă&#x160;Ă&#x203A;iiÂ?Ă&#x203A;Ă&#x2022;Â?`Â&#x2C6;}Ă&#x160;Â&#x2C6;Â&#x2DC;Ă&#x160;Â&#x153;Â&#x2DC;`iĂ&#x20AC;âÂ&#x153;iÂ&#x17D;iÂ&#x2DC;Ă&#x160; LiĂ&#x152;Ă&#x20AC;Â&#x153;Â&#x17D;Â&#x17D;iÂ&#x2DC;° i>Ă&#x203A;>Â&#x2DC;ViiĂ&#x20AC;`iĂ&#x160;Ă&#x20AC;iÂ&#x17D;iÂ&#x2DC;ÂŤĂ&#x20AC;Â&#x153;}Ă&#x20AC;>Â&#x201C;Â&#x201C;>Ă&#x152;Ă&#x2022;Ă&#x2022;Ă&#x20AC;Ă&#x160;­Â&#x153;°>°Ă&#x160;*8-ÂŽĂ&#x160; Ă&#x153;Â&#x153;Ă&#x20AC;`Ă&#x152;Ă&#x160;`??Ă&#x20AC;Ă&#x160;Ă&#x152;Â&#x153;i}iÂŤ>Ă&#x192;Ă&#x152;Ă&#x160;Ă&#x153;>>Ă&#x20AC;Ă&#x160;Â&#x2026;iĂ&#x152;Ă&#x160;âÂ&#x2C6;Â&#x2DC;Ă&#x203A;Â&#x153;Â?Ă&#x160;Â&#x2C6;Ă&#x192;Ă&#x160;Â&#x153;ÂŤĂ&#x160;}Ă&#x20AC;Â&#x153;Â&#x2DC;`Ă&#x160;Ă&#x203A;>Â&#x2DC;Ă&#x160; iÂ&#x2DC;}Â&#x2C6;Â&#x2DC;iiĂ&#x20AC;Â&#x2C6;Â&#x2DC;}Ă&#x160;Â?Ă&#x2022;`}iÂ&#x201C;iÂ&#x2DC;Ă&#x152;°

iĂ&#x160;Â&#x2C6;Â&#x2DC;LĂ&#x20AC;iÂ&#x2DC;}Ă&#x160;Ă&#x203A;>Â&#x2DC;Ă&#x160;"-Ă&#x160;Â&#x2C6;Â&#x2DC;Ă&#x160;Ă&#x203A;iÂ?iĂ&#x160; Â&#x2021;Ă&#x160; 1,Â&#x2021;Ă&#x160;iÂ&#x2DC;Ă&#x160; ,"7Â&#x2021; VÂ&#x153;Â&#x201C;Â&#x201C;Â&#x2C6;Ă&#x192;Ă&#x192;Â&#x2C6;iĂ&#x192;Ă&#x160;Ă&#x192;VÂ&#x2026;iÂŤĂ&#x152;Ă&#x160;iiÂ&#x2DC;Ă&#x160;L>Ă&#x192;Â&#x2C6;Ă&#x192;Ă&#x160;Ă&#x203A;Â&#x153;Â&#x153;Ă&#x20AC;Ă&#x160;}ivĂ&#x2022;Â&#x2DC;`iiĂ&#x20AC;`iĂ&#x160;Â&#x17D;iÂ&#x2DC;Â&#x2DC;Â&#x2C6;Ă&#x192;° "-Ă&#x160;Ă&#x20AC;Â&#x153;Â&#x2DC;`Â&#x201C;iVÂ&#x2026;>Â&#x2DC;Â&#x2C6;V>Ă&#x160; °6°Ă&#x160;iiÂ&#x2DC;Ă&#x160;Â&#x17D;Ă&#x153;iĂ&#x192;Ă&#x152;Â&#x2C6;iĂ&#x160;Ă&#x203A;>Â&#x2DC;Ă&#x160;Ă&#x203A;iĂ&#x20AC;Ă&#x152;Ă&#x20AC;Â&#x153;Ă&#x2022;Ă&#x153;iÂ&#x2DC;°


Geokunst Onafhankelijk vaktijdschrift voor gebruikers van geokunststoffen

9e jaargang - nummer 1 Januari 2007

Artikelen Geokunststoffen:

van Zeebrugge tot Yokohama

Duurzaamheid van

een zandbentonietpolymeergel


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

1. Bonar Technical Fabrics NV, Zele

24. Pelt & Hooykaas BV, Rotterdam

2. Bouwdienst Rijkswaterstaat, Utrecht

25. Propex Fabrics, Gronau

3. Colbond BV, Arnhem

26. Prosé Kunststoffen BV, Britsum

4. Citeko BV , Zwolle

27. Quality Services BV, Bennekom

5. CUR, Stichting, Gouda

28. Robusta BV, Genemuiden

6. Enviro Advice BV, Nieuwegein

29. Rijkswaterstaat DWW, Delft

6. Enviro Quality Control, Maarssen

30. Schmitz Foam Products BV, Roermond

7. Fugro Ingenieursbureau BV, Leischendam

31. Stybenex, Zaltbommel

Postbus 236, 7600 AE Almelo

8. Genap BV, ‘s-Heerenberg

32. Ten Cate Geosynthetics

Telefax: 0546 – 54 44 90

Internet: www.colbond-geosynthetics.com Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV Telefoon: 0546 – 54 48 11

