Page 1

OB111 3.0

G06-141

OB103

4O2

118

5W2

OB95

OB98

4W2

069 o

4O1 5W1

14 E J A A R G A N G

117

NUMMER 4 063w

OB90

OB87

OB81

OB82

OK TOBER 2010 OB74

PB1

OB75

PB2

Controle waterdichtheid bouwkuip Metrostation CS

116

4W1 3O3

061o

115

3O2

057w

PB3

Bemalingen: bron van geohydrologische parameters 쑺

PB4 114

2.5

3W2 053o

PB8

OB37 3O1 3

OB27

PB5

OB26

Handreikingen voor het bouwen van een succesvol geotechnisch DSS

3W1

PB7

2O2

113

049w

PB6 2 G02-13

2O1 041w

112

PB9

111

GeoBrain Funderingstechniek: voorspellingsmodel onder de loep

045o

OB02 PB36 A3.01

A3.02

PB20 037o

110

PB37

A3.09

inclusief

GEO

2.0

PB38 A3.17

kunst

109(II)

pag. 55-63

033w

128(V)


Heeft uw communicatie E nspiratie nodig? Uw huisstijl is aan restyling toe? Uw nieuwsbrief mag weer eens nieuw ogen? Uw drukwerk moet managed i.p.v. gedaan? Uw fotografie moet weer professioneel? In concept, financiering, vorm en productie: laat u Enspireren door onze creativiteit en ervaring. Vraag een vergelijkende offerte aan via 010 - 425 6544 of info@uitgeverijeducom.nl.

Uitgeverij Educom BV Marketing Drukwerk Investeringen Internet www.uitgeverijeducom.nl


Bouwkundige verzakking?

Van de redactie

Beste lezers, In juni 1990 nam ik als Belgisch afgevaardigde deel aan de 4e Young Geotechnical Engineer’s Conference in Delft. Voor een van de avondzittingen werd ons gevraagd een presentatie voor te bereiden over de belangrijkste topics die de geotechnici in onze landen op dat moment nauw aan het hart lagen. Een Italiaanse deelnemer startte zijn presentatie met de titel ‘Soil interaction problems with a special interest to sferical objects, impact loaded by feet’. De YGEC viel dan ook voor een deel samen met het wereldkampioenschap voetbal dat op dat moment werd georganiseerd in Italië. Deze anekdote kwam in mijn herinnering toen ik hoorde dat 60% van werkend Nederland minstens een half dagje vrijaf had genomen voor de Brazilië-Nederland en getuige was van de spectaculaire zege van Oranje. Het is duidelijk dat geotechnisch Nederland op dit moment de visie van de Italiaanse deelnemer van een half mensenleven geleden deelt. In deze zomerse voetbalsaga ontbreken de Belgen volledig: meer dan twintig eeuwen geleden schreef Julius Caesar in de ‘Commentarii de Bello Gallico’ over de Belgen nog wel dat ‘omnium fortissimi sunt Belgae’ (De Belgen zijn de dappersten onder de Galliërs) maar dit epitheton ornans past al lang niet meer bij het Belgische nationale elftal. Terwijl onze beide landen inzake voetbalprestaties duidelijk verschillen, moeten we vaststellen dat politiek België en politiek Nederland vandaag een verassend gelijkaardig beeld geven: in beide landen kwamen er vervroegde verkiezingen met sterk gewijzigde politieke krachtsverhoudingen en een moeilijke regeringsvorming. Hopelijk hebben beide landen opnieuw een stabiele regering op het moment dat u dit nummer van Geotechniek in de brievenbus bezorgd krijgt. Beide regeringen krijgen in elk geval na het debacle van de Griekse staatsschuld een duidelijke besparingsopdracht: we kunnen hierbij alleen maar hopen dat noodzakelijke grote infrastructuurwerken en/of wetenschappelijk onderzoek niet nodeloos worden opgeofferd op dit besparingsaltaar als the usual suspects. Onze auteurs en onze reviewers hebben opnieuw goed werk geleverd. Naast onze gebruikelijke rubrieken vindt u naar gewoonte opnieuw een ruime selectie artikelen met voor elk wat wils. Er is een bijdrage over het onderzoek van feitelijke bemalingsvergunningen en een bijdrage over de verificatie van de waterdichtheid van damwanden. Samen met een bijdrage over het ‘Leren van Geotechnisch falen’, een bijdrage over een geotechnisch DSS en een bijdrage over GeoBrain hebben we met velen opnieuw een mooi gestoffeerd nummer van Geotechniek voor u klaargemaakt. Veel leesgenot. Koenraad Thooft Namens de redactie en uitgever

GEOtechniek – oktober 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

INPIJN-BLOKPOEL Ingenieursbureau

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

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

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

Dywidag Systems International

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

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

GEOPOLYMERIC INNOVATIONS

Siciliëweg 6, 1045 AX Amsterdam Tel. 020 - 407 7100 www.voorbijfunderingstechniek.nl

2

GEOtechniek – oktober 2010

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

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

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


Mede-ondersteuners

Colofon

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Mede-ondersteuners Arcadis Nederland BV Postbus 220 3800 AE Amersfoort Tel. 033 - 477 1000 Fax 033 - 477 2000 www.arcadis.nl

Profound BV Limaweg 17 2743 CB Waddinxveen Tel. 0182 - 640 964 www.profound.nl Jetmix BV Oudsas 11 4251 AW Werkendam Postbus 25 4250 DA Werkendam Tel. 0183 - 50 56 66 Fax 0183 - 50 05 25 www.jetmix.nl

Cofra B.V. Kwadrantweg 9 1042 AG Amsterdam Postbus 20694 1001 NR Amsterdam Tel. 020 - 693 45 96 Fax 020 - 694 14 57 www.cofra.nl 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 2800 AK Gouda Tel. 0182 - 540630 Fax 0182 - 54 06 21 www.curbouweninfra.nl Geomet BV Postbus 670 2400 AR Alphen aan den Rijn Tel. 0172 - 44 98 22 Fax 0172 - 44 98 23 www.geomet.nl

Royal Haskoning Postbus 151 6500 AD Nijmegen Tel. 024 - 328 42 84 Fax 024 - 323 93 46 www.royalhaskoning.com SBR Postbus 1819 3000 BV Rotterdam Stationsplein 45, A6.016 3013 AK Rotterdam Tel. 010-206 5959 Fax 010-413 0175 www.sbr.nl Vroom Funderingstechnieken BV Postbus 7 1474 ZG Oosthuizen Tel. 0299 - 40 95 00 Fax 0299 - 40 95 55 www.vroom.nl

Gouda Damwand B.V Postbus 493 2800 AL Gouda Tel. 0182 - 51 33 44 Fax 0182 - 52 09 89 www.damwand.nl

Geotechniek jaargang 14 nummer 4 – oktober 2010 Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken. Uitgever/bladmanager Uitgeverij Educom BV, R.P.H. Diederiks Redactieraad Alboom, ir. G. van

Kant, ing. M. de

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

Korff, mw. ir. M.

Brassinga, ing. H.E.

Lange, drs. G. de

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

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

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

Schippers, ing. R.J.

Brouwer, ir. J.W.R.

Schouten, ir. C.P.

Calster, ir. P. van

Seters, ir. A.J. van

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

Smienk, ing. E.

Dalen, ir. J.H. van

Steenbrink, ing. R.

Deen, dr. J.K. van

Storteboom, O.

Diederiks, R.P.H.

Thooft, dr. ir. K.

Eijgenraam, ir. A.A.

Vos, mw. ir. M. de

Graaf, ing. H.C. van de

Waal, van der

Haasnoot, ir. J.K.

Wibbens, G.

Jonker, ing. A. 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 - oktober 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 – oktober 2010

3


Inhoud Geotechniek 21 22 24 26 27

1 6 10 12 20

Van de Redactie Actueel Cur Bouw & Infra Info Leren van geotechnisch falen The Magic of Geotechnics

28

Controle waterdichtheid bouwkuip Metrostation CS

Agenda Vraag & Antwoord Afstudeerders KIVI NIRIA rubriek SBR-Info

B.R. de Doelder / A.F.M. Slot

34

Bemalingen: bron van geohydrologische parameters H.W Thijssen

40

Handreikingen voor het bouwen van een succesvol geotechnisch DSS S. Karstens / M. Willems

44

Lengte lanken

Geschiktheid lanken

GeoBrain Funderingstechniek: het voorspellingsmodel onder de loep

Slagkracht trilblok

Sondering

Conusweerstand zandlagen

Dikte zandlagen

Zwaarte zandlagen

A. Mens / S. Azzouzi / Mandy Korff / Thomas Bles Capaciteit trilblok

Zwaarte grondsl

Niet op diepte komen

55

Geokunst

57

Van de redactie / Colofon

58

Indrukken 9e Geokunststof Congres Guarujá, Brazilië A. Bezuijen / S. van Eekelen

60

Lichtgewicht wegophogingen van viaduct N207 over spoor Alphen a/d Rijn-Gouda M. Dus̆kov / E. Nijhuis

Distributie van Geotechniek in België wordt mede mogelijk gemaakt door: TIS Speciale Funderingstechnieken Info: WTCB, ir. Noël Huybrechts Lombardstraat 42, 1000 Brussel Tel. +32 2 655 77 11 info@bbri.be www.tis-sft.wtcb.be

ABEF vzw

BGGG

Belgische Vereniging Aannemers Funderingswerken Priester Cuypersstraat 3 1040 Brussel Secretariaat: erwin.dupont@telenet.be

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

GEOtechniek – oktober 2010

5


Actueel Onder redactie van R.P.H. Diederiks

gebruik van zeer fijne toeslagmaterialen is het uiterst compact, sterk en onderhoudsarm. Het oppervlak is egaal glad zodat algen zich er niet aan kunnen hechten. Aan het mengsel zijn 12 mm lange roestvrijstalen vezels toegevoegd. Het beton blijft daardoor na uitharding voldoende taai. Ook voorkomen de vezels het ontstaan van eventuele oppervlaktescheurtjes.

 Amsterdam krijgt eerste  betonnen sluisdeuren  ter wereld Amsterdam krijgt als eerste ter wereld sluisdeuren van beton. Afgelopen maanden werden in sluis 124 op IJburg twee deuren van hogesterktebeton (HSB) geplaatst. Zowel de bouwkosten als de onderhoudskosten zijn veel lager dan die van staal of hout, dat tot nu toe altijd werd gebruikt. De slechts 10 centimeter dikke deuren glijden over een waterfilm van 0,1 millimeter. De Amsterdamse primeur is een doorbraak in het gebruik van beton in beweegbare waterkerende constructies wereldwijd. Sluisdeuren zijn traditioneel van hout of staal. De bouw- en onderhoudskosten van beton zijn echter flink lager. Ook scoort beton beter op het aspect duurzaamheid. Dat concludeerde Ingenieursbureau Amsterdam (IBA) vijf jaar geleden in een verkennende studie naar het gebruik van hogesterktebeton voor sluisdeuren. Eerder al was het ingenieursbureau betrokken bij de eerste Nederlandse brug met een draagconstructie van zeerhogesterktebeton (ZHSB). Zowel het onderwijs als het bedrijfsleven is bij de ontwikkeling van de sluisdeuren betrokken. Twee afstudeerders van de Hogeschool Amsterdam hebben samen met IBA-experts en een aantal externe adviseurs het ontwerp gemaakt. De 10 centimeter dikke, 6,55 meter lange deuren hebben rondom een afgeschuinde rand van 35 bij 40 centimeter. De oost-deur weegt circa 14,5 ton en is 4,5 meter hoog, de west-deur weegt circa 14 ton en is 4,15 meter hoog. Haitsma Beton ontwikkelde voor sluis 124 een speciaal HSB-mengsel (C90/105). Door het

6

GEOtechniek – oktober 2010

Opdrachtgever Projectbureau IJburg (PBIJ) heeft bij de uiteindelijke beslissing voor het gebruik van beton nadrukkelijk de markt betrokken. Partijen konden bij de aanbesteding zowel stalen als betonnen deuren aanbieden. Beton bleek inderdaad voordeliger, zo’n 20 procent. In een eerder stadium had PBIJ de beheerders van de sluis, Dienst Infrastructuur Verkeer en Vervoer, stadsdeel Zeeburg en Waternet, al overtuigd van de lagere onderhoudskosten van beton. Bij het openen en sluiten van de deuren persen pompen een zeer dun laagje water (0,1 mm) onder de deuren. Deze zogenoemde hydrovoet beperkt de glijweerstand tot een minimum. Daardoor is minder energie nodig om de deuren te bedienen en is vervuiling onder de deuren minimaal. Ook zijn hydrovoeten minder kwetsbaar en onderhoudsgevoelig dan glijsystemen met bewegende delen. Sluis 124 is een van de vier sluizen op IJburg en zal worden gebruikt voor het schutten van pleziervaart. Het ontwerp is van Meyer & Van Schooten architecten, hoofdaannemer is Schuurmans Betonbouw. Naar verwachting zullen in oktober de eerste schepen van de nieuwe sluis gebruik kunnen

platform voor de gww-sector gecreëerd. Gezien het belang van de Standaard RAW Bepalingen, die om de vijf jaar vernieuwd uitgegeven worden, verwelkomt Ahoy de circa 5.000 deelnemers die naar de RAW-informatiebijeenkomsten komen tevens op InfraTech.

 Hans van Nieuwkoop  voorzitter Stichting  Duurzaam Bouwmetaal Hans van Nieuwkoop is juni jl. benoemd tot voorzitter van de Stichting Duurzaam Bouwmetaal (DBM). Hij volgt Henk van der Elsen op die zijn loopbaan in het buitenland continueert. Hans van Nieuwkoop werkt bij KME, producent van koper (producten) en maakt al jaren deel uit van het bestuur van DBM. Van Nieuwkoop: ‘De metalen koper, lood en zink worden al eeuwen toegepast in de bouw en worden ook nu ruim toegepast in creatieve bouwconcepten. Door de lange en betrouwbare levensduur gaan ze vaak langer mee dan het gebouw zelf. Na gebruik wordt ruim 95% gerecycled waardoor ze een lage CO2 footprint hebben.Gelukkig worden deze eigenschappen steeds meer erkend, ook door de overheid. Ik ga mij dan ook met overtuiging inzetten voor een nog bredere erkenning van het feit dat deze metalen passen in een waarlijk duurzame samenleving’.

 InfraTech 2011  week vervroegd

 Randstad zakt door  inklinken veenlagen

InfraTech zal van 11 tot en met 14 januari 2011 plaatsvinden. Op deze manier kan de beurs gecombineerd worden met informatiebijeenkomsten over de nieuwe Standaard RAW Bepalingen 2010. Strategisch partner CROW organiseert deze bijeenkomsten in Hal 1 van het Ahoy-complex tijdens InfraTech. Hiermee wordt een nog breder en completer

Door het inklinken van veenlagen zijn sommige delen van West-Nederland de afgelopen paar duizend jaren al meer dan drie meter gezakt. Volgens fysisch-geograaf Sanneke van Asselen van de Universiteit Utrecht zal deze daling in de toekomst doorzetten en levert het onherroepelijk grote overstromingsrisico‚s voor de dichtbevolkte Randstad op. Van Asselen promoveerde op 16 juni jl. aan de Universiteit Utrecht. De snelheid van de bodemdaling loopt op tot 15 millimeter per jaar‚ aldus Van Asselen, die promotieonderzoek deed naar het inklinken van veenlagen (veencompactie). Deze veenlagen liggen tot tien meter diep. Vooral de combinatie van bodemdaling met de stijgende zeespiegel is


Actueel gevaarlijk voor Nederland. Daarbovenop voorspellen klimaatwetenschappers een grotere kans op extreme hoeveelheden neerslag en smeltwater die onze rivieren moeten verwerken, maar niet aankunnen, aldus Van Asselen. Verder kan het inklinken van veen onder dijken leiden tot verzakking van de dijken, met een dijkdoorbraak tot gevolg. Gecultiveerd polderlandschap In haar onderzoek heeft Van Asselen de Nederlandse delta vergeleken met meer natuurlijke riviersystemen in Canada en Polen. De snelheid van bodemdaling blijkt onder meer afhankelijk te zijn van de dikte van de veenpakketten, de samenstelling van het veen en het gewicht van bovenliggende zand- en kleilagen. In het sterk gecultiveerde Nederlandse polderlandschap wordt de bodemdaling bovendien versneld door het verlagen van de grondwaterstand ten behoeve van de landbouw‚ benadrukt Van Asselen. Risico’s inschatten Grote delen van de provincies Zuid-Holland en Utrecht zijn erg vatbaar voor bodemdaling door veencompactie. Het onderzoek van Van Asselen levert daarom belangrijke kennis voor het beheer van het Nederlandse polderlandschap. Een door Van Asselen ontwikkeld computermodel kan door provincies en waterschappen worden gebruikt om het risico op bodemdaling in te schatten en het landschapsbeheer daarop af te stemmen. Ook voor oliemaatschappijen is het werk van Van Asselen interessant. Bodemdaling door veencompactie beïnvloedt namelijk de sedimentatiepatronen van rivieren. De kennis over de invloed van bodemdaling op de geologische opbouw van delta’s kan worden gebruikt bij de zoektocht naar olie- en gasvoorraden in de grond.

 Nieuwe mijlpaal in  ontwikkeling  ‘funderingsbrein’ GeoBrain Funderingstechniek passeert grens 2500 ervaringen Juli jl. is de 2500ste praktijkervaring geplaatst in GeoBrain Funderingstechniek. Dit zelflerende systeem voorspelt op basis van expertkennis en praktijkervaringen de kans op schade, die daarmee voorkomen kan worden. Aannemers plaatsen inmiddels vijftig nieuwe ervaringen per maand. Het gebruik door ingenieurs is sinds

2008 verdubbeld. Vergelijkbare systemen voor boortechniek, dijken en bouwtrillingen zijn in ontwikkeling. GeoBrain Funderingstechniek (GBF) heeft met 2500 ervaringen inmiddels landelijke ‘dekking’. Gebruikers vinden in het systeem uitvoeringskennis van het installeren van onder meer damwanden en prefab en vibropalen. GBF verbindt objectieve data, subjectieve expertkennis en voorspelmodellen tot één zelflerend systeem. Ingenieurs kunnen daarmee betere beslissingen nemen en zo de faalkosten verlagen. Tot voor kort werd uitvoeringskennis niet structureel gebruikt in de ontwerpfase, met alle problemen van dien, zegt ir. Thomas Bles, projectleider GBF bij kennisinstituut www. deltares.nl/ >Deltares: ‘Nog altijd wordt ruim 13 procent van alle damwandervaringen als ‘slecht’ gekwalificeerd. Bij het gebruik van planken langer dan 20 meter is dat zelfs 20 procent. En de uitvoering met prefab palen wordt in 8 procent als slecht beoordeeld.’ Uitvoeringskennis is van grote economische waarde, stelde het Economisch Instituut Bouwnijverheid (EIB) eerder dit jaar vast. Toch zagen ingenieurs GBF aanvankelijk vooral als iets ‘extra’s’. Inmiddels behoort het bij steeds meer ontwerpers en aannemers tot de standaarduitrusting. ‘Steeds meer opdrachtgevers en ook verzekeraars onderschrijven het nut van GBF. Je moet nu bijna een goede reden hebben om het niet te gebruiken.’ GBF is onlangs ook gekoppeld aan de ontwerpsoftware MSheet en MFoundation. Met één druk op de knop krijgen ontwerpers een overzicht van vergelijkbare ervaringen en geeft het voorspellingsmodel inzicht in het risicoprofiel. Zo kan het ontwerp compleet worden gemaakt met een uitvoerbaarheidscheck. In korte tijd is GBF via de M-software al meer dan vijftig keer geraadpleegd. Hoewel GeoBrain Funderingstechniek inmiddels

volwassen is, is het nooit af. Met iedere nieuwe ervaring wordt het systeem slimmer. Bles: ‘Hoe meer ervaringen geladen worden, hoe beter de voorspellingsmodellen werken. Met funderingstechniek hebben we laten zien dat het in de praktijk inderdaad werkt. Tientallen experts samen weten gewoon meer dan één.’ GeoBrain Funderingstechniek is een initiatief van het Platform Funderingstechniek (Ballast Nedam Funderingstechnieken, BAM Civiel Grondtechniek, Geka Bouw, Terracon, Volker Staal en Funderingen en Voorbij Funderingstechnieken), ingenieursbureau M.U.C. en Deltares in samenwerking met de Nederlandse Vereniging van Aannemers Funderingswerken (NVAF) en haar leden.

 DHV en ARCADIS werken  aan nieuw spuicomplex  in Afsluitdijk De advies- en ingenieursbureaus DHV en ARCADIS werken samen aan de aanleg van een nieuw spuicomplex in de Afsluitdijk. Het water in het IJsselmeer is te vaak hoger dan het streefpeil. Om wateroverlast en onveilige situaties te voorkomen, moet daarom in de toekomst sneller en vaker overtollig water in de Waddenzee worden gespuid. Rijkswaterstaat is de opdrachtgever voor dit project. De contractwaarde bedraagt ongeveer € 1,5 miljoen euro.

Verdubbeling spuicapaciteit Het is noodzakelijk dat het spuicomplex wordt aangelegd. Tot medio 21e eeuw wordt een zeespiegelstijging van circa 25 centimeter verwacht en valt er meer neerslag in de winter. Bovendien zijn de huidige spuicomplexen in de Afsluitdijk

GEOtechniek – oktober 2010

7


Actueel Onder redactie van R.P.H. Diederiks

één van de grootste waterbouwprojecten van Nederland en richt zich op de Deltawerken van morgen. In dit prestigieuze project worden de aanpassingen aan verschillende waterbouwkundige constructies ontworpen, die nodig zijn om het Volkerak-Zoommeer weer zout te kunnen maken. De opdrachtgever is Rijkswaterstaat.

aan renovatie toe. Het nieuwe complex kan twee keer meer water spuien dan nu het geval is. Omdat de afsluitdijk als barrière werkt voor trekvis is binnen het spuicomplex ook een vispassage voorzien. Rijkswaterstaat zocht voor dit unieke waterbouwkundige werk experts op het gebied van techniek, planprocedures, natuur en besluitvorming. DHV en ARCADIS zijn een samenwerkingsverband aangegaan om deze expertises te bundelen. Dit verband, dat onder leiding staat van DHV, kwam overtuigend als beste naar voren.

Werkzaamheden DHV en ARCADIS ronden een milieueffectrapportage (MER) af, zorgen voor een passende beoordeling en een maken een schetsontwerp. In die documenten staat hoe het spuicomplex moet worden aangelegd, welke randvoorwaarden gelden en of de aanleg binnen het budget past. In de MER wordt onder meer ingegaan op de effecten voor de Waddenzee en die van de visstand. DHV en ARCADIS werken hun ideeën uit in verschillende varianten. Dat gebeurt in samenwerking met de betrokken overheden en maatschappelijke organisaties. Medio 2011 is deze studie afgerond. Het samenwerkingsverband maakt zo mogelijk dat de bewindspersoon van het ministerie van Verkeer en Waterstaat een voorkeursbesluit kan nemen over de locatie, inrichting en het gebruik van het spuicomplex. In 2016 moet het nieuwe spuicomplex in bedrijf zijn. DHV en ARCADIS werken bij deze opdracht samen met de kennisinstituten Deltares en Imares.

