Page 1

Geotechniek

Onafhankelijk vaktijdschrift voor het geotechnische werkveld

11e jaargang - nummer 2 - april 2007

GIS voor bodem en ondergrond Geotechnische risicoverdeling kan altijd Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras Evaluatie van de overconsolidatieratio (OCR) bij de Damwandproef Pernis Hoogbouw op parkeergarage Anna van Buerenplein: analyse zettingsgedrag voorkomt lastige dilatatie

inclusief

Geokunst

pagina 57 t/m 66


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


Studiedagen Workshop Modelleren van horizontale vervormingen 3 april 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy CUR – Delft Cluster Lezingenmiddag 19 april 2007 in Den Haag organisatie: CUR i.s.m. Afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA Geotechnical Risk Management 25 april in Brussel organisatie: Belgische Groepering voor Grond­ mechanica en Geotechniek 1 e Geotechniek Lezingenavond ‘07 9 mei 2007 in Leidschendam organisatie: Afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA CUR Bouw & Infra dag 2007 10 mei 2007 in Gouda organisatie: CUR Bouw & Infra Symposium INSIDE 24 mei 2007 in Gouda organisatie: CUR Bouw & Infra Geotechniekdag 4 oktober 2007 in Breda organisatie: Afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA i.s.m. TI-KVIV, vaktijdschrift Geotechniek en CUR Betondag 2007 15 november 2007 in Rotterdam organisatie: Betonvereniging

Cursussen Geotechniek in het toetsen van dijken voor dijkbeheerders 5 en 6 april 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy New European Rock Manual 12, 13, 24 en 25 april 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. CUR Bouw & Infra Consolidatietheorie 13, 20 en 27 april, 11 en 25 mei, 1 en 8 juni 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Geosynthetics in Civil Engineering 13, 20 en 27 april, 11 en 25 mei, 8 juni 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. TU Delft

agenda

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

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 Beter bouw- en woonrijp maken 9 en 10 mei 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. SBR Geforceerde consolidatie door waterstandsverlaging en onderdruk 10 mei 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. CUR Bouw & Infra Ontwerpregels voor paalmatrassystemen 15 en 22 mei 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. CUR Bouw & Infra Eurocode 8: Earthquake Engineering 23 en 24 mei 2007 in Delft organisatie: PAO i.s.m. Bouwen met Staal en Betonvereniging

Grondmechanica en Funderingstechniek 1 (vervolg)(CGF1) start 4 september 2007 in Utrecht, 5 september 2007 in Leiden en 6 september 2007 in Delft (14 wekelijkse lesavonden) organisatie: Elsevier Opleidingen i.s.m. KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek

Beurzen en congressen 14th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering 24 – 27 september 2007, Madrid, Spanje organisatie: ISSMGE www.ecsmge2007.org 3rd International Conference on Site Characterization 1 – 4 april 2008, Taipei, Taiwan organisatie: ISSMGE www.elitepco.com.tw/ISC3/ VI International Symposium Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground – IS-Shanghai 2008 10 – 12 april 2008, Shanghai, China www.tc28-shanghai.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

Paalfunderingen ontwerpen en toetsen volgens NEN en CUR 1 juni 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

Betonvereniging www.betonvereniging.nl +31-(0)182-539233

Modelleren van moderne consolidatietechnieken bij ophogingen 5 juni 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy

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

Sondeermeester 16 en 30 juni 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Inleiding GeoQ-Risicomanagement van de ondergrond 21 juni 2007 in Delft organisatie: Delft GeoAcademy Grondmechanica en Funderingstechniek 2 (basis)(CGF2) start 4 september 2007 in Delft, 5 september 2007 in Leiden en 6 september 2007 in Utrecht (14 wekelijkse lesavonden) organisatie: Elsevier Opleidingen i.s.m. KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek

COB www.cob.nl +31-(0)182-54 06 60

CUR www.cur.nl +31-(0)182-54 06 00 Elsevier Opleidingen www.elsevieropleidingen.nl +31-(0)78-625 38 88 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 


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 Internet: www.inpijn-blokpoel.com

CECO B.V.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Dywidag Systems International Industrieweg 25 B-3190 Boortmeerbeek Tel. 0032 16 60 77 60 Veilingweg 2 NL-5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 418 578922 Internet : www.dywidag-systems.com

GeoMil Equipment B.V. Röntgenweg 22 2408 AB Alphen aan den Rijn Tel. 0172 - 427 800 Fax 0172 - 427 801



HUESKER

Agent voor Nederland

Postbus 1025 3600 BA Maarssen Tel.030 248 6233 Fax 030 248 6666 Internet: www.teconsult.nl E-mail : info@teconsult.nl

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 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

Geotechniek | april 2007


colofon

Van de Redactieraad

Geotechniek is een informatief/promotioneel onaf-

Eén van de actielijnen van GeoForum is het actief zoeken van publiciteit, om geotechniek

hankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken. Geotechniek, jaargang 11, nummer 2, april 2007

onder de aandacht van het brede publiek te brengen en op de politieke agenda te krijgen.

Daar wordt nog steeds veel moeite voor gedaan, maar de resultaten daarvan vallen tot nu toe wat tegen. Tijdens de voorbereiding van dit aprilnummer van Geotechniek liepen we

toevallig tegen Hans Brinker aan. En opeens vroeg ik mij af: ‘Laten we geen kansen liggen?’ Karl Terzaghi, die wereldwijd als de grondlegger van de grondmechanica wordt gezien,

Uitgave

werd in 1883 in Praag geboren, maar al ver voor die tijd was er Hans Brinker. Deze zag in

Uitgeverij Educom BV

1865 het levenslicht, zij het als held in een Amerikaans kinderboek. Dat boek is in de VS meer

Mathenesserlaan 347-b,

dan 100 keer herdrukt en de meeste kinderen in de VS zijn er vroeger op school mee in aan-

3023 GB Rotterdam

raking geweest. Toen na de Tweede Wereldoorlog het toerisme vanuit de VS naar Nederland

Tel. 010 - 425 65 44

toenam, gingen velen op zoek naar de ‘roots’ van Hans Brinker, zoon van een sluiswachter,

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

maar niemand kon ze de dijk aanwijzen die zij uit het beroemde boek kenden.

Uitgever/bladmanager

Toch gebeurde er wel iets. In 1950 werd een standbeeld onthuld op de Woerdersluis bij

Spaarndam. Onder het standbeeld, van een geknielde jongen met zijn vinger in de dijk,

Robert Diederiks

staat in het Engels en in het Nederlands: ‘Opgedragen aan onze jeugd als een huldeblijk

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, mw. ir. A.

Brouwer, ir. J.W.R.

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

Calster, ir. P. van

Meel, ir. R. van der

Deen, dr. J.K. van

Rijkers, drs. R.H.B.

Diederiks, R.P.H.

Schouten, ir. C.P.

Dijk, ir. B. van

Seters, ir. A.J. van

Eijgenraam, ir. A.A.

Smienk, ing. E.

Graaf, ing. H.C. van de

Stam, ir. J.L.

Graaf, ir. H.J. van der

Thooft, dr. ir. K.

Haasnoot, ir. J.K.

Veenstra, ing. R.

Hannink, ir. G.

Vos, mw. ir. M. de

aan de knaap die het symbool werd van de eeuwigdurende strijd van Nederland tegen het

water’. Het beroemde kinderboek is in de jaren ‘60 twee keer verfilmd en in 1999 werd ook in Madurodam een beeldje van Hans Brinker onthuld. De beroemde vinger van Hans Brinker wordt tegenwoordig tentoongesteld in het Nederlands Watermuseum in Arnhem.

Je kunt staande houden dat Hans Brinker de eerste wereldwijd bekende Nederlandse geo-

technicus is, onze ‘founding father’, die zo beroemd werd dat hij zelfs niet naar de VS hoefde te emigreren, want men kwam hem van de andere kant van de oceaan hier zoeken. Dat

men hem niet vond, was uiteraard een teleurstelling, maar toch … Karl Terzaghi moest tenslotte eerst zelf naar de VS emigreren, voordat hij beroemd werd.

Dijken en waterkeringen, het is het kennisdomein van een aparte groep wetenschappers,

een mix van geotechnici en waterbouwers. En als we het hebben over Hans Brinker als boegbeeld voor de geotechniek, moeten we ons dan niet zorgen maken dat hij wellicht geclaimd

wordt door de waterbouwers? Waarschijnlijk valt dat wel mee: met het motto ‘Ruimte voor Redactie Berg, dr. ir. P. van den Brouwer, ir. J.W.R.

de rivier’ zou Hans Brinker nooit zijn vinger in de dijk hebben gestoken; hij zou het water de ruimte hebben gegeven. Hij gedroeg zich echter als een echte geotechnicus: hij heeft ervoor gezorgd dat de dijk stand hield.

Diederiks, R.P.H. Hannink, ir. G. Kant, ing. M. de Thooft, dr. ir. K. Omslagfoto Bouwput Conradstraat te Rotterdam tijdens heiwerkzaamheden ten behoeve van Randstadrail.

Hans Brinker als boegbeeld van de Nederlandse geotechniek: waarom niet? Op Google

scoort hij goed met ca. 427.000 hits, terwijl Karl Terzaghi het moet doen met nog geen

50.000. En als we het dan toch over het internet hebben: de volgende quote uit het Financi-

eele Dagblad van 16 augustus 2002 was ten tijde van het schrijven van deze bijdrage hoogst actueel: ‘Jan Bennink moet zich bij Numico voelen als Hansje Brinker. Hij komt handen te-

kort om de gaten te stoppen.’ Bijna 5 jaar later weten we dat het hem net als Hans Brinker

Foto: VWS Geotechniek

gelukt is en... het leverde hem een bonus van 12 miljoen euro op.

Lezersservice

Kortom, grijp je kans geotechnische wereld: adopteer Hans Brinker als boegbeeld! Zorg voor

Adresmutaties gelieve door te geven via ons ­ e-mailadres: info@uitgeverijeducom.nl © Copyrights Uitgeverij Educom BV - april 2007 Niets uit deze uitgave mag worden geproduceerd door middel van boekdruk, foto-offset, ­fotokopie, microfilm of welke andere methode dan ook, zonder schriftelijke ­toestemming van de uitgever. © ISSN 1386 - 2758

Geotechniek | april 2007

nog veel meer standbeelden, musea, toeristische routes en breidt de bekendheid verder uit dan alleen de VS. Maak opnieuw een film, bijvoorbeeld ‘An inconvenient dike’ en zorg ook

voor de jeugd. Ditmaal niet via een kinderboek, waarom niet een uitbreiding van het computerspel SimCity? Er is van alles van te maken. Ja, toegegeven, de kosten zijn aanzienlijk. Wellicht kunnen we Jan Bennink als investeerder strikken. 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

11

Boekbespreking

13

Nieuws vanuit Delft Cluster

14

KIVI NIRIA

16

Normen en waarden

18

Vraag en antwoord

20

The Magic of Geotechnics

24

Geotechnische risicoverdeling kan altijd

28

Hoogbouw op parkeergarage Anna van Buerenplein: analyse zettingsgedrag voorkomt lastige dilatatie

34

Evaluatie van de overconsolidatieratio (OCR) bij de Damwandproef Pernis

40

Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras

46

GIS voor bodem en ondergrond

52

Geokunst

Van de redactie

59

Hoog gefundeerde landhoofden op gewapende grond in de N242 Alkmaar

60

Kosteneffectieve reconstructie van de verzakte N475 in 14 dagen

64

Met beide voeten op de grond

www.besix.com


GeoDelft en TU Delft starten Kenniscentrum Geo-engineering Een dertigtal belangstellenden afkomstig van GeoDelft en van de sectie Geo-engineering van de TU Delft was op 6 februari 2007 aanwezig bij de start van het Kenniscentrum Geo-engineering. Dit Kenniscentrum behelst een intensivering van de samenwerking tussen GeoDelft en de TU, die van oudsher de focuspunten zijn van het onderzoek op dit gebied in Nederland. In een inleidend woord sprak Prof.ir. Frits van Tol over het belang van de samenwerking in een wereld waar het verwerven van onderzoeksgelden niet altijd even gemakkelijk is. Zowel voor de verbindingen naar de sector als ook voor verbindingen naar de Europese onderzoeksfondsen biedt de samenwerking veel voordelen voor beide partijen. De formele aftrap bestond uit het ondertekenen van de samenwerkingsovereenkomst door ir. G.J. van Luijk, voorzitter van het College van Bestuur van de TU Delft, en dr. ir. P. van den Berg, sectordirecteur Onderzoek van GeoDelft. Het evenement vond – toepasselijk – plaats in de nog in aanbouw zijnde nieuwe vleugel van het gebouw van Civiele Techniek, waar de sectie geo-engineering binnenkort gehuisvest zal zijn. Het kenniscentrum zal de Nederlandse kennis en kunde op dit vakgebied bundelen. Deze bundeling ondersteunt zowel de wetenschappelijke ontwikkeling als de beantwoording van kennisvragen van overheden, bedrijven en organisaties. De bedoeling is dat GeoDelft en de Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen onderzoeksprogramma’s afstemmen, wetenschappelijke staf uitwisselen en faciliteiten gemeenschappelijk gebruiken. GeoDelft zal in 2007 onderdeel worden van Deltares, het nieuwe Nationale Instituut voor Deltavraagstukken. GeoDelft vertegenwoordigt daarin de ‘maak’-kant door kennis te ontwikkelen en te verspreiden die het bouwen met, op en in de grond mogelijk maakt. De oprichting van het kenniscentrum is een eerste invulling van de opdracht aan Deltares om de samenwerking met universiteiten te intensiveren.

Nederlandse nationale bijlagen bij Eurocodes voor gebouwen gereed Vanaf 1 januari 2007 zijn de conceptversies van de Nederlandse nationale bijlagen bij de eerste tranche Eurocodes gepubliceerd. Uitgever is NEN, het Nederlands centrum van normalisatie. Het gaat om Eurocodes voor gebouwen. Gezien de stand van zaken van de vertalingen zijn de meeste nationale bijlagen in het Engels (waarvan sommigen aangevuld met Nederlandstalige delen) en enkele geheel in het Nederlands opgesteld. De Eurocodes met de Nederlandse nationale bijlage zullen op termijn (uiterlijk 31 maart 2010) de huidige ontwerpnormen voor constructies (de TGB 1990-serie) gaan vervangen. De Engelstalige versies van de Eurocode-delen voor gebouwen zijn inmiddels gepubliceerd. Om deze te kunnen gebruiken in het kader van het Bouwbesluit 2003, zijn Nederlandse nationale bijlagen noodzakelijk. Deze zijn afgelopen jaar opgesteld in een vergelijkingsstudie tussen de Eurocode-serie en de TGB-serie. Uitgangspunt is dat van de constructies het veiligheidsniveau gehandhaafd blijft bij een vergelijkbaar prijsniveau, of deze nu zijn ontworpen met de Eurocodes of met de TGB-normen. De nationale bijlage bij NEN-EN 1997-1 Eurocode 7: Geotechnisch ontwerp – deel 1: Algemene regels is nu nog alleen een invulling van de partiële factoren die in Eurocode 7 worden genoemd. Later zullen daar de stukken van de normen NEN 6740, NEN 6743, NEN 6744 en NEN 6745 aan worden toegevoegd die Nederland zó belangrijk vindt, dat ze moeten blijven bestaan. Voor prijsinformatie en bestellingen: surf naar Normshop op www.nen.nl of neem contact op met NEN-Klantenservice, tel. (015) 2 690 391 (op werkdagen tussen 8.30 uur en 12.30 uur), fax (015) 2 690 271, e-mail: bestel@nen.nl. Voor informatie over de normen, nationale bijlagen of het normalisatieproces: ir. Rolph Holthuijsen, telefoon (015) 269 0354, e-mail: eurocodes@nen.nl.

Tweede druk NEN 6744 verschenen Met het uitbrengen van de tweede druk van NEN 6744 door het Nederlands Normalisatie-instituut (NEN) zijn alle Nederlandse normen voor het geotechnisch ontwerpen weer up-to-date. NEN 6744 bevat de methode voor de bepaling van de draagkracht en de zakking van funderingen op staal. Eerder waren al de nieuwe uitgave van NEN 6740, de basisnorm voor het geotechnisch ontwerpen van constructies, en de nieuwe uitgave van NEN 6743-1 uitgebracht. NEN 6744 is aangepast aan de komst van Eurocode 7. Meer informatie: drs. ir. L.J. Buth, tel. (015) 2690151, leendert.buth@nen.nl

\ Ondertekening van de samenwerkingsovereenkomst over de oprichting van het

Kenniscentrum

Boek over ramp in New Orleans De overstroming van New Orleans van augustus 2005 (meer dan 1.000 doden en ruim $ 30 miljard schade) heeft de bevolking van ons land wakker geschud. Om de herinnering aan ‘New Orleans’ niet te laten vervagen, is het verhaal van de ramp samengevat in het boekje Schade door overstroming – ervaringen uit New Orleans, uitgegeven en geschreven door de TU Delft en adviesbureau HKV LIJN IN WATER. De auteurs zijn prof. drs. ir. J.K. Vrijling (TU Delft), dr. ir. Matthijs Kok (HKV), ir. Bas Jonkman en ir. Rob Theunissen.

actueel 8

Geotechniek | april 2007


Achtergrond van het boekje is de opdracht van een grote Amerikaanse verzekeraar aan de TU Delft en HKV LIJN IN WATER om het verloop van de rampzalige gebeurtenissen nauwkeurig in kaart te brengen. Dit gaf de mogelijkheid om van nabij en in detail te leren van de fouten die tot de ramp hebben geleid. De verzekeraar kreeg een rapport dat door zijn professionaliteit en gezag alle claimdiscussies snel en met wederzijdse tevredenheid kon afhandelen. Door middel van een zogenaamde ‘innovatievoucher’ heeft het Ministerie van Economische Zaken ondersteuning verleend bij het schrijven van het boekje. Karien van Gennip, toenmalig staatssecretaris van Economische Zaken, heeft het boekje op 24 januari 2007 op haar ministerie in ontvangst genomen. Schade door overstroming – ervaringen uit New Orleans is gratis verkrijgbaar bij de TU Delft, c.ramdjan@tudelft.nl en bij HKV, m.kok@hkv.nl

Deltares: Enabling Delta Life Medio 2007 zal Nederland een Nationaal Instituut voor toegepast onderzoek en specialistisch advies rijker zijn op het gebied van deltavraagstukken: Deltares. Op 7 februari maakte Prins Willem Alexander op het Aquaterra-congres die naam officieel bekend. Op een bijeenkomst voor medewerkers eind januari in het Ahoy-complex in Rotterdam was de naam intern al bekend gemaakt. Kwartiermaker Harry Baaijen gaf bij die gelegenheid ook een stukje invulling aan de naam: Delta-res, ‘de zaak Delta’, maar ook Delta-research en Delta-resource zijn mogelijke associaties. Het motto van Deltares luidt “Enabling Delta Life“. In Deltares bundelt Nederland zijn kennis, ervaring en specialisten op het gebied van water en ondergrond. Daarmee wil het de internationale kennis- én concurrentiepositie van Nederland versterken. Deltares wil tot de internationale top behoren op het gebied van innovatieve kennis van water en ondergrond. Het instituut levert diensten aan zowel de overheid als het bedrijfsleven en streeft een intensieve samenwerking na met kennisinstituten in binnen- en buitenland. GeoDelft en WL | Delft Hydraulics gaan in hun geheel over naar het nieuwe instituut, tezamen met delen van TNO Bouw en Ondergrond en delen van de specialistische diensten DWW, RIKZ en RIZA van Rijkswaterstaat. De personele omvang van Deltares bedraagt in de startfase 700 tot 800

fte met een omzet van 80 M€ per jaar. Het instituut krijgt twee vestigingen, in Delft en Utrecht.

Symposium INSIDE op 24 mei 2007 Sinds 2001 werken markt en overheid samen aan het ontwikkelen van alternatieven om dijken te versterken, daar waar de ruimte voor een traditionele versterking zeer beperkt is. Onder de projectnaam INSIDE zijn Nederlandse kennisaanbieders (ingenieursbureaus, aannemers en kennisinstituten) uitgedaagd om te komen met ideeën voor innovatieve dijkversterking. Met een financieringsimpuls van het waterinnovatieprogramma van Rijkswaterstaat (WINN) zijn drie technieken in de afgelopen jaren uitgewerkt en getest, om uiteindelijk als waardevol alternatief in de praktijk te kunnen worden gebruikt. Dit in nauwe samenwerking met GeoDelft als geotechnisch adviseur en de Nederlandse waterschappen als klankbord van eindgebruikers. Op 24 mei a.s. worden in de Goudse Schouwburg de resultaten van 5 jaar onderzoek naar nieuwe dijkversterkingtechnieken gepresenteerd. Tevens wordt het kersverse CUR-rapport van dit unieke publiekprivate samenwerkingstraject gepresenteerd. Deelnemers aan het Symposium INSIDE krijgen een exemplaar van het CUR-rapport uitgereikt. Organisatie en aanmelding: Projectbureau INSIDE, Postbus 420, 2800 AK Gouda, tel: 0182 540650, email: inside@curnet.nl / info@dijkversterking.nl

\ Instituutsdirecteuren en Kwartiermaker in afwachting van de nieuwe naam Deltares

Winnaars Schreudersstudieprijs 2006 Op de Dag van het Ondergronds Bouwen, 14 december 2006, maakte de stichting A.M. Schreuders de winnaars bekend van de Schreu-

dersstudieprijs 2006. De jury koos voor het eerst winnaars in twee categorieën. De prijzen werden uitgereikt door Jan Stuip, voorzitter van CURNET. In de categorie Techniek won Erik Bronsvoort met zijn project ‘Prefabricated Track Construction for the London Underground’. Bronsvoort onderzocht onderhoud en vernieuwing van de spoorconstructies in de Deep Tube-tunnels van de Londense metro. De jury kende hem de prijs toe, omdat dit project het belang van onderhoud en renovatie van ondergrondse constructies aantoont. In de ontwerpfase moet al rekening worden gehouden met de onderhoudsaspecten, anders ontstaan bij gebruik hoge kosten voor ‘care and maintenance’. De jury koos in de categorie Conceptuele ontwerpen voor het afstudeerproject van Hans van Velthoven, ‘Werken onder de binnenstad’. Van Velthoven werkte een concept uit voor ondergrondse kantoorruimten onder het Lange Voorhout in Den Haag. Vooral zijn oplossing voor daglichttoetreding door een gebogen glazen gevel is inventief en opvallend. De jury koos dit afstudeerproject, omdat het zeer inspirerend is voor het ondergronds bouwen. Van Velthoven toont aan dat kantoorruimten niet naar de buitenrand van de stad hoeven te verhuizen. Wat de jury betreft, is dit concept toepasbaar in veel Nederlandse steden. Verder werden er nog eervolle vermeldingen uitgereikt aan Gerben van Groningen, Frank van de Graaf en Rutger te Grotenhuis in de categorie Techniek. In de categorie Conceptuele onderwerpen kreeg Ronny van Bakel een eervolle vermelding.

actueel Geotechniek | april 2007

9


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 ! 


cur info Leren van geotechnische fouten De geo- en funderingstechniek speelt een belangrijke rol bij de voorbereiding en de realisatie van civieltechnische werken. Een rol die helaas in de praktijk maar al te vaak niet die aandacht krijgt die het verdient. Het gevolg is dat er schade en vertraging (of nog erger) ontstaat. Cijfers over faalkosten zijn redelijk bekend en schrikbarend hoog! Wat opvalt is dat we weinig leren van fouten. Het zgn. collectief geheugen is beperkt. We gaan – in het algemeen gesproken – weer over tot de orde van de dag in de ontwerp- en adviespraktijk. Dat is een gemiste kans, omdat onderzoek naar en het vervolgens leren van opgetreden fouten leidt tot verbetering in die ontwerp- en adviespraktijk. Daarmee kan een belangrijke bijdrage worden geleverd aan een betere beheersing van het bouwproces (tijd, geld en kwaliteit), maar ook aan het imago van ons mooie vakgebied! Op het moment van schrijven van deze kopij is een start gemaakt om met meerdere partijen een plan van aanpak te ontwikkelen.

Innovatieve aardebaan. Snel gebouwd, blijvend vlak In dit nummer van Geotechniek kunt u een artikel lezen onder de titel “Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras”. De inhoud daarvan is gebaseerd op o.m. CUR B&I publicatie 2006-2 ‘Innovatieve aardebaan. Snel gebouwd, blijvend vlak’, waarin een aantal in de praktijk bewezen technieken is gepre-

senteerd. Deze publicatie is te bestellen bij de CUR door 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.

CUR-Aanbeveling 109 “Akoestisch doormeten van betonnen funderingspalen” Bij de start van de ontwikkeling van CUR-Aanbeveling 109 “Akoestisch doormeten van betonnen funderingspalen” speelde al de gedachte om deze Aanbeveling mee te sturen met ons mooie blad Geotechniek. De centjes spelen daarin natuurlijk ook een zekere rol: lukt het om voldoende budget te regelen voor de ontwikkeling en vervolgens ook de gratis verspreiding via “Geotechniek”? Op het moment dat de Aanbeveling vrijwel gereed was en er dus zicht kwam op de exacte kosten van vormgeven en drukken bleek dat er geld bij zou moeten. Dat is gelukt: Fugro Ingenieursbureau B.V. én Geomet BV (die beiden een deskundige rapporteur hebben geleverd voor het schrijven van de Aanbeveling) én de Bouwdienst van Rijkswaterstaat hebben een extra financiële bijdrage verleend om de gratis verspreiding via Geotechniek mogelijk te maken. Een bijzonder woord van dank aan deze drie partijen! Het is me dan ook een groot genoegen dat deze Aanbeveling bij deze uitgave van “Geotechniek” is ingesloten. Een primeur voor “Geotechniek” en voor u als lezer: het is voor het eerst dat een CUR-Aanbeveling via dit blad gratis wordt verstrekt. We verwachten dat het gebruik van deze Aanbeveling zal leiden tot meer eenduidigheid ten aanzien van het meten, interpreteren en rapporteren van de ‘hamertje tik’-methode.

DC/CUR Bouw & Infra project “Monitoring van bouwputten” In Geotechniek nr. 3 van juli 2006 hebben we u geïnformeerd over de start van een aantal DC/ CUR commissies m.b.t. paalfunderingen. Er stond nog één onderwerp op ‘de rol’, namelijk het beter beheersen van risico’s op het gebied van bouwputten. Rond dit onderwerp is nu ook een eerste start gemaakt, waarbij vooral zal worden gefocust op de monitoring in en rondom bouwputten. Een tweetal bijeenkomsten is gehouden, met een fors aantal deelnemers uit de gehele sector. Resultaat daarvan was dat een aantal ‘speerpunten’ is benoemd, waar het onderzoek zich op zal richten. Geïnteresseerd in één van bovenstaande onderwerpen? Mail naar fred.jonker@curbouweninfra.nl

Volgens goed gebruik worden alle CUR-Aanbevelingen elke 2 jaar ‘tegen het licht gehouden’; waar nodig worden praktijkervaringen verwerkt in een nieuwe versie. Dat zal ook gebeuren met deze Aanbeveling. En u begrijpt het al: we zijn dus benieuwd naar uw ervaringen met deze Aanbeveling en worden daarvan graag op de hoogte gehouden.

\ Innovatieve aardebaan

Meer exemplaren van CUR-Aanbeveling 109 “Akoestisch doormeten van betonnen funderingspalen” zijn te bestellen bij de CUR; de prijs is op het moment van het schrijven van deze kopij nog niet exact bekend, maar ligt in de orde van € 25.

cur info Geotechniek | april 2007

11


Vestiging België Industrieweg 25 B-3190 Boortmeerbeek Tel. 0032 16 60 77 60 Fax. 0032 16 60 77 66

Vestiging Nederland Veilingweg 2 NL-5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 418 578 922 Fax. 0031 418 513 012

www.dywidag-systems.com

DYWIDAG-SYSTEMS INTERNATIONAL UW PARTNER IN GEO TECHNIEK  GROUTANKERS  PALEN  HORIZONTALE DAMWAND ANKERS

Dywidag voorspanstaven – strengen GEWI® staal – DYWI DRILL® GEWI® palen – RR palen – DYWI DRILL® Dywidag voorspanstaven – strengen - GEWI staal

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

SBR-deel A, B 2002

✓ Robuust meetsysteem

✓ Dominante frequentie conform Methode I

✓ Uitlezen via USB

✓ Optie: geïntegreerd Profound BV, marktleider in innovatieve meetapparatuur.