9. Geodelft, Delft 10. Geotechnics Holland BV, Amsterdam

33. Tensar International BV, Oostvoorne

Internet: www.tencate.com

11. GeoTipptex Kft, Koudekerk a/d Rijn

34. Terre Armee BV, Waddinxveen

12. Geopex Product (Europe) BV, Gouderak

35. TMS Kunststoffolie-Techniek BV, Silvolde

13. Holcim Grondstoffen BV,

36. TNO Ind. Div. Prod Onderzoek, Eindhoven

37. T&F Handelsonderneming BV, Oosteind

Geotechnics Holland BV / Cofra

Postbus 94900, 1090 GX Amsterdam Telefoon: 020 - 693 45 96 Telefax: 020 - 694 14 57

E-mail: mail@cofra.com

Internet: www.cofra.com Trisoplast ® Mineral Liners Postbus 18, 5330 AA Kerkdriel Telefoon: +31 (0)418- 63 60 30 Telefax: +31 (0)418- 63 37 90

Cofra

Internet: www.trisoplast.nl

Krimpen a/d IJssel

Netherlands BV, Almelo

14. Movares, Utrecht

38. Trisoplast® Mineral Liners, Kerkdriel

15. Horman Drainagefilter BV, ’s-Gravendeel

39. Unidek BV, Gemert

16. Intercodam Bouwstoffen BV, Amsterdam

40. Van Oord ACZ BV, Rotterdam

17. Infra Engineering Delft BV, Delft

41. Van Oord NV, Rotterdam

18. Joosten Kunststoffen, Gendt

42. Van Oord Nederland BV, Gorinchem

19. Kem Products NV, Heist op den Berg (B)

43.  Vereniging tot Bevordering van

20. Kiwa NV, Rijswijk

Werken in Asfalt, Zoetermeer

21. Naue Benelux BV, Dongen

44. Voorbij Funderingstechniek, Amsterdam

22. N.P.I., Franeker

45 Zinkcon Boskalis Baggermij., Papendrecht

23. Ooms Nederland Holding, Scharwoude

Grondverbetering en Folieconstructies

www.cofra.com

Cofra is gespecialiseerd in grondverbeteringtechnieken en het verwerken en toepassen van kunststof folies voor zowel de milieu- als civiele techniek. MebraDrain BeauDrain AuGeo GSE Liner GeoLock GeoFlex

verticale drainage vacuüm drainage ophoging op palen folie afdichting verticale kwelschermen vinyl damwandsysteem

Postbus 94900 1090 GX Amsterdam Tel. (020) 693 45 96 Fax (020) 694 14 57 mail@cofra.com

Building worldwide on our strength

C Cofra


van de redactie 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, M. Duskov, W. Kragten, J. Keijzer 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

Van 18 en 22 september 2006 vond in het Japanse Yokohama het 8th IGS congress plaats. Tussen de interessante lezingen en netwerkactiviteiten door vond ook de algemene ledenvergadering (general assembly) van de IGS (International Geosynthetics Society) plaats. Belangrijk om te melden is dat nu voor alle IGS leden en dus ook voor alle NGO leden er gratis elektronisch toegang is tot de papers van “Geotextiles and Geomembranes” en “Geosynthetics International”. Een password is te verkrijgen via het secretariaat (zie www.geosyntheticssociety.org). Het is de bedoeling dat steeds meer communicatie met de leden plaats zal vinden via de website, hiervoor zal een “membership only” sectie worden ingericht. Tijdens de vergadering werden ook de nieuwe bestuursleden bekend gemaakt. De IGS awards werden tijdens de vergadering uitgereikt, zoals gebruikelijk viel Wim Voskamp weer in de prijzen, hij kon zijn IGS prijzenkast uitbreiden met een IGS plaque (Wim gefeliciteerd!). Hoe, onder andere, onze redactieleden Adam Bezuijen en Maarten Broens dit congres hebben beleeft leest u in het artikel Geokunststoffen: van Zeebrugge tot Yokohama. Wat heeft Zeebrugge te maken met Yokohama? Behalve dan, dat het allebei havenplaatsen zijn? Weliswaar niet op dezelfde schaal als Yokohama, maar daarom niet minder interessant is in Zeebrugge, België op 20 oktober door de NGO in samenwerking met de Belgische evenknie BGS een symposium georganiseerd. Die dag stond in het teken van het gebruik van geokunststoffen in de waterbouw. De combinatie geotextielen en waterbouw leek wat op de achtergrond geraakt door de snelle ontwikkelingen bij andere toepassingen. Zowel in Yokohama als in Zeebrugge was deze toepassing weer helemaal terug. In Yokohama werd een paper gepresenteerd over toepassing van geokunststoffen in de bodembescherming voor de stormvloedkering van Venetië. De Nederlandse bezoekers die al een tijdje meelopen, moeten een déjà vu hebben gehad, want het principe lijkt sterk op de oeverbescherming van de Oosterschelde. Het tweede artikel is letterlijk en figuurlijk van Nederlandse bodem. Eugène Timmermans en Huib Mulleneers gaan in op de duurzaamheid van afdichtingslagen en bespreken de resultaten van onderzoeken na opgravingen van oude Trisoplast lagen. Maar wat is dan de link tussen Trisoplast en geokunststoffen? Het materiaal wordt vaak toegepast in combinatie met HDPE folie, bijvoorbeeld bij het afdichten van stortplaatsen: een combinatieafdichting bestaande uit een minerale laag en een kunststoflaag is in het stortbesluit voorgeschreven. In het materiaal zelf wordt ook kunststof verwerkt. De waterdichtheid en duurzaamheid zijn voor een groot deel te danken aan de polymeren, die aan het mengsel worden toegevoegd. Ik wens u veel leesplezier.