 DHV werkt mee aan  een toekomstbestendige  Zeeuwse Delta Advies- en ingenieursbureau DHV heeft een belangrijke opdracht gekregen voor het project Waterkwaliteit Volkerak-Zoommeer. Het is

8

GEOtechniek – oktober 2010

De Deltawerken beschermen Nederland tegen hoog water, maar hebben soms ook nadelen, vooral in het Volkerak-Zoommeer. Hier zorgt explosieve algengroei elk jaar voor stankoverlast, vis- en vogelsterfte en zwemverboden. In lijn met de visie van de Deltacommissie op het Volkerak-Zoommeer onderzoekt Rijkswaterstaat de mogelijkheden om weer zout zeewater toe te laten en zo blauwalg terug te dringen. Hieraan gekoppeld is een alternatieve aanvoer van zoet water naar de gebieden die nu zoet water uit het meer betrekken. Dat is goed nieuws voor de visserij, landbouw, recreatie, gebiedsontwikkeling en ecologie. Om zout water in het Volkerak-Zoommeer toe te kunnen laten is een aantal maatregelen noodzakelijk. DHV ontwerpt een nieuw doorlaatmiddel in de Philipsdam, dat voor de gewenste getijdenbeweging moet zorgen en zout water uit de Oosterschelde in het meer kan toelaten. Om te voorkomen dat zout water het benedenrivierengebied bereikt, maakt DHV een ontwerp voor de inpassing van luchtbellen- en waterschermen. Die zijn door de Waterdienst en Deltares ontworpen. Ook maakt DHV een ontwerp voor een technisch uitdagende, beweegbare drempel in de Volkeraksluizen. ‘Het ‘scherm’ van luchtbellen en water moet daar straks het zoute water tegenhouden, terwijl schepen er doorheen kunnen varen’, zegt DHV-projectleider Peter Bos. ‘Deze aanpassing is noodzakelijk, omdat bij het schutten van de sluizen elke keer zout water in het Hollandsch Diep terecht zou komen. Ook ontwerpt DHV aanpassingen aan de Krammersluizen, de Bergsediepsluis en de Bathse Spuisluis, en worden maatregelen uitgewerkt voor de watervoorziening in de aanliggende polders.’ Rijkswaterstaat heeft met DHV gekozen voor jarenlange ervaring met waterbouwkundige projecten. DHV is wereldwijd betrokken bij het ontwerpen van sluizen, stuwen en waterkeringen en versterkt met dit project de positie van het bedrijf in de natte waterbouw. In het gebied bij het Volkerak-Zoommeer voert DHV de planstudie uit voor de Ruimte voor de Rivier-maat-

regel ‘Waterberging Volkerak-Zoommeer’, om het meer in uitzonderlijke situaties te kunnen gebruiken als berging voor rivierwater. Daarmee is DHV een belangrijke speler in het gebied bij het streven naar een toekomstbestendige Zeeuwse delta. Mede op basis van de door DHV op te stellen nota waarin de genoemde ontwerpen worden beschreven, inclusief de daarvoor geraamde kosten, besluit het kabinet na de zomer van 2011 of het Volkerak-Zoommeer daadwerkelijk zout wordt. Uiterlijk 2015 moet zout water uit de Oosterschelde het meer instromen.

 NEN normcommissie  vertaalt reeks normen Op verzoek van de Nederlandse Vereniging van Aannemers van funderingswerken (NVAF) heeft NEN normcommissie 351 006 02 Geotechniek Algemeen en funderingstechniek de vertaling van een reeks in CEN/TC 288 Execution of special geotechnical works opgestelde normen voor de uitvoering van geotechnisch werk ter hand genomen. In het kader hiervan zijn de eerste twee vertalingen uit deze reeks gepubliceerd. Naast deze twee vertalingen zullen binnenkort ook vertalingen volgen van NEN EN 12063 Uitvoering van damwanden, NEN EN 12715 Grouting en NEN EN 12716 Jetgrouting. Een drietal normen uit dezelfde reeks, NEN EN 1536 Uitvoering van boorpalen, NEN EN 1537 Uitvoering van grondankers en NEN EN 1538 Uitvoering van diepwanden zijn momenteel in herziening. Nadat de herzieningen gereed zijn zullen ook hiervan vertalingen komen. De vertaling van NEN EN 12699 Uitvoering van verdringingspalen gaat over het inbrengen van geprefabriceerde en in de grond gevormde grondverdringende palen en vervangt NEN 6741 Uitvoering van houten paalfunderingen en NEN 6742 Het uitvoeren van funderingen met geprefabriceerde betonnen palen. NEN 6741 en NEN 6742 waren al enige tijd ingetrokken. NEN EN 14199 Uitvoering van micropalen betreft een nieuwe norm. Micropalen worden in toenemende mate toegepast, vooral op plaatsen waar beperkingen zijn t.a.v. ruimte (werkhoogte) die benodigd is voor het inbrengen en bij herstelwerk (underpinning) aan funderingen. De vertalingen zijn te bestellen bij NEN. 


Actueel Dirk-Jan Jaspers Focks en Alexander Rohe

20e EYGEC te Brno Van 30 mei t/m 2 juni 2010 werd het 20e European Young Geotechnical Engineers Conference (EYGEC) gehouden in Brno, Tsjechië. Het congres wordt jaarlijks georganiseerd door het ISSMGE en vond plaats in de faculteit Civiele Techniek van de Technische Universiteit Brno. Het deelnemersveld bestond voornamelijk uit promovendi/onderzoekers en adviseurs. In het volle programma werden in totaal circa 50 lezingen gegeven, waaronder een vijftal keynote lectures. Namens de afdeling Geotechniek van KIVI NIRIA verzorgden Alexander Rohe van Deltares en Dirk-Jan Jaspers Focks van Witteveen+Bos eveneens een lezing. Dirk-Jan Jaspers Focks gaf een presentatie over een recent door Witteveen+Bos uitgevoerd grootschalig haven project nabij Filyos, Turkije. Bijzonder aan het kademuur ontwerp voor deze toekomstige haven is de seismische gevoeligheid van het projectgebied, veroorzaakt door enkele breuklijnen in de omgeving. In de presentatie werd het ontwerpproces voor de kademuren uitgelicht: beginnend met seismisch,

geologisch en geotechnisch onderzoek, vervolgens uitvoeren van statische en pseudostatische analyses en eindigend met nietlineaire dynamische analyses uitgevoerd met behulp van Plaxis. Alexander Rohe gaf een presentatie over een onderdeel van het onderzoek Sterkte en Belastingen van Waterkeringen (SBW) uitgevoerd door Deltares in opdracht van de Waterdienst van Rijkswaterstaat. Doel van dit deel van het onderzoek is de ontwikkeling van een veiligheidsfilosofie en stappenplan voor het uitvoeren van eindige elementen berekeningen voor de toetsing van waterkeringen op bezwijken als gevolg van macro-instabiliteit van het binnentalud en opdrijven. Met name als er constructieve elementen in de waterkering aanwezig zijn kunnen conventionele glijcirkel methodes niet gebruikt worden. Bijzondere aandacht gaat uit naar het vaststellen van de partiële veiligheidsfactoren en de bepaling van de materiaal parametersets voor de eindige elementen analyses. De overige ongeveer vijftig presentaties gingen over uiteenlopende onderwerpen op het gebied

van numerieke modellering, experimenteel onderzoek en praktijk toepassingen waarvoor hier niet voldoende ruimte is om in detail op in te gaan. Daarnaast gaf prof. John Atkinson een inspirerende introductie lezing over ‘how to do research’ waarin hij zijn visie over de noodzaak voor en de basisbeginselen van het doen van onderzoek uitzette. Prof. Jean-Louis Briaud lichtte in zijn presentatie het doel en de organisatie van de ISSMGE toe op het gebied van onderzoek en opleiding. Hij riep op om ook als jong lid actief bezig te zijn in de organisatie en richtte hiervoor speciaal de ‘Students and Young Members Presidential Group’ op. Het congres werd afgesloten door prof. John Atkinson die de essenties van het effectieve spanningen concept benadrukte en een uitzicht gaf met betrekking tot de toepassing voor onverzadigde grond. Al met al was het een leerzaam congres waarbij we naast interessante lezingen eveneens volop de mogelijkheid kregen om van gedachten te wisselen met jonge enthousiaste vakgenoten. 

GEOtechniek – oktober 2010

9


CUR Bouw & Infra Info CUR/ Delft Cluster Programma Nieuw Perspectief in Funderingen en Bouwputten

Commissie Snelle Paaltesten

Het programma Nieuw perspectief in Funderingen en Bouwputten bevindt zich in de afrondende procesfase. In het derde kwartaal zijn alle eindproducten in drukvorm beschikbaar gekomen en wordt het programma afgesloten.

De werkzaamheden aan de richtlijn Snelle Paaltesten zijn door de commissie afgerond. Op het moment van schrijven van deze kopij wordt verwacht dat de richtlijn eind 3e kwartaal 2010 in drukvorm beschikbaar zal komen. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Commissie Axiaal belaste palen

Commissie Door grond horizontaal belaste palen

De commissie Axiaal belaste palen heeft haar activiteiten afgerond. Het CUR/Delft Cluster rapport Axiaal draagvermogen van palen is inmiddels beschikbaar (CURpublicatie 229). Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Op basis van de opgedane ervaringen

Commissie Meten en Monitoren van Bouwputten

228 Ontwerprichtlijn door grond

De commissie Meten en Monitoring van Bouwputten heeft haar activiteiten beĂŤindigd. In juli is een laatste redactieslag uitgevoerd en zijn de opmaak activiteiten afgerond. Het CUR/ Delft Clusterrapport Meten en monitoren van bouwputten is daardoor met enige vertraging in september 2010 in drukvorm beschikbaar gekomen Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

met Delft Cluster).

10

GEOtechniek – oktober 2010

in het op 1 december 2009 gehouden avondcollege in Woerden zijn de afgelopen maanden een aantal aanpassingen in het rapport doorgevoerd. De richtlijn is nu beschikbaar als CUR-publicatie horizontaal belaste palen (samen Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Programma Blijvend Vlakke Wegen Het programma Blijvend Vlakke Wegen is in het 3e kwartaal 2010 afgerond en krijgt een vervolg in het programma Blijvend Vlakke Wegen (Infrastructuur) in de Praktijk. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Commissie Paalmatrassystemen In september 2010 is de commissie paalmatrassystemen nog eenmaal bijeen gekomen om het proces dat geleid heeft tot CUR-publicatie 226 Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen te evalueren. In dit overleg is tevens besproken op welke wijze de kennisdoorwerking van de richtlijn gestimuleerd kan worden. Op het moment van schrijven van deze kopij moet dat alles nog plaatsvinden en kan er nog niet over worden gerapporteerd. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Grondonderzoek (in de tenderfase) De werkzaamheden aan fase 1 van het project zijn nu in de eindfase; de final draft van fase 1, grondonderzoek weginfrastructuur, is vastgesteld. De voorbereidingen van fase 2, verbreding naar toepassing op andere infrastructurele projecten is opgestart. Naar verwachting zal de volledige richtlijn Grondonderzoek Infrastructurele projecten eind 2010/ begin 2011 beschikbaar komen. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

Programma Blijvend Vlakke Infrastructuur Met de start van Grondonderzoek Infrastructurele projecten is het vervolgtraject van Blijvend Vlakke Wegen, Blijvend Vlakke Infrastructuur officieel gestart. De drie trekkende organisaties, CUR, CROW en Deltares, zijn voornemens de samenwerking in het kennisdomein te continueren. Twee belangrijke aanpassingen van


CUR Bouw & Infra Info het nieuwe programma ten opzichte van Blijvend Vlakke Wegen zijn:  Verbreding van wegen naar infrastructurele projecten;  Sterkere focus op kennisdoorwerking van ontwikkeling naar de praktijk. Een vijftal onderwerpen staan op de shortlist om onderdeel te worden van het vervolgtraject:  Kennisdoorwerking paalmatrassystemen;  Kennisdoorwerking door grond horizontaal belaste palen;  Vervolgtraject Grondonderzoek Infrastructurele projecten;  De gelaagde weg, innovatieve lichtgewicht fundering voor aanleg van infrastructuur op slappe bodem. Op het moment van schrijven van deze kopij wordt verwacht dat de drie samenwerkende partijen in september de samenwerkingsovereenkomst hebben gesloten en wordt in oktober/ november 2010 door een programmaraad de programmering van het programma vastgesteld. Op de Infratech 2011, januari 2011, wordt het nieuwe kennisprogramma officieel aan de sector gepresenteerd. Meer weten: ton.siemerink@curbouweninfra.nl

CURGeo CURGeo is een initiatief om verbindingen te leggen tussen zowel de kennisagenda als de evenementenagenda van de verschillende kennisprogramma’s en deze ook te verbinden met de praktijk. Overkoepelend, omdat we de indruk hebben dat er nu nog op veel geo-engineering-eilanden wordt gewerkt. Met als doel het verhogen van het rendement van de verschillende initiatieven en het vergroten van de betrokkenheid van de medewerkers bij de sector. Afstemming

met Geonet zal plaatsvinden. CURGeo zal geen praatclub worden, maar een actieve bijdrage uit de sector is wel nodig voor bijvoorbeeld een nieuwsbrief. We zijn nog op zoek naar collega’s die ons hiermee verder kunnen helpen. Meer weten: thomas.vanderlinden@ curbouweninfra.nl

Bouwputten en funderingen CUR Bouw & Infra, SBR en COB organiseren op 20 oktober a.s. een workshop voor het ontwikkelen van een kennisagenda in het kennisdomein bouwputten en funderingen. De workshop richt zich op de binnenstedelijke problematiek van bouwputten en de funderingen die daarin worden gerealiseerd ten behoeve van grote (publiekstoegankelijke) gebouwen. Er worden bijdragen verzorgd door projectontwikkelaars, opdrachtgevers, opdrachtnemers, constructeurs en kennisinstellingen. De resultaten zullen worden afgestemd op het programma GeoImpuls. In dichtbebouwde binnensteden is vaak sprake van complexe situaties, met soms diepe bouwputten, waar bovendien veel (winkelend) publiek aanwezig is. Een situatie waar veiligheid en hinder een belangrijke rol spelen. Met dat als uitgangspunt staan in de workshop de volgende vragen centraal: 1. Waar loopt de sector tegen aan, welke problemen doen zich voor bij ontwerp en realisatie? 2. Wat is de aard/oorzaak van deze problematiek? 3. Welke oplossingsrichtingen kun je gezamenlijk bedenken? 4. Is er draagvlak om gezamenlijk te werken aan oplossingen? Meer weten: thomas.vanderlinden@ curbouweninfra.nl

Diepwanden

Plaxis

Bij een aantal in het recente verleden uitgevoerde projecten met diepwanden hebben zich incidenten voorgedaan waardoor twijfel ontstond over de algemene toepasbaarheid van deze techniek, die daarvóór als zeer betrouwbaar te boek stond. De vraag die zich daarbij voordeed was of deze incidenten voortkwamen uit gebrek aan kennis of ervaring, of dat andere wellicht voorheen onbekende fenomenen daarbij een rol hebben gespeeld. In de discussie die hierover in de gezamenlijke COB/CUR-commissie is gevoerd is geconcludeerd dat het, afgezien van het laatste aspect, in ieder geval ontbrak aan een goede state-of-the-art publicatie waarin alle kennis en ervaring m.b.t. ontwerp en uitvoering wordt beschreven. Die publicatie is inmiddels beschikbaar in de vorm van het COB / CUR handboek Diepwanden.

Sinds een groot aantal jaren bestaat binnen CUR-Bouw & Infra de Plaxis Development Community (PDC), een internationale groep van – op dit moment – 31 Plaxis gebruikers die de verdere ontwikkeling van het Plaxis programma ondersteunt. Daarbij gaat het om ontwikkelingen die enerzijds passen in de dagelijkse ontwerp- en adviespraktijk van de PDC-leden en die anderzijds matchen met de ontwikkelingen van Plaxis bv.

De op basis van bestaande literatuur, normen en kennis van de commissieleden samengestelde rapportage bevat een uitgebreide omschrijving van het ontwerp- en uitvoeringsproces. Hierbij is ook de in het geval van diepwanden zo belangrijke samenhang tussen ontwerp en uitvoering gelegd. Aspecten zoals kwaliteitscontrole tijdens en na de uitvoering en monitoring worden eveneens beschreven. Tenslotte komen ook de geleerde lessen bij eerdere schadegevallen aan bod. Meer weten: fred.jonker@ curbouweninfra.nl of klaas-jan.bakker@cob.nl

Voordelen van deelname aan deze PDC is niet alleen dat er sprake is van een speciale prijs voor de 2D en 3D-paketten, maar vooral dat er wordt gewerkt aan verbetering van Plaxis waar de PDC-leden voordeel bij hebben. Daarnaast hebben PDCleden het recht om zgn. β-versies te testen die Plaxis bv met regelmaat uitbrengt en maken de PDC-leden deel uit van een internationaal netwerk van gebruikers. Meer weten: kijk op www.plaxisdevelopment.org of mail naar fred.jonker@ curbouweninfra.nl 

Postbus 420 2800 AK Gouda Bezoekadres Groningenweg 10 2803 PV Gouda Tel. 0182-540 620 / 0182-540 630 Fax 0182-540621 secretariaat@curbouweninfra.nl www.curbouweninfra.nl

GEOtechniek – oktober 2010

11


Ir A.J. Snethlage Fugro Ingenieursbureau BV

Ir A.J. van Seters Fugro Ingenieursbureau BV

Leren van geotechnisch falen

Case Schade door zetting - N470

Figuur 1 Kunstwerk met verzakking aan het zuidelijk landhoofd.

In dit artikel wordt in het kader van het project ‘Leren van geotechnisch falen’ verslag gedaan van de case N470. Achtergronden zijn gegeven in [1].

Inleiding De provinciale weg N470 is een nieuw aangelegde weg tussen Zoetermeer, Delft en Rotterdam. In de Oosttak (Pijnacker–Zoetermeer) ter hoogte van kunstwerk 10B (fietstunnel), km 14.240 is direct ten zuiden van het kunstwerk over een lengte van circa 15 m een verzakking van de weg opgetreden (weggedeelte km 14.220 tot km 14.240). De verzakking is weergegeven in figuur 1. In dit deel is de aardebaan gerealiseerd door middel van een zand ophoging in combinatie met verticale drains en een overhoogte. De schade aan het asfalt is met name opgetreden direct op het uiteinde van de stootplaat. In figuur 2 is de ligging van kunstwerk 10 B weergegeven.

Het project en de problemen Het maaiveldniveau, ter plaatse van de verzakking (km 14.240) lag oorspronkelijk op NAP -3,6 m. Uitgaande van een ontwerppeil van NAP – 1,5 m, moest er netto 2,1 m worden opgehoogd. De weg constructie bestond uit 0,19 m asfalt, 0,25 m hoogovenslakken en minimaal 0,7 m zand. De beschikbare periode voor het ophogen en het forceren van de zetting voor de aardebaan bedroeg 10 tot 13 maanden, waarna een restzettingseis gold van 0,10 m in 30 jaar. Uit het uitgevoerde grondonderzoek bleek dat de ondergrond vanaf maaiveld bestond uit klei-/ veenlagen (dikte circa 10,5 m) met daaronder het

12

GEOtechniek – oktober 2010

Pleistocene zand. Een sondering is weergegeven in figuur 3. De grondwaterstand en stijghoogte van het diepe grondwater bevonden zich op circa NAP – 4,3 m, d.w.z. 0,5 m á 1 m beneden maaiveld.

Ontwerp - Zettingen De netto ophoging bedroeg 2,1 m. Ter plaatse van kunstwerk 10B zijn zettingen berekend van ca. 1,6 m. De hydrodynamische periode (zonder verticale drainage) bedroeg circa 500 dagen, dwz ca. 16 maanden. Derhalve is geadviseerd zetting-versnellende maatregelen toe te passen in de vorm van verticale drains en het aanbrengen van een extra overhoogte. Met een bruto ophoging van 3,7 m, een extra overhoogte van 1,3 m en toepassen van verticale drains kon worden voldaan aan de restzettingseis van minder dan 0,1 m in 30 jaar. De drains zijn tot 2 m boven de onderkant van het samendrukbaar pakket in een driehoeksstramien h.o.h. 2,2 m aangebracht.

Uitvoering In afwijking van het geotechnisch ontwerp met extra overhoogte is door de aannemer zuidelijk van kunstwerk 10B in plaats hiervan het systeem Beaudrain (geforceerde consolidatie) toegepast. Tussen km 14.200 en km 14.320 (zie ook figuur 2) is echter geen Beaudrain toegepast in verband met de planning van het werk aan het kunstwerk 10B. Wel zijn verticale drains h.o.h. 2,2 m (driehoekstramien) conform het ontwerp geïnstalleerd. Ter hoogte van KW 10 B zijn zakbaken 121/122

aan de noordzijde en 120/119 aan de zuidzijde van het kunstwerk (dus ter plaatse van de schade) geplaatst. De geplaatste zakbaken hebben slechts een korte periode dienst gedaan, van 13 mei 2005 tot 12 september 2005 (baken 121 en 122) dan wel tot 16 december 2005 (baken 119 en 120). De gemeten zettingen zijn weergegeven in figuur 4. Er is een ophoging van ca. 2,5 m aangebracht rond 20 juli 2005. Na 90 dagen (20 oktober 2005) is er verder opgehoogd tot 4,5 m. In verband met de tijdsplanning is er geen of bijna geen extra overhoogte toegepast. Voor de aanleg van de fietstunnel KW10B is rond 20 september 2005 een coupure in de ophoging gegraven ter plaatse van de zakbaken 121/122, waarbij de vrijkomende grond aan weerszijde van de coupure en met name tussen KW 10B en 10A is gedeponeerd. De coupure had een breedte van 10 m tot 13 m.

Nadere beschouwing van de geotechnische aspecten Uit de analyses van de zakbaak metingen blijkt dat tot het graven van de coupure in september 2005 de zakkingen overal gelijkmatig waren (zetting ca. 0,9 m). Direct ten zuiden van KW 10B (zakbaken 119/120) is daarna een zetting van 0,1 tot 0,3 m opgetreden. Op deze locatie zijn de theoretische eindzettingen van ca. 1,5 m niet gehaald. Dit zettingsverloop is in februari 2006 gemeld bij de directie. Voorgesteld wordt om het gedeelte direct ten zuiden van KW10B extra voor te belas-


Leren van geotechnisch falen

Figuur 2 Locatie verzakking in N470.

ten, dan wel licht ophoogmateriaal toe te passen. Dit is niet uitgevoerd. In juni 2006 bleek vervolgens dat aan de zuidzijde van het kunstwerk KW10B de hoogte van het zand was gezakt tot ca. 0,5 á 1,3 m onder het uiteindelijk beoogde peil van NAP – 1,2 m á -1,5 m. Er zou dus nog extra moeten worden opgehoogd met additionele zettingen ten gevolg. Er wordt in juli 2006 opnieuw geadviseerd dat in verband met de tijdige oplevering licht ophoogmateriaal noodzakelijk is ter plaatse van de aansluitingen naast het kunstwerk. Uiteindelijk is het kunstwerk gebouwd, waarbij de overgangen zijn aangevuld met Bims (licht ophoog materiaal). Aan de zuidzijde van KW10B is ca. 1,1 m Bims toegepast en aan de noordzijde is ca. 1,5 m Bims aangebracht. Vermoed wordt dat de uiteindelijke toegepaste hoogte aan Bims onvoldoende is geweest om de zetting te compenseren. De aanleghoogte bevond zich op het moment van het toepassen van de Bims al 0,5 m tot 1,3 m onder het eindniveau. Daarom traden aanzienlijke restzettingen op. De weg is in 2007 opgeleverd. De verzakking en de schade aan het asfalt werden door overlagen van het wegdek gerepareerd. Hierdoor is extra belasting (gewicht van de extra asfaltlaag) aangebracht, waardoor opnieuw zettingen kunnen ontstaan.

Oorzaken van falen Door de aanleg van de kunstwerk 10 A en 10B en de aanwezigheid van de waterlopen, is het weggedeelte km 14.200 tot km 14.320 waarschijnlijk als een apart gedeelte behandeld. Er is geen

Figuur 3 Zakbaak metingen.

Figuur 4 Zakbaak metingen.

Beaudrain systeem voor het versnellen van de zettingen toegepast, wellicht vanwege eisen van het Waterschap. De oorspronkelijk voorgestelde extra overhoogte is echter ook niet toegepast. De voorbelastingstijd was kort in verband met de bouw van het kunstwerk. Na het verwijderen van het zand kon nog een aanzienlijke restzetting worden verwacht. Daarnaast moest verder worden opgehoogd, aangezien het eindniveau was gezakt tot onder het op te leveren niveau. Vervolgens is licht ophoogmateriaal (Bims) toegepast, maar dit was onvoldoende om de zettingen te compenseren. Hierdoor bleven de zettingen verder toenemen.