GPRS en internet

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. • Trillingsmetingen • Doormeten van betonpalen • Uitvoeren funderingsonderzoek • Waterspanningsmetingen • Zettingsmetingen • Hellingsmetingen • Verplaatsingsmetingen Tevens verhuur van trillingsmeetapparatuur.

Professional pile testing and monitoring equipment Meer informatie? Profound BV Postbus 469 2740 AL Waddinxveen

Tel. Website E-mail

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

IFCO Funderingsexpertise BV

Website: www.ifco.nl

Postbus 429

Tel. 0182 - 646 646

2740 AK Waddinxveen

Fax 0182 - 646 654


boekbespreking Ralph Peck of de essentie van een geo-engineer

In het voorwoord van een recent verschenen geotechnisch boek introduceert Suzanne Lacasse, Managing Director van het Norwegian Geotechnical Institute, de “big five” van de geo-engineering. Het zal weinigen verbazen dat, naast Dr. Karl Terzaghi, ook Dr. Ralph B. Peck tot deze selecte groep founding fathers

Peck quotes over een palet aan onderwerpen, zoals het belang van engineering, communicatie, onderwijs, onderzoek, ontwerp, uitvoering, monitoring en engineering judgment. Een aantal quotes vind ik persoonlijk niet zo heel specifiek, zoals “If it’s important, say why!”. Velen zijn me wel uit het hart gegrepen, nog uiterst actueel en daarmee waarschijnlijk tijdloos. Het kader geeft twee voorbeelden. Words of Wisdom on Design van Dr. Ralph B. Peck “Designers and regulatory bodies tend to place increasing reliance on analytical procedures of growing complexity and to discount judgment as a non-quantitative, undependable contributor to design.” “Sophisticated calculation is too often substituted for painstaking subsurface investigation. The ease or the fascination of carrying out calculations taking into account complex loadings, geometrics, and soil conditions leads many of us to believe that realistic results will somehow emerge even if vital subsurface characteristics are undetected, ignored or oversimplified.”

van ons vakgebied wordt gerekend. Velen die de naam van de inmiddels 94-jarige meester horen, denken onmiddellijk aan de observational method. Het beroemde concept uit Chicago, over het observeren en meten van de grondgesteldheid tijdens de uitvoering van een project, met de beschikbaarheid van fall-back scenario’s om het ontwerp zonodig aan te passen aan slechtere of betere (!) grondcondities. Ik sprak van een geotechnisch boek. Het is echter méér dan een geotechnisch boek. De ondertitel heet niet voor niets The Essence of the Man. Het eerste deel van het boek, ruim honderd pagina’s, heeft als titel Self Portrait. Het is gebaseerd op een groot aantal gesprekken met Ralph Peck zelf, in de periode 2004-2005, en geeft hiermee een fascinerend beeld van de persoon. Dit wordt ondersteund met prachtige zwart-wit foto’s, zoals Ralph Peck in de zomer van 1930, als vakantiewerker bij de railroad gang. Ook wordt een aantal projecten beknopt beschreven, zowel in zijn home town Chicago, als ver buiten de Verenigde Staten, waar hij als consultant bij betrokken was. Het tweede deel van het boek, Words of Wisdom, betreft 7 pagina’s. Het bevat typische

Deel drie, een selectie van 30 artikelen en colleges uit de meer dan 250 artikelen die Ralph Peck heeft geschreven, bevat de geotechnische kern van het boek. Zo komt de ontwikkeling van het vakgebied van de geotechniek vanaf 1925 uitgebreid aan bod. Ook wordt uitvoerig ingegaan op de mogelijke rollen van de geoengineer in relatie tot het milieu. Hij neemt hierbij stevig stelling tegen het beeld dat civieltechnische projecten alleen maar schadelijk voor het milieu zouden zijn. Met de impact van een ogenschijnlijk bedreigd visje, de snail darter, op de aanleg van de Tellico Dam in Tenessee Valley, laat hij zien dat dergelijke situaties zich niet beperken tot Nederland. Zulke anekdotes plaatsen de geotechnicus met zijn of haar stellingname en handelen midden in de maatschappij.

most powerful weapons in our arsenal, is becoming discredited by misuse. Too often it is invoked by name but not by deed.” Het boek eindigt met de zogenoemde vignettes, een aantal persoonlijke verhalen van collega’s. Een mooi slotakkoord van een fascinerend boek, dat je de ontwikkeling van de geo-engineering door de ogen van één van de hoofdrolspelers laat beleven. Dr. Ralph B. Peck: educator, engineer en bovenal een bijzonder mens.

Ralph B. Peck, Educator and Engineer – The Essence of the Man, John Dunnicliff en Nancy Peck Young (editors). In 2006 uitgegeven door BiTech Publishers Ltd., Vancouver, Canada. ISBN: 0-921095-63-5, gebonden, 350 pagina’s. Meer informatie op www.bitech.ca. Het boek kan online worden besteld. De kosten bedragen CDN$ 113 met daarbij CDN$ 40 voor verzending vanuit Canada naar plaatsen buiten Noord-Amerika. Martin van Staveren m.t.vanstaveren@geodelft.nl

Vanzelfsprekend wordt er veel aandacht besteed aan case histories, de praktijk van engineering, dammen en, in mindere mate, monitoring. Opvallend is dat de observational method er vrij bekaaid van afkomt. Wellicht omdat er al zo veel over geschreven is? Wel maakt Dr. Peck zich een aantal malen zorgen over misbruik van de observational method: “The observational method, surely one of the

boekbespreking Geotechniek | april 2007

13


Optimalisering nieuwbouwwi Als je de keuze hebt, kun je een nieuwe woonwijk beter op een locatie bouwen met een goede ondergrond dan met een slechte ondergrond. Daarover is iedereen het eens. Toch wordt de kwaliteit van de ondergrond nauwelijks meegenomen bij locatiekeuzen. Eén van de redenen is dat planners niet weten welke meerkosten bouwen op een slechte ondergrond met zich meebrengt. Hoe zou je per locatie meer inzicht in deze kosten kunnen krijgen?

Klankbordgroep Noordzee en Kust bijeen Op 24 januari 2007 organiseerde het Delft Clusterproject ‘Noordzee en Kust’ zijn eerste klankbordgroepbijeenkomst. Witteveen & Bos, Gemeentewerken Rotterdam, RIKZ, Van Oord, de Waddenvereniging, Royal Haskoning, Boskalis en Arcadis discussieerden onder leiding van Marcel Stive met de onderzoekers over de geboekte resultaten en de richting van het onderzoek. Alle deelnemers waren enthousiast over de wijze waarop de klankbordgroepbijeenkomst was vormgegeven. Het positieve gevoel van de

bruikbaarheid van gepresenteerde resultaten moet de komende tijd worden omgezet in acties. Er is afgesproken dat de sectordeelnemers bij het project kunnen aankloppen als zich een relevante case study voordoet. Van de andere kant zal ook proactief contact gezocht worden wanneer concrete projectresultaten daartoe aanleiding geven. Meer informatie over de bijeenkomst vindt u op de website www.delftcluster.nl op de projectpagina Ontwikkeling en beheer van Watergebieden.

Nieuw project ‘Invloed dynamisch gedrag ondergrond op overgangsconstructies’ Na een periode van ruim een jaar zijn de ge­ sprekken met ProRail over het leveren van een bijdrage aan het Delft Cluster-onderzoek ‘Invloed dynamisch gedrag ondergrond op overgangsconstructies’ succesvol afgerond. ProRail zal over een periode van vier jaar 500 k€ bijdragen aan de totale begroting van 1900 k€. Daarnaast leveren enkele aannemers een bijdrage in natura. Dit betekent dat dit onderzoek in 2007 nu daadwerkelijk van start kan gaan. Het onderzoek heeft tot doel een afweegmodel

te ontwikkelen waarmee het onderhoud aan overgangsconstructies beter voorspeld en beheerst kan worden. In enkele voorstudies zijn de mogelijke oorzaken van het vervormingsgedrag van de aardebaan verkend. Het lijkt erop dat de stijfheidseigenschappen van het samenspel bovenbouw, onderbouw en ondergrond in combinatie met de dynamische belasting door een treinpassage de sleutel vormen. Het onderzoek zal onder Delft Clustervlag worden uitgevoerd door de TU Delft en GeoDelft.

Bij de keuze van bouwlocaties gaat het zoals bij alle ruimtelijke plannen. De nadruk ligt sterk op bestuurlijke en planologische vraagstukken, terwijl onderwerpen als duurzaamheid, technische haalbaarheid en risico’s pas veel later aan de orde komen. Vaak is dat jammer, omdat hierdoor kansen worden gemist, onnodig dure oplossingen worden gekozen en technische innovaties geen kans krijgen. Een nieuwbouwwijk realiseren op een slappe ondergrond zonder afdoende maatregelen te treffen, kan bijvoorbeeld betekenen dat de kosten voor het onderhoud aan wegen en ondergrondse infrastructuur vele malen hoger zijn dan in een wijk met een stevige grondslag. Dat dit vergaande gevolgen kan hebben, hebben verschillende gemeenten in het Hollands-Utrechts veenweidegebied aan den lijve ondervonden. Zo heeft Gouda door de hoge onderhoudkosten jarenlang de zogeheten artikel 12-status gehad en heeft Boskoop die nog steeds. Beleidsondersteunend Delft Cluster onderkende jaren geleden al het belang om in een vroeg stadium van planvormingsprocessen naast bestuurlijke en planologische aspecten ook andere aspecten mee te nemen. In het eerste onderzoeksprogramma heeft dat geleid tot de ontwikkeling van het instrument Duurzaam beslissen ( DUBES) voor de herstructurering van naoorlogse woonwijken. Dit interactieve beleidsondersteunende instrument brengt het thema duurzaamheid in een vroeg stadium onder de aandacht en zorgt voor een grotere transparantie van besluitvormingsprocessen. Het vervolg - dat nu loopt – bouwt hierop voort. Binnen dit programma wordt een

delft cluster 14

Geotechniek | april 2007


g locatiekeuze wijken consequente risico-gestuurde aanpak nagestreefd, zoals die de afgelopen jaren met RISMAN en –waar het de ondergrond betreft– GeoQ vorm heeft gekregen. Naast het thema ondergrond gaat het onder andere om de thema’s veiligheid en kwaliteit van de leefomgeving. Locatiezoeker Samen met Delft Clusterpartner GeoDelft werkt TNO Bouw en Ondergrond aan één van de deelprojecten. ”De provincie ZuidHolland zou graag een instrument hebben waarmee planners kunnen zien welke invloed de ondergrond van een specifieke locatie heeft op de verschillende kosten van een nieuwe woonwijk”, vertellen Rob van der Krogt en Ger de Lange van TNO. “Denk aan de aanlegkosten, de kosten voor beheer en onderhoud en indirecte kosten zoals een grotere kans op wateroverlast en bodemdaling. Zuid-Holland heeft de komende jaren een forse woningbouwopgave en wil bij de keuze van nieuwe bouwlocaties in het streekplan structureel rekening gaan houden met de kwaliteit van de ondergrond en de grondwaterstand. Waar wij en zij naar toe willen is een eenvoudig instrument dat zonder specialistische kennis is te gebruiken. Je zou kunnen denken aan een soort ‘locatiezoeker’, waarmee je al schuivend over de provinciekaart kunt zien hoe de verschillende kosten van een nieuwbouwwijk variëren afhankelijk van de bouwlocatie die je kiest.” Referentienieuwbouwwijk “Als je het kosteneffect van de grondslag en de grondwatersituatie wilt kunnen zien, moet je zorgen dat andere kostenbepalende factoren, zoals bebouwingsdichtheid, woningaantallen, gebouwtypen en percentage groen, geen rol spelen”, legt Van der Krogt uit. “Je moet dus een standaardsituatie definiëren, zeg tweeduizend woningen die volgens ‘state of the art’ technieken wordt aangelegd. Met de provincie en een klankbordgroep van gemeenten overleggen we wat reële uitgangspunten zijn voor een dergelijke referentienieuwbouwwijk. Heb je deze standaardwijk eenmaal goed in beeld, dan kun je ook andere referenties ontwikkelen zoals een duurzame woonwijk.”

Harde gegevens “Doel is dat we in de toekomst met verschillende referentiewoonwijken over de kaart kunnen schuiven en kunnen zien welke locaties vanwege de grondslag en grondwatersituatie het aantrekkelijkst zijn”, vult De Lange aan. “Om dat te kunnen bepalen moeten we in de eerste plaats bodem- en grondwatergegevens hebben. Voor grote delen van ons land zijn die gelukkig beschikbaar, bijvoorbeeld in DINO. Met deze gegevens zijn we er echter niet. We moeten ook weten wat de gevolgen zijn van verschillen in grondslag en grondwaterstand op de kosten gedurende de levensduur van een woonwijk. Wat betekent een dik pakket slappe lagen bijvoorbeeld voor de kosten van het bouwrijp maken en voor de onderhoudskosten van wegen en ondergrondse kabels en leidingen. Hoeveel duurder is een woonwijk op slechte dan op goede grond? Scheelt dat twee miljoen euro of vijftig miljoen? Harde gegevens over de relatie tussen deze kosten en de ondergrond ontbreken tot nu toe grotendeels en zijn zeker niet centraal aanwezig. De komende tijd proberen we deze gegevens boven water te krijgen door met diverse ervaringsdeskundigen te praten zoals mede-

Postadres Delft Cluster Postbus 69 2600 AB DELFT

werkers van gemeenten en ingenieursbureaus.” Handig Van der Krogt en De Lange verwachten veel van het project: “Straks kun je eenvoudig zien hoeveel hoger of lager de aanlegkosten en de kosten voor beheer en onderhoud op een bepaalde locatie zijn in vergelijking met een andere locatie. Dat is niet alleen handig voor het kiezen van locaties voor nieuwe woonwijken. Gemeenten kunnen de informatie die de locatiezoeker geeft, bijvoorbeeld ook gebruiken in de onderhandelingen met projectontwikkelaars. Gemeenten zijn nu nog vaak na oplevering van een wijk verantwoordelijk voor het beheer en onderhoud van wegen en de openbare ruimte. Als zij weten welke gevolgen de ondergrond van een bepaalde locatie en de methode van bouwrijp maken hebben voor de kosten van beheer en onderhoud, dan kunnen zij daar rekening mee houden bij het vaststellen van de grondprijs of bijvoorbeeld de zettingseisen. Deze risico-gestuurde wijze van werken helpt gemeenten regie te houden op hun projecten, vanaf de vroege planfase tot en met beheer en onderhoud.”

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 | april 2007

15


KIVI NIRIA Titel artikel

afdeling Geotechniek

Nieuwe bestuursleden Tijdens de jaarlijkse algemene ledenvergadering op 7 februari 2007 in het Infracentrum van de gemeente Rotterdam zijn twee nieuwe bestuursleden gekozen. Paul Cools (Bouwdienst Rijkswaterstaat) heeft de plaats ingenomen van de aftredende Ferdinand Bockhoudt (eveneens Bouwdienst Rijkswaterstaat) en Ronald Brinkgreve (Plaxis/TU-Delft) heeft de vacature opgevuld die was ontstaan als gevolg van het aftreden van Erik Kwast (Holland Railconsult). De algemene ledenvergadering werd gecombineerd met een aantal lezingen over het project RandstadRail/Metrostation CS en een bezoek aan de bouwplaats.

Bijeenkomsten Afdeling Geotechniek van KIVI-NIRIA - Jaarprogramma 2007

14e Europese Geotechniek Conferentie in Madrid Van 24 t/m 27 september 2007 zal in Madrid de 14e Europese conferentie over het vakgebied geotechniek worden gehouden. Vanuit Nederland zijn voor deze conferentie de volgende 20 papers ingediend: • A comparative study on the design of LTP systems, focusing on pile efficiency (auteurs: A.E.C. van der Stoel, J.W. Dijkstra en H. Slaats) • A numerical Study to the Effects of excess pore pressure during a rapid pile load test (auteurs: N.Q. Huy, P. Hölscher en A.F. van Tol) • Application of ground freezing technology for a retaining wall at a large excavation in the centre of Rotterdam (auteurs: V.M. Thumann en H. Hass) • Compensation grouting in sand, fractures and compaction (auteurs: A. Bezuijen en A.F. van Tol) • Complementing Code requirements - Mana­ ging Ground Risk in Urban Environments (auteurs: M. van Staveren en T. Chapman) • Decision support systems in geotechnical engineering: success or failure? (auteurs: A.A.M. Venmans en C. Lehnen-de Rooij) • Design and construction of a metro station in Amsterdam; Challenging the limits of jet grouting (auteurs: J.C.W.M. de Wit, P.J. Bogaards, O.S. Langhorst, B.J. Schat, R.D. Essler, J. Maertens, B.K.J. Obladen, C.F. Bosma, J.J. Sleuwaegen en H. Dekker) • Design and execution of an integrated LTP and gabions system (auteurs: A.E.C. van der Stoel, D. Vink, R.W. Ravensbergen en M. de Hertog) • European micropile design and application for maximum results (auteur: A.E.C. van der

Datum

Omschrijving

Locatie

19 april 2007

CUR – Delft Cluster Lezingenmiddag

KIVI NIRIA, Den Haag

9 mei 2007

1e Geotechniek Lezingenavond ‘07

Fugro, Leidschendam

5 september 2007

Excursie RUG Groningen Centrum voor Levenswetenschappen

Nijenborg 4 (Zernike complex), Groningen

11 september 2007

Mini-Symposium Van Sondering tot Grondmodellering

GeoDelft, Delft

4 oktober 2007

Geotechniekdag

Chassé Theater, Breda

31 oktober t/m 2 november 2007

Buitenland Excursie (i.s.m. Afdeling Tunneltechniek en Ondergrondse Werken)

Nog te bepalen

Begin november 2007

Actiedag GeoForum: Bruggen bouwen tussen bestuur en techniek

Wordt later bekend gemaakt

14 november 2007

2e Geotechniek Lezingenavond ‘07

Ballast Nedam, Nieuwegein

Stoel) • Evaluation of methods to predict heave and swell pressure in a deep excavation (auteurs: O. Oung, R. Elprama en G. Hannink) • Groundwater leakage stopped by bacteria (auteurs: J.W. Lambert, V. van Beek, W. van der Zon en G. van Zwieten) • HSP piled foundation at the ‘Hoendiep’ road junction (auteurs: J. Oudhof, A. El Molaka, W.J. van Niekerk en A. de Lange) • Internal setup in porous dams and dikes (auteurs: F.B.J. Barends en A. van der Hoven) • Pumping Station IJmuiden (The Netherlands) (auteurs: R. Steenbrink en M.G.J.M. Peters) • Risk management during renovation of the new Rijksmuseum Amsterdam (auteurs: A.E.C van der Stoel, H.D. Netzel, D. Vink, A.M. de Roo, en P.J.M. den Nijs) • Risks related to CFA-pile walls (auteurs: M. Korff, A.F. van Tol en E. de Jong) • Settlement analysis prevents difficult dilatation (auteurs: J.A. Jacobse, F.C.J. Schuitemaker, W.J. van Niekerk en M. de Kant) • Space reservation required for flood embankments in urban areas (auteurs: A.R. Koelewijn en M.W.A. Hounjet) • The ‘Kyoto-road’, a Full-Scale Test; Measurements and Calculations (auteurs: S.J.M. van Eekelen en M.A. Van) • The Raamsdonkveer sheet pile test, measured surface settlements during vibratory sheet piling (auteurs: P. Meijers en A.F. van Tol)

Meer informatie over de conferentie kan worden gevonden op: www.ecsmge2007.org

17e EYGEC te Zagreb In 2006 werd de 17e European Young Geotechnical Engineers’ Conference (EYGEC) georganiseerd in de stad Zagreb, Kroatië. Hieraan namen 30 verschillende Europese landen deel. Door de afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA waren Micheline Hounjet van GeoDelft en Marc Everaars van Fugro Engineers uitgenodigd om Nederland te vertegenwoordigen en om kennis te maken met de gang van zaken tijdens een congres. Het congres vond plaats in de faculteit Civiele Techniek van de Universiteit van Zagreb. Er was een goede mix van deelnemers: veel promovendi, maar ook afstudeerders en adviseurs. Daarmee waren ook de presentaties afwisselend wetenschappelijk en praktisch. Zo was het onderwerp hellingstabiliteit erg populair en werden er ook presentaties gegeven over eindige elementen modellen en spectaculaire fenomenen als quick clays en liquefactie. Het congres werd afgesloten met een excursie naar een groot wegenbouwproject door bergachtig gebied. We hebben enkele tunneltjes en pilaarbruggen bekeken. In Kroatië wordt veel gewerkt met gewapende taluds van gestapelde schanskorven. Het resultaat zag er netjes uit. Micheline Hounjet (m.w.a.hounjet@geodelft.nl) Marc Everaars

kivi niria 16

Geotechniek | april 2007


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

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

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

Geotechniek | april 2007

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

17


Deze rubriek besteedt aandacht aan de nationale en internationale normontwikkeling. In deze bijdrage wordt een aantal veranderingen in de recent uitgekomen tweede druk van NEN 6740 toegelicht, namelijk de aanpassingen in het gedeelte van hoofdstuk 8 dat over het grondonderzoek van het bouwterrein handelt. Deze rubriek verschijnt onder verantwoordelijkheid van de redactie van Geotechniek en komt tot stand met medewerking van de leden van de normcommissies.

Inleiding Het geotechnisch onderzoek moet adequate en betrouwbare gegevens van de grond en de grondwatercondities verschaffen die nodig zijn voor de toetsing van de veiligheid en de bruikbaarheid van de constructie. Het type en de uitgebreidheid van het onderzoek moet zijn bepaald op grond van de geotechnische categorie van de constructie. In 8.2.1 is voor de bepaling van het benodigde geotechnisch onderzoek onderscheid gemaakt tussen de volgende fasen van een project: • vooronderzoek • onderzoek ten behoeve van het ontwerp • controleonderzoek Grondonderzoek in het bouwterrein In 8.4.1 wordt ingegaan op het grondonderzoek in het bouwterrein voor de geotechnische categorieën 2 en 3, de in de praktijk meest voorkomende categorieën. Dit gedeelte is in de tweede druk van NEN 6740 uitgebreid. In de eerste druk was er vooral aandacht voor het benodigde onderzoek voor paalfunderingen. In de tweede druk zijn aparte paragrafen opgenomen voor: • grondwerken en grondkerende constructies • funderingen op staal • funderingen op palen Grondwerken en grondkerende constructies De afstand tussen de punten van onderzoek mag volgens 8.4.1.2 bij grondwerken en grondkerende constructies in normale gevallen ten hoogste 100 m zijn en in nader omschreven gevallen ten hoogste 50 m. Over de vereiste diepte van het grondonderzoek is het volgende in de tweede druk van NEN 6740 opgenomen: bij grondwerken tot de onderkant van de voor het project relevante slappe lagen. Als bij het grondwerk damwanden worden toegepast, moet het onderzoek in het terrein zijn uitgevoerd tot ten minste de onderkant van de te plaatsen damwanden.

Funderingen op staal In 8.4.1.3 zijn voor funderingen op staal de eisen die aan het grondonderzoek zijn gesteld, veranderd. In de eerste druk stond dat de diepte van terreinproeven of boringen tot 1 à 3 maal de breedte van het funderingselement onder het funderingsniveau moet reiken. In de tweede druk is de tekst aangescherpt. Terreinproeven en boringen moeten ten minste tot een diepte onder het aanlegniveau van de fundering reiken van driemaal de funderingsbreedte, waarbij 25 m als maximum mag worden aangehouden. Als zich onder het aanlegniveau van de fundering samendrukbare grondlagen bevinden, dan mag de afstand tussen de punten van onderzoek ten hoogste 25 m bedragen.

Als het grondonderzoek bestaat uit terreinproeven gelden de volgende voorwaarden: a) Voor de gemiddelde onderlinge afstand van de onderzoekspunten, agem: • a ls ΔFr;max ≤ 0,3 × Fr;max;gem, dan is agem ≤ 25 m en wordt per terreinproef een oppervlakte bestreken van ten hoogste 25 m × 25 m; • a ls ΔFr;max ≤ 0,4 × Fr;max;gem, dan is agem ≤ 20 m en wordt per terreinproef een oppervlakte bestreken van ten hoogste 20 m × 20 m; • a ls ΔFr;max ≤ 0,5 × Fr;max;gem, dan is agem ≤ 15 m en wordt per terreinproef een oppervlakte bestreken van ten hoogste 15 m × 15 m.

Funderingen op palen Op grond van een beoordeling van alle beschikbare gegevens moet zijn verzekerd dat het grondonderzoek de informatie over bodemopbouw en grondeigenschappen heeft opgeleverd die nodig is voor de bepaling van de draagkracht en de vervormingen. Deze zinsnede in 8.2.3 geldt voor alle geotechnische constructies.

waarbij: Fr;max;gem de gemiddelde waarde van de maximum draagkracht van de paal of palen onder het bouwwerk of deel van het bouwwerk is, voor eenzelfde paalpuntniveau; ΔFr;max het verschil tussen de hoogste en de laagste waarde van de maximum draagkracht van de paal of palen onder het bouwwerk of deel van het bouwwerk is, voor eenzelfde paalpuntniveau.

In 11.6.3 van de eerste druk van NEN 6740 staat dat het onderzoek uit ten minste 2 sonderingen moet hebben bestaan, waarbij de gemiddelde afstand tussen de sonderingen ten hoogste 25 m is, en er per sondering een oppervlakte van ten hoogste 25 × 25 m2 mag worden bestreken. En hoewel in 8.4.2 van diezelfde eerste druk staat dat de afstand tussen de punten van onderzoek moet zijn bepaald op grond van de geologie van het gebied, de grondgesteldheid, de afmeting van de bouwplaats en de aard van de geotechnische constructie, vond met name de gemeente Almere dat het artikel met de afstand tussen de sonderingen moest worden aangescherpt, omdat de grondgesteldheid in die gemeente over erg korte afstand sterk kan variëren. In de tweede druk van NEN 6740 is om die reden een wijziging doorgevoerd, waarbij er van uit is gegaan dat de genoemde 25 m over het algemeen goed voldoet en er derhalve geen behoefte is om voor elk ontwerp met een fundering op palen de aan te houden afstand tussen de punten van onderzoek te verkleinen. Na discussie binnen de normcommissie is hierover het volgende in de tweede druk van NEN 6740 opgenomen.

b) De oppervlakte van de bouwplaats waarbinnen de funderingselementen zijn geprojecteerd, moet volledig zijn afgedekt door de onder a) aangegeven gebieden met de plaatsen van de terreinproeven als middelpunt. c) Er moeten terreinproeven zijn uitgevoerd op de omtrek van de bouwplaats waarbinnen funderingselementen zijn geprojecteerd. Bij rechthoekige bouwwerken met zijden met een lengte groter of gelijk aan agem moet ten minste één terreinproef nabij elke hoek zijn uitgevoerd. Bij rechthoekige bouwwerken waarvan de breedte van het grondoppervlak kleiner is dan agem, mogen de terreinproeven nabij de hoeken zijn vervangen door 1 terreinproef halverwege elke korte zijde. Punt a) in het kader geeft aan dat in de ontwerpfase van een fundering op palen moet worden gecontroleerd of er voldoende grondonderzoek is uitgevoerd. Blijkt de variatie in de berekende draagkracht van de paal of palen groot te zijn, dan moet de afstand tussen de punten van onderzoek worden verkleind. Dit lijkt wellicht

normen en waarden 18

Geotechniek | april 2007


wat onpraktisch, omdat dan in de ontwerpfase extra grondonderzoek moet worden uitgevoerd. Toch denkt de normcommissie dat het in de praktijk wel mee zal vallen: er ontstaat per gemeente of gebied na verloop van tijd wel ervaring welke afstand tussen de punten van onderzoek moet worden aangehouden en als in de ontwerpfase blijkt dat niet aan de genoemde voorwaarden wordt voldaan, dan is er alle reden om aanvullend grondonderzoek uit te voeren. Punt b) in het kader kan ten opzichte van de eisen in de eerste druk van NEN 6740 leiden tot meer grondonderzoek. Ook daarvan denkt de normcommissie dat dit in de praktijk wel mee zal vallen. De meeste geotechnische adviseurs omsluiten sowieso bij de planning van het grondonderzoek de bouwplaats en in dat geval leidt deze voorwaarde niet tot meer grondonderzoek. Dat de normcommissie dit punt b) heeft toegevoegd, komt eveneens voort uit de gedachtegang dat de grondgesteldheid over korte afstand kan variëren: bij het omsluiten van de bouwplaats is de kans groter dat die mogelijk sterke variatie tijdig wordt opgemerkt. Tenslotte is punt c) in het kader in de tweede druk van NEN 6740 opgenomen om verschillen in interpretatie van de omvang van het onderzoek te vermijden. De normcommissie is zich er van bewust dat normen de minimum eisen voorschrijven en hoopt met punt c) te voorkomen dat de creativiteit van de ontwerpers wordt gebruikt om onvoldoende grondonderzoek uit te voeren.