Shaun O’Hagan Eindredacteur Geokunst


Geokunststoffen: van Zeebrugge tot Yokohama Ing. Maarten Broens Colbond Ir. Wim Voskamp Colbond Ir. Adam Bezuijen GeoDelft Ir. Max Nods Huesker

SA MENVATTI NG Van 18 tot en met 22 september 2006 heeft in Yokohama (Japan) het achtste wereldcongres plaatsgevonden waarbij de geokunststoffen centraal staan. Deze “International Conference on Geosynthetics (ICG)” werd georganiseerd door het International Geosynthetic Society (IGS), onder leiding van voorzitter Prof. F. Tatsuoka. Vertrouwde onderwerpen als bentonietmatten in stortplaatsen, funderingswapening, drainage, filters, modellering, gewapende grond, seismische gedrag, dammen op slappe grond etc. kwamen aan de orde en werden verder verdiept. Dichter bij huis werd op 20 oktober 2006 voor de tweede keer door de Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO) in samenwerking met de Belgian Geosynthetics Society (BGS), een lezingendag georganiseerd. Deze dag, die werd gehouden in Zeebrugge, België, stond in het teken van het gebruik van geokunststoffen in de waterbouw op het gebied van ontwerp en aanleg van waterwegen, oeverbekledingen, dammen en dijken. Van Zeebrugge tot Yokohama een verslag, samengesteld uit bijdragen van Maarten Broens, Wim Voskamp, Adam Bezuijen en Max Nods.

Mooi decor Yokohama is gelegen aan de baai van Tokyo en vertegenwoordigt één van de belangrijkste handelshavens in Japan. Het conferentiecentrum, gelegen aan de baai tussen de havens, was een mooi decor voor de “International Conference on Geosynthetics” (ICG) dat door meer dan 800 mensen is bezocht. In totaal zijn ruim 400 papers ingestuurd. Op 3 congresdagen werd een selectie hieruit in 4 parallel lopende sessies gepresenteerd. De presentaties werden kort gehouden (circa 8 minuten), waardoor men gedwongen was direct tot de essentie te komen. Na iedere voordracht was er ruimte voor enige discussie, waar levendig gebruik van werd gemaakt. Tussen de sessies door kon de beurs bezocht worden. De zakenrelaties werden hier opgepoetst en de aanwezige kennis werd in een informele sfeer gedeeld. Op deze beurs stonden producenten, agenten en andere belangenorganisaties van geokunststoffen bij elkaar in één ruimte wat een succesvolle interactie tussen deze partijen mogelijk maakte.

66

Geotextielen en waterbouw weer terug De combinatie geotextielen en waterbouw leek wat op de achtergrond geraakt door de snelle ontwikkelingen bij andere toepassingen. Op het 8ste ICG was deze toepassing weer helemaal terug. Chris Lawson gaf een keynote lecture over de toepassing van geosystemen. In het Verre Oosten worden Geotubes en Geocontainers regelmatig toegepast en hij liet enkele mooie voorbeelden zien. Zo worden in Malyse geotubes gebruikt om mangrove bos te herstellen. Achter de geotube is er minder golfslag en meer sedimentatie van slib waardoor nieuwe aanplant een kans krijgt. Op verschillende plaatsen worden geotubes gebruikt voor de ontwatering van slib. In Hong Kong wordt havenslib gestort in geocontainers, waardoor de verspreiding van het slib over de zeebodem wordt beperkt. Niet dat het altijd goed gaat. Soms wordt er toch nog te weinig gebruik gemaakt van de beschikbare kennis met bezwijken als resultaat, maar ook dat zijn leermomenten. Geotextielen en water gaat natuurlijk veel verder dan alleen geosystemen. Michael Heibaum liet zien wat er nog meer aan toepassingen is waar geotextielen en water bij elkaar

komen. Hij behandelde zinkstukken en het herstel van betonnen dammen met geomembranen, maar ging ook in op meer theoretische aspecten, zoals de filterregels, doorlatendheid van geotextielen en het verstoppen van geotextielen door fijne deeltjes in het water. Zijn bijdrage geeft ‘state of the art’ kennis over deze theoretische aspecten.