De overgang van het starre kunstwerk naar de zettende aardenbaan is en blijft altijd een kritisch weggedeelte. De traditioneel toegepaste stootplaten werken niet altijd afdoende. De oorzaak van de verzakkingen is een samenloop van factoren, waarbij beschikbare voorbelastingstijd (op tijd starten met de bouw van KW 10B) het meest van belang is geweest. Het dagelijkse toezicht had alerter moeten reageren op optredende afwijkingen ten opzichte van prognoses. Bovendien zijn alternatieven met licht ophoogmateriaal (en beschikbare tijd) niet voldoende uitgewerkt en toegepast, waardoor de verzakkingen niet zijn voorkomen.

GEOtechniek – oktober 2010

13


Leren van geotechnisch falen De volgende lessen kunnen uit deze case worden geleerd: Op het niveau van de professional:  In ontwerprapport extra aandacht schenken aan overdrachtsconstructies tussen harde objecten en aardebaan. Vermelden dat de ondergrond voldoende zetting ondergaan moet hebben, voordat gestart mag worden met het kunstwerk.  Alternatieven in ontwerp beschouwen waardoor risico’s en voorwaarden van uitvoering inzichtelijk worden.  Bij het ontwerp extra aandacht schenken aan overgangen van kunstwerken naar aardebaan.  In de uitvoering meer aandacht voor zettingsversnellende/compenserende maatregelen. Afwijkingen op het ontwerp/bestek dienen eenduidig te worden gecommuniceerd en vastgelegd.  Meer zakbaken opstellen in dit kritische wegdeel en deze gedurende langere tijd waarnemen.

14

GEOtechniek – oktober 2010

Op het niveau van de projectorganisatie:  De uitvoering dient voldoende aandacht te besteden aan beide zaken: voldoende zettingstijd en de start van de bouw van het kunstwerk laten afhangen van het verloop van de zettingen.  Zorgen dat voldoende monitoring gegevens (zakbaken) beschikbaar zijn. Uitval van zakbaken tijdig melden zodat er acties ondernomen kunnen worden.  Communicatie tussen adviseur en uitvoering is belangrijk: op afwijkend zettingsgedrag dient direct actie te worden genomen.  Mogelijkheid om de planning bij te sturen door extra voorbelastingstijd in te bouwen. Factoren, die voor de gehele sector gelden:  Communicatie tussen uitvoerende en ontwerpende partijen en wederzijds begrip van elkaars problematiek zijn essentieel.  Belang van overgangsconstructies benadrukken

Conclusie Door tijdsgebrek in verband met de aanleg van het kunstwerk heeft de ondergrond niet de gelegenheid gehad voldoende te zetten, waardoor niet aan de restzettingseis voldaan kon worden. Na aanleg van de weg en de aansluiting op het kunstwerk zijn de vervormingen in de ondergrond verder doorgegaan, hetgeen tot de verzakking en vroegtijdig onderhoud heeft geleid.

Dankbetuiging Dit artikel is namens de CUR-commissie C163 gereviewd door dr. ir. O.M. Heeres (Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam). Het artikel is tot stand gekomen door medewerking van A.P. Visser en M. van Aaken (Provincie Zuid-Holland). Alle inbreng is door de auteurs zeer op prijs gesteld.

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


ir. P.M.C.B.M. Cools, Rijkswaterstaat Dienst Infrastructuur

ir. D.G. Mans Meged Engineering & Consultancy

dr.ir. M.Th. van Staveren MBA Deltares en Van Staveren Risk ManagementInfrastructuur

Algemene conclusies en aanbevelingen Inleiding In mei 2009 is in een inleidend artikel gepubliceerd over doel en werkwijze van de CUR commissie Leren van geotechnisch falen. Afgelopen maanden heeft u telkens het resultaat van een casestudie kunnen lezen, zie ‘Cases’. Met het artikel over de case Provinciale weg N470 komt een einde aan die reeks. De overall analyses van de cases, de resultaten van een expertmeeting naar aanleiding hiervan en conclusies en aanbevelingen zijn gepubliceerd in CUR Bouw & Infra publicatie no. 227: Leren van geotechnisch falen. In dit artikel worden de resultaten nader toegelicht en samengevat. Aan de hand van het project Spoorzone Delft worden de resultaten van Leren van geotechnisch falen vergeleken met de werkwijze in een actueel project. Dit is weergegeven aanluitend aan dit artikel (pag. 17). Tot slot volgt een motivatie en oproep voor verdere case onderzoeken en publicatie hierover.

Structurele oorzaken van geotechnisch falen Onder structurele oorzaken worden verstaan oorzaken die met enige regelmaat voorkomen en blijkbaar niet uniek zijn voor de onderzochte case. Op basis van de 6 case onderzoeken zijn de volgende structurele oorzaken vastgesteld. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen het micro niveau van de professional en de geotechniek en het meso niveau van de projectorganisatie (zie tabel onderaan). De professional (betrokken in het ontwerp en/of de uitvoering) maakt fouten, doordat hij beschikbare kennis niet of onvoldoende benut. Dat kan voortkomen uit onbewuste onbekwaamheid maar

ook uit bewuste onbekwaamheid, waarbij deze professional zich wel de mogelijke problemen realiseert maar niet in staat is adequaat op te treden of te veel risico neemt. De oorzaken van het organisatorisch falen zijn samen te vatten als het onvoldoende in staat zijn om complexiteit en onderlinge afhankelijkheden van de subsystemen in het project te beheersen. De organisatie realiseert zich blijkbaar niet dat er fouten kunnen worden gemaakt, dat tussen deeltaken in ontwerp en uitvoering en onderling onvolkomenheden in aansluiting en overdracht kunnen optreden of verwachtingen van de betrokkenen in die deeltaken kunnen verschillen. Ook de consequenties hiervan worden niet gezien door de projectorganisatie, waardoor er geen directe aanleiding is om dergelijke problemen aan te pakken en op te lossen. In alle cases zijn meerdere oorzaken aan te wijzen die een rol hebben gespeeld bij het falen, zowel op micro- als op mesoniveau. Deze oorzaken treden soms onafhankelijk van elkaar op, vaak lokken ze elkaar uit of versterken elkaar. Zo zal een niet erg robuust ontwerp, gecombineerd met een slechte afstemming tussen ontwerp en uitvoering, gemakkelijk kunnen leiden tot een uitvoering welke afwijkt van veronderstellingen in het ontwerp en zelfs bij geringe afwijking tot falen leiden. Een veel voorkomende oorzaak is de eenzijdige focus op kosten. Deze kan daarom dan ook worden benoemd als een oorzaak op macroniveau: een oorzaak die te maken heeft met de cultuur in de sector en waar de sector onvoldoende passende maatregelen tegen neemt. Het streven naar laagste kosten voor een product of dienst is een logisch onderdeel van op prijsconcurrentie gebaseerde marktwerking; het gaat hier echter

Rubricering van oorzaken van geotechnisch falen op micro en mesoniveau Micro Professional

Geotechniek

Fouten in het ontwerp of onvoldoende robuust ontwerp. Onvolledigheid van het ontwerp. Fouten in de uitvoering door af te wijken van uitgangspunten, randvoorwaarden en veronderstellingen in het ontwerp. Onvoldoende of ontbreken van monitoring tijdens de uitvoering.

Onduidelijkheid, onnauwkeurigheid of onvoldoende kennis van geotechnische aspecten.

Meso Projectorganisatie Onvoldoende toetsing van het ontwerp en controle tijdens de uitvoering. Onvoldoende aandacht voor effecten op de fysieke omgevin. Onvoldoende coördinatie tussen de subsystemen. Onvoldoende inzicht in kosten van falen en voordelen van maatregelen die falen vermijden.

om een doorgeschoten streven naar (ogenschijnlijk) laagste kosten op onderdelen, daarmee de prestatie en faalkosten van het geheel veronachtzamend. Fragmentatie van de bouwketen en gebrek aan ketenintegratie spelen hierbij een rol.

Maatregelen op projectniveau Zowel infra- als utilitieitsbouwprojecten kennen een grote variatie in doelstelling, moeilijkheidsgraad, complexiteit en bouworganisatie. Dat maakt dat het benoemen van maatregelen in dit kader in algemene termen moet gebeuren. De volgende maatregelen zijn op grond van de case onderzoeken, de analyses en naar aanleiding daarvan gehouden expertmeeting als effectief en praktisch haalbaar benoemd: Microniveau  Zorg voor een ontwerpteam met relevante opleiding en ervaring; dit geldt ook voor het, in voorkomende gevallen, in te zetten team voor second opinion.  Pas controles op het ontwerp toe, mede gebaseerd op eenvoudige en doorzichtige rekenmodellen.  Zorg voor een uitvoeringsteam met relevante opleiding en ervaring.  Zorg voor goede communicatie tussen ontwerpers en uitvoerders.  Bij afwijkingen in de uitvoering altijd terugkoppeling naar ontwerper.  Gebruik risicoanalyses in het ontwerp en uitvoering en zorg voor overdracht en onderlinge communicatie hierover.  Maak een projectspecifiek monitoringsplan, gebruikmakend van de risicoanalyse, met go/no go momenten en tijdige en gerichte acties als monitoringgegevens afwijken van de verwachtingen. Mesoniveau  Organiseer een effectieve toetsing van het ontwerp en controle tijdens de uitvoering.  Zorg voor voldoende aandacht van de effecten van het bouwproject op de fysieke omgeving waaronder belendingen.  Draag zorg voor coördinatie van de subsystemen in het project (de diverse ontwerp- en uitvoeringstaken).  Neem een grondhouding aan van: Wat weten we, wat kunnen we te weten komen en wat is onzeker?  Zorg voor inzicht vooraf in kosten van falen en

GEOtechniek – oktober 2010

15


Leren van geotechnisch falen mogelijkheden en voordelen van vermijden van falen.  Formuleer projectdoelstellingen met betrekking tot geotechniek en communiceer hierover.  Integreer geotechnisch risicomanagement in project risicomanagement. Per project (of groep overeenkomstige projecten) moet de afweging worden gemaakt welke keuzes en maatregelen noodzakelijk en zinvol zijn om de kans op falen voldoende te minimaliseren. De grafiek in figuur 1, waarin totale kosten van het ontwerp, de bouwkosten en de faalkosten uitgezet zijn tegen de kosten van de maatregelen (preventiekosten), kan hierbij een goede leidraad vormen. In voorkomende gevallen dient daar ook de exploitatiefase bij te worden betrokken (zie o.a. de case Provinciale weg N 470).

Maatregelen op sectorniveau Prijs, veiligheid en kwaliteit moeten in een andere volgorde worden benaderd: veiligheid, kwaliteit en prijs. Dat geldt voor (grond-)onderzoek, ontwerp en uitvoering. Inkoop- en aanbestedingsprocessen zullen hierop moeten worden ingericht. En bouworganisatievormen moeten zodanig functioneren dat projectdoelen worden geoptimaliseerd en niet de deelprojecten. In de besluitvorming van projecten moeten realistische keuzes worden gemaakt: realistisch ten aanzien van kosten, tijd en hinder. De inherente onzekerheid van de ondergrond en de modellering daarvan vormen, anders dan bij beton en staalconstructies, een extra complicatie. De geotechnische sector en de bouwsector moeten bevorderen dat geleerd wordt van fouten. Verbeteringen kunnen worden bereikt via opleiding, kennisoverdracht, het verbeteren of herontwikkelen van organisatievormen en werkprocessen.

Tot slot Aanleiding voor het project Leren van geotechnisch falen was het relatief grote aantal tegenvallers in bouwprojecten die te maken hebben met bouwputten en funderingen. Tegenvallers in de zin van kosten, vertragingen, fysieke onveiligheid, blijvende schade en imagoverlies. De vraag daarbij is of dit onvermijdelijke risico’s zijn, of dat deze, door andere inspanning en ‘de lat hoger leggen’, vermijdbaar of te beperken zijn. De case onderzoeken en analyses wijzen uit dat er sprake is van een patroon van telkens terugkerende oorzaken die hun oorsprong vinden in met name het werk van de professional ( de ontwerper, de uitvoerder), de projectorganisatie (de samenwerking tussen alle bij het bouwproject betrokken organisaties) en in de interactie tussen beiden. Uit deze bevindingen zijn lessen getrokken. Twee in het oogspringende onderwerpen die extra aandacht behoeven:  De communicatie en coördinatie tussen en ontwerp en uitvoering  De interactie tussen het projectmanagement en de specialistische professionals (in ontwerp en uitvoering) Het is aan alle praktiserende adviseurs, ontwerpers, uitvoerders, projectleiders en managers deze en de eerder vermelde lessen in de praktijk te brengen. Dit kan al door de lessen als vragen in te brengen in bijvoorbeeld het projectoverleg. Bij voorkeur in een vroeg stadium van het project. Zo wordt al snel duidelijk of in het betreffende project rekening is gehouden met de lessen, of niet. De geotechnische sector geeft met het programma GeoImpuls invulling aan een aantal van bovengenoemde adviezen. De vijf speerpunten van GeoImpuls (kennisontwikkeling, kennisover-

dracht, managen van verwachtingen door middel van communicatie, kwaliteitsverbetering en de rol van geotechniek in contracten) hebben alle relatie met de vastgestelde oorzaken en voorgestelde maatregelen. Het eindrapport ’Leren van geotechnisch falen’ is dan ook ingebracht in dit programma om zo een bijdrage te leveren aan de verdere uitwerking en implementatie van verbeteringen. Voor een actief leerproces is het gewenst nieuwe cases van geotechnisch falen of bijna falen te onderzoeken en hierover te communiceren. Daarbij moet een begrijpelijke schroom om de vuile was buiten te hangen worden overwonnen. De commissieleden van ‘Leren van geotechnisch falen’ roepen dan ook hierbij lezers op hieraan bij te dragen, u kunt te allen tijde contact opnemen met Fred Jonker (fred.jonker@curbouweninfra.nl) of met de redactie van dit tijdschrift.

Cases Rapporteurs en beoordelaars – Vlietland ziekenhuis te Schiedam ir. J.K. Haasnoot*, ir. H.R. van der Sluis* – Parkeergarage Zuidpoort te Delft ing. J. de Vos*, ing. H.J.Everts – Baggerdepot IJsseloog ir. J.K. Haasnoot*, ing. J. de Vos* – Parkeergarage Westerhaven te Groningen ir. A.J. van Seters*, ing. O. Dijkstra, ir. J.K. Haasnoot* – Museumparkgarage te Rotterdam dr.ir. C.B.M. Blom*, dr.ir. O.M. Heeres, ir. A.J. van Seters* – Provinciale weg N470 in Zuid-Holland ir. A.J. van Seters*, ir. A.J. Snetlage, dr.ir. O.M. Heeres *Tevens lid van de CUR commissie.

Kosten

Som bouwkosten + faalkosten + kosten risicobeperkende maatregelen/keuzes Bouwkosten incl. faalkosten

Literatuur

Kosten risicobeperkende maatregelen/keuzes

– CUR Bouw&Infra publicatie 227, Leren van geotechnisch falen, en de daarin opgenomen literatuurlijst. – Artikelen in Geotechniek mei 2009 – juni 2010. 

Risicobeperkende maatregelen of keuzes Figuur 1 Grafiek met het theoretisch optimum van de totale kosten en de risicobeperkende maatregelen of keuzes.

16

GEOtechniek – oktober 2010

Andere commissieleden waren: ir. D.G. Mans – voorzitter en rapporteur ing. A. Jonker - coördinator ir. P.M.C.B.M. Cools en dr.ir. M.Th. van Staveren MBA - rapporteurs


Leren van geotechnisch falen De Spoorzone Delft, een ingrijpende stedelijke herinrichting en ontwikkeling, omvat de bouw van onder andere twee ondergrondse spoortunnels, een ondergronds station en ondergrondse parkeergarages. De uitvoering van de spoortunnel is gestart in 2009, de bouwactiviteiten voor de eerste spoortunnel lopen door tot in 2013; de bouwactiviteiten voor de tweede spoor tunnel zijn gepland van 2012 tot 2016. Opdrachtgever voor de tunnels is Prorail. Het betreft een design& construct contract opgedragen aan de Combinatie CrommeLijn.

In een overleg tussen de projectorganisatie (vertegenwoordiging van de opdrachtgever en de opdrachtnemer) en een afvaardiging van de commissie is besproken op welke manier de resultaten van Leren van geotechnisch falen een plek krijgen binnen de realisatie van het project Spoortunnel Delft. In onderstaande tabellen zijn de top tien oorzaken en de top tien beheersmaatregelen uit ‘Leren van geotechnisch falen’ door de projectorganisatie becommentarieerd en is de invulling in het project Spoortunnel Delft weergegeven.

Tabel 1 Top tien oorzaken uit Leren van geotechnisch falen en invulling Spoorzone Delft.

Oorzaak van geotechnisch falen

Invulling Spoorzone Delft

1. Micro

Fouten in de uitvoering van de geotechnische constructie, zoals dieper ontgraven dan in het ontwerp aangegeven, leiden tot geotechnisch falen. Dit betekent dat er door de uitvoerenden onvoldoende aandacht is voor cruciale ontwerpaspecten, waarbij de uitvoering precies zo moet worden gedaan als in het ontwerp aangegeven.

Continue begeleiding uitvoeringsproces door tweede lijns controleur(s) die inhoudelijke kennis van ontwerpuitgangspunten hebben.

2. Meso

Onvoldoende aandacht binnen de projectorganisatie voor de effecten van het bouwproject op de directe fysieke omgeving, zoals belendingen, leidt tot geotechnisch falen

Effecten op directe fysieke omgeving is (contractueel) criterium nummer 1 in project Spoorzone Delft.

3. Micro

De desbetreffende professional is onbewust onbekwaam en realiseert zich niet dat er fouten in het ontwerp optreden, dat het ontwerp onvolledig is, dat er fouten in de uitvoering optreden of dat de monitoring tijdens de uitvoering onvoldoende effectief is

Interne kwaliteitsborging binnen ontwerp door regulier verificatieproces en onafhankelijke reviews van kritische onderdelen. Vervolgens toetsing/acceptatie proces opdrachtgever.

4. Meso

Onvoldoende coördinatie in de projectorganisatie tussen subsystemen van het project leiden to geotechnisch falen. Een voorbeeld is een mismatch tussen ontwerp en uitvoering, waarbij het ontwerp onuitvoerbaar is of alleen met een dure of risicovolle uitvoeringsmethode kan worden gerealiseerd.

Reguliere overlegsessies tussen uitvoering en ontwerp van subsystemen, alsook ‘integraliteitsoverlegsessies’ om raakvlakken te onderkennen/beheersen.

5. Macro

In de sector is de focus op lage kosten belangrijker dan aspecten als constructieve veiligheid en kwaliteit van het eindproduct. Een voorbeeld is de gewoonte om te veel te willen optimaliseren op lage kosten, door te veel te vertouwen op ongevalideerde modellen en uitspraken van anderen.

Bewustmaking decision makers van economisch aspect faalscenario's. Rekenmodellen valideren door handsommen en schaduwberekeningen door onafhankelijke (geotechnische) constructeurs met eventueel alternatieve rekensoftware. Validatie rekenmodellen door monitoring aan begin uitvoeringsproces.

6. Micro

Onvolledigheid van het ontwerp voor de geotechnische constructie door de geotechnicus, zoals het niet beschouwen van het optreden van zwel leiden tot geotechnisch falen.

Opvangen van tekort aan inzichten door inschakelen onafhankelijke design reviewers en het inwinnen van advies bij actoren in soortgelijke projecten (NZ-lijn / Rotterdam CS / Liefkenshoekspoortunnel (B) / Diabolo project Zaventem (B) …

7. Meso

De risico's die in het ontwerp aan de orde zijn geweest worden door de opdrachtgevende of ontwerpende organisatie onvoldoende gecommuniceerd naar de uitvoerende projectorganisatie.

Reguliere overlegsessies tussen uitvoering en ontwerp van subsystemen, alsook aanstelling van disciplineleider ontwerp vanuit uitvoerende organisatie die Definitief Ontwerp (DO) proces begeleidt en vervolgens voldoende lange tijd op de bouwplaats aanwezig blijft tijdens uitwerking Uitvoerings Ontwerp (UO) en realisatie uitvoering.

8. Meso

De organisatie geeft de ontwerper niet de mogelijkheid om buiten tijdens de uitvoering zijn ontwerp gebouwd te zien worden en kan daardoor ook geen aanwijzingen geven.

Begeleiding ontwerp door disciplineleider ontwerp vanuit uitvoerende organisatie. Bieden van (voldoende) gelegenheid tot bezoek bouwplaats aan ontwerpende partij tijdens belangrijke uitvoeringsfases. Eventuele aanwezigheid specialisten ontwerpende partij tijdens cruciale fases.

GEOtechniek – oktober 2010

17


Leren van geotechnisch falen 9. Micro

10. Micro

Fouten in het ontwerp van de geotechnische constructie, zoals foute geotechnische analyse en foute paalkeuze, leiden tot geotechnisch falen.

Interne kwaliteitsborging binnen ontwerp door regulier verificatieproces en onafhankelijke reviews van kritische onderdelen. Vervolgens toetsing/ acceptatie proces opdrachtgever.

Onvoldoende robuustheid van het ontwerp, dat daarmee te gevoelig is voor variatie van uitgangspunten, leidt tot geotechnisch falen.

Maken van gevoeligheidsanalyses in DO-fase voor kritische ontwerp onderdelen. Voorzien van ‘tweede draagweg’ om progressive collapse te vermijden in situaties waar optreden calamiteit niet voldoende kan worden gewaarborgd. Voorafgaandelijk opstellen van werkplannen met mitigerende maatregelen bij eventueel optreden calamiteitscenario's.

Tabel 2 Top tien beheersmaatregelen uit Leren van geotechnisch falen en invulling Spoorzone Delft.

Beheersmaatregel

Invulling Spoorzone Delft

1. Meso

Go / No Go momenten tijdens uitvoering, op basis van koppeling monitoring aan toetsing uitgangspunten.

Ingevuld in diverse kritische processen. Bijvoorbeeld uitvoering eerstvolgende vijzelslag Molen de Roos na beoordeling resultaten monitoring voorgaande vijzelslag aan gestelde criteria differentiële vervormingen. Aanvang eerstvolgende ontgravingsslag na beoordeling waterstanden peilbuizen buiten bouwkuip in relatie tot (diepere) bemaling binnen bouwkuip,...

2. Meso

Terugkoppeling van wijzigingen in de uitvoering naar de ontwerpers.

Reguliere overlegsessies tussen uitvoering en ontwerp van subsystemen, alsook aanstelling van disciplineleider ontwerp vanuit uitvoerende organisatie die Definitief Ontwerp (DO) proces begeleidt en vervolgens voldoende lange tijd op de bouwplaats aanwezig blijft tijdens uitwerking Uitvoerings Ontwerp (UO) en realisatie uitvoering.

3. Micro

Onderaannemer/uitvoerder eist een toelichting op het ontwerp voor het starten van de uitvoering.

Inlichtingssessie tbv. uitvoerende partijen aangaande uitgangspunten ontwerp, gemaakte gevoeligheidsanalyses en risico-analyses.

4. Meso

Opvolging geven aan monitoring gegevens in relatie tot de uitgangspunten.

Monitoringsgegevens on line beschikbaar voor ruime doelgroep. Continue raadpleging door tweede lijns controleur(s). Monitoringsgegevens automatisch gekoppeld aan signaal- en interventiewaarden welke gekoppeld zijn aan verwachtingswaarden/bovengrenswaarden/ ondergrenswaarden vanuit ontwerp.

5. Macro

Continu bewustzijn van geotechnisch falen bevorderen door geld vrij te maken om jaarlijks een vijftal cases onafhankelijk te laten analyseren (a la Prof. Peter van Vollenhoven) en deze te publiceren.

Disciplineleider ontwerp is bereid in een later stadium case over (hopelijk) succesvol proces via geijkte kanalen à la COB/CUR en/of Geotechniek te publiceren.

6. Micro

Checken van ontwerp met eenvoudig, doorzichtig rekenmodel (achterkant sigarendoos).

Ingevuld. Bovendien schaduwberekening(en) door onafhankelijke (geotechnische) constructeurs met eventueel alternatieve rekensoftware en/of alternatieve rekenmodellen.

