Page 1

14 E J A A R G A N G NUMMER 2 APRIL 2010

Profiel van een prof

Michael Hicks

Almere krijgt hoogste en diepste punt van Flevopolder ě‘ş

Vernagelen en gefaseerd ballasten van bouwputten in Gouda

Numerieke analyses en de proefinterpretatie (2)

Statnamic proeven op Casing boorpalen

inclusief

GEO kunst pag. 57– 67


Adviseren is vooruit zien. Wat is jouw perspectief?

Ondernemen in een complexe omgeving maar met overzicht, betrokkenheid en verstand van zaken. Resultaatgericht: iedereen zegt het, slechts enkelen maken het waar. ARCADIS: infrastructuur – milieu – gebouwen. Los van elkaar maar ook integraal. We geven de samenleving vorm door creatief te zijn in onze

De divisie Mobiliteit realiseert omvangrijke en complexe projecten op het gebied van rail- en weginfrastructuur en luchthavens, (geo)grafische data-inwinning, -verwerking en – toepassingen. Onze professionals binnen de divisie Mobiliteit werken aan het ontwerpen, contracteren en beheersen van projecten op het gebied van infrastructuur.

oplossingen en daadkrachtig in de uitvoering. Als medewerker van ARCADIS verlaat je gebaande paden. Je bent onderdeel van een netwerk van zakelijke professionals. Ingericht rondom klanten, zodat deze direct profiteren van onze kennis en ervaring. Wij brengen ideeën tot leven. Maak jij het mee?

Imagine the result

ARCADIS is betrokken bij maatschappelijk relevante projecten zoals de Tweede Coentunnel, overkapping van de A2 bij Utrecht, Amsterdam Zuidas en A2 Maastricht. Deze projecten zijn veelal van multidisciplinaire aard in een complexe omgeving.

Ben jij die professional die een belangrijke rol gaat spelen bij een van onze projecten? Wij zijn op zoek naar enthousiaste collega’s (van junior tot senior) in het vakgebied

Geotechniek Interesse? Kijk voor de volledige vacatureteksten en informatie over ARCADIS op onze internetsite. Of neem contact op met Remco Lensen, telefoonnummer 06 27061170. Jouw brief en cv ontvangen wij graag via www.werkenbijarcadis.nl


Bouwkundige verzakking?

Van de redactie

Beste lezers Voor u ligt het tweede nummer van Geotechniek in 2010. Deze uitgave bevat, zoals u van ons gewend bent, artikelen van uiteenlopende aard. Maar er is dit keer wel iets bijzonders aan de hand. In principe worden alle inhoudelijke artikelen die in Geotechniek worden gepubliceerd vooraf gereviewed. Het door de auteur aangeleverde concept artikel wordt door de redactie voorgelegd aan specialisten op het deelgebied van het artikel. Elk artikel wordt door twee onafhankelijke reviewers bekeken. Zij geven hun commentaar, doen suggesties voor verbeteringen en correcties. Daarop krijgt de auteur de gelegenheid het artikel aan te passen. In de praktijk gebeurt dat vrijwel altijd in de geest van de geleverde opmerkingen. Uitgangspunt is dat bij de auteur de naam van de reviewers niet bekend is. Het commentaar moet los gezien kunnen worden van de persoon van de reviewer. Zowel auteur als reviewer streven daarbij naar een zo hoog mogelijke kwaliteit van het artikel. In dit nummer is deze werkwijze bij hoge uitzondering losgelaten voor het tweede artikel over de interpretatie van Statnamic proefbelastingen. In het januari-nummer van dit jaar heeft u het eerste artikel over deze proeven kunnen lezen. De kennis over deze methode is in Nederland nog relatief jong. CUR Commissie C410 werkt aan een, ook internationaal geaccepteerde, richtlijn voor de interpretatie van deze wijze van proefbelasten. Tussen de auteurs en de reviewers heeft zich een discussie ontwikkeld waarbij de anonimiteit van de reviewers is losgelaten, zodat vrij gediscussieerd kon worden over de interpretatiewijze. Het in dit nummer gepresenteerde resultaat blijft uiteraard de verantwoordelijkheid van de auteurs. De redactie hoopt toch dat de uitzonderlijke werkwijze in dit geval heeft bijgedragen aan de kwaliteit van het bewuste artikel. En zeker hoopt de redactie dat hiermee de discussie over de interpretatie zal leiden tot een algemeen geaccepteerde werkwijze bij de interpretatie van de Statnamic proeven. De redactie is benieuwd naar uw mening over het op deze wijze van reviewen van artikelen. Uw reactie kunt u sturen naar info@uitgeverijeducom.nl. Wij wensen u veel leesplezier bij deze uitgave! Namens de redactie en uitgever Henk Brassinga

GEOtechniek – april 2010

1


Hoofd- en Sub-sponsors

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Hoofdsponsor

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

www.deltares.nl

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Sub-sponsors

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

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

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

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

INPIJN-BLOKPOEL Ingenieursbureau Son: 0499 - 47 17 92 Sliedrecht: 0184 - 61 80 10 Hoofddorp: 023 - 565 58 78 www.inpijn-blokpoel.com

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

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

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

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

Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein Postbus 1555, 3430 BN Nieuwegein Tel. 030 - 285 40 00 www.ballast-nedam.nl

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

Postbus 1025, 3600 BA Maarssen Tel. 030-248 6233 Fax 030-248 66 66 info@struktonengineering.nl www.struktonengineering.nl

Dywidag Systems International

Zuidoostbeemster: 0299 - 433 316 Almelo: 0546 - 532 074 Oirschot: 0499 - 578 520 www.lankelma.nl

2

GEOtechniek – april 2010

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

Geopolymeric innovations

Westbaan 240 Tel. 0172-427 800 2841 MC Moordrecht Fax 0172-427 801 www.geomil.nl

Uretek Nederland BV Zuiveringweg 93, 8243 PE Lelystad Tel. 0320 - 256 218 www.uretek.nl


Mede-ondersteuners

Colofon

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Mede-ondersteuners Arcadis Nederland BV

Gouda Damwand B.V

Postbus 220

Postbus 493

3800 AE Amersfoort

2800 AL Gouda

Tel. 033 - 477 1000

Tel. 0182 - 51 33 44

Fax 033 - 477 2000

Fax 0182 - 52 09 89

www.arcadis.nl

www.damwand.nl

Baggermaatschappij Boskalis BV

Profound BV

www.boskalis.nl

Limaweg 17

Rosmolenweg 20

2743 CB Waddinxveen

3356 LK Papendrecht

Tel. 0182 - 640 964

Tel. 078 - 696 9011

www.profound.nl

Fax 078 - 696 9555 Jetmix BV

Geotechniek jaargang 14 nummer 1 – april 2010 Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele

Cofra B.V.

Oudsas 11

Kwadrantweg 9, 1042 AG Amsterdam

4251 AW Werkendam

Postbus 20694, 1001 NR Amsterdam

Postbus 25

Uitgever/bladmanager

Tel. 020 - 693 45 96

4250 DA Werkendam

Uitgeverij Educom BV, R.P.H. Diederiks

Fax 020 - 694 14 57

Tel. 0183 - 50 56 66

www.cofra.nl

Fax 0183 - 50 05 25

Redactieraad

www.jetmix.nl

Alboom, ir. G. van

Kant, ing. M. de

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

Korff, mw. ir. M.

SBR

Brassinga, ing. H.E.

Lange, drs. G. de

Postbus 1819

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

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

3000 BV Rotterdam

Brok, ing. C.A.J.M.

Schippers, ing. R.J.

Stationsplein 45, A6.016

Brouwer, ir. J.W.R.

Schouten, ir. C.P.

3013 AK Rotterdam

Calster, ir. P. van

Seters, ir. A.J. van

Tel. 010-206 5959

Cools, ir. P.M.C.B.M.

Smienk, ing. E.

Fax 010-413 0175

Dalen, ir. J.H. van

Steenbrink, ing. R.

www.sbr.nl

Deen, dr. J.K. van

Storteboom, O.

2800 AK Gouda

Diederiks, R.P.H.

Thooft, dr. ir. K.

Tel. 0182 - 540630

Vroom Funderingstechnieken BV

Eijgenraam, ir. A.A.

Vos, mw. ir. M. de

Postbus 7

Graaf, ing. H.C. van de

Waal, van der

1474 ZG Oosthuizen

Haasnoot, ir. J.K.

Wibbens, G.

Tel. 0299 - 40 95 00

Jonker, ing. A.

CRUX Engineering BV Asterweg 20 L1 + L2 1031 HN Amsterdam Tel. 020 - 494 3070 Fax 020 - 494 3071 www.cruxbv.nl CUR Bouw & Infra Postbus 420

Fax 0182 - 54 06 21 www.curbouweninfra.nl Geomet BV

Fax 0299 - 40 95 55

Postbus 670

www.vroom.nl

2400 AR Alphen aan den Rijn Tel. 0172 - 44 98 22 Fax 0172 - 44 98 23 www.geomet.nl

geotechnische vakgebied te kweken.

Redactie Brassinga, ing. H.E.

Kant, ing. M.

Brouwer, ir. J.W.R.

de Korff, mw. ir. M.

Diederiks, R.P.H.

Thooft, dr. ir. K.

Lezersservice Adresmutaties doorgeven via ons e-mailadres: info@uitgeverijeducom.nl

Geotechniek is een uitgave van Uitgeverij Educom BV Mathenesserlaan 347 3023 GB Rotterdam Tel. 010 - 425 6544 Fax 010 - 425 7225 E-mail info@uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl

© Copyrights Uitgeverij Educom BV - april 2010 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 2010

3


Inhoud Geotechniek 1 6 12 15 16 19 20 22 24 26 30 33

Van de Redactie Actueel Ingezonden brieven Uitslag Prijsvraag Vraag & Antwoord Agenda Normen & Waarden KIVI NIRIA rubriek Cur Bouw & Infra Info Leren van geotechnisch falen – Case Bouwput Westerhaven te Groningen The Magic of Geotechnics SBR-info

34

Profiel van een prof

Michael Hicks P. Juijn

36

Almere krijgt hoogste en diepste punt van Flevopolder A.Yahyaoui / R. A. van der Eijk / N.T. Loonen

42

Vernagelen en gefaseerd ballasten van bouwputten in Gouda M.G.J.M. Peters / J.W. Bosschaart

48

Deel 2: de numerieke analyses en de proefinterpretatie

Statnamic proeven op Casing boorpalen F. Hoefsloot / E. de Jong / K. J. Bakker

57

Geokunst

59

Van de redactie / Colofon

60

Geocell en monitoring maken verticale constructie op veen mogelijk bij kruising Lemmerweg – A7 te Sneek M. Zuidema / T. Huybregts / O. Dijkstra

64

Bouw kassencomplex op ’zwaar water’ E. Furstner

Distributie van Geotechniek in België wordt mede mogelijk gemaakt door: ABEF vzw Belgische Vereniging Aannemers Funderingswerken Priester Cuypersstraat 3, 1040 Brussel Secretariaat: erwin.dupont@telenet.be

GEOtechniek – april 2010

5


Onder redactie van R.P.H. Diederiks

    

Onafhankelijk funderingsonderzoekers bundelen krachten om de enorme funderingsproblemen in Nederland aan te pakken

Op de lustrumeditie van de Nationale houten heipalendag is de oprichting van F3O (Organisatie Onafhankelijk Onderzoek Funderingen) aangekondigd. Vier initiatiefnemers (Peter Nelemans: Fugro Amsterdam, AndrĂŠ Opstal: IGW Rotterdam, Peter den Nijs: Wareco Ingenieurs en RenĂŠ Klaassen: SHR Wageningen) hebben de handen ineengeslagen om funderingsonderzoek te gaan standaardiseren en de kwaliteit van de beoordeling te verbeteren. Vanuit de overtuiging dat kwalitatief goed onderzoek gezien de enorme schaal van de funderingsproblemen in Nederland noodzakelijk is en door goed onderzoek veel onnodig leed voorkomen kan worden is een branchevereniging opgericht. De doelstelling is professionalisering en kwaliteitsborging van onafhankelijk onderzoek bij, en advisering over, bestaande funderingen. De vereniging zal, gesteund door haar leden, op korte termijn komen met richtlijnen voor onderzoek en beoordeling van funderingen en zullen de mogelijkheden voor het voeren van een keurmerk worden onderzocht. Daarnaast is het functioneren als onafhankelijke kennisbron een belangrijke activiteit. Op de vijfde nationale houten heipalendag is het initiatief enthousiast ontvangen en op 20 april a.s. is de oprichtingsvergadering gepland. Meer informatie en opgave leden via info@f3o.nl.

 Doorbraak in digitale  dijkbewaking Onderzoekers binnen het innovatieprogramma Flood Control 2015 hebben een testsysteem gebouwd dat meerdere dijkmonitor systemen integreert om daarmee de sterkte van dijken en de kans op een overstroming continu te berekenen. Dit wordt gedaan met gegevens uit sensoren. Het robuuste netwerk kan de informatievoorziening zelfs bij uitval van deelsystemen voortzetten. Het ontwerp is geschikt als een overkoepelend platform voor digitale dijkbewaking. Het innovatieprogramma Flood Control 2015

6

Actueel

GEOtechniek – april 2010

werkt aan betere informatievoorziening bij overstromingsdreigingen. Binnen het deelproject "Robuust Monitoren", dat eind 2009 is afgerond, hebben onderzoekers van IBM, TNO en Deltares gezorgd voor een doorbraak in digitale dijkbewaking. Zij slaagden er als eerste ter wereld in om een testsysteem te ontwerpen en bouwen dat de actuele dijkstabiliteit en de kans op een overstroming realtime berekent met behulp van data die afkomstig is van meetapparatuur in dijken. Voor het nemen van beslissingen met betrekking tot eventuele evacuaties of andere noodmaatregelen kan dit informatieverschaffende systeem in de toekomst van cruciaal belang worden. Het moet dan wel robuust zijn en zelfs bij uitval van een deel van het sensornetwerk met zijn taak door blijven gaan. Het nieuwe dijkbewakingssysteem is daarom zodanig ontworpen, dat het om kan gaan met verschillende vormen van data-input. Het systeemontwerp voorziet in een mechanisme dat bij uitval van een groep sensoren bijvoorbeeld de waarde voor dijkstabiliteit met behulp van data uit naburige sensoren of sensoren van een ander type berekent. Die flexibiliteit maakt het systeem bruikbaar als overkoepelend platform voor verschillende sensornetwerken. Dit mechanisme vereist wel een aanpassing van bestaande rekenmodellen om deze geschikt te maken voor rechtstreeks gebruik van data uit sensoren. In het testsysteem is dit gedemonstreerd.

Datastroom Het project "Robuust Monitoren" gaat uit van een situatie waarin een groot deel van onze dijken is voorzien van meetapparatuur. Momenteel is dit nog niet het geval. Daarom maakt het project op dit moment gebruik van twee proeflocaties in Nederland waar dijken staan met ingebouwde sensortechnologie: de IJkdijk in Bellingwolde en de LiveDijk bij Eemshaven.

De data die deze sensoren genereren is initieel nog ruw en daarom weinig informatief. Er is een bewerkingsslag nodig om bijvoorbeeld aan de hand van gemeten waterdrukken iets te zeggen over dijkstabiliteit. Met behulp van een waarde voor dijkstabiliteit is het vervolgens weer mogelijk om een overstromingskans in te schatten. Op deze manier transformeert de datastroom zich in vormen die voor verschillende partijen interessant is. Deze partijen kunnen vervolgens weer hun eigen kennis toevoegen en de verder uitgewerkte informatie op hun beurt weer delen met anderen. Zo zal een dijkbeheerder de plaatselijke waterdrukken willen weten, terwijl waterschappen zich meer richten op de stabiliteit van de waterkeringen in hun gebied. De veiligheidsregio zal op zijn beurt vooral interesse hebben in overstromingskansen per dijkring. Het nieuw ontwikkelde systeem realiseert de benodigde bewerkingen en maakt de datastroom daarmee interpreteerbaar voor de verschillende belanghebbenden.

Flood Control 2015 Flood Control 2015 is een Nederlandse publiekprivate samenwerking op het gebied van crisismanagement tijdens (dreigend) hoogwater. Negen waterspecialisten en experts (Arcadis, Deltares, Fugro, HKV, IBM, ITC, Stichting IJkdijk, Royal Haskoning en TNO) bundelen hun krachten en ervaring om beslissers in staat te stellen om sneller betere beslissingen te nemen en zo de veiligheid tegen overstromingen wereldwijd te verbeteren.

 Klimaatverandering is hip,  bodemdaling is urgent Terwijl iedereen zich druk maakt over de stijging van de zeespiegel daalt de bodem in deltagebieden drastisch. Een recente studie in het wetenschappelijke blad Nature laat zien dat in


Actueel de meeste deltagebieden de bodem sneller zakt dan de zeespiegel stijgt (SciencePalooza.nl, 7 januari). Stijgende zeespiegel en verhoogde rivierafvoeren zijn de gevolgen van klimaatverandering die de meeste aanpassingen vragen. Dijken moeten worden verhoogd en ruimte voor wateropslag moet worden aangewezen. Dat geldt niet alleen voor Nederland, maar voor alle deltagebieden in de wereld. Vooral in minder ontwikkelde landen ontbreekt het geld om de bevolking te beschermen tegen overstromingen. Dit probleem is onlangs tijdens de klimaattop in Kopenhagen hoog op de agenda geplaatst en resulteerde in de toezegging van rijkere landen om geld te reserveren voor benodigde aanpassingen in armere landen. De noodzaak hiervoor is groot, maar niet alleen omdat die landen te maken hebben met een stijgende zeespiegel. Door bodemdaling komen grote delen van het land nog lager te liggen. Naast dat dit de kans op overstromingen verhoogt, worden ook de gevolgen van overstroming erger. Ook zonder zeespiegelstijging is dit geld dus keihard nodig.

Extreme risicogebieden Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) zal de zeespiegel tot 2070 met 44 cm stijgen. De bodem daalt in veel gebieden minimaal 1 cm per jaar. Het Nature artikel wijst elf deltagebieden als extreme risicogebieden aan, omdat hier bijzonder snelle inklinking plaatsvindt. Zo is bijvoorbeeld de Po-delta in ItaliĂŤ de vorige eeuw 3.7 meter gezakt door de winning van methaangas en zakt een stad als Jakarta rond de 8 centimeter per jaar door winning van grondwater op grote diepte. De bodemdaling is dus momenteel op veel plaatsen groter dan de zeespiegelstijging.

Inklinking

hiervan zakt de bodem en moet het waterpeil opnieuw omlaag worden gebracht om droge voeten te houden, waardoor het resterende veen wederom langzaam verdwijnt.

Opslibbing Naast de inklinking van de bodem vindt in deltagebieden opslibbing van de bodem nauwelijks meer plaats. In de meeste delta's zijn immers de rivieren en de zee, die het sediment meenemen en op het land neerleggen, volledig buitengesloten door dammen en dijken. Volgens het artikel in Nature zijn er slechts vijf deltagebieden (van de 33 bekeken delta's) die voldoende opslibbing door rivieren hebben om de zeespiegelstijging te kunnen compenseren.

Voelbare gevolgen Is bodemdaling nu een probleem? In de afgelopen tien jaar heeft 85% van de onderzochte deltagebieden te kampen gehad met zware overstromingen. De schatting van de onderzoekers is dat met het huidige scenario voor zeespiegelstijging en een zich voortzettende bodemdaling het aantal overstromingen in deze eeuw nog met 50% zal toenemen. Hoewel wij in ons rijke Nederland kunnen anticiperen op zowel zeespiegelstijging als bodemdaling, worden de risico's van wonen in delta's voor mensen in arme landen steeds groter.

 Defensie kent prijs toe  aan mobiele waterkering  BoxBarrier De Genie en de NLDA (Nederlandse Defensie Academie) hebben de tijdelijke waterkering BoxBarrier onderscheiden met de Gouden Pionier. Dit flexibele en mobiele systeem voor tijdelijke waterkeringen is ontwikkeld door Movares, BAM Infraconsult en GMB.De Gouden Pionier is door de Genie uitgereikt naar aanlei-

ding van een symposium rond het thema Intensivering Civiel-Militaire Samenwerking (ICMS). De prijsvraag is georganiseerd door de sectie Civiele Techniek van de Faculteit Militaire Wetenschappen (FMW) van de Nederlandse Defensie Academie (NLDA) en het Regiment Genietroepen. De inschrijvingen zijn beoordeeld door de FMW en het OTC-Genie KC op originaliteit, haalbaarheid en veelbelovendheid.

De uitreiking van de trofee vond plaats op 22 januari j.l. in het Geniemuseum te Vught door prof. dr. ir. Almer van der Stoel en de regimentscommandant opleidingen- en trainingscentrum van de Genie kolonel J.H. de Vries. Zij spraken hun bijzondere waardering uit voor het bijzonder innovatieve concept en de flexibele hanteerbaarheid van de BoxBarrier. Ook de eenvoudige en robuuste uitvoering werd geprezen in het juryrapport. De BoxBarrier is een zeer effectieve tijdelijke waterkering waarmee de kerende hoogte van een dijk of kade tijdelijk kan worden verhoogd of waarmee op vlak terrein een tijdelijke dijk kan worden aangelegd. Deze extra kerende hoogte voorkomt overstromingen in het achterland. De BoxBarrier kenmerkt zich door gemak omdat het systeem gebruikt maakt van zijn opponent: het keert water met water. De modulaire kering werkt eenvoudig. Een rij kunststof elementen wordt geplaatst en deze elementen worden verbonden met koppelstukken. Vervolgens worden de kunststof elementen gevuld met water door een pomp en afgesloten met een deksel. Deze eenvoudige hanteerbaarheid is een belangrijk element dat het werk van Defensie

Hoe komt het dat de bodem daalt? Menselijke invloeden, zoals drainage en winning van drinkwater en aardgas, vormen de grootste oorzaak. Deze factoren leiden tot inklinking van de bodem. Zo is de bodem van de landbouwgronden van de Flevopolder dertig jaar na de drooglegging al bijna anderhalve meter gedaald door inklinking van klei. In gebieden waar de grond voornamelijk uit veen bestaat, zoals bijvoorbeeld ten noorden van Amsterdam, leidt het omlaag brengen van het waterpeil tot het verdwijnen van het veenpakket. Veen dat niet meer onder water staat komt in aanraking met zuurstof waardoor het wordt afgebroken. Als gevolg

GEOtechniek – april 2010

7


Actueel bij dreigende overstromingen een stuk makkelijker en efficiënter maakt. Overstromingen zijn verantwoordelijk voor 50 procent van alle dodelijke slachtoffers veroorzaakt door natuurrampen. In de toekomst zal de frequentie en de grootte van de overstromingen alleen maar toenemen. Het leger wordt regelmatig ingezet om bij dreigende overstromingen om te helpen het water in te dammen.

 Amfora Amstel wint  prestigieuze prijs De pilot Amfora Amstel heeft de Big Urban Projects Award gewonnen, ingesteld door ’s werelds eerste en grootste vastgoedmarkt MIPIM in samenwerking met het internationale maandelijkse vakblad Architectural Review.

uitgereikt op 17 maart jl. tijdens de MIPIM in Cannes. Meer informatie vinden op www.arplus.com van Architectural Review.

 Prins Willem Alexander  bezoekt dijkversterking  Nederlek Twee jaar na de start van de werkzaamheden heeft Prins Willem Alexander begin februari, samen met de gehele Adviescommissie Water, een werkbezoek gebracht aan het toonaangevende project dijkversterking Nederlek waar Tauw en Arcadis een belangrijke rol in spelen. Tauw verzorgt de projectleiding.

king weinig tot geen sprake en dat maakt het project zo complex en interessant. Eigenlijk kunnen we zeggen dat we een constructie van 5 kilometer aanbrengen door de bebouwde kom van Lekkerkerk waarvan er nu zo'n 2 kilometer inzit."

    

Voorbij Funderingstechniek verwerft opdracht koelwaterintake E-ON-energiecentrale (Maasvlakte)

In 2008 is in opdracht van E.ON Benelux gestart met de bouw van een van de modernste kolencentrales van de wereld: de Maasvlakte Power Plant 3. Deze haalt bij het genereren van elektriciteit een rendement van 46%, terwijl traditionele centrales vaak maar een rendement tot 37-40% halen.

Stadsuitbreiding onder de stad Amfora Amstel is ontwikkeld door Strukton en uitgewerkt door Zwarts & Jansma Architecten, in nauwe samenwerking met Koninklijk Theater Carré en Intercontinental Amstel Amsterdam. Het haalbare en betaalbare plan is een concrete uitwerking van het veelbesproken Amfora concept van Strukton, de stadsuitbreiding onder de stad dat voorziet in multifunctionele voorzieningen onder de Amsterdamse grachten. Amfora Amstel creëert ruimte onder de Amstel van het Amstel Hotel tot de Stopera. Deze nieuwe ruimte zet Amsterdam als innovatieve wereldstad op de kaart: compact, duurzaam, letterlijk en figuurlijk energiegenererend, gericht op cultuur, creatie en directe communicatie tussen mensen; met architectuur die de historische context versterkt. De partners rond Amfora Amstel zullen op 8 april 2010 het plan in zijn volle omvang in Koninklijk Theater Carré presenteren. Harmke Pijpers leidt een paneldiscussie over de toekomst van de stad met als motto “Liefde voor Amsterdam’.

Meer informatie De prijs wordt toegekend in de categorie Big Urban Projects van de Future Projects Award en is

Persberichten en nieuwsbrieven kunt u mailen naar info@uitgeverijeducom.nl of sturen aan: Uitgeverij Educom BV, Postbus 25296, 3001 HG Rotterdam, o.v.v. redactie Geotechniek.

8

GEOtechniek – april 2010

Ook voor de Adviescommissie Water, waar de kroonprins voorzitter van is, is het project in Lekkerkerk toonaangevend. Vanwege de techniek waarmee de dijkversterking tot stand komt en de mate van impact op de omgeving. Een reden voor de kroonprins en de adviescommissie om het project een bezoek te brengen. "Het is alweer bijna 2 jaar geleden dat de werkzaamheden werden geopend door Staatssecretaris Huizinga. Er lag een bestek en een ontwerp, maar niemand had ook maar een vermoeden hoe het werk zou gaan lopen", vertelt Ramon Eltink van Tauw. Een sterk samengesteld team, bestaande uit medewerkers van Tauw en Arcadis moest de opdrachtgever zekerheid bieden. "Nu 2 jaar later, financieel en contractueel over het hoogtepunt heen en een creditcrisis verder, kunnen we zeggen dat de dijkversterking Nederlek op zijn minst ’op volle toeren’ is", vervolgt Eltink. "Zeker éénderde van al het damwandenstaal uit Luxemburg (Arcelor-Mittal) zit in de dijk in de vorm van stabiliteitsschermen, erosieschermen en ankerschermen. Van het traditionele ’grondschuiven’ is bij deze dijkverster-

De sluiting van verouderde centrales en de stijgende vraag zorgen voor een groeiende behoefte aan energiecentrales. Sinds 1988 is er al een E.ONcentrale in gebruik op de Maasvlakte, bestaande uit twee eenheden met samen een capaciteit van 1.040 MW. De derde Power Plant zal 1.070 MW energie leveren. Daarmee voorziet het in circa 7% van het Nederlandse elektriciteitsverbruik. De MPP3-centrale wordt gekoeld met zeewater. Om te voorkomen dat er o.a. vissen en vuil in de koelwaterintake van de centrale komen, wordt er een permanent damwandscherm omheen geplaatst. De bouwcombinatie EMBM v.o.f., bestaande uit de bedrijven Zueblin, Dywidag en TBI Bouw, heeft Voorbij Funderingstechniek hier opdracht voor gegeven. Het damwandscherm komt voor een deel op het land en voor een deel in het water te liggen. Voor het intrillen van de damwanden in het water is een hulpwerk nodig. Dit hulpplatform bestaat uit stalen buispalen, stalen langsbalken en dwars kraanschotten. De kraan kan vanaf dit platform alle planken in het water intrillen. Een gedeelte van de damwand in het water wordt in een halve cirkel geplaatst. Twee planken die naast elkaar komen te staan worden hiervoor eerst in een kromming gezet en vervolgens vastgelast. Op deze wijze is de benodigde 180 graden rotatie te bereiken. Eind februari is gestart met de werkzaamheden voor de koelwaterintake. In april is het volgens planning klaar. E.ON verwacht dat de bouw van de nieuwe Maasvlakte Power Plant eind 2012 af is en dat het in 2013 echt in gebruik kan worden genomen. 


Actueel  Ingenieur heeft  geen imago-, maar  communicatieprobleem

georganiseerde, structurele deelname is tegen-

Ingenieurs hebben geen imagoprobleem, zoals vaak wordt beweerd, maar een communicatieprobleem. Dat zegt ir. Remco de Boer, specialist op het gebied van techniekcommunicatie. Hij pleit voor meer publieke bezieling, maar vooral voor betere communicatie. ’Nog altijd wordt te vaak vanuit de techniek gecommuniceerd.’ De ingenieursbranche kwalificeert het eigen imago zelf vaak als slecht. En dús is er werk aan de winkel, aldus De Boer: ’Als het beeld niet klopt, moet de communicatie beter. We hebben een slecht imago’ is namelijk veel minder confronterend dan ’We communiceren niet goed’.’ Vooral beroeps- en brancheorganisaties moeten de handschoen oppakken. ’Zij kunnen zonder commercieel belang het ingenieursvak in al zijn facetten promoten. Nu ligt hun focus vooral op dienstverlening aan de leden en werk achter de schermen, terwijl het beroep juist is gebaat bij aanwezigheid op de voorgrond. Ingenieurs moeten het publieke debat zoeken. Maar van een

“Wereldwijd is iedereen inmiddels doordrongen

woordig nauwelijks nog sprake.” Volgens De Boer is juist nu hét moment om als branche meer in de schijnwerpers te gaan staan. van de noodzaak van verduurzaming. Na de heldenrol in de industriële revolutie is het nu aan ingenieurs om de gevolgen ervan in goede banen te leiden. Opnieuw kan de vernufteling gloriëren. Goede communicatie is daarvoor essentieel. Maar juist daar gaat het vaak mis.”