• de benodigde lengte van de palen moet mede worden vastgesteld op grond van aanvullende terreinproeven; • de zone met de langere palen moet worden uitgebreid tot aan de locaties van de terreinproeven die kortere palen mogelijk maken.

worden uitgevoerd. Natuurlijk lijkt 8.4.1.4 wat betuttelend en wat erg precies. Dat kan ook niet anders, omdat normen dat nu eenmaal vereisen. Maar het is duidelijk dat het toch voornamelijk om de strekking van het betreffende artikel gaat.

Achtergrond Een belangrijke reden om de paragraaf over funderingen op palen zoveel uitgebreider te maken dan de 6-regelige paragraaf over funderingen op staal, was dat de bouwwereld tegenwoordig op grote schaal voor funderingen op palen kiest, ook in gebieden waar traditioneel op staal werd gefundeerd. En daarbij past men vooral avegaarpalen toe waar bij de fabricage geen informatie, over bijvoorbeeld de stuit, wordt verkregen. Tijdens de uitvoering wordt dus nauwelijks aanvullende informatie verkregen over de hoedanigheid van de grondlaag op de diepte waar de paalpunt terecht is gekomen.

Als er niet voldoende grondonderzoek van het bouwterrein is gedaan, zijn de risico’s bij een fundering op palen groter dan bij een fundering op staal. In gevallen waarbij er in de ontwerpfase a-priori geen keuze is gemaakt met betrekking tot de funderingswijze, is het bijna vanzelfsprekend dat 8.4.1.4 van toepassing zal zijn voor de vaststelling van het benodigde onderzoek. Wordt dan toch voor een fundering op staal gekozen dan is vanzelfsprekend 8.4.1.3 van toepassing, zodat misschien aanvullend boringen met ongeroerde grondmonsters en laboratoriumonderzoek vereist zijn.

Bij funderingen op staal is die informatie er wel. De gesteldheid van de grond op aanlegniveau is immers zichtbaar. Bij twijfel kunnen dan ook vrij gemakkelijk aanvullende onderzoekingen

Referentie G. Ploeg: De wisselende bodemgesteldheid in Almere. Cement 3, 2006, blz. 68 t/m 71

In figuur 1 zijn op basis van de in het kader vermelde punten enkele voorbeelden van de mogelijke situering van de terreinproeven geschetst in het geval dat ΔFr;max ≤ 0,5 × Fr;max;gem en agem ≤ 15 m. In de tweede druk van NEN 6740 wordt dus veel aandacht geschonken aan de mogelijkheid van lokale variaties in de ondergrond, zoals bijvoorbeeld de aanwezigheid van een geulopvulling. In 8.4.1.4 is daarom tevens vermeld hoe moet worden omgegaan met een bouwterrein dat op grond van de resultaten van terreinproeven is verdeeld in gebieden die onderling een verschil in diepteligging van de bovenkant van de draagkrachtige laag vertonen en waardoor er verschillen in paallengtes moeten worden toegepast. In dat geval moeten de volgende maatregelen worden genomen:

\F  iguur 1 Voorbeelden van mogelijke situaties van terreinproeven in het geval dat ΔFr;max ≤ 0,5 × Fr;max;gem en agem ≤ 15 m

normen en waarden Geotechniek | april 2007

19


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

Project Voor de aanleg van rijksweg A73 in Noord Limburg wordt een wildviaduct gebouwd. Het landhoofd is een L-muur gefundeerd op staal. Achter de muur wordt aangevuld met grond van elders in het kader van werk-met-werkmaken. De ondergrond bestaat uit stijve zandige leem. De terreinbelasting is 5 kN/m2. Voor het ontwerp moet gerekend worden met een waterstand achter de muur van NAP +24,0 m gedurende enkele weken, zie figuur 1. Óp de voetplaat wordt aangevuld met ZAND (γd = 18 kN/m3, γnat = 19 kN/m3, ϕd = 27o, cd = 0 kPa); op 1 m achter de lijn a-a wordt aanvulGROND gebruikt van allerhande soort: γd = 17 kN/m3, γnat = 18 kN/m3, ϕd = 25o, cd = 0 kPa. De aangegeven parameters zijn rekenwaarden.

\F  iguur 1 Landhoofd van het wildviaduct

NB: In bovenstaande figuur betekent γ = 18 / 19 kN/m3 dat γdroog = 18 kN/m3 en γnat = 19 kN/m3. Volumegewicht beton γ = 25 kN/m3

Het oorspronkelijke maaiveld is NAP +21,0 m

De rekenwaarde van de belasting uit het dek op de L-muur bedraagt Fs;d = 850 kN/m1 wand.

?

Vraag 1:

Teken het waterdrukverloop onder de voetplaat langs de horizontaal op NAP +21,0 m indien wordt verondersteld dat vóór de muur de grondwaterstand NAP +22,0 m bedraagt en áchter de muur NAP +24,0 m.

=

Antwoord 1:

Onder de muur ontstaat een verlopende waterdruk: 10 kN/m2 aan de voorkant van de muur tot 30 kN/m2 (= NAP +24,0 m → NAP +21,0 m) aan de achterkant, zie figuur 2. Er is geen reden te veronderstellen dat door het hogere grondge-

\F  iguur 2 Waterdruk onder de voetplaat

vraag en antwoord 20

Geotechniek | april 2007


wicht aan de achterzijde van de muur na lange tijd het poriëngehalte wellicht wat kleiner is geworden: de druk onder de voetplaat is redelijk.

?

Vraag 2:

Ontstaat tegen de verticaal a-a een actieve gronddruk Kγ;a of de neutrale gronddruk K0? (Kies als Kγ;a = 0,34 of neutrale gronddruk K0 = 0,5).

=

Antwoord 2:

Tegen de verticaal a-a ontstaat de actieve gronddruk, omdat de L-muur voldoende kan verplaatsen om de gronddruk te doen afnemen van neutraal naar actief. De kerende hoogte is 8 m, zodat een verplaatsing van ca. 8 à 10 mm de gronddruk op actief brengt. Het valt niet te ontkennen dat hier sprake is van een robuuste constructie die niet gemakkelijk glijdt of kantelt. Toch zal de lange termijn verplaatsing naar actief gaan. De oplegblokken op de bovenkant van de muur zullen slechts een bescheiden ‘steun’ geven aan de muur (de betonconstructie moet overigens wel worden berekend op de neutrale gronddruk).

?

Vraag 3:

+29,0

30,6

68,8

+24,0

+21,0

sv

5

u 0

=

Antwoord 3:

De gronddruk tegen de verticaal a-a is als die van de aanvulgrond, zie tabel 1 (de 1 m1 zand tussen de muur en de verticaal a-a is van betere samenstelling en geeft een lagere druk dan de aanvulgrond. Het zand werkt uitsluitend als drukvast intermediair). (De druk tussen NAP +29 m en NAP +27,2 m komt niet tegen de muur, maar tegen de deklaag en de betonconstructie. Voor het gevraagde moment van de gronddruk om punt A kan de druk tegen lijn a-a verminderd worden met die tegen de 1,8 m hoge strook). De gronddruk en het statisch moment ten opzichte van A zijn weergegeven in tabel 2.

?

Vraag 4:

=

Antwoord 4:

Welke gronddrukfactor geldt vóór de wand? Kies uit Kγ = 0,4 of 0,7 of 1,5 of 2,0.

De gronddruk vóór de wand is groter dan neutraal, omdat de grond wordt opgestuwd. Aangezien de weerstand ónder de voetplaat

Bereken en téken de gronddruk tegen de verti-

1,7

caal a-a. Kies naar eigen inzicht het gebruik van een gronddruktabel. Bereken het moment van de gronddruk ten opzichte van de teen van de voetplaat (= punt A in figuur 1).

K

s’v

5

0,34

pea;h;a

1,7

pea;h;c;a 0

pg;h;z;a

1,7

90

0

90

0,34

30,6

0

30,6

90

0

90

0,34

30,6

0

30,6

144

30

114

0,34

38,8

0

68,8

\ Tabel 1 Gronddruk tegen de verticaal a-a

Fea;h;a [ kN ]

Niveau v/d kracht [ NAP ]

Arm t.o.v. A [m]

Statisch moment [ kNm ]

1/2 .

+27,33 +25,66 +23,0 +22,0

6,33 4,66 2,0 1,0

-27,2 -356,5 -91,8 -103,2

1,7. 5,0 = -4,3 30,6. 5,0 = -76,5 1/2 . 30,6. 3,0 = -45,9 1/2 . 68,8. 3,0 = -103,2 1/2 .

Totaal Fea;h;a= -230 kN

\ Tabel 2 Gronddruk en statisch moment ten opzichte van A

stijf reageert, ontstaat er weinig verplaatsing en zal de passieve weerstand vóór de wand zeker niet worden bereikt. Bovendien wordt de grond voor de voetplaat aangevuld, wellicht zelfs in de fase ná aanvulling van de constructie. Neem Kγ = 0,7.

?

Vraag 5:

=

Antwoord 5:

?

Vraag 6:

=

Antwoord 6:

Bereken de gronddruk vóór de wand tussen de niveaus NAP +21,0 m tot NAP +22,0 m. Bereken de kracht en het moment van deze gronddruk ten opzichte van punt A.

Fea; h;p = 1/2. γ. h2 . Kγ = 1/2. (19 – 10) . 1,02 . 0,7 + 1/2. 10. 1,0 = 8 kN. Het moment ten opzichte van A is 8 kN. 0,33 m = 3 kNm.

Bereken de verticale krachten op de voetplaat inclusief het gewicht van de muur en opwaartse waterdruk. (NB: Houdt rekening met de belastingfactoren: krachten die leiden tot een hogere verticale korrelspanning zijn ‘ongunstig’, indien ze leiden tot een lagere verticale spanning zijn ze ‘gunstig’). Bepaal het statisch moment van deze krachten ten opzichte van punt A.

De verticale krachten zijn weergegeven in tabel 3. NB: Naast de voorgaande berekening om de grootst mogelijke spanning op de ondergrond te berekenen, is een tweede toetsing die van het hórizontale evenwicht. Bij díe toetsing zijn neerwaarts gerichte krachten gunstig (ze geven immers een hogere veiligheidsmarge) en moeten dus met γf;g = 0,9 worden vermenigvuldigd. De opwaartse waterdruk is ongunstig en moet daarom maal γf;g = 1,2. Deze laatste toetsing wordt voor dít vraagstuk echter niet gevraagd.

?

Vraag 7:

Bereken het drukpunt van de muur op de ondergrond.

M A;H = -579 kNm

vraag en antwoord Geotechniek | april 2007

21


INPIJN-BLOKPOEL ingenieursbureau Op basis van gedegen in-situ en laboratoriumonderzoek geeft de adviesafdeling adviezen ten aanzien van ondermeer: - bouwputontwerp - bemaling / drainage - bouwrijp maken !DVERTENTIE,ANKELMAPDF   - funderingen - gestuurde boringen - schade expertise - trillings- en geluidsmetingen p - akoestisch doormeten palen rd o e e d n u Gef e kennis - heibegeleiding - bouwkundige expertise grondig - 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

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

#

-

9

www.inpijn-blokpoel.com

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

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

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

#-

-9

#9

#-9

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

+

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

) . & /

, ! . + % , - !  . ,


Fv1 [ kN ] Belasting uit het dek Bovenbelasting Gewicht vloerplaat Gewicht van de wand Zand op de voetplaat Opwaartse waterdruk

1,2. 5. 3 = 1,2*. 6,8. 1,0. 25 = 1,2*. 0,8. 5,2. 25 = 1,2*. 3,0. (1,0. 17 + 4,0. 18+ 2,0. 19) = 0,9**. 1/2. 10. 6,8 = 0,9**. 1/2. 30. 6,8 =

Arm t.o.v. A [m]

Statisch moment [ kNm ]

850 18 204 125

3,4 5,3 3,4 3,4

2.890 95 694 425

457 -31 -92

5,3 2,27 4,53

2.422 -70 -417

Totaal Fv;d = 1.531 kN M A;V = 6.039 kNm * 1,2 = belastingfactor op het eigengewicht constructie (=ongunstige invloed) ** 0,9 = belastingfactor op de opwaartse waterdruk (=gunstige invloed) \ Tabel 3 De verticale krachten

Type belasting Horizontale krachten Verticale krachten Totaal

FH [ kN ] -230 +8

-222 kN

F V [ kN ]

1.531

Statisch moment[ kNm ] - 579 +3 6.039

1.531 kN

5.463 kNm

\ Tabel 4 Berekening van het drukpunt

=

Antwoord 7:

Het drukpunt wordt berekend uit de statische momenten om A, zie tabel 4. Het drukpunt ligt op 5.463 kNm / 1.531 kN = 3,57 m van A. De gehele onderzijde van de plaat wordt ‘gedrukt’.

?

Vraag 8:

Bereken de randspanning onder de voetplaat bij A volgens NEN 6744.

=

Antwoord 8:

Het ‘weerstandsmoment’ van het gedrukte oppervlak is W = 1/6. 1,0. 6,82 = 7,71 m3. De randspanning (onder A) is 1.531 kN / 6,8 m2 + 1.531 . (3,4-3,57) kNm1/ 7,71 m3 = 191 kN/m2.

?

Vraag 9:

Bereken de zetting onder punt A volgens NEN 6744. In de klei: Cc;d = 0,04; e = 0,6. Beperk de berekening tot de samendrukking van de laag van NAP +21,0 tot NAP +18,0 m. (NB: volgens de norm moet de samendrukking

worden berekend met representatieve waarden. Gebruik voor dit vraagstuk daarentegen de eerder berekende spanningen).

=

Antwoord 9:

De primaire samendrukking is voor de laagdikte tussen NAP +21,0 en NAP +18,0 m (= 3,0 m):

, waarin

σ’v;z;o;d = 1,5. 19 – 10 = 18,5 kN/m2, zodat:

NB: Voor de bepaling van de samendrukking zou de randspanning in de representatieve spanningstoestand moeten worden beschouwd en niet, zoals hier is gedaan, bij de rékenwaarden van de belasting. Oproep Lezers worden verzocht interessante geotechnische vraagstukken met uitwerking voor publicatie aan te bieden aan de redactie van Geotechniek.

vraag en antwoord Geotechniek | april 2007

23


Nederlandse geotechniek krijgt voet aan de grond in de VS Door Peter Juijn Bij het beschermen van laaggelegen deltagebieden tegen het omringende water komt veel geotechnische kennis kijken. Wereldwijd is bekend dat deze kennis in Nederland van hoog niveau is. Toch moest er eerst een ramp gebeuren - de orkaan Katrina die grote delen van New Orleans verwoestte - voordat Nederlandse bedrijven de kans kregen om deze kennis in de Verenigde Staten in te zetten.

Op 29 augustus 2005 raast orkaan Katrina over de kust bij New Orleans. De gevolgen zijn desastreus. Veel waterkeringen begeven het, grote delen van de stad komen onder water te staan en meer dan duizend mensen komen om het leven. Vrij snel na de ramp roept het US Army Corps of Engineers (USACE) de hulp in van Rijkswaterstaat, waarmee het al jaren een samenwerkingsverband heeft. In het begin bestaat deze hulp uit het leveren van pompen om het water uit de stad te krijgen, maar al gauw komt er een vervolgvraag. De onderzoeksclub van USACE, het Engineer Research and Development Center (ERDC), verzoekt Rijkswaterstaat om samen met hen de ramp te analyseren en te achterhalen, waarom de waterkeringen zijn bezweken. Rijkswaterstaat schakelt hiervoor diverse Nederlandse deskundigen in waaronder emeritus hoogleraar dr.ir. Jurjen Battjes en medewerkers van het Delftse kennisinstituut GeoDelft.

Kennisuitwisseling Uit de analyse blijkt dat bij de meeste waterkeringen de oorzaak van het bezwijken achteraf duidelijk is aan te wijzen: sommige waren niet hoog genoeg, bij andere was de aansluiting met harde constructies niet goed uitgevoerd of er waren in doorgangen geen hoogwaterschot-

ten geplaatst. Verder was er bij veel waterkeringen sprake van achterstallig onderhoud. Bij een aantal dijken is echter niet direct aan te wijzen waarom ze zijn kapotgegaan. Eind 2005 besluit ERDC om met schaalmodellen van deze dijken proeven te doen in een geocentrifuge. Aangezien het onderzoekscentrum zelf geen ervaring heeft met centrifugeproeven met slappe grond, vraagt het GeoDelft om ondersteuning. “Dat contact is het begin geweest van een steeds intensievere kennisuitwisseling op het gebied van waterkeringen”, vertelt dr. ir. Meindert Van, waterkeringenexpert bij GeoDelft. “Inmiddels bekijken we hoe we onze onderzoeksagenda’s op elkaar kunnen afstemmen.”

eraan hebben bijgedragen dat Nederlandse partijen nu betrokken zijn bij hoogwaterbescherming in de VS: “In de eerste plaats zijn de Amerikanen zich echt bewust geworden dat Nederland hoogwaardige kennis heeft als het gaat om het beschermen van laaggelegen gebieden tegen het omringende water. Dat gebeurde zowel bij de bezoeken van Rijkswaterstaat en de Nederlandse deskundigen aan het gebied als bij de tegenbezoeken aan ons land. Bij die laatste bezoeken maakten de Amerikanen niet alleen kennis met onze technische hoogstandjes zoals de Maeslantkering, maar zagen ze ook hoe belangrijk een goede organisatie van het waterbeheer is. Ze begonnen te beseffen dat je met investeren in waterkeringen niet klaar bent, maar dat je ook moet

Marktpartijen Beperkt de samenwerking tussen de VS en Nederland zich in eerste instantie tot contacten tussen overheidspartijen, al gauw komen ook Nederlandse marktpartijen in beeld. Zo hebben de ingenieursbureaus Arcadis en Fugro inmiddels verschillende grote orders van het USACE gekregen. Arcadis heeft een groot raamcontract binnengehaald voor ontwerpen advieswerk om New Orleans in de toekomst beter te beschermen tegen overstromingen. Dit contract is een vervolg op een haalbaarheidsstudie die het ingenieursbureau samen met WL|Delft Hydraulics en Alkyon deed naar twee stormvloedkeringen. Fugro heeft ondertussen opdracht gekregen om de kwaliteit van dijken in het gebied van New Orleans in kaart te brengen.

Emotionele betrokkenheid Volgens Piet Dircke, programmamanager Water bij Arcadis, zijn er na de ramp in New Orleans twee belangrijke dingen gebeurd die

\ Stenenzetter op de afsluitdijk

the magic of geotechnics 24

Geotechniek | april 2007


zorgen dat onderhoud en beheer goed zijn geregeld. Als tweede bemerkten ze de emotionele betrokkenheid van Nederland. Tijdens de eerste Nederlandse missie naar New Orleans onder leiding van staatssecretaris van Gennip, voorjaar 2006, was een belangrijk geluid van onze kant dat wij door de gebeurtenissen in 1953 weten, wat zij zo recent hadden meegemaakt en ook weten hoe je na een dergelijke ramp weer kunt herstellen. Van Gennip gaf ook aan dat wij na de watersnoodramp in 1953 een beroep konden doen op de Amerikanen en dat wij hun nog wat verschuldigd waren. Zelf denk ik dat die emotionele band heel belangrijk is geweest om tot zakelijke banden te komen. Daarnaast is het heel goed dat we ons in de VS als één partij hebben gepresenteerd onder de vlag van het Netherlands Water Partnership.”

IJsberg Dircke denkt net als Van en ir. Martin van der Meer, Hoofd Adviesafdeling Waterbouw van Fugro, dat de opdrachten die Nederlandse partijen nu hebben binnengehaald nog maar het topje van de ijsberg zijn. Zo zijn ze alledrie ook meegeweest met de tweede missie in augustus 2006. Toen stond er niet alleen een bezoek aan New Orleans op de agenda, maar ook een bezoek aan Californië. “Tussen Sacramento en San Francisco ligt een deltagebied dat erg op Nederland lijkt, met polders onder zeeniveau, ringdijken en veel landbouw”, vertelt Van der Meer. “Na New Orleans heeft gouverneur Schwarzenegger prioriteit gegeven aan dijkversterking in dit aardbevingsgevoelige gebied. Zo heeft hij hiervoor vier miljard dollar gereserveerd. Tijdens ons bezoek waren ze in Californië erg onder de indruk van onze kennis van dijktechnologie. Als Nederlandse bedrijven maken we daar de komende jaren dan ook een goede kans. Fugro heeft inmiddels al de eerste contracten binnen.”

Rampenbestrijding Hoewel het op dit moment lijkt dat Nederland vooral wat te bieden heeft aan de VS, benadrukken Van der Meer, Dircke en Van dat Nederland ook veel kan leren van de VS. “Neem New Orleans”, zegt Dircke. “Daar was weliswaar van alles mis met de waterkeringen, maar tegelijkertijd zie je dat ze veel ervaring hebben met rampen en evacuatieplannen. Wij richten ons tot nu toe altijd op preventie, maar

Hans Brinker In de VS was hij een held, maar in Nederland, het land waar hij woonde, was hij veel minder bekend. Dat was lange tijd het lot van Hans Brinker, de jongen die het land zou hebben gered door zijn vinger in een lekkende dijk te stoppen. Dit schijnbaar o zo Hollandse verhaal kennen we alleen maar, omdat het in 1865 opdook in een Amerikaans kinderboek van de schrijfster Mary Mapes Dodge. ‘Hans Brinker or the silver skates’ verscheen op 30 december 1865 in New York. Er waren in 1866 in de VS slechts twee boeken waarvan meer dan 300.000 exemplaren werden verkocht: het ene was ‘Our mutual friend’ van Charles Dickens, het andere ‘Hans Brinker’. Het boek bleek een onverbiddelijke bestseller. Het succes van Hans Brinker bleef buiten de VS niet onopgemerkt. In 1867 verschenen de eerste Britse én de eerste Nederlandse editie. In 1875 werd het boek in het Frans vertaald, in 1876 in het Italiaans en in 1900 in het Duits. Later zouden nog vertalingen volgen in onder meer het Afrikaans, Albanees, Arabisch, Bulgaars, Deens, Fins, Japans, Libanees, Noors, Russisch, Spaans, Turks en het Zweeds. Het aan Hans Brinker toegeschreven avontuur is in de VS het zinnebeeld van de Nederlandse strijd tegen het water.

the magic of geotechnics Geotechniek | april 2007

25


kijken nauwelijks naar rampenbestrijding. Op dat vlak kunnen wij nog veel verbeteren. Verder ben ik ervan overtuigd dat de confrontatie met een andere aanpak een goede stimulans is om je eigen aanpak weer eens goed te beschouwen. Is een beschermingsniveau uit 1953 nog wel reëel? En is ons principe dat er geen druppel over de dijk mag komen wel juist?” Dircke wijst er ook op dat de ramp in New Orleans ons akelig helder toont hoe groot de ontwrichting is als een wereldstad overstroomt en wat een onvoorstelbare schade dan ontstaat. Inzicht dat we volgens hem heel bewust moeten meenemen als we praten over de veiligheid tegen overstromingen van bijvoorbeeld de Randstad.

Lauweren Dat we het in de VS nu goed doen als waterkeringenexperts en deltatechnologen betekent geenszins dat we nu op onze lauweren kunnen gaan rusten. “We moeten voortdurend blijven innoveren en zorgen dat we de zaken op onze thuismarkt op orde houden”, stellen Van der Meer en Dircke. “Alleen dan kunnen we onze internationale faam hooghouden. Het zou bijvoorbeeld heel goed zijn als we ernaar streven om de Randstad te ontwikkelen tot de best beveiligde delta van de wereld. Maak onze delta maar een showcase om de wereld te laten zien dat het de moeite waard is om in dit soort gebieden te investeren. Daarmee kunnen we onze expertise en onze enorme delta-ervaring uitstekend voor het voetlicht brengen.”

American Society of Civil Engineers (ASCE) De ASCE is in 1852 opgericht en vertegenwoordigt meer dan 140.000 leden die actief zijn in de civiele techniek. In 1994 startte de ASCE de verkiezing van de zeven wereldwonderen van de moderne tijd. De volgende projecten vormen naar de mening van de ASCE de grootste civieltechnische successen van de 20e eeuw: de Kanaaltunnel tussen Engeland en Frankrijk, de meer dan 500 m hoge radio- en televisiemast in Toronto, het Empire State Building in New York, de Golden Gate Bridge bij San Francisco, de Itaipu dam op de grens tussen Brazilië en Paraguay, de zeeweringswerken in Nederland en het Panamakanaal. De ASCE roemt in Nederland de afsluitdijk en van de deltawerken in het bijzonder de Oosterscheldekering. De afsluitdijk werd in 1985 door de ASCE als een historisch project bestempeld.

the magic of geotechnics 26

Geotechniek | april 2007


All-round in funderingstechnieken In • • • • • • •

de grond gevormde Vibro-palen Vibro-combipalen DPA-palen Betonschroefpalen Buisschroefpalen Schroefinjectiepalen Stalenbuispalen

Bel voor advies of een vrijblijvende offerte

Traditionele paalsystemen • Prefab betonpalen • Houten palen met oplanger Funderingsherstel Nat en prefab betonwerk • Prefab funderingsbalken • Prefab bergingsvloeren

Sluisweg 1 1474 HL Oosthuizen Tel 0299 409500 Fax 0299 409555 E-mail info@vroom.nl

Bezoek onze website www.vroom.nl


Geotechnische risicoverdeling kan altijd Ing. E. de Jong VWS Geotechniek B.V.

SA MENVATTI NG

Inleiding 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.

verdeling en er geen waardeoordeel wordt uitgesproken ten aanzien van gevolgde procedures of gemaakte keuzes in de betreffende projecten.

De ondergrond is een belangrijke bron van risico’s en het effectief omgaan met dergelijke risico’s in bouwprojecten krijgt steeds meer aandacht. In april 2006 verscheen CUR-CROW Aanbeveling 105: Risicoverdeling Geotechniek (RVG) [1]. Deze aanbeveling is door een gezamenlijke inspanning van 17 partijen uit de GWW-sector, onder voorzitterschap van de Bouwdienst van Rijkswaterstaat, tot stand gekomen. Op 25 januari 2007 organiseerde CUR Bouw & Infra, gezamenlijk met de Bouwdienst van Rijkswaterstaat, GeoDelft, CROW en VWS Geotechniek een workshop teneinde de RV-G een grotere bekendheid te geven en de toepassing van risicoverdelingen in de geotechniek te promoten. Onderdeel van de workshop was een aantal praktijkvoorbeelden, waaruit de mogelijkheden en voordelen van de toepassing van een RV-G duidelijk blijken. In dit artikel worden de gebruikte voorbeelden uit de workshop nader toegelicht. Met nadruk wordt gesteld dat de voorbeelden zijn gekozen ten behoeve van het aantonen van de meerwaarde van een risico-

28

Met het publiceren van CUR-aanbeveling 105 “Risicoverdeling Geotechniek” kwam in april 2006 een document beschikbaar waarin wordt beschreven hoe het contractueel verdelen van geotechnische risico’s in de praktijk plaats kan vinden. De verdeling van risico’s verbonden aan de ondergrond is in discussie gekomen met de totstandkoming van de UAV-gc voor geintegreerde contractvormen (GC). Het fundamentele verschil in verantwoordelijkheid tussen contracten onder de UAV 1989 en de UAV-gc leidt tot een verschil in het omgaan met bodemgegevens. Dit artikel beschrijft aan de hand van voorbeelden dat het ongeacht de contractvorm mogelijk is om geotechnische risico’s zinvol te verdelen tussen opdrachtgever en opdrachtnemer.