7. Micro

Geotechnicus geeft altijd aan welke randvoorwaarden / risico's gelden bij het opvolgen van het advies.

Zowel ontwerpende als uitvoerende partijen hebben toegang tot database system engineering waarin de uitgangspunten naar elkaar toe worden ingevoerd. Ditzelfde geldt voor de database risicobeheer waaruit op reguliere basis een rangschikking van toprisico’s in samenspraak met alle disciplines wordt gevalideerd/geconfirmeerd. Rekennota's worden systematisch afgesloten met hoofdstuk ‘conclusies en aanbevelingen’.

8. Micro

Geotechnisch ontwerp moet afsluiten met een monitoring plan, om terugkoppeling van de ontwerpaannames in de uitvoering te krijgen (is ook een vorm van toetsen).

Bij aanvang realisatieproces worden uitgangspunten ontwerp gevalideerd door intensieve monitoring gekoppeld aan predictieberekeningen (inclusief gevoeligheidsanalyses) en interpretatierapporten. Resulaten monitoring steeds toegankelijk voor (minimaal) disciplineleider ontwerp. Bij overschrijding signaalwaarden systematisch overleg met disciplineleider ontwerp en opdrachtgever.

9. Micro

Toetsing van ontwerp door een tweede professional.

Design review kritische processen binnen onafhankelijk team ervaringsdeskundigen uitvoerende partijen. Onafhankelijke toetsing ontwerp (althans risicovolle onderdelen) op vraag opdrachtgever. Systematische technisch onafhankelijke controle ontwerp en uitvoering in kader van decimale aansprakelijkheid. Verregaande technisch inhoudelijke toetsing door opdrachtgever op risico’s en door Bouw- en Woning Toezicht Gemeente Delft.

De geo-adviseur bewust onderdeel maken van de projectorganisatie. Dus niet als een ingevlogen rekenmannetje gebruiken.

Belangen ontwerpcluster geotechniek (net zoals ontwerpcluster constructief) worden voldoende bewaakt door disciplineleider ontwerp.

10. Meso

18

GEOtechniek – oktober 2010


agenda 2010 Cursussen De volgende data waren tijdens het drukken bekend. Voor een actueel overzicht zie de websites van de cursusaanbieders.

Sheet-pile wall design according Eurocode 7 Msheet 26 oktober  Deltares

Eurocode 7: Geotechniek 14 oktober  PAO

3D Modelling of Pile Groups using MPile 27 oktober  Deltares

Horizontal Directional Drilling using MDrill 25 oktober  Deltares

Shield tunneling in soft soils 2 november  Deltares

Horizontal Directional Drilling (HDD) 26 oktober  Deltares

Grondonderzoek en parameterbepaling 3 november  PAO

Symposia / Lezingen

Internationale Congressen

Middagsymposium GeoCheck Klimaatbestendig Inrichten  Deltares 13 oktober, Delft

2th International Symposium on Service Life Design for Infrastructure 4-6 oktober – Delft

Europese Usersmeeting Plaxis 10 november 2010, Karlsruhe

7th International Symposium on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground 16-18 mei 2011 – Rome, Italië

2e Geotechniek lezingenavond, 24 november 2010, Gouda  KIVI/NIRIA

Paalfunderingen voor civiele constructies 13 november  PAO Management van geotechnische risico’s 25 november  PAO Paalfunderingen voor civiele constructies 30 november  PAO Grondverbeteringstechnieken 2 december  PAO

XVth European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering: Geotechnics of Hard Soils - Weak Rocks 12 tot 15 september 2011 Athene, Griekenland

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

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 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. Gratis pdf-proefexemplaar op www.uitgeverijeducom.nl; abonneer u dan voor 4 keer per jaar het fraaie vakblad Vitruvius in uw brievenbus. Neem contact op met Uitgeverij Educom: 010-425 6544, info uitgeverijeducom.nl.

GEOtechniek – oktober 2010

19


The Magic of Geotechnics Jurjen van Deen Deltares

Communiceren met de omgeving Onze bouwprojecten spelen zich altijd af in, met of op de grond. Die grond is dikwijls een onzekere factor die leidt tot ongewenste gebeurtenissen met alle gevolgen van dien voor planning, kosten en imago. Hoe kunnen we communiceren over deze onzekerheden en op die manier de verwachtingen van de omgeving managen? Die vraag stond centraal op een workshop, georganiseerd door GeoImpuls en Kennis in het Groot. De workshop was het startpunt voor het GeoImpuls-project Communicatie en Omgeving.

beeld van een proactieve communicatie over een project dat inmiddels gebukt gaat onder een verleden, maar toch vanuit een groot zelfvertrouwen zo durft te communiceren. Ook wel met enige zelfspot, want welke technicus bekent nu graag dat hij in een puddingbroodje boort? ‘Boort’ ook nog wel…. De kop riep bij verschillende aanwezigen heel verschillende reacties op. Van ‘Een gat maken in zoiets slaps, dat kan toch niet zo ingewikkeld zijn’, via ‘Dat is wel heel knap, een tunnel in zo’n prutbroodje maken’ tot ‘Woon ik op zo’n puddingbroodje? Dat geeft me een heel onveilig gevoel, of ze er nou in boren of niet.’ Het was ongetwijfeld heroïsch bedoeld, maar de ontvanger kan het heel anders opvatten.

In het LEF future center van Rijkswaterstaat verkenden op 19 juni een 50 tal geotechnici, omgevingsmanagers en communicatiedeskundigen en omgevingsmanagers de uitdagingen die de communicatie tussen de geotechnici en de communicatiemensen met zich meebrengt. Diezelfde ochtend had de Volkskrant een twee pagina(!) groot artikel over de Noord-Zuidlijn onder de titel ‘Boren in een puddingbroodje’, en daarmee vielen de aanwezigen met hun neus in, jawel, het puddingbroodje. Een mooi voor-

Om in de stemming te komen luisterden twee professionele toneelspelers de bijeenkomst op. Zij speelden een geotechnische projectleider en de communicatieman van het project, die het duidelijk oneens waren over een stuk dat over het project in de krant had gestaan; en natuurlijk over wie zijn schuld het was. Karikaturen natuurlijk. Of toch niet zo erg? De geotechnici in het publiek herkenden de communicatieman als levensecht, de communicatiemensen in het publiek vonden de geotechnicus uit het leven

Figuur 1 Boren in een puddingbroodje?

20

GEOtechniek – oktober 2010

Canon van de geotechniek Van alles hebben we tegenwoordig een canon. Vijf jaar geleden begon het met de Canon van Nederland. Vroeger heette dat gewoon Vaderlandsche Geschiedenis. Daarna kregen we de Canon Sociaal Werk (2006), de Bètacanon (2007), de Watercanon (2009) en nog 27 andere. In 2009 startte het juridisch studentenblad Ars Aequi een canon van het recht met daarin, zoals ironisch wordt opgemerkt, ‘alles wat je moet weten om bij juridisch Triviant een kans te maken.’ Tijd voor een canon van de geotechniek? Het is één van de ideeën die uit de sessie naar voren kwamen. Wat vindt u als lezer van Geotechniek dat daar in zou moeten staan? Of is een canon helemaal geen goed idee voor publiekcommunicatie?

gegrepen. In de eerste ronde waren geen interrupties toegestaan, in de eerste replay mochten de geotechnici in de zaal regieaanwijzingen geven aan de communicatieman, in de twee replay de communicatiemensen aan de geotechnicus. Heel instructief om te zien hoe een gesprek uit de hand kan lopen om niets. Maar eigenlijk niet over te dragen als je er niet bij bent geweest. Een aanbeveling was dan ook zulke interactieve sessies vaker, met wisselend publiek te doen. Naar voren kwam duidelijk dat communiceren over onzekerheden een cruciale vaardigheid is. De ontvanger van een boodschap wil graag zekerheid. Blijft het droog? Ik wil vanavond wel barbecuen! Het KNMI is redelijk vaardig in het communiceren van onzekerheden in het weer. Men sprak dan ook altijd zorgvuldig niet van weersvoorspelling maar van weerbericht. Sinds het KNMI het smalle pad van de zekerheid is gaan bewandelen met de weeralarmen is de kritiek niet van de lucht. Het is of ten onrechte wel gegeven, of ten onrechte niet. De geotechnicus wordt ook in die rol van zekerheid gedrongen. En eigenlijk vindt hij (of zij) ook wel dat die zekerheid er moet komen. Maar daarmee brengt hij zichzelf en het vakgebied in een spagaat, want grond is nu eenmaal een vervelend


The Magic of Geotechnics

Figuur 2 Incidenten worden niet voorkomen door steeds nieuwe regels.

en maar ten dele voorspelbaar bouwmateriaal en bouwomgeving. Leren dus om transparant te zijn over je eigen onzekerheid, zonder daarmee onnodige ongerustheid te veroorzaken. Er is de afgelopen jaren, onder invloed van de Angelsaksische wereld, een trend om onzekerheden steeds minder te accepteren. Als iemand schade lijdt moet er altijd een schuldige zijn: het ‘I will sue you!’-principe. Het lijkt er dus op dat je met open communiceren over onzekerheden de hele wereld tegen je zult krijgen.

Toch is met beeldende voorbeelden veel te bereiken. Stap jij niet in de auto naar Groningen omdat je weet dat je een kans van één op zoveel hebt dat je verongelukt? Hang jij, wat technischer, die boekenkast niet op omdat je niet 100% zeker bent dat hij blijft hangen? Natuurlijk wel. ‘Incidenten worden niet voorkomen door steeds nieuwe regels. Ze gebeuren gewoon. Wen er maar aan.’ kopte NRC Handelsblad in mei van dit jaar op de opiniepagina. Misschien wel het begin van een nieuwe trend: het publiek onderwijzen dat volledige zekerheid

niet bestaat. Als we op die trend kunnen meeliften, of hem zelf kunnen versterken, is er al veel gewonnen.

LEF future center - www.rws.nl/lef - http://geocommunicatie.nl/kennislink - www.kennislink.nl/publicaties/ gravin-is-klaar-nu-komt-noortje Ideeën? Commentaar? Niet mee eens? Reageer op reactiegeotechniek@geonet.nl. 

Kennislink

Leren communiceren in sprekende beelden

Geo-Impuls heeft zich samen met SKB, COB, TNO, Deltares en 5 universiteiten achter het idee van het Centrum voor Geo-Communicatie geschaard. Dit centrum is verbonden met Kennislink.nl, een website die voorlichting geeft aan het grote publiek, scholieren, docenten en journalisten, met 450.000 bezoekers per maand de populairste website over wetenschap en techniek. Georedacteuren zorgen voor artikelen, foto’s, filmpjes en kaarten op de vakpagina’s over Aarde & Klimaat en (Geo)techniek. De NoordZuidlijn stond er al in met positief nieuws en informatie over het tunnelboren.

Veel geotechnische kennis en inzichten zijn in hun basis simpel uit te leggen. De duivel zit natuurlijk altijd in het detail, maar die is in je uitleg meestal ook niet nodig. Een veelvoorkomende valkuil, overigens, bij (geo)technici, om op een simpele vraag met veel te veel ongetwijfeld juiste maar overbodige details in te gaan. Op de sessie gaf iemand het voorbeeld: uitleggen wat negatieve kleef is? Steek je vinger in een potje met pindakaas en trek hem er weer uit. Technisch ongetwijfeld niet helemaal correct, maar beeldend en begrip-kwekend.

GEOtechniek – oktober 2010

21


vraag & antwoord Op basis van het CGF 1 examen juni 2010

Op een geprepareerd sterk siltig zand monster wordt een triaxiaalproef uitgevoerd. Het betreft een isotrope geconsolideerde gedraineerde proef (CD), waarbij op 3 deelmonsters bij 3 consolidatiespanningen belastingproeven worden uitgevoerd (enkel-traps techniek). Het monster is genomen op ca. 35 m diepte. Van het monster zijn de volgende gegevens beschikbaar: Volumiek gewicht (droog) Volumiek gewicht (nat) Consolidatiespanning 1e trap Consolidatiespanning 2e trap Consolidatiespanning 3e trap

16,2 kN/m3 19,9 kN/m3 200 kPa 500 kPa 1000 kPa

De resultaten van de proef zijn weergegeven in figuur 1 als grafiek van de deviatorspanning q = σ1 - σ3 tegen de axiale rek ε.

c’ uit een diagram met de cirkels van Mohr voor de 1e en de 3e belastingtrap.

Uitwerking Vraag 1 Het watergehalte bedraagt: (19,9 – 16,2) / 16,2 * 100 % = 23 %.

Vraag 4 Teken het effectieve spanningspad voor de 1e en de 3e belastingtrap in het s’- t – vlak, waarbij s’= (σ1’ + σ3’)/2 en t = (σ1’ - σ3’)/2. Geef hierbij de punten aan bij een rekniveau εb van 2 %.

Vraag 2 De effectieve spanningen bij de verschillende rekniveau’s zijn in onderstaande tabel weergegeven:

Vraag 5 Construeer in het s’ – t – diagram van vraag 4 de bezwijk-lijn bij een rekniveau van 2 % rek. Wat is de hoek met de horizontaal α? Toon aan, dat de hoek α correspondeert met de gevonden waarde voor ϕ’ uit vraag 3.

Vraag 3 De grafische afleiding van de wrijvingshoek ϕ’ en cohesie c’ is gegeven in onderstaande figuur. De waarde van ϕ’ bedraagt 25 graden. De cohesie c’ bedraagt 87 kPa.

Vraag 6 Bepaal de elasticiteits-modulus E’50 bij de 1e trap. Is hier sprake van een gedraineerde of van een ongedraineerde elasticiteitsmodulus?

Vraag 4 Het effectieve spanningspad kan worden afgeleid uit de tabel en is gegeven in het s’-t-diagram in onderstaande figuur.

Vraag 1 Bepaal het watergehalte van het monster. Vraag 2 Bepaal de waarden van de totaal spanningen σ1 en σ3 en van de effectieve spanningen σ1’ en σ3’ voor de 1e en de 3e belastingtrap. Wat is de waarde van de waterspanning u tijdens de proef? Vraag 3 Bepaal bij 2 % rek de effectieve hoek van inwendige wrijving ϕ’ en de effectieve cohesie

Figuur 1

22

GEOtechniek – oktober 2010

Rek b [%]

1e trap 0 2,0 3e trap 0 2,0

σ3

σ1

σ3’

σ1’

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

0 0

200 200

200 760

200 200

200 760

200 480

0 280

0 0

1000 1000

1000 2710

1000 1000

1000 2710

1000 1855

0 855

Deviator sp. q = σ1 - σ3 [kPa]

Watersp. u [kPa]

0 560 0 1710

s’ = t= q=(σ1’ + σ3’)/2 (σ1 -σ3)/2 [kPa] [kPa]

De waterspanning u tijdens de proef is gelijk aan 0 (gedraineerde triaxiaal proef).

Figuur 2


vraag & antwoord Het spanningspad verloopt onder 45 graden met de s’-as. Vraag 5 De bezwijklijn in het s’-t diagram is gegeven in nevenstaande figuur. De hoek van de bezwijklijn met de horizontaal α bedraagt 23 graden. Er moet gelden: sin ϕ’ = tan α. Dus: sin (250) = tan (230) = 0,42. Vraag 6 De maximale deviatorspanning bij trap 1 bedraagt ca. 600 kPa. De rek εb bij 50 % van de maximale deviatorspanning (q = 300 kPa) bedraagt 0,5 %. De waarde van gedraineerde modulus E’50 is derhalve 300 / 0,005 = 60.000 kPa (60 MPa). 

Figuur 3

GEOtechniek – oktober 2010

23


Afstudeerders Bert Everts

Bepaling van de draagkracht van geheide palen in Almere In deze rubriek wordt een samenvatting gegeven van het afstudeerwerk van studenten van de Technische Universiteit Delft die afstuderen bij Geo-engineering. Dit keer bespreekt Bert Everts het werk van Marco Spikker, die afstudeerde bij prof. ir. A.F. van Tol. De afstudeeropdracht werd uitgevoerd bij ABT.

Voor de bepaling van de draagkracht van geheide palen wordt door de Gemeente Almere een van NEN6743 afwijkende bepalingsmethode verlangd. De reden daarvoor is dat in Almere in het verleden tijdens het heien soms onverwacht slechte kalenders zijn gevonden. Nadat (in een aantal gevallen) proefbelastingen zijn gedaan bleek de draagkracht ook aanzienlijk minder te zijn dan die zoals volgt uit toepassing van de gangbare ontwerpregels en nu zijn vastgelegd in NEN6743. Het moeten hanteren van een afwijkende bepalingsmethode leidt vaak tot discussies. Dat vormde voor de Gemeente Almere aanleiding om aan ABT opdracht te verlenen om een onderzoek uit te voeren naar de draagkracht van grondverdringend ingebrachte palen in Almere. Dat onderzoek is in hoofdzaak uitgevoerd door Marco Spikker, onder verantwoordelijkheid van ABT en begeleiding van TU-Delft. De werkzaamheden bestonden onder andere uit het verzamelen van de proefbelastingen, zoals die bij Deltares aanwezig waren in het archief van de Rijksdienst voor de IJsselmeerpolders, bij de Gemeente Almere en bij IJsselmeerbeton. Een belangrijk onderdeel van de studie bestond uit het vergelijken van de tijdens proefbelastingen gemeten draagkracht met die van de voorspelde draagkracht op basis van enerzijds de Almeerse rekenregel en anderzijds die volgens NEN6743. De huidige rekenregel die in Almere wordt gehanteerd wijkt op de volgende punten af van NEN6743:  een lagere maximale puntspanning (begrensd op 12 MPa in plaats van op 15 MPa) èn  het begrenzen van de draagkracht uit positieve schachtwrijving op 50% van de maximale puntdraagkracht èn

24

GEOtechniek – oktober 2010

 het begrenzen van Ș op 0,79 in plaats van op 0,9 èn  in speciaal aangeduide gebieden, een reductie van de draagkracht met 25% op elk paalpuntniveau en plaatselijk alleen op een puntniveau hoger dan NAP –25 m.

in het geheel niet meer het geval, zodat er veel voor is te zeggen om de sondeerafstand niet groter te kiezen dan 8 m. Gesteld moet worden dat er weinig locaties beschikbaar waren om dat te verifiëren, zodat deze stelling nog nadere onderbouwing behoeft.

Vergelijking proefbelastings resultaten met modellen

Andere oorzaken voor een lage paaldraagkracht

In figuur 1 is de gemeten draagkracht tijdens proefbelastingen uitgezet tegen de voorspelde draagkracht op basis van NEN6743 en vooraf gemaakte sonderingen. Uit die figuur blijkt dat de proefbelastingen systematisch lagere draagkrachten opleveren dan voorspeld wordt met NEN6743. Spikker concludeerde dat er dus alle reden is om in Almere niet zonder meer NEN6743 toe te passen. In figuur 2 zijn de proefbelastingsresultaten uitgezet tegen de Almeerse rekenregel. Bij de paarse blokjes is ook de extra reductie van 25% toegepast. Figuur 2 laat zien dat de Almeerse rekenregel beter aansluit bij de proefbelastingsresultaten; zeker indien ook de 25% reductie wordt toegepast. Spikker onderzocht met behulp van de geostatistiek ook de invloed van variaties in de ondergrond. In figuur 3 is het resultaat daarvan gegeven. Daaruit blijkt dat op een afstand van ongeveer 4 m tot een sondering de aldaar gemeten conusweerstand nog iets zegt over de te verwachten draagkracht. Op 8 m of meer is dat

Spikker onderzocht ook de mogelijke invloed op de draagkracht van overconsolidatie van de zandlagen en van wateroverspanningen in de top van de zandlaag. Daartoe stonden voorafgaande aan het heien en na het heien gemaakte sonderingen tot zijn beschikking.

Figuur 1 Draagkracht volgens proefbelasting versus voorspelde draagkracht volgens NEN6743.

Tenslotte trachtte hij de kwaliteit van de voorspelling van de draagkracht te verbeteren door het effect van verschillende aanpassingen van de regel volgens NEN6743 te onderzoeken. Als goede mogelijkheden kwamen naar voren:  een reductie factor van 0,7 op de puntweerstand, onafhankelijk van het paalpuntniveau of  een begrenzing van de conusweerstand in de aanzet van het Pleistoceen tot 10 MPa indien de palen niet meer dan 8D in het zand staan; als dat wel het geval is moet ook de reductietor van 0,7 op de puntdraagkracht toegepast worden. Vrijwel gelijk met het afronden van dit afstudeer-


Afstudeerders

Figuur 2 Draagkracht volgens proefbelasting versus voorspelde draagkracht volgens de Almeerse rekenregels.

werk verscheen ook het CUR-rapport H409 dat ook gaat over de bepaling van de draagkracht van geheide palen. Dat onderzoek beperkte zich niet

Figuur 3 Afwijking van de berekende draagkracht op een plaats t.o.v. de berekende draagkracht op enige afstand (bepaald d.m.v. verschillende regressietechnieken).

tot de regio Almere. Frappant was dat de conclusies van die commissie grote gelijkenis vertonen met die van Spikker. Het heeft er dus alle schijn

van dat toepassing van NEN6743 tot grotere afwijkingen leidt dan de Almeerse rekenregel. 

GEOtechniek – oktober 2010

25


KIVI NIRIA Afdeling Geotechniek

Leden centraal op GEO lustrumfeest! Bij de Afdeling voor Geotechniek draait het niet alleen om de techniek, maar vooral ook om de mensen achter de geotechnici. Heeft deze "geo-mens" andere fundamenten dan andere mensen? Vast wel een beetje, maar meestal toch niet. Ook geo-mensen willen met hun werk bijdragen aan de wereld als geheel. Zij willen verdiepen in een interessant onderwerp of vak, interessante en waardevolle mensen om zich heen verzamelen en veel nieuwe ervaringen opdoen en daar weer van leren. Dit doen ze natuurlijk op verschillende manieren. De een houdt van wereldwijd reizen of werken, de ander doet liever nieuwe ontdekkingen in eigen land. Kiest de geomens voor verbreden of verdiepen of toch alletwee? Vind hij/zij inspiratie bij netwerkbijeenkomsten in het vak of bij een maatschappelijk of filosofisch debat? De Afdeling voor Geotechniek zoekt de diepte op met technische activiteiten maar

organiseert ook sociale en feestelijke bijeenkomsten. Dit jaar is het 60 jarig jubileum aanleiding geweest om de geo-mensen met partners feestelijk te laten netwerken. Nemo Amsterdam, 4 juni 2010, net even meer dan 60 jaar na de oprichting van de Afdeling voor Geotechniek. Buiten is het 30 graden, het dakterras stroomt vol met druk pratende leden en hun partners terwijl even verderop Amsterdammers genieten van een ‘strand’gevoel op grote hoogte. Bij de eerste hapjes en drankjes onder de palmbomen op het dakterras van Nemo is al duidelijk dat de leden van de Afdeling een bijzonder gezelschap vormen. Iedereen lijkt elkaar te kennen, partners inclusief. En zo niet, dan worden soepel nieuwe introducties gedaan. Jong en oud, man en vrouw, technisch en niettechnisch vormen een mooie mix.