What’s in a name J. P. Giroud, de éminence grise van de geotextielen had nog een aardige opmerking over de naamgeving van geosynthetic barriers (de officiële naam voor wat vroeger geomembranen werd genoemd). Hij zei: Geotextielen heten zo omdat die naam beschrijft wat het zijn: textiele weefsels, geosynthetic barriers heten zo omdat die naam de functie beschrijft. Hij vond dat niet goed, want de functie kan veranderen. Vroeger werden geotextielen ook “filter fabrics” genoemd, want ze werden alleen als filtermateriaal gebruikt. Nu weten we dat er veel meer toepassingen zijn, zo kunnen er ook meer toepassingen komen voor geosynthetic barriers en dan klopt de naam niet meer. Een punt

Geokunst | januari 2007


Geokunststoffen: van Zeebrugge tot Yokohama

om een ander havendeel te kunnen verdiepen. De baggerspecie die hier uit kwam is achter deze nieuwe dam aangebracht om ‘land te winnen’. De dam werd met geotextielen en met geotextiel omhulde betonblokken gerealiseerd. Ing. E. Zengerink van de firma TenCate Geosynthetics Europe hield een voordracht over het gebruik van geotextiele zandelementen in de waterbouw. Hij richtte zich in het bijzonder op de toepassingen ervan in de kust- en oeverwerken. Ir. A. Bezuijen van Geodelft nam ons mee in de theorie rond de doorlatendheid van geotextielen in de waterbouw. Er werden door hem verschillende achtergronden en voorbeelden van de relatie tussen doorlatendheid, permittiviteit én geokunststoffen tegen het licht gehouden.

\F  oto 1 beurs bij het 8th IGS in Yokohama

van overweging voor mensen die betrokken zijn bij dit soort naamgeving. Vernieuwend waren de publicaties over elektrokinetische geokunststoffen (b.v. Professor Colin Jones, oud –president van de IGS). Hiermee kan het ontwateren van slecht doorlatende gronden versneld worden, waardoor ook het consolidatieproces versneld kan worden en de stabiliteit van de ondergrond verbeterd. Theoretisch betekent dit dat minder weefselsterkte nodig is voor het stabiliseren van een aardebaan op slappe ondergrond. Innovatieve geokunststoffen reduceren het gebruik van andere geokunststofoplossingen; een bewijs dat geokunststoffen al lang een gevestigde orde zijn in het bekende rijtje bouwstoffen beton, staal, hout en grond.

Déjà vu Helemaal aan het slot van de conferentie was er nog een sessie over “Coastal Erosion”. Normaal loopt aan het einde van de conferentie de belangstelling sterk terug, maar deze sessie was nog goed bezocht. Weer passeerden geosystemen de revue. Een interessant verhaal kwam uit Italië waarin de bodembescherming voor de stormvloedkering van Venetië werd beschreven. Nederlanders die al een tijdje meelopen, moeten hierbij wel een déjà vu gevoel gehad hebben, want het principe lijkt sterk op de oeverbescherming van de Oosterschelde. Alleen durft men nu wel ook op de lange termijn te vertrouwen op de filterwerking van de

Geokunst | januari 2007

gebruikte geotextielen, waardoor de matconstructie heel wat eenvoudiger wordt dan indertijd voor de Oosterschelde.

Van Yokohama naar Zeebrugge De haven van Zeebrugge (België) was de locatie voor de tweede lezingendag van NGO in samenwerking met BGS: “Waterbouw in de Beneluxlanden- Ontwerp en praktijkervaring met geokunststoffen”. Een unieke locatie vanwege de groei die deze haven doorgemaakt heeft. Bij het realiseren van enkele uitbreidingen van deze belangrijke aan- en doorvoerhaven in België, zijn op grote schaal geokunststoffen toegepast. Het gezamenlijke uit te dragen doel van de Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO) en de Belgian Geosynthetics Society (BGS) was om als Nederlandse- en Belgische vertegenwoordigers van geokunststoffen in de markt, een dag te organiseren waardoor er meer samenwerking en ook meer ervaringen en toepassingen van het gebruik van geokunststoffen konden worden uitgewisseld. De aftrap werd gedaan door de dagvoorzitter, F. de Meerleer, werkzaam voor de firma Texion Geosynthetics, België. Zijn presentatie richtte zich op het gebruik van innovatieve technieken op het gebied van geokunststoffen in, onder andere, de haven van Zeebrugge. Er werd op zeer vernuftige wijze een dam in het water gebouwd in het ene deel van de haven,

Ir. L. van Damme, werkzaam voor de Vlaamse Overheid (MOW, afdeling Maritieme Toegang) hield een korte voordracht over de uitbreiding van de haven van Zeebrugge. Deze haven heeft een enorme groei doorgemaakt. Van Damme liet met name de rol van het gebruik van geokunststoffen op een goede manier zien. Er zijn nogal wat zinkstukken, geobags en andere soorten geokunststoffen toegepast. N. Leguit, werkzaam voor Hydraphalt in samenwerking met Ooms Construction Avenhorn, gaf een voordracht over het gebruik van asfaltmatten in de waterbouw. Hierbij werden zware en lichte asfaltmatconstructies getoond, die in verschillende soorten projecten zijn toegepast. Als hekkensluiter van de dag gaf ook Ir. D. Maly, directeur-ingenieur van de technische dienst namens het havenbestuur Brugge-Zeebrugge, een indruk van de bedrijfskundige ontwikkelingen van de haven van Zeebrugge. Dit vormde een mooi en compleet beeld van de locatie die voor de gezamenlijke congresdag als ‘thuishaven’ diende. Na de presentaties volgde een korte film over de historie en het heden van de haven van Zeebrugge. De succesvolle en leerzame dag werd met een bezoek aan de haven afgesloten. U kunt de presentaties bekijken en eventueel downloaden via: www.ngo.nl.