 Oproep voor 10e  Vreedenburghprijs In 2010 zal voor de tiende (en laatste) maal de Vreedenburghprijs worden uitgereikt. De prijs is vernoemd naar Prof. ir. C.G.J. Vreedenburgh, die van 1939 tot 1966 een markant hoogleraar in de toegepaste mechanica bij de faculteit der civiele techniek in Delft was. Hij stond vooral bekend om zijn meesterlijke en inspirerende colleges, en om zijn vermogen voor moeilijke problemen een eenvoudige oplossing te bedenken. Bij zijn afscheid van de TU-Delft in 1966 is

de Vreedenburghprijs ingesteld voor “bijzondere prestaties op het gebied van de technische mechanica, het ontwerp of de berekening van een bijzondere constructie of een andere uiting van inventieve aard’. Nu zijn leerlingen vrijwel allemaal gepensioneerd zijn vindt het bestuur van de Stichting Vreedenburghprijs het een goed moment nog één maal een prijs, of enige prijzen, uit te reiken aan bijzondere uitingen van inventieve aard, waarbij dan klassieke of moderne rekenmethodes uit de technische mechanica zijn gebruikt. Het zou een prijs voor het gehele oeuvre van een bijzonder ingenieur kunnen zijn, maar ook bijzonder inventieve prestaties in het kader van een uitgevoerd werk, een afstudeeronderzoek of promotie-onderzoek kunnen in aanmerking komen. De prijs of de prijzen zullen worden uitgereikt op een speciale Vreedenburghdag, waarschijnlijk in november 2010. Voorstellen kunnen tot 1 mei 2010 worden ingediend bij de voorzitter van de jury, Prof.ir. A.C.W.M. Vrouwenvelder, TU-Delft, Faculteit CiTG, Postbus 5048, 2600 GA Delft, of per email aan A.C.W.M.Vrouwenvelder@tudelft.nl.


Actueel    

International Young Geotechnical Engineers Conference 2009 in Alexandrië, Egypte

Van 3 tot 6 oktober 2009 waren we uitverkoren door het KIVI-NIRIA om naar Alexandrië af te reizen voor de vierjaarlijkse Internationale Young Geotechnical Engineers Conference (4th iYGEC). Na enige vertraging op het vliegveld in Cairo werden we opgewacht door een legertje vrijwilligers van de congresorganisatie en met taxi en bus naar het conferentiehotel gebracht. De dodemansrit met 130 km per uur in de bus en een taxi met lekke band op de snelweg met verkeersdrempels en kerende vrachtwagens beloofde veel goeds. Wie denkt dat Alexandrië een aardig badplaatsje is van Cairo, kijkt verbaasd bij het zien van een 30 km lange boulevard die bestaat uit een twaalfbaanssnelweg waar duizenden taxi's elkaar bestrijden op snelheid en afsnijdmanoeuvres, geflankeerd door een muur van torenflats waar 6 miljoen mensen wonen. Het El Mahrousa hotel, gelegen aan de boulevard, vormde de locatie waar ongeveer 80 gedelegeerden uit 41 landen (een nieuw record voor de iYGEC!). Zaterdag presenteerden zij hun verhalen over de ’state of the art’ op het gebied van geotechnisch onderzoek. Het brede scala aan onderwerpen maakte de ervaringen tijdens de reis meer dan goed en boden nieuwe inzichten en inspiratie voor ons eigen onderzoek. De contacten die opgedaan zijn hebben nu al nuttige uitwisseling van

informatie opgeleverd. De onderwerpen die wij presenteerden kregen goede respons. Timo hield een verhaal over probabilistische analyse voor statische verweking. Leon presenteerde een van de hoofdstukken uit zijn proefschrift (d.d. 20 oktober 2009) over bacteriën die van afval cement kunnen maken om zand te verstevigen, waarvoor hij later tijdens de ’grote’ conferentie de Young Member Award van ISSMGE ontving. De twee dagen presentaties van de iYGEC

werden afgesloten met een extravagant feest in Egyptische stijl met een gigantisch buffet van locale gerechten in de open lucht. De danspasjes van enkele dappere gedelegeerden die door een enthousiaste DJ naar de dansvloer werden gelokt, werden op video MTV-stijl vastgelegd en gevolgd door optredens van buik- en andere traditionele dansers. De exotische sapjes leken qua uiterlijk op wijn, maar nadere inspectie wees uit dat de alcohol ontbrak. Vervolgens werd de avond in stijl afgesloten op de vijfde etage van het naburige Four-Seasons hotel, waar wel enige biertjes werden genuttigd, gevolgd door een waterpijp in een cafeetje langs de boulevard. De laatste twee dagen namen we aan de ICSMGE waar we getrakteerd werden op een aantal inspirerende Keynote en State-of the Art Lectures, in het conferentiecentrum van de imposante bibliotheek van Alexandrië en een receptie in de Quatbay Citadel en werden we door het fenomeen Dr Zahi Hawass ingewijd in de geheimen van een van de andere wereldwonderen en een prachtig staaltje gotechniek: de grote piramides van Gizeh en de Sfinx. Kortom een mooie ervaring die we iedere jonge geotechneut aanbevelen en waar we KIVI- NIRIA graag voor willen bedanken. Timo Schweckendiek en Leon van Paassen 

Alexandrië

GEOtechniek – april 2010

11


Ingezonden van een workshop in 2005, waar Schokking's visie werd getest door een grote groep specialisten. In het artikel halen Schokking en Nieuwland slechts die elementen aan die hun theorie ondersteunen. In het Boek worden echter andere reĂŤle scenario's genoemd die het geobserveerde dalinggedrag kunnen verklaren.

Reactie op: Bodemdaling Hondsbossche en Pettemer Zeewering: gevolg van geologische processen in de diepe ondergrond van Schokking en Nieuwland in Geotechniek Jaargang 14 - 2010 - nr 1 - pag. 50-57 Door Frans Barends

In het artikel van Schokking en Nieuwland wordt het zakkingspatroon in de afgelopen 40 jaar van diverse peilmerken geanalyseerd zonder kwaliteitscontrole van deze merken. Ik plaatste al eerder kanttekeningen bij de betrouwbaarheid van deze peilmerken. In het Boek (pag. 128) wordt verslag gedaan van een veldbezoek waarin de kwaliteit van de peilmerken langs de Hondsbossche Zeewering is beoordeeld.

Dijkverzwaring, belangrijke medeoorzaak van daling van de Hondsbossche en Pettemer Zeewering Schokking en Nieuwland attenderen met hun interessante artikel op een belangrijk fenomeen voor Nederland: de bodemdaling. In het licht van de verwachte zeespiegelstijging (Deltacommissie, 2008) zou dit effect bijna worden vergeten. Ik deel de mening dat er genuanceerder naar lokale bodemdalingprocessen in relatie tot de veiligheid tegen overstromen moet worden gekeken. Maar dat in het artikel wordt gesteld dat er sprake is van extreem hoge bodemdalingsnelheden is sterk overdreven. Bovendien is het misleidend dat door een fout in figuur 3 van het artikel gesproken wordt van tientallen centimeters per jaar. De keerkracht van de zeewering wordt volgens de Wet op de Waterkeringen iedere 5 jaar getoetst en passende herstelwerkzaamheden worden aangewend als de keerkracht onder de maat dreigt te komen.

12

GEOtechniek – april 2010

De uitvoering van dergelijke werkzaamheden is omvangrijk en duurt vaak jaren. Het effect op de keerkracht van de dijk van een structurele dalingsnelheid van 4 mm/jaar of een singuliere daling van minder dan 1 cm kan ruim op tijd worden gesignaleerd. Er is geen reden voor ongerustheid. Van extreme hoge bodemdaling in dit verband zoals in het artikel van Schokking en Nieuwland zou ik niet willen spreken.

Waar ik bezwaar tegen heb betreft de filosofie van het artikel. Het lijkt erop dat de schrijvers een theorie lanceren met een hardnekkige overtuiging die geen plaats biedt voor alternatieven. Terecht verwijzen de schrijvers naar het boek Bodemdaling langs de Nederlandse Kust; Hondsbossche en Pettemer Zeewering 2008 (verder aangeduid als het Boek ), dat verslag doet

Opmerkelijk is dat langs de Hondsbossche en Pettemer Zeewering sprake is van grote verschillen in kwaliteit van de peilmerken. Peilmerken 14C124, 14C125 en 14C126 zijn ondiepe merken, geplaatst aan de voet van de dijk aan de binnenzijde, die onderhevig zijn aan bewegingen van de bovenste grondlaag (zoals zakkingen bij dijkversterking). Peilmerken 14C110 en 14C114 zijn goed gefundeerd, liggen zeer nabij de dijk, hebben geen last van veranderingen van de bovenste grondlaag en worden betrouwbaar geacht. Peilmerken 14C083 en 14C160 zijn op meer dan een halve kilometer verwijderd van de dijk en mogelijk onbetrouwbaar (14C160 is bevestigd aan een scheef gezakte boerderij). Peilmerk 14C159 is het meest betrouwbare peilmerk voor regionale bodemdaling, geplaatst in de noordelijke gevel van een stevig onderheid trafohuisje op slechts 65 meter van de dijk. Dit peilmerk geeft alleen de diepe (pleistocene) bewegingen aan, en dit peilmerk (zie figuur 3 van het artikel van Schokking en Nieuwland) heeft in de afgelopen 30 jaar nauwelijks bewogen. Ik vind het niet gepast dat de schrijvers geen gebruik maken van de mogelijke verklaring van de bodemzakking door de massieve dijkverzwaring die in de periode 1977 - 1980 is aangebracht. Het Boek (pag. 127 - 133) laat zien dat hiermee een groot deel van de geconstateerde excessieve daling in de peilmerken 14C124, 14C125 en 14C126 in de voet van de dijk kan worden verklaard. Andere peilmerken vertonen dit aspect niet (14C114 in minieme mate). De grafiek van de bodemdalingsnelheid langs de kust, weergegeven in het artikel in figuur 3, geeft een globale trend die samenhangt met de gaswinning ten zuiden van de Hondsbossche Zee-


Ingezonden wering (zie hiervoor ook de geodetische analyse van Houtenbos in het Boek, pag. 149). De kuil in de grafiek van figuur 3 bij de Hondsbossche Zeewering, waarvan de schrijvers een structurele dalingsnelheid tot wel 40 cm/jaar (dit is ongeloofwaardig; waarschijnlijk is bedoeld 40 cm/eeuw) willen doen voorkomen, kan mijn inziens volledig worden verklaard door een tijdelijke zakking ten gevolge van de dijkversterking. Met deze dijkversterking is hiermee overigens rekening gehouden door het aanbrengen van een overhoogte. Het aspect van de lokale bodemdaling door dijkverzwaring is bij de workshop in 2005 en bij de totstandkoming van het Boek aan Schokking aangereikt. Het is onacceptabel dat in het artikel hiermee niets wordt gedaan, erger nog, in figuur 4a wordt voor peilmerk 14C125 zonder nuancering of foutenanalyse een simpele lineaire regressie toegepast inclusief de tijdelijke bodemdaling door dijkverzwaring. Het leidt tot een gestippelde trendlijn die een structurele bodemdalingsnelheid aangeeft van 4 mm/jaar. Ja, dat past fraai in de theorie die de schrijvers aanhangen, maar het is misleidend. Als de dijkverzwaring wordt verdisconteerd is de structurele

trend eerder in de orde van 1 mm/jaar. Dat is een factor 4 minder. Ook de interpretatie van de InSARmetingen worden door de schrijvers opportuun benut. In Figuur 5 van hun artikel wordt de door InSAR gemeten daling uit het Boek van de dijkkruin en de dijkvoet aangegeven, inclusief de foutenmarge. De schrijvers benutten alleen de dijkkruinmeting en construeren in figuur 6 een zakkingstrend met een kuil zonder rekening te houden met de foutenmarge. Dat bovendien die kuil niet voorkomt in de InSARmeting in de periode 1992 - 2000 en al helemaal niet in de dijkvoet wordt als onverklaarbaar terzijde geschoven. Mijn conclusie is dat de filosofie van het artikel niet weldoordacht is en dat de conclusies voor de theorie van de schrijvers van diepondergrondse bewegingen onvoldoende zijn onderbouwd. De vermeende periodiciteit in Figuur 4b valt vooralsnog binnen de foutenmarge van de metingen. De genoemde kuil in de dalingstrend bij de Hondsbossche Zeewering kent een andere aannemelijker verklaring, namelijk de zakking als gevolg van de dijkverzwaring in de tachtiger

jaren. Het bovenstaande laat zien dat de trend van de zakkingsnelheid van de Hondsbossche en Pettemer Zeewering gemiddeld 1 mm/jaar is met een maximum van 2 mm/jaar, overeenkomend met een juiste analyse van de peilmerkdalingen en de InSARmetingen (zie figuur 5 van het artikel). Dat een geĂŻnduceerde aardbeving volgens de schrijvers een regionale zakking van orde 0.5 tot 1 cm teweegbrengt in het gebied van de Hondsbossche en Pettemer Zeewering, is een constatering van de schrijvers waar we alert op moeten zijn. Een dergelijke mogelijke singuliere zakkingreactie dient te worden geverifieerd bij een volgende aardbeving. 1 Deltacommissie 2008. Samen Werken met Water.

www.deltacommissie.com/doc/2008-0903%20Advies%20Deltacommissie.pdf 2 Het Boek, 2008. Bodemdaling langs de Nederlandse

kust; case Hondsbossche en Pettemer Zeewering, Editors F.B.J. Barends, D. Dillingh, R.F. Hanssen en K.I. van Onselen. IOS Press, 265 pag. 


ir. E. de Boer Fugro Ingenieursbureau B.V.

Uitslag Fugro Prijsvraag Geotechniekdag 2009

‘Waar zijn deze sonderingen gemaakt?’

Tijdens de Geotechniekdag 2009 is door Fugro de vraag gesteld om van een drietal sondeergrafieken aan te geven in welke provincie deze sondering is gemaakt en uit welke lokale grondsoorten de aangegeven lagen bestaan. In de grafieken zijn zowel de conusweerstand als het wrijvingsgetal gepresenteerd, maar ook is de geïnterpreteerde laagindeling weergegeven.

Classificatie grondsoorten op basis van sonderingen De sondeergrafieken zijn gepresenteerd met een indicatieve beschrijving van de laagindeling. Deze interpretatie is gebaseerd op de publicatie van Robertson (1990) [1], waarbij de spanningsafhankelijkheid van de conusweerstand wordt verdisconteerd door gebruik van de genormaliseerde conusweerstand nQc en het genormaliseerde wrijvingsgetal nRf. De grafiek is door Fugro aangepast om de Nederlandse situatie beter te kunnen beschrijven [2], in onderstaande figuur is de grafiek weergegeven. Bovendien zijn twee extra voorwaarden ingebracht om Holocene veenlagen en Potklei goed te kunnen classificeren. Deze voorwaarden staan los van de classificatiegrafiek. Wanneer de conusweerstand kleiner is dan 0,5 MPa en het wrijvingsgetal groter is dan 5%, wordt de grond als veen geclassificeerd. Wanneer de conusweerstand tussen 0,5 en 1,5 MPa is en het wrijvingsgetal groter is dan 5%, wordt de grond als veen of Potklei geclassificeerd.

juiste locaties van sonderingen 1 en 3 bleken moeilijk te bepalen.  Sondering 1: Hoewel de helft van de deelnemers dacht dat deze sondering in het westen van Nederland is uitgevoerd, is het juiste antwoord Groningen (Appingendam). Laag 1 is Potklei, deze laag is overgeconsolideerd als gevolg van een dik ijspakket en wordt gekenmerkt door een conusweerstand tussen ca. 1 en 2 MPa en een voor klei te hoog wrijvingsgetal (ca. 6 tot 8 %).  Sondering 2: Deze sondering is uitgevoerd in Noord-Holland (IJburg), waarbij laag 1 Eemklei en laag 2 een schelpenlaag is. De

locatie van deze sondering is door de meeste deelnemers goed geraden. De Eemklei is overgeconsolideerd, waardoor de conusweerstand hoger is. Deze laag komt in een grotere regio voor, maar de schelpenlaag is typisch voor Amsterdam Zuidoost (en wordt gekenmerkt door een in vergelijking met zand relatief lage conusweerstand en een zeer laag wrijvingsgetal).  Sondering 3: De locatie van de derde sondering bleek lastig te herkennen. Uiteindelijk hebben 2 deelnemers de juiste locatie en grondsoort geantwoord. De sondering is uitgevoerd in Zeeland (Zaamslag, Zeeuws Vlaanderen) en laag 1 is Boomse klei. Deze kleilaag is overgeconsolideerd als gevolg van zeespiegeldaling en heeft een voor klei hoge conusweerstand (tussen ca. 2 en 4 MPa) met relatief sterke variaties en een relatief hoog wrijvingsgetal (tussen ca. 4 en 6 %). Van de inzenders is Niki Loonen van ABT uit Arnhem de deelnemer met de meeste goede antwoorden, hij heeft op 13 januari 2010 de iPod op het Fugro kantoor in Arnhem in ontvangst genomen.

[1] Robertson , P.K. [1990] Soil Classification using the cone penetration test. Canadian Geotechnical Journal, 27(1), 151-8. [2] Nohl, W. en Boer, E. de [2008] Classificatie grondsoorten op basis van sonderingen. Civiele Techniek nummer 7, 26 september 2009. 

Uitslag prijsvraag De antwoorden waren zeer divers. Met name de

GEOtechniek – april 2010

15


vraag & antwoord Uit het CGF 1 examen juni 2009

Laag Grondsoort

0,00

M a aive ld

[m - GL]

Zand laag 1

1 - 2,00

Gro ndw ate rsta nd M V -2,00 m

3

Zand boven grw Zand onder grw Leem

4

Zand

5

Zand

2

Zand laag 2 - 3,00 L eem laag 3

- 5,00

Zand

laag 4

- 9,00

Gegeven is een natuurlijk terrein met een bodemopbouw zoals in bovenstaande figuur. De grondlagen hebben de onderstaande dikten en (natte) volumieke gewichten. De waterspanningen in de ondergrond verlopen hydrostatisch.

Vragen a. Bepaal het verloop van de effectieve verticale grondspanning en de waterspanning met de diepte in de oorspronkelijke situatie en in de ontgraven situatie zonder rekening te houden met spanningspreiding. b. Door de ontgraving zal de ondergrond worden ontlast en enigszins opzwellen. Vervolgens wordt de belasting van het bouwwerk op 2 m - maaiveld aangebracht. Bereken de spanningsverhoging in het midden van de leemlaag als gevolg van de funderingsbelasting en de primaire zettingen en secundaire zettingen van het bouwwerk na 10.000 dagen (zowel voor de grensspanning als na de grensspanning) rekening houdende met de ontgraving voor de kelder.

Antwoorden a. Het verloop van de effectieve korrelspanning uitgaande van een hydrostatische waterdrukverloop kan worden bepaald door berekening van de grondspanning verminderd met de heersende waterspanning. Hierna zijn in tabel- én in grafiekvorm de gevraagde verlopen gegeven.

16

GEOtechniek – april 2010

Diepte

0.00 2.00 2.00 3.00 3.00 5.00 5.00 6.00 6.00 9.00

Laagdikte Volumiek gew. γ n/sat hi [kN/m3] [m]

Er dient rekening te worden gehouden met spanningsspreiding. Hiervoor mag worden uitgegaan van een tangens van 2 : 1 met de vertikaal (v : h). De samendrukkings- en schuifsterkte eigenschappen van de leemlaag zijn als volgt:

2.00

17.0

1.00

20.0

2.00

18.0

1.00

20.0

Eigenschappen leemlaag

3.00

20.0

Laagdikte pg

Op dit terrein wordt een bouwwerk geplaatst bestaande uit twee bouwlagen voorzien van een kelder. Het aanlegniveau van de kelder bedraagt maaiveld - 2,00 m. Voor de fundering is uitgegaan van een fundering op staal, waarbij de kelderbak kan worden beschouwd als oneindig stijf. De afmeting van de kelder bedraagt 5,0 x 5,0 m en de totale representatieve permanente centrische belasting op het aanlegniveau bedraagt 2500 kN.

c. Bereken de hydrodynamische periode van de leemlaag in het bodemprofiel uitgaande van een consolidatiecoëfficiënt cv = 2 m2 /jaar. d. Bereken de draagkracht van de fundering op staal voor de gedraineerde toestand. Hierbij mag worden uitgegaan van een gemiddelde rekenwaarde van effectieve hoek van inwendige wrijving Ƞ'd gelijk aan 300 en effectief volumiek gewicht ȍ'd = 10 kN/m3 over de lagen binnen de invloedszone van bovengenoemde fundering. Verder mogen de factoren sc = sq = sȍ = 1,0 worden aangehouden. Voor de draagkrachtfactoren kunnen onderstaande waarden worden gebruikt. Ƞ'= 30,0 Nc= 30 Nq= 18 Nȍ'= 20

Spanningen voor afgraven terrein en na ontgraven afgraven van terrein Ȝg;i totale grondspanning Ȝw;i waterspanning Ȝk;i oorspronkelijke effectieve verticale korrelspanning Ȝ'k;ontgr effectieve verticale korrelspanning na ontgraven (zonder spanningspreiding)

2,00 52,0

m kPa

C'p

25,0

[-]

C's

650,0

[-]

C'

21,7

[-]

Cp

125,0

[-]

Cs

3250,0

[-]

108,3

[-]

50,0

kPa

0,0

kPa

C Ongedraineerde schuifsterkte fundr;d / cu;d Gedraineerde cohesie c'd Effectieve hoek van inwendige wrijving Ƞ'd

27,5

graden

De samendrukking in zandlagen mag worden verwaarloosd.

e. Bereken de maximale draagkracht van de fundering op staal in ongedraineerde toestand alleen in de leemlaag. Hierbij dient te worden uitgegaan van een ongedraineerde schuifsterkte cu (voorheen fundr) van 50 kPa in de leemlaag. De reductiefactor voor de helling van de belasting ic mag 1,0 worden aangehouden; voor sc, de vormfactor voor de invloed van de cohesie 1,2. f. Controleer op basis van de totale representatieve permanente centrische belasting op het aanlegniveau van 2500 kN, uitgaande van een belastingfactor van 1,2, of de draagkracht van de fundering voldoet.

b. De primaire zettingen en secundaire zettingen zowel voor de grensspanning als na de grensspanning kunnen worden berekend met de onderstaande formules van Koppejan. De totale primaire of consolidatie zetting en de secundaire zettingen kunnen respectievelijk worden berekend met de onderstaande formules:


vraag & antwoord

Laag 1 2 3 4 5

Grondsoort

Diepte

hi

[m - GL]

[m ]

Zand boven grw Zand onder grw Leem

0.00 2.00 2.00 3.00 3.00 5.00 5.00 6.00 6.00 9.00

Zand Zand

γi 3

k [N /m ] 17

2 20 1 18 2 20 1 20 3

σ g ;i [ k Pa]

σw ; i [kPa]

0.0 34.0 34.0 54.0 54.0 90.0 90.0 110.0 110.0 170.0

0 0 0 10 10 30 30 40 40 70

Initieel

Ontgraven

σ 'k ; i [kPa]

σ 'k ; o n t g r [kPa]

0 34 34 44 44 60 60 70 70 100

0 0 0 10 10 26 26 36 36 66

De zettingen van de leemlaag voor de grensspanning kunnen worden berekend met de effectieve spanning na ontgraving en een spanningsverhoging tot de grensspanning met de samendrukkingsparameters voor de grensspanning. Het resterende deel van de spanningverhoging na de grensspanning met de samendrukkingsparameters na de grensspanning. Zie tabel rechtsonder. c. De hydrodynamische periode van de leemlaag in het bodemprofiel uitgaande van een consolidatiecoëfficiënt cv = 2 m2 /jaar kan worden berekend met de formule bij 2-zijdige afstroming: te =_______ T(a x h)2 cv

(Effectieve ) Grond - / wate rd ruk ke n k Pa 0

50

1 00

15 0

200

0

en

1

De spanningsverhoging in het midden van de leemlaag als gevolg van de funderingsbelasting kan worden berekend door het spreidingsoppervlak te berekenen rekeninghoudend met de afmetingen van de fundering, de diepte tot het midden van de leemlaag en de spreidingshoek van 2 : 1 (vert/horz).

2

Diepte in m - MV

3

4

5

Aanlegniveau fundering MV - 2,00 m Afmeting: Breedte 5.00 m Afmeting: Lengte 5.00 m Representatieve vertikale belasting 2500 kN Funderingsdruk 100 kNm2 Belastingspreiding in de ondergrond v/h 2:1 Hoogte midden leemlaag onder fundering 2m

6

7

8

9

10

Ȝg ;i Ȝw ;i

Spreidingsoppervlak belasting op dit niveau Afmetingen op midden kleilaag: Breedte 7.00 m Afmetingen op midden kleilaag: Lengte 7.00 m Representatieve vertikale poerbelasting 2500 kN Spanningsverhoging midden leemlaag 51 kNm2

Ȝ ' k;o n tg r Ȝ ' k;i

waarin: h = laagdikte in m t e = consolidatietijd in jaren c v = consolidatiecoëfficiënt in m2/jaar a = factor voor afstroming; a = 0,5 voor 2-zijdige afstroming, a = 1,0 voor 1-zijdige afstroming T = tijdsfactor; voor bijna 100 % consolidatie bedraagt deze 2,0 De consolidatietijd bedraagt in dit geval 1,0 jaar = 364 dagen. d. De maximale draagkracht van de fundering in gedraineerde toestand kan worden berekend met de formule:

Ȝ'max;d = c'gem;d x Nc x sc x ic + Ȝ'v;z;d x Nq x sq x iq + 0,5 x ȍ'gem;d x b’ x Nȍ’ x sȍ’ x iȍ' Voor de gegeven gemiddelde hoek van inwendige wrijving van 300 bedragen de draagkrachtfactoren als : Ƞ'= 30 Nc= 30 Nq= 18 Nȍ'= 20 De effectieve verticale spanning Ȝ'v;z naast de fundering op het aanlegniveau van de bedraagt in dit geval bij een dekking van 2 m totaal 2 x 17 = 34 kPa. De maximale draagkracht onder gedraineerde condities bedraagt dan:

Ȝ'max;d = 0 x Nc x 1,0 x 1,0 + 34 x 18 x 1,0 x 1,0 Tijd in dagen

10000

Zetting Voor de grens spanning

Zetting Na de grenss panning

σ 'v in kPa 18 prim air 0.017 0.02

σ'v in kPa 52 prim air 0.023 0.03

∆σ ' v in kPa 34 secundair 0.003

∆σ 'v in kPa 17 secundair 0.003

Zetting totaal

prim air 0.040

+ 0,5 x 10,0 x 5,0 x 20 x 1,0 x 1,0 = 1112 kPa

Ȝ'max;d = 0 + 612 + 500 secundair 0.006

totaal 0.046

De maximale rekenwaarde van de draagkracht van de fundering in gedraineerde toestand is dan: Fr;max;d = 5,0 x 5,0 x 1112 = 27.800 kN

Zetting totaal 0.05 m

GEOtechniek – april 2010

17


vraag & antwoord Uit het CGF 1 examen juni 2009

e. De maximale draagkracht van de poerfundering in ongedraineerde toestand in de leemlaag kan worden berekend met de formule:

Ȝ'max;d = (Ț+ 2) x c'u;d x sc x ic + Ȝ'v;z;d De reductiefactor voor de helling van de belasting ic mag 1,0 worden aangehouden; voor sc, de vormfactor voor de invloed van de cohesie 1,2 (vierkante poer). De spreidingshoek van de belasting mag volgens NEN 6744 voor deze berekening maximaal 8o bedragen. Aanlegniveau betonnen bak Maaiveld - 2,00 m Breedte 5,00m Lengte 5,00m Belastingspreiding in de ondergrond 8o met vertikaal Diepte BK kleilaag onder de fundering Maaiveld - 3,0 m

Spreidingsoppervlak belasting op dit niveau Fictieve afmetingen poer bovenkant kleilaag: Breedte 5,28m Lengte 5,28m De maximale draagkracht van de fundering kan worden berekend met de formule: Ȝ'max;d = (Ț+ 2) x c'u;d x sc x ic + Ȝ'v;z;d De effectieve verticale spanning naast de fundering op het aanlegniveau van de bovenzijde leemlaag dient te worden verdisconteerd met het effectieve gewicht (spanning) van het zand onder de fundering (10 Pa) als belasting op de leemlaag dient te worden meegenomen. In dit geval bij een dekking van 2 m is de resulterende effectieve spanning op de leemlaag 2 x 17 + 10 - 10 = 34 kPa, zodat:

Ȝ'max;d = (Ț+ 2) x 50 x 1,2 + 2 x 17 + 10 - 10 = 342,5 kPa De maximale draagkracht van de fundering is dan: Fr;max;d = Ȝ'max;d x Aleemlaag = 342,5 x 5,28 x 5,28 = 9552 kPa

f. Of de draagkracht voldoet kan geschieden door eerst de rekenwaarde Fs;d van de totale representatieve permanente centrische belasting van 2500 kN te bepalen. Uitgaande van een belastingfactor van 1,2 bedraagt de rekenwaarde van de belasting Fs;d = 2500 x 1,2 = 3000 kN. Voorwaarde voor toetsing is: Fs;d < Fr;max;d Uit de berekeningen onder d. en e. blijkt dat de rekenwaarden van de draagkracht zowel gedraineerd als ongedraineerd ruimschoots voldoen (groter zijn).