Het is duidelijk dat dit geen doorsnee geotechnisch evenement is. Sommigen kunnen het niet laten om over het vak te praten, maar vandaag draait het niet om de techniek, de mens staat centraal in een technische omgeving. En daar is Nemo natuurlijk een perfecte locatie voor. Eerder op de middag kon er al in Nemo zelf rondgekeken worden bij de waterbakken, de DNA profielen en de dijksimulaties. Techniek voor iedereen toegankelijk en vooral spannend en leuk. Techniek is ook onderdeel van de officiële opening door voorzitter William van Niekerk en oud-voorzitter Arnold Verruijt. Samen zetten zij een kettingreactie in gang. Actie = Reactie, een simpel duwtje kan veel in beweging zetten. Dat kleine duwtje is voor de ruim 150 aanwezigen niet nodig om zich die avond te bewegen tijdens het walking dinner, waar iedereen uitgebreid verder

praat over van alles en nog wat. De band siert het geheel op en houdt dit gezelschap zelfs laat op wde avond nog in beweging. Mensen in beweging en in gesprek, muziek en lekker eten zijn de succesvolle ingrediënten van dit zeer geslaagde feest. Het bestuur van de Afdeling voor Geotechniek is trots op haar leden, een divers gezelschap dat naast passie voor het vak uiteenlopende interesses heeft en deze laat zien en horen. Kortom: een geslaagd lustrumfeest! Wilt u nog een duwtje geven met suggesties en ideeen of heeft u reacties naar aanleiding van het jubileumjaar? Geef het door aan het bestuur; wij zorgen voor de (ketting)reactie! Namens het bestuur, Mandy Korff, Mark Pehlig

Aftrap lustrumfeest met kettingreactie in NEMO, meer foto's van het lustrumfeest op http://afdelingen. kiviniria.net/ geotechniek

26

GEOtechniek – oktober 2010


SBR-info Roel Brandsma

Column Jack de Leeuw

Als aannemer kies je welbewust voor een funderingssysteem. Je weet dat het systeem dat je gekozen hebt het geschiktst is voor het gebruik dat je ervan wilt maken. Maar kun je die overwegingen en motivaties ook uitleggen aan de gemeenteambtenaar die je uiteindelijk toestemming moet geven voor de realisatie van je project (inclusief heiwerkzaamheden)? Het handboek mag dan een product zijn dat enthousiast gebruikt wordt door aannemers en andere commerciële partijen, voor het vakgebied Funderingen zijn gemeenteambtenaren onontbeerlijk. En daarom zijn we dankbaar dat in onze redactiecommissie ook het Centraal Overleg Bouwconstructies (COBc) meedraait. Dit garandeert ons dat ons handboek daadwerkelijk het standaardwerk is, dat het wil zijn. Tot voor kort werd het COBc – een landelijke groep van constructeurs in het gemeentelijk bouw- en woningtoezicht – in de redactiecommissie van het handboek vertegenwoordigd door COBc Voorzitter Joop van Leeuwen. Joop is nu opgevolgd door Henk van Maaren, die als voorzitter van de COBc werkgroep Geotechniek op het gebied van funderingen ‘dichter bij het vuur zit’. Wat mij betreft leveren ze allebei een waardevolle bijdrage aan de voortdurend doorgaande ontwikkeling van het SBR Handboek Funderingen. Het vakgebied is in beweging. De redactiecommissie moet voortdurend de vinger aan de pols houden. En om dan iemand te hebben die specifiek het kennisbelang van de lokale overheden voor ogen houdt, is voor ons een enorme plus.

ir. Jack de Leeuw Algemeen directeur SBR

Henk van Maaren, Gemeente Amsterdam:

‘Uiteindelijk is het de gemeenteambtenaar die het systeem goedkeurt’ Senior Constructeur Henk van Maaren (43) is werkzaam bij de constructieafdeling van Bouwen Woningtoezicht van Stadsdeel Centrum Amsterdam. Hij is ook voorzitter van de Werkgroep Geotechniek van het Centraal Overleg Bouwconstructies (COBc). Met deze achtergrond maakt hij sinds kort – als enige vertegenwoordiger vanuit de Nederlandse lokale overheden – deel uit van de redactie van het SBR Handboek Funderingen. ‘Uiteindelijk is het de gemeenteambtenaar die een bepaald funderingssysteem goedkeurt’, zegt Van Maaren. ‘En daarom vind ik het heel belangrijk dat gemeenten paal- en verankeringsystemen al van tevoren kunnen onderzoeken. Het is zeer onhandig om achteraf de karakteristieken van een bepaald funderingssysteem te moeten gaan uitzoeken. Bij met name kleinere gemeenten ontbreekt daarvoor budget, tijd en kennis. Het SBR Handboek Funderingen is daarom een onmisbaar instrument voor lokale overheden.’

Duidelijk en geordend Van Maaren vervolgt: ‘Het handboek zet het aanbod aan paal- en verankeringsystemen duidelijk, gestructureerd en geordend neer. Precies wat gemeenteambtenaren nodig hebben. Ze moeten weten wat de voor- en nadelen zijn. Aannemers kiezen bewust voor het ene of het andere systeem, maar gemeentes weten vaak niet wat de specifieke motivaties hiervoor zijn. Daarnaast noemt het handboek niet alleen de systemen, maar ook de namen van de fabrikanten. Een zeer praktische eigenschap. Het antwoord op de vraag ‘Ik heb een bepaald systeem. Wat kan dat?’ is door gebruik van het handboek snel en eenvoudig te beantwoorden.”

Op de voet volgen Waarom is er eigenlijk een hele redactiecommissie speciaal voor het SBR Handboek Funderingen? Is het handboek nog niet af dan? Van Maaren: ‘Het handboek is natuurlijk voortdurend in ontwikkeling. Civiele techniek is een dynamisch vakgebied en de markt van funderingssystemen is sterk aan verandering onderhevig. Er komen voortdurend nieuwe systemen bij en er gaan oude systemen af. Dat moet je als professional in het vakgebied op de voet blijven volgen.’

Van levensbelang Voor een stad als Amsterdam (‘Amsterdam, die grote stad, is gebouwd op palen…’) zijn funderingen natuurlijk van levensbelang. Dus wordt het SBR Handboek Funderingen ook door Van Maaren en zijn circa 55 collega’s ter hand genomen. ‘Er worden in Stadsdeel Centrum niet zoveel níeuwe paalsystemen toegepast. Maar af en toe kijken we toch wel wat een bepaald systeem nu precies is en doet. Zo hebben we kortgeleden nog een heel nieuw ‘injectie geschroefd systeem’ beproefd. Dit is zo’n nieuw systeem dat het nog niet in het handboek is opgenomen. Maar dat wordt vast snel ondervangen.’

Centraal Overleg Bouwconstructies (COBc) Het Centraal Overleg Bouwconstructies (COBc) is een landelijke groep constructeurs uit gemeentelijke Bouw- en Woningtoezichten. Het COBc bespreekt de constructieve aspecten van bouw- en funderingsconstructies en plaatst deze op de landelijke agenda’s van de bouwpartners. Het COBc onderhoudt contacten met, en is vertegenwoordigd in, organisaties die werkzaam zijn op het gebied van regelgeving, normalisatie, certificatie, ontwerp en uitvoering van bouwen funderingsconstructies. Henk van Maaren is voorzitter van de Werkgroep Geotechniek. Meer informatie: www.cobc.nl

GEOtechniek – oktober 2010

27


ing. B.R. de Doelder Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam

ir. A.F.M. Slot Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam

Samenvatting

Controle waterdichtheid bouwkuip Metrostation CS Bodemopbouw – geohydrologie De ondergrond van Rotterdam bestaat uit een 10 tot 20 m dikke Holocene deklaag gelegen op een eerste watervoerend pakket, opgebouwd uit Pleistocene rivierafzettingen. Dit eerste watervoerende pakket heeft een dikte van 15 à 20 m. Hieronder bevinden zich een eerste scheidende laag en een tweede watervoerend pakket, beide bestaande uit afzettingen van de Formatie van Waalre (voorheen Formatie van Kedichem genoemd). Het bovenste deel van de deklaag bestaat uit opgebrachte grond. Dit antropogene pakket heeft een grotere doorlatendheid dan de Holocene deklaag. Daarnaast komen binnen de Holocene deklaag lokaal zandige insluitingen voor, hoofdzakelijk rivierduinafzettingen, die plaatselijk in contact staan met het onderliggende, watervoerende pakket.

lopende zandbaan. Deze zandbaan komt voort uit een kanaal, dat werd gegraven voor de aanleg van de metrotunnel en is na de aanleg opgevuld met zandig materiaal. Hierin bevindt zich de in 1968 in gebruik genomen metrotunnel. De tunnelelementen zijn via het kanaal naar hun plaats getransporteerd en vervolgens afgezonken tot een diepte van NAP -10 m.  Een donk (rivierduin) van variërende dikte, ter plaatse van het gebouw Delftse Poort (Nationale Nederlanden), die een tussenzandlaag vormt in het klei- en veenpakket. Plaatselijk is de onderliggende kleilaag (vrijwel) geheel afwezig, waardoor de donk direct contact maakt met het Pleistocene pakket. Ook is contact tussen de donk en het zandkanaal niet uitgesloten (figuur 2).

Modellering van het grondwaterregime Op het Stationsplein zijn de grondopbouw en de grondwaterstroming nauwkeuriger in kaart gebracht om de volgende redenen:  De aanwezigheid van een in oost-west richting

Ten behoeve van de bepaling van de effecten van spanningsbemalingen in de omgeving van het Stationsplein is een numeriek geohydrologisch model opgezet, waarvoor het 3D eindige elementen programma MicroFem is ingezet. [4]

Figuur 1 Overzicht bouwput met peilbuizen en bronnen.

28

GEOtechniek – oktober 2010

Het RandstadRailproject omvat in Rotterdam de aanleg van het Statenwegtracé met o.a. een geboorde tunnel en de verbouwing van het ondergrondse Metrostation CS. Onlangs is het nieuwe Metrostation CS gedeeltelijk in gebruik genomen. De bouw van het ondergrondse deel van het nieuwe metrostation ter plaatse van het Stationsplein is uitgevoerd in een bouwput met diepwanden. Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam heeft het ontwerp van Metrostation CS verzorgd en de directie over de uitvoering van het werk gevoerd. Dit artikel beschrijft de controleproeven die zijn uitgevoerd om de waterdichtheid van de bouwput bij Metrostation CS te verifiëren. Bijzonder aan de uitgevoerde controleproeven waren de omvang en vorm van de bouwput, de grootte van de gerealiseerde verlagingen, het feit dat de eerste controleproef is uitgevoerd terwijl een van de kopse wanden (waar de vrieswand was geprojecteerd) nog niet gesloten was, de omvang van de monitoring en het feit dat het formeren van de gehele bouwput onderdeel was van drie afzonderlijke bestekken. Hierdoor bestond de behoefte de diverse wanden ook afzonderlijk te (kunnen) beoordelen.

In het model zijn het eerste en tweede watervoerend pakket, de Holocene deklaag en de antropogene toplaag in het centrum van Rotterdam (omvang 10 km2) opgenomen. Binnen het Holoceen is rekening gehouden met de aanwezigheid van een tussenzandlaag, terwijl het Pleistocene watervoerend pakket is opgedeeld in een drietal modellagen om onvolkomen bronnen goed te kunnen modelleren. In totaal omvat het model zes lagen. De waarden voor de geohydrologische parameters zijn ontleend aan de Grondwaterkaart van Nederland en aan REGIS en zijn vervolgens gekalibreerd op basis van langjarige meetgegevens van het Grondwatermeetnet Rotterdam. Op basis van boor- en sondeergegevens is voor de omgeving van het Stationsplein een ruimtelijk beeld gemaakt van de ondergrond. Hierbij is aandacht besteed aan de verbreiding van de donk, zowel in horizontale als in verticale richting, en van de restdikten van de holocene deklaag aan de boven- en onderzijde van de donk. De mate van kortsluiting tussen het freatische en Pleistocene watervoerend pakket is met behulp van pompproeven in een eerdere onderzoeksfase nader bepaald en in het model verwerkt [1].


Afweging uitvoeringswijze Het Metrostation CS wordt verbouwd van een station met één perron en twee sporen naar een station met twee perrons en drie sporen. Hiertoe is het bestaande station gesloopt en is het totale nieuwe station voorzien van een nieuwe fundering. De afmetingen van de bouwput bedragen circa 220 x 45 m2. De bouwput omvat het gehele bestaande metrostation (zie figuur 1). De ontgravingsdiepte van de bouwput bedroeg 14 m -mv. De bouwput is uitgevoerd als zogenaamde ‘Kedichem’ put, met diepwanden tot in de waterafsluitende lagen van de Formatie van Kedichem. Een zwaar wegend argument voor deze keuze is dat het alternatief (een bouwput met conventionele damwanden en een spannings- en retourbemaling) in de benodigde omvang niet gedurende de geschatte bouwtijd (4 jaar of langer) kon worden toegepast; op basis van de historische tijd/stijghoogtereeks geldt een maximale duur van de spanningsbemaling van ca. 20 tot 25 maanden.Tevens bestond in dat geval een reëel risico op een freatische grondwaterstandsverlaging onder het gebouw Delftse Poort (Nationale Nederlanden) als gevolg van kortsluiting met het Pleistocene watervoerend pakket. Figuur 2 Schematische bodemopbouw . Het gebouw Delftse Poort is in de jaren ’80 van de vorige eeuw over de bestaande metrotunnel heen gebouwd. Door het gewicht van het gebouw zakt de paalfundering onder de metrotunnel mee. Om de diepteligging van de metrotunnel te waarborgen is, tijdens de bouw van gebouw Delftse Poort, een nieuwe paalfundering aan weerszijden van de tunnel aangebracht, waaraan de metrotunnel is opgehangen. Door middel van vijzels zijn de zettingen in de ondergrond nadien gecompenseerd. Bij de dimensionering van deze constructie is rekening gehouden met een zekere opwaartse grondwaterdruk onder de tunnel. Indien het freatisch vlak om welke reden dan ook te zeer wordt verlaagd, bestaat de kans dat de ophangconstructie wordt overbelast, wat uiteraard onacceptabel is. Om de integriteit van de ophangconstructie te waarborgen, mag de freatische grondwaterstand onder dat gedeelte van de metrotunnel daarom niet dalen tot onder NAP -3,3 m. Naast een kritische belasting op deze ophangconstructie zou de variant ‘bouwput met damwand en spanningsbemaling’ naar verwachting ook leiden tot additionele zettingen in de omgeving met alle gevolgen voor paalfunderingen en ondergrondse infrastructuur van dien. Een van de randvoorwaarden bij de verbouwing van Metrostation CS was dat het metroverkeer te allen tijde doorgang moest vinden. Zodoende

moest, onafhankelijk van het type bouwput, aan de oostzijde van de bouwput een zgn. kraagconstructie worden gerealiseerd rondom de bestaande metrotunnel. Deze kraagconstructie moest, gedurende de periode dat de bouwput is ontgraven, fungeren als grond- en waterkering. Daarnaast diende de kraagconstructie (freatische) grondwaterstandsverlagingen ter plaatse van de ophangconstructie onder het gebouw Delftse Poort te voorkomen. Dit stelde speciale eisen aan de waterdichtheid van deze kraagconstructie. De kraagconstructie is uiteindelijk gerealiseerd door het bevriezen van de grond (middels vrieslansen en gebruik van pekel en stikstof).

Controleproeven Een belangrijke ontwerpeis bij de ‘Kedichem’ put is dat de bouwputwanden voldoende waterdicht zijn; zowel de diepwand als de kraagconstructie. Om dit te verifiëren zijn tijdens de uitvoering van het werk controleproeven uitgevoerd. De te toetsen hypothese was een weerstand van de diepwand van ten minste 500 dagen. In de vergunning is veiligheidshalve uitgegaan van een weerstandswaarde van 200 dagen. Deze laatste waarde geldt als maatgevend criterium. De hypothese van een waterdichte bouwput dient

te worden verworpen als dit laatste criterium niet wordt gehaald. Tevens kan uit een controleproef vroegtijdig een signaal volgen of sprake is van gebreken aan diepwandpanelen. Op deze manier bestaat de mogelijkheid dergelijke gebreken te repareren met minimale invloed op de uitvoeringsplanning. Een belangrijk aandachtspunt voor de opzet van de controleproeven was de wijze waarop de bouwput van Metrostation CS is gerealiseerd. De bouwputwanden zijn namelijk niet door één aannemer gemaakt maar in fasen als onderdeel van drie verschillende bestekken:  De diepwand aan de westzijde, grenzend aan de bouwput van het Statenwegtracé (bestek Statenwegtracé);  De diepwanden aan de noord- en zuidzijde van de bouwkuip (bestek 1 Metrostation CS);  Het vrieslichaam aan de oostzijde (bestek 2 Metrostation CS). Deze bouwwijze heeft grote invloed gehad op de wijze waarop de controleproeven zijn uitgevoerd: in twee fasen en met een zeer uitgebreide monitoring. Een controleproef in een bouwput wordt uitgevoerd door uit één of meerdere bronnen te ont-

GEOtechniek – oktober 2010

29


trekken en het stijghoogteverloop in een aantal peilbuizen te registreren. Uit het verloop van de stijghoogte in de watervoerende lagen, zowel in als rondom de bouwput, en de grootte van het debiet kan de waterdichtheid van de bouwput c.q. de weerstand van de wanden worden bepaald. Bij Metrostation CS zijn twee controleproeven uitgevoerd. De eerste proef is uitgevoerd tijdens de fase dat de bouwput nog niet was gesloten door de vrieswand, de tweede proef nadat dit wel het geval was. Om de invloed van de controleproeven op de stijghoogte te kunnen waarnemen zijn peilbuizen in en rondom de bouwput geplaatst met het peilfilter in het 1e watervoerend pakket. Tevens zijn peilbuizen geplaatst met het peilfilter in de Formatie van Kedichem ter bepaling van de afsluitende werking van deze laag. Ten slotte zijn specifiek voor dit project ook peilbuizen geplaatst met het peilfilter in het freatische pakket en in de tussenzandlaag om de invloed van de spanningsbemaling op deze pakketten, als gevolg van een mogelijke kortsluiting, te kunnen bepalen. Een (gelijkmatig) verdeeld lek is te vertalen naar een wand met een bepaalde (verminderde) weerstand, mits de kleilaag aan de onderzijde als ondoorlatend kan worden beschouwd. Een lage weerstand van de diepwand heeft direct invloed op de verlaging van de grondwaterstand in de omgeving, kan in extreme situaties leiden tot erosie en zanduitspoeling in de bouwput en is daardoor niet toelaatbaar. Een geconcentreerd lek, bijvoorbeeld ter plaatse van de voegen tussen diepwandpanelen, lijkt meer op een lokale onttrekking – infiltratie. Een dergelijk geconcentreerd lek is alleen goed te lokaliseren met een fijnmazig peilbuizennet. Bij Metrostation CS is gekozen voor een peilbuizennetwerk met een hart op hart afstand van 5 m langs de binnenzijde van de diepwand (totaal 80 peilbuizen) teneinde de kans op detectie van lekken van geringe omvang te vergroten. Bij eerder uitgevoerde controleproeven bij het project Statenwegtracé is gewerkt met een hart op hart afstand van de peilbuizen van 50 m waarmee uitsluitend de overall hydraulische diepwandweerstand is bepaald [3]. De eisen voor de controleproef zijn door het Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam beschreven in het Programma van Eisen als onderdeel van het bestek. De aannemer heeft aan de hand daarvan een werkplan ter goed-

30

GEOtechniek – oktober 2010

Figuur 3 Modelschematisatie diepwandweerstand.

keuring ingediend bij de directie. Ten behoeve van de controleproeven zijn de volgende montoringsvoorzieningen geplaatst:

In de bouwput

Rondom de bouwput

80 Pleistocene buizen nabij de diepwand

18 Pleistocene buizen

11 Pleistocene buizen midden in bouwkuip 4 buizen met filter in de donk (alleen van belang bij 1e controleproef) 12 freatische buizen 7 waterspanningsmeters in vloer metrotunnel

4 Kedichem buizen 9 freatische buizen 3 freatische buizen in het zandlichaam van het voormalige kanaal 2 waterspanningsmeters in vloer metrotunnel onder gebouw Delftse Poort.

Een groot deel van de metingen van grondwaterstand en stijghoogte is automatisch uitgevoerd en was online beschikbaar. Dit heeft gedurende de bouw in het algemeen en in het bijzonder voor de controleproeven geleid tot een zeer nauwkeurige meetreeks die goed kon worden geanalyseerd. De controleproeven zijn uitgevoerd met telkens een gelijktijdige onttrekking uit een tweetal bronnen één aan de noord- en één aan de zuidzijde van de bouwput. Tijdens de 1e controleproef is de proef eenmaal uitgevoerd met de onttrekkingsputten aan de uiterste westzijde van de bouwput en eenmaal met twee bronnen halverwege de bouwput. De 2e controleproef is

uitgevoerd met de twee bronnen halverwege de bouwput. Alle bronnen hadden een filterdiameter van 315 mm en een filterlengte van 10 m (NAP -22 tot -32 m). De capaciteit van de bronnen bedroeg 150 m3/uur. In de praktijk varieerde het onttrekkingsdebiet van de verschillende bronnen tussen 27 en 65 m3/uur, afhankelijk van de vereiste verlaging en de fase van de proef (wel of geen stationaire situatie).

Modelberekeningen Om de hydraulische weerstand van de diepwanden te kunnen bepalen zijn deze als speciale zones in het model ingevoerd. Voor deze zones is een equivalente doorlatendheid bepaald, zodanig dat de lek door de diepwand, gegeven een zeker stijghoogteverschil, in het model en in werkelijkheid met elkaar overeenkomen. De weerstand van de diepwand kan worden omgerekend naar een equivalente doorlatendheid (k-waarde) volgens de relatie (zie ook figuur 3):

In het model worden de geohydrologische parameters van de diepwand toegekend aan een zone met breedte B’, een waarde die veelal groter is


Controle waterdichtheid bouwkuip Metrostation CS

dan de werkelijke dikte van de diepwand. De in het model in te voeren doorlatendheid kan nu uit de diepwandweerstand worden berekend volgens:

Figuur 4 Berekend en gemeten stijghoogteverloop 1e controleproef.

Met deze vergelijking kan de doorlatendheid, en derhalve ook het doorlaatvermogen, van de verschillende modellagen ter plaatse van de diepwand worden aangepast, in overeenstemming met de veronderstelde waarde van de diepwandweerstand. Om een uitspraak te doen over de te verwachten weerstand van de diepwand zijn met het model tijdsafhankelijke berekeningen uitgevoerd waarvan de resultaten zijn vergeleken met het gemeten stijghoogteverloop. Om een representatieve verdeling van weerstandswaarden te krijgen zijn de berekeningen van de 1e controleproef uitgevoerd met een c-waarde voor de diepwand van 100, 200, 400, 600 en 1000 dagen, omgerekend naar een equivalente doorlatendheid. Uit indicatieve modelberekeningen is gebleken dat een variatie van de c-waarde van de onderliggende scheidende laag, binnen de vermoedelijke spreiding op basis van beschikbare literatuurgegevens, nauwelijks waarneembaar is in het stijghoogteverloop. Voor de analyse van de controleproeven is deze weerstand dan ook als vast gegeven beschouwd.

Figuur 5 Berekende en gemeten stijghoogten aan einde 1e controleproef.

Op basis van overeenkomst tussen de berekende en waargenomen tijd-stijghoogtelijnen kon een uitspraak gedaan worden over de (vermoedelijke) weerstandswaarde van de diepwand in de directe omgeving van de betreffende peilbuis.

1e controleproef Bij de eerste fase van de 1e controleproef (met de bouwput aan één zijde open) is de stijghoogte nabij de bronnen aan de uiterste westzijde van de bouwkuip verlaagd tot NAP -14 m. Deze fase duurde van 12 tot 14 december 2006. De tijdsafhankelijke berekeningen zijn circa 2,5 dag vóór aanvang van de proef gestart, waarmee de uitgangssituatie goed is gesimuleerd. Vervolgens is gerekend met een per bron gemiddeld onttrekkingsdebiet en is na beëindiging van de onttrekking nog 48 uur doorgerekend om de terugkeer tot de oorspronkelijke situatie te simuleren. Figuur 4 geeft een typisch tijd-stijghoogteverloop tijdens de 1e controleproef in één peilbuis (CPL-15). In figuur 5 zijn de stijghoogten, geregistreerd aan het eind van de verlagingsfase, vergeleken met de met het model berekende

Figuur 6 Gemeten en berekende verhanglijnen langs binnenomtrek bouwput.