67


Duurzaamheid van een zandbentonietpolymeergel een evaluatie van opgegraven lagen Trisoplast uit oude bovenafdichtingen

Dr. Ir. Huib Mulleneers

Ing. Eugène Timmermans Trisoplast Mineral Liners

Inleiding Voor de afdichting van afvalbergingen, bedrijfsterreinen, vervuilde grond en waterpartijen wordt vaak een minerale afdichting gebruikt zoals bijvoorbeeld Trisoplast®, zandbentoniet mengsels of soms bentonietmatten of klei. Trisoplast® is een innovatief gepatenteerd isolatiemateriaal voor bodemafdichtingen, ontwikkeld door GID Milieutechniek te Velddriel. Het bestaat uit een kleigel vermengd met een vulmateriaal (bijvoorbeeld zand) en wordt als een ongebonden los mengsel aangebracht, waarna het wordt verdicht in lagen van veelal 6 tot 9 cm. De kleigel vormt zich zodra er water doordringt in het mengsel van kleimineralen (bentoniet) en polymeren. Door het netwerk van chemische verbindingen tussen de bentoniet en de polymeren ontstaat een zeer dichte gelstructuur, met een bijzonder goede afdichtende werking. De doorlatendheid van dit mengsel is over het algemeen kleiner dan 3 x 10-11 m/s. Daarmee voldoet het ruimschoots aan de Nederlandse en Europese eisen voor afdichtingslagen. Na een intensieve testprocedure is het materiaal door VROM erkend als minimaal gelijkwaardig aan een “standaard” (3,5 tot 5,5 maal dikkere) zand-bentoniet afdich-

68

SA MENVATTI NG De waterdoorlatendheid van minerale afdichtingslagen kan in de loop der tijd toene­ men door verouderingsprocessen, bijvoorbeeld door uitdroging en aantasting door wortelgroei. Volgens laboratorium onderzoek en (numerieke) model­­le­ring zou het zandbentoniet­ polymeergel “Trisoplast®” veel minder gevoelig moeten zijn voor deze effecten dan tra­ ditionele minerale afdichtingen. Om dit te toetsen zijn er opgravingen uitgevoerd aan in 1995, 1996, 1998 en 2001 aangelegde afdichtingslagen. De resultaten van de onder­ zoeken na de opgravingen tonen aan dat de functionele eigenschappen van de lagen in de loop der jaren inderdaad niet zijn veranderd. Het materiaal is nog steeds homogeen, vochtig en typerend plastisch. Bovenal heeft de laag haar zeer lage waterdoorlatend­ heid behouden. Dit artikel geeft een korte samenvatting van de resultaten. De weten­ schappelijke publicaties en meer details over de resultaten van de onderzoeken na de opgravingen zijn te vinden in de rapporten, die genoemd zijn in de referentielijst.

ting. Daarmee is het tot op heden nog steeds het enige landelijk geaccepteerde alternatief voor de standaard onder- en bovenafdichting. Ook in Duitsland is het materiaal erkend als een volwaardig alternatief voor de daar toegepaste klei-afdichtingen. In verschillende onderzoeken (Weitz et al., 1994; Boels en Veerman, 1996; Boels en Schreiber, 1999; Boels en Beuving, 2000; Boels en Breen, 2001; Melchior et.al. 2001; Wienberg, 2005; Fugro, 2006) is onder andere aangetoond dat, Trisoplast® bestand is tegen percolaatwater, zeewater, pure benzeen, aardolie, verzadigde fenol oplossing, lage en hoge pH, variaties in verdichting en temperatuur, etcetera. Ook een Bi-axiale rek tot 10% heeft nauwelijks effect op de doorlatendheid. Daarnaast is het polymeer in de betreffende onderzoeken zeer duurzaam gebleken.

Achtergrond Na installatie zal een minerale afdichtingslaag gedurende lange tijd worden blootgesteld aan cycli van drogen en bevochtiging. Wanneer klei uitdroogt bestaat de kans op krimp en scheurvorming. Melchior concludeerde na op-

graving van verschillende bovenafdichtingen dat klei-afdichtingen in enkele jaren, zelfs onder relatief natte klimaatomstandigheden, hun functionaliteit verliezen door toedoen van scheurvorming en worteldoorgroei (Melchior et al., 2001). Ditzelfde lot gold, volgens Melchior (2002) ook voor afdichtingen met bentonietmatten. In vergelijkend laboratoriumonderzoek tussen een Duitse klei en Trisoplast® zijn verscheidene nat-droog cycli, onder druk en in de aanwezigheid van calciumrijk percolaat toegepast. Hieruit bleek dat de kleilaag door uitdroging en scheurvorming na één cyclus, bij een waterspanning van 600 hPa, haar functionaliteit verloor. Trisoplast® daarentegen behield haar plasticiteit, vochtigheid en lage doorlatendheid, zelfs bij meerdere langdurige cycli (5 jaar) en volledige uitdroging (Melchior et al., 2001). De verwachtingen op basis van laboratoriumexperimenten en (theoretische/numerieke) modelberekeningen waren gunstig. Opgraving van oude afdichtingslagen, geeft echter een mogelijkheid om de eigenschappen van het materiaal te heronderzoeken en daarmee na te gaan of de verouderingsprocessen de kwaliteit van de Trisoplast® hebben beïnvloed of niet.