Xxxxxxxxxxxxxx

agenda 2010  = Organisatie

Symposia / Lezingen

Cursussen Op het moment van drukken van dit nummer waren de volgende cursussen en symposia bekend. Voor een actueel overzicht zie de websites van de diverse cursusaanbieders. Funderingsproblematiek bij houten paalfunderingen en funderingen op staal 22 april  PAO Application of soil improvement on soft soil 7 april  Deltares Funderingen ontwerpen en toetsen met MFoundation 13 april  Deltares Funderingsproblematiek 22 april  Deltares Bronbemalingen van ontwerp tot vergunningsaanvraag 27 april  Deltares Risicomanagement van de ondergrond 18 mei  PAO Ingenieursgeologie in het buitenland 19 mei  PAO Understanding dike safety 25 mei  Deltares

Diepwanden actuele bevindingen 1 juni  PAO Gevorderden cursus MSettle van zettingsversnellende technieken 1 juni  Deltares Isotachen zettingsberekeningen 4 juni  Deltares Setting up a geotechnical soil investigation program 8 juni  Deltares Training for CTP operators 14 juni  Deltares State of the art design for pile foundations 21 juni  Deltares Geobrain: a new generation in data model integration 6 september  Deltares Geotechnical instrumentation for field measurements 7 september  Deltares Toepassen van MWell bij modelleren van bronbemalingen 21 september  Deltares

1e Geotechniek lezingenavond april – Deventer  KIVI/NIRIA Lustrumfeest KIVI NIRIA sectie geotechniek 4 juni – Amsterdam  KIVI/NIRIA Najaarsexcursie Westrandweg september  KIVI/NIRIA Funderingsdag 7 oktober – Ede  Betonvereniging 2e Geotechniek lezingenavond, 24 november – Gouda  KIVI/NIRIA

Internationale Congressen 11th GFI International Conference Geotechnical Challanges in Urban Regeneration 26 - 28 mei – Londen www.geotechnicalconference.com International Geotechnical conference, Geotechnical Challenges in Megacities, 7-10 June – Moskou 2th International Symposium on Service Life Design for Infrastructure 4-6 oktober – Delft

Info & aanmelding Betonvereniging www.betonvereniging.nl +31-(0)182-539 233 COB www.cob.nl +31-(0)182-540 660 CROW www.crow.nl +31-(0)318-695 300 CUR www.cur.nl +31-(0)182-540 600

Delft GeoAcademy www.delftgeoacademy.nl +31-(0)15-269 3752 Deltares www.deltares.nl +31-(0)15-269 3500 Elsevier Opleidingen www.elsevieropleidingen.nl +31-(0)78-625 3888

KIVI NIRIA www.kiviniria.nl +31-(0)70-391 9890 KOAC-NPC www.koac-npc.nl +31-(0)55-543 3100 NGO www.ngo.nl +31-(0)30-605 6399 NSTT www.nstt.nl +31-(0)182-567 380

PAO www.pao.tudelft.nl +31-(0)15-278 4618 PLAXIS www.plaxis.nl +31-(0)15-251 7720 SBR www.sbr.nl +31 -(0)10 - 206 59 94 TI-KVIV www.ti.kviv.be +32-(0)3-260 0840

Zit elk kwartaal klaar...

...voor vakblad Vitruvius met de nieuwste kennis op erfgoedgebied. Ontvang als abonnee 4 keer per jaar het fraaie vakblad Vitruvius in uw brievenbus. Neem contact op met Uitgeverij Educom: 010-425 6544, info uitgeverijeducom.nl.


Normen en Waarden

Grenswaarden voor trillingen: de juiste waarde? Deze rubriek besteedt aandacht aan de nationale en internationale normontwikkeling in de breedste zin van het woord. In deze bijdrage wordt aandacht besteed aan de grenswaarden die ten grondslag liggen aan de huidige richtlijnen voor evaluatie van trillingen. Deze rubriek verschijnt onder verantwoordelijkheid van de redactie van Geotechniek en komt tot stand met medewerking van leden van (norm)commissies. De SBR meet- en beoordelingsrichtlijn ’Trillingen’ geeft aan welk trillingsniveau in een belending toelaatbaar is. De richtlijn bestaat uit drie delen die ingedeeld zijn naar de gevolgen van trillingen: schade aan het pand, hinder voor de gebruikers of verstoring van bedrijfsprocessen. De eerste twee delen hebben zich in minder dan twee decennia praktisch tot een norm ontwikkeld. Voor het derde deel over de verstoring van processen geldt dit juist niet. Dat is niet zo gek. Schade aan processen treedt vrijwel uitsluitend op bij productieprocessen. De betreffende bedrijven hebben zelf een direct belang om trillingen die problemen veroorzaken aan te pakken. Het is dus direct duidelijk wat de baten van maatregelen zijn en niet onbelangrijk, voor wie die zijn. Daarvoor is nauwelijks een richtlijn nodig. De delen voor schade en hinder staan echter juist midden in het maatschappelijke spanningsveld. De veroorzaker van de trillingen kan niet uitwijken naar een rustiger locatie. Er zijn vrijwel altijd vele partijen die mogelijk hinder of schade ondervinden. De baten van het verminderen of voorkomen van trillingen zijn veel diffuser. Wanneer wegen de kosten nog op tegen de baten? Er zijn duidelijk verschillende gebruikersgroepen voor elk deel van de richtlijn. De schade problematiek speelt vooral voor aannemers een rol. Slopen en bouwen veroorzaakt trillingen. Omdat dit tijdelijk is, valt er vaak wel met beperkte hinder te leven. Schade moet voorkomen worden.

20

GEOtechniek – april 2010

Hinder speelt vooral een rol bij de exploitatie van infrastructuur. Over een gebruiksperiode van 50 of 100 jaar is hinder nauwelijks toelaatbaar. De richtlijn voor het beoordelen van trillingen op het aspect hinder is dan ook kind aan huis bij de beheerders van wegen en spoorwegen. Het verminderen van trillingen kost geld. Tot hoe ver wil de maatschappij daarmee gaan? De grenswaarde die wordt aangehouden heeft hier natuurlijk een directe relatie mee. Maar ook de onzekerheden die inherent zijn aan de gebruikte voorspelmethode beïnvloeden de kans op schade en hinder. Alle prognoses, of ze nu gemaakt worden op basis van ervaring, vergelijking met metingen, analytische modellen en/of geavanceerde berekeningen, hebben een behoorlijke onzekerheid. Aangezien de grootte van deze onzekerheid onbekend is, kan op basis van een prognose niet aangegeven worden wat de kans op schade of hinder werkelijk is. Bij een lagere norm besteden we meer geld aan het voorkomen van schade en hinder, terwijl dat achteraf dan vaker niet nodig was. Bij een hogere grens wordt het goedkoper, maar ontstaat er meer schade en hinder. Voor een maatschappelijk effectieve norm voor toelaatbare schade en hinder zijn dus zowel goede rekenmodellen als goede grenswaarden nodig. De afgelopen jaren zijn er twee DC-COB commissies (TC 131) actief geweest:

 De commissie Bouw: schade problematiek bij bouwtrillingen.  De commissie Verkeer: hinderproblematiek bij trillingen door spoorverkeer. De commissie Bouw heeft zich bezig gehouden met de schade problematiek door bouwtrillingen. Om de onzekerheid in de voorspellingen te verkleinen verzamelen zij ervaringen in een (GeoBrain) database. Met de resultaten in de database kan de betrouwbaarheid van prognose modellen bepaald en verbeterd worden. Hiervoor zijn veel voldoende gedocumenteerde metingen nodig. De commissie kijkt ook naar de grenswaarden in de richtlijn voor schade. Volgens de toelichting op de richtlijn hoort de grenswaarde voor de trillingssnelheid bij een kans op scheurvorming in metselwerk van ongeveer 1%. Er zijn geluiden dat de richtlijnen te streng zijn, maar ook geluiden dat ze juist te soepel zijn. De database is operationeel en zal gevuld worden door de geotechnische gemeenschap. Ook is er een prognose programma voor het intrillen van damwanden beschikbaar, dat in de toekomst kan leren van de ervaringen in de database. Mogelijk blijkt hieruit dat de gebouwindeling in drie categorieën te grof is. Misschien is de staat van de fundering of de aanwezigheid van uitbouwen veel belangrijker. Of is de meeste schade misschien vooral esthetische schade, die goed en goedkoop hersteld kan worden? De metingen zullen het uitwijzen. De commissie Verkeer heeft een aanzet gegeven


Normen en Waarden tot een (eenvoudige) Standaard Reken Methode voor Trillingen bij railinfrastructuur. Momenteel is de commissie bezig met de metingen, die de noodzakelijke empirische invoer moet leveren. De commissie onderzoekt ook wanneer er sprake van hinder is. Welke streefwaarden moeten hiervoor gelden? De oorspronkelijke streefwaarden zijn in de loop der jaren steeds meer als normwaarde gaan functioneren. De huidige richtlijn stelt dat een voelbare trilling hinder kan veroorzaken. De streefwaarde zit dan ook dicht bij de gevoelsdrempel, het trillingsniveau dat door 15% van de mensen gevoeld wordt. Maar voelen is wat anders dan hinder ervaren. Er blijkt weinig onderzoek beschikbaar over de beleving van hinder en er zijn ook nog eens grote verschillen onderling. Er is nog weinig bekend van het effect van verschillende trillingsbronnen die tegelijk werken, of over de invloed van trillingen op slaapverstoring. Nader onderzoek hiernaar voor de Nederlandse situatie is zeer wenselijk. Het huidige onderscheid tussen een bestaande, gewijzigde en een nieuwe situatie wordt in de

praktijk als erg lastig ervaren. Bij een nieuwe situatie zijn de eisen strenger dan bij een bestaande situatie. Bij een gewijzigde situatie wordt minimaal een â&#x20AC;&#x2122;stand stilâ&#x20AC;&#x2122; geëist en moet er voldaan worden aan de eisen van een bestaande situatie. Nu zijn soms reducerende maatregelen nodig terwijl er geen klachten zijn. Zouden we misschien moeten overgaan naar het â&#x20AC;&#x2122;alaraâ&#x20AC;&#x2122; principe: as low as reasonably achievable binnen een onder- en bovengrenswaarde? Daarmee zijn we weer aangekomen bij de afweging tussen de kosten en de baten. De twee DC-COB commissies hebben de prognoses en toetswaarden verbeterd, maar ze zijn er nog niet helemaal uit. De discussie over de maatschappelijke kosten en baten is echter nog niet gevoerd. Geen ramp, de huidige richtlijnen voldoen prima. Misschien kan het beter, maar momenteel weet niemand hoe.

Trillingsapparatuur wordt nagenoeg standaard toegepast bij intrillen van damwanden.

Meer informatie: SBR richtlijnen Trillingen (2006) zie www.sbr.nl Database trillingen zie www.geobrain.nl Onderzoek trillingen zie www.cob.nl

4USVLUPO&OHJOFFSJOHJTFFOBNCJUJFVTJOHFOJFVSTCVSFBVWPPSPOUXFSQ FOHJOFFSJOHFOBEWJFTJOEF (88FO#6TFDUPS)FUBDDFOUWBOPO[FBDUJWJUFJUFOMJHUPQJOGSBTUSVDUVSFMFLVOTUXFSLFO [PBMT UVOOFMT CSVHHFO WJBEVDUFOFOBRVBEVDUFO%BBSOBBTUSJDIUFOXFPOTPQVUJMJUFJUTCPVX [PBMTLBO UPSFO TDIPMFO GBCSJFLTIBMMFOFOQBSL LFFSHBSBHFT

4U LUPO&OHJOFFSJOHJTIoUDJWJFMFOCPVXUFDIOJTDIJOHFOJFVSTCVSFBVCJOOFOEF4U LUPO(SPFQFONBBLU POE8 FSFE[FJKFOMWVPJPUSWBBMOUI4VUJTJOLUDPPON$ QMJFWYJFFMQSPKFDUFOFOPNHFWJOHFO0QIFUHFCJFEWBOBEWJTFSJOHCFTUSJKLFOXFTQFDJ¾FLFWBLHFCJFEFO [PBMTCFUPODPOTUSVDUJFT TUBBMDPOTUSSVDUJFT HFPUFDIOJTDIFDPOTUSVDUJFTFOCFUP POUFDIOPMPHJF5FWFOTWPFSFOXFIBBMCBBSIFJET BOBMZTFTVJUFOBEWJTFSFOXFPWFSSJTJDPQSP¾FMFOCJKBBOCFTUFEJOHTUSSBKFDUFO7PPSPO[F7BLHSPFQ(FPUFDIOJFL TUBOEQMBBUT 6USFDIU [JKOXJKPQ[PFLOBBSFFO

Hoofd V Vakgroep a akgr ak oep Geotechniek FOFFO Geotechnicus *OEF[FGVODUJFTPOUXFSQKF[FMGTUBOEJHFOJOUFBNWFSCBOEDPNQMFYFHFPUFFDIOJTDIFDPOTUSVDUJFT"MT)PPGE7BLHSPFQCFOKFWPPS POHFWFFSWBOKFUJKEBDUJFGNFUMFJEJOHHFWFOBBOFFOWBLHSPFQNFUDJSDBNFEFXFSLFST%F[FGVODUJFTCJFEFOWPPSJFNBOENFU HFPUFDIOJTDIFCBHBHFFFOVOJFLFLBOTPNBBOVJUEBHFOEFQSPKFDUFOUFXFSLFONFUHFESFWFODPMMFHBµT 4USVLUP PO&OHJOFFSJOHCW 1PTUCVT #".BBSTTFO 5    '    XXXTUSVLUPOFOHJOFFSJOHOM

#FOKFHFuOUFSFTTFFSE -FFTEBOPQPO[FXFCTJUFVJUHFCSFJEPWFS EFJOIPVEFOFJTFOWBOEF[FGVODUJFT7PPSNFFSJOGPSNBUJFPWFS EF[FGVODUJFTLVOKFDPOUBDUPQOFNFONFU+BOWBO%BMFO UFMFGPPO PGTUVVSFFONBJMNFUKPVXNPUJJWBUJFFO$7OBBS .BSDFM7BEFS 10BEWJTFVS NBSDFMWBEFS!TUSVLUPODPN +FPOUWBOHUEJSFDUFFOSFBDUJF


Afdeling Geotechniek

KIVI NIRIA

Verslag Ledenraadvergadering Op 10 februari werd in Amsterdam de Algemene Ledenraadvergadering van de afdeling geotechniek gehouden. De vergadering werd gecombineerd met een excursie naar de werkzaamheden voor de Noord/Zuidlijn, in en om het Centraal Station in Amsterdam. Met circa 51 deelnemers was de opkomst hoog. De presentatie over de afdeling werd gehouden door achtereenvolgens Mandy Korff, Egbert Teunissen en William van Niekerk. Een aantal punten uit de presentatie worden hier kort belicht:  Aantal leden stabiliseerde ten opzichte van 2008 en is nu 756.  In 2010 zullen drie bestuursleden afscheid nemen. Inmiddels zijn vervangers gevonden: zie tabel.  In 2009 zijn de Proffesional Development Hours (PDH's) met succes geïmplementeerd in de diverse door de afdeling erkende vakgerichte opleidingen;  In 2009 heeft de afdeling een financiële bijdrage geleverd aan:

 Organiseren van activiteiten;  Blad geotechniek;  Geoimpuls;  Upgraden van de CGF cursussen;  Uitwisselen van kennis met de internationale society (ISSMFE) en de YGCE (jonge ingenieurs). De eerste spreker van het niet officiële gedeelte was Niek Joustra van Royal Haskoning. Niek hield een algemene inleiding van over de werkzaamheden rondom CS. Carlo Bosma van Strukton is nader ingegaan op de bijzondere funderingstechnieken zoals de sandwichwand en de MT-palen. De geïnteresseerde lezer wordt verwezen naar het artikel in Geotechniek nr. 2, 2006). Beide presentaties waren een nuttige introductie voor het meest interessante gedeelte: een bezoek aan de bouwput Voorplein en de zinksleuf onder het station. Een spectaculairder moment voor een bezoek aan Bouwput Voorplein was niet mogelijk geweest omdat de put juist tot einddiepte (ca. mv 20 m) was ontgraven en de put aan de bovenzijde niet was afgedicht.

Voorzitter Vice voorzitter Secretaris Penningmeester Programmacom. Lid Lid Lid Lid Lid

Op de foto is dit goed te zien. Onder het centraal station kon een goed beeld worden verkregen van het natte ontgraven van de zinksleuf. Een complicerende factor hierbij is de aanwezigheid van de oude houten funderingspalen. Zoals bij de diverse werkzaamheden onder het station is hiertoe nieuw materieel ontwikkeld om de werkzaamheden in de kleine ruimte uit te kunnen voeren. Terug in het expo center hield Jan van Dalen van Strukton een lezing over de bevindingen en aanbevelingen van de CUR/COB commissie over diepwanden. Jan schetste een helder beeld over de huidige problematiek met betrekking tot lekkende diepwanden. Een eenduidige oplossing voor het probleem wordt vooralsnog niet gegeven maar met een combinatie van maatregelen (kenmerken wapening, aanbevelingen voor ontzanden bentoniet, borstelen van voegen, aangepaste afstandhouders) in combinatie met een calamiteitenplan denkt de commissie de kans op lekkage te kunnen minimaliseren. Of deze aanbevelingen in de praktijk toereikend zullen zijn zal over enkele jaren duidelijk worden bij het project van Marc Everaars (Grontmij): Tunnel Spoorzone Delft. Ook bij dit project zal de diepwandtechniek worden toegepast bij het maken van de bouwkuip wanden op korte afstand van

Bezoek bouwkuip voorplein Amsterdam CS

22

GEOtechniek – april 2010

William van Niekerk Mandy Korff Erwin de Jong Egbert Teunissen Rene Beurze Joost van der Schrier Vervangt Martin de Kant Paul Cools Marc Phelig Vladimir Thumann Vervangt Ronald Brinkgreve Jochem van der Meulen Vervangt Paul Spruit

Bam Infraconsult Deltares VWS geotechniek Witteveen + Bos Volker Infra Design Royal Haskoning Rijkswaterstaat Fugro Gemeentewerken R'dam De Ondergrondse

op staal gefundeerde gebouwen langs de Phoenixstraat. Marc besprak de geotechnische en geohydrologische aspecten en ging daarbij onder meer in op de risico's en geplande beheersmaatregelen. Dit jaar bestaat de afdeling voor geotechniek 60 jaar. We attenderen u op het Lustrumfeest op 4 juni in Amsterdam. De leden ontvangen tijdig een uitnodiging.

Nanotechnologie Egbert Teunissen Bij het woord nanotechnologie rollen de beleidsmakers in den Haag over elkaar heen, de superlatieven daarbij van ’Nederland kennisland’ zijn niet van de lucht. De geldstromen gieren die richting uit en de universiteiten die onderzoek op dat gebied uitvoeren, zien hun budgetten stijgen. De wind die in het universitaire wereldje waait is nano gericht, beleidsmakers zijn nano-minded. De leegte achter deze storm wordt zichtbaar bij de technische universiteiten, met studierichtingen als civiele techniek en dus ook de geotechniek. Men meent dat deze disciplines uitontwikkeld zijn; hun volwassendom hebben bereikt; er is geen research meer nodig. Kortom de opleidingen kunnen worden gedecimeerd, vakgroepen verdwijnen en professo-


ren zijn niet meer nodig, laat staan wetenschappelijk onderzoek. Geld wordt nu bij bedrijfsleven, lagere overheden en brancheverenigingen opgehaald om de opleidingen te behouden. Nu kunnen we als geotechniek-community wel allemaal naar Den Haag kijken, maar het is aan ons om de ministeries er van te overtuigen dat wij een grote meerwaarde hebben. Geotechniek is een jonge sectie, de afdeling Geotechniek van KIvI-NIRIA bestaat pas 60 jaar en de ontwikkelingen in ons vakgebied zijn voor ons wel zichtbaar. De risico's van budgetoverschrijding, tijdsover-

schrijding, schade aan belendingen zitten in de ondergrond. Rijkswaterstaat onderkent dit en onderstreept onderzoek op dit punt van harte met Geoimpuls. In de U-bouw en GWW wereld zit 85% van de bouwkosten boven de grond, 15% onder de grond, maar de risico's liggen andersom, 85% in de ondergrond. We hebben als Geotechniek nog een lange weg te gaan, onze predictiemodellen zijn al beduidend beter dan in de jaren 80, maar nog niet nauwkeurig genoeg. Ons imago is niet best, zeker in vergelijk met de medische wereld. Bouwen in de stedelijke

Afdeling Geotechniek

KIVI NIRIA

omgeving is te vergelijken met een medische ingreep. Werd 20 jaar geleden bij een meniscusoperatie je halve knie opengehaald, nu kan dat met 2 kleine incisies, terwijl je hangt aan 15 monitoren die de chirurg begeleiden bij zijn ingreep.

terwijl het CS doorademt. Wij werken en ontwerpen in de geotechniek met doorlatendheden in de orde van 10-8 tot 10-12 m/s. Als dat geen nanotechnologie is.... Laten we ons positief verenigen als bouw- en ingenieurs branche en onze beleidsmakers er van overtuigen, dat wij de onmisbare schakel zijn in het comfortabel en uiterst efficiënt inrichten van onze spaarzame levensruimte. Nu zijn we nog te veel de onzichtbare schakel. Geotechniek is meer dan nanotechnologie. 

Online monitoring bij bouwprojecten neemt toe. De technieken ontwikkelen door, maar zijn voor de buitenwereld nauwelijks zichtbaar. Laat zien hoe geavanceerd een civiele operatie is, desnoods live televisie op het ’Canal Technique’; Laat zien hoe onze chirurgen onder het CS van Amsterdam doorgraven,

KIVI NIRIA is dé 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 - 14 uur), E-mail kiviniria@tue.nl www.kiviniria.nl

Netwerk en Communicatie De Afdeling Geotechniek vormt een netwerk van mensen werkzaam op het vakgebied, mensen die het vak studeren en andere geïnteresseerden. 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.


CUR Bouw & Infra Info Diepwanden

Leren van geotechnisch falen De gelijknamige CUR-commissie heeft op de Geotechniekdag van 5 november jl. een eerste verslag gedaan. Inmiddels heeft de commissie haar werkzaamheden afgerond, en is het resultaat beschikbaar als CUR-publicatie 227 ’Leren van geotechnisch falen’. Het onderzoek is gestart als een case onderzoek: zes projecten waarbij schade is opgetreden zijn geanalyseerd om de oorzaken van dat falen vast te stellen. Deze zijn bij het onderzoek gerubriceerd op drie niveaus in vijf categorieën: 1. Het microniveau, omvattende oorzaken terug te voeren tot fouten van de professional (a) en falende techniek (b). 2. Het mesoniveau omvattende oorzaken gelegen in de organisatie(c). 3. Het macroniveau, omvattend oorzaken voortkomend uit het systeem en de cultuur van de bouwsector (d) en externe factoren (e). Het resultaat van het onderzoek leidt tot verrassende conclusies en aanbevelingen, die direct toepasbaar zijn. Nieuwsgierig? Bestel deze publicatie via de webwinkel van CURNET (www.curnet.nl) voor € 40,-. Meer info: fred.jonker@curbouweninfra.nl

24

GEOtechniek – april 2010

Deze gezamenlijke COB / CUR Bouw & Infra commissie is voortvarend aan de slag om een state-ofthe-art publicatie te maken waarin alle relevante ontwerp- en uitvoeringsaspecten aan de orde komen. De commissie, onder voorzitterschap van ing. J.H. Jonker (Movares), heeft inmiddels het grootste deel van haar werkzaamheden klaar. De COB / CUR B&Ipublicatie wordt verwacht rond de zomer 2010. Meer weten: fred.jonker@curbouweninfra.nl of klaas-jan.bakker@cob.nl

Ontwerprichtlijn voor niet geheide verankeringssystemen onder onderwaterbetonvloeren CUR commissie C152 heeft een langdurig traject achter de rug, om te komen tot een richtlijn die breed binnen de sector wordt gedragen. Het proces bevindt zich in een afrondende fase. Verwacht wordt dat de CUR-richtlijn rond de zomer 2010 beschikbaar is. Meer weten: fred.jonker@curbouweninfra.nl

Kennis Funderingen en Bouwputten Vanuit het beëindigde Delft Cluster programma Nieuw perspectief in Funderingen en Bouwputten werken CUR Bouw & Infra, COB en Deltares samen aan het opzetten van een vervolgprogramma in het kennisdomein Funderingen en Bouwputten. Dit kennisprogramma Funderingen en Bouwputten in de Praktijk gaat zich richten op twee pijlers: ’kennistransfer’ en ’kennisdoorwerking’. In de programmapijler ’kennistransfer’ staan de volgende onderwerpen op de shortlist:  Richtlijn testen van paalfunderingsystemen.  Richtlijn ontwerp, aanleg, instandhouding en ontmanteling van

bouwputten  Richtlijn toepassing grondstabilisatie technieken  Richtlijn toepassing groutankers  Verkenning nieuwe sondeermethodieken In de programmapijler ’kennisdoorwerking’ zullen praktijkcommissies de doorwerking van nieuwe richtlijnen in de praktijk gaan volgen en daar waar nodig bevorderen. De werkzaamheden van de praktijkcommissies vormen de basis voor tijdige actualisatie van de richtlijnen. Een tweetal praktijkcommissies is in beeld:  Praktijkcommissie Snelle paaltesten.  Praktijkcommissie Meten en Monitoren van Bouwputten. De komende maanden worden met partijen in het kennisdomein Funderingen en Bouwputten verkennende gesprekken gevoerd om het nieuwe programma verder vorm te geven. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

van het rapport en de daaraan gekoppelde praktijktest vragen meer tijd dan gedacht. Eind maart 2010 zal de laatste commissievergadering plaats vinden. Daarna volgt de laatste redactieslag en het drukproces. Verwacht wordt dat de richtlijn eind 2e kwartaal 2010 in drukvorm beschikbaar zal komen. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Commissie Door grond horizontaal belaste palen De ontwerprichtlijn ’Door grond horizontaal belaste palen’ bevindt zich in de laatste fase van het afrondingsproces. Op basis van de opgedane ervaringen in het op 1 december 2009 gehouden avondcollege in Woerden is een aantal aanpassingen in het rapport doorgevoerd. De richtlijn wordt nu geredigeerd en zal eind maart/ begin april 2010 in drukvorm verschijnen. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Blijvend Vlakke Wegen Commissie Axiaal belaste palen Het CUR/Delft Cluster rapport Axiaal Belaste palen zal eind april/ begin mei 2010 in drukvorm beschikbaar komen. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Commissie Meten en Monitoren van Bouwputten Het CUR/DelftCluster rapport ’Meten en monitoren van bouwputten’ is – als alles volgens plan is verlopen – inmiddels beschikbaar. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Commissie Snelle Paaltesten De werkzaamheden aan de richtlijn ’Snelle Paaltesten’ hebben enige vertraging opgelopen. De afronding

Het CUR/CROW/Delft Cluster programma ’Blijvend Vlakke Wegen’ zal de komende maanden geleidelijk overgaan in het nieuwe CUR/ CROW kennisprogramma ’Blijvend Vlakke Wegen in de Praktijk’. Met een groot aantal partijen in het kennisdomein worden thans verkennende gesprekken gevoerd over opzet en inhoud van het programma. Aansluiting wordt gezocht bij belangrijke ontwikkelingen in het kennisdomein, de Rijkswaterstaat initiatieven Geo-Impuls en het Kenniscentrum Wegen en Constructies. Ook in dit kennisprogramma wordt, naast transfer van nieuwe kennis, sterk het accent gelegd op toepassing en kennisdoorwerking in de praktijk. In de programmalijn ’kennisdoorwerking’ zijn voorlopig de volgende onderpen opgenomen:  Praktijkcommissie Paalmatrassystemen


CUR Bouw & Infra Info  Praktijkcommissie Horizontaal belaste palen In de programmalijn ’kennistransfer’ zijn voorlopig de volgende onderwerpen opgenomen:  Richtlijn Grondonderzoek in de Tenderfase, fase 2  Richtlijn toepassing grondstabilisatietechnieken  Halftime aanleg weginfrastructuur Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Commissie Paalmatrassystemen De ontwerprichtlijn ’Paalmatrassystemen’ is inmiddels beschikbaar.

Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Grondonderzoek (in de tenderfase) De eerste fase van het werkplan, grondonderzoek voor lijninfrastructuur, wordt de komende maanden afgerond. Doordat er, mede op basis van financiering uit het Rijkswaterstaat Geo-Impuls programma, voldoende middelen beschikbaar zijn om ook fase twee van het werkplan, nadere projecten in de GWW, uit te voeren wordt fase twee nu ter hand genomen. Inmiddels is fase 2 opgestart. Dit betekent dat de bereikte resul-

taten uit de eerste fase niet in druk, maar alleen digitaal beschikbaar zullen komen. Naar verwachting zal de volledige richtlijn ’Grondonderzoek in de tenderfase’ eind 2010 beschikbaar komen. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Postbus 420 2800 AK GOUDA Bezoekadres Groningenweg 10 2803 PV Gouda Tel. 0182-540620 / 0182-540630 Fax 0182-540621 secretariaat@curbouweninfra.nl www.curbouweninfra.nl


Ing. O. Dijkstra Fugro Ingenieursbureau BV

ir. A.J. van Seters Fugro. Ing.bur. BV

Leren van geotechnisch falen

Case Bouwput Westerhaven te Groningen In dit artikel wordt in het kader van het project Leren van geotechnisch falen ingegaan op de case Westerhaven te Groningen. Achtergronden van het CUR-project zijn gegeven in [1]. Het project gelegen in de binnenstad van Groningen betreft een bouwput van een 4-laags parkeerkelder met afmetingen van 135 x 55 m en een diepte van circa 12 m. De bovenbouw bestaat uit 2 lagen (winkels) en locaal 10 lagen (woningen). Het gebouw is in 2000 gereed gekomen.