GEOtechniek – oktober 2010

31


stijghoogten behorend bij verschillende waarden voor de diepwandweerstand. Na de eerste fase is van 18 tot 21 december 2006 het tweede deel van de proef uitgevoerd. Hierbij is de stijghoogte nabij de twee centraal gelegen bronnen verlaagd tot NAP -12 m. Ook tijdens deze proef was de bouwkuip aan de oostzijde niet gesloten. De waarnemingen zijn op dezelfde wijze vergeleken met de berekende stijghoogten als bij het eerste deel van de controleproef. Op basis van de gemeten en berekende stijghoogten in de verschillende peilbuizen langs de binnenzijde van de diepwand, is een verhanglijn opgesteld lopend van de westzijde via de noordzijde, de kraagconstructie en de zuidzijde weer terug naar het beginpunt aan de westzijde. In figuur 6 zijn de verhanglijnen van beide fasen van de 1e controleproef (A1 en A2) en van de 2e controleproef (B) weergegeven. Hierin is duidelijk waar te nemen dat tijdens de 1e controleproef de stijghoogte ter hoogte van de kraagconstructie tot maximaal circa NAP -6 m is verlaagd. Hierdoor vindt toestroming naar de onttrekkingsbronnen plaats. Tijdens de eerste fase van de proef (A1) is deze toestroming (gezien het flauwere verhang) geringer dan tijdens de tweede fase (A2). De mate van toestroming is niet nader geanalyseerd. Tijdens proef A2 wordt westelijk van de onttrekkingsbronnen een vrijwel horizontale verhanglijn waargenomen, hetgeen op een

Figuur 7 Vergelijking met prognose van debiet met en zonder thermische erosie.

32

GEOtechniek – oktober 2010

relatief homogene situatie wijst. Op basis van de berekeningen van de 1e controleproef, zowel het verloop van de tijd-stijghoogtelijnen voor de verschillende peilbuizen als het verloop van de verhanglijn langs de binnenomtrek van de put (figuur 4 en 5), kon worden geconcludeerd dat er geen afwijkingen zijn aan de diepwanden in het westelijk deel van de bouwput en dat hiervoor een gemiddelde weerstand van circa 200 dagen kon worden aangehouden. De resultaten voor de peilbuizen buiten de diepwand aan de westzijde van de bouwput wijzen zelfs op hogere waarden; buiten de diepwand zijn nagenoeg geen veranderingen waargenomen in de stijghoogte van het 1e watervoerend pakket. Ook is geen invloed gemeten van de controleproef op de freatische grondwaterstanden. Over de westelijke diepwand kon na de 1e controleproef geen uitspraak worden gedaan, vooral omdat de onttrekkingsbronnen direct naast deze wand geplaatst waren en de waargenomen verlagingen derhalve niet representatief zijn voor de diepwand. Op basis van het tweede deel van de 1e controleproef wordt hier geen andere weerstandswaarde verwacht dan voor de rest van de westzijde van de bouwkuip.

2e controleproef Na de 1e controleproef is gestart met het creĂŤren van de vrieswand om zo samen met de diepwand de bouwput waterdicht te maken. Aangezien deze kraagconstructie een essentieel onderdeel is van de bouwput, en omdat relatief

kleine lekkages door thermische erosie zich in de loop van de tijd kunnen ontwikkelen tot moeilijk te beheersen proporties (met een risico voor opbarsten of inundatie van de bouwput), was het noodzakelijk de waterdichtheid van de vrieswand met een hoge mate van zekerheid vast te stellen. Om deze reden is de 2e controleproef uitgebreid en qua uitvoering en doorlooptijd aangepast. Als extra doelstelling is aan deze controleproef toegevoegd: het aantonen van uitblijvende thermische erosie van de vrieswand. De proef is gehouden tussen 30 juli en 22 augustus 2007, waarbij op 8 augustus het afmalingsniveau is verlaagd tot NAP -19 m. Voorafgaand aan de proef is met het MicroFem model berekend wat de mogelijke gevolgen zijn van een gat in de vrieswand, in termen van waterbezwaar en stijghoogteverlagingen. [2] Uit deze indicatieve berekeningen volgt dat bij een gat van toenemende grootte rekening gehouden moet worden met een (aanzienlijke) toename van het onttrekkingsdebiet in de put, zie figuur 7. Het feit dat zowel het debiet als de verlagingen gedurende langere tijd vrijwel constant waren, zoals weergegeven in figuur 7, waren de 1e indicatie dat de vrieswand waterdicht was. De resultaten van de 1e controleproef zijn geverifieerd tijdens de 2e controleproef, waarbij dezelfde rekenmethode is toegepast. Om een representatieve verdeling van weerstandswaarden te krijgen zijn de berekeningen nu uitgevoerd met een c-waarde voor de diepwand van 100,


Controle waterdichtheid bouwkuip Metrostation CS

150, 175, 200 en 250 dagen. Voor de vrieswand is in de berekeningen aangenomen dat deze 100% waterdicht is. In figuur 6 is de verhanglijn weergegeven langs de binnenzijde van de bouwput (de onderste stippellijn). Het vlakke verloop is een bevestiging van de aanname dat er geen sprake is van een lekkage ter plaatse van de vrieswand en dat deze inderdaad waterdicht mag worden verondersteld.

vrieswand volledig waterdicht is. De berekende waarde voor de weerstand van de diepwanden is lager dan de toetswaarde van 500 dagen, maar voldoet nog wel aan de eis van ten minste 200 dagen, waarop de onttrekkingsvergunning is gebaseerd. Ondanks de tegenvallende weerstandswaarde voor de diepwanden kan de hypothese dat de bouwput voldoende waterdicht is toch bevestigd worden.

Conclusies

Op basis van de resultaten van de controleproeven is aangetoond dat de verschillende besteksonderdelen elk afzonderlijk aan het criterium van waterdichtheid voldeden. Deze uitspraak was alleen mogelijk vanwege de zeer intensieve monitoring, waarbij met een zekere mate van uitval rekening is gehouden. Op basis van de resultaten van de controleproeven bleken geen reparatiewerkzaamheden aan de diepwanden nodig.

Aan de hand van een vergelijking van de stijghoogtewaarnemingen en de modelberekeningen is geconcludeerd dat de weerstand van de diepwand gemiddeld ongeveer 200 dagen bedraagt, dat er geen lokale afwijkingen zijn en dat de

Met behulp van het beschikbare geohydrologische model bleken de controleproeven goed te analyseren, mede doordat het model is opgebouwd met gegevens uit een wijdere omgeving

Uit de resultaten van de 2e controleproef volgt dat de gemiddelde waarde voor de weerstand van alle diepwanden circa 200 dagen is. Ook bevestigen de resultaten de aanname dat de vrieswand voor 100% waterdicht is en zodoende niet gevoelig voor thermische erosie.

en over langere meetperioden. Het model maakte het verder mogelijk om, voorafgaand aan of tijdens uitvoering van de proeven, snel verschillende varianten op de gevolgen voor grondwaterstands- en stijghoogteverandering te beoordelen, zoals ook voor de effecten van thermische erosie van de vrieswand is gedaan.

Bronnen en referenties [1] Doelder, B.R. de, Slot A.F.M. (2010), De beheersing van het grondwater bij Metrostation CS, Rotterdam. Civiele Techniek, jaargang 65, nr. 2010, p. 21-24. [2] Thumann, V.M., Hannink, G. and Doelder, B.R. de (2009), Ground Freezing and Groundwater Control at Underground Station CS in Rotterdam. Proc. 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Alexandria, 5-9 Oct. 2009, p. 2560-2567. [3] Elprama, R., Hannink, G. en Thumann, V.M. (2007), Waterdichtheid van diepwanden. Geotechniek nr. 1, januari 2007, p. 56-61. [4] K. Hemker, C.J. & De Boer, R.G. 2005. MicroFem version 3.60.58, 1997-2005. 

GEOtechniek – oktober 2010

33


ir. H.W Thijssen Mos Grondmechanica b.v.

Samenvatting In Nederland worden vele constructies

Bemalingen: bron van geohydrologische parameters

gebouwd met een gedeelte onder het grondwaterniveau. Om het ondergrondse gedeelte aan te kunnen leggen, wordt vaak een bemaling overwogen. Alternatieve uitvoeringsmethoden zonder bemaling zijn meestal (veel) duurder. Daarom wordt vaak als eerste beoordeeld of een uitvoering met bemaling mogelijk is. Een bemaling kan echter ook ongewenste effecten op de omgeving hebben. Het is dus zaak deze effecten goed te kunnen voorspellen. In de praktijk blijkt echter de onzekerheid bij het toepassen van een bemaling hoog te zijn (onzekerheid in parameters dus onzekerheid in debiet en invloed op de omgeving). Daarom wordt soms op voorhand gekozen voor een duurdere oplossing waarbij een kleiner risico op tegenvallers aanwezig is. Tegenvallers in de sfeer van de bemaling kunnen een grote invloed hebben op de planning en daarmee op de totale kosten. Indien alsnog een vergunning moet worden aangevraagd of indien een nieuwe vergunning moet worden aangevraagd omdat de bestaande niet toereikend is, kan dit een vertraging van enkele maanden opleveren. Erger is het als schade in de omgeving ontstaat. Het is dus zaak om het risico van een onjuist ingeschatte bemaling te verkleinen. Uitgaande van voldoende vakkennis bij de betrokken partijen is het risico op onverwachte zaken voornamelijk te verkleinen door Ăłf een hele ruime inschatting van de (invloed van de) bemaling te maken Ăłf door meer zekerheid te verkrijgen in de parameters. Op verschillende plaatsen zijn gegevens beschikbaar waaruit men de te hanteren parameters kan afleiden; de nauwkeurigheid of de toepasbaarheid is echter niet altijd duidelijk. Dit artikel gaat met name in op de mogelijkheid om parameters te verkrijgen uit al eerder uitgevoerde bemalingen; deze parameters worden vervolgens vergeleken met parameters uit algemene gegevens.

Figuur 1

Beschikbare gegevens 1In Nederland is op verschillende locaties veel informatie over de ondergrond en de grondwaterstand te vinden. Zo is daar de Grondwaterkaart van Nederland die jarenlang gebruikt is als belangrijke basis voor het verkrijgen van de parameters benodigd voor het ontwerpen van een bemaling. Deze kaarten zijn echter nooit upto-date gehouden. Bovendien werd (en wordt)

34

GEOtechniek – oktober 2010

vaak vergeten dat het doel van de kaarten voornamelijk gericht was op de drinkwatervoorziening. Met dit hoofddoel in gedachte is destijds de ondergrond geschematiseerd. De verdeling in goed en slecht doorlatende lagen is daarom enigszins gekleurd; daar waar voor drinkwaterwinning zeer geschikte lagen aanwezig waren, werden deze aangeduid als watervoerend; de duidelijk minder geschikte lagen

(meestal met veel klei, leem of veen) werden aangegeven als waterremmend of als deklaag (onder andere de toplaag in grote delen van Noord-Brabant). Zo kan het gebeuren dat in gebieden met matig watervoerende zandige afzettingen dit lokaal tot een watervoerend pakket wordt gerekend maar elders, waar een soortgelijke zandige afzetting op een zeer goed doorlatend pakket ligt, deze matig watervoerende


laag als waterremmend wordt beschouwd. Mede doordat de kaarten 'verouderd' zijn, maar ook omdat de kaarten gebruikt werden voor doeleinden waarvoor deze niet zijn opgesteld (en dus minder geschikt zijn), heeft TNO de levering van de kaarten destijds stopgezet (zie bovenste kader). De grondwaterkaarten zijn min of meer opgevolgd door REGIS. REGIS is ontwikkeld in opdracht van het Rijk en de provincies. De systematiek van REGIS ten aanzien van de geohydrologische parameters is wezenlijk anders dan die van de Grondwaterkaarten. Waar in de Grondwaterkaart nog gebruik werd gemaakt van allerlei put- en pompproeven naast een schatting van de doorlaatfactor aan de hand van korrelverdelingen, is REGIS alleen gebaseerd op laboratoriumproeven (zoals korrelverdelingen), al dan niet gecorreleerd aan resultaten van pompproeven. Eén van de argumenten hiervoor is dat put- en pompproeven vaak betrekking hebben op meer dan één laag zodat niet exact een parameter per (sub-)laag kon worden afgeleid. Mede hierdoor wijken de waarden van REGIS nogal eens af van de waarden van de Grondwaterkaart. Groot bijkomend nadeel bij REGIS is dat voor de gebruiker niet inzichtelijk is op welke (meet)-gegevens de waarden zijn gebaseerd. Bij de grondwaterkaart kon eventueel aan de hand van de vermelde waarde in combinatie met lokaal onderzoek een aangepaste interpretatie worden gemaakt. De ontwikkeling van REGIS is een dynamisch proces (zie ook onderste kader). Overigens is de in het kader bedoelde nieuwe versie pas in 2010 deels beschikbaar gekomen. Indien uit de Grondwaterkaart of REGIS onvoldoende betrouwbare informatie kan worden afgeleid, kan op de projectlocatie een pompproef of een proefbemaling worden uitgevoerd. Een (klassieke) pompproef bestaat uit het plaatsen en bemalen van een bron waarbij in een aantal peilbuizen op verschillende afstanden de verlaging wordt gemeten. Uit een goed uitgevoerde pompproef kunnen de geohydrologische parameters worden afgeleid. De geohydrologische parameters kunnen vervolgens worden gebruikt in geohydrologische programma’s (bijvoorbeeld MicroFEM of ModFlow) om de benodigde bemaling te dimensioneren. Zaak is wel dat de inrichting van de pompproef wordt afgestemd op de aanwezige situatie. Het komt regelmatig voor dat een pompproef wordt uitgevoerd boven een waterremmende laag met zowel bron als peilbuizen alleen boven die laag. Zonder peilbuizen onder én boven de water-

remmende laag kan echter de weerstand van die laag niet betrouwbaar worden afgeleid. Uit een pompproef volgt bovendien niet noodzakelijkerwijze de beste bemalingsmethode. Een proefbemaling bestaat er juist uit om een gedeelte van de voorgestelde bemaling te installeren en deze tijdelijk in werking te stellen onder gelijktijdige monitoring van de grondwaterstanden. Een proefbemaling levert dan ook in eerste plaats inzicht op in de effectiviteit van de bemaling. Aan de hand hiervan kan worden afgeleid of de bemalingswijze voldoet en hoeveel extra bemaling moet worden geplaatst. Uit een proefbemaling kunnen weliswaar ook de geohydrologische parameters worden afgeleid maar de proefbemaling is vaak meer gericht op de wijze van onttrekken, een inschatting van het benodigde debiet en hoe het grondwatersysteem daarop reageert dan op het vaststellen van de exacte parameters. Een andere belangrijke bron van informatie is ervaring. Bij bemalingsbedrijven is vaak veel ervaring (meestal over beperkte gebieden in Nederland) beschikbaar. De ervaring is vaak niet gedocumenteerd en kan bestaan uit: ‘op die

Afkomstig van de website van TNO Deze kartering op schaal 1:50.000 is uitgevoerd in de periode 1977-1989. De resultaten daarvan zijn kaartbladgewijs in papieren vorm gepubliceerd. Het merendeel van de uitgebrachte kaartbladen bevat één of meer isohypsenkaarten. De geohydrologische schematisatering die voor het betreffende kaartblad is opgesteld vormt daarbij het

Volgens de website van TNO/REGIS Hydraulische parameters hydrogeologisch en geohydrologisch model mogelijk te laag (aangemeld op 11 maart 2008). TNO doet onderzoek naar de methodiek waarmee de kaartbestanden van de doorlatendheid van het hydrogeologische model zijn samengesteld. Hierbij is gebleken dat de doorlatendheid (k-waarde) en de daaruit afgeleide transmissiviteit (kD-waarde) van de eenheden van het hydrogeologische en het geohydrologische model in het algemeen te laag zijn. Het onderzoek heeft zich primair gericht op de horizontale doorlatendheid en

locatie zit veel water’. De ervaring heeft voornamelijk te maken met de inzet van de soort bemaling en het aantal pompen. Die ervaring is opgedaan met ‘soortgelijke’ projecten in de omgeving.

Interpretatie bemalingen In dit artikel wordt met name ingegaan op parameters afgeleid uit een uitgevoerde (of in uitvoering zijnde!) bemaling. Hierbij wordt de bemaling beschouwd als een grote schaal praktijkproef. Indien tijdens de bemaling op de juiste plaatsen de juiste parameters worden gemeten, kan met programmatuur de situatie worden gesimuleerd waarbij nu niet de verlaging en het debiet de variabelen zijn maar juist de parameters van de ondergrond. Net als bij berekeningen voor een bemalingsadvies geldt ook hier dat een juiste laagindeling van de ondergrond noodzakelijk is voor een juiste interpretatie. Ook dient een voor de omstandigheden geschikt programma te worden gebruikt. Veel gangbare pompproefprogramma’s kennen de nodige beperkingen. In veel gevallen zijn ze slechts geschikt voor een één- of tweelaags systeem waarbij bovendien nog eisen worden

uitgangspunt. Vanwege onderlinge verschillen in geohydrologische schematisatisering en de datum/periode waarop de kaarten betrekking hebben, vormen de kaarten samengevoegd geen consistent geheel. Sinds de afronding van deze kartering is het inzicht in de bodemopbouw aanzienlijk verbeterd. Om die reden wordt de Grondwaterkaart van Nederland 1:50.000 niet langer verkocht.

de transmissiviteit, er is daardoor nog geen informatie die erop wijst dat ook de verticale doorlatendheid en de daaruit afgeleide hydraulische weerstand (c-waarde) deze afwijkingen vertonen. TNO werkt momenteel aan een verbeterde methodiek. Op basis daarvan zal in het voorjaar van 2008 een nieuwe versie van de bestanden beschikbaar komen. Geen consistent geheel. Sinds de afronding van deze kartering is het inzicht in de bodemopbouw aanzienlijk verbeterd. Om die reden wordt de Grondwaterkaart van Nederland 1:50.000 niet langer verkocht.

GEOtechniek – oktober 2010

35


gesteld waar mogelijk niet (geheel) aan wordt voldaan. Voor bemalingen waarbij de ondergrond in homogene lagen kan worden onderverdeeld, kunnen pompproefprogramma’s volstaan. Indien de situatie complexer is (bijvoorbeeld damwand in een watervoerende laag of infiltrerend open water in de omgeving) moeten programma’s met meer mogelijkheden worden gebruikt. Dit zijn in het algemeen eindige elementenprogramma’s. Groot voordeel daarvan is dat hetzelfde programma ook weer gebruikt kan worden om eventuele aanpassingen (bij een actieve bemaling) door te rekenen. Helaas gebeurt een goede analyse van de daadwerkelijke bemaling zelden, tenzij er in de praktijk problemen optreden. Indien de benodigde verlaging behaald wordt en de debieten niet de vergunde hoeveelheden overschrijden, is er ook nauwelijks reden voor een goede analyse. Indien wel problemen optreden, blijkt echter vaak dat de monitoring te wensen overlaat voor een goede analyse. De verpompte hoeveelheden water worden meestal redelijk goed genoteerd; niet goed genoteerd wordt wáár de bemaling op welk moment aan of uit staat zodat meestal alleen een totaalmeting bekend is. Bovendien is de bemaling vaak al gestart voordat begonnen wordt met meten van grondwaterstanden zodat een nulmeting ontbreekt. Daarnaast wordt de waterstand niet altijd in relevante peilbuizen gemeten. Regelmatig komt het voor dat de grondwaterstand in de bouwput zelf niet wordt gemeten zodat niet eens duidelijk is tot hoever de grondwaterstand in de kuip verlaagd wordt.

Peilbuizen buiten de bouwkuip betreffen vaak alleen peilbuizen vlak bij de bouwkuip en nauwelijks in de omgeving. Hierdoor ontbreken de relevante gegevens voor een nauwkeurige analyse. Met beperkte meerkosten kunnen wel voldoende gegevens voor een analyse worden gegenereerd, alleen is dan de vraag: wie gaat dat betalen? Daarnaast volgt uit de analyse meestal een range in de parameters en niet één exact getal per parameter. Dit is te wijten aan het feit dat een aantal combinaties van transmissiviteit en weerstand een vergelijkbaar beeld kunnen opleveren. Hoe minder meetpunten, hoe meer dit probleem zich voordoet. En het aantal meetpunten (op verschillende afstanden) bij een bemaling is juist vaak beperkt. Daarom is bij de analyse van bouwputbemalingen regelmatig aanvullende kennis nodig zodat onrealistische oplossingen kunnen worden uitgesloten.

Vergelijking parameters Bij Mos Grondmechanica zijn in de loop der tijd een groot aantal bemalingen geanalyseerd om de daadwerkelijke parameters te achterhalen. Om wat meer systematiek hierin aan te brengen en om een vergelijking te maken tussen de verschillende bronnen van informatie heeft Erik Loots in het kader van zijn afstuderen 8 bemalingen op verschillende plaatsen in Nederland in detail geanalyseerd (Bouwputbemalingen; van praktijkmetingen naar rekenwaarde watervoerend pakket, mei 2009). Hieruit volgen parameters voor verschillende lagen (transmissiviteit

Projecten

kD-waarde afgeleid uit praktijkmetingen

kD-waarde afgeleid uit uit REGIS II.0

kD-waarde afgeleid uit grondwaterkaart

Plaszoom te Rotterdam

755 m2/dag

33%

56%

80%

Tandartspraktijk te Papendrecht 925 m2/dag

24%

65%

16%

2550 m2/dag

33%

60%

104%

200 m2/dag

38%

100%

100%

Onderdoorgang A12 te Zevenhuizen

1175 m2/dag

34%

106%

128%

Malderhof te Almelo

510 m2/dag

34%

74%

78%

Museumpark te Rotterdam

690 m2/dag

36%

43%

91%

Weenatunnel te Rotterdam

885 m2/dag

28%

54%

?

32%

70%

85%

Parkeergarage te Zaltbommel Scaldiahaven te Vlissingen

Gemiddeld

Tabel 1 Vergelijking kD-waarden volgens diverse bronnen.

36

GEOtechniek – oktober 2010

kD-waarde gebruikt in advies

voor goed watervoerende lagen, weerstand voor slecht doorlatende lagen). De (samengestelde) transmissiviteiten (kD-waarden) afkomstig van de analyse zijn vergeleken met de gegevens van de Grondwaterkaart en van REGIS II.0. Tabel 1 is aan het afstudeerverslag van Erik Loots ontleend. Hierin wordt de transmissiviteit (kDwaarde), zoals deze uit de bemaling is afgeleid, op 100% gesteld. Vervolgens is beoordeeld hoe groot (in percentages van de afgeleide waarden) de transmissiviteit volgens andere bronnen is. De afgeleide waarden zijn indicatief omdat niet bij elk project de beschikbare informatie dusdanig was dat een volledig betrouwbare analyse kon worden uitgevoerd. De trend is echter duidelijk af te leiden. Bij deze beschouwde projecten onderschat REGIS II.0 de kD-waarde aanzienlijk: gemiddeld genomen is de kD-waarde uit de praktijkmetingen 3 keer hoger. Bij het project Tandartspraktijk te Papendrecht heeft de adviseur blind vertrouwd op de gegevens uit REGIS II.0 (die bovendien niet geheel juist zijn geïnterpreteerd) met als gevolg dat in de praktijk problemen ontstonden met de geïnstalleerde capaciteit en met de vergunning. Verder blijkt uit de tabel dat door de adviseur blijkbaar regelmatig wordt afgeweken van de beschikbare gegevens. Uit de analyse van bovenstaande projecten blijkt dit vaak terecht! Bovenstaande analyse sluit goed aan bij de ervaring met eerder uitgewerkte projecten.