Geokunst | januari 2007


Duurzaamheid van een zandbentonietpolymeergel een evaluatie van opgegraven lagen Trisoplast uit oude bovenafdichtingen

Locatie Profiel

Europoort Rotterdam /VBM Maasvlakte 1

Vopak-Rotterdam

2

Type

Industrieel afval

Jaar van installatie

1995

3 Olie opslag

1995

1996

Almere 4

Soesterberg

Pritzwalk

T106

6

7

8

Sloopafval

Huishoudelijk afval

Weglichaam

1996

2001

1998

5

Huishoudelijk afval 1996

1996

Jaar van opgraving

2001

2001

2001

2001

2005

2006

Vegetatie

gras

grind

gras en struiken

gras struiken en bomen

gras

asfalt en gras

HDPE geomembraan

ja

nee

nee

nee

nee

ja

nee

nee

Dikte bovenlaag (m)

0.55

0,60

0,30

1,40

1,20

1,25

1,00

1,30

\T  abel 1 Beschrijving van de locaties

Opgegraven locaties Er zijn in totaal acht opgravingen gedaan, bij vier stortplaatsen, één tankpark en één weglichaam. De gegevens van de opgegraven locaties zijn vermeld in tabel 1. Bij twee locaties is een combinatie-afdichting met HDPE geïnstalleerd. De andere zes zijn uitgekozen omdat het juist enkelvoudige afdichtingen betreft. Hierop is het effect van verouderingsprocessen veel beter waar te nemen. Om de duurzaamheid van de lagen te onderzoeken is per laag, naast een visuele inspectie, het vochtgehalte en de doorlatendheid bepaald. Tevens zijn er elektronenmicroscopische foto’s genomen om de kwaliteit op microniveau te kunnen bepalen. De resultaten zijn hierboven weergegeven.

\F  otol 1 controle laagdikte na opgraving

Geokunst | januari 2007

Resultaten Alle acht van de onderzochte lagen waren zichtbaar homogeen van kleur, watergehalte, dichtheid, dikte, plasticiteit en structuur. Er was geen enkele indicatie van uitdroging of scheurvorming ( foto 1). Vochtgehalte en wortelgroei Het bleek dat geen van de lagen door wortelgroei was aangetast, terwijl bij VBM toch een aanzienlijke wortelgroei tot op de trisoplastlaag aanwezig was. Bij de constructies waarop een HDPE-folie was aangebracht (1 en 6) was het vochtgehalte gemeten in gewichtsprocenten 12,4% voor 1 en 10,8% voor 6. De vochtgehaltes van de lagen zonder folie (2, 3, 4, 5, 7 en 8) waren gemiddeld hoger tot maxima van ongeveer 25%.

Elektronenmicroscopie Elektronenmicroscopie toonde aan dat ook op micro-niveau de laag homogeen van samenstelling was (zie foto 2). Op de foto is goed te zien hoe de polymeer met bentoniet een gel vormt die in de poriën aan de afzonderlijke zandkorrels bind waardoor een vrijwel ondoorlatende elastische laag ontstaat. Doorlatendheid Om de doorlatendheid te bepalen zijn onder andere speciaal voor opgravingen ontwikkelde steekringen gebruikt (zie foto’s 3 en 4). De doorlatendheid na opgraven is vergeleken met die gemeten tijdens de installatie. Hieruit bleek dat de huidige gemeten waarden niet afweken van die gerealiseerd tijdens de aanleg.

\F  otol 2 Opname met elektronenmicroscoop

69


Duurzaamheid van een zandbentonietpolymeergel een evaluatie van opgegraven lagen Trisoplast uit oude bovenafdichtingen

he polymer modified material trisoplast in landfill covers. In: Barriers, waste mechanics and groundwater pollution. Proceedings Volume III,. 8Th International Waste Management and Landfill Symposium, 1-5 Oct, Sardinia, Italy, page 55 – 65. [9] Melchior, S., 2002. Field studies and excavations of geosynthetic clay barriers in landfill covers. In: Zanzinger, H., R. M. Koerner & E. Gartung (eds.): Clay Geosynthetic barriers, A.A. Balkema Publ., Lisse, Abingdon, Exton (PA), Tokyo, p 321-330. [10]Weits, A.M., D. Boels, H.J.J. Wiegers en J.J. Evers-Vermeer, 1994. Toepassingsmogelijkheden van Trisoplast voor de afdichting van afval- en reststofberging. Wageningen, DLO-Staring Centrum, Rapport 300.

\F  otol 3 Monstername tijdens opgraving

Conclusie De resultaten van de opgravingen bevestigen de verwachtingen van de laboratorium experimenten en (theoretische/numerieke) modelberekeningen. Verouderingsprocessen hebben in de periode tussen aanleg en opgraving nauwelijks tot geen invloed gehad op de kwaliteit van de zandbentonietpolymeerlaag. Door de opgravingen wordt bevestigd dat Trisoplast® , ook jaren na aanleg, nog steeds veel beter presteert dan er op basis van de Nederlandse (stortbesluit) en Europese wetgeving noodzakelijk wordt geacht en dus een zeer duurzame afdichting is.

Referenties [1] T D Umwelttechnik GmbH & Co. KG, 2006. Schlussfolgerungen zu den Aufgrabungsberichten “Oberflächenabdichtung Deponie Pritzwalk“. Wentorf.

[5] Boels, D. and J. Beuving, 2000. Vocht- en temperatuursregime in afdichtinglagen van afvalstorten; veld- en modelonderzoek. Wageningen, Alterra. [6] B  oels, D. en J. Breen, 2001. Functional lifetime of mineral barriers and geomembrane in cap constructions of landfills. Wageningen, Alterra, Report 290, ISSN 1566-7197.