Risico Verdeling – Geotechniek Uitgangspunt bij het beschouwen van nut en noodzaak van een RV-G is dat er in de huidige situatie vaak onduidelijkheid bestaat over de verdeling van risico’s. Dit is opvallend, omdat een veelgehoord tegengeluid is dat de Nederlandse contractuele regelgeving risico’s en de daarbij behorende aansprakelijkheid juist helder tussen de diverse partijen heeft afgebakend. Een aantal ongewenste gevolgen van onduidelijkheid over de toedeling en verdeling van risico’s zijn: •d  e risico’s liggen niet altijd bij de partij(en), die het risico het beste kan / kunnen beheersen; • het is niet zichtbaar hoe de kosten van verschillende fasen zich tot elkaar verhouden en of er ruimte voor besparingen bestaat in de gehele levenscyclus; • er zijn te weinig stimulansen en er is onvoldoende ruimte voor aanbiedende partijen om product- en procesinnovaties toe te passen; • de belangen van eindgebruikers en andere belanghebbenden worden niet goed geïntegreerd in alle fasen van het bouwproces. Deze negatieve gevolgen voor het bouwproces kunnen drastisch worden gereduceerd door een expliciete en optimale allocatie van risico’s

bij de betrokken partijen. In het geval van de ondergrond zijn de risico’s vaak terug te voeren op de aard en omvang van het grondonderzoek in de diverse stadia van een project, en op de vraag wie verantwoordelijk is voor de afwijkingen in de ondergrond in relatie tot de uit te voeren werkzaamheden. De RV-G is een contractdocument waarin is vastgelegd wie verantwoordelijk is voor de negatieve gevolgen van afwijkingen in de ondergrond en hoe afwijkingen worden aangetoond. Bij contractvormen, waarbij de uitvoerende partij ook een deel of de volledige ontwerpwerkzaamheden op zich neemt (zogenaamde geïntegreerde contracten), spelen veelal andere risicoverdelingen dan bij contractvormen waarbij de uitvoerende en ontwerpwerkzaamheden strikt gescheiden zijn (zogenaamde traditionele contractvormen). In principe is in de UAV-gc, die het juridische en administratieve kader voor geïntegreerde samenwerkingsconcepten biedt, reeds vastgelegd bij wie in welke situatie het risico moet liggen. De opdrachtnemer is verantwoordelijk voor de afstemming van zijn werkzaamheden op de bodemgesteldheid. Bij een geïntegreerd contract betreffen die werkzaamheden echter zowel ontwerp als uitvoering. Situaties die ontstaan omdat een verkeerde aanname in het ontwerp is gemaakt, vallen onder verantwoordelijkheid van de partij die de aanname heeft

Geotechniek | april 2007


Geotechnische risicoverdeling kan altijd

\F  iguur 1 Bouwput in stedelijk gebied

gemaakt. Dit kan de opdrachtnemer zijn. Als de opdrachtnemer echter alles heeft gedaan wat van hem mag worden verwacht, maar de bodem wijkt toch nog ongunstig af van het grondonderzoek, kan de opdrachtgever verantwoordelijk worden gesteld voor een onvoorziene gebeurtenis. Het fundamentele verschil in verantwoorde­ lijkheid tussen traditionele en geïntegreerde contractvormen leidt tot een verschil in om­ gaan met bodemgegevens. Waar de op­dracht­ gever bij de UAV 1989 ver­plicht is tot het aanleveren van bodemge­gevens, is dit bij de UAV-gc alleen het geval als de opdrachtnemer deze gegevens niet zelf­standig kan achterhalen. De opdrachtgever is bij de UAV-gc altijd verantwoordelijk voor de juistheid van de ter beschikking gestelde gegevens. De opdrachtnemer is echter verantwoordelijk voor de volledigheid van de beschikbare gegevens. Anders gezegd: de opdrachtnemer is verantwoordelijk voor het vaststellen of de beschikbare gegevens volledig genoeg zijn voor de door hem te verrichten (ontwerp)werkzaamheden. Sommige opdrachtgevers veronderstellen dat het risico volledig bij de opdrachtnemer ligt als slechts beperkt informatie wordt verstrekt. Het door de opdrachtgever beperkt verstrekken van (bodem)gegevens kan echter resulteren in een ‘informatie-risico’; de gegevens zijn juist, maar niet toereikend voor het doen van de aanbieding. Het niet onderkennen van dit risico in de contracteringsfase geeft bij de realisatie aanleiding tot discussies.

Geotechniek | april 2007

\F  iguur 2 Het uitgevoerde grondonderzoek

Toepassing van een RV-G kan plaatsvinden in projecten onder de UAV 1989 en de UAV-gc. Het is waarschijnlijk dat een RV-G andere risico’s zal benoemen en anders zal verdelen af­ hankelijk van de contractvorm en de voorwaarden. In dit artikel worden drie voorbeelden gepresenteerd die de mogelijkheden van de toepassing van een RV-G onder de verschillende voorwaarden duidelijk maken.

Praktijkvoorbeeld 1: Bouwput in stedelijk gebied, wandverankering Bij de realisatie van bouwputten in stedelijk gebied worden door de omgeving veelal randvoorwaarden opgelegd ten aanzien van de wijze waarop de bouwput kan worden gerealiseerd. De beschikbare ruimte op de bouwlocatie is vaak beperkt en de logistieke uitdagingen voor het bouwproces zijn groot ( figuur 1). Voor de bouwput in dit voorbeeld is de UAV 1989 van toepassing. Bij deze bouwput is door de opdrachtgever een bouwputbegrenzing voorzien bestaande uit verankerde stalen damwanden. De damwand zelf is door de opdrachtgever gedimensioneerd, de tijdelijke verankering (hulpconstructie) diende door de (onder)aannemer te worden berekend. Ook de uitvoeringsverantwoordelijkheid ligt bij de opdrachtnemer. Het beschikbare grondonderzoek is uitgevoerd binnen de contouren van de bouwput en voldoet aan de eisen zoals deze zijn geformuleerd in NEN 6740 (zie figuur 2). Bij de toepassing van groutankers zullen de ankerlichamen (grout-

prop), zich bevinden op afstanden tot, afhankelijk van de bodemgesteldheid en de anker­ kracht, wel 25 m buiten de feitelijke bouwput ( figuur 3). In het gebied aangegeven op figuur 4 is dus geen grondonderzoek beschikbaar, terwijl de ondergrond wél direct van invloed is op de dimensioneringsberekeningen. De opdrachtgever is verantwoordelijk voor het grondonderzoek. Het is niet gebruikelijk grondonderzoek uit te voeren buiten de contouren van de bouwput en, zeker in dit specifieke project, is het soms ook niet mogelijk om ter plaatse grondonderzoek uit te voeren. Belendende bebouwing, of in dit geval druk bereden tramsporen, maken het uitvoeren van grondonderzoek moeilijk. Groutankers worden onderworpen aan controleproeven. Bij het onvoldoende presteren van de ankers is sprake van: • een onjuist ontwerp door de opdrachtnemer en / of • een onjuiste uitvoering door de opdrachtne-

\F  iguur 3 Ankerlichamen buiten de bouwput

29


Geotechnische risicoverdeling kan altijd

\F  iguur 4 Gebied zonder grondonderzoek in rood aangegeven

\F  iguur 5 Bouwput met obstakels in de ondergrond

\F  iguur 6 Geulopvullingen in de ondergrond

30

Geotechniek | april 2007


Geotechnische risicoverdeling kan altijd

mer en / of • een afwijkende bodemgesteldheid (ten opzichte van de door de opdrachtgever aangeleverde stukken)

vast te leggen op welke wijze een eventuele afwijking in bodemgesteldheid diende te worden aangetoond.

Er ontstaat een dispuut tussen opdrachtgever en opdrachtnemer, met als inzet de al dan niet afwijkende bodemgesteldheid. Opgemerkt wordt dat de schade voor het bouwproject als geheel niet alleen bestaat uit de kosten voor het bijplaatsen van de ankers, maar tevens uit de mogelijke vertraging die deze werkzaamheden opleveren. In een RV-G had men vooraf een afspraak kunnen maken over de te hanteren bodemgesteldheid ter plaatse van de ankers, bijvoorbeeld de maatgevende sondering ter plaatse van de bouwput. Een variant had kunnen zijn het vastleggen van een grenswaarde voor de conusweerstand in een bepaalde laag en/of een gesommeerde dikte van het aantal stoorlaagjes (klei- en siltlenzen). Naast een maatgevende sondering of een grenswaarde zou het noodzakelijk en mogelijk zijn geweest

Praktijkvoorbeeld 2: Bouwput in stedelijk gebied, schadevrij installeren damwanden Een ander potentieel probleem bij de realisatie van bouwputten in stedelijk gebied betreft de aanwezigheid van obstakels in de ondergrond. De aanwezigheid van obstakels, eventueel in combinatie met de van nature aanwezige ondergrond, heeft grote invloed op de mogelijkheden van uitvoering van een bouwputontwerp. Bij de bouwput uit het voorbeeld betreft het een bouwlocatie ter plaatse van een voormalige scheepswerf, die gedeeltelijk is gesaneerd ( figuur 5). Ook bij de bouwput uit dit voorbeeld is de UAV 1989 van toepassing. Bij het ontwerpen van een bouwput, waarbij de UAV 1989 van toepassing is, is de opdrachtgever verantwoordelijk voor het afstemmen

van zijn ontwerp op de bodemgesteldheid. De opdrachtnemer is verantwoordelijk voor het afstemmen van zijn (uitvoerings)werkzaamhe­ den op de bodemgesteldheid. Het risico voor de realisatie van de bouwput lijkt hiermee in eerste aanleg goed verdeeld. In de praktijk liggen deze zaken vaak minder eenduidig. De ontwerper stelt soms verregaande voorwaarden ten aanzien van de uitvoeringswijze van de bouwput, waardoor hij een deel van de uitvoeringsrisico’s naar zich toe haalt. In het geval van obstakels wordt het verrichten van nader onderzoek naar de aard en omvang van deze obstakels soms ook juist bij de opdrachtnemer ondergebracht, aangezien het vooraf volledig verkennen van de locatie vaak niet mogelijk is. De risico’s aangaande de bouwput zijn derhalve in kaart gebracht, tot een onderbouwde verdeling van de risico’s is het echter niet gekomen. De damwanden in deze bouwput hebben een definitieve grond- en grondwaterkerende functie. Door een combinatie van factoren is na realisatie van de bouwput geconstateerd dat de damwanden de functie van waterkerende wand onvoldoende vervullen en dat kostbare maatregelen noodzakelijk zijn om het project te voltooien. Hoe had een RV-G kunnen bijdragen aan het voorkomen van de nu opgetreden problemen? Deze vraag is niet op één manier te beantwoorden. Een risicoverdeling kan zich richten op het meer generieke risico van een lekkage door de damwanden, bijvoorbeeld door een grenswaarde te formuleren voor de waterremming van de wand. De opdrachtgever kan in dat geval aangeven welke lekkage voor hem aanvaardbaar is, waarmee de opdrachtnemer zijn risico kan inschatten, of de door hem te installeren constructie al dan niet aan deze voorwaarden gaat voldoen. Het alternatief is een toepassing van een RV-G, waarbij aan de hand van de beschikbare bodeminformatie grenswaarden worden gesteld aan bijvoorbeeld het aantal en ook de omvang van aan te treffen obstakels in de ondergrond, of de pakking (conusweerstand) van de aanwezige zandlagen in de ondergrond. Beide parameters hebben direct invloed op het schadevrij kunnen inbrengen van de damwand. Met behulp van een RV-G kan het risico op meer of grotere obstakels, of dikkere vast gepakte zandlagen, concreet worden verdeeld. De aantoonbaarheid van afwijkingen is dan

Geotechniek | april 2007

31


Geotechnische risicoverdeling kan altijd

relatief eenvoudig, zie de kaders. Pakking zandlaag (conusweerstand) • Wijze van aantonen: elke sondering wordt geacht maatgevend te zijn voor het 1/N deel van de damwand, waarbij N het totaal aantal sonderingen is van tenminste klasse 2 volgens NEN 5140, dat is ge­maakt op maximaal 2 m uit de damwand. • Grenswaarde: qc over niet onderbroken lengte van meer dan 2 m groter dan 20 MPa

Aantreffen obstakels tijdens uitvoering • Wijze van aantonen: plotselinge scherpe terugval in zakkingssnelheid van de planken (snelheid daalt meer dan 1 cm/s over < 10 cm) • Grenswaarde: Aantal obstakels ter plaatse van de damwand > 25

Praktijkvoorbeeld 3: Realisatie infrastructuur, beschikbaar grondonderzoek in tenderfase De beschikbare hoeveelheid grondonderzoek in de tenderfase is met name bij contracten onder de UAV-gc een discussiepunt. De opdrachtnemer is immers verantwoordelijk voor de afstem­ ming van al zijn werkzaamheden, ontwerp en uitvoering, op de bodemgesteldheid. Indien de opdrachtgever een beperkte hoeveelheid informatie verstrekt, is de opdrachtnemer verantwoordelijk voor het verkrijgen van bodeminformatie voor zover dat voor hem mogelijk is. Dit kan bij projecten resulteren in een “informatierisico”, doordat de opdrachtgever wel juiste, maar beperkte gegevens verstrekt die onvoldoende zijn voor het doen van een aanbieding.

Bij de tender voor het project Westrandweg is door Rijkswaterstaat dit “informatierisico” gesignaleerd en is met behulp van een RV-G een poging gedaan om dit risico te ondervangen. Onderdeel van de werkzaamheden is de realisatie van een 3,6 km lang viaduct ten behoeve van de toekomstige rijksweg. Vanuit de vormgevingsvisie was al bekend dat het viaduct zal komen te rusten op pijlers met een nog nader te kiezen hart-op-hart afstand. Ongeacht de keuze van de afstand tussen de pijlers zal sprake zijn van grote op palen gefundeerde poeren om de belastingen uit de constructie over te brengen op de ondergrond. Ten tijde van het door de opdrachtgever uitgevoerde grondonderzoek was het op een aantal locaties niet mogelijk om sonderingen uit te voeren, en was bovendien de exacte positie van de pijlers nog niet bekend. In de voor dit project opgestelde RV-G is de toekomstige opdrachtnemer in staat gesteld om de fundatie van de pijlers te dimensioneren op basis van de beschikbare sonderingen en is tevens aangegeven bij welke afwijkingen in de ondergrond de kosten voor een fundering anders dan ontworpen in de tenderfase, kunnen worden verhaald bij de opdrachtgever, zie tabel 1. Eén van de informatierisico’s is hiermee ondervangen, waarmee de meerwaarde van een RVG ook is aangetoond. Helaas was in het betreffende gebied ook sprake van geulopvullingen in de ondergrond (zie figuur 6), waardoor lokaal de beschikbare sonderingen onvoldoende diep waren uitgevoerd om een ontwerp van de paalfundatie mogelijk te maken. De beschikbare tekst in de RV-G biedt in dat geval geen soelaas, niet omdat er sprake is van een onduidelijke verdeling van een risico, maar doordat het risico zelf onbekend is door een te beperkt grondonderzoek. In dit specifieke geval

risico

beschrijving risico vanuit de ondergrond

maatgevende parameters

Grenswaarden

1

Onvoldoende dimensionering paalfundering (lengte / diameter / aantal palen).

Fr;max;i (conform NEN 6743).

Opdrachtgever is verantwoordelijk voor afwijkingen groter dan 25% van de waarde Fr;max;i zoals die bepaald wordt conform NEN 6743. Het gaat hierbij om afwijkingen tussen de waarden bepaald op basis van de 2 sonderingen het dichtst bij het snijpunt van de as van de WestRandweg en het betreffende steunpunt, die beschikbaar waren ten tijde van de aanbieding en de waarden zoals die bepaald worden voor het steunpunt op basis van de nog uit te voeren sonderingen (NEN 5140, klasse 2) conform NEN 6740 / 6743 en ROBK.

\ Tabel 1 Risicoverdeling Geotechniek van de Westrandweg

32

heeft de opdrachtnemer, nog voor de aanbesteding, op eigen kosten aanvullend grondonderzoek gedaan om zijn ontwerp te kunnen onderbouwen. De beperkte bereikbaarheid van de locaties en de moeilijkheden bij het verkrijgen van de benodigde vergunningen resulteerden echter in een uitvoeringsduur van ca. 7 weken, waardoor het grondonderzoek pas beschikbaar kwam kort voor de aanbesteding.

Conclusies Het instrument van een Risico Verdeling – Geotechniek (RV-G) kan ongeacht de contractvorm een bijdrage leveren aan de betere beheersing van het bouwproces, niet alleen door het benoemen van de aanwezige risico’s in de ondergrond, maar juist ook door een rechtvaardige verdeling van deze risico’s tussen opdrachtgever en opdrachtnemer. Een optimale risicoverdeling zal er voor ieder project anders uit zien, waarbij de contractvorm wel degelijk een rol zal spelen. Ook de hoeveelheid en kwaliteit van de beschikbare kennis omtrent de ondergrond speelt een grote rol, waarbij algemeen geldt dat investeren in grondonderzoek altijd loont. De nadelen verbonden aan het opstellen van een RV-G zijn in algemene zin verwoord in de CUR-aanbeveling. Deze nadelen hebben alle feitelijk betrekking op het gebrek aan ervaring en de onbekendheid met zowel het opstellen als het gebruiken van een RV-G. De workshop van 25 januari 2007 heeft er aan bijgedragen de bekendheid met de RV-G te vergroten. De praktische ervaring met een RV-G, zoals deze bijvoorbeeld in het project Westrandweg zal worden opgedaan, zal helpen om te komen tot een RV-G die voor alle partijen in het bouwproces van toegevoegde waarde is.

Referenties [1] C  UR aanbeveling 105: Risicoverdeling Geotechniek [2] “Contractuele verdeling van Geotechnische risico’s”, Civiele Techniek nr. 2 van 2005; J.G. Knoeff en E.J. Aukema.

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

Geotechniek | april 2007


Keerwanden met FortracÂŽ 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

"Geosynthetics made by HUESKER betrouwbaar door ervaring!"

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

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

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


Hoogbouw op parkeergarage Anna van Buerenplein: analyse zettingsgedrag voorkomt lastige dilatatie Ir. J.A. Jacobse INFRA Consult+Engineering

SA MENVATTI NG

Ir. F.C.J. Schuitemaker INFRA Consult+Engineering

Boven het dak van een nieuw te bouwen parkeergarage in Den Haag zullen te zijner tijd drie constructies aanwezig zijn die door de garage heen gefundeerd moeten worden.. Dit kan leiden tot problemen met verschilzettingen. Met behulp van Plaxis 2D- en 3Danalyses zijn de zettingen onder de fundering van de gebouwen bepaald, alsmede de zettingstrog naast de funderingen. De resultaten van deze berekeningen zijn toegepast in een constructief model. Hieruit blijkt dat een dilatatievoeg tussen gebouw en vloer van de garage vermeden kan worden. Extra wapening in de vloeren maakt een monoliete aansluiting van de vloer aan de garagefundatie mogelijk.

Inleiding In hartje Den Haag wordt als onderdeel van het Masterplan Den Haag CS een nieuwe parkeergarage ontwikkeld. Op de locatie van een te slopen bovengrondse garage komt pal naast Den

Haag CS een drielaagse ondergrondse parkeergarage van 100 * 100 m2. Op het dak van de garage komt het toekomstige Anna van Buerenplein. De garage is aan alle zijden omgeven door bestaande belendingen op geringe

Ing. M. de Kant Grontmij Infrastructuur en Milieu

\F  iguur 1 Situatie van de parkeergarage (zie geel kader) Anna van Buerenplein

34

afstand. Naast de ‘standaard’ ontwerpopgave van een bouwputwand, die voldoende stijf moet zijn en ingebracht moet worden zonder schade aan de belendingen te veroorzaken, kent het project nog een specifieke technische uitdaging. Bovenop het dak van de garage bevinden zich namelijk drie constructies die gefundeerd worden door de garage heen (zie figuur 1): • een nieuw gebouw genaamd de ‘Lampion’. De footprint, ca. 40 * 60 m2 , van dit gebouw valt volledig binnen de contouren van de garage. Het gebouw is gefundeerd op 9 schijfkolommen binnen de garage en op een deel van de garagewand. Het gebouw is 60 tot 80 m hoog. • de uitbreiding van het bestaande Babylon complex. De uitbreiding valt deels binnen de garagecontouren. De footprint 25 * 40 m2 van een 140 m hoge woontoren, ‘Toren 1’, bevindt zich voor ca. een kwart binnen de garage. Een ander bouwvolume van 60 m hoogte wordt ook deels door de garage heen ge­fun­ deerd. • het Randstadrail-viaduct. Dit viaduct is ook gefundeerd op schijfkolommen, waarvan er zich 13 binnen de garage bevinden. De twee gebouwen worden pas gebouwd, na­dat de garage gereed en in gebruik is. Het viaduct is reeds klaar en in gebruik, voordat de garage wordt gebouwd.

Geotechniek | april 2007


Hoogbouw op parkeergarage Anna van Buerenplein: analyse zettingsgedrag voorkomt lastige dilatatie

\F  iguur 2 Doorsnede van de parkeergarage Anna van Buerenplein

\F  iguur 3 Bovenaanzicht van de parkeergarage met paalgroepen van de ’Lampion’

Dit artikel beschrijft het ontwerp van de fundaties van de ‘Lampion’, met als voornaamste aandachtspunt de aansluiting van de fundatie op de garagevloer en de hiervoor benodigde geotechnische zettingsanalyse.

bestedingsontwerp van de parkeergarage in eerste instantie verder uitgewerkt tot een uitvoeringsgereed besteksontwerp en vervolgens tot een uitvoeringsgereed detailontwerp.

INFRA Consult+Engineering heeft in opdracht van Ballast Nedam Infra Projecten het aan-

Problematiek zettingsverschil De belastingen vanuit de hoogbouw leiden

Geotechniek | april 2007

direct onder hun fundaties tot zettingen. De op de fundaties aansluitende garagevloer op niveau NAP –9,0 m wordt daarentegen heel anders belast; overwegend opwaarts door 9 m waterdruk en puntsgewijs neerwaarts door forse kolomreacties vanuit de bovengelegen vloeren en het dak. Omdat de hoogbouwzettingen zullen optreden nadat de garagevloer is gebouwd, dient er een constructieve oplossing gevonden te worden voor het zettingsverschil. Er zijn hiervoor meerdere oplossingsrichtingen: 1. Garagevloer en fundatie hoogbouw volledig dilateren. Het zettingsverschil treedt dan geconcentreerd op in een voeg, die middels een ingestort rubberprofiel waterdicht is. 2. Garagevloer en fundatie hoogbouw monoliet verbinden. Het zettingsverschil wordt dan opgelegd aan de garagevloer hetgeen leidt tot extra buigende momenten en dwarskrachten in deze vloer. Extra wapening moet ervoor zorgen dat de hiermee gepaard gaande scheurvorming acceptabel blijft. 3. Een combinatie van beide, waarbij een waterdicht scharnier wordt toegepast middels een vertande constructie. Deze brengt wel dwarskracht over, maar geen buigende momenten. Oplossing 1 is vanuit rekenkundig oogpunt weliswaar de beste oplossing (geen extra krachten), maar kent twee grote nadelen: • de detaillering van de voeg en het rubberprofiel kan geen standaard oplossing zijn, omdat de dilatatievervormingen (verticaal tot ca. 50 mm) veel groter zijn dan standaardtoepassingen in bijvoorbeeld tunnelbouw (horizontaal +/- ca. 20 mm); • de dilataties bevinden zich ook in de rijbanen van de parkeergarage. Hier zijn plotselinge verticale overgangen juist ongewenst. Dit vraagt om een onderhoudsgevoelige oplossing middels bijvoorbeeld (later) uitvullen. Oplossing 2 is vanuit de gebruikssituatie van de garage een goede oplossing, omdat de gebruiker niets merkt van een zettingsverschil. Nadeel is echter de extra benodigde hoeveelheid wapening die nodig is om de opgelegde vloervervorming op te nemen. Oplossing 3 is een combinatie van 1 en 2, maar heeft als nadeel een moeilijk te detailleren betontand. Bovendien is ook hier nog steeds, weliswaar minder als bij oplossing 2, extra wapening noodzakelijk.

Opbouw garage en fundatie-elementen Figuur 2 toont de doorsnede van de parkeergarage ter plaatse van de ‘Lampion’ en figuur 3 de

35


Hoogbouw op parkeergarage Anna van Buerenplein: analyse zettingsgedrag voorkomt lastige dilatatie

van de Gewi-ankerpalen onder de garagevloer. De Gewi-ankerpalen rondom de fundaties bevinden zich (mogelijk) in de invloedssfeer van de hoogbouwzetting. Hierdoor kunnen zij andere stijfheidseigenschappen krijgen dan de standaard Gewi-ankerpalen onder de garagevloer. Een geïntegreerd rekenmodel waarin zowel de geotechnische aspecten (zettingen en stijfheden fundatie-elementen) als de constructieve aspecten (vloermomenten en dwarskrachten) kunnen worden gemodelleerd, zou ideaal zijn. De hedendaagse technische software is hiervoor echter nog onvoldoende geschikt. Ook de gebruikelijke vakinhoudelijke scheiding tussen de geotechnicus en de constructeur maakt een geïntegreerde aanpak niet vanzelfsprekend. In dit project is dan ook een gescheiden aanpak qua rekenmodellen toegepast.

\F  iguur 4 Representatieve sondering

plattegrond van de gehele garage. De bouwkuip van de garage bestaat uit stalen damwanden en een onderwaterbetonvloer. De stalen damwanden vormen ook de definitieve garagewanden. De onderwaterbetonvloer is verankerd met Gewi-ankerpalen, diameter 63,5/200 mm. De Gewi-ankerpalen doen tevens dienst als definitief fundatie-element voor de garage en worden dan, afhankelijk van hun locatie, zowel op druk (rondom kolommen) als op trek (buiten de invloedssfeer van de kolommen) belast. De waterdichte betonvloer -3 wordt rechtstreeks op een betonnen uitvullaag op de onderwaterbeton gestort. De schijfkolommen van het ‘Lampion’ gebouw staan gefundeerd op 1,65 m dikke fundatiepoeren, waartegen de garagevloer aansluit. De fundatie-elementen onder deze poeren zijn Tubex groutinjectiepalen met een diameter 406/560 mm. Hun onderlinge afstand varieert, maar is ca. 1,50 m. Er zijn in totaal 9 paalgroepen met 10 en 14 palen. De onderlinge paalgroepafstanden liggen tussen 13,0 en 15,0 m.

Aanpak ontwerp Om de drie genoemde oplossingen voor de aansluiting vloer/fundatie af te kunnen wegen, is allereerst een analyse nodig van de verschilzetting. Derhalve is een geotechnisch model vereist waaruit naast de absolute zetting ook de zogenaamde zettingstrog naast de hoogbouw fundatie volgt. Een tweede aandachtspunt betreft de stijfheid

36

De geotechnische modellen leiden, inclusief de invloed van de zettingstrog, tot stijfheidseigenschappen van de verschillende fundatie-elementen: onder de fundatie, naast de fundatie en buiten de invloedssfeer van de fundatie. In EsaPrimaWin (EPW, een constructief EEM pakket) wordt vervolgens zowel de fundatiepoer als een deel van de garagevloer gemodelleerd. In dit model worden de Tubex-palen en de Gewi-ankerpalen als niet-lineaire elasto-plastische veren ingevoerd. Alle belastingen (vanuit hoogbouw én garage) worden op het model gezet, hetgeen uiteindelijk leidt tot de maatgevende momenten en dwarskrachten in de vloer en fundatiepoer. Met het EPW-model kunnen stijfheidsgevoeligheden en verschillende voegconstructies worden onderzocht. Hieruit volgt dan welke van de drie oplossingsrichtingen optimaal is. In het vervolg wordt nader ingegaan op de geotechnische modellen.

Bodemopbouw In figuur 4 is een representatieve sondering weergegeven. Het funderingsniveau van de huidige parkeergarage ligt op ca. NAP –3 m. Onder dit niveau wordt tot ca. NAP –13 m zand aangetroffen met conusweerstanden tussen 5 en 25 MPa. Hieronder bevindt zich een ca. 3 m dikke afsluitende laag klei/veen. Vanaf ca. NAP –16 m wordt tot de verkende diepte zand aangetroffen. In de bovenste 4 m van dit pakket zijn de conusweerstanden over het algemeen wat lager (10 tot 20 MPa). Daaronder worden hogere waarden (tot 60 MPa) aangetroffen. Er is één diepsondering uitgevoerd tot NAP –60 m. De freatische waterstand en de diepe grondwaterstand liggen op ca. NAP –0,5 m à NAP –1,0 m.