Bruikbaarheid REGIS REGIS is op een groot aantal punten een verbetering ten opzichte van de Grondwaterkaart. Doordat veel meer gegevens gebruikt zijn, zijn met name de laagdikten en -scheidingen veel beter. Tevens is de ondergrond in veel meer (sub)lagen onderverdeeld, hetgeen als een kwalitatieve vooruitgang wordt beschouwd. Door deze onderverdeling in vele lagen, elk met hun eigen waarde, kost het echter meer moeite om een compleet overzicht te krijgen van de situatie. Het één op één toepassen van de doorlaatfactoren van de verschillende lagen bij de berekeningen voor bemalingen lijkt vooralsnog in het algemeen een onderschatting van het waterbezwaar op te leveren. Het is dan ook van belang ook de gegevens van andere bronnen (zoals de Grondwaterkaart) mee te nemen in de beoordeling. Ideaal is dat de 'oude' basisgegevens betreffende kD-waarden worden uitgebreid met soortgelijke nieuwere gegevens en liefst dus ook met gegevens afgeleid uit daadwerkelijk uitgevoerde bemalingen; dat laatste is echter alleen mogelijk


Bemalingen: bron van geohydrologische parameters

PB21 4W2

PB19 128(V)

4W1

128(IV)

128(III)

PB20

1W1

128(II)

G06-141

3W2 5W1

PB18

5W2

3W1 113

049w

2W1

025w

2.0

111

033w

107

A2.07

109(II)

041w

A2.15

115

2.5 057w

OB37

OB27

A3.09

063w

117

A3.17

105

A3.23

A3.31

PB36 A3.01

PB37

PB38

017w

OB90

114 061o

3O1

PB5

1O1

013o

104(II)

PB6

2O2

029o

116

108

OB98

053o

3

OB82

OB74

OB111

045o

112

021o

1.5

A2.22

A2.16

106

A2.08

A2.02

OB103

OB95

OB26

OB02

037o

A3.02

110

as 1.650

as 1.700

OB87

OB81

OB75

A2.25

A2.31

A2.39

3.0

3O2

2O1

118

069o

3O3

PB3

4O1

PB1

PB11

PB16

PB9

G02-132

PB2

4O2

PB4

PB8

PB7

PB12

G03-135

G01-129 G04-136

109(I)

PB34

7O1

104(I)

PB35

Figuur 2 Verdiepte ligging A50 te Son en Breugel. Isohypsen op basis van metingen. Bemaling deels binnen damwanden en deels onder talud. Opgepompt water wordt voor 100% geretourneerd

Een goed voorbeeld van een project met voldoende gegevens is de bemaling voor de aanleg van de verdiepte ligging van de A50 te Son. Ten behoeve van de uitwerking van het bemalingsadvies zijn op twee plaatsen pompproeven uitgevoerd, zodat vooraf een goed inzicht in de parameters aanwezig was. In een beperkt gebied werd in de praktijk echter meer water onttrokken dan volgens het advies werd verwacht. Uit een analyse van alle beschikbare metingen (er was een compleet meetnet ingericht en alle onttrokken

indien een betere monitoring en verslaglegging plaatsvindt tijdens de bemaling. Deze gegevens zouden dan in een aparte dataset beschikbaar kunnen worden gesteld.

Conclusie Ondanks de toename in kennis over de ondergrond blijkt in de praktijk dat regelmatig het waterbezwaar van de bemaling en of de verlagingen in de omgeving niet overeenkomen met het opgestelde bemalingsadvies. Het uitvoeren van een bemaling wordt voor veel

en geretourneerde debieten waren bekend) kan worden afgeleid dat in dat specifieke gebied de dieper gelegen scheidende laag lokaal afwezig was; hierdoor trad lokaal meer wateraanvoer van onder op. Uit een analyse van de bemaling buiten dat gebied bleek dat de afgeleide parameters zeer goed overeenkwamen met de gebruikte parameters in het advies. Aangezien de uitvoeringswijze enigszins afweek van het advies was het niet voldoende alleen naar de berekende en daadwerkelijk onttrokken debieten te kijken; eerst

projecten nog vaak als een risicofactor beschouwd. In een aantal gevallen kunnen de verschillen tussen ‘theorie’ en ‘praktijk’ worden teruggevoerd op het gebruik van onjuiste geohydrologische parameters. Ten behoeve van de inschatting van de geohydrologische parameters zijn een aantal bronnen beschikbaar, met name de Grondwaterkaart en REGIS. Zoals uit dit artikel blijkt kunnen beide bronnen voor één locatie verschillende geohydrologische parameters opleveren. In de onderzochte gevallen bleek met name de doorlaatfactoren zoals die uit

moest ook de daadwerkelijk uitgevoerde situatie worden gemodelleerd. Aan de hand van de uitgevoerde analyse kon in kaart worden gebracht over welk gebied andere parameters moesten worden gehanteerd en met welke aangepaste uitvoeringswijze toch kon worden voldaan aan de verstrekte vergunning. Aan de hand van de al uitgevoerde delen van de bemaling kon dus een goede analyse van de parameters worden gemaakt zonder dat lokaal aanvullend onderzoek of een pompproef is uitgevoerd.

REGIS zijn afgeleid vaak aan de lage kant. Aanvullend geohydrologisch onderzoek, bij voorkeur in de vorm van een pompproef of proefbemaling, is voor grotere projecten sterk aan te raden. Naast gegevens van deze pompproeven kunnen ook al eerder uitgevoerde naburige bemalingen worden geanalyseerd. Mits voldoende monitoring is toegepast, zijn uit eerder uitgevoerde bemalingen de geohydrologische parameters goed te bepalen. Hiermee vormen uitgevoerde bemalingen een ‘nieuwe’ bron voor geohydrologische parameters. 

GEOtechniek – oktober 2010

37


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. FUNDERING LANDHOOFD OP GEWAPENDE GROND

Fortrac® geogrids is de wapening voor de op staal gefundeerde landhoofden

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

van kunstwerk B en O in de N242 bij Alkmaar

GEOTECHNIEK

WEGENBOUW

WATERBOUW

MILIEUTECHNIEK


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

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

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. Netwerk en Communicatie De Afdeling Geotechniek vormt een netwerk van mensen

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


Sonja Karstens Deltares

Mario Willems TNO

Samenvatting Er worden heel wat beslissingsonder-

Handreikingen voor het bouwen van een succesvol geotechnisch DSS

steunende systemen ontwikkeld, ook in de geotechnische wereld. Deze systemen ondersteunen de gebruiker in het organiseren, analyseren en evalueren van informatie van vaak verschillende bronnen om te komen tot een beter onderbouwde beslissing. In het verleden is herhaaldelijk geconstateerd dat veel van de ontwikkelde beslissingsondersteunende systemen die overheden moeten helpen bij het nemen van belangrijke infrastructurele

Onderzoek Eerdere studies naar de ontwikkeling van beslissingsondersteunende systemen, ook vaak Decision Support Systems (DSS) genoemd, richtten zich vooral op het falen van deze systemen en op het formuleren van checklists: Aan welke voorwaarden moet je allemaal voldoen om een succesvol systeem te maken? Toch bleek dat ook al had men keurig volgens deze checklists gewerkt de systemen niet altijd in de praktijk gebruikt werden. Blijkbaar zegt het afvinken van checklists dus ook niet alles… Met dit onderzoek wilden we inzicht ontwikkelen in de relatie tussen het succes van DSS en de specifieke karakteristieken van de context waarin ze worden ontwikkeld en gebruikt. Daarom hebben we een sociaal-wetenschappelijke insteek gekozen. Ook wilden we deze leerervaringen beschikbaar maken om zo succesvolle ontwikkeling van geotechnische DSS in de toekomst te bevorderen. We zijn meer de diepte ingedoken en hebben een kwalitatieve beschrijving gemaakt van de drie beschouwde DSS ontwikkelprocessen. Dit hebben we gedaan door gebruik te maken van meerdere perspectieven op DSS (inhoud, proces

Policy window Politieke stroom

Probleem stroom

Kennis stroom Figuur 1 Stromenmodel voor DSS (vrij naar Kingdon,1995).

40

GEOtechniek – oktober 2010

en project) en verschillende betrokkenen (opdrachtgevers, ontwikkelaars, (potentiële) gebruikers) te interviewen, om zo verschillende percepties op de inhoud, het proces en het project te reconstrueren en lessen te trekken uit de opgedane ervaringen. De resultaten van het onderzoek worden in dit artikel gepresenteerd aan de hand van de drie belangrijkste observaties.

beslissingen maar mondjesmaat gebruikt worden. In de literatuur worden faalpercentages genoemd van 60 tot 80%. Met falen wordt bedoeld dat de systemen zwaar uit de kosten lopen, veel later dan gepland worden opgeleverd, gebruikers niet tevreden zijn of dat ze überhaupt niet worden gebruikt. Er wordt echter wel veel

Observatie 1: De dynamiek van het politieke speelveld is van belang

geld gestoken in de ontwikkeling ervan.

Op het eerste gezicht lijkt de volgende startsituatie voor de hand liggend: een beslisser zit met een bepaald probleem en laat daarom een aantal onderzoekers een specifiek beslissingsondersteunend systeem ontwikkelen. Bij de onderzochte systemen was eigenlijk alleen bij MRoad de aanleiding voor de ontwikkeling een concrete vraag van de beslisser. Bij DAM en Blokkendoos Ruimte voor de Rivier hadden de onderzoekers een aantal methodieken, datasets en softwaremodules op de plank liggen en zagen een kans daar iets mee te doen. Dit is in de praktijk vaker het geval. Bovenstaande observatie is des te opmerkelijker als in oogschouw genomen wordt dat tijdens het ontwikkelproces van MRoad meer obstakels aanwezig waren dan bij de ontwikkeling van Ruimte voor de Rivier en DAM. Een belangrijke oorzaak hierbij is dat de ontwikkeling van beslissingsondersteunende systemen meestal veel grilliger verloopt dan je zou verwachten en dat de context hierbij een belangrijke rol speelt. Ook speelt mee dat er vaak verschillende actoren met verschillende belangen bij betrokken zijn. We noemen dit een dynamische multi-actor context. In het onderzoek wordt een aangepaste versie van het stromenmodel van Kingdon (1981) gebruikt om de grilligheid van het ontwikkelproces te duiden. Het model gaat uit van drie stromen. De eerste stroom omvat de beschikbare DSSen, modellen, modelelementen en/ of data (kennisstroom, ook wel oplossingenstroom genoemd). Daarnaast zijn er allerlei problemen waar deze technieken en data

aan anders zouden we gezien deze ervaringen

Zonde van het geld, zou je dus kunnen concluderen. Maar blijkbaar is er wel behoefte er toch zeker geen geld meer in investeren. De vraag die in dit artikel centraal staat is hoe een (geotechnisch) ingenieur een bijdrage kan leveren aan het ontwikkelen van een beslissingsondersteunend systeem dat ook daadwerkelijk gebruikt gaat worden. Hiertoe hebben Deltares en TNO in Delft Cluster het ontwikkelproces van drie beslissingsondersteunende systemen die door Deltares ontwikkeld zijn onder de loep genomen: de Dijk Analyse Module, MRoad en Blokkendoos Ruimte voor de Rivier.

mogelijk een bijdrage aan kunnen leveren (probleemstroom). Tenslotte zijn er allerlei ontwikkelingen op gebied van organisatie en beleid die bepaalde problemen meer of minder relevant maken (politieke stroom). Dit kan bijvoorbeeld een calamiteit zijn, zoals een wateroverlastsituatie. Wanneer deze drie stromen bij elkaar komen ontstaat er een opening, ook wel policy window genoemd, en de mogelijkheid om te starten met de ontwikkeling van een beslissingsondersteunend systeem. Bij het traject van de Blokkendoos Ruimte voor de Rivier was er heel duidelijk zo’n policy window. Er was een probleem in de vorm van de vraag met welke maatregelen je de waterhoogte van een rivier kan verminderen. Kennis was er in de


Dijk Analyse Module (DAM) (rechts) Dijk Analyse Module is een systeem om snel verschillen in dijksterkte te bepalen. Het maakt gegevens die bepalend zijn voor de sterkte-eigenschappen van dijken snel toegankelijk. Het is een hulpmiddel bij het adviseren en prioriteren van noodmaatregelen bij overstromingsgevaar en het bepalen van het evacuatiemoment. De resultaten worden gepresenteerd met behulp van de zogenaamde verkeerslichtsystematiek. De ontwikkeling is gestart vanuit knelpunten bij hoogwater. De kenniswereld heeft het voortouw genomen, gaande het project zijn de STOWA en verschillende waterschappen als participanten betrokken geraakt. MRoad (linksonder) MRoad is een tool voor het maken van een inschatting van mogelijk te gebruiken bouwmethoden voor de aanleg van een Rijksweg op slappe grond. Het systeem geeft een indicatie van de kosten bij een gegeven aanlegtijd. De aanleiding voor de ontwikkeling was een concrete vraag vanuit Rijkswaterstaat. Blokkendoos Ruimte voor de Rivier (rechtsonder) De Blokkendoos Ruimte voor de Rivier is een experttool voor het bepalen van effecten van hydraulische maatregelen in grote rivieren, om samen met belanghebbenden te komen tot een optimale set van maatregelen. De interface geeft de effecten weer van maatregelen op de waterhoogte. Aanleiding voor de ontwikkeling was de Planologische Kern Beslissing Ruimte voor de Rivier. Er is gebruik gemaakt van componenten die al op de plank lagen.

MRoad.

Dijk Analyse Module (DAM).

Blokkendoos Ruimte voor de Rivier.

GEOtechniek – oktober 2010

41


vorm van diverse databases met gegevens en expertise over het relevante stroomgebied. Het politieke momentum kwam met de Planologische Kernbeslissing Ruimte voor de Rivier die genomen moest worden. Door de dynamiek in de context kan het policy window ook weer sluiten, bijvoorbeeld door het optreden van een calamiteit op een ander beleidsterrein, dat dan ineens urgenter is en meer prioriteit krijgt. Maar ook kan het politieke speelveld rondom de gebruiker drastisch veranderen, bijvoorbeeld omdat de organisatie van de gebruiker verandert. Om succesvolle afronding mogelijk te maken is het echter van belang dat het policy window tijdens het DSS ontwikkelingsproces openblijft. Een voorbeeld van deze dynamiek vonden we bij de ontwikkeling van MRoad. De afdeling van Rijkswaterstaat die opdracht had gegeven voor de ontwikkeling van MRoad werd gaande het traject grondig gereorganiseerd. Hierbij kwam dat er geleidelijk een nieuwe manier van aanbesteden werd ingevoerd (design & construct). Gevolg was da de aannemers de plannen maken op basis van een globaal ontwerp van Rijkswaterstaat in plaats van op een gedetailleerd bestek van Rijkswaterstaat. Daarmee verdween Rijkswaterstaat als gebruiker uit beeld en kwamen de aannemers in de wegenbouw in beeld. Dit betekende dat het model vervolgens moest worden doorontwikkeld voor een ander type gebruikers die heel andere eisen aan het DSS stelden. Opvallend is dus dat bij het enige DSS waarbij de aanleiding voor de ontwikkeling de vraag van een opdrachtgever was het policy window dreigde te sluiten. Hieruit kun je concluderen dat de dynamiek in de politieke context altijd goed in het oog gehouden moet worden.

Observatie 2: Functies van beslissingsondersteunende systemen kunnen heel verschillend zijn De rollen die MRoad, DAM en Blokkendoos Ruimte voor de Rivier vervulden waren duidelijk verschillend. DAM en MRoad waren twee vrij inhoudelijk geörienteerde DSSen, terwijl Blokkendoos Ruimte voor de Rivier meer gericht was op ondersteuning van het proces. Dit geeft al aan dat beslissingen op verschillende manieren ondersteund kunnen worden. In onderstaande figuur staan de verschillende functies die een beslissingsondersteunend systeem kan hebben in het beslissingsproces. Een beslissingsondersteunend systeem kan in meer of mindere mate een combinatie van een aantal van deze functies in zich dragen. De

42

GEOtechniek – oktober 2010

Onderzoeken en analyseren

Ontwerpen en aanbevelen

Begrijpen van het systeem

Inzicht in maatregelen

Verhelderen argumenten en waarden

Strategis ch advies geven

Kwaliteit van debat en argu ment en

Politieke effectiviteit

Democratiseren

Onderhandelen

Democratische legitimiteit

Consensus/ Oplossingen in conflicten

Figuur 2 Verschillende functies van een beslissingsondersteunend systeem. Bron: Mayer, Bots en Van Daalen, 2004

functie van het DSS stelt belangrijke eisen aan de uitwerking, zowel aan de vorm maar ook aan het ontwikkelingsproces van het beslissingsondersteunend systeem, bijvoorbeeld aan de betrokkenheid van stakeholders. Voor verschillende functies zijn verschillende factoren van belang die het succes bepalen. Dit zal hieronder geïllustreerd worden aan de hand van de cases. De focus van DAM lag voornamelijk op het onderzoeken en analyseren, de meest recente gegevens en kennis van faalmechanismen werden gecombineerd om de sterkte van de dijk te kunnen bepalen. Hierbij was het dus van groot belang dat het DSS valide en betrouwbaar was. Bij MRoad stond de functie ontwerpen en aanbevelen centraal: het systeem is gericht op het genereren van alternatieven met bijbehorende kosten. Voor gebruikers is het dan belangrijk dat het systeem relevant inzicht geeft in de effecten van maatregelen en actiegericht is. Bij de Blokkendoos Ruimte voor de Rivier speelde de functie democratiseren een belangrijke rol. De kennis werd inzichtelijk gemaakt voor een grote groep zeer verschillende actoren en als ondersteuning gebruikt in discussies over maatregelen. De nauwkeurigheid van het systeem voor de functie ‘democratiseren’ is helemaal niet zo belangrijk. Het gaat er dan om dat het systeem snel en globaal aangeeft welke gevolgen bepaalde ontwerpkeuzen hebben. Daarbij werd een sterk vereenvoudigd lineair rekenmodel gebruikt, om snel de effecten van een maatregel – bijvoorbeeld het verbreden van de rivierbedding – op de waterhoogte weer te geven. De output was ook zeer simpel, slechts een enkele lijn die de

waterhoogte weergaf. Transparantie en openheid zijn belangrijke eisen voor een systeem met de functie democratiseren. Figuur 3 geeft de verschillen in functies van de DSSen grafisch weer.

Observatie 3: Doelstelling en functie van het DSS kunnen veranderen gedurende het proces Interessant is dat de Blokkendoos Ruimte voor de Rivier in eerste instantie vooral als database van mogelijke maatregelen was opgezet, met name gericht op ontwerpen en aanbevelen. Als gebruikers echter overtuigd zijn van de meerwaarde van het DSS komen vaak ook additionele mogelijkheden boven tafel. Zo bleek later echter dat het DSS heel goed ingezet kon worden in sessies met bestuurders en stakeholders om snel duidelijk te maken wat de effecten van mogelijk maatregelen waren. De functie werd dan vooral democratiseren. Verschillende stakeholders kregen op een toegankelijke manier kennis aangereikt, waardoor zij een beter inhoudelijk onderbouwde politieke discussie konden voeren. Ook bij DAM zagen we de doelstelling tijdens de ontwikkeling van het DSS veranderen. Er was sprake van een groeiend besef van de mogelijkheden van het systeem waardoor de functionaliteit gedurende het ontwikkelingsproces op verzoek van de gebruikers steeds uitgebreider werd. Het werd niet meer gezien als een systeem dat enkel bij calamiteiten inzetbaar was, maar ook als hulpmiddel bij planning van inspecties, prioriteren van onderzoek, bij toetsing van de waterkeringen en als archiefsysteem voor het ontsluiten van gegevens van een dijk. Voordeel


Handreikingen voor het bouwen van een succesvol geotechnisch DSS

het systeem daarin kan vervullen. Het onderhouden van intensieve contacten met klanten draagt bij aan het goed kennen van de probleemstroom en de politieke stroom. Ook heb je intermediairs nodig die kansen zien om op het juiste moment technieken aan problemen te koppelen.

2. Bouw snel voort op bestaande componenten en wees flexibel

Figuur 3 Functies van de onderzochte DSSen.

hiervan was dat het systeem breder inzetbaar was, voor een grotere groep gebruikers waardoor een groter draagvlak ontstond voor de ontwikkel- en onderhoudskosten.

Conclusies en aanbevelingen Bovenstaande is natuurlijk een vrij beschouwende kijk op de ontwikkeling van beslissingsondersteunende systemen. Maar wat betekenen deze observaties voor de praktijk van de ontwikkeling van DSSen? En hoe moet een geotechnisch ingenieur hier mee omgaan? De drie case studies laten allen een verschillend kenmerk van de dynamische multi-actor context zien en een verschillende dominante functie van het DSS (zie figuur 4). Ze geven daarmee eigenlijk al aan dat de context bij de ontwikkeling van het DSS heel verschillend kan zijn. De eisen die door de gebruikers gesteld worden aan het systeem hangen af van de functie en kunnen dus heel verschillend zijn. Een eenduidig stappenplan voor een succesvolle ontwikkeling van een DSS is dan ook niet te geven. Aanvankelijk waren we bijvoorbeeld er van overtuigd dat een werkwijze waarbij in een vroeg stadium gebruikers zeer actief betrokken werden en het systeem naar hun wensen werd gemodelleerd, noodzakelijk zou zijn voor succes-

vol gebruik. De Blokkendoos Ruimte voor de Rivier liet echter zien dat een klein simpel systeem dat aanvankelijk in relatieve afzondering is gemaakt, kan uitgroeien tot een succesvol systeem. Er is dus niet eenvoudigweg één werkwijze te noemen die tot succes leidt aangezien de specifieke context waarin het DSS wordt ontwikkeld een belangrijke rol speelt. Misschien is de belangrijkste les wel voor de ingenieur: een succesvol DSS ontwerp je niet van tevoren, maar een succesvol DSS ontwikkelt zich in de tijd. Wel zijn een aantal handreikingen te geven om in te spelen op de dynamische multi-actor context.

1. Herken een policy window Een policy window blijkt van cruciaal belang voor de ontwikkeling van een beslissingsondersteunend systeem. Zonder policy window is de ontwikkeling van een beslissingsondersteunend systeem sterk aanbod gedreven en is de kans groot dat het systeem niet gebruikt gaat worden. Een policy window kan niet worden geforceerd, maar er kan wel pro-actief op worden ingespeeld. De ingenieur moet het policy window voor zijn kennis leren te herkennen. Voor kennisorganisaties betekent dit twee dingen: je hebt mensen nodig die de beleidsprocessen die ondersteund moeten worden goed kennen om goed in te schatten welke functie(s)

De dynamiek van publieke infrastructurele beslissingen vraagt om systemen die snel ontwikkeld kunnen worden. Succesvolle tools zijn vaak gebaseerd op eerdere stukken van modellen, datareeksen of modules die de ingenieur nog op de plank heeft liggen. Succesvol gebruik van tools vraagt om een snelle (door) ontwikkeling van dit soort bouwstenen in een model dat inzicht verschaft in een recent beleidsprobleem. Kennisorganisaties kunnen hier op inspelen door DDSen modulair op te zetten en aan te bieden. Bijkomend voordeel is dat je hiermee ook goed op veranderende doelstellingen in kunt spelen, een soort adaptieve benadering dus. Uit de onderzochte casussen blijkt ook dat het handiger is om klein te beginnen en een systeem met beperkte mogelijkheden te maken voor een smalle doelgroep die vervolgens ook voor andere doeleinden kan worden ingezet.

3. Monitor een policy window en neem indien nodig actie Het onderzoek laat zien dat een eenmaal geopend policy window zich ook weer kan sluiten door organisationele of politieke veranderingen. Het policy window kun je helaas niet altijd te beïnvloeden, maar als ontwikkelaar is het van belang het policy window te monitoren en zonodig en indien mogelijk actie te ondernemen. Mogelijk kan herformulering van het probleem aan de orde zijn of kan gekeken worden naar wat mogelijk nieuwe gebruikers zijn. Op basis van bovenstaande handreikingen kun je zeggen dat de opstelling van de ingenieur als entrepreneur met open oog voor zijn omgeving centraal staat. De uitdaging is daarbij om de kansen die zich voordoen creatief te koppelen aan de technische mogelijkheden.

Aspect dynamische multi-actor context

Dominante functie die door het systeem ondersteund wordt

Literatuur

Blokkendoos Ruimte voor de Rivier

Veranderende doelstelling en heterogene groep gebruikers

Democratiseren

– Kingdon, J. W., 1995 (second edition), Agendas, Alternatives and Public Policies, HarperCollins, New York

MRoad

Veranderende gebruiker

Ontwerpen en aanbevelen

– Mayer, I., van Daalen, C.E., and Bots, P.W.G.,

DAM (Dijk Analyse Module)

Veranderende doelstelling

Onderzoeken en analyseren

2004, Perspectives on policy analyses: a framework for understanding and design, in: International Journal of Technology, Policy and Management,

Figuur 4 Kenmerken case studies.