[11] Wienberg, R., 2005. Bericht über Untersuchungen zur beständigkeit vond Deponieabdichtung aus Trisoplast gegenüber mikrobieller beeinflussung. Hamburg, Dr. Reinhard Wienberg, Umwelttechnisches Labor.

[7] Fugro, 2005. Experiment permeability and resistance of trisoplast to benzene. Fugro Ingenieursbureau B.V. Arnhem. [8] M  elchior, S., B. Steinert en O. Flöter, 2001. A comparison of traditional clay barriers and

[2] Boels, D. S. Melchior, and B. Steinert, 2003. Are Trisoplast barriers sustainable? An evaluation of old barriers in landfill caps, Report 541 [1] Boels, D. and G.J. Veerman, 1996. Doorlatendheid van Trisoplast voor verschillende vloeistoffen. Wageningen, DLO-Staring Centrum, Rapport 487. [4] B  oels, D. en D. Schreiber, 1999. Effecten van alzijdige rek op de waterdoorlatendheid van minerale afdichtingsmaterialen. Wageningen, DLO-Staring Centrum, Rapport 681.

70

\F  otol 4 Voo r opgravingen ontwikkelde steekring

Geokunst | januari 2007


Betrouwbaar bouwen op TenCate Geosynthetics SEPARATIE, FILTRATIE EN BESCHERMING

Geolon woven PP en Polyfelt non-woven geotextiel

GROND- EN FUNDERINGSWAPENING

Geolon woven PP / PET, Miragrid GX geogrids, Rock PEC composieten

DRAINAGE

Polyfelt DN/DC en Megadrain composieten

ASFALTWAPENING

Polyfelt PGM-G en PGM 14

WATERBOUW

Geotube® systemen, Nicotarp, Nicoflex en Polyfelt Filter-range Bezoek onze website: www.tencate-nicolon.com voor onze bestekservice! Sluiskade N.Z. 14

P.O.Box 236

Tel +31 (0)546 544 811

www.tencate.com

NL-7602 HR Almelo

NL-7600 AE Almelo

Fax +31 (0)546 544 490

geonederland@tencate.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

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


Uitgeverij Educom BV Zwolle magazine

Verkoopprijs € 2,50

N U M M E R 1 1 JA A R GA N G 3 J U L I 2 0 0 3

inclusief:

kijk

Zwolle

Davis Cup zet Zwolle op de kaart

amersfoort magazine

open monumentendag jaargang 8, nummer 1 - september 2005

G e m e e n t e s e c re t a r i s O e n z e Dijkstra over de veranderingen in de Zwolse ambtelijke o rg a n i s a t i e B E M O G P ro j e k t o n t w i k k e l i n g verhuist van Kampen naar Zwolle

HEDEN, VERLEDEN EN TOEKOMST VAN LANDGOED SCHELLERBERG

Behalve met het uitgeven van het reeds 10 jaar toonaangevende vakblad Geotechniek, heeft Uitgeverij Educom zich gespecialiseerd in de ontwikkeling en realisatie van (stads)promotionele-, toeristische-, culturele- en beleidsthemagerichte uitgaven. Al onze uitgaven onderscheiden zich door een hoogwaardige ­kwaliteit. Dit geldt zowel voor de uitvoering alsmede de inhoud!

Kerken, kloosters en kapellen in Amersfoort

Doordat Uitgeverij Educom zelf mee investeert in kansrijke projecten is het bijna altijd mogelijk een dergelijke uitgave, ook binnen een beperkt budget, te realiseren. Neem vrijbijvend contact met ons op voor een oriënterend gesprek.


bladen met inhoud StadSD8>8Q@E< Eldd\i( Eldd\i( DXXik)''DXXik)''-

'%/4%#(.)%+ /NAFHANKELIJKVAKTIJDSCHRIFTVOORHETGEOTECHNISCHEWERKVELD

G

<

C

;

F

F

I

E

JULI

/NGEDRAINEERDE 3TABILITEITSANALYSE 5ITVOERINGVANDE SANDWICHWANDONDER !MSTERDAM#ENTRAAL 3TATION

Thema :lcklli_`jkfi`jZ_Y\c\`[ >\d\\ek\8g\c[ffie

8

EJAARGANG NUMMER

/MGAANMETRISICO´S BIJDERENOVATIE VAN(ET.IEUWE 2IJKSMUSEUM

INCLUSIEF

'%/+5.34

PAGINATM

EDUCOM COMMUNICATIE T 010 - 425 65 44 E info@uitgeverijeducom.nl

www.uitgeverijeducom.nl


TRISOPLAST®: DE NIEUWE GENERATIE VAN MINERALE AFDICHTINGSMATERIALEN Trisoplast ® is een gepatenteerd innovatief isolatiemateriaal voor bodemafdichting, speciaal voor afdichtingen van onder andere afvalbergingen, bedrijfsterreinen, tankparken, spaarbekkens, saneringen, baggerslibdepots, vijvers en afdichtingsconstructies bij de weg- en waterbouw. Aangetoonde kwaliteit conform Stortbesluit en Bouwstoffenbesluit middels tevens door VROM (Ministerie van Milieu) goedgekeurd onderzoek.