Modellering De berekening van de zetting is uitgevoerd in drie stappen, die navolgend toegelicht zullen worden: Stap 1: Modellering enkele paalgroep met een axiaal symmetrisch model Stap 2: 3D-modellering enkele paalgroep, inclusief vergelijking met de axiaal symmetrische berekening; Stap 3: 3D-modellering groepseffect van meerdere paalgroepen. Stap 1: Modellering enkele paalgroep Allereerst is het zettingsgedrag van een enkele paalgroep onderzocht. Bij een gelijke belasting per paal zal de zetting van een aantal palen in een groep groter zijn dan de zetting van een enkele paal. Één oorzaak voor dit groepseffect is de spanningsspreiding in de lagen onder de paalpunten, waardoor de belasting tot grotere diepte wordt “gevoeld”. In NEN 6743 wordt dit aandeel van de zetting op eenvoudige wijze in rekening gebracht met de bijdrage w2. Een andere oorzaak voor het groepseffect is dat de verhouding tussen schacht- en puntdraagvermogen in een paalgroep anders is dan bij een enkele paal. De schuifspanningen langs de paalschacht kunnen binnenin de paalgroep minder naar buiten worden gespreid, waardoor de belasting op paalpuntniveau meer geconcentreerd op de diepe ondergrond wordt ingeleid. In NEN 6743 wordt dit effect op een conservatieve wijze in rekening gebracht, door bij de bepaling van w2 de volledige belasting (dus Fpunt + Fschacht) op paalpuntniveau geconcentreerd in de ondergrond in te leiden. De norm rekent dus niet met spanningsspreiding van de belastingsafdracht via de schacht. Een bijkomend effect van het groepseffect is het verschil in stijfheid tussen randpaal en binnenpaal. Bij een stijve bovenplaat (zoals in dit project het geval) is de paalkopzakking voor alle palen gelijk. Omdat de middenpaal minder schachtwrijving kan mobiliseren, zullen deze palen minder paalreactie geven dan de randpalen. Dit zorgt ervoor dat de randpalen in het algemeen zwaarder worden belast dan de binnenpalen, hetgeen resulteert in een slappere veerwaarde in het constructief model. De berekeningen van de paalgroepzetting zijn uitgevoerd met het programma Plaxis 2D, versie 8. Hiermee is het mogelijk om behalve de zetting van de paalgroep ook de vorm van de zettingstrog te kwantificeren die van invloed is op de constructieve berekeningen van de vloer. Als materiaalmodel voor de grond is het Hardening-Soil model toegepast. De voor dit model

Geotechniek | april 2007


Hoogbouw op parkeergarage Anna van Buerenplein: analyse zettingsgedrag voorkomt lastige dilatatie

De maximale schuifsterkte langs alle palen van de buitenring is bepaald volgens qc x αs. Voor qc=15 MPa (afgesnoten conusweerstand onder ca. NAP –22,0 m) en een αs van 0,009 voor een Tubex-paal, resulteert dit in een maximale schuifspanning van 135 kN/m2. De buitengroep bestaat uit 10 palen, waarvan (op basis van de geometrie van de paalgroep) éénderde naar de binnenzijde, en tweederde naar de buitenzijde van de paalgroep wordt afgedragen. De buitenring kan dus maximaal 0,67 x 135 kN/ m2 = 90 kN/m2 afdragen. De interface eigenschappen R int_model zijn in het Plaxis-model zo gekozen dat de schuifspanning langs de buitenring bij het plastisch bezwijken van de interface nagenoeg gelijk is aan deze waarde. De stijfheid van de interface-elementen kan van grote invloed zijn op de vorm van de zettingstrog. Bij de gehanteerde waarde wordt er plasticiteit ontwikkeld bij kleine verplaatsingen van enkele millimeters.

\F  iguur 5 Schematisering van de paalgroep t.b.v. de 2D-

Plaxis berekening

benodigde parameters zijn afgeleid uit de sondering. Een belangrijke parameter voor het hier beschreven probleem is de stijfheid van de grond, uitgedrukt in E50ref. Voor deze parameter is 4 x qc gehanteerd voor de zandlagen waarin de palen staan gefundeerd. De paalgroep is geschematiseerd als een cilinder in een axiaal symmetrische elementenmesh. De binnenste 4 palen zijn gemodelleerd als een stijve ring, evenals de buitenste 10 palen (zie figuur 5). De dikte van de ringen is zodanig gekozen dat het puntoppervlak per ring overeenkomt met de som van de puntoppervlakken van de afzonderlijke palen in die ring. Het schachtoppervlak van de ringen is dan echter groter dan die van de palen. Daarom is de interfacesterkte (R int) zodanig gereduceerd, dat de totale schuifsterkte per ring gelijk is aan die van de afzonderlijke palen. De zetting w 1 (in het 4D-gebied onder de paalpunt) wordt in het gekozen model overschat, omdat de funderingsdruk onder de palen niet alzijdig (zoals bij een paal), maar slechts in twee richtingen kan worden gespreid (zoals bij een wand). Deze ‘modelfout’ is verwaarloosd, omdat deze naar verwachting maximaal enkele millimeters bedraagt.

Geotechniek | april 2007

Het beschreven rekenmodel voor de enkele paalgroep gaat ervan uit dat de schuifspanningen langs de schacht van de paalgroep in alle richtingen ongestoord worden gespreid. In werkelijkheid bevinden zich op korte afstand andere paalgroepen, waardoor de spreiding wordt beperkt en de spanningen rondom de paalgroep meer worden geconcentreerd. Dit leidt tot grotere zettingen, met name van de binnenste paalgroepen. De groepseffecten binnen een enkele paalgroep zijn eerder in dit artikel reeds beschreven. Dezelfde effecten treden ook op grotere schaal, tussen de paalgroepen onderling, op. Deze groepseffecten zijn berekend met

een eenvoudig 3D-model in het programma Plaxis 3D-tunnel, versie 2. Hierbij is de volgende fasering gehanteerd: Stap 2: 3D-modellering enkele paalgroep en vergelijking met axiaal symmetrische berekening; Stap 3: 3D-modellering groepseffect van meerdere paalgroepen. Stap 2: 3D-berekening enkele paalgroep In de 3D-berekeningen zijn de paalgroepen gemodelleerd als een lineair elastisch rechthoekig element met een laagje dunne elementen om de (fictieve) interface tussen paalschacht en grond te modelleren. Net als in de 2D-modellering zijn de eigenschappen van deze fictieve interface zo gekozen, dat de juiste maximale gesommeerde schachtwrijving aan de paalgroep wordt toegekend. In figuur 6 is de zettingstrog van een enkele paalgroep op het niveau van de betonvloer weergegeven, zowel voor de 2D-berekening als voor de 3D-berekening. De zettingstrog van de 3D-berekening blijkt goed overeen te komen met die van de 2D-berekening. Wel wordt er een verschil van 5 mm geconstateerd in de maximale waarde van de zetting. De oorzaak van dit verschil wordt verklaard bij de analyse van de resultaten. Stap 3: modellering groepseffect meerdere paalgroepen Met het gekalibreerde model van stap 2 is vervolgens de invloed van de paalgroepen onderling beschouwd. Vanwege beperkingen in het aantal elementen is daarbij gebruik gemaakt

\F  iguur 6 Zettingen van de enkele paalgroep, 2D- en 3D-berekening

37


Hoogbouw op parkeergarage Anna van Buerenplein: analyse zettingsgedrag voorkomt lastige dilatatie

\F  iguur 7 Schuifspanningen van de enkele paalgroep langs de binnen- en buitenkant van de palen

van twee symmetrieassen, zodat in plaats van 9 paalgroepen slechts 4 paalgroepen zijn gemodelleerd (aangegeven in figuur 3). Vanwege verschil in kolombelasting per paalgroep zijn de 4 kwadranten wel alle doorgerekend. De 3 funderingsstroken zijn gemodelleerd als buigstijve platen (beamelementen) aan de bovenzijde van het model. Op deze wijze wordt ook de herverdeling tussen de verschillende fundaties in rekening gebracht.

Resultaten en analyse 2D- en 3D-enkele paalgroep Allereerst wordt er gekeken naar de resultaten van een enkele paalgroep, zonder het effect van meerdere groepen. In figuur 6 is de zettingstrog te zien van een paalgroep. Het resultaat van deze berekening is een paalgroep die in zijn geheel, inclusief grond tussen de palen, door de grond zakt. Aan de binnenzijde van de groep wordt er daardoor weinig schachtwrijving gegenereerd. De paalgroep ontleent het draagvermogen voornamelijk aan schachtwrijving van de buitenring en aan puntweerstand van de gehele paalgroep (analoog aan een geplugde buispaal). Voor de zwaarst belaste paalgroep (Fs;rep = 39,3 MN) resulteert de berekening in een zetting Zetting paalgroep

Totaal [mm]

Plaxis 3D paalgroepen

35

NEN 6743 berekening

26

van 29 mm. Langs de volledige buitenschacht is er sprake van plasticiteit in de interface, waardoor er sprake is van een steile zettingstrog. Op korte afstand van de schacht is de zetting op het niveau van de betonvloer nog slechts 5 mm. In stap 2 is de 3D-berekening eerst uitgevoerd met een enkele paalgroep, zodat de 3D-berekeningen gekalibreerd kunnen worden aan de 2D-berekeningen. Daaruit volgt een verschil van ca. 5 mm tussen beide modelleringen. Het verschil wordt voornamelijk veroorzaakt door de vereenvoudigde berekening van de spanningen onder de punt van de paalgroep. Het individuele puntgedrag is niet gemodelleerd en daardoor wordt de zetting w punt onder de afzonderlijke paalpunten niet goed berekend in het 3D-model. In de uitkomsten wordt derhalve bij de berekende zettingen een additionele zetting van 5 mm toegevoegd. Schachtwrijving Een belangrijk aspect in de resultaten is de verhouding tussen de schachtafdracht en de puntafdracht van de paalbelastingen. In figuur 7 zijn de schachtschuifspanningen voor een enkele paalgroep in verschillende situaties gegeven. Voor het Plaxis 2D-model zijn de schuifspanningen aan de binnen- en buitenzijde van de

Aandeel w 1 [mm]

Aandeel w2 (groepseffect) [mm]

12

14

13

\ Tabel 1 Zetting van de maximaal belaste paalgroep (groep C)

38

22

buitenring gegeven; voor het Plaxis 3D-model zijn de schuifspanningen aan de buitenzijde van de paalgroep weergegeven. Hierbij zijn twee belangrijke aspecten op te merken: 1) De schuifspanningen zijn middels de interface-eigenschappen gemaximeerd, zie de modelbeschrijving. Dit is gedaan om aan te sluiten bij de Nederlandse normen (NEN 6743). De dikke getrokken lijn geeft de maximale theoretische schuifspanning aan. De schuifspanning aan de buitenzijde van zowel het 2D- als 3D-model zijn gemiddeld niet meer dan deze maximale waarde. 2) Vergelijking van de schuifspanningen uit het 2D-model aan de binnen- en buitenkant van de palenring toont een groot verschil. Aan de buitenkant wordt over de hele hoogte een schuifspanning gemobiliseerd, min of meer lineair toenemend met de diepte (zoals het geval is met de effectieve verticale spanning). Aan de binnenzijde blijft de schuifspanning tot 3 m boven de paalpunt relatief klein; de laatste 3 m neemt de schuifspanning toe. Dit geeft duidelijk aan dat de grond tussen de palenrijen plugt. Aan de binnenzijde is lang niet zoveel schuifspanningafdracht mogelijk als aan de buitenkant. 3D groepseffect In figuur 8 is een zettingsfiguur weergegeven van één berekend kwadrant met de grootste optredende zettingen (kwadrant I). Hierbij is een snede op niveau onderkant vloer -3 ge­ maakt (NAP –10,6 m). In figuur 8 zijn duidelijk vier ‘kuilen’ zichtbaar die de vier paalgroepen aangeven. In de z-richting zijn de paalgroepen middels een stijve funderingsplaat met elkaar verbonden, in de xrichting zijn de paalgroepen onafhankelijk. Dit resulteert tussen de paalgroepen onderling in een grotere zetting van de tussenliggende grond in de z-richting dan in de x-richting. De zetting van de maximaal belaste paalgroep (Fs;rep = 39,3 MN) neemt toe van 29 naar 35 mm; een toename van circa 20%. Bij de overige paalgroepen is de toename van de zetting door het groepseffect groter (tot 100%). Dit verschil in zettingstoename wordt veroorzaakt door herverdeling van de belastingen, waardoor de zwaarder belaste paalgroepen worden ontlast ten koste van de lager belaste paalgroepen (Fs;rep = 14,1 tot 25,7 MN). Totale eindzetting Voor de paalgroep die de meeste zetting onder-

Geotechniek | april 2007


Hoogbouw op parkeergarage Anna van Buerenplein: analyse zettingsgedrag voorkomt lastige dilatatie

\F  iguur 8 Zetting op het niveau vloer -3 (NAP –10,6 m), kwadrant I

gaat, zijn de resultaten weergegeven in tabel 1, uitgedrukt in de zettingscomponenten conform NEN 6743: w 1 bestaande uit de puntzetting (w punt) en de elastische verkorting (wel = ca. 4 mm) en w2 (= groepseffect). Ter vergelijking is een berekening conform NEN 6743 uitgevoerd. Bij deze berekening is uitgegaan van een maximale belasting op 4D onder paalpuntniveau. De resultaten van deze berekening zijn toegevoegd aan tabel 1. Uit tabel 1 blijkt dat een berekening conform NEN 6743 het zettingsgedrag van meerdere groepen palen onderschat. Omdat er groepswerking optreedt tussen de groepen onderling, is een aanvullende analyse op NEN 6743 noodzakelijk. Toegepaste constructieve oplossing Met deze resultaten van de geotechnische modellen zijn de afzonderlijke veerwaarden van de Tubex-palen en Gewi-ankerpalen vastgesteld. Door de steile trog zijn de Gewi-ankerpalen direct naast de fundaties qua stijfheid niet anders behandeld dan de standaard Gewiankerpalen. De invloed van de zettingstrog is verwaarloosbaar gesteld. Vanwege de onzekerheid in de grond met betrekking tot de stijfheid en afwijkingen ten opzichte van de toegepaste sondering, is in het constructieve model gevarieerd met slappere en stijvere veerwaarden, evenals er variatie is toegepast in de stijfheid van de betonvloeren

Geotechniek | april 2007

en poeren. Uit dit rekenmodel volgt dat de monoliete vloeraansluiting goed mogelijk is. Er is weliswaar veel wapening toegepast, maar het niet toepassen van een dilatatievoeg is als een belangrijker voordeel beoordeeld. De Gewiankerpalen rondom en tussen de fundaties worden door de hoogbouwzetting echter zoveel op druk belast, dat zij door de constructieve vloer zouden ponsen. In de periode tussen het bouwen van de garagevloer en het gereed zijn van de ‘Lampion’, wordt deze vloer echter al door waterdruk belast. De Gewi-ankerpalen zijn daarom wel noodzakelijk als verankeringselement op trek. Door een ingenieus aangepast ankerschotel ontwerp toe te passen, is dit probleem opgelost. Er is een vrije ruimte ingebouwd tussen ankerstaaf en ankerschotel. Hierdoor kan de ankerstaaf vrij verplaatsen ten opzichte van de ankerschotel, waardoor deze niet uit de vloer ponst bij de latere neerwaartse belasting.

Conclusies Uit de uitgevoerde analyses kunnen de volgende conclusies worden getrokken: • Het groepseffect is van grote invloed op de resultaten: zowel interactie van palen binnen één groep, als interactie tussen afzonderlijke paalgroepen. In beide gevallen treden dezelfde effecten op. • Zeker bij meerdere paalgroepen is, naast een NEN 6743 berekening, een aanvullende analyse noodzakelijk om inzicht te krijgen in het ‘overall’ zettingsgedrag. In dit project leidt NEN 6743 tot een geringere zakking. Deze conclusie zal gestaafd dienen te worden met zakkingsmetingen van het gebouw. • Uit het geotechnisch model volgt een zeer steile trog rondom de paalgroepen. De vraag is of dit in werkelijkheid ook zo sterk optreedt. Het is in ieder geval een veilige worstcase benadering voor het ontwerp van de constructieve vloer en een mogelijke onderschatting van de zakking op grotere afstand tot de paalgroepen. • Ondanks de steile zettingstrog blijkt een monoliete aansluiting van de garagevloer aan de fundaties mogelijk te zijn. De verankering van de Gewi-ankerpalen in de constructieve vloer dient hiertoe wel aangepast te worden om doorponsen te voorkomen.

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

39


Evaluatie van de overconsolidatieratio (OCR) bij de Damwandproef Pernis dr.ir. D.A. Kort NGI, Noorwegen

SA MENVATTI NG In het kader van de damwandveldproef in Pernis in 1998 is een tiental

methoden van grondonderzoek toegepast: boringen, sonderingen met

waterspanningsmetingen, pressiometerproeven, dissipatieproeven, in situ

vinproeven, alsmede laboratoriumonderzoek in de vorm van classificatieproeven, oedometerproeven en triaxiaalproeven. Uit deze proefresultaten is een schatting

gemaakt van de overconsolidatieratio (OCR). Hiervoor zijn verschillende, wereldwijd toegepaste interpretatiemethoden gebruikt. De OCR die bepaald wordt uit de

samendrukkingsproeven vertoont een geheel afwijkend beeld in vergelijking met de

andere proeven. Vermoed wordt dat dit te maken heeft met uitdroging van de bovenste kleilaag.

Inleiding In 1999 is een damwandproef in Pernis uitgevoerd [1,2]. In het kader van deze proef zijn verscheidene methoden van grondonderzoek toegepast: • In situ grondonderzoek: • Boringen Ø 100 mm • Sonderingen (CPT) en waterspanningsonderingen (CPTU) • Dissipatieproeven • Cambridge conepressiometerproeven (CPM) • Menard pressiometerproeven • In situ vinproeven • Laboratorium grondonderzoek: • Classificatieproeven • Oedometerproeven (incrementeel belast) • Triaxiaalproeven (single stage CIUc met σ’3 ≈ 0,5•σ’v, 1,0•σ’v, en 1,5•σ’v,) Het grondonderzoek is uitgevoerd door MOS Grondmechanica in samenwerking met Fugro, Gemeentewerken Rotterdam en GeoDelft [3] en is ter beschikking gesteld voor de predicties van de damwandproef. Al deze methoden van grondonderzoek zijn erop gericht om sterkte-, zettings- dan wel consolidatieparameters te verkrijgen. Het is daarom interessant om de uitkomsten van verschillende grondonderzoekstechnieken met elkaar te vergelijken en op hun waarde te beoordelen.

40

De locatie van de damwandproef in Pernis is hiervoor geschikt, vooral ook vanwege de grote hoeveelheid beschikbare metingen aan en rond de damwanden. Dit artikel richt zich uitsluitend op de interpretatie van de overconsolidatieratio (OCR). Dit is een belangrijke parameter, omdat deze nauw verbonden is met de ongedraineerde schuifsterkte en de spanningsafhankelijkheid van de zettingsparameters in klei.

Grondopbouw en geologie Figuur 1 toont de grondopbouw geïnterpreteerd uit de boringen en de CPT’s. De grondopbouw bestaat uit estuariene kleiafzettingen tot ongeveer NAP -5 m met daaronder een 5 à 6 m dikke veenlaag, gevolgd door een 6 à 7 m dikke kleilaag. De Pleistocene zandlaag begint op ongeveer NAP -17,5 m diepte. De veenlaag is gashoudend en heeft naar schatting een verzadigingsgraad van ongeveer 90%. Dat de veenlaag gashoudend is, is gebleken uit het feit dat de ontgraven damwandkuip nog ca. driekwart jaar heeft nageborreld, waarbij methaangas uit de bodem opsteeg. De site zelf maakte voorheen deel uit van het Pernisserpark, waar veel bomen en struiken stonden. Hierdoor is mogelijk in de droge perio-

den grondwater uit de toplagen onttrokken. Deze bomen waren echter al een geruime periode voor het grondonderzoek gerooid. Over de geologie van de site is bekend dat deze overeenkomt met de typische geologische aspecten voor de grondopbouw in West-Nederland met Holocene klei- en veenafzettingen. Deze afzettingen zijn ontstaan in de mondingen van de grote rivieren (estuarienen) als gevolg van getijdewerking. Veen- en kleiafzettingen konden ontstaan door de vorming en doorbraak van strandwallen langs de kust. Deze klei- en veenafzettingen werden met regelmaat gedeeltelijk weggeslagen en weer opnieuw gevormd.

Classificatie van de Holocene lagen De classificatie van de Holocene lagen kan inzichtelijk worden gemaakt met behulp van de activiteit en de plasticiteitskaart ( figuren 2 en 3). De activiteit is gedefinieerd als

(1)

en geeft informatie over het waterbindend vermogen van de kleimineralen en het type kleimineraal in het monster. De activiteit van de kleimineralen is van dezelfde orde van grootte als die van calciummontmorilloniet en van

Geotechniek | april 2007


Evaluatie van de overconsolidatieratio (OCR) bij de Damwandproef Pernis

\F  iguur 2 Activiteit van de kleilagen

\F  iguur 3 Plasticiteitskaart

\F  iguur 1 Grondopbouw

organische estuariene kleisoorten die elders in de wereld worden gevonden. Hierbij is er geen significant verschil tussen de kleilagen boven en onder het laagveen rond NAP -7 m. Figuur 3 toont de plasticiteitskaart volgens ASTM D2487 [4]. De kaart toont een concentratie van punten rond de A-lijn en dat betekent dat de klei in het algemeen vet is en weinig organisch. Enkele monsters zijn wat siltiger of organischer van aard. Dit beeld wordt bevestigd door de profielen van het watergehalte, de Atterbergse grenzen en het organisch gehalte in figuur 4. In deze figuur zijn ook de waterge-

haltes van de samendrukkings- en triaxiaalproeven en de laagdeling volgens de boring van figuur 1 ingetekend. Het organisch gehalte is bepaald met de gloeiverliesmethode. Dit leidt over het algemeen tot een lichte overschatting van het organisch gehalte, omdat in het proces ook montmorillonietmineralen worden verbrand. Het organisch gehalte in de kleilagen is ongeveer 5% en op basis van de plasticiteitskaart zou men kunnen verwachten dat dit vergelijking met het geotechnische gedrag van anorganische zeekleien mogelijk maakt. Δe/e0

OCR

Klasse 1: Zeer goed tot uitstekend

Klasse 2: Goed tot redelijk

Klasse 3: Slecht

Klasse 4: Zeer slecht

1–2

< 0,04

0,04 – 0,07

0,07 – 0,14

> 0,14

2–4

< 0,03

0,03 – 0,05

0,05 – 0,10

> 0,10

\ Tabel 1 Criteria voor de evaluatie van monsterverstoring [5]

Geotechniek | april 2007

Het watergehalte in de kleilagen ligt dicht tegen de vloeigrens aan en dit betekent vaak dat de klei normaal geconsolideerd is. In de lagen boven NAP -3 m ligt het watergehalte dicht tegen de uitrolgrens aan. In verzadigde zeekleien duidt dit vaak op overconsolidatie. Bij het steken van Laval blokmonsters in deze lagen werd de klei als “droog” ervaren. Deze blokmonsters zijn in 2000 gestoken in het kader van een internationaal onderzoeksproject van GeoDelft, maar zijn uiteindelijk nooit beproefd.

Monsterkwaliteit Volgens Lunne et al. [5], zie ook [6], kan de kwaliteit van een kleimonster worden geschat uit de verandering van het poriëngetal die gepaard gaat met het terugbrengen van het gestoken monster op effectieve terreinspanningen. Dit kan worden gemeten met geavanceerde proeven zoals de oedometerproef en de

41


Evaluatie van de overconsolidatieratio (OCR) bij de Damwandproef Pernis

omdat dieper gelegen monsters meer worden ontlast, waardoor de kans groter is dat de kleistructuur wordt kapotgemaakt. Het meeste standaard grondonderzoek valt overigens in Klasse 3.

\F  iguur 4 Watergehalte, Atterbergse grenzen en orga-

nisch gehalte

triaxiaalproef. Hoe meer volumeverandering hiermee gepaard gaat, des te meer de kleistructuur kennelijk verstoord is. Lunne et al. hebben daarvoor de grenzen in tabel 1 voorgesteld. Deze grenzen zijn afgeleid voor verzadigde zeekleien en kunnen leiden tot een overschatting van de monsterkwaliteit in magere of siltige kleien – zoals in Pernis – omdat deze van nature stijver reageren. Figuur 5 toont de monsterkwaliteit versus diep-

\F  iguur 5 Monsterkwaliteit

te. De monsterkwaliteit in de kleilagen boven NAP -6 m lijkt zeer goed. Het kleigehalte in deze lagen is meer dan 20% (zie figuur 2). Maar er kan worden gesteld dat deze monsters stijver reageren als gevolg van het aanwezige silt of zand in deze lagen ( figuren 1 en 3). In dat geval wordt de monsterkwaliteit overschat. In de kleilagen beneden NAP -11 m is de monsterkwaliteit een stuk slechter van aard dan in de bovenste kleilaag. Dit is niet verrassend,

Methoden voor de bepaling van de OCR De overconsolidatieratio (OCR) is een belangrijke grondparameter, omdat deze nauw verbonden is met de ongedraineerde schuifsterkte en de spanningsafhankelijkheid van de zettingsparameters in klei. Tijdens het voorbelasten van klei wordt steeds meer water uitgeperst, waardoor de kleideeltjes dichter op elkaar komen en het aantal contacten toeneemt. Wordt de klei vervolgens ontlast, dan houden trekspanningen in de dunne waterfilmpjes die tussen de kleiplaatjes zijn gevormd, de meeste contacten in stand [7]. Overgeconsolideerde klei heeft daarom een hogere schuifsterkte en een hogere modulus dan normaal geconsolideerde klei. Relatie OCR met ongedraineerde schuifsterkte Een correlatie tussen OCR en f undr – bepaald uit de CAUc triaxiaalproef bij de piekwaarde of bij 10% axiale rek – met Ip als afhankelijke, die vaak met succes op kleisoorten wereldwijd wordt toegepast, is gegeven door Lunne et al. [8] en staat weergegeven in figuur 6. CIU-triaxiaalproeven zou men kunnen interpreteren alsof het CAUc proeven met K0 = 1 betreffen, wat overeenkomt met OCR = 3 – 5. Dit leidt dan tot te hoge sterktewaardes in lagen met OCR = 1, maar tot redelijke tot te lage sterktes in lagen met hogere OCR. De ongedraineerde schuifsterkte uit de vinproef is gecorrigeerd met een factor 0,6 voordat de OCR werd bepaald [9]. Relatie OCR met de sondering Er bestaat geen eenduidige methode om de OCR uit de sondering te bepalen. Desalniettemin hebben verschillende onderzoekers oedometerproeven op kwalitatief hoogwaardige blokmonsters geijkt aan sondeergegevens en op basis daarvan een correlatie tussen de OCR en de sondering voorgesteld. Een aantal van deze correlaties die op diverse kleien uit de hele wereld worden toegepast, worden hieronder gegeven.

\F  iguur 6 Relatie tussen ongedraineerde schuifsterkte en OCR [8]

42

Geotechniek | april 2007


Evaluatie van de overconsolidatieratio (OCR) bij de Damwandproef Pernis

Powell [zie 8] heeft de volgende relatie voorgesteld: (2) met k = 0,3 en Q t = (qt – σv)/σ’v met qt = qc – (1 – a) • u2, de gecorrigeerde conusweerstand, a de oppervlaktefactor van de conus, σv en σ’v de verticale grondspanning en verticale effectieve grondspanning en u2 de gemeten waterspanningen in de sondering; zie ook [8]. Mayne [zie 8] gaat uit van de volgende relatie: (1)

(3)

met

, de helling van de critical state lijn.