Beschrijving van het project en de problemen De bodemopbouw kan als volgt worden geschematiseerd (zie ook de sondering, figuur 2): Bovenkant laag [m tov NAP]

Grondsoort

Maaiveld (ca. NAP + 1,5 m)

Zand, opgebracht (locaal havendemping)

+ 0,5 m á - 2,5 m

Klei, matig slap

- 6,5 m

Zand, eerste zandlaag, matig fijn tot zeer fijn, matig vast tot zeer vast (Pleistoceen, voorbelast door landijs)

- 18,5 m á - 29,5 m Klei, zeer vast (potklei), zeer wisselende dikte; locaal niet aangetroffen - 29,5 m á - 31,5 m Zand, tweede zandlaag, matig fijn tot zeer grof, vast tot zeer vast

De grondwaterstand en stijghoogte bevonden zich op NAP + 0,5 m (freatisch), NAP - 0,5 m (eerste watervoerende pakket) en NAP - 1,0 m (tweede watervoerende pakket).

Constructie van de bouwput De fundering is uitgevoerd als fundering op staal. Op een niveau van circa 1 m onder het peil van de -4-vloer (bestrating) zijn funderingsstroken aangebracht van gewapend beton. Deze fundering op staal gaf geen problemen. De kelder is uitgevoerd als polder, waarbij de potkleilaag werd benut als waterafsluiting. Deze polder is rondom begrensd door een cement-bentonietwand met een dikte van 500 mm. In de cement-bentonietwand is een stalen damwand ingehangen. De stalen damwand is geplaatst tot NAP - 17,5 m á - 19,5 m (gestaffeld)

26

GEOtechniek – april 2010

Figuur 1 Stalen damwand in cement bentoniet afgehangen met verankering en stempels.

en doet niet alleen dienst als grondkering maar ook als extra waterkering. De stalen damwand werd op 2 niveaus horizontaal ondersteund door ankerrijen. De ankers werden geplaatst in de eerste zandlaag onder een hoek van 30 graden. De cement-bentonietwand is tot minimaal 1 m onder de bovenzijde van de potkleilaag geplaatst, d.w.z. tot een niveau van circa NAP 32 m. In figuur 3 is de constructie van de wand geschetst. De potklei is in het algemeen bijzonder waterremmend en daardoor zeer geschikt om een polder mogelijk te maken. Uit uitgebreid onderzoek vooraf was echter gebleken dat de potklei laag locaal dun was (0,3 tot 0,6 m) en soms zelfs helemaal ontbrak (over circa 5% van het oppervlak van de kelder). Daarom is ter verkrijging van een nagenoeg waterdichte polder het gat in de potkleilaag door middel van injecteren met waterglas afgedicht. Tezamen met de waterkering rondom zou dit moeten leiden tot een waterbezwaar van circa 5 m3/uur. Door toepassing van de kelder als polder (zie figuur 3) kon worden voorkomen dat de kelder moest worden uitge-

voerd als betonnen bak in combinatie met trekvoorzieningen. Dit betekende een enorme besparing.

Organisatie van het project De projectorganisatie is geïllustreerd met het relatieschema in figuur 5. De initiatiefnemer had een projectontwikkelaar aangetrokken, die verantwoordelijk was voor het ontwerp en opdracht gaf aan de hoofdaannemer voor de bouw. De organisatie van het project werd echter gecompliceerd, doordat de hoofdaannemer het maken van de bouwput had uitbesteed aan een onderaannemer, die vervolgens verschillende onderaannemers ten behoeve van het maken van de grond- en waterkering en het grondwerk inschakelde. De coördinerende onderaannemer voor de bouwput had zelf beperkte kennis van het maken van een bouwput in bebouwde omgeving. Bovendien was de ontwerper van de grondkering voor de projectontwikkelaar ook weer de aannemer van de grondkering als onderonderaannemer. Er is dan geen onafhankelijke controle van het ontwerp meer mogelijk. Het


Leren van geotechnisch falen ontwerp werd slechts op onderdelen gecontroleerd. Er was geen partij volledig verantwoordelijk voor het ontwerp (grondkering, fundering en bemaling).

Nadere beschouwing van de geotechnische aspecten Tijdens de constructie van de bouwput trad een aantal problemen op:  Verzakking van de omgeving door het graven van de cement-bentonietwand;  Te veel vervorming van de grondkering;  Te veel lekkage van grondwater;  Te grote verlaging van de grondwaterstand in de omgeving.

Verzakking omgeving door graven cement-bentonietwand De belendingen bevonden zich op een afstand van 10 m vanaf de grondkering. In een pakket met door landijs voorbelaste zandlagen werd een cement-bentonietwand tot grote diepte (33 m) geplaatst. Het bleek lastig om de sleuf schoon te houden tot aan de onderzijde. Er zette zich locaal zand af op de bodem van de sleuf. Aangezien ondanks opschonen locaal geen cement-bentoniet aanwezig was, ontstond horizontale waterlekkage naar de bouwput. De cement-bentoniet in de sleuf werd over een grote strekkende lengte (25 m) en gedurende een lange tijd (tot 1 week) in beweging gehouden.

Figuur 2 Sondering.

Figuur 3 Schematische doorsnede van de bouwput.

Figuur 4 Ontgraven van de bouwputpolderconstructie.

GEOtechniek â&#x20AC;&#x201C; april 2010

27


Leren van geotechnisch falen Door het graven van de sleuf over zo'n grote lengte werd een forse ontspanning van de ondergrond veroorzaakt, waardoor de omgeving verzakte. Met name fundamenten binnen de ’actieve wig’ vertoonden een forse zakking (tot 75 mm). De grond in de actieve wig, die zich uitstrekte tot circa 18 m vanaf de wand, verzakte circa 150 mm. De ontspanning en verzakking van de grond hadden tot gevolg dat belendingen beschadigden en scheuren ontstonden in het asfalt. Er ontstond een situatie die dermate kritiek was, dat in belendingen voorzieningen noodzakelijk waren om calamiteiten te voorkomen. Ook moesten door reeds opgetreden verzakkingen de eisen met betrekking tot vervormingen door ontgraving worden aangescherpt.

Te veel vervorming van de grondkering Uit hellingmetingen en sonderingen bleek dat het ontwerp van de aannemer niet voldeed: de grondkering verplaatste meer dan 100 mm horizontaal. Een stempellaag bleek noodzakelijk en deze werd aangebracht (zie figuur 1). Locaal moest daarnaast nog een 3e ankerrij worden geïnstalleerd. Toen de stempels na het storten van de -3 vloer zouden worden verwijderd, bleek dat sommige keggen ter plaatse van de aansluiting van de onderste ankerrij met de wand bezweken. Daarop is besloten om de stempels pas te verwijderen nadat ook de -2 vloer was aangebracht.

Te veel grondwater lekkage Uit de pompproef na het ’sluiten’ van de wand bleek dat er teveel grondwater in de put stroomde (15 tot 20 m3/uur in plaats van de vereiste

Figuur 5 Organisatieschema.

maximaal 10 m3/uur) en dat er buiten de put teveel verlaging van de grondwaterstand optrad. Een omvangrijk onderzoek werd uitgevoerd naar de oorzaak hiervan. Er zijn 5 extra pompproeven uitgevoerd. Tijdens deze pompproeven werd de stijghoogteverlaging binnen de nog niet ontgraven put constant gehouden, en de stijghoogteverlaging in het eerste zandpakket buiten de put gemeten. Gebruik werd gemaakt van peilbuizen bovenin het eerste zandpakket en waterspanningssonderingen met een speciale waterspanningsconus. Hiermee kon worden vastgesteld dat de verlaging van de stijghoogte buiten de bouwput maximaal was op een diepte van circa NAP 28 m, juist boven de potkleilaag. Uit de metingen bleek ook dat de stijghoogte aan de buitenzijde locaal meer dan 50% de verlaging in de bouwput volgde. Vanwege het ontwerp van de kelder als polder mocht er slechts maximaal 10 m3/uur lekkage optreden, waarbij deze lekkage zowel via de wand als door de potkleilaag kon zijn veroorzaakt. Uit de metingen bleek, dat de waterdichtheid van de potklei-afdichting voldeed, echter de waterdichtheid van de wand was onvoldoende. Daarom werd getracht om de lekkage van de wand door middel van injecteren van waterglas en door jetgrouten te stoppen. Ondanks grote inspanningen nam de lekkage globaal met minder dan 50% af, hetgeen verband houdt met de grote oppervlakte van de wand en de omvang van de lekkage. Door het injecteren en jetgrouten kon het waterbezwaar wel worden gereduceerd tot onder de vereiste 10 m3 /uur.

Opdrachtgever, Initiatiefnemer Ontwerp bouwput -grondkering / damwandontwerp

Projectontwikkelaar

Geotechnisch/Geohydrologisch ontwerp polders, fundering, grondonderzoek, metingen Constructeur (ontwerp constructie)

Directievoering Hoofdaannemer

28

GEOtechniek – april 2010

Onderaannemer grondkering en injecteren

Tijdens de aanleg bleek, dat er uiteindelijk in de permanente toestand een grondwaterstand verlaging in het 1e watervoerend pakket van 1,5 m optrad. Dit was ongewenst gezien de mogelijke additionele schade door zettingen ten gevolge van deze lagere waterstand. In het 2e watervoerend pakket was een waterstand van 0,5 m lager dan in het 1e watervoerend pakket aangetroffen. De grotere dan gewenste verlaging van de grondwaterstand in het 1e watervoerend pakket buiten de put werd uiteindelijk gecompenseerd door het kortsluiten van de zandlagen onder en boven de potkleilaag. Er werden grote diameter filters geplaatst tot een diepte van circa 45 m op plaatsen direct buiten de put. Hierdoor kon de verlaging van de stijghoogte worden gereduceerd tot een acceptabele waarde van circa 0,75 m, beperkt genoeg om het risico van doorgaande verzakkingen van de omgeving te voorkomen. Dit is een opmerkelijke maatregel, die alleen kon worden genomen vanwege de goede waterdoorlatendheid van het tweede watervoerende pakket en doordat de stijghoogte in het tweede watervoerende pakket van nature niet te veel lager staat dan in het eerste watervoerend pakket.

Vertraging van het werk Door de oplossingsgerichte instelling van de betrokken partijen werden de problemen daadkrachtig opgelost, waardoor de vertraging van de bouw tot een minimum kon worden beperkt. Gezien de enorme omvang van de problemen was echter een forse vertraging onontkoombaar. Deze vertraging betrof globaal een half jaar door de waterlekkage – pompproeven, injectie – en een half jaar extra door de vervormingen in de omgeving-schade verhelpen, extra stempels.

Oorzaken van het falen Bij het maken van de bouwput Westerhaven is sprake van geotechnisch falen op het gebied van vervormingen van de bouwputwand en lekkage van de polderconstructie. Wat betreft de oorzaken kan onderscheid worden gemaakt in de niveau's van de professional, de projectorganisatie en de sector [1].

Niveau van de professional

Onderaannemer bouwput

Bemaler Onderaannemer

Grondwaterstand in het 1e watervoerend pakket

Grondwerk Onderaannemer

Er is bij het ontwerp van de grondkering gerekend met de vastheid van de ondergrond zoals aangetroffen tijdens het grondonderzoek. Er is geen rekening gehouden met ontspanning van de ondergrond door het graven van de cement-bentonietwand. Mede de grote lengte


Leren van geotechnisch falen van een sleufsectie was hieraan debet. Hierdoor werd onterecht uitgegaan van de toepassing van verankering of stempeling op 2 niveaus. Indien de ontspanning van de ondergrond wel in rekening was gebracht, zouden 3 anker-/ stempelniveaus nodig zijn. De actieve wig van de cement-bentonietwand reikte dermate ver (ca. 18 m), dat de funderingen van de belendingen op 10 m afstand ruim binnen deze zone vielen. Er is echter niet gerekend met effecten op de belendingen, bijvoorbeeld in de vorm van reductie van draagvermogen of te verwachten zakkingen. Ook werd daardoor niet gewaarschuwd voor mogelijke problemen en werden geen metingen voorgesteld. Tijdens de uitvoering is een aantal malen de sleufwand bezweken. Ook bleek het moeilijk om de sleuf over de gehele hoogte en diepte opgeschoond te krijgen. De onderzijde van de wand bleek daardoor uiteindelijk onvoldoende waterdicht. Een cement-bentonietwand wordt zelden in Noord-Nederland toegepast. In bebouwde omgeving en met een dergelijke lengte is het een unicum. Derhalve is/was er nauwelijks kennis met betrekking tot dergelijke projecten. Helaas is besloten om nauwelijks bewaking met monitoring toe te passen.

Niveau van de projectorganisatie Door de opdrachtgever werd een gerenommeerde aannemer ingeschakeld om een definitief ontwerp voor de bouwput te maken. Daarbij kon deze gebruik maken van eerdere metingen en adviezen van de geotechnisch/geohydrologisch adviseurs van de opdrachtgever, waarbij de grondkering bestond uit een diepwand. Het ontwerp van de aannemer week met betrekking tot de grondkering af van de eerdere adviezen. Namens de opdrachtgever is het ontwerp van de aannemer getoetst door de constructeur hetgeen niet heeft geleid tot opmerkingen over berekende verplaatsingen van de wand. Met betrekking tot de omgeving werden door de geotechnisch adviseur wel eisen gesteld aan de maximum horizontale verplaatsing van de wand. Aan deze eisen werd in het ontwerp van de cement-bentonietwand niet voldaan. Het ontwerp werd echter niet aangepast. Slechts het aspect van het waterbezwaar werd getoetst door de geotechnisch/geohydrologisch adviseur, omdat dit als een risicovol aspect werd

Figuur 6 Overzicht bouwput met extra stempels, afgestempeld op het middengedeelte van de vloer.

gezien. De opdrachtgever vond het niet nodig om het gehele bouwputontwerp te laten toetsen door de geotechnisch adviseur en beschouwde de aannemer en constructeur als voldoende deskundig. De monitoring werd aan de hoofdaannemer overgelaten. Deze was zich niet bewust van de risico's en liet beperkte monitoring uitvoeren. Het toezicht met betrekking tot de uitvoering van de cement-bentonietwand schoot tekort: dat de sleuf over grote lengte niet was opgesteven werd niet als probleem gezien, terwijl mede hierdoor wel grote ontspanning optrad. Na het ontstaan van scheuren in asfalt werd besloten om aanvullend onderzoek en extra monitoring uit te voeren. De organisatie van het project werd gecompliceerd doordat de hoofdaannemer het maken van de bouwput had uitbesteed aan een onderaannemer, die vervolgens verschillende onderonderaannemers ten behoeve van het maken van de grond- en waterkering en het grondwerk inschakelde. De onderaannemer voor de bouwput had zelf beperkte kennis voor het maken van een bouwput in bebouwde omgeving. Voor het organisatieschema zie figuur 5.

Niveau van de sector Bouwputten en dan met name in bebouwde omgeving, vragen om een voorzichtige aanpak, waarbij niet alleen aandacht wordt gericht op een goed ontwerp, maar ook op onafhankelijk en deskundig toezicht tijdens de uitvoering. Ook is het noodzakelijk om op basis van een gedegen risicoanalyse te bepalen welke monitoring dient plaats te vinden. Bij bouwputten in bebouwde omgeving is er veelal geen kennis/ervaring van verge-

lijkbare projecten en daarom dienen dergelijke bouwputten als uniek geval te worden opgevat: monitoring dient daarbij als vanzelfsprekend te worden beschouwd. Bij voorkeur wordt bij een risicovol project een second opinion uitgevoerd door een onafhankelijke partij. Bij bouwputten in bebouwde omgeving gaan geregeld zaken mis, bijvoorbeeld doordat belendingen verzakken of grondkeringen teveel vervormen. Er is wel kennis opgedaan door andere partijen bij projecten in het verleden. In het algemeen is er bij nieuwe projecten echter maar een beperkte hoeveelheid relevante ervaring met vergelijkbare projecten voorhanden. Voor de specifieke bodemomstandigheden in Noord-Nederland wordt dit probleem nog eens versterkt.

Conclusie In deze case blijken er meerdere oorzaken voor het ontstaan van de schade. Zowel op het niveau van de professional, bijvoorbeeld toepassing van de cement toepassing van de cement-bentoniet wand, als op het niveau van de projectorganisatie, bijvoorbeeld de monitoring, project organisatie, totale verantwoordelijkheid voor het ontwerp en uitvoering, bleken tekortkomingen. Meer aandacht voor de Noord-nederlandse grondcondities is nodig! Dankbetuiging Dit artikel is namens CUR-commissie C163 gereviewd door ir. J.K. Haasnoot (CRUX Engineering BV).

Referentie [1] Mans, D.G., Leren van geotechnisch falen, Geotechniek nummer 3, 2009 

GEOtechniek â&#x20AC;&#x201C; april 2010

29


The Magic of Geotechnics

Wat kunnen wij leren van de Mexicaanse griep? Met alle nieuwe media verspreidt informatie zich tegenwoordig snel, sneller dan de Mexicaanse griep. Daarbij blijft de bron van de informatie vaak onduidelijk, maar de koppen zijn er niet minder schreeuwerig en ongenuanceerd om. Zo berichtte de radio op 12 november 2009 dat deskundigen pleitten voor ontruiming bij het boren van de Noord-Zuidlijn. Verdere details werden niet gegeven. De Volkskrant kopte die ochtend: ’Advies: verplichte ontruiming bij boren Noord-Zuidlijn’. Trouw maakte ervan: ’UvA pleit voor ontruiming bij boren N/Z-lijn’. Als de universiteit het zegt zal het toch wel waar zijn? Over rooksignalen, indianenverhalen en hoe hiermee om te gaan als geotechnicus.

Complottheorieën Het internet is doorgedrongen tot in de haarvaten van de samenleving. We zagen dat gedemonstreerd in de wijze waarop de discussie over de vaccinatie tegen de Mexicaanse griep verliep. Via websites als www.despuitblijfteruit.nl ventileerden allerlei mensen hun ongerustheid en hun ongenoegen over het vaccinatieprogramma. Samenzweringstheorieën schoten als paddenstoelen uit de grond. De overheid zou geld willen verdienen met de vaccins. Erger nog: in de vaccinaties zat een nanochip die de overheid in staat zou stellen om zijn burgers permanent in de gaten te houden. Dat deze geluiden ergens op het internet te vinden zijn, is niet zo opmerkelijk: het web kent geen censuur. Wel opmerkelijk is dat de auteurs/beheerders van de websites in kwestie en de informatie daarop doordringen tot de serieuze media – de nationale pers, en televisie- en radiorubrieken als Zembla, Nova, Radio 1 en BNR Nieuwsradio.

Informatie op internet Hoe kan het nu dat zoveel mensen informatie serieus nemen die onbekenden via internet verspreiden? In een analyse van de prikangst die Nederland eind vorig jaar in zijn greep hield citeert NRC Handelsblad Albert Benschop, als

30

GEOtechniek – april 2010

Ook na de dijkdoorbraak in Wilnis buitelden de verschillende experts over elkaar heen in de media.

internetsocioloog verbonden aan de Universiteit van Amsterdam. Hij constateert dat er altijd mensen zijn geweest met wantrouwen tegen gezagsdragers. Elk dorp had zijn eigen complotdenker, die zich machteloos voelde ten opzichte van de wereld om hem heen, en die probeerde om complexe kwesties tot simpele waarheden terug te brengen. Het verschil met nu is, dat de complotdenker anno 2010 de beschikking heeft over internet. Daarmee is de reikwijdte van zijn geroep heel wat groter. Op internet is iedereen gelijk. Iedereen kan roepen wat hij wil: deskundigheid, status of achtergrond lijken niet meer relevant te zijn. Een medisch specialist staat op veel internetfora gelijk aan een willekeurige anonymus. Met deze nieuwe ’informatiesituatie’ weet de overheid zich nog geen raad, zegt Benschop. Als er echt een lelijk virus langskomt en er komt zo'n anticampagne, dan heeft de overheid een probleem. De hamvraag is welke informatie serieus wordt genomen, en waarom. En wat is de rol van de media hierbij?

Boren van de Noord-Zuidlijn We maken een sprong van de gezondheidssector naar de civiele techniek. In het voorjaar van 2010 zal het boren van de Noord-Zuidlijn een aanvang nemen. Zeker na de verzakkingen aan de Vijzelgracht zijn veel mensen bezorgd over wat er nog meer mis kan gaan bij de aanleg van de lijn. Zo ook de Vereniging Vrienden van de Amsterdamse Binnenstad (VVAB), die aan een architectuurhistoricus, verbonden aan de UvA, vraagt om zijn visie op de kwetsbaarheid van de panden boven het boortracé. Deze gaat op bezoek bij de pro-

jectorganisatie NZ lijn, en raakt blijkens zijn rapport overtuigd ’dat er hard en serieus aan wordt gewerkt deze risico's zoveel mogelijk in te dammen en uit te bannen’. Hij geeft vervolgens een genuanceerde beschouwing over de bouwkundige toestand van de panden langs het tracé en de risico's die de panden lopen. Zijn zorgen blijken niet volledig weggenomen te zijn. Met name vreest hij voor de plekken waar de de laatnegentiende-eeuwse bebouwing aan de Ferdinand Bolstraat grenst aan goed gefundeerde twintigste-eeuwse woonblokken en het ’lijkt mij dat ten minste in dit gedeelte van het tracé de woningen en winkels nabij de naderende tunnelboormachine ontruimd moeten worden.’ De VVAB stuurt op 11 november de beschouwing door naar de gemeenteraad met een brief waarin gevraagd wordt om bouwfysisch onderzoek van de panden, en meldt dat ook op de haar website. De volgende dag verdwijnt de nuance onder tafel, niet door onbekenden op het internet maar door de gevestigde pers die nogal selectief citeert. Onder de kop ’UvA pleit voor ontruiming bij boren N/Z lijn’ schrijft Trouw: ’De gemeente Amsterdam moet woningen en winkels bij de Ferdinand Bolstraat verplicht ontruimen als de tunnels voor de Noord/Zuidlijn worden geboord. Dat adviseert de Universiteit van Amsterdam (UvA) na een onderzoek naar de risico's van het boren. De gemeente zei tot nu toe dat de risico's zeer klein zijn. Volgens het onderzoek in opdracht van de Vereniging Vrienden van de Amsterdamse Binnenstad heeft de gemeente de risico's voor het boren van de tunnels niet


Jurjen van Deen Deltares Sonja Karstens Deltares

goed onderzocht. Het boren kan tot veel meer schade leiden dan gedacht.' De projectorganisatie NZ lijn reageert alert en stuurt dezelfde dag een persbericht uit waarin gesteld wordt dat er reeds zeer goed gekeken is naar het incasseringsvermogen van alle individuele panden langs het boortracé, monumentaal of niet-monumentaal, en dat alle gegevens die de onderzoeken in voorgaande jaren hebben opgeleverd, voor de start van het boren in het voorjaar van 2010 nog eens worden geactualiseerd. Dat persbericht staat prominent op de website van de NZ-lijn, maar haalt de krant – natuurlijk – niet. Een week later herhaalt dit zich als het Parool met de architectuurhistoricus een stadswandeling maakt en daarover schrijft onder de kop ’Scheurende panden en knappende ruitjes’. Ook dan weer reageert de NZ lijn met een zakelijke tegenspraak van wat in de krant staat onder de kop ’Opnieuw onjuiste berichtgeving.’ En in datzelfde Parool de dag erop een positief verhaal over het inhijsen van de tunnelboormachinewaarin terzijde ook nog even wordt opgemerkt dat de NZ lijn not amused is over het rapport van de architectuurhistoricus. Niet meer dan dat.

Indianenverhalen Hoe kunnen we als sector er aan bijdragen dat indianenverhalen iets minder rondzingen? Als berichten of geruchten eenmaal op de radio zijn geweest of in de krant zijn verschenen is het lastig daar nog iets aan te doen. Reageren achteraf helpt weinig voor de directe weerlegging, omdat die vaak niet opgepikt wordt door de media. Bij sommige kranten kun je digitaal reageren op het artikel en daar een link in verpakken naar je eigen website - die dan wel goed op orde moet zijn natuurlijk. En wees proactief: geef gewoon veel informatie vooraf. Zie voor een voorbeeld de website van de NZ lijn, waar de risico's en maatregelen bij het tunnelboren uitgebreid worden toegelicht. Onbedoeld en ongewild zijn we zelf als sector ook nog wel eens verantwoordelijk voor indianenverhalen. Zo gaven ProRail en Deltares in het voorjaar van 2009 gezamenlijk een persbericht uit over onderzoek naar oplossingen voor spoorverzakkingen. Problemen daarbij treden vooral op bij overgangen tussen het baanlichaam dat aan zetting onderhevig is, en kunstwerken die vast gefundeerd zijn. Het onderzoek richtte zich op het maken van geleidelijke-overgangsconstructies die tot minder onderhoud, minder vertraging en meer rijcomfort voor de treinreizigers leiden.

‘Het is voor jou.’ Hoe doof ik een rooksignaal?  Reageer wel en reageer snel! Ook onware verhalen blijven hangen. De eerste 24 uur is cruciaal.  Zoek uit wat er precies aan de hand is, verplaats je in de positie van de ander en neem eventueel contact op met de personen die geciteerd worden om hun versie van het verhaal te horen.  Probeer je in je reactie zoveel mogelijk te baseren op feiten en zo min mogelijk op emoties. Stap over de ergernis heen en probeer in de reactie een draai te maken naar het mooie of het indrukwekkende van het project – zonder de zorgen van de ander te bagatelliseren.  Geef niet de media de schuld ook al hebben zij naar jouw mening het verhaal opgeblazen. Mensen kunnen in het algemeen slecht tegen kritiek en journalisten zijn daar geen uitzondering op. Bovendien is het hun vak om op zoek te zijn naar afspraken die niet nagekomen zijn en beloftes die niet waargemaakt zijn.  Laat iemand reageren die status heeft en verspreid die reactie ook breed binnen de sector. Dat voorkomt dat allerlei meer of minder deskundige commentatoren op eigen houtje reageren en verschillende meningen over elkaar buitelen.  Maak je directe omgeving kritisch op wat zij horen en lezen in de media (overigens niet alleen als het over bouwprojecten gaat), bijvoorbeeld ten aanzien van de bron van de informatie.

Hoe genereer ik positieve media-aandacht?  Zoek de verbinding van jouw onderwerp of onderzoek met een onderwerp dat actueel is of als het niet actueel is, mogelijk veel mensen in de toekomst kan raken.  Klinkt als een open deur maar toch: Je komt in de media als je echt iets nieuws te melden hebt. Dat kan een onderzoek zijn of een nieuwe mening over een actueel onderwerp, nieuwe feiten over gevolgen voor het brede publiek of een alternatieve oplossing voor een prangend probleem. Maak op dat moment (en dus ook niet al te vaak) een kort persbericht waarin het nieuws duidelijk aan het begin vermeld wordt.  Durf ook te relativeren door minder fraaie zaken of onzekerheden te noemen. Journalisten laten zich zelden gebruiken voor promotie-artikelen over jouw standpunt of onderzoek. Bouw een relatie op met enkele journalisten.  Wees er altijd op bedacht dat de journalist (of zelfs de koppenzetter) jouw onderwerp een andere draai kan geven om te zorgen voor meer nieuwswaarde. Wat levert dat voor risico's op? Als je zelf geïnterviewd wordt voor de krant of radio verplaats je dan in de journalist en bedenk wat voor hem/ haar interessant is en waar mogelijke nieuwswaarde in zit. Maar wees ook beducht op wat voor oneliner er van te maken is.  Bevriende journalisten helpen vaak een handje om de juiste draai aan een verhaal te geven.

GEOtechniek – april 2010

31


The Magic of Geotechnics Een positief bericht over de helpende hand van de geotechniek, zou je op het eerste gezicht zeggen. Het ANP pikte het persbericht op en maakte daar een kort zakelijk berichtje van. NRC Handelsblad nam dit korte berichtje over met de kop: ’Onderzoek naar meer verzakkingen spoorrails’. Daarna ontstond er commotie toen Trouw, de Telegraaf en Metro er een heel andere draai aan gaven. De Telegraaf kopte bijvoorbeeld ’Spoor verzakt’. Voor kranten geldt dat als er iets mis is, de nieuwswaarde vaak groter is dan als alles koek en ei is. Het is ook de functie van de media om ontwikkelingen kritisch te volgen en daarin een signaleringsfunctie te vervullen. Een journalist heeft desgevraagd zelf aangegeven dat journalisten altijd op zoek zijn naar afspraken die niet nagekomen en beloftes die niet waargemaakt worden. Deze gebeurtenis moet geen reden zijn om dan maar niets meer te vertellen over de helpende hand van de geotechniek. De vraag die we ons steeds moeten stellen is waar zich in onze alledaagse omgeving problemen bevinden die een geotechnische oplossing hebben en waar we de ’magie’ van de geotechniek goed tot zijn recht

kunnen laten komen – al zal de focus soms anders worden dan wij ons gedacht hadden. Het op die manier in de media komen heeft een aantal voordelen. Beslissers besteden doorgaans meer aandacht aan een onderwerp als het in de media heeft gestaan. Op de ministeries en in de Tweede Kamer bijvoorbeeld wordt veel tijd besteed aan het bijhouden van alle berichten in de media. Vaak wordt door Tweede Kamerleden gerefereerd naar artikelen in de media als zij vragen stellen of argumenten in een debat gebruiken. In het geval van de overgangsconstructies zijn uiteindelijk zelfs kamervragen gesteld over dit bij uitstek geotechnische onderwerp. De media kunnen de sector dus ook helpen om onderwerpen hoger op de beleidsagenda te krijgen.

Initiatieven op communicatievlak Er wordt in meerdere gremia gewerkt aan het probleem van (risico)communicatie rondom grote bouwprojecten. Al enige jaren loopt een initiatief van RWS en ProRail onder de noemer Kennis in het Groot waar aan de hand van 14 grote infrastructuurprojecten leerervaringen worden

gebundeld, op het gebied van projectmanagement en processen. Eén kennisdomein is communicatie. Daarnaast loopt sinds 1 januari het GeoImpulsprogramma, een onderzoeksprogramma geinitieerd door RWS met als doel de geotechnische faalkosten in 2015 tot de helft te reduceren. Eén van de 12 projecten hierbinnen houdt zich speciaal bezig met communicatie en verbetering van het imago van de sector. Zo proberen we als sector met elkaar te leren hoe we beter kunnen communiceren over risico's. Reacties zijn welkom op reactiegeotechniek@geonet.nl.