Trisoplast® bestaat uit een kleigel, vermengd met vulmateriaal (bijvoorbeeld zand of vormzand). Zodra er water in de aangebrachte laag Trisoplast® doordringt, vormt de kleigel zich uit een mengsel van kleimineralen (bentoniet) en polymeren. Door het aanwezige netwerk van chemische verbindingen tussen kleimineraaldeeltjes en polymeren ontstaat dan een zeer dichte gelstructuur, met aanzienlijk betere isolatieeigenschappen dan de traditionele minerale afdichtingen.

VOORDELEN

EENVOUDIGE INSTALLATIE

Het expertisenetwerk Bodembescherming (ENBB), opgericht door VROM concludeert dat Trisoplast® significant beter is dan de traditionele minerale afdichtingsmaterialen waarmee het is vergeleken. De voordelen zijn: � Extreem lage doorlatendheid; � Groot zelfherstellend vermogen; � Grote opvang van zettingsverschillen door plastische eigenschappen; � Hoge taludstabiliteit; � Gelvorming gaat uitspoeling tegen; � Hoge chemische en fysische stabiliteit; � Hoge resistentie tegen uitdroging en krimpscheuren; � Aanzienlijke ruimtewinst door dunnere lagen; � Geringere gasdoorlatendheid; � Hoge levensduur verwachting vanwege duurzame eigenschappen; � Eenvoudige aansluiting op constructies en doorvoeringen.

Het droge Trisoplast® mengsel wordt eenvoudig aangebracht middels een hydraulische kraan en verdicht met een walsrol of trilplaat. Trisoplast® wordt door ons veelal op locatie geproduceerd door een mobiele mengcentrale. Trisoplast® kan echter ook als kant en klaar mengsel geleverd worden voor kleinere projecten zoals afdichtingen voor vijvers en trafostations. Trisoplast® Mineral Liners GID Milieutechniek BV Oude Weistraat 17 5334 LK Velddriel Postbus 18 5330 AA Kerkdriel Tel.: +31 418 – 63 60 30 Fax: +31 418 – 63 37 90 info@trisoplast.nl www.trisoplast.nl

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


Geotechnieksept06zbv.qxd

07-09-2006

20:41

Pagina 1

Fugro is een multinationale groep adviesbureaus die gegevens over het aardoppervlak en de bodem verzamelt en interpreteert. De onderneming geeft hierop gebaseerde adviezen ten behoeve van de olie – en gasindustrie of de bouw van constructies. De groep is vertegenwoordigd in meer dan 50 landen en heeft ruim 9.000 werknemers. Voor de Adviesafdelingen Geotechniek en Waterbouw van de Nederlandse vestigingen zijn wij op zoek naar:

Beginnend en ervaren Adviseurs / Projectleiders Geotechniek en Waterbouw Je bent een adviseur met een civieltechnische of geologische achtergrond en bent geïnteresseerd in geotechnische constructies. Je werkzaamheden bestaan, afhankelijk van de functie, uit het verlenen van adviesdiensten op het gebied van het ontwerp van funderingen voor woningbouw, diepe bouwputten en geboorde tunnels of het verbeteren van waterkeringen, bouwprojecten in en nabij waterkeringen en studieprojecten.

Fugro Ingenieursbureau B.V. Postbus 63, 2260 AB Leidschendam. Tel: 070-3111364 pz_ingenieursbureau@ fugro.nl www.fugro.com

Algemene eisen • Minimaal HBO werk – en denkniveau, met kennis op relevant vakgebied; • Goede mondelinge en schriftelijke communicatieve vaardigheden; • Voor de technische functies beschik je over rijbewijs B.

www.fugro-nederland.nl/jobs


Stalen Damwanden van Arcelor

Economische en innovatieve oplossingen Arcelor Commercial RPS en haar vertegenwoordiger in Nederland en België Arcelor Projects bieden U een compleet assortiment damwandprofielen: • AZ profielen, AU profielen, PU profielen • Gecombineerde wanden De volgende diensten van Arcelor staan tot uw beschikking: • • • •

Diverse constructiehallen voor klant specifieke oplossingen Het uitvoeren van haalbaarheidsstudies Het ontwerpen van damwandconstructies Advies over de installatie methode

Door onze kennis en ervaring kunnen wij U de technisch en economisch optimale oplossing bieden. Bekijk onze website voor de laatste ontwikkelingen.

Arcelor Commercial RPS s.à r.l Sheet Piling 66, rue de Luxembourg L-4221 Esch/Alzette Luxembourg Tel. +352 53 13 31 05 Fax +352 53 13 32 90 sheet-piling@arcelor.com www.arcelor.com/sheetpiling

Arcelor Projects B.V.

Arcelor Projects N.V.

Postbus 24 4780 AA Moerdijk Nederland Tel. +31 168 385 885 Fax +31 168 385 888 info@arcelorprojects.nl www.arcelorprojects.nl

Industrielaan 2 B-3900 Overpelt België Tel. +32 11 800 890 Fax +32 11 800 895 info@arcelorprojects.be www.arcelorprojects.be

Profile for Uitgeverij Educom

Geotechniek januari 2007  

Elfde jaargang nummer 1 januari 2007 Onafhankelijk vakblad voor het Geotechnische werkveld

Geotechniek januari 2007  

Elfde jaargang nummer 1 januari 2007 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