Larsson [10] heeft een factor k voorgesteld die afhankelijk is van de vloeigrens, wL : (1)

(4)

Karlsrud et al. [11] hebben de volgende relatie voor Noorse kleien met een sensitiviteit St < 15 gevonden: (1)

(5)

Relatie OCR met de dissipatieproef Mayne [12] heeft een methode gepresenteerd om de dissipatieproef in normaal en overgeconsolideerde gescheurde kleien te interpreteren. Dat model voorspelt het verloop van de poriëndruk gedurende de dissipatieproef. In het model wordt de poriëndruk gesplitst in een

component die wordt veroorzaakt door compressie van de grond en in een schuifcomponent: (1) (6) waarbij

(7)

(1)

(8)

(1)

(9)

(1)

(10)

met a de straal van de conus, Ir de rigiditeitsindex (G/f undr) en met λ een coëfficiënt waarvoor geldt λ ≈ 0,8. Door middel van trial-and-error kan uit het dissipatieverloop een OCR-waarde worden geschat. Relatie OCR met de cone-pressiometerproeven De OCR is op drie verschillende manieren uit de cone-pressiometerproeven bepaald, alle met behulp van figuur 6. Twee van deze methoden volgen uit de twee verschillende methodes waarop de ongedraineerde schuifsterkte uit de CPM is bepaald. De derde volgt uit de horizontale in-situ spanning voor aanvang van de proef waaruit een K0 kan worden bepaald. Resultaat van het OCR profiel in Pernis Met behulp van bovenstaande methoden is het OCR profiel in Pernis bepaald. Figuur 7 geeft het resultaat. Verreweg het meest opvallende resultaat is dat de oedometerproeven in de kleilagen boven de veenlaag OCR = 1 aangeven, terwijl uit de methoden gebaseerd op de sondering, de dissipatieproef en de vinproef een 2 tot 6 maal hogere OCR-waarde volgt. Vanaf NAP -11 m en dieper komen de OCR-waarden uit de samendrukkingsproeven meer overeen met de overige waarden.

\F  iguur 7 OCR profiel in Pernis

Geotechniek | april 2007

In de kleilagen boven de veenlaag geven de triaxiaalproeven een beeld van een hogere OCRwaarde dan de CPT’s. Voor de interpretatie van de triaxiaalproeven zijn vele aannames gedaan die het resultaat OCR = 6 erg onzeker maken. Uit de triaxiaalproeven mag wel worden geconcludeerd dat OCR >> 1. De vinproeven lijken het beeld van de CPT’s wel aardig te volgen.

43


Evaluatie van de overconsolidatieratio (OCR) bij de Damwandproef Pernis

Ook in de kleilagen beneden NAP -10 m geven de triaxiaalproeven een licht afwijkend beeld. De methoden gebaseerd op de CPT en de vinproeven lijken het beeld van een normaal geconsolideerd profiel wel te bevestigen. Opvallend is dat de CPT-methode van Mayne afwijkt van de andere drie CPT-methodes. Er is niet gezocht naar een verklaring hiervoor. De methoden uit de cone-pressiometerproeven geven geen bruikbaar resultaat. Er is geen onderzoek gedaan naar een verklaring hiervoor.

Een mogelijke verklaring voor het gemeten gedrag boven de veenlaag Voor het significante verschil in OCR boven de veenlaag zijn te weinig gegevens beschikbaar om een eenduidige verklaring te geven. De conclusie uit de samendrukkingsproeven dat de OCR = 1,0 â&#x20AC;&#x201C; 1,5 wordt op geen enkele manier bevestigd door de andere in-situ proeven. Uit eigen waarnemingen is geconstateerd dat de ondiepe kleilagen verbrokkeld en droog waren, dit ondanks dat de waterstanden in de peilbuizen en de naastgelegen sloot hoger waren. Uitgedroogde klei heeft een hogere sterkte en stijfheid dan normaal geconsolideerde klei, doordat bijvoorbeeld door verdamping het watergehalte afneemt en de klei krimpt, zodat net als bij samendrukking het aantal contacten toeneemt. Afhankelijk van de mate van uitdroging kan dit gepaard gaan met een initieel stijver gedrag van de klei totdat de trekspanningen in het water worden overwonnen en de klei zich als maagdelijk gaat gedragen; dit resulteert in een kunstmatige overconsolidatie [7]. Is de klei teveel uitgedroogd, dan verbrokkelt het waardoor er in het geheel geen grensspanning uit de samendrukkingsproef valt te interpreteren. Wanneer het in situ uitgedroogde monster niet goed wordt behandeld bij het prepareren van de samendrukkingsproef en water aan het monster wordt toegevoegd, zal het monster gaan zwellen, waardoor de structuur en de grensspanning die het monster heeft, verloren gaan. Dit zou een verklaring kunnen zijn waarom in de samendrukkingsproef lage OCR-waarden worden gemeten. Zekerheid kan worden verkregen bijvoorbeeld door gerichte samendrukkings- en triaxiaalproeven op hoogkwalitatieve monsters uit te voeren. Opgemerkt dient te worden dat de bovenste

44

kleilaag in belangrijke mate afwijkt van kleien elders in de wereld. Niet zozeer omdat het hier een estuariene organische klei betreft, maar meer omdat de onderliggende veenlaag gashoudend is en dus ook het grondwater gashoudend is. Mogelijk draagt dit bij aan een verklaring dat de klei in situ onverzadigd en overgeconsolideerd wordt, of blijft na een droge periode.

Conclusie Uit het grondonderzoek dat in het kader van de damwandveldproef is uitgevoerd, is een schatting gemaakt van het OCR-profiel. Hiervoor zijn verscheidene interpretatiemethoden gebruikt die op voornamelijk zeekleien wereldwijd worden toegepast. Opvallend is dat de OCR bepaald uit de samendrukkingsproeven een geheel afwijkend beeld geeft ten opzichte van de andere proeven. Vermoed wordt dat uitdroging of verdamping verklaart waarom de bovenste kleilaag zich overgeconsolideerd gedraagt. Mogelijk gaat dit gepaard met gashoudend grondwater. Dat deze OCR niet met de samendrukkingsproef gevonden wordt, kan te maken hebben met een onzorgvuldige behandeling van het grondmonster, waarbij water aan het proefstuk is toegevoegd.

Norway. www.standards.no/petroleum [7] Keverling Buisman, A.S. Grondmechanica. 2e druk. Delft: Waltman. 1944. [8] Lunne, T., P.K. Roberson en J.J.M. Powell. Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice. Londen: Spon Press. 1997. [9] Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam. Determination of Soil Parameters â&#x20AC;&#x201C; Phase II: Vane Test. Rapport Nr. 05-168/F. Mei 1998. [10] Larsson, R. Piezocone Tests in Extremely Soft Soils. NGM 2004 XIV Nordic Geotechnical Meeting, pp. C15-C26. Swedish Geotechnical Society, 2004. [11] Karslrud, K., T. Lunne, D.A. Kort en S. Strandvik. CPTU Correlations for Clays. XVI ICSMGE, Osaka. pp. 693-702. Rotterdam: Millpress. 2005. [12] Mayne, P. Flow Properties from Piezometer Tests. Interpretation of In-Situ tests. Georgia Tech: www.ce.gatech.edu/~geosys. Oktober 2002.

Echter, om een eenduidige verklaring voor dit gedrag te geven, is aanvullend grondonderzoek noodzakelijk.

Referenties [1] CUR-publicatie 207. Rotterdam Sheet Pile Wall Field Test. 2002. [2] Kort, D.A., A.F. van Tol en A, Jonker. Damwandveldproef Rotterdam. Geotechniek, pp. 58-66. Juli 2003. [3] MOS Grondmechanica B.V. Sheet Pile Wall Field Test at Rotterdam-Pernis. Site Investigation and Laboratory Testing. Rapport nr. R035490_1. Oktober 1998. [4] ASTM International. Annual Book of ASTM Standards 2004. Volume 04.08. Soil and Rock. [5] Lunne, T., T. Berre en S. Strandvik. Sample disturbance effects in soft low plastic Norwegian clay. Proc. Int. Symp. on Recent Developments in Soil and Pavement Mechanics, Rio de Janeiro, 25-27 June 1997, pp. 81-102. Rotterdam: Balkema. 1997. [6] NORSOK Standard. G-001. Marine Soil Investigations. Rev. 2. Lysaker: Standards

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

Geotechniek | april 2007


Slagvaardig in funderingstechniek BAM Grondtechniek is actief in het ontwerpen en uitvoeren, zowel op het land als op het water, van grond- en waterkerende constructies, paalfundaties, verankeringen, bodeminjecties, grondverbeteringstechnieken, bodemconsilidaties en het bevriezen van grond. Tevens verzorgt BAM Grondtechniek complete bouwputten en is actief in offshore. Technieken: • Bodeminjectie • Jetgrouten • Grondbevriezen • Damwanden • Combiwanden • Cement- bentonietwanden • Verankeringen - schroefgroutankers - GEWI-ankers - zelfborende groutankers - groutankers – staven – strengen • Vibropalen • Vibrocombinatiepalen • Schroefpalen • Buisschroefpalen • Verbuisde schroefpalen BAM Grondtechniek

• Schroefcombinatiepalen

Postbus 246

• Grondverdringende schroefpalen

3100 AE Schiedam

• Prefabpalen

Telefoon (010) 242 23 33

• Grote diameter boorpalen

E-mail bamgrondtechniek@bamciviel.nl

• GEWI-palen

Internet www.bamgrondtechniek.nl

• Complete bouwputten


Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras ir. H.L. Jansen Fugro Ingenieursbureau B.V. ir. E.J. Huiden BAM Grondtechniek ir. M.J. Profittlich Fugro Ingenieursbureau B.V.

Inleiding De onlangs verschenen CUR-publicatie 20062 Innovatieve aardebaan doet verslag van de succesvolle toepassing van innovatieve technieken voor het snel aanleggen van blijvend vlakke wegen en terreinen. Deze technieken beperken de hinder bij bouwen en zorgen voor een vlotte doorstroming van het verkeer. Snel bouwen van infrastructuur blijkt vaak nodig en is zeker daar wenselijk waar men grote (verkeers)hinder verwacht tijdens de bouw. De CUR-publicatie geeft een overzicht van drie hoofdgroepen van technieken, namelijk GSP (Gewapende Spreidingsmatras op Slanke Palen), MIP (Mixed In Place) en GEC (Geotextile Encased Columns), inclusief voorbeelden van toepassing. Met name bij de slanke palen is een gewapende matras nodig om de bovenbelasting op de palen over te brengen. Ontwerpberekeningen van de gewapende matras volgens (buitenlandse) voorschriften en andere publicaties uit de technische literatuur kunnen nogal uiteenlopende resultaten geven. Meer eenduidigheid hieromtrent is dringend gewenst om de algemene acceptatie en verdere toepassing te bevorderen. Dit artikel geeft, na een beschrijving van de technieken, een overzicht van enkele ontwerpaspecten.

46

SA MENVATTI NG CUR-publicatie 2006-2 “Innovatieve aardebaan” beschrijft de toepassing van drie innovatieve technieken voor het snel aanleggen van blijvend vlakke wegen en terreinen. Dit zijn de gewapende matras op palen, de grondverbeteringstechniek Mixed in Place, en de kolommen met geotextiel omhulling. Voor het ontwerp is een belangrijke vraag of er sprake is van grondverbetering dan wel van een fundering op palen. In dat laatste geval is een tweede vraag of NEN 6743 van toepassing is. CUR-publicatie 2002-7 heeft hiervoor een ontwerpprocedure voorgesteld. Voor de ontwerpberekening van de matras zijn meerdere methoden bekend die tot uiteenlopende resultaten leiden. Het artikel geeft een overzicht van de aandachtspunten.

Gewapende matras op palen De GSP draagt het baangewicht met veel lichtbelaste betonpalen, zie figuur 1. De belasting wordt naar de palen overgebracht via een matras van steenkorrelmateriaal met daarin één of enkele lagen geogrids. De palen ø150 à ø273 mm staan op 1,0 à 1,8 m afstand. Het zijn in-de-grond-gevormde palen waarvoor een ingedrukte of ingetrilde hulpbuis wordt gebruikt. De paal heeft een vergrote kop ø300 à ø400 mm om de contactdruk tegen de matras te beperken. Een vergelijkbare constructie kan worden gebouwd met prefab

palen. Deze techniek staat bekend onder de naam GMOP, Gewapende granulaatMatras Op Palen. De palen staan op iets grotere afstand dan bij GSP, namelijk 2,0 à 2,5 m. Een prefab plaat (afmeting circa 750 mm) op de paalkoppen zorgt voor een betere ondersteuning van de matras. Nauwkeurige paaldimensionering, korte bouwtijd, vrijwel zettingsvrij en onderhoudsvrij zijn de belangrijkste voordelen. Dankzij GSP/GMOP kan de aardebaan met relatief steile taluds worden aangelegd, waardoor het

\F  iguur 1 Principe van de GSP

Geotechniek | april 2007


Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras

\F  iguur 2 Voorbeeld van een uitgevoerd project met GSP

ruimtebeslag kleiner is dan bij de klassieke aanpak. Andersom geldt ook: bij weinig terreinoppervlak biedt GSP/GMOP wellicht toch de mogelijkheid om een aardebaan toe te passen en een betonnen viaduct te vermijden. Recent uitgevoerde GSP/GMOP in Nederland zijn (zie figuur 2): • reconstructie A15 Sliedrecht-West en Hardinxveld-Giessendam in 2004 - 2006 met AuGeo palen en prefab palen [Verweij et al. 2006] • toerit A4 bij Hoogmade in 2005 met het AuGeo systeem • aardebaan Carnisselandelijn Barendrecht in 2003 - 2004 met HogeSnelheidsPalen (HSP) [Van der Stoel et al. 2005] • bastions geluidswal gebied 2J Almere in 2005 - 2006 met HSP [Broens et al. 2006], zie figuur 2 • verbreding van de N247 voor de aanleg van een busbaan met prefab palen [Habib et al. 2002]

MIP kolommen MIP (Mixed in place) is een grondstabilisatie techniek. De bestaande grond wordt in-situ gemengd met een bindmiddel, zie figuur 3. Er ontstaat een nieuw materiaal met een hogere druksterkte en stijfheid, dat ongevoelig is voor consolidatie. Mixed in place wordt meestal uitgevoerd in de vorm van kolommen ø600 à 800 mm h.o.h. 1,2 à 2,0 m. De kolommen dragen het merendeel van de belasting, het restant draagt op de onbehandelde grond tussen de kolommen. Bij ontwerpen met 25% à 35%

Geotechniek | april 2007

\F  iguur 3 Uitvoering van MIP kolommen voor RandstadRail te Rotterdam

behandeld oppervlak gaat, zelfs bij relatief dunne aardebanen, de belasting via gewelfwerking naar de kolommen. Langs de randen kan een geotextiel nodig zijn om als trekband de taludstabiliteit te verzekeren. Naast alleenstaande kolommen zijn ook overlappende kolommen in de vorm van wanden en blokken mogelijk. Dan spreekt men van blokstabilisatie. Evenals bij GSP/GMOP en de hierna te noemen GEC-oplossing kunnen de taluds steil worden opgezet. Gestabiliseerde grondkolommen hebben niet de stijfheid van een betonpaal. Het bindmiddel vormt samen met de fijne gronddelen een matrix waarin klei- en veenbrokjes zijn ingebed. Enkele decimeters zetting is mogelijk. Dit vindt plaats in de aanlegfase onder invloed van het baangewicht en de tijdelijke overhoogte als equivalent van de toekomstige verkeersbelasting. Na 3 maanden kan de overhoogte worden verwijderd en resteert een nagenoeg zettingsvrije baan. De kolomproductie is geheel trillingvrij en geluidarm. Een voorbeeld van een project met MIP kolommen is de aardebaan voor de spoorlijn Hamburg - Berlijn, waar alleenstaande kolommen zijn toegepast, zie figuur 4. In Nederland is ook ervaring opgedaan met MIP kolommen, echter nog niet als fundering van een aardebaan. De kolommen zijn toegepast als blokstabilisatie en wel voor de tunnelboormachine (TBM) van de Botlekspoortunnel in Hoogvliet in 1997 2001 en voor de TBM van RandstadRail te Rotterdam in 2004.

Kolommen omhuld met een geotextiel kous GEC (Geotextile Encased Columns), ook wel GOZ (Geotextiel Omhulde zandkolommen) genoemd, zakken ook enkele decimeters om het rondgeweven geotextiel op spanning te krijgen. Daarna ondersteunt het rondweefsel de kolomvulling (zand of een ander korrelig materiaal) zijdelings. Ook de grond tussen de kolommen draagt mee aan het gewicht van de aardebaan. De kolommen worden gemaakt met een hulpbuis ø800 mm met aan de onderzijde twee scharnierende kleppen onder 60o, zie figuur 5. De kleppen voorkomen dat tijdens het intrillen grond in de buis dringt. Zodra de punt de draagkrachtige grond heeft bereikt, wordt het geotextiel in de buis neergelaten en gevuld met zand. Terwijl de buis wordt getrokken, verdicht zich het zand in het rondweefsel. Een geotextiel over de kolommen langs de randen van de aardebaan voorkomt taludinstabiliteit.

\F  iguur 4 MIP kolommen voor de spoorlijn Hamburg

– Berlijn

47


Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras

In Nederland gerealiseerde GEC projecten zijn: • Kunstwerk 40 Betuweroute in 2002 • HSL ter plaatse van voormalig vuilstort te Westrik, Breda in 2003, zie figuur 6 • Bastions Oost en West te Houten in 2005 [Brok et al. 2006]

Geen wachttijd Kenmerkend voor alle hier besproken oplossingen is dat wachttijd voor consolidatie van de ondergrond niet meer nodig is. Direct na het aanbrengen van de palen of kolommen kan de aardebaan in een hoog tempo worden aangelegd. Na het verwijderen van de tijdelijke overhoogte bij MIP en GEC kan de verhardingsconstructie worden aangebracht; de restzettingen zijn gering. De GSP-technieken zijn nagenoeg restzettingvrij.

Paalfundering of grondverbetering? Belangrijke vraag bij de ontwerpberekeningen is of we te maken hebben met een fundering op palen of met een grondverbetering. MIP kolommen en GEC neigen meer naar een grondverbetering, mede omdat ook de grond tussen de kolommen meedoet in de krachtsoverdracht. Bij de GSP/GMOP is sprake van een paalfundering, maar niet duidelijk is of NEN 6740 en NEN 6743-1 van toepassing zijn. Deze normen zijn in eerste instantie bedoeld voor bouwwerken met een woonfunctie,

\F  iguur 5 Principe / foto uitvoering van een GEC

48

waarvoor strenge restzettingseisen gelden. Voor infrastructuur gelden minder strenge eisen. De flexibiliteit van de matras staat bovendien grotere vervormingen toe. Het zonder meer toepassen van NEN 6740/6743-1 met de daarin gehanteerde veiligheidsfilosofie en bijbehorende partiële factoren kan dan voor de GSP/GMOP leiden tot een onnodig zware, en dus dure paalfundering. CUR-rapport 2002-7 geeft het volgende voorstel voor de ontwerpprocedure: • d raagkracht van de palen berekenen conform NEN 6743-1:2006, dus uitgaande van sonderingen met ξ = 0,72 à 0,80 en γm;b = 1,2 (niet proefbelaste palen) • belasting op de palen berekenen met gereduceerde belastingfactoren, mits ervan uit wordt gegaan dat alle belasting op de palen terecht komt. Voor rustende en mobiele belasting geldt dan γs = 1,0 à 1,1 voor respectievelijk veiligheidsklasse 2 en 3. De overall veiligheidsfactor bedraagt dan 1,5 à 1,7. Bij de op palen gefundeerde wegverbreding N247 was een verschil in zettingsgedrag met de bestaande aardebaan ongewenst [Habib et al. 2002]. Daar zijn, in afwijking van bovenstaande, alle materiaal- en belastingfactoren zelfs op 1,0 gezet. De negatieve kleef speelt bij het ontwerp ook een rol. Korrelspanningsverhoging door de

aardebaan en de verkeersbelasting treedt niet op als de palen de totale belasting dragen. Dit is momenteel de gebruikelijk wijze van ontwerpen. Ook kan ervoor gekozen worden de ondergrond een deel van de belasting te laten dragen. In dat geval kan bespaard worden op de paalfundering, waarbij wel een geringe restzetting geaccepteerd moet worden. Negatieve kleef kan overigens ook ontstaan door andere zettingsprocessen, zoals autonome zetting, zetting door grondwaterstandverlaging en/of seculaire zetting door korrelspanningsverhoging in het verre verleden. Maar zelfs dan is het de vraag of de volledige negatieve kleef in rekening moet worden gebracht. De door de negatieve kleef verhoogde paalbelasting leidt tot zakking van de paal waardoor de negatieve kleef afneemt. Met een interactieberekening kan de maximaal in rekening te brengen negatieve kleef worden bepaald. De paal zakt dan evenveel als het evenwichtspunt. Uit kostenoogpunt zijn dit belangrijke aspecten, omdat de palen meer dan 50% van de kosten van de gehele constructie (gewapende matras met palen) uitmaken. Momenteel wordt in CUR-verband samen met Delft Cluster gewerkt aan een Nederlandse ontwerprichtlijn om meer eenduidigheid in het ontwerpproces van de GSP/GMOP te bereiken.

\F  iguur 6 GEC Ringtrac® voor de HSL te Westrik

Geotechniek | april 2007


Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras

De trekkracht in de wapening bedraagt: • volgens formule BS 8006: • volgens formule Bush-Jenner [CUR-rapport 2002-7]:

\F  iguur 7 Hangmat met trekkracht in de wapening

Gewapende matras Voor de ontwerpberekening van de gewapende matras zijn verschillende methoden bekend die zeer uiteenlopende resultaten kunnen geven. In CUR-rapport 2002-7 wordt hier uitgebreid aandacht aan besteed. De methode BushJenner geeft de laagste krachten in de wapening, de methode volgens de Britse norm BS 8006 vaak de hoogste. In Duitsland is een aanbeveling verschenen, die onderdeel is van de richtlijnen EBGEO. De analytische ontwerpmethoden hanteren het hangmatprincipe voor de berekening van de trekkrachten in de geogrids. De verschillen in resultaten ontstaan door de mate van boogwerking die wordt verondersteld. Ook de aanname dat de matras permanent door de ondergrond wordt gesteund, of dat een holle ruimte onder de matras kan ontstaan, leidt tot verschillen in uitkomsten. Voor deze aspecten zal de eerder genoemde, in ontwikkeling zijnde Nederlandse ontwerprichtlijn, hopelijk duidelijkheid verschaffen.

Overspanning van de hangmat De trekkracht in de wapening wordt berekend met het hangmatmodel, zie figuur 7. Bij de meeste ontwerpberekeningen moet een aanname worden gedaan voor de overspanning van de hangmat. Alleen bij een volledig 3Dmodel hoeft dat niet. Als de palen in een vierkantstramien staan, wordt voor de overspanning de diagonaal van het vierkant genomen. Als de afstand tussen de kopplaten wordt aangeduid met (s-a), bedraagt de overspanning volgens deze regel L = (s-a)√2, zie figuur 8. Dit is mogelijk een enigszins pessimistische keuze, doch in de literatuur bestaat hierover geen discussie.

Geotechniek | april 2007

waarin: Fg;rp is de trekkracht in het geogrid ten gevolge van membraanwerking [kN/ m] ε is de rek in het geogrid [-] qgrid is de belasting op het geogrid [kN/m], rekening houdend met boogwerking σv;grid is de verticale belasting op het geogrid [kPa] s is de h.o.h.-afstand van de palen [m] a is de breedte van de paalkop [m] θ is de halve tophoek van de cirkelboog [rad] ε is de rek in het geogrid [-], bijvoorbeeld ε = 0,05 (5% rek) L is de overspanning van het geogrid [m]

Bij palen in een driehoekstramien wordt het ingewikkelder. De geogrid wapening draagt een kegelvormige grondwig, zie figuur 9. De Duitse EBGEO neemt voor de overspanning van de hangmat de grootste afstand tussen de palen, namelijk van punt C naar punt D, zie figuur 10, dat wil zeggen L = (s-a)√3. In CURrapport 2002-7 is de hoogte van de driehoek aangehouden, dat wil zeggen L = 0,5(s-a)√3. De redenering achter deze aanname is niet geheel duidelijk. De waarde lijkt aan de kleine kant, omdat de wapening op de lijn AB ( figuur 10) geen vaste ondersteuning heeft. Zoals in figuur 10 is geschetst, kan beredeneerd worden dat een redelijke waarde voor de overspanning van punt C naar punt E is ( figuur 10 en 11), en dus L = 0,67(s-a)√3.

2D Eindige elementen berekeningen Bij 2D eindige elementen berekeningen (2D EEM) worden de palen als wanden geschematiseerd. Om een goed beeld van de kracht in de wapening te krijgen, kan de hart-op-hartafstand van de wanden gelijk worden gekozen aan de overspanning van de hangmat. De wanden krijgen dus een fictieve hart-ophart-afstand, die bij een vierkantstramien

\F  iguur 8 Overspanning bij een vierkant palenstramien

\F  iguur 9 Grondwig gedragen door de wapening

\F  iguur 10 Bovenaanzicht bij een driehoekig palenstra-

mien

49


Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras

gelijk is aan de diagonaal van het vierkant en bij een driehoekstramien de hierboven genoemde waarde.

draagkrachtige ondergrond. CUR-publicatie 2001-10 Diepe grondstabilisatie in Nederland geeft de berekeningsmethode voor MIP kolommen. Raithel en Kempfert doen uitgebreid verslag van de berekeningsmethode voor de met een geotextiel kous versterkte zandkolommen (GEC/GOZ). CUR-publicatie 199 Handreiking toepassing No-Recess technieken geeft een samenvatting van de methode. Bij de berekening van de kracht in de geotextiel omhulling wordt verondersteld dat de zandkolom zich plastisch gedraagt. Het geotextiel zelf gedraagt zich elastisch. Voor de horizontale steundruk van de grond tegen de kolommen geldt een elasto-plastisch model. Behalve voor krachtsoverdracht fungeren GEC/GOZ kolommen ook als verticale drain.

In Plaxis kan de wapening worden gemodelleerd met speciale elementen die alleen een axiale stijfheid hebben, en geen buigstijfheid. In deze elementen kan alleen een trekkracht ontstaan als na iedere stap het elementennet opnieuw wordt gegenereerd. Hierbij krijgen de coĂśrdinaten van de knooppunten nieuwe waarden. In Plaxis geschiedt dit bij een zogenaamde updated mesh berekening.

3D Eindige elementen berekeningen Net als in 2D EEM-berekeningen, moet in 3D EEM-berekeningen een updated mesh berekening worden gemaakt om de kracht in de wapening te kunnen bepalen. Het grote voordeel van 3D EEM berekeningen is evenwel dat het daadwerkelijke palenplan kan worden gemodelleerd. Er hoeft geen fictieve hart-ophart-afstand te worden gekozen, zoals bij 2D EEM-berekeningen. De 3D EEM-berekeningen lenen zich ook beter om een asymmetrische verkeersbelasting, zoals bijvoorbeeld het assenstelsel volgens de VOSB (NEN 6788), te modelleren. Figuur 12 geeft een voorbeeld van een 3D EEM-berekening. Uit de berekening volgt dat door de verkeersbelasting de trekkracht in de geogrid wapening belangrijk toeneemt.

\F  iguur 11 Overspanning bij een driehoekig palenstra-

mien

grond op alle niveaus dezelfde samendrukking ondergaan (equal strain assumption). Dit betekent dat de belasting op de grond tussen de kolommen geleidelijk afneemt (naarmate de grond samendrukt) en die op de kolommen geleidelijk toeneemt. De voet van de kolommen draagt de belasting vervolgens over op de

Slotopmerkingen De hier beschreven innovatieve aardebaan is een veelbelovende techniek die al een aantal malen in Nederland is toegepast. Over de berekeningsmethode vindt momenteel een brede discussie plaats. Het ligt in de verwachting dat op afzienbare termijn meer duidelijkheid ontstaat. Belangrijk hierbij is zo veel mogelijk metingen te verrichten om het inzicht in de krachtswerking te vergroten.

De berekeningsfasering van een 3D EEMberekening luidt bijvoorbeeld: 0. Aanbrengen van de initiĂŤle spanning voor een horizontaal maaiveld met een K0-procedure, gevolgd door een plastische nulstap (numerieke rekenstap). 1. Ontgraving (eventueel). 2. Uitrollen geotextiel als laagscheiding op veen/klei ondergrond. 3. Aanbrengen werkvloer van zand. 4. Uitrollen geogrid wapening. 5. Eventueel, aanbrengen granulaat en uitrollen volgende laag geogrid wapening, enz. 6. Aanbrengen wegfundering en asfaltverharding. 7. Opleggen verkeerbelasting.