Referenties – www.amsterdamsebinnenstad.nl Ver. Vrienden van de Amsterdamse Binnenstad – www.noordzuidlijn.nl/ projectwebsite Noord-Zuidlijn – www.kennisinhetgroot.nl/ project KING Kennis in het Groot – www.geonet.nl/geoimpuls Geo-Impulsprogramma

Creating tools that move your business  Sondeerapparatuur 25-300 kN voor on- en offshore  Automatisch en continu sonderen  Conussen voor geo- en milieutechnisch bodemonderzoek  Boorapparatuur icm sondeerapparatuur  A pparatuur voor het nemen van ongestoorde bodemmonsters  Vane-testers  Draadloze gegevensoverdracht  Elektrische meetapparatuur  Software

Nieuw! Autocoson - Volledig automatisch en continu sonderen - Gebruikersvriendelijk - Kostenbesparend

A.P. van den Berg Machinefabriek Postbus 68, 8440 AB Heerenveen tel. 0513 631355 fax 0513 631212 info@apvandenberg.nl

www.apvandenberg.nl


SBR-info Column Jack de Leeuw

We hebben het dus toch gedaan! Ondanks het feit dat we al meer dan drie jaar geleden besloten om het enorme Handboek Funderingen exclusief via internetlicentie aan te bieden, verschijnt er nu toch weer een gedrukt Handbóek Funderingen Deel B. We konden de voortdurende behoefte bij sommige gebruikers aan iets tastbaars in de kast gewoon niet langer negeren. Jammer? Natuurlijk niet. Zoals altijd zijn we trots op ons product en dat kunnen we zijn omdat SBR-producten pas op de markt komen als we volledig overtuigd zijn van hun kwaliteit en volledigheid. Dit geldt dus onverkort ook voor dit nieuwe boekwerk. Maar het blijft een momentopname. Het vakgebied is in beweging. Bij de herziening vorig jaar moesten we opnieuw allerlei systemen met exotische namen toevoegen en aandacht besteden aan nieuw bedachte onconventionele benaderingen van het traditionele funderingsprobleem. Zo gauw we ergens lucht van krijgen, duiken we erin. Als we ervan overtuigd zijn te weten hoe de vork in de steel zit, voegen we het toe aan het digitale Handboek Funderingen. Zo blijven we actueel. Een nieuwe gedrukte versie realiseren, heeft echter meer voeten in de aarde. Dan praat je over tientallen deskundigen, rapporteur, redactiecommissie die alles moet beoordelen en een uitgever en redacteur die alles zo zorgvuldig mogelijk verwerken en vormgeven. Met andere woorden: het maken van een boek vergt heel wat energie en inspanning maar dat is het allemaal meer dan waard. En laten we wel wezen: SBR maakt al vijftig jaar boeken en dat verleer je niet zomaar.

ir. Jack de Leeuw Algemeen directeur SBR

SBR Handboek Funderingen opnieuw op papier beschikbaar Op verzoek van vele mensen verschijnt in maart 2010 een nieuwe versie van het SBR Handboek Funderingen Deel B (systemen) in boekvorm. Dit is het afgelopen jaar volledig geactualiseerd en helemaal up-to-date gebracht met nieuwe inzichten en nieuwe systemen van leveranciers. Bestaande abonnees ontvangen gratis één boek. Nieuwe inschrijvers voor 1 mei 2010 krijgen het boek als welkomstgift. De winkelprijs wordt € 75,-. SBR loopt voorop in digitale kennisoverdracht. Met name bij omvangrijke producten als het Handboek Funderingen biedt SBR haar kennis het liefst aan via een internetlicentie. Om te beginnen is de informatie dan altijd actueel, omdat ze dagelijks kan worden bijgewerkt. Ook werkt het zoeken in grote hoeveelheden informatie online makkelijker en sneller. Digitale kennisoverdracht scheelt verder enorm in de kosten. Het is veel goedkoper (en minder tijdrovend) dan het vormgeven, drukken, op voorraad houden en verzenden van een boek. SBR komt echter ook altijd haar achterban tegemoet. En dus is er binnenkort ook weer een papieren uitgave verkrijgbaar, volledig bij de tijd. Het nieuwe Deel B toont hoe sterk het vakgebied zich de afgelopen jaren heeft ontwikkeld. Overal wordt geïnnoveerd en vele nieuwe begrippen doen hun intrede. Duurzaamheid speelt een steeds belangrijkere rol. Steeds vaker zoekt men naar integratie van verschillende functies en de belangstelling voor warmte- en koudeopslag groeit enorm. Verder worden slim materiaalgebruik en verbetering van de milieuwaarde almaar belangrijker. Deel B heeft een systematische opzet van beschikbaar materiaal, materieel en funderingssystemen. Elk paalsysteem wordt apart behandeld volgens een vaste indeling. Het boek gaat ook uitgebreid in op de uitvoering van in Nederland gangbare technieken voor funderingsherstel. Hierbij komen respectievelijk grondverbetering, vijzeltechnieken, vloerliftsystemen, ondermetselen en specifieke paalsystemen aan de orde. Ook deze worden stuk voor stuk volgens een vaste indeling behandeld.

De gegevens van de huidige leveranciers zijn volledig geactualiseerd. Verdwenen bedrijven zijn afgevoerd, nieuwe spelers toegevoegd en naamswijzigingen verwerkt. Verder zijn bij veel paalsystemen de afmetingen gewijzigd en heel veel nieuwe systemen zijn voor het eerst opgenomen. Hieronder ook verschillende nieuwe typen systemen, die het idee ’fundering’ op een onconventionele manier benaderen. Voor abonnees al grotendeels gesneden koek, voor de toekomstige eigenaars van de nieuwe druk van het SBR Handboek Funderingen hopelijk nieuw en verrassend. Zoals gezegd krijgen bestaande abonnees het boek gratis (één boek per abonnement). En dankzij een SBR-actie kunnen ook mensen die nog geen abonnee zijn een gratis exemplaar ontvangen. Voorwaarde daarvoor is dat ze voor 1 mei 2010 een abonnement nemen op het digitale Handboek Funderingen (waarin ook deel A, C en D en de Trillingsrichtlijnen zijn opgenomen). Natuurlijk kan men het boek ook gewoon bestellen zonder abonnement. Tot 1 mei betalen lezers van het magazine Geotechniek een introductieprijs van € 59,-. De normale prijs bedraagt € 75,-. Direct bestellen kan via de website van de SBR: www.sbr.nl. Typ bij ’Zoeken’ de term ’Handboek Funderingen deel B’ in om het boek te vinden. En ’Themapakket Funderingen’ om abonnee te worden op het digitale handboek Funderingen. 

Aankondiging Update SBR Funderingen Deel A Half maart bespreekt de redactiecommissie verder het concept van Deel A (theorie) zoals aangepast voor Eurocode 7. Het resultaat hiervan zal dan nog voor de zomer digitaal beschikbaar zijn voor abonnees.

GEOtechniek – april 2010

33


Tekst: Peter Juijn Beeld: Fleur Kooiman

Profiel van een prof

Michael Hicks Nieuwe hoogleraar Grondmechanica


De Brit Michael Hicks werkt sinds september 2009 als hoogleraar Grondmechanica bij de TU Delft. Hij is de opvolger van Frans Molenkamp die in 2008 met emeritaat ging. Hicks zal zijn onderzoek de komende jaren vooral toespitsen op de heterogeniteit van de ondergrond en de invloed hiervan op het materiaalgedrag en geotechnische ontwerpen. ‘In 1979 ben ik aan de universiteit van Manchester civiele techniek gaan studeren’, vertelt Hicks. ’Na mijn studie ben ik daar gepromoveerd. Vervolgens ben ik er aan de slag gegaan als docent en ben ik doorgegroeid tot universitair hoofddocent en hoofd van de afdeling Geo-engineering. Vorig jaar zat ik dertig jaar bij dezelfde universiteit en was ik dringend toe aan een verandering. Toen ik de vacature in Delft zag heb ik vrij snel besloten te solliciteren.’

Thuis voelen ‘Delft was voor mij geen onbekend terrein. Tijdens mijn studietijd heb ik samengewerkt met LGM dat inmiddels is opgegaan in Deltares. Ook heb ik verschillende keren consultancywerk gedaan voor Fugro in Leidschendam. Tijdens die werkzaamheden merkte ik dat ik me wel thuis zou kunnen voelen in Nederland. Verder wist ik dat de TU Delft een erg goede universiteit is. De wetenschap dat ik mijn colleges in het Engels zou kunnen geven vereenvoudigde de beslissing om te solliciteren nog eens. Dat neemt niet weg dat ik me de Nederlandse taal snel eigen wil maken.’

Veel mogelijkheden ‘Ik ben erg blij dat ik de baan heb gekregen. In Engeland zijn misschien wel dertig universiteiten die iets met geo-engineering doen, maar dat zijn allemaal heel kleine groepen. Wat dat betreft is de Nederlandse situatie totaal anders. In Nederland is de geo-engineering geconcentreerd in Delft. Naast onze afdeling – die aanmerkelijk groter is dan de Engelse groepen – is ook nog eens Deltares in Delft gevestigd. Daardoor zijn er hier veel meer mogelijkheden. Op allerlei deelgebieden is deskundigheid aanwezig en het aantal mensen dat zich bezighoudt met geo-engineering is relatief groot. Dit verbreedt de mogelijkheden van grondmechanisch onderzoek, bijvoorbeeld naar onverzadigd grond-

gedrag, en opent wegen naar tal van interessante samenwerkingsprojecten.’

maatschappelijke belang van de geo-engineering breed onder de aandacht moeten brengen.’

Wereldtop

Fietsen

’Met mijn onderzoek wil ik me de komende jaren richten op het karakteriseren en meten van de heterogeniteit van grond en op de effecten die heterogeniteit heeft voor bijvoorbeeld een geotechnisch ontwerp. Daarbij zal ik gebruik maken van wiskundige en numerieke modellen, hoogwaardige in-situ metingen en laboratorium data. Hoe kun je op verschillende schalen rekening houden met heterogeniteit? Hoe kun je de heterogene ondergrond modelleren en hoe kun je bij ontwerpprocessen rekening houden met heterogeniteit? Daarnaast wil ik eraan bijdragen dat de Delftse geo-engineering tot de wereldtop gaat behoren. Wetenschappelijk gezien is onze uitgangspositie uitstekend om een wereldspeler te worden. Voor een dergelijke toppositie is het wel nodig dat we meer masterstudenten weten aan te trekken.

‘Het leven in Delft bevalt me goed. Ik woon in een appartement in een prachtig gebouw van 500 jaar oud in de Delftse binnenstad. Helaas is dat tijdelijk. In mijn vrije tijd houd ik ervan om te lezen, uit eten en naar de bioscoop te gaan en te sporten. Ik zwem graag, speel badminton en houd erg van wandelen. Tot nu toe ga ik elke dag lopend naar mijn werk, maar op termijn wil ik gaan fietsen. Het grote aantal fietsers hier heeft me in het begin wel verbaasd. In Manchester moet je dapper zijn om op de fiets te stappen. Er zijn geen fietspaden en heel veel auto's die nauwelijks rekening houden met de weinige fietsers. Wat me verder opvalt is de hoge kwaliteit van het openbaar vervoer in Nederland. Treinen rijden hier in vergelijking met Engeland heel erg op tijd en als je moet overstappen hoef je nooit lang te wachten. Ook de trams verrassen me door hun kwaliteit. Er is overigens ook iets waaraan ik niet hoefde te wennen: het weer. Dat is hier precies hetzelfde als in Engeland.’ 

De komende jaren zullen we bachelorstudenten dan ook enthousiast moeten zien te maken voor ons vakgebied. Verder zullen we voortdurend het

GEOtechniek – april 2010

35


Ing. A.Yahyaoui VolkerWessels Stevin Geotechniek BV

Ir. R.A. van der Eijk VolkerWessels Stevin Geotechniek BV

Ing. N.T. Loonen ABT BV

Samenvatting

Almere krijgt hoogste en diepste punt van Flevopolder

Het kantoorcomplex L'Hermitage te Almere, betreft een drietal torens, waarvan Carlton met ca. 120 m de hoogste is. Martinez en Majestic zijn minder hoog, maar met ca. 70 en 85 m nog steeds respectabel. Ten behoeve van de gebruikers van deze gebouwen worden twee ondergrondse parkeergarages gerealiseerd met een totaal parkeeroppervlak van ca. 40.000 m2 verdeeld over vier verdiepingen. De nieuwbouw is geprojecteerd op een terrein gelegen ten noorden van het Centrale Station aan de J. G. Suurhoffstraat. In dit artikel wordt nader ingegaan op de fundatie van de hoogste toren en de bouwkuipen ten behoeven van de realisatie van de parkeergarages.

Figuur 1 Constructief ontwerp Carlton.

Inleiding De projectontwikkelaar Eurocommerce uit Deventer heeft in nauwe samenwerking met de gemeente Almere het kantoorcomplex L'Hermitage te Almere ontwikkeld. Het plan bestaat onder ander uit drie kantoorgebouwen, allen ontworpen door afzonderlijke architectenbureau's, die achtereenvolgens de namen Carlton (Dam & Partners Architecten; 37.000m2), Martinez (ZZDP Architecten; 24.000m2) en Majestic (de Architecten Cie; 26.000m2) dragen. De hoogste van de drie is het Carltongebouw, met zijn 33 verdiepingen en een totale hoogte van circa 120m. Nergens in de provincie Flevoland zijn eerder hogere gebouwen neergezet, dus heeft Almere met dit project de primeur. ABT is als constructeur en geotechnisch adviseur vanaf het begin bij het project betrokken.

‘Quick Scan Ondergronds Bouwen’ Voor de gebruikers van de gebouwen en bezoekers van het centrum is er behoefte aan 1500 plekken. Om te bepalen op welke wijze het beste aan de parkeerbehoefte van 1500 parkeerplekken kon worden voldaan is door ABT een variantenstudie uitgevoerd. In het schetsontwerp was nog uitgegaan van een éénlaagse parkeergarage op het gehele perceel, dus ook onder de kantoortorens. In de studie is deze oplossing vergeleken met een meerlaagse kelder met 2 tot 4 ondergrondse parkeerlagen. De goedkoopste variant bleek een

36

GEOtechniek – april 2010

4-laagse garage te zijn, omdat de kosten voor de keldervloer en dakvloer relatief hoog zijn en de kosten voor de verdiepingsvloeren relatief laag. Procentueel is per variant het volgende kostenverschil vastgesteld:  1-laagse garage 168%  2-laagse garage 121%  3-laagse garage 108%  4-laagse garage 100% Met de vierlaagse garage was het mogelijk aan de parkeerbehoefte van 1500 parkeerplaatsen te voldoen. De garage kon daarbij naast de torens gebouwd worden, waardoor 2 bouwstromen ontstaan en de bouwtijd sterk gereduceerd wordt. Het kostenaspect en de verkorting van de bouwtijd waren aanleiding voor de opdrachtgever om uiteindelijk te kiezen voor twee ondergrondse parkeergarages,aan de noordzijde van de gebouwen, met afmetingen van respectievelijk 80 x 43 m en 150 x 43 m. De capaciteit van de kleine garage bedraagt 500 auto’s en van de grote garage 1000 auto's. Deze parkeergarages zijn tevens een onderdeel van de planontwikkeling en worden door Visser & Smit Bouw B.V , uit Papendrecht ontworpen en gebouwd (design & construct).

Constructie / fundering hoogbouw Het project beslaat een drietal torens, waarvan de Carlton toren met 120 meter hoogte het

hoogste punt van de Flevo polder zal gaan vormen. Kernmerkend van deze toren is, in constructieve zin, dat het hoogste volume zeer slank is. Door een constructieve slimmigheid wordt het gewicht van de vloeren grotendeels naar de kern afgedragen om deze ook bij hoge windbelasting onder druk te houden. Hierdoor blijft de vervorming van de kern beperkt. Het naar de kern leiden van een groot deel van de belasting leidt tot een zeer hoge belasting onder de kern. Daarnaast werd een hoge rotatie-eis aan de fundering gesteld om beweging van de toren te beperken. Een zeer stijve paalfundering met een hoog draagvermogen was derhalve noodzakelijk. Een geheid paalsysteem had mede daarom de voorkeur; in verband met de paaldichtheid van 6 tot 8% en het diep in de zandlaag heien is gekozen voor de toepassing van Vibro palen.

Draagvermogen paafundering In Almere wordt het draagvermogen in de meeste gevallen afwijkend van NEN 6743-1-1-1 berekend. Op basis van slechte ervaringen moet meer grondonderzoek worden uitgevoerd en met gereduceerde rekenfactoren worden gerekend. In verband met deze, voor Almeerse begrippen, uitzonderlijke constructie is in overleg met de dienst Bouwtoezicht aanvullend onderzoek uitgevoerd om toch conform de NEN te kunnen rekenen.


Figuur 2 Doorsnede Carlton en bouwkuip. Figuur 3

In aanvulling op de gebruikelijke sonderingen is door Fugro onder andere een tweetal waterspanninssonderingen tot een diepte van NAP -63 meter uitgevoerd (zie figuur 3). Uit de uitgevoerde sonderingen blijkt dat de zandlaag tot NAP -22 meter grillig is, de dieper gelegen zandlaag daar en tegen heeft een zeer constante en hoge vastheid. Uit de sonderingen volgt tevens dat tot de verkende diepte zand aanwezig is; zakkingsgevoelige lagen als de Eemklei in Amsterdam of Kedichem in Rotterdam bleken hier niet aanwezig te zijn. Door Fugro is een uitgebreide analyse op het grondonderzoek uitgevoerd. Belangrijk was om vast te stellen of de zandlaag gevoelig was voor afnemende conusweerstand door (hei) trillingen. In Almere zijn naar verluid namelijk ervaringen dat na het heien van een paal de conusweerstand kan afnemen. Verondersteld wordt dat de oorzaak van de afnemende conusweerstand ligt in het overgeconsolideerd zijn van de grond. Bij overconsolidatie is de horizontale korrelspanning hoger dan op basis van de terreinspanning verwacht mag worden. Bij de sonderen wordt dan, omdat de grond moeilijk zijdelings wordt weg gedrukt, een hoge conusweerstand gecon-

stateerd. Als gevolg van heitrillingen kan de korrelstructuur van het zand zich ’herschikken’ waardoor, naderhand gesondeerd, de conusweerstand afneemt. De overconsolidatiegraad (OCR) is door Fugro bepaald op basis van de formules van Mayne & Cullaway, waarbij een correlatie op basis van de sonderingen plaatsvindt. Door de onderstaande formules in elkaar op te lossen kan een indicatie van de OCR worden verkregen. Uit de analyse volgt dat de overconsolitatie niet significant is. In de zandlaag boven NAP +22 meter bedraagt de OCR waarde maximaal 2,5 à 3 [-]; daaronder is deze waarde niet hoger dan 2. Verondersteld is dat de heiverdichting de aanwezige OCR ruimschoots zal compenseren. Besloten is de palen tot circa 8D in de diepe zandlaag te heien; tot NAP -25 meter. Het berekende draagvermogen ligt, ondanks een verder conservatieve benadering, 50% hoger dan gebruikelijk in Almere wordt berekend.

Horizontale belasting Doordat onder de toren geen kelder aanwezig is moet de volledige horizontale (wind)belasting door de paalfundering worden opgenomen. Onder de plaatfundering, die onder vrijwel het gehele gebouw aanwezig is, zijn veel palen aanwezig; maar de horizontale belastbaarheid van deze palen is gering. De zeer slappe kleilaag onder de fundering biedt weinig weerstand en doordat de palen in een groep staan neemt de stijfheid nog verder af. In Plaxis 3D is de horizontale paalveerstijfheid berekend. Hierbij een strook met een breedte gelijk aan de h.o.h.afstand (1,80 m) tussen de palen gemodelleerd. De palen, gemodelleerd met volume elementen, zijn volledig ingeklemd in de vloer. Voor het beton is een elasticiteitsmodulus van 10.000 N/mm2 aangehouden. De ondergrond, bestaande uit een slappe kleilaag en vervolgens de funderingszandlaag, zijn gemodelleerd met het Hardening-Soil model. Ter bepaling van de horizontale veerstijfheid zijn steeds groter wordende horizontale belastingen uitgeoefend, zodat een multi lineaire horizontale paalveerstijfheid is verkregen, tezamen met de bijhorende paalkop- en paalschachtmomenten. Uit Plaxis 3D berekening bleek tevens dat de eerste palenrij

GEOtechniek – april 2010

37


het hoogste paalmoment krijgt. Een dergelijke berekening zou bijvoorbeeld ook met MPile kunnen worden uitgevoerd. Het bleek noodzakelijk aanvullende maatregelen te nomen om de horizontale belasting op te nemen. Door de damwanden van de liftputten iets robuuster en als permanent uit te voeren kan, met een duurzaamheid van meer dan 100 jaar, een derde deel van de horizontale belasting worden opgenomen. Door tevens een belangrijk deel van de palen een schoorstand te geven kon eveneens een derde deel van de horizontale belasting worden opgenomen; het restant kan door buiging in de (zwaar gewapende) palen worden opgenomen. Een uitsnede van het palenplan en een schematische doorsnede is weergegeven in figuur 4.

Uitvoering heiwerk Bij de uitvoering van het heiwerk is door Vroom Funderingstechnieken gebruik gemaakt van een heihamer met een energieafgifte van 120 kNm (IHC12) en de toepassing van een geluidsmantel. Met dit zwaarste heiblok voor toepassingen op het land bleek het nog juist mogelijke de palen op diepte te heien; de kalenderwaarden liepen daarbij op tot 150 slagen. Op basis van akoestische metingen is vastgesteld in de zeer slappe bovenlaag geen onregelmatigheden in de palen zijn opgetreden. Met controlesonderingen is aangetoond dat het zandpakket door het heiwerk wezenlijk is verdicht.

Ontwerp bouwkuipen Door de gemeente Almere is als eis gesteld dat de bovenkant van beide parkeergarages niet

Figuur 4 Uitsnede palenplan Carlton / schematische doorsnede.

boven het maaiveld mag uitsteken in verband met de aanleg van de aanleg van een parklandschap op het dek. Hierdoor dient tot ca. 13 m maaiveld (ca NAP-16,0 m) te worden ontgraven voor de realisatie van de parkeergarages. Hiermee vormen de garages na oplevering van het werk het diepste punt van de Flevopolder. Er is voor gekozen om de parkeergarages uit te voeren in twee fysiek gescheiden bouwkuipen met onderwaterbeton en trekpalen. Als grondkeringen zijn verankerde stalen damwanden toegepast. De verankering van onderwaterbeton tijdens de uitvoering wordt gerealiseerd middels tubex-palen met groutinjectie. De fundatie van de parkeergarages is met de verankering van de onderwaterbetonvloer geĂŻntegreerd. Samen met Visser & Smit Bouw is door VolkerWessels Stevin Geotechniek (VWSG) het ontwerp van de bouwkuipen en de fundatie van de parkeergarages verzorgd. De betonconstructie, inclusief de onderwaterbeton is door Visser & Smit Bouw gedimensioneerd. Het funderingsbedrijf van VolkerWessels, Volker Staal en Funderingen, (VSF) heeft de damwanden en de bijbehorende verankeringen uitgevoerd.

Verankerde stalen damwanden

Figuur 5 Modellering paalgroep in Plaxis.

38

GEOtechniek â&#x20AC;&#x201C; april 2010

Voor het ontwerp zijn geen concrete eisen ten aanzien van de horizontale vervormingen van de damwanden gesteld. Desalniettemin zijn damwandprofielen zodanig gekozen dat de maximale uitbuiging van de damwand niet meer dan 1/100 van de kerende hoogte mag bedragen. Uiteraard is de toetsing van de damwanden op sterkte niet onbelangrijk bij de keuze van de profielen.


Almere krijgt hoogste en diepste punt van Flevopolder

Figuur 6 Positie van groutlichamen.

Doordat de garages op een beperkt aantal meters (ca. 7,5m) van de hoogbouw worden aangelegd, zijn de damwanden langs Carlton, Martinez en Majestic gebouwen uitgevoerd met AZ 36-700 (S355) profielen. Achter het kopscherm van de grote kuip aan de Rooseveltweg is een spoeldepot voor de verwerking van de ontgraven grond gerealiseerd. Dit heeft geresulteerd in toepassing van een AZ 36-700 (S355) bij dit kopscherm. De overige schermen van de bouwkuipen zijn uitgevoerd in AZ 25 (S355). Volgens de ontwerpberekeningen dienden de damwanden tot een diepte van NAP-21,5 m te reiken om op sterkte te voldoen.

Verankering Aangezien de nodige bouwproductiesnelheid en afmetingen van de bouwkuipen is toepassing van stempels niet praktisch. Teneinde de stabiliteit te waarborgen en de vervormingen te beperken zijn de damwanden voorzien van strengankers (FeP1860) en schoorstempels in de hoeken van de bouwkuipen. Gelet op de palen van de nieuwbouw (torens) naast de bouwkuipen, zijn de ankers onder de gebouwen door middel van verbuisd boren geïnstalleerd, om de beïnvloeding van de draagkracht van de paalfundering tot een minimum te beperken. Verbuisd boren betekent dat het boren van de ankers middels een dubbele buis wordt uitgevoerd, waarbij de grond tijdens het boor-

proces via de ruimte tussen de binnenbuis en de buitenbuis wordt afgevoerd. Bij deze wijze van de uitvoering is de ontspanning van de grond tijdens het boorproces minimaal. Bij dit project zijn geen sonderingen gemaakt om het effect van het boorproces specifieke te kwantificeren. Er zijn wel nasonderngen gemaakt waarmee aangetoond is dat draagkrachtige zandlaag door heiwerkzaamheden wezenlijk verdicht is, en dat de nodige draagkracht van de palen gewaarborgd is. Om de draagkracht van de palen niet nadelig te beïnvloeden is, in het ontwerp van de ankers rekening gehouden met een afstand van circa 1,5 m tussen de zijkant van de palen en hart van de groutlichamen. De bovenkant van de proppen is 4D onder de paalpunten gepositioneerd.

Figuur 7 Rekenmodel interactie bouwkuip palen Carlton in Plaxis.

met een ontgravingseffect moet worden gerekend om het draagvermogen van de paalfundering van Carlton te bepalen?  Welke palen worden extra op buiging belast en in welke mate?

Tevens zijn de groutlichamen onder de palen gepositioneerd zodat deze geen invloed uitoefenen op de paalfundering van de hoogbouw. Om dit aan te tonen dienden een drietal vragen te worden beantwoord:

Voor elk van de kantoorgebouwen is een aparte interactieberekening in Plaxis 2D uitgevoerd. Hierbij is het palenplan van de kantoorgebouwen geschematiseerd tot een beperkt aantal palenrijen. Dit was nodig omdat de palenrijen in verband met de schoorstand elkaar in dwarsdoorsnede zouden kruisen. De funderingvloer van het gebouw is als een stijve plaat ingevoerd waarop de krachten uit de bovenbouw werken welke door de constructeur zijn opgegeven. De verdeling van de palen onder de constructie is niet uniform. Door rekening te houden met de verschillende hoh-afstanden en de aantallen komt de stijfheid van deze schematische paalfundering zoveel mogelijk overeen met die van de werkelijke paalfundering en is bepaald aan de hand van de verdeling van de palen.

 Is er sprake van afname van het draagvermogen van de palen als gevolg van de krachtswerking op de verankering van de bouwput?  In welke mate en tot welke afstand van de bouwkuip is er sprake van een afname van korrelspanningen, door het ontgraven en droogzetten van de bouwput, zodanig dat

Eerst is een berekening uitgevoerd van een bouwput zonder belastingen en gebouw. De krachten en vervormingen uit deze som zijn vergeleken met de berekeningen van de damwand welke eerder met het damwandprogramma Msheet zijn uitgevoerd. Doordat deze uitkomsten in de zelfde orde van grote lagen kon worden

GEOtechniek – april 2010

39


Figuur 8 Effectieve korrelspanningen zonder verankering.

Figuur 9 Effectieve korrelspanningen met verankering.

Figuur 10 Excentrisch belaste ankerstoelen.

geconcludeerd dat de krachtswerking en de vervormingen met de aanwezigheid van de bebouwing voldoende realiteitswaarde bevatten. Uit de berekeningen volgt dat door het droogleggen van de verankerde bouwkuipen de verplaatsingen ter plaatse van de paalfunderingen en de toename van krachten in de palen zeer beperkt zijn. De korrelspanningen is voor en na het aanbrengen van de ankers in Plaxis vergeleken. In figuur 8 en 9 zijn de resultaten weergegeven. In figuur 11 is het verschil van effectieve korrelspanningen in het 4D-8D gebied getalsmatig geïllustreerd. Uit de vergelijking tussen de effectieve

40

GEOtechniek – april 2010

korrelspanningen in het 4D-8D gebied van de palen vóór en ná het functioneren van de ankers, komt naar voren dat er geen significante afname van de korrelspanningen. Derhalve kan worden aangenomen dat de invloed van de trekbelasting op de ankers geen invloed heeft op het draagvermogen van de palen.

van ca 900 kN en een drukbelasting van ca. 2880 kN. In een latere stadium is de drukbelasting lokaal omhoog gegaan. Voor deze hogere belastingen is gekozen voor toepassing van een paaldiameter rond 660 mm daar waar rond 560 mm voor de overige palen is toegepast.

Monitoring van de vervormingen Palen Als fundering voor de parkeergarages zijn Tubexpalen met groutinjectie toegepast met een puntniveau op NAP-32,0 m. Uitgangspunt voor het ontwerp van de palen zijn een trekbelasting

Als preventieve maatregel zijn een aantal hellingsmeters opgenomen in de damwanden om de vervormingen tijdens het ontgraven en het droogzetten van de kuipen te kunnen monitoren. Ter plaatse van de paalfundering van Carlton zijn


Almere krijgt hoogste en diepste punt van Flevopolder

Figuur 11 Verschil in effectieve korrelspanningen vóór en ná het belasten van verankering.