Berekeningsmethode MIP kolommen en GEC/GOZ Voor de berekening van de verdeling van de belasting over de kolommen en de grond geldt het principe dat de kolom en de omringende

50

\F  iguur 12 Voorbeeld van een 3D EEM berekening van een gewapende grondmatras op palen

Geotechniek | april 2007


Innovatieve aardebaan: nog geen eenduidige ontwerpberekening voor de matras

Literatuur [1] CUR-publicatie 2006-2, Innovatieve aardebaan, CUR Bouw & Infra, Gouda [2] CUR-publicatie 2002-7, Gewapende granulaatmatras op palen, Gouda [3] CUR-publicatie 2001-10, Diepe grondstabilisatie in Nederland - Handleiding voor toepassing, ontwerp en uitvoering, Gouda [4] CUR-publicatie 199, Handreiking toepassing No-Recess technieken, CUR, Gouda [5] NEN 6740:2006 Geotechniek - TGB 1990 Basiseisen en belastingen, september 2006 [6] NEN 6743-1:2006 Geotechniek - Berekeningsmethode voor funderingen op palen â&#x20AC;&#x201C; Drukpalen, november 2006 [7] NEN 6788 , Het ontwerpen van stalen bruggen - Basiseisen en eenvoudige rekenregels - VOSB 1995, 1995/1999 [8] BS 8006, Code of practice for strengthened/reinforced soils and other fills, British Standards Institution, London, 1995 / 1999 [9] EBGEO Empfehlung fĂźr Bewehrungen aus Geokunststoffen, DGGT, Ernst & Sohn,

1997 en Entwurf EBGEO Kapitel 6.9 Bewehrte erdkÜrper auf punkt- oder klinienfÜrmigen Traggliedern, Stand Juli 2004 [10] Brok, C. en A. Kleinjan, Geotextiel omhulde zandpalen als fundering voor Bastions te Houten (1), Geokunst juli 2006 [11] Brok, C. en A. Kleinjan, Geotextiel omhulde zandpalen als fundering voor Bastions te Houten (2), Geokunst oktober 2006 [12] Broens, M., A. de Lange, A. van der Stoel, Aanleggen geluidswal aan de Hoge Ring in Almere, Geokunst oktober 2006 [13] Habib, H.A.A., M.H.A. Brugman, B.G.J. Uijting, Widening of Road N247 on a geogrid reinforced mattress on piles, 7th International Conference on Geosynthetics, Nice, 2002 [14] Raithel, Marc, H.G. Kempfert, Zum Tragund Verformungsverhalten von geokunststoffummantelten Sandsäulen, juli 1999, Schriftenreihe Geotechnik Universität Gh Kassel [15] Stoel, A.E.C. van der, A.P. de Lange, Granulaatmatras op palen beperkt zettingen,

Land + Water, mei 2005 [16] Verweij, A., W.A. Nohl, D. Knijff, Innovatief verbreden en ophogen van rijkswegen: Reconstructie A15-Oost, Geotechniek, april 2006

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

"-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;°


GIS voor bodem en ondergrond

Prof. Dr. M. Sintubin Departement Geografie-Geologie, Katholieke Universiteit Leuven Prof. Dr. Ir. J. Van Orshoven Departement Landbeheer en –economie, Katholieke Universiteit Leuven E. Verfaillie Renard Centre of Marine Geology, Universiteit Gent Ir. J. Cobbaert Technum NV

SA MENVATTI NG In de ingenieursgeologie vormen bodem en ondergrond het werkterrein. In dit artikel wordt de inzetbaarheid van een geografisch informatiesysteem, kortweg GIS, beschreven aan de hand van vier gevallenstudies: duurzaam landgebruik en –beheer; duurzaam gebruik en beheer van het continentaal plat; het voorontwerp van de Ring Antwerpen; en een risicoanalyse voor overstromingen. Deze praktijkvoorbeelden illustreren dat het gebruik van een GIS een meerwaarde kan opleveren bij de valorisatie van een geodataset met het oog op het opmaken van betrouwbare modellen van bodem of ondergrond en diens parameters. Het artikel is een compilatie van een KVIV-studiedag in december 2006.

W. Vanneuville Waterbouwkundig Laboratorium Inleiding Een geografisch informatiesysteem, kortweg GIS, is een computersysteem ontworpen om ruimtelijke gegevens te beheren. Dergelijke systemen laten niet alleen toe ruimtelijke gegevens te organiseren en/of te visualiseren, maar ook deze gegevens te analyseren om vervolgens modellen op te bouwen. Het gebruik van GIS vormt dan ook een onmisbare ondersteuning bij het nemen van beslissingen op basis van ruimtelijk georganiseerde gegevensbestanden. Geotechnische studies en realisa-

\F  iguur 1 Een voorbeeld van een SAR-toepassing

(Synthetic Aperture Radar) voor de detectie van bodemdaling (rode bolletjes) in een deel van London ten gevolge van de aanleg van een nieuwe metrolijn (met toestemming van Vexcel Corporation, a Microsoft company www.vexcel.com)

52

ties zijn onlosmakelijk verbonden met bodem en ondergrond en de ruimtelijke variatie van de fysische, chemische, hydrogeologische en andere eigenschappen. GIS is dan ook een instrument dat heel wat mogelijkheden biedt binnen de ingenieursgeologie, die tot op heden onvoldoende gekend zijn. In dit artikel wensen we aan de hand van een aantal praktijkvoorbeelden te illustreren wat de mogelijkheden zijn van GIS in het kader van werkzaamheden in studiebureaus en bedrijven die geconfronteerd worden met de ruimtelijke aspecten van de ondergrond. Deze compilatie is het resultaat van een studiedag “GIS & Ingenieursgeologie”, georganiseerd in december 2006 door het Genootschap Grondmechanica & Funderingstechniek van het Technologisch Instituut van de KVIV.

“GIS werkt niet met kaartjes, maar met geodatasets” Met dit citaat1 kan onmiddellijk een misverstand uit de wereld geholpen worden over wat vaak gedacht wordt van een GIS. Een GIS is dus inderdaad niet zomaar een collectie van gedigi1

Citaat J. Van Orshoven op studiedag.

taliseerde topografische of thematische kaarten. Een GIS is een computersysteem dat het mogelijk maakt alle mogelijke vormen van informatie die in een geografisch referentiekader kan geplaatst worden, te registreren, op te slaan, te updaten, te manipuleren, te beheren, te raadplegen, te analyseren en te visualiseren. De kern van een GIS vormt dan ook de geodatabank, waarbij aan elk object ruimtelijke coördinaten gekoppeld zijn, alsook alle mogelijke attributen (fysische, chemische, socio-economische parameters). Vanuit deze databank kunnen dan inderdaad diverse kaarten geproduceerd worden om de verdeling van specifiek uitgekozen parameters of combinatie van parameters te visualiseren, maar kunnen ook statistische analysen uitgevoerd worden op het bestaande gegevensbestand. Nog belangrijker is dat het bestaande gegevensbestand kan worden aangewend in procesmodelleringen om uiteindelijk te komen tot scenario’s met voorspellingswaarde met betrekking tot zowel fysische als socio-economische parameters. Klassieke GIS-toepassingen zijn ingeburgerd in geologische en geografische studies bij de verwerking van satellietbeelden, luchtfoto’s en/of digitale hoogtemodellen, voor het in kaart brengen en visualiseren van geologische struc-

Geotechniek | april 2007


GIS voor bodem en ondergrond

\F  iguur 2 Informatie, opvraagbaar via Aardewerk-gBIS

turen, landschapselementen, maar ook voor het detecteren van bijvoorbeeld overstromingsgebieden, van vervuiling of veranderingen in vegetatiedek en landgebruik. De nieuwste ontwikkelingen in remote sensing zullen in de toekomst nog meer perspectieven bieden. Zo zal de beeldanalyse van hyperspectraalbeelden bijvoorbeeld steeds efficiëntere mineraalexploratie toelaten. Radarbeeldanalyse laat dan weer toe een steeds meer gedetailleerd beeld te krijgen van bijvoorbeeld kleine hoogteverschillen. Oppervlaktebewegingen door natuurlijke processen (bv. aardbevingen) of door menselijke activiteit (bv. mijnactiviteit, olie- en gasonttrekking, wateronttrekking, ondergrondse infrastructuurwerken ( figuur 1)) kunnen zo in beeld gebracht worden. Een GIS is voor het ogenblik een in essentie tweedimensionaal – planimetrisch – instrument om een vierdimensionale – ruimte en tijd – wereld voor te stellen en te bestuderen. Een uitdaging voor de toekomst is in de eerste plaats om van GIS een volwaardig driedimensionaal – volumetrisch – instrument te maken dat bovendien efficiënt kan omgaan met de tijdsgebonden dynamiek. Hierbij zal het slagen van de integratie van CAD en GIS een belangrijke stap vormen. Ook de voxel-gebaseerde computertomografie, ingeburgerd in de medi-

Geotechniek | april 2007

sche wereld, heeft zijn weg al gevonden in de aardwetenschappen, en zal in de toekomst zeker geïntegreerd worden in de volgende generatie GIS. Vier praktijkvoorbeelden zullen de mogelijkheden van een GIS belichten. Twee voorbeelden tonen aan hoe een geïntegreerde geodataset een solide basis vormt voor een duurzaam land­ gebruik en -beheer (‘Bodeminformatiesys­ teem’) en een duurzaam beheer en gebruik van het continentaal plat (GIS@SEA). Een ge­val­ lenstudie illustreert hoe GIS aangewend wordt in het voorontwerp van grote infrastructuurwerken (masterplan ring Antwerpen). Een laatste voorbeeld laat zien hoe GIS onontbeerlijk is bij risicoanalysen voor overstromingen.

De bodem in de computer anno 2006 (J. Van Orshoven, I. Librecht en A. Gobin) Met het ter beschikking komen, in 2001, van de digitale bodemkaart voor Vlaanderen kreeg de uitdrukking ‘Bodeminformatiesysteem als (middenschalig) beleidsinstrument’ een ruimtelijke invulling. De term ‘Bodeminformatiesysteem’, kortweg BIS, slaat hierbij op een gedistribueerde, deels geïntegreerde verzameling van geodatasets en geassocieerde gegevensbestanden

(Jones et al., 2005). Dankzij de GIS-technologie en bijkomende kennisregels, transferfuncties en -procedures en rekenmodellen, kunnen deze aangewend worden om antwoorden te bekomen op eenvoudige en complexe ‘Wat indien?’, ‘Waar?’, ‘Wanneer?’ en verwante vragen ( figuur 2). Met het neologisme ‘ingenieurspedologie’ bedoelen we zowel de kwantitatieve evaluatie van het fysische gedrag van landeenheden onder divers gebruik en beheer als de vaststelling van lokale en regionale effecten van dit gebruik en beheer. Het bodemkarteringsproject dat nagenoeg gebiedsdekkend werd uitgevoerd tussen 1947 en 1975 is de belangrijkste bron van gegeorefereerde, kwalitatieve en kwantitatieve gegevens over de Vlaamse en Belgische bodem. De stand van de ingenieurspedologie anno 2006, het concept ‘Bodeminformatiesysteem’ en het belang van de beschikbaarheid van ruimtelijk expliciete en kwaliteitsvolle bodem­ informatie werden geïllustreerd aan de hand van het oplossingstraject van vier ingenieurs­ pedologische vragen: (1) Waar liggen de van nature overstroombare gebieden? (Van Orshoven, J. 2001); (2) Welke is de verdeling in ruimte en diepte van de voorraden aan organische en inorganische koolstof in de bodem en hoe zijn deze geëvolueerd in de tijd? (bv. Lettens et al. 2005); (3) Welke nitraatverliezen kunnen verwacht worden op welke percelen bij gegeven bemestingsbeperkingen? (Van Orshoven et al. 2002); (4) Hoe zou de waterafvoer uit en de koolstofopslag in een stroombekken reageren op uiteenlopende, maar simultane milieubeheerpraktijken van de ruimtelijk verspreide landbouwbedrijven? (Van Orshoven, J. 2005). De verwachting is dat de bodemkaart en de geassocieerde bodemgegevens een centrale rol zullen blijven spelen bij de ruimtelijke modellering van lokale en omgevingseffecten van beleidsmaatregelen en beheerspraktijken in het (semi-)rurale gebied. Hiervoor is verdere actualisatie en integratie van de beschikbare (geo)datasets en de geassocieerde transferprocedures en rekenmodellen in een gedistribueerd bodeminformatiesysteem dat zelf compatibel is met andere referentie- en thematische GIS, waaronder (hydro-)geologische, noodzakelijk. Dit is precies wat de recent door de EU goedgekeurde INSPIRE-richtlijn beoogt: stimuleren dat nationale en regionale topografische en thematische geografische informatiesyste-

53


GIS voor bodem en ondergrond

tering en het opstellen van biologische waarderingskaarten. Toepassingen die relevant zijn voor ondermeer aggregaatextractie, baggeren en dumpen en de inplanting van windmolens in zee werden geïllustreerd. Een synthese wordt gegeven in het finale Marebasse-rapport (Van Lancker et al. 2006). Op figuur 3 (Verfaillie et al. 2006) wordt de mediane korrelgrootte van de zandfractie voorgesteld. Deze datalaag kan bijvoorbeeld gebruikt worden om de geschikte kwaliteit te bepalen voor de extractie van zand voor commerciële en kustverdedigingsdoeleinden. In combinatie met andere datalagen, zoals patronen van erosie-sedimentatie op lange termijn en de asymmetrie van bodemvormen kan een multi-criteria ‘resource’ analyse uitgevoerd worden om een duurzame exploitatie op lange termijn te garanderen (Van Lancker et al. ingediend).

Gebruik van GIS voor de opmaak van het masterplan voor de rioleringsrehabilitatie van de ring R1 rond Antwerpen (J. Cobbaert & K.-J. Sympher)

\F  iguur 3 De mediane korrelgrootte van de zandfractie op het Belgisch continentaal plat (Verfaillie et al. 2006)

men als een grensoverschrijdend geheel kunnen gebruikt worden met minimale gebruiksbeperkingen van technische en organisatorische aard. INSPIRE staat voor ‘INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe.

GIS@SEA, het fysisch georiënteerde zee­bodem-GIS ter ondersteuning van studies en milieutoepassingen (E. Verfaillie, K. Schelfaut en V. Van Lancker) GIS@SEA is een geografisch informatiesys­ teem, opgebouwd uit geodatasets of datalagen met betrekking tot de fysische aard van de zeebodem. De belangrijkste kaartcompilatie is verwezenlijkt tijdens het Federaal Wetenschapsbeleid strategisch onderzoeksproject Marebasse (“Management, REsearch and Budgeting of Aggregates in Shelf Seas related to End-users”) (2002-2006) (http://users.ugent.be/~vvlancke/ Marebasse/archive.htm) en gevalideerd en verfijnd tijdens het InterregIIIb project MESH

54

(‘Mapping European Seabed Habitats’) (20032007). Enerzijds zijn er thematische datalagen die het volledige Belgisch continentaal plat bedekken, met name een geologische kaart van het Paleogeensubstraat, een digitaal terreinmodel van de diepte van de zeebodem, een morfologische kaart van de hoogte van duinstructuren, de mediane korrelgrootte van het zand, het siltklei percentage, het voorkomen van grind en grof zand en modelresultaten van hydrodynamische en sedimenttransport berekeningen. Anderzijds is in het Marebasse-project tevens gedetailleerd kaartmateriaal geproduceerd met als basis hoge resolutie dieptemodellen van de zeebodem. De zones die voor het gebiedspecifieke onderzoek werden geselecteerd, waren van belang in de context van een duurzaam beheer van de exclusief economische zone. De geïntegreerde ruimtelijke analyse van deze datasets heeft verschillende studies ondersteund, waaronder mariene ruimtelijke planning, mariene habitat- en landschapskar-

De Antwerpse afdeling van het Agentschap Infrastructuur, de vroegere Administratie Wegen en Verkeer, stelde Technum aan voor het structureel onderhoud van de autosnelweg R1 rond de stad Antwerpen. Voor dit grote project werkte Technum samen met het OCW (Belgische Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw) en met Dr.-Ing. Pecher and Partner. Het masterplan voor de rioolsanering werd opgesteld als wezenlijk onderdeel van het project. Omdat de ring gedeeltelijk onder grondwaterniveau is gelegen, is een stelsel van 55 km drainageleidingen aanwezig. Hiernaast wordt de oppervlakkige afwatering door een stelsel van 80 km rioleringsleidingen verzekerd. De rioleringsleidingen worden door middel van een 1.500-tal inspectieputten met elkaar verbonden. Door de aanwezigheid van 5 pompstations wordt de afvoer naar de Schelde en het Lobroekdok verzekerd. Het structureel onderhoud van de ring rond Antwerpen (R1) diende binnen een kort tijdsbestek te worden uitgevoerd. Uiterst belangrijk daarbij was de verkeersverstoring op deze Europese autosnelweg tot een minimum te beperken. Om het masterplan voor de rioolrehabilitatie op te stellen, werd het stelsel topografisch opgemeten en werden de schadebeelden in de afwateringsleidingen met behulp van camera-

Geotechniek | april 2007


GIS voor bodem en ondergrond

\F  iguur 4 Een voorbeeld van de keuze van rehabilitatie-alternatieven voor een deel van

de rioleringen van de ring R1 van Antwerpen

inspectie vastgelegd. Deze gegevens werden systematisch verwerkt volgens een welbepaalde methodologie en procedure. Voor de verwerking van de aanzienlijke hoeveelheid aan gegevens over boven- en voornamelijk ondergronds ruimtegebruik was een GIS-omgeving noodzakelijk. Lokale randvoorwaarden zoals de nabijheid van verhardingen, bruggen, portieken, verlichting en nutsleidingen werden in rekening gebracht ter bepaling van de kostprijs van de nodige ingrepen. Hierbij werd bovendien rekening gehouden met de ligging van de leidingen ten opzichte van de grondwatertafel. Voor elk beschadigd leidingdeel werden verschillende rehabilitatie alternatieven (plaatselijke herstellingen, aanbrengen van korte kousen, installatie van inox-manchettes, gedeeltelijke vervangingen, renovaties door middel van ter plaatse uitgeharde buizen of wikkelbuizen, volledige vervanging) onderzocht ( figuur 4). Het beslissingsproces voor de keuze van structurele oplossingen in overeenstemming met de Europese norm EN 752-5 werd aangevuld met een kostenvergelijkinganalyse. De verwachte restlevensduur van een leidingdeel was hierbij een significante parameter. Het duidelijk omlijnde werkstroomschema maakte het mogelijk ten volle rekening te houden met de specifieke voorwaarden en omstandigheden van het project. De transparante procedure van het beslissingsondersteuningsysteem •••kokas• (Pecher and Partner, Water and Environmental Engineering Consultancy Ltd.) stelde de planners in staat om alle technische en economische aspecten van de rioolrehabilitatie te behandelen, ondanks de zware tijdsdruk. Hierdoor werd het voorgestelde masterplan

Geotechniek | april 2007

\F  iguur 5 Het afleidingschema voor het maken van de risicokaarten

moeiteloos aanvaard door alle nauw bij het R1project betrokken medewerkers. Het project heeft het Agentschap Infrastructuur een waardevol onderhoudsschema opgeleverd.

GIS en water: de gevolgen van overstromingen (W. Vanneuville & F. Mostaert) Overstromingen zijn er in het verleden altijd geweest en zullen zich in de toekomst steeds blijven voordoen. Hoe uitgebreid de infrastructuur ook is langsheen waterlopen, er kan altijd een situatie optreden waarbij water buiten de oevers treedt en gebieden onder water zet die dit in normale omstandigheden niet zijn. De uitdaging is dus om overstromingen daar te laten plaatsvinden waar ze de minste schade

veroorzaken. Het Waterbouwkundig Laboratorium werkt daarom sinds 2002 aan een risicomethodologie. Voor risico bestaan vele definities. Voor overstromingen wordt gebruik gemaakt van de definitie zoals ze door o.a. de UNESCO naar voor gebracht wordt (Coste 2001): “Risico is de doorsnede van een onzekerheid en een gevoeligheid. Risico = kans x gevolg”. In praktijk wordt in Vlaanderen voor wateroverlast gebruik gemaakt van een reeks overstromingskaarten, gaande van relatief frequent voorkomend tot zeer uitzonderlijk en worden deze gecombineerd met de inschatting van hun respectievelijke schade. Omwille van de rekentijd wordt risico bij overstromingen berekend in een raster GIS-omgeving met gridcellen van 5 bij 5 meter ( figuur 5). De data zijn zeer divers: van overstromings-

\F  iguur 6 Fractie van de maximale schade bij overstroming aan verschillende socio-economische ele-

menten in functie van de maximale waterdiepte

55


GIS voor bodem en ondergrond

kaarten (waterdiepte, stijgsnelheid, stroomsnelheid) tot bodemgebruikkaarten, bevolkingsgegevens en financiële data. Al deze data hebben verschillende tijdruimtelijke schalen waardoor combineren met omzichtigheid dient te gebeuren. Uit bodemgebruikkaarten wordt het algemene bodemgebruik afgeleid. Er zijn echter objecten die een duidelijk verschillende schade oplopen dan hun omgeving die niet uit deze gegevens afgeleid kunnen worden. Het gaat om lijnvormige elementen (bv. wegen, spoorwegen) en heel wat discrete elementen in het landschap (bv. energiecentrales, ziekenhuizen, metro-ingangen). Deze worden afzonderlijk toegevoegd aan de basislagen. Voor al deze objecten wordt een maximale schade bepaald. De schade die optreedt bij een bepaalde gebeur­ tenis wordt uitgedrukt als een fractie van deze maximale schade, meestal in functie van de waterdiepte ( figuur 6). De risicoberekeningen zijn modulair opgebouwd en geïmplementeerd, zodat ze gebruikt kunnen worden o.a. als input voor (maatschappelijke) kosten-batenanalyses zoals de herziening van het sigmaplan. Ondertussen wordt verder gewerkt aan de methodologie waarbij de belangrijkste uitbreiding het verbeterd inschatten van het risico ten gevolge van geotechnisch falen van waterkeringen is. En het bestaande rekenschema wordt ook in een gebruiksvriendelijk instrument gegoten om de inzetbaarheid van de methode te bevorderen.

Conclusies Met deze praktijkvoorbeelden hebben we trachten aan te tonen dat GIS heel wat perspectieven biedt voor het beheer en de exploitatie van gegevens over bodem en ondergrond. De geodatabanken zorgen ervoor dat alle bestaande gegevens met betrekking tot de bodem en ondergrond optimaal kunnen worden aangewend door een zo ruim mogelijke groep van gebruikers. Dit is bijvoorbeeld de doelstelling van de Databank Ondergrond Vlaanderen, namelijk het verzamelen, interpreteren en het maximaal toegankelijk stellen van gegevens over de Vlaamse bodem en ondergrond. Deze gegevens kunnen aangewend worden bij voorontwerpstudies, haalbaarheidstudies, of remediëringen bij crisissituaties. Maar uit de praktijkvoorbeelden blijkt ook dat GIS een belangrijk instrument vormt in beleidsondersteuning, in voorontwerpen en bij investeringsbeslissingen.

56

URL’s: • GIS Vlaanderen: www.gisvlaanderen.be •D  atabank Ondergrond Vlaanderen: dov.vlaanderen.be • Spatial Application Division Leuven, K.U.Leuven Research & Development: www.sadl.kuleuven.be • Renard Centre of Marine Geology: www.rcmg.ugent.be • Technum NV: www.technum.be •W  aterbouwkundig Laboratorium: watlab.lin.vlaanderen.be

Referenties De bodem in de computer anno 2006 [1] Jones, R.J.A., Hiederer, R., Rusco, E. & Montanarella, L. 2005. Estimating organic carbon in the soils of Europe for policy support. European Journal of Soil Science, 56 (5), 655671. [2] Lettens, S., Van Orshoven, J. Van Wesemael, B., Muys, B. & Perrin, D. 2005. Soil organic carbon changes in organic carbon for landscape units of Belgium between 1960 and 2000 with reference to 1990. Global Change Biology, 11, 2128-2140. [3] Van Orshoven, J. 2001. Van nature overstroombare en recent overstroomde gebieden in Vlaanderen. Proceedings van de studiedag ‘Ruimte voor Water, de beste verzekering tegen wateroverlast’, Brussel, 15 mei 2001. [4] Van Orshoven, J. 2005. Possibilities and limitations of the SWA-Tool for the assessment of the impact of farming practices. Scientific Report. Joint Research Centre of the European Commission, Institute for Environment and Sustainability, Ispra, Italy. [5] Van Orshoven, J., Oorts, K., Librecht, I., Rombauts, S. & Feyen, J. 2002. Richtwaarde voor de residuele nitraatstikstof in de bodem: modelaanpak, -resultaten en ruimtelijke differentiatie. Voordracht K VIV studie- en vervolmakingsdag “Stikstofproblematiek in de landbouw: evaluatie, maatregelen, consequenties”, Meise, 17 oktober 2002, 5987. GIS@SEA [1] Van Lancker V., Deleu S., Bellec V., Du Four I., Verfaillie E., Schelfaut K., Fettweis M., Van Den Eynde D., Francken F., Monbaliu J., Giardino A., Portilla J., Lanckneus J., Moerkerke G. & Degraer S. 2006. Management, research and budgeting of aggregates in

shelf seas related to end-users (MAREBASSE). Final Scientific Report. Belgian Science Policy, SPSD II North Sea. [2] Van Lancker, V.R.M., Bonne, W., Garel, E., Degrendele, K., Roche, M., Van den Eynde, D., Bellec, V., Briere, C. & Collins, M.B., ingediend. Recommendations for a sustainable exploitation of tidal sandbanks. In: Bonne, W., Collins, M.B., Van Lancker, V., Uriarte, A. (eds.). European marine sand & gravel resources. Special Volume Journal of Coastal Research. [3] Verfaillie, E., Van Meirvenne, M. & Van Lancker, V., 2006. Multivariate geostatistics for the predictive modelling of the surficial sand distribution in shelf seas, Continental Shelf Research, 26 (19), 2454-2468. GIS en water [1] Coste, L. 2001. Sur plusieurs définitions de risque, et leurs conséquences en matière de prévision, prédiction et prévention, La Houille Blanche, 100 (2), 16-22. [2] Penning-Rowsell E., Johnson C., Tunstall S., Tapsell S., Morris J., Chatterton J., Coker A. & Green C. 2003. The benefits of flood and coastal defence: techniques and data for 2003. Flood Hazard Research Centre, Middlesex University. [3] Gilard O. 1998. Les bases techniques de la méthode Inondabilité. Cemagref Editions, Cachan Cedex. [4] Vanneuville W., De Maeyer Ph., Maeghe K. & Mostaert F. 2003. Model the effects of a flood in the Dender catchment, based on a risk methodology. Bulletin of the Society of Cartography, 37(2), 59-64.