Vers c h il effec tiev e ko rrels p an n in g -25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Effectieve korrelspanning [kN/m2]

-50

hellingsmeters nr 6 en 7 geplaatst. De resultaten van deze hellingsmeters zijn grafisch weergegeven in onderstaande figuren. Met behulp van Msheet zijn de vervormingen van de damwand theoretisch bepaald bij af- en aanwezigheid (ondergrens resp. bovengrens van de vervormingen) van de bovenbelasting naast de damwand. Deze geprognostiseerde vervormingen zijn mede in de grafieken opgenomen.

-100

-150

-200

-250

-300

Uit de metingen blijkt over het algemeen dat de opgemeten vervormingen onder de onderwaterbeton kleiner zijn dan de berekende. Dat betekent dat de damwand meer inklemming aan de grond kan ontlenen. Volgens de hellingsmeter nr. 6 liggen de metingen tussen de ondergrens en de bovengrens van de vervormingen met uitzondering van de metingen tussen de bovenkant van de damwand en NAP7,0 m. Dit gebied is in Msheet gemodelleerd als een kleillaag. Blijkbaar reageert deze grondlaag stijver tijdens het voorspannen van de ankers, dan aangenomen is in het rekenmodel. Dat is ook bij hellingsmeter nr. 7 te constateren. Opgemerkt wordt dat ter plaatse van deze hellingsmeter een significante ontgraving heeft plaatsgevonden ten behoeve van het hooggebouw Carlton. Dit verklaart mede waarom de metingen van de hellingsmeter nr. 7 kleiner zijn dan de ondergrens van de vervormingen.

-350 na -20.0

na -25.0

voor -22.5

na -22.5

voor -20.0

voor -25.0

Verplaatsing [mm] -30,0

-20,0

-10,0

0,0

10,0

20,0

Verplaatsing [mm] 30,0

40,0

50,0

60,0

-30,0

-2

-2

-4

-4

-6

-6

-8

-8

-10

-10

-12

-12

-14

-14

-16

-16

-18

-18

-20

-20

-20,0

-10,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

Uitvoering Vanwege de geprojecteerde paalfunderingen van de drie torens achter de kuipen, is een grote nauwkeurigheid van de uitvoering van de ankers en de damwanden vereist. Dit houdt in dat uithei- en/of inheimaten van de damwand zeer beperkt moeten blijven. Anders zal toepassing van ingewikkelde ankerstoelen noodzakelijk zijn. Om dit te voorkomen is de exacte locatie van de damwand ingemeten nadat deze geïnstalleerd is. De nodige wijzigingen in het ontwerp van de ankers zijn doorgevoerd, zodat de ankers tussen de palen aangebracht kunnen worden. Hierbij is ook rekening gehouden met courante misstanden en scheefstanden van de palen. De damwand heeft een tijdelijke functie en is grotendeels terugwinbaar. Om de schade aan de damwand te beperken, zijn de doorvoeren van de

-22

-22 pb incl rotatie en verplaatsing

MSHeet

MSHeet incl mv belasting

Figuur 12 Hellingsmeter nr. 6.

ankers in de damwanden buiten de sloten gemaakt. Dit heeft geresulteerd in excentrisch belaste ankerstoelen (zie figuur 10). Tijdens het aanbrengen van de ankers van de kleine kuip werden de palen (vibropalen ) van Carlton geheid op een afstand van 10 á 15 m tot de groutlichamen van de ankers. Belangrijke voorwaarde voor de ankers bij deze korte afstanden is dat de ankers niet mogen worden

Peilbuis 7

MSHeet

MSHeet incl mv belasting

Figuur 13 Hellingsmeter nr. 7.

voorgespannen tot de heiwerkzaamheden afgelopen zijn. Alle ankers zijn ná de heiwerkzaamheden beproefd middels controleproeven of langeduurproeven en ze hebben allemaal de testbelastingen keurig doorstaan. Dat houdt in dat ondanks de heiwerkzaamheden en de daar door ontstane trillingen in de diepe zandlaag de ankers nog voldoen. 

GEOtechniek – april 2010

41


ir. M.G.J.M. Peters Grontmij Infrastructuur & Milieu

Vernagelen en gefaseerd ballasten van bouwputten in Gouda

ir. J.W. Bosschaart Grontmij Infrastructuur & Milieu

Samenvatting In dit artikel wordt ingegaan op het ontwerp en de uitvoering van de bouwputten voor de ondergrondse parkeergarages onder het nieuwe woonen zorgcomplex Ronsseveld te Gouda. Gelet op de zeer slappe ondergrondcondities en hoge grondwaterstanden ligt het voor de hand om de bouwputten voor de garages uit te voeren met onderwaterbeton en trekpalen. Zelfs voor één parkeerlaag. Echter, voor dit project is een andere ontgravingswijze gekozen, waarbij een relatief dure onderwaterbetonvloer kon worden vermeden.

Figuur 1 Bovenaanzicht bouwput P1 met ballastzand en trekpalen als vernageling. Foto: Boele & Van Eesteren

Omschrijving project Ter plaatse van het in gedeelten verwijderde verpleegtehuis en zorgcentrum Ronssehof uit eind jaren zestig, verrijst momenteel een geheel nieuw woon- en zorgcomplex. Het in twee fasen gesplitste bouwproject omhelst de realisatie van een onderkelderde bebouwing bestaande uit zes woontorens en een nieuw woonzorgcomplex. Het Ronsseveld is een aantrekkelijk gebied met opvallende architectuur en zorgvuldig vormgegeven groene en waterrijke buitenruimtes. Dwars door het gebied wordt een loopbrug gerealiseerd

die de verbinding gaat vormen tussen het station Gouda Centraal en het Groene Hart ziekenhuis. De zes woontorens worden in twee fasen gerealiseerd. In figuur 2 zijn de gebouwen weergegeven. In de eerste fase zijn Ronsseveste (A, 6 verdiepingen), Ronsseburght (B, 8 verdiepingen) en Ronssetoren (C, 15 verdiepingen, tevens het hoogste gebouw van Gouda) gebouwd, waarbij de laatste twee zijn onderkelderd. Parallel daaraan is het 4-laagse woonzorgcomplex Ronssehof gerealiseerd, eveneens met een parkeerkelder (P1).

De tweede fase van het project is momenteel in uitvoering en omvat onder andere een ondergrondse parkeergarage die aan de noordzijde aansluit aan de reeds gerealiseerde garage onder het woonzorgcomplex (P2). De verschillende parkeerkelders zijn onderling verbonden door middel van tunnels.

De ondergrond De zeer slappe bodemconditie is een voortdurend probleem voor diverse bouwprojecten in Gouda. De bodem bestaat uit een slappe veenlaag van tenminste 8 m dik met daaronder nog een 1 à 2 m dikke slappe kleilaag. Naast de extreem zettingsgevoelige ondergrond is de hoge grondwaterstand tot circa 0,3 m beneden het maaiveld ook een probleem. Voor de realisatie van de onderkeldering van de nieuwbouw vormt de combinatie van slappe bodem en hoge grondwaterstand een probleem met betrekking tot het opbarsten van de bouwputbodem. Het maaiveldniveau ligt op circa NAP -2,0 m terwijl de gemiddelde grondwaterstand op circa NAP -2,3 m ligt. De stijghoogte in het pleistocene zand ligt in de Goudse polder daarentegen lager, op maximaal NAP -3,65 m (gemiddeld NAP -3,9 m).

Bouwputvarianten Figuur 2 Overzicht hoogbouw en contouren van de bouwputten voor B, C, P1 en P2. Bron: Boele & Van Eesteren

42

GEOtechniek – april 2010

Gelet op de grond- en grondwatercondities is in het voorontwerp een variantenstudie uitgevoerd


naar geschikte bouwputvarianten. Ondermeer aan de orde kwamen:  polderprincipe met eventueel spanningsbemaling;  bouwput met onderwaterbeton;  bouwput met andere kunstmatige waterwerende middelen als chemische injectie. Uit een eerste opbarstberekening volgde al dat bij een ontgraving tot NAP -5,0 m onvoldoende veiligheid tegen opbarsten aanwezig zou zijn. Bij een neerwaartse belasting van circa 65 à 75 kPa op het pleistocene zand en een opwaartse druk van 75 à 85 kPa zou de (overall-)veiligheid circa 0,85 à 0,90 bedragen. Een spanningsbemaling waarbij de stijghoogte in het pleistocene zand ruim 1,5 m zou moeten worden verlaagd is echter niet acceptabel gelet op het waterbezwaar en de invloed naar de omgeving. Toepassing van onderwaterbeton of het kunstmatig realiseren van een diepere waterremmende laag zouden dan de enige alternatieven blijven. Echter, er werd een geheel andere oplossingsrichting gekozen.

Gefaseerd ontgraven en ballasten

Strookvormige en vierkantvormige ontgravingen De vereiste veiligheid tegen opbarsten van de

Figuur 3 Representatieve sondering en boorprofiel.

Figuur 4 Verzadigde volumegewichten van veen- en kleimonsters (laaggemiddelde waarden: 10,1 resp. 16,0 kN/m3).

V e r z a d ig d v o lu m e g e w ic h t [ k N/ m3 ] 8

10

12

14

16

18

20

- 2 ,5 Diepte monsters [m+NAP]

Teneinde de afname van de neerwaartse belasting zoveel mogelijk te kunnen beperken is een ontgravingsfasering uitgewerkt waarbij in beperkte oppervlakten is ontgraven en direct daarna is aangevuld met ballastzand tot het vereiste kelderniveau. Voor de vier bouwputten zijn, gelet op de variatie in ondergrond, maaiveld en de lokale aanwezigheid van vijvers, verschillende ontgravingsschema's berekend. Hierbij is gebruik gemaakt van spanningsspreiding voor ontgraven in stroken en in (vierkante) vakken. Voor de spanningsspreiding bij strooksgewijze sleufontgravingen is gebruik gemaakt van de formule volgens paragraaf 14.3.1 uit NEN 6740. Voor de vierkante ontgravingsvakken is gebruik gemaakt van de spannings-spreiding volgens Boussinesq uitgaande van een equivalent cirkelvormig oppervlak. Daarbij is aangenomen dat de invloedsfactor voor spanningsspreiding voor (vierkante) ontgravingen fvierkant kan worden benaderd met de spanningsspreiding als gevolg van belastingen. 3D-EEM analyses met Plaxis (3D-Tunnel) bevestigen dit beeld. Voor het ballasten is een zanddikte gebruikt met een dikte variërend van 1,4 m (bouwput B) tot 2,3 m (bouwput C). Een overzicht van de maximale ontgravingsdiepten, dikte ballastzand en afmetingen van de ontgravingsvakken en -stroken is weergegeven in tabel 1.

- 5 ,0

- 7 ,5

- 1 0 ,0

- 1 2 ,5 v een

k le i

Bouwput

Max. ontgraving [m+NAP]

Dikte zandbed [m]

Afmetingen ontgraving B x L [m x m]

B C P1 P2

-5,85 -6,65 -6,35 -6,35

1,4 2,3 2,0 2,0

stroken 5,0 en 6,3 vakken 3 x 3 en 5 x 5 vakken 3 x 3 en 5 x 5 vakken 3 x 3 en 4 x 4

Tabel 1 Overzicht ontgravingsdiepten, afmetingen en dikte ballastzand.

GEOtechniek – april 2010

43


bouwput wordt berekend uit het quotiënt van de neerwaartse verticale grondspanning in de bouwput op de onderkant van de afsluitende kleilaag (deklaag) en de daar aanwezige opwaartse verticale waterdruk. Er zal voldoende veiligheid tegen opbarsten aanwezig zijn als kan worden voldaan aan de eis: (1)

Figuur 5 Opbarsten bij sleufontgravingen (figuur 18 van NEN 6740)

Invloe ds factor spanning σ /p [ - ] 0,0 0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Diepte z/B [ - ]

0,5

De invloed van het eigen gewicht van de grond naast de ontgraving wordt meegenomen op basis van spanningsspreiding (volgens Boussinesq en NEN 6740). Deze is afhankelijk van de afmetingen van de ontgraving in termen van de breedte, lengte en gemiddelde breedte van de taluds waarlangs wordt ontgraven. De neerwaartse belasting met invloed van de grond naast de ontgraving is als volgt: (2)

a b

buiten sleuf of vak [ - ] breedte taludhelling [m] halve breedte sleuf [m]

Voor vierkantvormige ontgravingen is uitgegaan van de spanningsspreiding onder cirkelvormig oppervlak met straal r volgens Boussinesq:

(4) Om in termen van NEN 6740 te kunnen schrijven, kan de formule worden omgezet met taludbreedte a, halve ontgravingsbreedte b en diepte d2 voor een equivalent vierkant oppervlak Aeq =  ·r 2 = (a + 2b)2:

(5) Voor de invloedsfactor f is onderscheid gemaakt in ontgraving in stroken en in vierkante vakken (uitgaande van een equivalent cirkelvormig oppervlak). Conform NEN 6740, art. 14.3.1 geldt voor strookvormige ontgravingen:

1,0

1,5

Aanvullende 3D-EEM analyses bevestigen de bovenstaande invloedsfactor voor een vierkantvormig ontgravingsvak (zie kader 3D-EEM analyse), waarbij was aangenomen dat:

2,0 ontlasting (f )

(3)

3D-EEM

Ongedraineerde schuifsterkte [kPa] 0

5

10

15

20

25

30

35

Diepte monster [m+NAP]

- 4,0 - 6,0 - 8,0 -1 0,0 -1 2,0 -1 4,0 Veen (CU)

Veen (UU)

Klei (CU)

Klei (UU)

Figuur 6 Verloop van de spanningsspreiding bij ontlasting in het centrum van de ontgraving, weergegeven als functie van de verhouding tussen diepte en breedte ontgraving (op basis van formule (5) geldt: z = d2 en B = a + 2· b).

44

GEOtechniek – april 2010

waarbij geldt: v;nw;d rekenwaarde neerwaartse verticale grondspanning [kPa] rekenwaarde opwaartse druk, pz;d waarbij pz;d = Hd · w [kPa] w volumegewicht water [kN/m3] stijghoogte grondwater onder Hd deklaag [m] 2;d rekenwaarde volumegewicht op te barsten laag in sleuf [kN/m3] hoogte op te barsten laag in sleuf [m] d2 1;d rekenwaarde volumegewicht grond boven ontgravingsniveau [kN/m3] hoogte laag boven ontgravingsniveau d1 aan weerszijden sleuf [m] f factor aandeel hogere grondbelasting

(6) De analytische afleiding van de invloedsfactor van spanningspreiding bij een vierkantvormige ontgraving zonder taluds (a = 0), waarbij aangenomen is, dat de spanningspreiding bij ontlasting indirect kan worden bepaald uit de spanningspreiding bij belasting, is nader beschouwd aan de hand van numerieke berekeningen. Hierbij is gebruik gemaakt van een eenvoudige 3D-rekenmodel in Plaxis (Lineair Elastisch). Twee berekeningen zijn onderling met elkaar vergeleken:  spanningspreiding bij ontlasting (analytisch v.s. numeriek met verticale belasting rondom het vierkant);  spanningspreiding bij belasting (analytisch v.s. numeriek met vierkant belastingsoppervlak). Uit de EEM-analyses volgt dat de spanningssprei-

Figuur 7 Gefaseerde ontgraving in vakken (links) en in stroken met vooraf geheide palen (rechts).


Vernagelen en gefaseerd ballasten van bouwputten in Gouda

gedeeld door het effectieve oppervlak, waarover de paal zijn vernagelingseffect kan verdelen:

(8) Voor de wrijving van de paal met de deklaag, bestaande uit de veenlaag en kleilaag, is gelet op de korte duur van de ontgraven situatie van een strook tot het moment van aanbrengen van de ballast (max. 1 dag), uitgegaan van de ongedraineerde situatie. Daarbij is de gedraineerde term verwaarloosd (oftewel, ’ = 0) en is alleen de adhesie tussen deklaag en paal in beschouwing genomen. Voor het bepalen van de adhesiefactor uit (8) zijn verschillende empirische relaties en methoden beschouwd. In figuur 9 zijn een aantal relaties grafisch weergegeven, waarbij de adhesiefactor adh is weergegeven als functie van de ongedraineerde schuifsterkte (figuur 8), de verhouding tussen ongedraineerde schuifsterkte en effectieve spanning en de wrijvingslengte van de paal (circa 5 m). Uitgaande van de situatie bij bouwput B is een waarde ±adh = 0,5 aangehouden (conservatieve waarde, mede bepaald in overleg met Deltares en Gemeente Gouda). De bijdrage van het vernagelingseffect op de neerwaartse belasting is bepaald op basis van de totale wrijving van de deklaag langs de nagel

10

15

20

25

30

35

Diepte monster [m+NAP]

Teneinde te kunnen toetsen of de nagel daadwerkelijk voldoende kan werken over het aangehouden effectieve oppervlak, zijn 3D-EEM analyses uitgevoerd. Hierbij is een symmetrisch model opgesteld zodat een oneindig palenveld kan worden gemodelleerd. In figuur 11 is rechts een grafiek weergegeven waarin twee opbarstbereke-ningen zijn uitgevoerd met Plaxis, één berekening zonder en één met invloed van de paal als vernageling. Veen en klei zijn hierbij als ongedraineerd berekend, met ci = adh;i;d en i   0. De grafiek laat zien bij welke grondspanning gedurende de ontgraving de bouwputbodem bezwijkt in een situatie zonder en met paal. Het verschil tussen deze twee is de feitelijke bijdrage van de paal = r;nagel;d. Toepassing van formule (9) heeft geleid tot een voldoende conservatieve benadering van de invloed van de vernageling in de bouwput.

- 6,0 - 8,0 -1 0,0 -1 2,0 -1 4,0 Veen (CU)

Veen (UU)

Klei (CU)

Klei (UU)

Figuur 8 Ongedraineerde schuifsterkte van veen- en kleimonsters(laaggemiddelde waarden 12,4 resp. 13,7 kPa).

Ongedraineerde schuifsterkte cu [kPa] 1,2

Adhesiefactor α [-]

(9)

1,0

0,8

0,6

0,4

Beheersmaatregelen Met de toepassing van belastingspreiding bij beperkte ontgravingsoppervlakken, het ballasten en het effect van vernagelen gedurende een zeer korte periode kon worden voldaan aan de veiligheid tegen opbarsten, onder voorwaarde dat de stijghoogte in het pleistocene zand zou worden beheerst tot een maximum toelaatbaar niveau op NAP -3,9 m gedurende de meest kritieke fasen van ontgraven en aanvullen. Hiervoor zijn voorafgaand aan de ontgraving per bouwput twee deepwells geplaatst. Gedurende de ontgraving van de bouwputten is de stijghoogte in het pleistocene zand continu gemonitoord in 9 peilbuizen. In figuur 10 is het stijghoogteverloop in de peilbuizen bij bouwkuip P1 weergegeven. Daaruit blijkt dat gedurende de bouwfasen van maximale ontgraving de deepwells acht keer zijn aangezet. Gedurende het weekend van 18 juni bleek in peilbuis 1 de stijghoogte tot bijna 10 cm boven de waarschuwingswaarde van NAP -3,9 m te komen. De ontgravingsfasering was echter zodanig vastgesteld, dat een vak of sleuf gedurende de weekenden niet open mocht blijven liggen, zodat dergelijke kritieke situaties buiten de werkdagen zoveel mogelijk konden worden voorkomen. Nadat op maandag de deepwells waren geactiveerd was een directe verlaging van de stijghoogte het gevolg en kon worden voortgezet met het volgende ontgravingsvak. De stijghoogte is gedurende alle bouwfasen beheerst, waardoor opbarsten van de bouwputbodem van alle bouw-

0

50

100

API (1984)

150

200

Bowles (1996)

250

300

Peck et al. (1974)

Verhouding cu/σ’v [-] 1,2

1,0

Adhesiefactor α [-]

(7)

5

- 4,0

Effect van vernageling bouwputbodem Met behulp van de vaksgewijze ontgraving en ballasten (zie figuur 7, links) kon de overall-veiligheid tegen opbarsten worden verhoogd van 0,85 à 0,90 tot boven de vereiste waarde van tenminste 1,10 (= partiële factor voor volumegewicht deklagen conform NEN 6740). Dit bleek echter niet het geval te zijn voor de strooksgewijze ontgraving van bouwput B, waarbij het spreidingseffect minder was en hierdoor de veiligheid tenminste 1,05 bedroeg. Een vaksgewijze ontgraving zou voor deze put erg lastig zijn gezien het feit dat de funderingspalen voorafgaand aan de ontgravingswerkzaamheden al op diepte waren geheid (zie figuur 7, rechts). Hoewel zeer beperkt, konden deze palen toch een gunstige bijdrage leveren tegen het opbarsten van de deklaag door middel van het vernagelingseffect. Gelet op het kleine tekort aan veiligheid bleek deze bijdrage echter significant. Het vernagelingseffect van de funderingspalen is gebaseerd op de slipmethode, waarvoor geldt:

Ongedraineerde schuifsterkte [kPa] 0

0,8

0,6

0,4

0,2 0,0

0,5 API (1993)

1,0

1,5

2,0

Tomlinson-NC (1971) Tomlinson-OC (1971) Kolk & v/d Velde, h/D = 10 (1996) Kolk & v/d Velde, h/D = 20 (1996)

Lengte adhesie langs paal h [m] 1,2

Adhesiefactor α [-]

ding over de beschouwde diepte goed benaderd kan worden met de analytische formules, zie figuur 6.

1,0

0,8

0,6

0,4 0,0

2,5

5,0

7,5

10,0

Labda methode (1972) Kraft et al., cu/sv > 0,4 (1981)

Figuur 9 Empirische relaties tussen adhesie en ongedraineerde schuifsterkte,verticale korrelspanning en paallengte.

GEOtechniek – april 2010

45


putten kon worden voorkomen. Grontmij Infrastructuur & Milieu heeft het grondonderzoek uitgevoerd, het geotechnische en funderings-technische voor- en definitief ontwerp alsmede het uitvoerings-ontwerp gemaakt en de uitvoering begeleid in opdracht van Projectontwikkelingscombinatie Bèta. Het werk is gerealiseerd door de Projectontwikkelings-combinatie Bèta bv, bestaande uit Projectontwikkelaar en aannemer Boele & Van Eesteren, de Bouwmij Gouda en Bouwbedrijf Baas. Het constructief ontwerp is gemaakt door Ingenieursbureau Aronsohn.

-3,4

Stijghoogte [m+NAP]

-3,6

-4,0

-4,2

-4,4

April

Mei

Juni

Juli

Augustus

September

Peilbuisnr. 1

Peilbuisnr. 2

Waarschuwingswaarde

Deepwells actief

Figuur 10 Locatie peilbuizen 1 t/m 9 (links) en verloop en beheersing stijghoogte gedurende de ontgraving (rechts). Bron: Bèta

Verticaal evenwicht zonder vernageling  ontgravingsniveau: NAP -5,85 m;  maximum stijghoogte: NAP -3,9 m;  grondspanning onderkant deklaag: nw;d = 64,8 kPa  opwaartse druk onderkant deklaag: pw;d = 77,5 kPa  veiligheid tegen opbarsten: FSd = 64,8 / 77,5 = 0,84 PLAXIS 3D zonder vernageling  grondspanning ontgravingsniveau vóór ontgraven: qd;1 = 50,0 kPa  opbarsten bij unload step qd;1 = 12,6 kPa  indien qd;1 = 12,6 dan FSd = (64,8 + 12,6)/77,5 H 1,00 PLAXIS 3D met vernageling  type palen: prefab beton vierkant 450 mm;  paalstramien: gemiddeld 4 x 4 - 0,452 = 15,79 m2;  opbarsten bij unload step qd;2 = 9,4 kPa  bijdrage vernageling volgens PLAXIS: 12,6 - 9,4 = 3,2 kPa  volgens formule (9): r;nagel;d = 0,114 · (4,13 · 4,4 + 4,57 · 1,6) = 2,9 kPa (= 10% ongunstiger) V e r t ic a le g r o n d s p a n n in g σ v ;z ;d [ k P a ]

Calculation step [-] 60

Afname belasting door ontgraving op bouwputbodem [kPa]

0

Diepte [m+NAP]

-5

-1 0

-1 5

-2 0

-2 5

50

40

30 12,6 kPa

10

0

-3 0 0

-1 00

-200

-300

-40 0

Fase 1 t/m 3: Installeren paal (= initiele situatie)

-5 00

0

20

40

Zonder vernageling

60

80

Met vernageling

Fase 5: Vervangen grondspanning door MLoad A Fase 6: Verplaatsingen nul (= initiele spanningstoestand) Fase 7: Reductie grondspanning tot bezwijken (opbarsten)

Figuur 11 Invloed vernageling op verticale grondspanning (stramienmidden) gedurende de ontgraving tot opbarsten van de bodem.

GEOtechniek – april 2010

9,2 kPa

20

Fase 4: (grondspanning MLoad A = 54,97 kPa)

46

Oktober

Datum (2006)

Referenties [1] Boussinesq, J., Application des potentiels à l'étude de l'équilibre et du mouvement des solides élastiques, Paris, 1885. [2] Bowles, J.E., Foundation Analysis and Design, 5th edition, Peoria, Illinois, Pile Skin Resistance Capacity, pag 899-901 [3] Tomlinson, M.J. and Boorman, R., Foundation Design & Construct, 6th edition, Edinburgh Gate, Harlow, 1995 [4] Randolph, M.F. and Wroth, C.P., Recent Developments in Understanding the Axial Capacity of Piles in Clay, Ground Engineering, 15(7) 1982, pag. 17-25. [5] Semple, R.M. and Rigden, W.J., Shaft Capacity of Driven Piles in Clay, Proceedings of the Symposium on Analysis and Design of Pile Foundations, American Society of Civil Engineers National Convention, San Francisco, California, 1984, pag. 59-79. [6] API (1984), API Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms, 15th edition, 1984, RP2A, pag. 115. [7] Peck, R.B., Hanson, W.E. and Thornburn, T.H., Foundation Engineering, 2nd edition, New York, 1974. [8] Vijayvergiya, V.N. and Focht, J.A., A New Way to Predict Capacity of Piles in Clay, paper 1718, 4th Offshore Technology Conference, Houston, Texas, 1972. [9] Kraft, L.M., Focht, J.A. and Chaplin, T.K., The Compression and Bearing Capacity of Cohesive Layers, Brit. Journal Applied Physics, Vol. 4, 1953, pag 20-26. [10] Peters, M.G.J.M., Vernageld en gefaseerd ontgraven in zeer slappe grond, KIVI-lezing, 10 mei 2007. 

-3,8

1


Flip Hoefsloot Fugro ingenieursbureau

Erwin de Jong VWS Geotechniek

Klaas Jan Bakker TU-Delft en Wad43

Samenvatting

Deel 2: de numerieke analyses en de proefinterpretatie

Statnamicproeven op Casing boorpalen

De toepassing van het innovatieve paalsysteem genaamd Casing boorpalen in het project spoorverdubbeling Vleuten-Amsterdam Rijnkanaal gaf de aanzet voor de uitvoering van een uitgebreid test en monitoringsprogramma om de eigenschappen van dit bijzondere paaltype vast te stellen. Op locatie zijn zowel statische proefbelastingen

Numerieke modellering Met behulp van Plaxis 2D V9, is een axiaal symmetrisch numeriek EEM-model gemaakt. Voor het bepalen van de grondparameters is daarbij primair gebruik gemaakt van de ter plaatse uitgevoerde sonderingen. Aanvullend is ter verificatie ook de in 2005 uitgevoerde statische belastingproef nagerekend. Aan die laatste analyse is echter slechts een geringe waarde toegedicht. Weliswaar stond de paal in een qua geologie vergelijkbare grondopbouw, maar de afstand tussen de proeflocaties was te groot om hier veel waarde aan toe te kennen. Dat laatste is ook gebleken uit de slechte overeenkomst tussen de voorspelling en de meting bij de eerste statnamic proefbelasting op 17 november 2008. Vervolgens is het resultaat van die eerste proefbelasting door middel van een dynamische berekening nader geanalyseerd, en zijn de parameters aangepast totdat een redelijke overeenstemming tussen proefresultaat en rekenmodel was verkregen. De toegevoegde waarde van het rekenmodel is dat het een geijkt model is, waarmee ook andere

belastingpaden kunnen worden doorgerekend.

is het installatiegedrag van de palen gemoni-

De dynamische berekeningen lenen zich uitstekend om op dezelfde wijze als de proefresultaten te worden verwerkt. Dit maakt een vergelijking mogelijk tussen het afgeleide statische lastzakkingsgedrag, zowel gedraineerd en ongedraineerd berekend, met de resultaten uit zowel de statnamicproef als de dynamische berekening. Beide resultaten kunnen dan vervolgens worden vergeleken met de berekende waarde van het bezwijkdraagvermogen volgens NEN 6743-1 (zie deel 1 van dit artikel). Tevens geeft deze vergelijking aan dat er argumenten zijn om de interpretatiemethode van de statnamicproef in positieve richting bij te stellen.

GEOtechniek – april 2010

toord met sonderingen vóór en na paalinstallatie en is het last-zakkingsgedrag van de palen gedurende de constructie en een periode daarna met behulp van nauwkeurigheidswaterpassingen gevolgd. In deel 1 van dit artikel [4] is ingegaan op de interpretatie van de uitgevoerde sonderingen en zijn de statnamic proeven nader beschreven. Dit tweede artikel bevat de resultaten van de uitgevoerde numerieke analyses van de statnamic proeven en de interpretatie van de proefresultaten op basis van de internationale richtlijnen. De gepresenteerde conclusies hebben betrekking op de inhoud van beide

Bij de dynamische analyse met Plaxis bleek het noodzakelijk om de gedetailleerde grondschematisering die was afgeleid uit het beschikbare grondonderzoek, de sondering, terug te brengen tot de twee meest kenmerkende lagen: de holocene meer losgepakte zandlagen die tot een

Figuur 1 Elementenmodel dynamisch proefbelasting.