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

Geotechniek | april 2007


Geokunst Onafhankelijk vaktijdschrift voor gebruikers van geokunststoffen

9e jaargang - nummer 2 April 2007

Artikelen Hoog gefundeerde landhoofden op

gewapende grond in de N242 Alkmaar Kosteneffectieve

reconstructie van de verzakte N475 in 14 dagen


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

25. Rijkswaterstaat DWW, Delft

2. Bouwdienst Rijkswaterstaat, Utrecht

26. Schmitz Foam Products BV, Roermond

3. Colbond BV, Arnhem

27. Stybenex, Zaltbommel

4. CUR, Stichting, Gouda

28. Ten Cate Geosynthetics

5. Enviro Advice BV, Nieuwegein

Netherlands BV, Almelo

6. Fugro Ingenieursbureau BV, Leischendam

29. Tensar International BV, Oostvoorne

7. Genap BV, ‘s-Heerenberg

30. Terre Armee BV, Waddinxveen

8. Geodelft, Delft

31. TNO Ind. Div. Prod Onderzoek, Eindhoven

Postbus 236, 7600 AE Almelo

9. Geotechnics Holland BV, Amsterdam

32. T&F Handelsonderneming BV, Oosteind

Telefoon: 0546 – 54 48 11

10. GeoTipptex Kft, Koudekerk a/d Rijn

33. Trisoplast® Mineral Liners, Kerkdriel

Telefax: 0546 – 54 44 90

11. Geopex Product (Europe) BV, Gouderak

34. Unidek BV, Gemert

Internet: www.tencate.com

12. Holcim Grondstoffen BV,

35. Van Oord Dredging and Marine

Internet: www.colbond-geosynthetics.com Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV

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

Krimpen a/d IJssel

Contractors, Rotterdam

13. Movares Nederland BV, Utrecht

36. Van Oord Nederland BV, Gorinchem

14. Intercodam Infra BV, Amsterdam

37. Voorbij Groep BV, Amsterdam

15. InfraDelft BV, Delft

38 Zinkcon Boskalis Baggermij., Papendrecht

16. Joosten Kunststoffen, Gendt

39. Ceco BV, Maastricht

17. Kem Products NV, Heist op den Berg (B) 18. Kiwa NV, Rijswijk 19. Naue Benelux BV, Dongen 20. Ooms Nederland Holding, Scharwoude 21. Pelt & Hooykaas BV, Rotterdam 22. Prosé Kunststoffen BV, Britsum 23. Quality Services BV, Bennekom 24. Robusta BV, Genemuiden

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


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, , W. Kragten 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

De NGO heeft de laatste jaren veel aandacht besteed aan onderwijs. Bij de Hogeschool Arnhem Nijmegen worden al sinds de jaren 90 van de vorige eeuw jaarlijks de cursussen Nieuwe Ontwikkelingen in de Wegenbouw en Nieuwe Ontwikkelingen in de Waterbouw gegeven. In 2004 is het oude lesmateriaal van de NGO vervangen door de ‘minilectures’. Dit pakket bestaat uit een verzameling van presentaties en is bedoeld voor gebruik in het Hoger Beroeps Onderwijs. Het pakket is gratis en kan als powerpoint presentatie op CD bij de NGO worden besteld, of als pdf worden gedownload via www.ngo.nl . Op de NGO site is veel informatie over geokunststoffen als gratis download te vinden, zoals het rapport “Dimensionering van Geokunststoffen in kaart gebracht “ en de presentaties die gehouden zijn op de NGO bijeenkomsten. De laatste 4 jaren is achter de schermen hard gewerkt aan de voorbereiding van de master class “Geosynthetics in Civil Engineering”, die samen met de TU Delft is ontwikkeld. De NGO is er trots op dat de master class na jaren voorbereiding eindelijk een feit is. De class wordt aan de Faculteit Civiele Techniek van de TU Delft gegeven verdeeld over 6 dagdelen tussen 13 april en 8 juni. Wij vinden deze ontwikkeling van groot belang voor de positie van geokunststoffen in Nederland en hebben daarmee een voorbeeld gezet voor andere IGS chapters. De TU studenten krijgen natuurlijk voorrang, maar via PAO wordt ook het bedrijfsleven uitgenodigd zich aan te melden. Voor informatie en aanmelding zie www.pao.tudelft.nl/?cursus=862. Een aantal vooraanstaande NGO-leden heeft een rol als gastdocent voor de geosynthetics master class bij de TU: Hans Dorr, Arian de Bondt, Adam Bezuijen, Wim Voskamp, Hein Jansen, Jack Oostveen en Milan . Laatstgenoemde heeft een bijdrage geleverd aan dit nummer van Geokunst. De bijdrage van Milan is een casestudy uitgevoerd op de recentelijk gereconstrueerde N475 bij Ouderkerk aan den IJssel. Saillant detail is dat de waterrijke omgeving is gebruikt als opslagplaats voor de gebruike EPS blokken. De witte blokken in de langgerekte sloten langs de te reconstrueren weg zien er uit als ‘geokunst‘. Deze aanblik heeft maar kort geduurt, de weg was door deze innovatieve toepassing grotendeels gereed binnen veertien dagen. Van een ander orde zijn de kunstwerken die Constant Brok van Huesker samen met Heijmans heeft neergezet in de N242. De vier hooggefundeerde landhoofden op gewapende grond zullen voor de komende generaties zichtbaar ‘geokunst‘ blijven. U leest erover in de het artikel “Hoog gefundeerde landhoofden op gewapendegrond in de N 242 te Alkmaar“. Beide artikelen geven uiting aan de slogan van de NGO: “Geokunststoffen, je ziet ze niet, maar ze zijn overal“. Je ziet ze inderdaad niet, maar de kenner weet dat ze in die ‘geokunst‘ verwerkt moeten zijn, anders waren die constructies niet mogelijk geweest!

Ik wens u veel leesplezier.

Shaun O’Hagan Eindredacteur Geokunst


Hoog gefundeerde landhoofden op gewapende grond in de N242 Alkmaar Ir. Bas Snijders Heijmans Infra Advies en Ontwikkeling BV Ing Constant Brok Huesker Synthetic GmbH

Ontwerp In het Nollencircuit ligt kunstwerk O en ter plaatse van de Bestevaerstraat ligt kunstwerk B. Deze twee kunstwerken kregen vier hooggefundeerde landhoofden op gewapende grond. Figuur 1 laat een principe doorsnede zien van kunstwerk B met de gewapende grond.

SA MENVATTI NG Om de verkeersdoorstroming te verbeteren werden de N242 en omliggende wegen omgebouwd waarbij onder andere gelijkvloerse kruisingen werden omgebouwd tot ongelijkvloerse kruisingen waarin enkele kunstwerken zijn opgenomen. De provinciale weg N242 maakt deel uit van de Ring van Alkmaar en speelt een cruciale rol in de bereikbaarheid en de ontwikkeling van de regio Heerhugowaard, Alkmaar, Langedijk en Schermer. De verkeersdrukte op de N242 leidde tot bereikbaarheidsproblemen voor autoverkeer en openbaar vervoer. Vooral het traject tussen de Smaragdweg en het Nollencircuit, waar vijf gelijkvloerse kruisingen elkaar kort opvolgden, vormde een groot knelpunt. Om de doorstroming te verbeteren werden de N242 en de omliggende wegen omgebouwd, waarbij: • de N242 een gelijk aantal rijstroken behield, maar gescheiden rijbanen kreeg; • drie gelijkvloerse kruisingen werden gecombineerd tot één ongelijkvloerse kruising; • de twee overige gelijkvloerse kruisingen ongelijkvloers werden gemaakt; • vrijliggende fietspaden en tunnels voor het fietsverkeer werden gerealiseerd; • een vrijliggende busbaan tussen Alkmaar en Heerhugowaard werd aangelegd. Het project is nog in uitvoering. Het werk, dat onder andere vier landhoofden op gewapende grond bevat, wordt uitgevoerd door Heijmans.

In figuur 2 is het berekeningsresultaat gepresenteerd en figuur 3 laat een gedetailleerdere tekening zien die is gebruikt voor de berekeningen. De gewapende grond is opgebouwd uit horizontale geogrid wapeningslagen tussen ver-

dichte lagen aanvulgrond. De aanvulgrond bestaat uit zand met aan de voorzijde minimaal 0,5 m puingranulaat 0/40 om een betere vormvastheid te creëren. De gewapende grond werd zo steil mogelijk gebouwd (2:1) zodat er een optimalisatie ontstond tussen sterkte en lengte van de geogrids. Later werd er een grondaf-

\F  iguur 1 Principe doorsnede van de gewapende grond onder kunstwerk B

60

Geokunst | april 2007


Hoog gefundeerde landhoofden op gewapende grond in de N242 Alkmaar

\F  iguur 2 Presentatie berekeningsresultaat

dekking (2:3) van klei tegenaan gezet zodat de geogrids beschermd blijven tegen vandalisme en UV-straling. De gewapende grond constructie is gedimensioneerd op basis van ontwerpberekeningen, waarbij zowel de inwendige als de uitwendige stabiliteitsanalyse is berekend volgens BS 8006. Deze ontwerpmethode is vergelijkbaar met de CUR publicatie 198. In figuur 2 is een grafische presentatie weergegeven van de overalstabiliteit van een van de doorgerekende dwarsdoorsneden. Door diverse dwarsdoorsne-

\F  oto 1 gehanteerde bekisting

\F  oto 3 trilwals voor verdichting

Geokunst | april 2007

\F  iguur 3 uitwerking dwarsdoorsnede

den met verschillende hoogtes en belastingen door te rekenen kon geoptimaliseerd worden in de treksterktes van de geogrids. Toegepast zijn de Fortrac R 300/30-30 MP, R 150/30-30 MP en R 110/25-20/30 MP. Er is een hoge sterkte geogrid van PVA (polyvinyl alcohol) toegepast omdat voor de wapening tijdens zijn levensduur onder belasting slechts weinig rek is toegestaan. Daarnaast is dit materiaal chemisch resistent, voor het geval het in contact komt met beton of AVI-bodemas van de aansluitende aardebaan.

\F  oto 2 opbouw 3de laag bij kunstwerk O

\F  oto 4 bewateren funderingslaag

Afhankelijk van het kunstwerk en landhoofd bestaat de gewapende grond onder het funderingsblok uit 7 tot 9 lagen met een dikte van 0,5 m.

Uitvoering gewapende grond De aannemer heeft voor de bouw van de gewapende grond een bekisting gemaakt zodat in één keer een funderingslaag opgebouwd kon worden. Nadat een laag is aangebracht, werd de bekisting met behulp van een kraan weggetrokken en weer geplaatst op de gewapende grond. Foto 1 en foto 2 geven een beeld van de opbouw. Elke laag is verdicht tot minimaal 98 % proctordichtheid . Aan de voorzijde werd twee keer verdicht met een trilplaat. Aan de achterzijde is een wals ingezet om de vulgrond in één keer te verdichten. Elke laag is ingewaterd zodat er een optimale verdichting kon worden gerealiseerd. Door middel van nucleaire metingen is de verdichting van elke laag op drie locaties gemeten. Aan de hand van de resultaten van deze metingen werd besloten om verder te gaan met de opbouw of om extra te verdichten. De foto’s 3 en 4 geven deze werkzaamheden weer. Om de 3 lagen werd door waterpassing gecontroleerd of de gewenste NAP-hoogtes gehaald werden of dat er in de navolgende laag een aanpassing in de dikte vereist was. De geogridwapening is met een overlap van 0,20 m aangebracht. Voor elk kunstwerk en landhoofd is een legplan uitgewerkt zodat de vereiste lengtes en sterktes van de geogrids per laag voor de uitvoering duidelijk was. Foto 5 geeft een bovenaanzicht van de haakse

61


Hoog gefundeerde landhoofden op gewapende grond in de N242 Alkmaar

hoek weer. Op foto 6 is het westelijke landhoofd te zien nadat de opbouw van de gewapende grond gereed was.

Aanpassing gewapende grond vanwege belendingen Zowel bij kunstwerk B als bij O moest het ontwerp van de gewapende grond bij een van de twee landhoofden worden aangepast. Bij kunst­werk B Westzijde vanwege een L-wand en bij kunstwerk O Oostzijde vanwege een watergang.

Kunstwerk O Oostzijde Bij kunstwerk O was aan de oostzijde een watergang voorzien die vanwege ruimtegebrek verschoven is naar de teen van het talud van het landhoofd. De watergang zou in eerste instantie met een houten onverankerde damwand gekeerd worden. De verschuiving maakte ter plaatse van het landhoofd een verankerde stalen damwand noodzakelijk. Door de gewapende grond dieper aan te leggen en de onderste drie lagen te verlengen tot direct achter de damwand, werd de afdekkende grondwig aan de voorzijde van het landhoofd opgevangen en werd de damwand ontlast (zie figuur 4). Deze ontlasting heeft het toepassen van de oorspronkelijke houten damwand weer mogelijk gemaakt. Foto 7 geeft een aanblik van de derde gewapende grondlaag achter de houten damwand.

Kunstwerk B Westzijde Bij kunstwerk B aan de westzijde is de fietsroute, ook vanwege ruimtegebrek, verlegd richting de landhoofdterp. Om deze reden moest de landhoofdterp door een betonnen L-wand worden ingekort. Deze L-wand kwam nagenoeg tegen de gewapende grond van het landhoofd aan te staan. Gezien de beperkte ruimte was het lokaal niet mogelijk om met bekisting

\F  oto 7 ontlasting damwand

62

\F  oto 5 bovenaanzicht hoek

\F  oto 6 gewapende grond westelijk landhoofd kunst-

werk O

\F  iguur 4 kunstwerk O Oostzijde

te werken bij de opbouw van de gewapende grond. Hierdoor is gebruik gemaakt van stalen roosterpanelen als verloren bekisting (zie foto 8). De grondwig en dus ook de gronddruk op de betonnen L-wanden werd door de verschuiving groter dan oorspronkelijk voorzien, waardoor de stabiliteit in gevaar kwam. Door de aanvulling achter de L-wand te ontlasten door gewapende grond met de verloren bekisting is het evenwicht hersteld. Er is voor gekozen om geen kier te laten tussen L-wand en gewapende grond maar het geheel tijdens de opbouw op te vullen met EPS met een lage druksterkte (zie foto 9).

\F  oto 8 stellen bekisting 1ste laag

Vanwege de interactie van de twee gewapende grondconstructies zijn de laagniveaus en diktes op elkaar afgestemd. Bij elke laag moest eerst de gewapende grond achter de L-wand uitgevoerd worden voordat men verder kon met de fundering van het landhoofd. Er is onlangs besloten om een medio 2007 geplande keerwand van betonnen L-elementen te vervangen door gewapende grond met een betonnen facing. Voordeel hiervan is dat de gewapende grond zettingen en zettingsverschillen beter kan opnemen. Nadat de zettingen grotendeels zijn opgetreden wordt de betonnen facing geplaatst.

\F  oto 9 ontlasting achter L-wand

Geokunst | april 2007


idefjVa^inWZadl

7djl^c[gVhigjXijjg

>cYjhig^Z

HidgieaVVihZc

AVcYhX]Veh^cg^X]i^c\

Ig^hdeaVhi^hZZc\ZeViZciZZgY!jc^Z`!b^cZgVVa^hdaVi^Z" bViZg^VVa#O^_cdebZg`Za^_`ZegZhiVi^ZhldgYZcZZckdjY^\ WZgZ^`i Yddg! ZkZcijZZa de adXVi^Z! YZ WZcidc^Zi`aZ^" edanbZZg XdbedcZciZc bZi ZZc b^cZgVaZ kjahid[ W^_k# oVcY iZ bZc\Zc Zc Vah hiZk^\Z aVV\ VVc iZ WgZc\Zc# >c XdbW^cVi^Z bZi ^cigZYZcY lViZg ldgYi ZZc hiZg`Z! Y^X]iZ Zc ]ZX]iZ \ZahigjXijjg \ZkdgbY Vah \Zkda\ kVc ]Zi cZilZg` kVc X]Zb^hX]Z kZgW^cY^c\Zc ijhhZc `aZ^" b^cZgVVaYZZai_ZhZcedanbZgZc# Ig^hdeaVhi ldgYi dcYZg VcYZgZ ^c\ZoZi kddg V[Y^X]i^c\hXdchigjXi^Zh dcYZglZ\Zc!eVg`ZZg\VgV\Zh!iVc`eVg`WdYZbh!b^a^ZjhigViZc!dkZghaV\" hiVi^dch! lViZgeVgi^_Zc \da[WVcZc Zc eVg`Zc Zc kddg WdkZc" Zc dcYZg" V[Y^X]i^c\ZckVchidgieaVVihZc#KddgZa`ZV[Y^X]i^c\^hIg^hdeaVhiYZ^YZVaZ b^cZgVaZ^hdaVi^Zdeadhh^c\#

Ig^hdeaVhildgYi\ZegdYjXZZgYdcYZga^XZci^ZkVcIg^hdeaVhiB^cZgVaA^cZgh>ciZgcVi^dcVa7K

Jh_iefbWijÂ?0jc^Z`Zb^cZgVaZWdYZbV[Y^X]i^c\

Ig^hdeaVhidcYZghX]Z^Yio^X]Yddg/ Â&#x2122;>hdaVi^Z

V  ahYZWZhiZ`aZ^]d\ZolZa!oZa[]ZghiZaaZcY!lZZg" hiVcYiZ\Zcj^iYgd\^c\ Â&#x2122;HiZg`iZ VahoVcY]d\ZiVajYhiVW^a^iZ^i!lZZghiVcYiZ\Zc`g^be Â&#x2122;;aZm^W^a^iZ^i V  ah`Vjl\dbdekVc\oZii^c\hkZghX]^aaZc Â&#x2122;9jjgoVVb]Z^Y W^_cV&%%cVijjga^_`b^cZgVVa bZi^ccdkVi^ZkZedanbZgZcidZkdZ\^c\ Â&#x2122;>chiVaaVi^Z ZZckdjY^\hegZ^YZcZckZgY^X]iZc hiVcYVVgY]nYgVja^hX]Z`gVVc!lVahgdad[ig^aeaVVi Â&#x2122;6Vchaj^i^c\Zc h^beZalZ\kZgY^`iVVcWgZc\ZcdeYddgkdZg^c\ZcZc WdjlXdchigjXi^Zh Â&#x2122;AZkZg^c\ `VciZc`aVVgd[\ZbZc\YdeadXVi^ZdcWZeZg`ide iZhaVVc^cYgdd\YZedi V[YZ`aVV\ YgV^cV\Z

hiZjcaVV\

Kddg bZZg ^c[dgbVi^Z `jci j ZZc `^_`_Z cZbZc de dcoZ lZWh^iZ lll#ig^hdeaVhi#ca# D[ cZZb XdciVXi bZi dch de# L^_ hiVVc j \gVV\ iZlddgY#

=?:C_b_[kj[Y^d_[a8LqDjYZLZ^higVVi&,q*(()A@KZaYYg^ZaqI/ (&%)&-"+(+%(%q;/ (&%)&-"+((,.%q:/^c[d5ig^hdeaVhi#caq>/lll#ig^hdeaVhi#ca Productadv 240x298.indd 1

01-03-2007 17:54:49


Kosteneffectieve reconstructie van de verzakte N475 in 14 dagen

InfraDelft bv ing. D.H. Smits Dura Vermeer Infrastructuur bv

SA MENVATTI NG De circa 3 km lange N475 bij Ouderkerk aan den IJssel is in de loop der jaren 80 á 90 cm gezakt. De provincie Zuid-Holland wilde de bouwwereld stimuleren om met een kosteneffectieve kwaliteitsoplossing te komen voor de reconstructie van de weg. Naast het ontwerp en de reconstructie moet de aannemer de komende 20 jaar ook voor het onderhoud zorgen. Het winnende ontwerp bewijst dat implementatie van aanzienlijke hoeveelheden EPS de meest kosteneffectieve oplossing kan bieden. Bovendien kon de aannemer de wegreconstructie grotendeels binnen een recordtijd van slechts 14 werkdagen realiseren. Het artikel is gebaseerd op de casestudie van de recentelijk gereconstrueerde verzakte N475, gebaseerd op Design, Construct & Maintain contract.

Inleiding Om meer inzicht en daarmee onderbouwing van de financiële consequenties te krijgen betreffende verschillende wegenbouwmethoden op slappe ondergrond, heeft InfraDelft een casestudie op de recentelijk compleet gereconstrueerde N475 verricht. De weg ligt bij Ouderkerk aan den IJssel en is in de afgelopen 15 jaar tachtig á negentig centimeter gezakt. In belang van de bereikbaarheid en de logistieke functie heeft de provincie Zuid-Holland zich in 2005 voorgenomen de gebiedsontsluitingsweg te reconstrueren.

DC&M-contract met functionele eisen Het betreft een Design, Construct & Maintain (DC&M) contract waarbij de winnende opdrachtnemer (de combinatie Dura Vermeer/Grontmij), naast het ontwerp en de reconstructie, de komende 20 jaar ook verantwoordelijk is voor het onderhoud. Bij de gunning heeft de provincie het tot een minimum beperken van de overlast voor omwonenden en weggebruikers als een zwaarwegende factor bestempeld. Verder gold een restzettingseis van maximaal 100 millimeter voor de komende 30 jaar. De provincie wilde hierdoor optimaal gebruik maken van de aanwezige kennis en innovatie-

64

\F  iguur 1 De aangeboden zes aanneemsommen voor het werk en onderhoud voor 20 jaar en op basis van bijbehorende

bunussen/malussen vastgestelde fictieve aanneemsommen ingediend voor de N475

Geokunst | april 2007


Kosteneffectieve reconstructie van de verzakte N475 in 14 dagen

kosten (=bouwkosten + verkeersmaatregelen) van de winnende oplossing zijn 80% van de kosten van het zogenoemde poldermodel en minder dan de helft van de duurste variant. Voor de aanneemsom (=initiële + onderhoudskosten) gelden soortgelijke verhoudingen terwijl de fictieve aanneemsom (=aanneemsom ± bonus/malus) 70% van het poldermodel en slechts 40% van het duurste alternatief bedroeg.

\ Figuur 2 Dwarsprofiel van gerealiseerde lichtgewicht wegconstructie van de N475 met een 0,5 m dikke en 10 m brede

EPS-laag

kracht in de markt. De aanbestedingsvorm stimuleert namelijk de bouwwereld om met een kosteneffectieve kwaliteitsoplossing te komen. Het project is om meerdere redenen representatief. Ten eerste gaat het om een reconstructie van een 3 km lang weggedeelte, dus qua omvang een behoorlijk werk. Ten tweede bestaat de ondergrond langs het tracé uit een pakket van >10 m samendrukbare veen- en kleilagen, veel voorkomend in grote delen van het land. Ten derde moesten de aanbiedende partijen bij de bouwmethodekeuze rekening houden met zowel bouw- als onderhoudskosten. Ten slotte mochten de geselecteerde gegadigden binnen een grotendeels functioneel programma van eisen voor creatieve ontwerpoplossingen kiezen en zijn ze gestimuleerd om met wijzigingen in het aanbestedingsdossier te komen.

Aanbestedingsprijzen De geselecteerde gegadigden en aangeboden prijzen voor het werk en onderhoud (=aanneemsommen) zijn in Figuur 1 weergegeven. Naast de aanneemsommen bevinden zich in de figuur eveneens de bijbehorende bonussen/ malussen (gebaseerd op € 5.000 per elke dag snellere uitvoering dan de voorgeschreven referentieduur van 214 dagen). Conform de aanbestedingsprocedure is het werk gegund op basis van afgeleide fictieve aanneemsommen (=aanneemsom ± bijbehorende bonus/malus). Het winnende ontwerp maakte gebruik van ca. 15.000 m3 EPS-blokken. Van de resterende gegadigden is als tweede geëindigd de variant die gebaseerd is op een zogenoemd poldermodel met ontgravingen tot 1 m en gebruik van conventionele ophoogmaterialen. De initiële

Ontwerp De gerealiseerde EPS-constructie is gebaseerd op het evenwichtprincipe. Voor het aanleggen van deze constructie is eerst de bestaande verharding en fundering (deels) verwijderd (ontlasting). Vervolgens zijn de EPS-blokken met daarop de verhardingsopbouw aangebracht (belasting). Getracht werd de belastingtoename op de ondergrond te minimaliseren. Om aan de restzettingseis te voldoen moest conform de resultaten van de zettingsberekeningen de belastingtoename van de weg beperkt blijven tot circa 3 kN/m2 (= eigen gewicht verhardingsconstructie inclusief EPS-laag min het gewicht ontgraven oude verhardingslagen en ondergrond). Het dwarsprofiel van de afgelopen zomer gerealiseerde lichtgewicht wegconstructie van de N475 is 1 m breder dan de oorspronkelijke weg. Het EPS kon vanuit praktisch oogpunt maximaal tot 0,20 m beneden de grondwaterstand (aangehouden op NAP-2,26 m) worden aangebracht over een breedte van 10 m.

Uitvoering Om de bonus/malusregeling optimaal te benutten is gekozen voor een absoluut minimale bouwtijd. Zo is de weg grotendeels in slechts 14 kalenderdagen aangelegd. De werkzaamheden zijn conform de planning verlopen ondanks het uitzonderlijke slechte weer. Het uitvoeringsteam kampte met de slechtste augustusmaand in vijftig jaar. De casestudie wijst er op dat voor alle andere ophoogalternatieven, of het nu ging om een zettingversnellende methode met vacuümconsolidatie, het zogenoemde poldermodel, of de wegaanleg onderheid op houten palen (met betonoplangers), meer tijd werd geraamd.

\F  oto 1 Werk in uitvoering tijdens de reconstructie van de N475

Geokunst | april 2007

De aanvoer en het ruimtegebrek voor de opslag van EPS-blokken wist de aannemer eenvoudig en tegelijkertijd ingenieus op te lossen. De vrachtwagens reden over de oude N475 om

65


Kosteneffectieve reconstructie van de verzakte N475 in 14 dagen

langs het tracé de EPS te lossen. Daarbij is gebruik gemaakt van het drijvend vermogen van het EPS en de wijde sloten aan beide kanten langs de N475; de blokken zijn tijdelijk direct op het water gelegd. Ondanks circa 0,20 m lagere ligging van de onderkant ten opzichte van het polderpeil konden de EPS-blokken toch in den droge gelegd worden. Dat is gelukt door de bermen tijdens de ontgravingen intact te laten en snel te werken. Vanwege de aanwezige bermen is de locale freatische lijn tijdelijk onder het polderpeil gebleven (zie Figuur 2) .

Conclusie De uitgevoerde casestudie heeft aangetoond dat bij de aanleg van wegen op slappe grond lichtgewicht constructies met EPS zeer kosteneffectief kunnen zijn. Deze conclusie onderstreept de bevindingen uit de, vorig jaar, door InfraDelft en TNO (zie Geokunst nummer 3 uit juli 2006) uitgevoerde kwantitatieve kostenvergelijkingen van alternatieve ophoogmethodieken.

\F  oto 2 Werk in uitvoering tijdens de reconstructie van de N475 – Zijdeweg met in de sloten de tijdelijk opgestapelde

EPS-blokken

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


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


6XQBSUOFSJO SJTJDPNBOBHFNFOU

,FOOJTUPFQBTTJOH t(FP$IFDLPOBGIBOLFMJKLFUPFUTWBOVXPOUXFSQ t5PFMFWFSJOHWBOTQFDJBMJTNFJOVXHSFOTWFSMFHHFOEFQSPKFDUFO ,FOOJTPOUXJLLFMJOH t4NBSU4PJMTÂ¥CFÃ&#x2022;OWMPFEFOHSPOEFJHFOTDIBQQFOAPQCFTUFMMJOH t'VOEBNFOUFFM(FP$FOUSJGVHFPOEFS[PFLOBBSIFUCF[XJKLHFESBHWBOEJKLFO t0OUXJLLFMJOHWBOTPOEFFSUFDIOJFLFOWPPSHSPUF N EJFQUFOUCW XBSNUFPQTMBH

%FMGU$MVTUFSQBSUOFS

(FP%FMGU 4UJFMUKFTXFH $,%FMGU 1PTUCVT "#%FMGU 5FM   'BY   JOGP!HFPEFMGUOM XXXHFPEFMGUOM

,FOOJTPOUTMVJUJOH t%FMGU(FP4ZTUFNTHFPUFDIOJTDIFTPGUXBSF t(FP#SBJOPOUTMVJUJOHWBOFSWBSJOHTFOFYQFSULFOOJT t%FMGU(FP"DBEFNZPQMFJEJOHTGBDJMJUFJU

"MT(SPPU5FDIOPMPHJTDI*OTUJUVVUIFFGU(FP%FMGUEFUBBLPNHFPUFDIOJTDIFLFOOJTUF WFSXFSWFO UFHFOFSFSFOFOVJUUFESBHFO4UFFETXFFSCMJKLUEBUEFFJHFOTDIBQQFOWBO EFPOEFSHSPOEOJFUBMMFFOEFCFMBOHSJKLTUFSJTJDPTWPSNFONBBSPPLPQUJNBMJTBUJFLBOTFO CJFEFOCJKCPVXFOTBOFSJOHTQSPKFDUFO%BBSPNJT(FP%FMGUWPPSBMMFQBSUJKFOJOEFCPVX HSBBHA1BSUOFSJOSJTJDPNBOBHFNFOU

/BUJPOBBMJOTUJUVVU WPPSHFPFOHJOFFSJOH

Profile for Uitgeverij Educom

Geotechniek april 2007  

Elfde jaargang nummer 2 april 2007 Onafhankelijk vakblad voor het Geotechnische werkveld

Geotechniek april 2007  

Elfde jaargang nummer 2 april 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