48

als statnamic proefbelastingen uitgevoerd,

artikelen.

diepte van NAP -7,0 m worden aangetroffen en de vaster gepakte pleistocene zandlagen daaronder. Deze maatregel was nodig omdat grote stijfheidsverschillen binnen het holocene pakket ’delaminatie’ van de interface-elementen langs de paal veroorzaakte, met als gevolg divergentie van de berekening. Voor de holocene lagen is vervolgens een gemid-

Figuur 2 Simulatie van Statische proefbelasting op 13 m paal met Plaxis; met (bovenste curve) en zonder groutvoorspanning aan de punt (onderste curve).


delde stijfheid en sterkte gekozen die representatief wordt geacht voor de ontwikkeling van de schachtwrijving ter plaatse. Voor wat betreft de puntweerstand is het pleistocene pakket tussen NAP -7,0 m en -18,0 m maatgevend. Uit een aantal variatieberekeningen is gebleken dat modellering van de lokale teruggang in conusweerstand tussen NAP -18,0 m en -23,0 m geen merkbare invloed had op de rekenresultaten. Bij de predictie van de eerste statnamicproef met een vereenvoudigde schematisering van het belastingsignaal, werd een kopverplaatsing bij de statnamicproef voorspeld tussen de 130 en 180 mm. Zoals vermeld in deel 1 van dit artikel was de opgetreden verplaatsing slechts 49 à 50 mm. Bij nadere beschouwing van het gemeten belastingsignaal van de eerste statnamicproef bleek het belastingsignaal korter te duren dan vooraf was aangenomen; dus minder energie te bevatten, wat de geringere verplaatsing voor een deel verklaart. Met als doel om voor de tweede proef het rekenmodel te optimaliseren, is vervolgens, door het uitvoeren van een aantal variatieberekeningen, de meest waarschijnlijke combinatie van parameters bepaald die de eerste proef konden verklaren. Bij het uitvoeren van de variatieberekeningen bleek het noodzakelijk om ook de modellering op enkele punten te verbeteren, o.a. door het nabij de paalpunt doorvoeren van een meshverfijning, zie figuur 1. Ten aanzien van de grondparameters bleek het noodzakelijk enigszins hogere sterkteparameters voor het pleistocene zand aan te nemen dan op basis van tabel 1 van NEN 6740; een hogere wrijvingshoek ’ van 38˚ in plaats van 35˚ en een dilatantiehoek van 8˚in plaats van 5˚. Verder is nog gevarieerd met de grens tussen kleine en grote rekken in het Hardening Soil - Small Strain materiaalmodel; de γ0,7, waar de berekende vervormingen gevoelig voor bleken. Uiteindelijk is teruggegaan naar een gebruikelijk correlatie voor γ0,7 = 1,0 E-4 en is in tweede instantie een beperkte Rayleighdamping ingevoerd van; Rayleigh  = 1,0 E-3 en Rayleigh = 1,75 E-3, waarna de statnamicproefresultaten redelijk goed konden worden beschreven. Met dit model en deze schematisering is een statische belastingproef gesimuleerd waarbij, de belasting is opgevoerd totdat, in overeenstemming met NEN 6743-1, een vervorming van 0,1 D is bereikt. De bijbehorende belasting, zie figuur 2, bedraagt 2988 kN/rad (NB, dit is de wijze waarop het axi-symmetrische Plaxismodel uitvoer geeft, het is aan de gebruiker om deze

Figuur 3 Simulatie Undrained Statische proefbelasting met Plaxis; de bovenste curve is de ongedraineerde belasting curve vervormingscurve.

uitkomst op te schalen naar de belasting voor de gehele paal door vermenigvuldiging met 2 , wat overeenkomt met een grondreacite op de paal van: F,d = 2  · 2988 = 18,78 MN

dat de weerstand aan de punt wordt beperkt door de geringe mogelijkheid van drainage bij deze korte tijdsduur. Daar tegenover geldt voor de schachtwrijving het omgekeerde dat bij dilatant gedrag de schachtwrijving zal toenemen.

Ter vergelijking, om inzicht te verwerven in het effect van de groutzak is ook een berekening gemaakt waarbij het voorspannen buiten beschouwing wordt gelaten. Daarbij wordt een maximale reactiekracht berekend van: F,d = 2  · 2710 = 17,03 MN

Ongedraineerd gedrag wordt bevestigd door toetsing aan de door Hölscher [5] geïntroduceerde drainageparameter , waarbij

De lastzakkingscurven van beide berekeningen liggen vrijwel parallel, met dat verschil dat bij gelijke belasting, de zetting van de paal zonder groutvoorspanning voor belastingen boven de 1500 kN/rad, 27 mm groter is dan in het geval met voorspanning.

Statnamicproefbelasting Uit figuur 2 kan worden afgeleid dat de paalweerstand in dit geval geen deterministisch waarde is maar een vervormingsafhankelijke waarde. Het begrip paaldraagvermogen of uiterste grenswaarde van het paaldraagvermogen kan dan alleen worden geïnterpreteerd in relatie tot de afspraak in overeenstemming met NEN 6743-1 waarbij is bepaald dat het paaldraagvermogen bij proefbelastingen wordt gelijkgesteld aan de paalweerstand bij een vervorming van 0,1 Deq, in dit geval dus bij een vervorming van 0,165 m (voor grondverdringende palen en palen met weinig grondverdringing). Ook dient nog in ogenschouw te worden genomen dat de statnamicproef vanwege de zeer korte belastingduur, van in de orde 0,2 sec, tot een grotendeels ongedraineerde grondreactie leidt. Dat betekent voor het puntdraagvermogen

waarbij G [kN/m2] is de glijdingsmodulus van de grond, T [s], is de belastingduur, k de doorlatendheid [m/s], w [kN/m3] de volumieke massa van water en r de straal van de paal [m], wat een waarde voor = 6 –3 geeft. Om die reden worden de resultaten van de statnamicproef vergeleken met de resultaten van een ongedraineerde dynamische analyse en met een ongedraineerde statische berekening. In verband met de doorvertaling naar een statische gedraineerde situatie is met het EEM model zowel de gedraineerde als de ongedraineerde statische belastingproef doorgerekend. In figuur 3, zijn de resultaten weergegeven. Bij een vervorming van 50 mm, wordt ongedraineerd met Plaxis een grondreactie berekend van Fr,i ( = 50 mm) = 2 · 1,922 = 12,08 MN (in vergelijking met een gedraineerde totale grondreactie van Fr,i ( = 50 mm) = 2  · 1,624 = 10,20 MN), wat betekent dat voor de gedraineerde situatie de grondreactie uit de statnamicproef met een factor 0,84 moet worden vermenigvuldigd om een waarde te krijgen die overeenkomt met een gedraineerde statische belastingproef. In de volgende paragrafen is de uitwerking van de statnamicproef op basis van de conceptrichtlijn gecombineerd met de resultaten van de uitgevoerde EEM (Plaxis) analyses.

GEOtechniek – april 2010

49


cp

Uitwerking statnamicproef De interpretatie van de proefresultaten heeft, in eerste instantie, plaatsgevonden op basis van de conceptrichtlijn voor de interpretatie van snelle paalproeven [6]. Deze richtlijn is inmiddels vervangen door een nieuw concept waarbij de interpretatieprocedure is aangepast [7]. De paal kan hierbij beschouwd worden als een één-massaveersysteem indien de looptijd van spanningsgolven door de paal relatief kort is in vergelijking tot de belastingduur. Volgens de conceptrichtlijn moet gelden: (1)

Tf L

belastingduur paallengte

voortplantingssnelheid van spanningsgolven door de paal

Met L = 13,6 m, cp ≈ 3700 m/s en Tf 80 ms wordt hieraan voldaan. Voor het één-massaveersysteem (figuur 4) geldt de volgende dynamische evenwichtsvergelijking: Fstn(t) = Fst (t) + a(t) + C • v(t) (2) met: Fstn(t) statnamische belasting op de paalkop Fst(t) statische weerstand grond (niet-lineaire veer) m paalmassa a(t) paalversnelling C dempingparameter v(t) paalsnelheid Tijdens de proefbelasting worden de belasting op de paalkop Fstn, de versnelling a en de verplaatsing u als functie van de tijd gemeten (figuur 5). Door integratie van a of differentiatie van u kan v als functie van de tijd worden bepaald.

Figuur 4 Eén-massaveersysteem.

Voor palen in zand komt de Unloading Pointmethode in aanmerking (moment van maximale verplaatsing ofwel snelheid gelijk aan nul). In de conceptrichtlijn worden 3 methoden onderscheiden:  ’Multi step test’ toepasbaar indien meerdere proeven op één paal zijn uitgevoerd bij verschillend belastingniveau;  Standaardvorm van last-zakkingsgedrag; het ’unloading point’ ligt op deze curve;  Schatting van de dempingparameter C. De eerste methode is geschikt voor het 4 MNapparaat waarmee meerdere proeven op een paal worden uitgevoerd. Voor het 16 MN-apparaat is uitvoering van meerdere proeven economisch niet haalbaar.

Figuur 5 Meetsignalen statnamicproef.

50

GEOtechniek – april 2010

De tweede methode leidt tot relatief lage waarde van de maximale statische weerstand. In het ontlastpunt (unloading point) is de momentane snelheid van de paalbeweging gelijk aan nul. De bijbehorende statnamische belasting bedraagt 3,39 MN en de bijbehorende verplaatsing 50,0 mm. De grondweerstand wordt bepaald door de statnamische belasting verminderd met de traagheidskracht (-3,03 MN) en bedraagt in dit punt 6,42 MN. Binnen de Unloading Point-methoden ligt bepaling het meest voor de hand op basis van de schatting van de dempingparameter die in de literatuur ’C4’ genoemd wordt. Deze wordt bepaald door middeling over het tijdsinterval tussen maximale belasting en maximale verplaatsing: (3)

met

(4)

In de laatste vergelijking is tup het tijdstip waarop geldt v(tup) = 0 (het ’unloading point’) en de teller j loopt van j = 1 als F(t) maximaal is tot j = n+1 bij tup. Voor de interpretatie van de proef zijn de volgende gegevens gehanteerd: – Paallengte: 13,6 m (NAP +0,6 m tot NAP -13,0 m) – Paaldiameter: 1,65 m – Paalmassa: 69.800 kg – Meewerkende grondmassa: 2.400 kg (bepaald volgens Matsumoto [2]) – Correctie Fstatnamic op t=0: 0,80 MN (eigen gewicht reactiemassa) – Correctie u op t = 0: 1,0 mm (statische indrukking onder invloed eigen gewicht)

Figuur 6 Meting en statisch last-zakkingsgedrag proef en de EEM-berekening.


Statnamicproeven bij Casing boorpalen

Figuur 7 Verloop van demping C4 tussen tijdstip van maximale belasting en maximale verplaatsing (links meting, rechts de EEM-berekening).

Figuur 8 Keuze dempingparameter volgens Mullins [8].

In figuur 6 is het afgeleide statisch last-zakkingsgedrag gegeven, zowel voor de stanamicproef op paal 1 als voor de bijbehorende eindige elementenberekening. De maximale afgeleide statische belasting (8,52 MN) is aanzienlijk groter dan bij directe toepassing van het unloading point. Het is in figuur 6 opvallend dat het afgeleide statisch last-zakkingsgedrag bij de proef geen mooi vloeiend verloop heeft en bij de EEMberekening er geheel onbetrouwbaar uitzien. Dit wordt vooral veroorzaakt door de bepaling van de gemiddelde dempingfactor C4. Het verloop van de dempingfactor volgens vergelijking 3 als functie van de tijd is gegeven in figuur 7.

Figuur 9 Meting en statisch last-zakkingsgedrag proef en de EEM-berekening met aangepaste demping.

Bij de proefbelasting bedroeg de gemiddelde demping, bepaald volgens de procedure van de conceptrichtlijn, 9,48 MNs/m en bij de EEMberekening 11,5 MNs/m. Mullins [8] geeft in zijn artikel aan dat met de keuze van een lagere demping een veel realistischer last-zakkingsverloop wordt gevonden (figuur 8). Bij een gekozen waarde voor de dempingparameter kan uit vergelijking (2) op elk tijdstip de statische grondweerstand worden bepaald en wordt dus op elk moment voldaan aan het (dynamisch) evenwicht. In figuur 9 is hiervan het resultaat gegeven berekend met een demping van 6,5 en 6,6 MNs/m voor respectievelijk de proef en de EEM-berekening. Het verloop van de krachten uit vergelijking (2) is in figuur 10 gegeven als functie van de tijd. De bezwijkweerstand van funderingspalen wordt volgens NEN 6743-1bepaald bij een verplaatsing van de paalpunt van 0,1 D bij grondverdringende palen en bij 0,2 D bij grondverwijderende palen;

Figuur 10 Verloop krachten als functie van de tijd proef (links) en de EEM-berekening (rechts).

voor de onderhavige palen is sprake van grondverwijderende palen waarbij overigens wel voorspanning van de paalpunt heeft plaatsgevonden. Om deze waarde te bepalen is het last-zakkingsdiagram geĂŤxtrapoleerd naar een verplaatsing van 0,1 en 0,2 D. Hiervoor is gebruik gemaakt van de methode volgens Middendorp et al. [8] waarbij wordt uitgegaan van een hyperbolische verband tussen statische belasting en verplaatsing:

(5) Met: F u p q

statische belasting verticale paalkop verplaatsing hulpparameter hulpparameter

GEOtechniek â&#x20AC;&#x201C; april 2010

51


Omschrijving

Symbool

Eenheid

Het statisch last-zakkingsdiagram wordt verkregen door de belastingen uit tabel 1 te vermenigvuldigen met de modelfactor (R = 0,92) conform de conceptrichtlijn.

Paal 1

Middendorp et al Statische verplaatsing eigen gewicht

u0

mm

1,0

Statische belasting stanamic opstelling

F0

MN

0,80

Maximale grondweerstand

Fu max

MN

10,0

Conclusies

Verplaatsing bij max. grondweerstand

u F max

mm

48,1

Hulpparameter

p

mm/MN

2,0

Hulpparameter

q

1/MN

0,058

Statische bezwijkwaarde bij 0,1 D

F0.1 D

MN

14,2

Statische bezwijkwaarde bij 0,2 D

F0.2 D

MN

15,5

De uitwerking van de Statnamicproef en interpretatie heeft plaatsgevonden op basis van de concept richtijn uit 2007 voor snelle paaltesten. Gebleken is dat de verschillende interpretatiemethoden leiden tot verschillende resultaten in maximaal bereikte statische grondweerstand:  directe toepassing van het unloading point, na correctie voor massatraagheid, waarbij dit punt onderdeel uitmaakt van de last-zakkingscurve leidt tot een onrealistisch lage schatting van het draagvermogen (6,42 MN) voor deze case.  De methode met schatting van de dempingparameter C4 leidt tot een duidelijk grotere maximale grondweerstand maar resulteert in een onwaarschijnlijke vorm van de lastzakkingscurve (8,52 MN)  Het aanpassen van de dempingparameter C4, in overeenstemming met Mullins [8], leidt tot een meer hyperbolisch verloop van het last-zakkingsgedrag, dat daarmee ook beter aansluit bij de extrapolaties. Tevens ontstaat daarmee een betere aansluiting tussen het berekende statische en het afgeleide statische gedrag uit de dynamische berekening (10,0 MN).

Tabel 1 Parameters extrapolatie last-zakkingsgedrag.

In de huidige conceptrichtlijn uit 2009 is de methode met schatting van de dempingparameter C4 niet opgenomen. Op grond van de hier gepresenteerde resultaten wordt voorgesteld om in de richtlijn wel de mogelijkheid open te laten om het statisch draagvermogen te ontlenen aan een procedure met schatting van de dempingparameter. De gevonden statische grondweerstand is bepaald bij de opgetreden paalvervorming van maximaal 50 mm.

Figuur 11 Meting en statisch last-zakkingsgedrag proef en de EEM-berekening met aangepaste demping (exclusief modelfactor).

(6) en (7) Met: u0 F0 Fu max u F max

Statische verplaatsing eigen gewicht Statische belasting statnamic opstelling Maximale grondweerstand Verplaatsing bij maximale grondweerstand

De karakteristieke waarden zijn gegeven in tabel 1. De maximale grondweerstand in de proef is nu toegenomen tot 10,0 MN. In figuur 11 zijn de geĂŤxtrapoleerde last-zakkingscurven gegeven

52

GEOtechniek â&#x20AC;&#x201C; april 2010

voor zowel de proef als de modelberekening met PLAXIS. Hierbij is tevens een tweede extrapolatiemethode gegeven op basis van een eenvoudige machtsfunctie:

(8) Met: Fref uref m

Maximale grondweerstand Verplaatsing bij maximale grondweerstand macht; 0,5 voor zand

Extrapolatie van het last-zakkingsgedrag naar grotere paalkop- of paalpuntverplaatsing kan op meerdere manieren worden uitgevoerd. De waarde van de bepaling van het bezwijkdraagvermogen op basis van extrapolaties blijft echter gering. Beter is om het gemeten last-zakkingsgedrag alleen te beschouwen tot de maximaal bereikte verticale verplaatsing in de proef en een directe afleiding van het bezwijkdraagvermogen op basis van uitsluitend de statnamicproefresultaten buiten beschouwing te laten. Voor de beoordeling van het bezwijkdraagvermogen van de paal schiet de nu uitgevoerde statnamicproef eigenlijk tekort, daartoe zou met een zwaardere lading de vereiste vervorming van 0,1


Statnamicproeven bij Casing boorpalen

Deq dichter genaderd moeten zijn. Door het combineren van de gegevens van de statnamicproef, de interpretatie van de uitgevoerde sonderingen, vóór en na paalinstallatie [4] en de EEM analyses, is het echter toch goed mogelijk om een betrouwbare indruk te krijgen van het bezwijkdraagvermogen van de palen. Bij een vervorming van 0,1 Deq wordt een kracht tussen 14 en 18 MN gevonden. Voor de Casing boorpalen betekent dit dat de in het project gehanteerde ontwerpparameters van p = 0,8 en s = 0,008 op meerdere gronden voldoende aannemelijk zijn gemaakt.

Referenties [4] F.J.M. Hoefsloot, K.J. Bakker en E. de Jong, Statnamic proeven op Casing Boorpalen, deel 1, Geotechniek januari 2010. [5] P.Hölscher, F.B.J. Barends, Statnamic load testing of Foundation piles, Proc. 4th Int. conf. Application of Stress Wave Theory to Piles, the Netherlands, pp 413-419, 1992. [6] Guideline on the interpretation of Rapid Load test on piles (Draft), 7 November 2008. [7] Guideline on the interpretation of Rapid Load

Omschrijving

Symbool

Eenheid

Paal 1

Middendorp et al. Modelfactor

R

-

0,92

Statische bezwijkwaarde bij 0,1 D

F0.1 D

MN

13,1

Statische bezwijkwaarde bij 0,2 D

F0.2 D

MN

14,3

Tabel 2 Extrapolatie last-zakkingsgedrag (inclusief modelfactor).

test on piles (Draft), Oktober 2009. [8] G. Mullins, C.L. Lewis and M.B. Justason, Advancements in statnamic data regression techniques, Proceedings of the International Deep Foundation Congress pp. 915-930, Orlando, USA, 2002. [9] P. Middendorp, C. Beck, A. Lambo; Verification of Statnamic load testing with static load testing in a cohesive soil type in Germany; 8th International Conference on the Application of Stress Wave Theory to Piles, Lisbon 2008. [–] P. Middendorp, First experiences with Statnamic load testing of foundation piles in Europe. 2nd Int. Geotechn. Seminar on Deep Foundations on Bored and Auger Piles, Ghent

University, Belgium 1993. [–] T Matsumoto, K. Matsuzawa, P. Kitiyodom, A role of pile load test - Pile load test as element test for design of foundation system, 8th International Conference on the Application of Stress Wave Theory to Piles, Lisbon 2008. [–] N.Q. Huy, Rapid load testing of piles in Sand; Effects of loading rate and excess pore pressure, Doctoral thesis Delft University of Technology, Delft, The Netherlands 2008. [–] P. Hölscher and A.F. van Tol, Rapid Load Testing on Piles, CRC Press, Taylor and Frances, London UK 2009. 


Precies ontworpen. Precies zo gebouwd.

HUESKER ingenieurs ondersteunen u bij het ontwerp en de realisatie van uw bouwprojecten. Veelomvattende knowhow en jarenlange ervaring zijn de basis voor een betrouwbare uitvoering en zorgen voor een soepel verloop van de werkzaamheden. Uw kunt steunen op de producten en oplossingen van HUESKER.

HUESKER geokunststoffen – betrouwbaar door ervaring. WAPENING STEILE TALUDS Fortrac® geogrids toegepast om steile groene wanden te bouwen bij Ecoduct Bierbeek. Taludhelling

www.huesker.com Agent voor Nederland CECO B.V. info@cecobv.nl Tel.: 043 - 352 76 09

HUESKER Netherlands huesker.brok@hccnet.nl Tel.: 073 - 503 06 53

verloopt van 60° naar 80°.

GEOTECHNIEK

WEGENBOUW

WATERBOUW

MILIEUTECHNIEK


Ontwat ate at er eren va a n slib sl Wapene pene n ne en van ng grond

BetonBeto n nwap pe pe ening n

Erosiecont c nttrole role van an grond en n rotse o sen n

Sportveld veld e lde n e parkings en

OeverOev ererverde dediging ded

Weten en do doo oor oo o o meten

Optimale inzet van kennis en ervaring met geokunststoffen:

A ich Afd ch htittitinge h ingen

G uidsw Gel dsw swanden sw

ontdek de ‘TEXION-touch’.

Dra ai nage g ge en en inff i ltrat atie at ie

Weg eg e egen ge

Asfalt alttalt wap wapening pe g Bes e rm Besche r mi rmi m i ng zee e b od em

TEXION GEOKUNSTSTOFFEN NV - Admiraal de Boisotstraat 13 - 2000 Antwerpen - België - Tel. +32 (0)3 210 91 91 - Fax +32 (0)3 210 91 92 - www.texion.be


12 E J A A R G A N G NUMMER 2 APRIL 2010

verticale constructie op veen kassencomplex op ’zwaar water’


Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door: Subsponsors Colbond BV Postbus 9600 6800 TC Arnhem Tel. 026 - 366 4600 Fax 026 - 366 5812 E-mail geosynthetics@colbond.com www.colbond-geosynthetics.com NAUE GmbH & Co. KG Gewerbestr. 2, 32339 Espelkamp-Fiestel Germany Tel. +49 5743 41-0 Fax +49 5743 41-240 info@naue.com www.naue.com

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

De collectieve leden van de NGO zijn:

1. Bonar Technical Fabrics NV, Zele 2. Rijkswaterstaat, Dienst Infrastructuur Utrecht 3. Cofra B.V. Amsterdam 4. Colbond BV, Arnhem 5. CURNET CUR Bouw & Infra, Gouda 6. Enviro Advice BV, Nieuwegein 7. Fugro Ingenieursbureau BV, Leidschendam 8. Deltares, Delft 9. Rijkswaterstaat DVS (Dienst Verkeer en Scheepvaart), Delft 10. Geopex Product (Europe) BV, Gouderak 11. Movares Nederland BV, Utrecht 12. Intercodam Infra BV, Amsterdam 13. InfraDelft BV, Delft 14. Joosten Kunststoffen, Gendt 15. Kem Products NV, Heist op den Berg (B) 16. Kiwa NV, Rijswijk 17. NAUE Benelux, Espelkamp-Fiestel 18. Ooms Nederland Holding, Scharwoude 19. Pelt & Hooykaas BV, Rotterdam 20. Prosé Kunststoffen BV, Britsum

21. Quality Services BV, Bennekom 22. Robusta BV, Genemuiden 23. Schmitz Foam Products BV, Roermond 24. Stybenex, Zaltbommel 25. Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV, Almelo 26. Tensar International BV, Oostvoorne 27. Terre Armee BV, Waddinxveen 28. TNO Ind. Div. Prod Onderzoek, Eindhoven 29. T&F Handelsonderneming BV, Oosteinde 30. Trisoplast Mineral Liners, Velddriel 31. Van Oord Dredging and Marine Contractors, Rotterdam 32. Van Oord Nederland BV, Gorinchem 33. Voorbij Funderingstechniek BV, Amsterdam 34. Zinkcon Boskalis Baggermij., Papendrecht 35. Ceco BV, Maastricht

Grip op grond Met sterke producten van een ervaren partner in geotechniek • Stabiele (bouw)wegen ➞ Enkagrid® MAX voor grondstabilisatie • Steile grondlichamen ➞ Enkagrid® PRO voor grondwapening • Erosievrije oevers en taluds ➞ Enkamat® voor erosiepreventie • Waterafvoer op maat ➞ Enkadrain® voor drainage • Bouwrijpe grond ➞ Colbonddrain® voor grondconsolidatie

Colbond bv • tel. 026 366 4600 • fax 026 366 5812 • geosynthetics@colbond.com • www.colbond.com • www.colbond-geosynthetics.nl


Van de redactie Beste Geokunst lezers,

menggranulaat. Door deze bouwwijze wordt de ondergrond

In deze Geokunst twee voorbeelden van innovatieve toepassing

meer gelijkmatig belast, waardoor de draagkracht toeneemt.

van geokunststoffen die het bouwen van infrastructuur op zeer

Marcel Zuidema (MNO Vervat), Theo Huybregts (Geologics) en

slappe lagen mogelijk hebben gemaakt en bovendien een

Onno Dijkstra (Fugro) doen verslag.

belangrijke brug vormen tussen de disciplines geotechniek en wegenbouw. In de praktijk komt het voor dat geotechneuten

In het tweede artikel laat Erik Furstner (Colbond) zien hoe er in

vooral geïnteresseerd zijn in de grondlagen vanaf pakweg een

een moerasgebied in Hemmingstedt in het Noorden van Duitsland

meter onder maaiveld en dat de wegenbouwers zich voornamelijk

het vloeroppervlak en de toegangswegen van een kassencomplex

richten op de bovenste meter van de constructie.

werden gebouwd op een zeer slappe, 12 m dikke veenlaag.

Het bijzondere van de constructies, die in deze uitgave van

Door gebruik van hoogwaardig geocomposiet, geogrids en

Geokunst aan de orde komen is, dat de met geokunststoffen

scheidingsvliezen in combinatie met granulaat- en zandlagen

versterkte lagen zich

werd een drijvende funde-

juist in het grijze gebied

ringsplaat gerealiseerd.

bevinden, de overgang

Insteek van het ontwerp is,

tussen ondergrond en

dat de geogrids voor een

verhardingsopbouw.

blijvend stabiele construc-

Een gebied, dat zeer

tie zullen zorgen, waarbij

geschikt lijkt te zijn voor

verwacht wordt dat de zet-

uiteenlopende types

tingen acceptabel zullen

geokunststoffen: van

zijn en dat er nauwelijks

een simpel scheidingsvlies

tot geen ongelijkmatige

tot een compleet paal-

zettingen zullen optreden.

matrassysteem.

De draagconstructies van de kassen zijn op palen gefundeerd.

De constructie van de ongelijkvloerse kruising

Je kunt met recht zeggen

van de Lemmerweg met de A7 in de rondweg van Sneek gaf in het ontwerpstadium proble-

dat de constructies met geokunststoffen in het scheidingsvlak

men in verband met de aanwezigheid van een tot 4 m dik zeer

tussen grondmechanica en wegenbouw bijdragen aan de vereniging

slappe veenlaag. Nadat verschillende oplossingen waren doorge-

van deze twee disciplines. Het berichten over deze vereniging is

rekend bleek de Geocell constructie in dit geval de economisch

een belangrijke taak van onze vereniging – de NGO.

meest voordelige oplossing voor het probleem. Ik wens u veel leesplezier met deze Geokunst.

De Geocell is een driedimensionale met geogrids gewapende grondconstructie die bestaat uit een samengestelde cellenachtige driehoekstructuur van verticaal gezette 1 meter hoge

Shaun O’Hagan

uni-axiale geogrids. De cellen zijn gevuld met een grofkorrelig

Eindredacteur Geokunst

Colofon

Geokunst wordt uitgegeven door de

Een abonnement kan

Nederlandse Geotextiel-organisatie.

worden aangevraagd bij:

Het is bedoeld voor beleidsmakers,

Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO)

opdrachtgevers, ontwerpers,

Postbus 7053

aannemers en uitvoerders van werken

3430 JB Nieuwegein

in de grond-, weg- en waterbouw

Tel. 030 - 605 6399

en de milieutechniek. Geokunst

Fax 030 - 605 5249

verschijnt vier maal per jaar en

www.ngo.nl

Tekstredactie

C. Sloots

Eindredactie

S. O’Hagan

Redactieraad

C. Brok, A. Bezuijen, M. Dus̆kov, J. van Dijk, W. Kragten

Productie

Uitgeverij Educom BV Rotterdam

wordt op aanvraag toegezonden.

GEOkunst – april 2010

59


Marcel Zuidema MNO Vervat - Noord

Ing. Theo Huybregts Ingenieursbureau Geologics

Ing. Onno Dijkstra Fugro Ingenieursbureau

Samenvatting

Geocell en monitoring maken verticale constructie op veen mogelijk bij kruising Lemmerweg â&#x20AC;&#x201C; A7 te Sneek

De toepassing van verticale grondconstructies bij de kruising van de rondweg Sneek met de Lemmerweg gaf in het ontwerpstadium problemen vanwege de aanwezigheid van slappe veenlagen tot 4 m diepte. Zettingen, stabiliteit en draagkracht zouden zonder aanvullende voorzieningen niet voldoen aan de strenge eisen die gesteld werden aan de aansluiting op het kunstwerk. Ook de horizontale verplaatsing van de slappe grondlagen moest aan strenge eisen voldoen vanwege de ligging van een bestaande fietstunnel op 2 m afstand en een hoge druk gasleiding op 10 m afstand van de zijkant van de constructie. Op basis van een risicoanalyse van ontwerp en uitvoering, gecombineerd met een kostenafweging, kwam een oplossing met geocell (of geomatras) als beste oplossing naar voren. De risico's van deze constructie

Figuur 1 Kruispunt Lemmerweg / A7 te Sneek in uitvoering.

werden beheerst door intensieve monitoring.

Project

Mogelijke oplossingen

Geocell

In Sneek wordt de bestaande rondweg opgewaardeerd tot een kruisingsvrije autosnelweg. Een onderdeel van dit project is de kruising van de Lemmerweg met de A7. De aannemer van dit Design en Construct project is MNO-Vervat. In het eerste ontwerp is gekozen voor verticale gewapende grondconstructies voor de toe- en afritten omdat de beschikbare ruimte beperkt is. Het door de opdrachtgever, provincie Fryslân, geleverde ontwerp betrof alleen de situatie van de gewapende grondconstructies in de eindfase. Omdat de gewapende grondconstructies op een 2 tot 2,5 meter dikke slappe veenlaag worden gebouwd direct langs de bestaande rondweg levert dit bij de uitvoering problemen op.

Zonder aanvullende maatregelen was de kans groot dat de gewapende grondconstructie fors zou (scheef-)zakken en vervormen. De volgende oplossingen zijn overwogen om de toepassing van een verticale grondconstructie mogelijk te maken:  damwand aan weerszijden van de constructie, in combinatie met gedeeltelijke of volledige grondverbetering;  paalmatras;  geocell-constructie.

De geocell-constructie bestaat uit een samengestelde cellen-achtige driehoekstructuur van verticaal gezette 1 meter hoge uni-axiale geogrids. De cellen worden gevuld met een grofkorrelig materiaal. Deze bouwwijze resulteert in een meer gelijkmatige belasting van de ondergrond waardoor de draagkracht toeneemt zonder dat een grondverbetering nodig is. De gevulde geocell biedt bovendien direct een werkplatform voor het zware werkverkeer op de slappe grondlagen. Het vormt tevens een stijve fundering met een zeer goede belasting â&#x20AC;&#x201C; rek verhouding zodat verschilzettingen genivelleerd worden. Door de interactie van het grofkorrelige vulmateriaal met de in de cellenstructuur verticaal opgestelde geogrids wordt een sterke en stijve basis gerealiseerd. Het wegpersen van veen wordt zoveel mogelijk tegengegaan door de ruwe onderzijde van de constructie.

Uit aanvullend grond- en laboratoriumonderzoek (zie sondering figuur 2) bleek dat het ontwerp gewaagd was vanwege de grote belastingverschillen op het veen, de lage sterkte van het veen (cu = 15 kPa, câ&#x20AC;&#x2122; = 3,3 kPa, â&#x20AC;&#x2122; = 14,7Ë&#x161;) en de gewenste uitvoeringssnelheid. Het ontwerp werd geoptimaliseerd door verlenging van de geogrids en het beperken van ontgravingen naast de constructie. De uitvoeringsstabiliteit, draagkracht en restzettingen bleven echter een probleem en dit diende door de aannemer te worden opgelost. Niet alleen de constructie zelf diende te voldoen, maar ook de invloed naar de omgeving (bestaande rondweg, gasleiding).

60

GEOkunst â&#x20AC;&#x201C; april 2010

De oplossing met geocell bleek op basis van een analyse door MNO-Vervat Noord en Tensar in dit geval aanzienlijk goedkoper dan de andere oplossingen. Een oplossing met toepassing van damwand gaf bovendien grote risico's met betrekking tot de invloed op de omgeving. De (geotechnische) omstandigheden bij dit project zorgden ervoor dat hier een geocell-constructie uitermate geschikt was waarop vervolgens de gewapende grondconstructies gebouwd kunnen worden. Ingenieursbureau Geologics heeft de ontwerpberekeningen voor zowel de geocellconstructie als ook de gewapende grondconstructie gemaakt. Om het effect van deze constructie en de vervormingen van de ondergrond, de bestaande rondweg en de gasleiding te bepalen zijn door Fugro Ingenieursbureau Plaxis berekeningen uitgevoerd. Een dwarsprofiel van de constructie is weergegeven in figuur 3.

De geocell-constructie wordt samengesteld uit eerst een horizontale laag bi-axiale geogrid die op de ondergrond wordt uitgerold. Op deze laag wordt een uni-axiaal geogrid aan de onderzijde vastgemaakt en vervolgens verticaal gezet en opgespannen. Hiervoor zijn aan beide zijden van de geocell houten paaltjes om de meter in de grond gedrukt. Deze 1 m hoge geogrids worden om de meter geplaatst. Tussen deze gespannen banen wordt vervolgens onder 45° een andere verticale baan uni-axiaal geogrid aangebracht


Wrijvings weerstand,fs [MP a] .1 .0

5008-0413-000

3

4 6 0 2 C onus weerstand,qc [MP a]

.2 8

.4

.3 10

12

14

16

.5 18

20

10 22

24

8

6

26

28

C P T data c las s ific atie - indic atief

Wrijvings getal,R f [% ] 4 2 0 30

α

C las s ific atie gebas eerd op genormalis eerde c onus weers tand en wrijvings getal. (R oberts on 1990, NL c orr.) G eldig onder grondwaterpeil.

2

Diepte t.o.v. NAP [m]

1 0

2

-1

(10) VE E N of P OT K LE I (10) VE E N of P OT K LE I (10) VE E N of P OT K LE I

-2 (2) VE E N, organisch materiaal -3 (6) ZAND, zwak siltig tot s iltig -4 (6) ZAND, zwak siltig tot s iltig -5

2 (10) VE E N of P OT K LE I (5) ZAND, s iltig tot LE E M

-6

(6) ZAND, zwak siltig tot s iltig

-7 -8

(4) K LE I, s iltig / LE E M 3

-9

3

(4) K LE I, s iltig / LE E M (4) K LE I, s iltig / LE E M

-10

Figuur 3 Dwarsprofiel.

-11 -12 DKM3B - 1

Opg. : G et. :

MDH-J P B IJ MAH

d.d. d.d.

03-S ep-2008 2010-01-13

F 7.5C K E 2HA/B conus : m MV = NAP +0.01

S ONDE R ING ME T P LAAT S E LIJ K E K LE E F ME T ING K R UIS ING LE MME R WE G - R ONDWE G A7 T E S NE E K

X= Y=

S ondering volgens norm NE N 5140, klas s e2 2 conus type cylindris ch elektris ch, 1500 mm α afwijking van de vertikaal

Opdr. S ond.

5008-0413-000 DK M3B

Figuur 2 Sondering DKM3.

en op de kruispunten verbonden door middel van een steekstaaf. De aldus samengestelde geocellen worden vervolgens gevuld met een grofkorrelig granulair materiaal. De geocellen onder de vier toe- en afritten langs de rondweg met een totale oppervlakte in bovenaanzicht van ca. 6.000 m2 werden in slechts 13 werkdagen samengesteld en gevuld. Op de geocell wordt vervolgens een gewapende grondconstructie geplaatst met de zogenaamde omslagmethode tot een kerende hoogte van maximaal 6 m. Bij een dergelijke omslagmethode wordt het geogrid aan de voorzijde om de laag aanvulgrond heengeslagen en met een verbindingsstaaf (bodkin) aan de bovenliggende laag geogrid vastgemaakt. Aan de binnenzijde van de omslag wordt een zanddicht geotextiel aangebracht.

Figuur 4 Vullen geocell.

Aan de buitenzijden zijn bouwstaalnetten aangebracht die dienen om de klimplanten die later worden aangebracht te geleiden. Het ontwerp van de gewapende grondconstructie is gemaakt volgens de Nederlandse CUR198 ’Kerende constructies in gewapende grond’.

Ontwerp Geocell Omdat in Nederland geen rekenmethode voor het ontwerpen van een geocell-constructie bestaat is hiervoor de methode volgens de BS8006 (section 8) gebruikt. Een van de belangrijkste parameters in het ontwerp is de ongedraineerde schuifsterkte van de ondergrond. De vinproeven die door Fugro in-situ werden uitgevoerd gaven een waarde van cu = 15 kPa. Aanvullend grond- en laboratoriumonderzoek leverde extra informatie over de

sterkteparameters voor de ondergrond. Om het scheefzakken en vervormen van de constructie, inclusief de invloed daarvan op omgeving te kunnen beoordelen, zijn door Fugro Plaxis-berekeningen uitgevoerd. Het ontwerp van de constructie en ophoogsnelheid werd op basis van de grootste ophoging en slechtste bodemopbouw bepaald. Uit de berekeningen bleek dat de constructie maximaal circa 800 mm kon zakken. Deze zakking is sterk afhankelijk van de mate waarin het veen horizontaal wordt weggeperst. Een deel van deze zettingen treedt tijdens de uitvoering op, zodat het mogelijk is om tijdens de uitvoering de vlakheid en helling te corrigeren. Door grote verschillen in bodemopbouw (het veen was locaal afwezig) zouden forse zettingsverschillen optreden, die door de geocell moesten worden genivelleerd. Om te voorkomen dat de constructie zou overhellen, werd besloten om de wanden niet te lood maar onder 85˚

Figuur 5 Opbouw gewapende grondconstructie op geocell.

GEOkunst – april 2010

61


ZETTINGMEETSLANG NR.: ZS 12 Lengte (m) 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1.50

1.00 vrije zijde

zijde rondweg A7

Diepte (mNAP)

0.50

0.00

-0.50

-1.00 MONITORING ZETTINGSLANGEN KRUISING LEMMERWEG - ROND WEG A7 TE SNEEK (2009) 4-6 24-6

Figuur 6 Geocell met rechts hellingsmeters.

op te bouwen. De geocell bleek noodzakelijk om aan de stabiliteitseisen te kunnen voldoen en om uitvoering binnen de gewenste termijn mogelijk te maken. De ophoging kon nu in een tempo van 1 ophoogslag van 0,6 m per week worden opgebouwd. Om aan de restzettingseisen te voldoen (maximaal 100 mm en ter plaatse van kunstwerken maximaal 50 mm) bleek het noodzakelijk om een voorbelasting van 2 m hoogte op de constructie toe te passen met een wachttijd van 3 maanden. Bij de aansluiting met de kunstwerken moest bovendien een gedeeltelijke grondverbetering worden toegepast.

Risicoanalyse en monitoringsplan De toepassing van een vrijwel verticale constructie met een hoogte (inclusief voorbelasting) van 8 meter, brengt behoorlijke risico's met zich mee. Temeer omdat in de ondergrond zeer slappe lagen aanwezig zijn en in de omgeving een gasleiding, de rondweg en een fietstunnel aanwezig zijn. Alle moesten tijdens de bouw in gebruik blijven. Uit de risicoanalyse bleek dat de volgende mechanismen zouden kunnen optreden:  scheefzakken en vervormen van de gewapende grondconstructie;  verzakken en rijzen van de rondweg (afstand: 3 m vanaf zijkant constructie);  horizontaal verplaatsen van de hoge druk-gasleiding (afstand: 10 m vanaf zijkant constructie);  horizontaal verplaatsen, zakken of rijzen fietstunnel (afstand: 2 m vanaf zijkant constructie)  optreden van te grote restzettingen. Om de risico's te beheersen is een monitorings-

62

GEOkunst – april 2010

8-7

13-8 26-8

9-9 25-9

Figuur 7 Zettingen in dwarsprofiel.

plan opgesteld door Fugro. In het plan wordt uitgegaan van meting van waterspanningen, zettingen, rijzingen en horizontale verplaatsingen. Tevens wordt de verdichtingsgraad van de ophoging laagsgewijs gecontroleerd evenals de toename van de schuifsterkte van het veen. De metingen beperken zich niet tot de constructie zelf maar worden ook uitgevoerd aan de kwetsbare objecten in de omgeving. De resultaten van de monitoring zijn gebruikt om te bepalen of aanpassingen in de uitvoering noodzakelijk zijn, bijvoorbeeld beter verdichten, langzamer ophogen of langere wachttijd aanhouden. MNO-Vervat heeft het uitgewerkte voorstel, inclusief monitoringsplan, bij de opdrachtgever neergelegd als oplossing die in de praktijk te realiseren valt en die met betrekking tot kosten en risico's het beste is. Na toetsing van het ontwerp is door de opdrachtgever groen licht gegeven om deze innovatieve oplossing voor het eerst in Nederland toe te passen.

Monitoring Zettingsslangen Voor de monitoring van de zettingen onder de toe- en afritten zijn veertien slangen (met een diameter van 63 mm) onder de geocell-matras geplaatst. Een sensor – gekoppeld aan een met glycerine gevuld reservoir – meet de hydrostatische druk die wordt aangegeven door de diepte van de slang ten opzichte van een vast punt. Het voordeel ten opzichte van de traditionele zakbaken is, dat met deze methode een dwarsprofiel van de zettingen ontstaat op de plek van de zettingslangen. Zakbaken blokkeren bovendien vaak de uitvoeringswerkzaamheden en worden gemakkelijk verstoord. De meetnauw-

keurigheid van de zettingsslangen is daardoor groter (+/- 5 mm). Bovendien wordt per zettingsslang een groot aantal meetpunten gemeten (iedere 0,5 of 1,0 m), zodat volledig inzicht wordt verkregen in de zettingen en zettingsverschillen per profiel. In het ontwerp zijn zettingen van maximaal 0,8 m voorspeld. De gemeten waarden zijn hierbij achter gebleven, voornamelijk doordat in de praktijk het veen nauwelijks horizontaal werd weggeperst. De constructie zou scheefzakken doordat de ene zijde rust op maagdelijke grond en de andere zijde op voorbelaste ondergrond (wegzijde). De gemeten scheefstand bleek wat groter te zijn dan voorzien, waarschijnlijk door het effect van de slootdemping. Voor het resultaat van een meting met zettingsslang: zie figuur 3.

Hellingmeters Om het effect op de bestaande rondweg en de nabijgelegen gasleiding te monitoren heeft Fugro 36 hellingmeetbuizen geplaatst om de horizontale grondverplaatsingen te meten. De gemeten horizontale verplaatsing bleek met maximaal 0,2 meter in de praktijk achter te blijven bij de berekende waarden. Wel trad tot 4 meter vanaf de gasleiding nog een horizontale verplaatsing op die groter was dan toelaatbaar. Daarop zijn extra hellingmeters geplaatst om het verloop van de verplaatsingen beter te kunnen bepalen. De gasleiding bleek op basis van deze extra metingen niet in gevaar. De beperkte mate van de horizontale verplaatsingen kan worden verklaard door het voorzichtig opbouwen van de constructie: de water-overspanningen bleven zo beperkt en de toename van de schuifsterkte van het veen kwam snel genoeg tot stand.


Verticale constructie op veen bij kruising Lemmerweg â&#x20AC;&#x201C; A7 te Sneek

Figuur 8 Links waterspanningsmeter, tevens hellingmeetbuis (koker) en op de voorgrond de zettingsslang.

Waterspanningsmeters Om de stabiliteit van de ophoging in de gaten te houden zijn 28 waterspanningsmeters geplaatst in de onderliggende veenlaag. De waterspanningsmeters met handmatig uit te lezen BATsensoren waren relatief goedkoop maar bleken enigszins gevoelig voor verstoring. Het was ook

mogelijk om voor dit project telemetrische waterspanningsmeters toe te passen, waarbij de metingen direct via een website kunnen worden afgelezen. Directe en volledige inzage van het verloop van de waterspanningen is dan mogelijk. Dit was echter vanwege de beperkte ophoogsnelheid in dit geval niet noodzakelijk.

Resultaat Inmiddels zijn de gewapende grondconstructies volledig opgebouwd en rijdt het verkeer over de westelijke toe- en afrit. Met behulp van de monitoring en visuele waarnemingen kon de uitvoering volgens plan worden uitgevoerd. De bestaande gasleiding en fietstunnel zijn niet vervormd. De vervorming van de bestaande rondweg was dermate beperkt dat eenmalig locaal herstel afdoende was. De constructie zelf kon volgens plan zonder problemen op hoogte worden gebracht, waarbij de geocell heeft gezorgd voor voldoende stabiliteit en reductie van de zettingsverschillen. De geocell kon niet voorkomen dat de constructie tijdens het opbouwen ging scheefzakken ten gevolge van de verschillende voorbelasting van de ondergrond (aan de ene kant maagdelijk en aan de andere kant bestaande rondweg). Het scheefzakken ging echter beheerst en kon tijdens de opbouw worden gecompenseerd. Op basis van de monitoring kon met voldoende nauwkeurigheid worden berekend dat de voorbelasting kon worden verwijderd. Medio 2010 zal het gehele project worden opgeleverd. 

Uw organisatie of branchevereniging profileren in Geotechniek?

Bespreek de mogelijkheden met Uitgeverij Educom: 010-425 6544. info@uitgeverijeducom.nl


Erik Furstner Colbond B.V.

Bouw kassencomplex op ’zwaar water’

Samenvatting In het uiterste noorden van Duitsland in de omgeving van Hemmingstedt ligt een voormalig moeras. Een gebied waar de veengrond ook wel wordt aangeduid met de term ’zwaar water’. Natte grond met een deklaag van ongeveer een halve meter. De deklaag bestaat uit turf en ander organisch materiaal. Het ’zware water’ eronder reikt tot circa 12 meter diepte. De gemeente Hemmingstedt wil van dit voormalig moeras een economisch renderend gebied maken maar stuitte tot vorig jaar telkens op de veel te geringe draagkracht van de grond. Nu wordt het gebied bouwrijp gemaakt als voorbereiding voor een 12 hectare groot kassencomplex, compleet met waterbassins en aan- en afvoerwegen. Het draagkrachtprobleem is opgelost door het creëren van een drijvende funderingsplaat met inzet van een hoogwaardig geocomposiet, geogrids en scheidingsvliezen in combinatie met granulaaten zandlagen. Alleen de draagconstructies

Figuur 1 Kassencomplex in aanbouw met moeras op de voorgrond. Foto: T. Pietsch

Draagkracht door granulaatlagen en geogrids Waar de sterkte van een ondergrond onvoldoende is om een wiellast of strookbelasting direct te ondersteunen is een granulaat- of aanvullaag vereist. Het materiaal van die laag moet voldoende sterkte hebben om de verwachte belasting te

kunnen dragen zonder intern te bezwijken. Ook moet de laag voldoende dikte hebben, om de verticale belastingen over een groter gebied van de ondergrond te verdelen en deze zo te verlagen tot minder dan het maximale draagvermogen van de ondergrond. Enige mate van spoorvorming in granulaatlagen

van de kassen worden op palen gefundeerd.

is onvermijdbaar en tot bepaalde hoogte aanvaardbaar want deze zijn met nieuwe aanvullingen herstelbaar. Diepe spoorvorming kan echter leiden tot vermenging van de aanvullaag met de ondergrond en zou een volledige vervanging van de aanvullaag nodig maken. Door de zeer slappe lagen onder de aanvulling, zou dit, zonder het gebruik van geokunststoffen, zeker hebben geleidt tot vermenging van deze lagen. Een schematische weergave is gegeven in figuur 7. Geogrids – gemaakt van polymeren – zorgen dankzij hun geometrie en (zeer) hoge treksterktes voor spreiding van de verkeersbelasting. Ze voorkomen of verminderen spoorvorming die wordt veroorzaakt door het bezwijken van de aanvul- en/of ondergrond en verhogen daardoor de stabiliteit. Dit vermindert de benodigde laagdikte van de aanvulgrond en is economisch en bouwkundig aantrekkelijk. De treksterkte en het lange termijn gedrag van verschillende types geogrid worden onder meer bepaald door het materiaal waarvan ze zijn vervaardigd.

Hemmingstedt

Figuur 2 Gebied vloeroppervlak kas: geogrid en scheidingsvlies (wit). Foto: T. Pietsch

64

GEOkunst – april 2010

Geologische eigenschappen van de grond:  De natuurlijke draagkracht is praktisch te verwaarlozen; zelfs lichte voertuigen kunnen


niet over terrein rijden. Als rekenwaarde wordt een ongedraineerde schuifsterkte van 12 kPa aangehouden.  Een tot twaalf meter dikke laag veen ligt tussen een 50 centimeter dikke afdeklaag humus en wisselend lagen zand en turf.  Het grondwater in dit gebied wordt voor een deel tot op maaiveldhoogte opgestuwd.

Figuur 3 Biaxiale geogrids voor grondstabilisatie en -wapening. Het type grid rechts is gelegd in Hemmingstedt. Foto:Colbond

Toegepaste producten voor het bouwrijp maken van het gebied:  Bi-axiaal geogrid van geëxtrudeerde, aan elkaar gelaste polypropyleen strips van gelijke treksterkte (30 kN/m) zowel in lengte- als breedterichting, met de functie versterking.  Multifunctioneel hoog-modulus bi-axiaal geocomposiet opgebouwd uit een eveneens 30kN/m sterk aramide grid, gelamineerd tussen twee lichte thermisch gebonden vliezen, met de functies versterking, scheiding en filtering. Aramide kenmerkt zich door een zeer hoge treksterkte bij minimale verlenging en is kilo voor kilo vijf keer sterker dan staal.  Polypropyleen scheidingsvlies Om te bepalen welke geogrids en lagen granulaat nodig zouden zijn om de grond in Hemmingstedt van voldoende draagkracht te voorzien werd gebruik gemaakt van een in 2004 door Giroud en Han(1) ontworpen berekeningsmethode. Daarbij werd rekening gehouden met de verschillende deelgebieden in het kassencomplex die elk een eigen functie gaan vervullen en die ook elk een eigen draagkrachtbehoefte kennen. De gebruikte ontwerpmethode is ontworpen voor wegen.

Figuur 4 Kassencomplex.

Per deelgebied kwam men tot de volgende oplossingen:

Vloeroppervlak kassen fungeert tijdens bouw als bouwplatform Op het soms geëgaliseerde maaiveld wordt zowel bi-axiale polypropyleen geogrid als een scheidingsvlies geplaatst, met daarboven op een zandlaag van minimaal 40 centimeter dik. Hierop kunnen de beglazingstrekkers manoeuvreren tijdens de bouw van de kassen.

Verdeelstraten Gezamenlijk wordt het polypropyleen geogrid en het scheidingsvlies uitgerold met daarop een laag zand van 36 centimeter. Dan volgt een laag geocomposiet met aramide grid met daarop 36 centimeter zand. De belasting bestaat hier uit vrachtwagens die het aanvulmateriaal brengen.

Toeleveringsstraten De toeleveringsstraten vragen om een hogere

Figuur 5 Het zwarte deel is het platform voor de kassen, links daarvan (het gele zanddeel) is een toeleveringstraat. Foto: T. Pietsch

GEOkunst – april 2010

65


Figuur 6 Toeleveringsstraat voor het aanbrengen van de granulaatlaag.

belastbaarheid dan de verdeelstraten. Een geringere mate van vervorming is hier geĂŤist. Na de bouw van de kassen zal dit het laad en los terrein blijven. Hierdoor is gekomen tot een oplossing met twee lagen aramide geocomposiet. Op de eerste laag wordt 42 centimeter zand geplaatst en op de tweede laag 42 centimeter gebroken steenslag. Deze laag zal uiteindelijk, uit esthetisch oogpunt, worden geasfalteerd. De dubbele-laag constructie wordt ook wel matrasconstructie genoemd. Deze wordt toegepast wanneer de belasting zeer hoog is, terwijl het draagvermogen van de ondergrond net voldoende zal zijn. Deze constructie voorkomt een mogelijk intern bezwijken van de aanvullaag.

66

GEOkunst â&#x20AC;&#x201C; april 2010

Een meerlagen systeem bestaande uit twee granulaat lagen met onder elke laag een geogrid/-composiet. In de constructie waar een geogrid wordt geĂŻnstalleerd, gebeurt dit in combinatie met een scheidingsvlies om vermenging te voorkomen.

Onderzochte alternatieven Doordat de slappe lagen 12 m dik zijn, is het vervangen van de niet draagkrachtige grond door draagkrachtige grond financieel onhaalbaar. Verbetering van de bestaande ondergrond door middel van drainage of door een vorm van zandcement stabilisatie is uitgesloten door het hoog opstuwende grondwater, de weersinvloeden op de bovenlaag en het hoge organische gehalte van de bodem. Ook ophogen en daarna maar

blijven aanvullen om de gewenste hoogte te handhaven is geen alternatief.

Conclusie Door de uitkomsten van de ontwerpmethode te analyseren kon worden geconcludeerd dat de installatie van geogrids de begaanbaarheid van het terrein mogelijk maakt. De geogrids zullen zorgen voor een blijvend stabiele constructie waarbij verwacht mag worden dat de zettingen gering zullen zijn en dat er nauwelijks tot geen ongelijkmatige zettingen zullen optreden. Weinig draagkrachtige, voor bouw altijd ongeschikt geachte grond zal nu voor economische doeleinden benut kunnen worden.


Bouw kassencomplex op ’zwaar water’

Laagdikte

h

Wielbelasting

P

Straal van contactvlak band

r

As-overgangen

N

Emperische factor

fs

Toegestane spoordiepte

s

Factor draagvermogen:

Figuur 7 Schematische weergave van de constructie.

- ongewapende situatie - gewapende situatie

Openings stabiliteitsfactor geogrid

J

Mobilisatie draagvermogen coëfficiënt

m

CBR voor ondergrond

CBRsg

Ongedraineerde schuifsterkte van ondergrond

Nc Nc,r

cu

Veerkracht modulus ondergrond

Esg

Veerkracht modulus aanvulmateriaal

Ebc

Samengestelde formule ter bepaling van de laagdikte

Ontwerpmethodiek van Giroud en Han (2004) Twee basisbeginselen liggen ten grondslag aan de ontwerpmethode:  het bepalen van de spanningen bij het contactvlak tussen de aanvullaag en ondergrond;  het bepalen van de spoordiepte als functie van de spanningen die bij het contactvlak aanvullaag/ondergrond plaatsvinden en het draagvermogen van de ondergrond.

De vastgestelde hoek van de spanningsdistributie speelt een essentiële rol, omdat het de invloed van het aantal as-overgangen en geogrid eigenschappen op de vereiste dikte van de aanvullaag bepaalt. De laagdikte wordt uiteindelijk door iteratie vastgesteld.

Ondergrond kN/m 2

cu = 12 Een onverharde wegconstructie bezwijkt namelijk wanneer de spoordiepte een vooraf bepaalde waarde, de zogenaamd maximaal toelaatbare spoordiepte, bijvoorbeeld, 75 mm bereikt. De spoordiepte hangt af van de vervorming van de ondergrond. De vervorming van de ondergrond hangt af van de spanningen die op het oppervlak van de ondergrond worden uitgeoefend, oftewel, de spanningen bij het contactvlak tussen de aanvullaag en ondergrond. De ontwerpmethode zelf is de uitkomst van meer dan 30 jaar kennisontwikkeling op het gebied van geotextiele versterking voor (onverharde) wegen. Nieuwe praktijk- en laboratoriagegevens werden telkens toegevoegd aan bestaande ontwerpmethodieken. In het ontwerpprogramma dat laagdikte en grid bepaalt wordt een groot aantal voorwaarden overwogen. Het gaat om verdeling van krachten, sterkte van het vulmateriaal. Koppeling tussen geogrid en vulmateriaal en stijfheid werden als laatste toegevoegd aan al bestaande overwegingen: Het verkeersaanbod, as-lasten, bandendruk, de sterkte van de ondergrond, spoordiepte en de

Enkagrid

Wielbelasting ton

Radius wiel

Geogrid 30

2,5

300*

Geogrid 30 + Geocomposiet 30

6

Geocomposiet 30

6

Voertuig

Totaal

Laagdikte

Aantal lagen

mm

mm

beglazingstrekker in kas

380

380

1

200 in kas

zandauto

720

360

1+1

200

zandauto op bouwplaats

840

420

2

Voorgestelde Geogrid/Geocomposiet type aan bij de per berekening verschillend aangenomen omstandigheden. *Extra breed en langwerpig contactvlak

invloed van de aanwezigheid van een geotextiel of geogrid op het bezwijkvlak van de onverharde weg of het gebied. Voor het project in Hemmingstedt zijn de volgende maatgevende waarden gehanteerd:  E-modulus granulair aanvulmateriaal: 150 MPa.  Ongedraineerde schuifsterkte (c u ) ondergrond (veen, zeer slap): 12 kN/m2.  Wielbelasting (aslast 2 - 12 ton): 10 - 60 kN  Aantal as-lastovergangen (tijdens bouwtermijn): 10.000.  Maximaal toegestane spoordiepte: 50 - 75 mm.

Referenties – Giroud J.P. and Han J., Design method for Geogrid-reinforced unpaved roads. Development of design method, part I and calibration and applications, part II. Journal of Geotechnical and Geo-environmental Engineering, ASCE, August 2004 (130), pp. 775-797. – Large scale testing carried out by Dr.-Ing. Schwerdt from the Gropius Institute in Dessau. The Gropius Institute is headed by the University of Applied Sciences, Dessau, and the research project as a whole was led by Prof. Dr.-Ing. U. Turczynski. 

GEOkunst – april 2010

67


onbetaalbaar mooi

betaalbaar mooi Zet u zich op de kaart met een tijdschrift, huisstijl, nieuwsbrief, brochure of boek, dan is het prettig ’mooi’ te horen. Uitgeverij Educom verzorgt al meer dan 20 jaar uitgaves met oog voor kwaliteit, service en aantrekkelijke tarieven. Wij bereiken ’meer voor minder’. Vraag om een voorstel. En wij garanderen u: het prijs-prestatie-plaatje ziet er mooi uit.

Uitgeverij Educom BV

 Personeels- en relatiemagazines

Rotterdam

 Mediacommunicatie

Tel. 010 - 425 6544 www.uitgeverijeducom.nl

 Beurzen en evenementen  Advies op marketing-, huisstijl- en identiteitsgebied  Websites: concept / bouw / beheer  Drukwerk: concept / druk / distributie


Profile for Uitgeverij Educom

Geotechniek April 2010  

Veertiende jaargang nummer 2 april 2010 Onafhankelijk vakblad voor het Geotechnische werkveld

Geotechniek April 2010  

Veertiende jaargang nummer 2 april 2010 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