Vol.4, no.2, 2004, Interscience Enterprises Ltd. 

GEOtechniek – oktober 2010

43


Annemieke Mens Deltares TU Delft

Saïd Azzouzi Arcadis

Mandy Korff Deltares

Thomas Bles Deltares

Samenvatting

GeoBrain Funderingstechniek: het voorspellingsmodel onder de loep GeoBrain Voorspellingsmodel Lengte planken

Geschiktheid planken

Slagkracht trilblok

Sondering

Conusweerstand zandlagen

Dikte zandlagen

Zwaarte zandlagen

Capaciteit trilblok

Zwaarte grondslag

Niet op diepte komen

Het voorspellingsmodel is gebaseerd op een ‘Bayesian Belief Network’ (BBN). Een BBN bestaat in beginsel uit twee nauw met elkaar verbonden onderdelen. Een kwalitatief deel, waarin de verbindingen tussen de verschillende variabelen causale relaties aangeven en een kwantitatief deel, een conditionele kanstabel, waarin met voorwaardelijke kansen is aangegeven hoe de causale relaties met elkaar in verband staan (zie ook kadertext). Figuur 1 laat een deel van het BBN zien dat de basis is van het voorspellingsmodel. Het getal dat de berekening met het netwerk uiteindelijk produceert is een maat voor de uitvoerbaarheid van het ontwerp. Hoe lager het getal, hoe beter het uitvoerbaar is. Hoewel het getal tussen de 0 en de 100 ligt, moet het niet gelezen worden als een percentage. Om te voorkomen dat deze uitkomst niet goed wordt geïnterpreteerd is er voor gekozen de uitkomst te presenteren als een indicator op een kleurenbalk (figuur 2a).

Figuur 1 Deel van het BBN als basis voor voorspellingsmodel.

Beide onderdelen, zowel het kwalitatieve als het kwantitatieve, zijn opgebouwd met expert kennis. De experts hebben aantoonbare ervaring met de praktijk in combinatie met de capaciteit om verbanden tussen ervaringen te zien en die te koppelen aan theoretische aspecten. In de toekomst is het de bedoeling om (een deel van) de kanstabellen achter de variabelen in het netwerk aan te passen met de ervaringen uit de database van GeoBrain Funderingstechniek.

Figuur 2a Voorbeeld Kleurenbalk www.geobrain.nl.

Schadepunten versus relatieve schade opgelopen tijdens intrillen 1 0,9 0,8 0,7

wi (-)

0,6

GeoBrain ervaringsdatabase

0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

1

Relatieve hoeveelheid schade xi (-)

Figuur 2b Voorbeeld Schadepunten.

44

GEOtechniek – oktober 2010

www.geobrain.nl Begin 2009 telde de database 464 ervaringen (hierna observaties) die het inbrengen van damwanden betreffen en daarvan 364 specifiek voor het intrillen van damwanden. Niet alle 364 observaties konden worden gebruikt voor de validatie. De observaties moesten voldoen aan de volgende voorwaarden:  Er mogen geen essentiële gegevens ontbreken

Het blad ‘Civiele Techniek’ besteedde zowel in 2005 (Hemmen and Bles 2005) als in 2006 (Hemmen 2006) aandacht aan de opstart van GeoBrain Funderingstechniek. Meijers gebruikte in 2004 ervaringen uit de pilotdatabase (Meijers 2004). In (Bles, Korff et al. 2008) stond centraal hoe het testen van een ontwerp op uitvoerbaarheid vertragingen van bouwprojecten en imagoschade kan verminderen. GeoBrain Funderingstechniek vindt zijn weg steeds meer in het gebruik als controle op de uitvoerbaarheid van een ontwerp. Met name de ervaringsdatabase wordt dan gebruikt. Dhr. Schouten van Arcadis vertelt in de Geotechniek van december 2008 ‘Het voorspellingsmodel pas ik minder vaak toe. Ik vind het niet prettig dat ik niet direct kan zien hoe het model aan de hand van je invoergegevens tot een resultaat komt’. De meest gehoorde bezwaren tegen het gebruik van het voorspellingsmodel zijn (1) ik weet niet wat er gebeurt en (2) ik weet niet hoe betrouwbaar de uitkomst is. Dit artikel focust vooral op het tweede bezwaar. Hoe zit het met de betrouwbaarheid van de voorspellingsresultaten en zijn er eventueel mogelijkheden zonodig het model betrouwbaarder te maken? Om een en ander te verduidelijken begint dit artikel met een korte uitleg over het voorspellingsmodel. De focus in dit onderzoek naar de betrouwbaarheid is gelegd op het onderdeel intrillen van damwanden, omdat daarvoor de meeste gegevens beschikbaar waren bij de start van het onderzoek.

(zoals een sondering)  Er mag niet nageheid zijn (omdat dan twee uitvoeringsmethoden zijn gecombineerd)  Er mogen geen obstakels zijn aangetroffen  Er mogen geen tegenstrijdige gegevens in één observatie genoemd zijn. Onder deze voorwaarden bleven er uiteindelijk 227 observaties over.

(Positief of negatief) beoordelen van een observatie De beoordeling van een observatie is subjectief. Hoeveel planken moeten bijvoorbeeld niet op diepte komen om de observatie een negatief oordeel te geven? Het is belangrijk om toch een objectief waardeoordeel aan een observatie te kunnen geven. Iedere observatie krijgt daarom


(1) waarin

Figuur 3 BBN voorspelling uitgezet tegen het aantal schadepunten van de betreffende observatie.

100 90

Voorspelling GeoBrain

een aantal punten dat een maat is voor de hoeveelheid schade die is opgelopen:

80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

4

8

12

16

20

24

Schadepunten per observatie

en daarin is xi het percentage van de damwanden dat schade van een bepaalde categorie heeft opgelopen:  i = 1 de damwand is niet op diepte gekomen,  i = 2 de damwand is uit het slot gelopen,  i = 3 er zijn sloten verbrand,  i = 4 het element is uitgebroken rond de klem van het trilblok  i = 5 er is andersoortige schade aan de dam wandelementen opgetreden. Deze indeling is gemaakt op basis van expert kennis. xi wordt bepaald aan de hand van het aantal mislukte planken dat is aangegeven in de database met observaties, zie ook het (fictieve) voorbeeld in de boxtext. De schadepunten zijn tot stand gekomen tijdens een expertsessie, waarbij eerst de schadesoorten zijn gesorteerd op mate van belangrijkheid en daarna een aantal punten is toegekend per schadesoort, waarbij de belangrijkste schadesoort maximaal 7 punten kon krijgen. Het getal 7 is ontstaan tijdens het proces. wi, max is het maximale aantal punten dat kan worden toegekend aan de schade in categorie i, gebaseerd op gewogen expert meningen: (2) In totaal kan iedere observatie dus maximaal 24 ‘schadepunten’ verdienen. Voorgaande is ook weer te geven in een grafiek (figuur 2b) Deze grafiek geeft grafisch weer dat bij minder dan een 0.5% schade in een bepaalde categorie het aantal schadepunten nog klein is, maar dat het daarna heel snel oploopt. Volgens de geraadpleegde experts komt dit overeen met de bevindingen in het veld. Op basis van deze schadepunten wordt het label goed, matig of slecht toegekend. Experts classificeren een observatie als matig indien  er een xi > 0.02 (2%) is voor of  wtot > 5 , als slecht indien  er een xi > 0.05 (5%) is voor of  wtot > 10 , en als goed in de overige gevallen.

Validatiemethode Alle observaties zijn doorgerekend met het voorspellingsmodel van GeoBrain Funderings-techniek. In figuur 3 is de voorspelling uitgezet tegen het aantal schadepunten van de betreffende observatie. Voor beide assen geldt dat een hoge waarde een indicator is van problemen. De figuur laat zien deze manier van vergelijken niet tot duidelijke trends leidt. Dit komt vooral doordat bij een groot deel van de ervaringen in de database geen schade wordt vermeld. Ook als er wel schade optreedt, is er niet direct een relatie met de voorspelling te vinden. Hieruit blijkt dat het voor de validatie nodig is om over te stappen op een binaire classificatie (goed / slecht). Praktisch gezien krijgt een project nu het label ‘goed’, zolang het aantal schadepunten onder een bepaalde grenswaarde blijft.

Positieve en negatieve voorspellingen Ook het beoordelen van voorspellingen is subjectief. Immers, de voorspelling geeft een getal tussen 0 en 100, dus bij welk getal ligt dan het omslagpunt? De experts hebben aangegeven dat de grens tussen een goede en een slechte voorspelling tussen 30 en 45 ligt op de schaal van 0 tot 100. Na het vastleggen van deze waarden als grenswaarden is het mogelijk een waardeoordeel te geven over het project. Deze grenswaarde is nodig voor een vergelijking met de opgetreden schade. Hiervoor is een aanpak met ROC-curves gekozen, omdat naast een waardeoordeel over de prestatie van het model tevens een optimale grenswaarde kan worden bepaald.

van de informatie uit de observaties, is het tevens mogelijk om een binaire voorspelling te maken met het voorspellingsmodel. Een twee bij twee ‘contingency tabel’ of ‘confusion matrix’ vat deze resultaten samen en deze tabel fungeert vervolgens als basis voor de ROC curve. Tabel 1a geeft een voorbeeld van zo’n matrix. O(-) geeft het totale aantal negatieve observaties, en O(+) het totale aantal positieve. P(-) en P(+) geven respectievelijk het totale aantal negatieve en positieve predicties. TN is het aantal ‘true negatives’, de correct geclassificeerde negatieve voorspellingen. FP is het aantal ‘false positives’, de foutief geclassificeerde positieve voorspellingen. FN is het aantal ‘false negatives’ en TP het aantal ‘true positives’. Voorspellingen Obs Totaal

+

TN FN P(-)

+ FP TP P(+)

Totaal O(-) O(+) N

Tabel 1a Voorbeeld van een ‘contingency table’, of ‘confusion matrix’ De getallen uit de tabel geven de input voor de ‘true positive ratio’ (TPR, vgl. 3) en de ‘false positive ratio’ (FPR vgl. 4). De TPR is gedefinieerd als de fractie positieve observaties die door een model correct wordt geclassificeerd als positief en wordt ook wel de sensitiviteit genoemd. De FPR is gedefinieerd als de fractie negatieve observaties die abusievelijk door het model wordt geclassificeerd als positief’, en die is hetzelfde als 1 minus de specificiteit (Metz 1978).

THEORIE: ROC-CURVES De Receiver Operating Characteristic (ROC) curve is een techniek die het mogelijk maakt om binaire classificatiemodellen te visualiseren en te vergelijken. De invoer van de curve wordt bepaald door een gegeven voorspellingsmodel en een verzameling met N observaties. Het binaire resultaat van deze N observaties is bekend. Gebruik makende

TP Sensitiviteit = TPR = ----------O(+)

(3)

FP 1-Specificiteit = FPR = ----------O(–)

(4)

Neem de CUR regel (paragraaf 5.3.6 in CUR 166.

GEOtechniek – oktober 2010

45


zie ook verderop) als voorbeeld. Deze regel voorspelt dat een damwand intrilbaar is (een ‘positieve’ uitkomst dus), indien de berekende verplaatsingsamplitude groter is dan 5 mm. Tabel 1b laat een voorbeeld zien voor de CUR-regel, gebruik makend van 195 observaties uit de database (Mens et al. 2010). Voorspellingen TN=4 Obs + FN=84 Totaal P(-)=88

+ FP=12 TP=95 P(+)=107

Totaal O(-)=16 O(+)=179 N=195

Tabel 1b Ingevuld voorbeeld van een ‘contingency table’, of ‘confusion matrix’ De sensitiviteit, of true positive ratio (TPR), van een model is een maat voor de betrouwbaarheid van de positieve observaties. Voor het voorbeeld

Figuur 4 ROC space according to Fawcett: Receiver Operating Characteristic Curve (ROC-curve) met een paar voorbeelden.

uit tabel 1b is de TPR is nu 95/179=0.53. De specificiteit, of true negative ratio (TNR), van een model is op dezelfde manier een maat voor de betrouwbaarheid van de negatieve observaties. Uit praktische overwegingen is ooit bedacht de false positive ratio (FPR) te gebruiken, vandaar dat dat hier ook wordt gedaan. De FPR voor het voorbeeld is 12/16=0.75. Al deze getallen zijn afhankelijk van de gebruikte grenswaarden in het voorspellingsmodel en bij de observaties. Voor verschillende voorspellingsgrenswaarden is het nu mogelijk een zogenaamd gevoeligheidspaar (TPR,FPR) te bepalen. De ROC-curve wordt afgeleid uit een reeks van deze gevoeligheidsparen, voor een steeds opschuivende grenswaarde van het voorspellingsmodel. Figuur 4 (Fawcett 2006) licht dit verder toe. Het punt (0.75;0.53) is het zogenoemde sensitivity-pair voor het voorbeeld en geeft het punt in de ROC ruimte in figuur 5a. De coördinaten in de ROC-ruimte geven mogelijke modellen aan (zonder of met één grenswaarde). Het gevoeligheidspaar (0,1) geeft de perfecte voorspeller weer, omdat ten eerste de FPR gelijk is aan 0, dus geen enkele negatieve observatie is foutief voorspeld als positief en omdat ten tweede de TPR gelijk is aan 1, wat aangeeft dat alle positieve observaties ook daadwerkelijk zijn geclassificeerd als positief door de voorspeller. Ruwweg kan worden gezegd dat het ene punt in de ROC ruimte beter is dan het ander punt als de eerste meer in de linkerbovenhoek ligt. In figuur 4 geeft model C’ betere voorspellingen dan model A. Modellen aan de linkeronderkant van de figuur kunnen ‘conservatief’ worden genoemd. Met conservatief wordt in dit geval bedoeld dat het model voorzichtig voorspelt: het model zegt sneller dat iets niet lukt, terwijl het in de praktijk wel mee valt. Model A is

Figuur 5a ROC-curve voor het BBN weer, vergeleken met twee andere voorspellingsmodellen uit de CUR 166 handleiding. De stip op elke lijn geeft het huidige ‘operating point’ (OP).

Figuur 5b Het verschil tussen de voorspellingswaarde van niet op diepte komen (i=1) van het BBN en de totale voorspellingswaarde (alle i’s).

46

GEOtechniek – oktober 2010

dus conservatiever dan model B. Voor meer informatie zie (Zhou, Obuchowski et al. 2002).

Resultaten Figuur 5a geeft de ROC-curve voor het BBN weer, vergeleken met twee andere voorspellingsmodellen uit de CUR 166 handleiding. De stip op elke lijn geeft het huidige ‘operating point’. CUR staat voor de regel uit de handleiding, waarbij de minimale vrije verplaatsingsamplitude wordt berekend uit het excentrisch moment en de dynamische massa. (paragraaf 5.3.6 in CUR 166). AZZ staat voor de formule op basis van Hypervib 1, uit diezelfde paragraaf. Aangezien zowel de ‘AZZ-regel’ als de ‘CURregel’ impliciet iets zeggen over het niet op diepte komen van damwanden, is bij het vergelijken alleen schadesoort i=1: niet op diepte komen meegenomen voor het BBN. Figuur 5b laat vervolgens het verschil zien tussen de voorspellingswaarde van niet op diepte komen (i=1) van het BBN en de totale voorspellingswaarde (alle i’s). Er zijn uiteraard nog andere modellen, maar die zijn (nog) niet vergeleken met het BBN.

Resultaten van de vergelijking tussen de verschillende curves  Het BBN is beter dan de AZZ-regel en beide scoren ze beter dan de onderzochte CUR-regel. Dit geldt zowel voor de positieve als voor de negatieve observaties.  Opvallend is de CUR-curve, die bijna geheel onder de randomlijn ligt. Dit betekent dat gemiddeld genomen gokken beter werkt dan de regel toepassen. Uiteraard geldt dit alleen voor de huidige verzameling observaties en die bevat nog te weinig negatieve gevallen.  De AZZ-regel is het beste in het meer conservatieve gedeelte (linksonder) van de figuur. Aangezien de huidige constanten van de AZZ


GeoBrain Funderingstechniek: het voorspellingsmodel onder de loep

regel gebaseerd zijn op vrij weinig observaties, kan het model vermoedelijk verbeterd worden.

Resultaten van de ROC curve voor het BBN  Een positieve voorspelling van het huidige BBN is ongeveer 70% betrouwbaar, uitgaande van een kans op positieve observaties van 95%. Een negatieve voorspelling van het BBN is maar 25% betrouwbaar vast te stellen, doordat het aantal negatieve ervaringen erg klein is in de database.

Fictieve cases met schadeberekening Deze tabel laat vier fictieve cases zien, twee slechte en twee matige, met de tussenliggende waarden die tot dat resultaat leiden

 Het BBN is beter in het voorspellen van een algemeen risicoprofiel dan alleen het niet op diepte komen van damwanden. Dat is te zien in figuur 5B, waar de curve voor het BBN met het totale risicoprofiel dichter bij de linkerbovenhoek ligt dan de curve voor het BBN met alleen niet op diepte komen.

Conclusies Kort samengevat luidt de vraag uit de inleiding: ‘Hoe betrouwbaar is het voorspellingsmodel?’. Omdat er een discrepantie zit in het aantal

Fictieve cases

X1

X2

X3

X4

X5

W1

W2

W3 W4

W5

ᚖw

Resultaat

Case 1

0.06

0.01

0

0.01

0

7

2

0

0

10

Slecht (xi > 0.05 )

1

Case 2

0.02

0

0

0

0.01

3.5

0

0

0

0.67 4.17 Matig (0,02 < xi < 0.05, wtot < 5 )

Case 3

0.03

0.02

0.01

0.02

0.01

4.67

3

2

1.5

0.67 11.8 Slecht (xi < 0.05,maar wtot > 10 )

Case 4

0

0.01

0.01

0.02

0.02

0

2

2

1.5

1

Voorbeeld netwerk Vrij naar een voorbeeld uit Russell and Norvig 2003 Veronderstel een uitermate simpele wereld die uit maar drie binaire variabelen bestaat: Lekkage, Uit Slot en Gedetecteerd . Figuur a geeft hiervan de volledige kansverdeling en het bijbehorende netwerk met 3 ‘knopen’.

Uit slot Lekkage

positieve en negatieve observaties uit de database, is het nodig de betrouwbaarheid onder te verdelen in twee categorieën. Bij het huidige BBN blijkt dat: 1. Een positieve voorspelling van het BBN ongeveer 70% betrouwbaar is, uitgaande van een kans op positieve observaties van 95%. 2. Een negatieve voorspelling van het BBN maar 25% betrouwbaar is. Op basis van de huidige aantallen positieve en negatieve observaties is de eerste conclusie heel betrouwbaar, maar de tweede niet. Zodra meer

Gedetecteerd

De conditionele kans (in deze wereld) op het detecteren van een lekkage, wordt gegeven door: P(lekkage ^ gedetecteerd l uit slot) = P(lekkage l uit slot) *P(gedetecteerd l uit slot), ofwel de kans op detectie van een lekkage, gegeven een uit het slot gelopen damwand (0.108/0.200=0.54) is gelijk aan de kans op lekkage, gegeven een uit het slot gelopen damwand ((0.108+0.012)/0.200=0.600), vermenigvuldigd met de kans op het detectie, gegeven een uit het slot gelopen damwand ((0.108+0.072)/0.200=0.900). Merk op dat

Uit slot Niet uit slot

6.5

Matig (xi < 0.02, maar 5 < wtot < 10 )

Lekkage gedetecteerd niet gedetec.

Geen lekkage gedetecteerd niet gedetec.

0.108 0.016 0.124

0.072 0.144 0.216

0.012 0.064 0.076

0.008 0.576 0.584

0.200 0.800 1.000

Figuur a De (fictieve) volledige kansverdeling voor de ‘lekkage, gedetecteerd, uit slot’ – wereld

^ betekent ‘en’ en | betekent ‘gegeven’.

Het is gerechtvaardigd om op deze manier een conditionele onafhankelijkheid weer te geven, omdat er gegeven is dat de damwand uit het slot gelopen is. Zonder dat gegeven zijn de variabelen ‘Lekkage’ en ‘Gedetecteerd’ afhankelijk van elkaar, immers als de slotverklikker een ongeregeldheid opmerkt in het slot, dan is de damwand vermoedelijk uit het slot gelopen en dan kan dat een lekkage veroorzaken. Maar, gegeven een al dan niet uit het slot gelopen damwand, zijn ze wél onafhankelijk. De waarde van beide variabelen wordt direct veroorzaakt door de damwand die uit het slot is gelopen, maar geen van beiden heeft een direct effect op de ander: een lekkage hangt af van de aanwezigheid van water in de omgeving van de bouwput, terwijl de detectie van een slecht slot afhangt van de techniek van de slotverklikker (dat gebaseerd is op een elektrisch circuit), waarvoor de aanwezigheid van water irrelevant is. Van deze redenering met conditionele kansen

wordt gebruik gemaakt in een Bayesiaans netwerk. De kanstabel van dit voorbeeld heeft 2^3 conditionele kansen nodig, omdat er drie variabelen zijn met elk 2 mogelijkheden. Het BBN van het voorspellingsmodel van Geobrain heeft achter elke ‘knoop’ (bijvoorbeeld uit slot’) een kansverdeling hangen, zoals hierboven is beschreven. Alle kans verdelingen zijn ingevuld aan de hand van expertsessies. Zodra er nu gegevens bekend zijn van een project is het dus mogelijk om met alle ‘geknoopte’ kansen een voorspelling te doen over de geschiktheid ervan. In de computer zit simpelweg een extreem lange conditionele kans, die automatisch wordt berekend met alle onderdelen die de gebruiker zeker weet en alle kansen die door experts worden geschat. In feite bevat het BBN dus de gemiddelde inschatting van een aantal Nederlandse experts voor de combinatie van factoren die de gebruiker ingeeft. – Russell, S. and P. Norvig (2003). Artificial Intelligence, a modern approach. New Jersey, Pearson Education, Inc.

GEOtechniek – oktober 2010

47


observaties beschikbaar zijn moet de validatie opnieuw worden uitgevoerd. Hoe meer data wordt aangeleverd (in dit geval voor het intrillen van damwanden), hoe sneller een betrouwbaar(der) beeld kan worden geleverd van het voorspellingsmodel. Op basis van de positieve observaties kan al worden geconcludeerd dat het BBN betere voorspellingen levert dan de genoemde vuistregels. Het BBN presteert niet bijzonder goed, maar blijkbaar is het wel het beste wat er op dit moment te leveren is. Met bovenstaande methode en doordat we beschikken over een systematische dataverzameling, is het nu mogelijk om vuistregels en modellen te valideren. De beschreven methode is generiek toepasbaar en zal ook worden gebruikt om onder andere het voorspellingsmodel voor Prefabpalen te valideren. De methode biedt handvatten om in de toekomst een betrouwbaarheids label te hangen aan de modellen en vuistregels uit de verschillende handleidingen.

48

GEOtechniek – oktober 2010

Tot besluit De auteurs bedanken Deltares, de afdeling Geotechniek van de TU Delft en DelftCluster voor het mogelijk maken van dit onderzoek. Veel meer mensen dan de genoemde auteurs hebben een substantiële bijdrage geleverd, dank daarvoor. De continue aanlevering van nieuwe observaties uit de adviespraktijk van aannemers en de NVAF hebben dit onderzoek mogelijk gemaakt.

Referenties – CUR (2005) Damwandconstructies, 4e druk. CUR, Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving. Nr 166. – (2009). Risico’s ondergronds bouwen vroegtijdig in kaart brengen. Bouw en Aanbesteding, jaargang 6. 5. – Bles, T. J., M. Korff, et al. (2008). Uitvoeringscheck cruciaal bij funderingsontwerpen. Geotechniek Funderingsspecial. 12 (5): 39-43. – Fawcett, T. (2006). An introduction to ROC analysis. Pattern Recognition Letters 27 (Special Issue on 'ROC' Analysis in Pattern

Recognition): 861-874. – Hemmen, B. (2006). GeoBrain Funderingstechniek: realistische ontwerpen vereisen ervaringskennis. Civiele Techniek 2: 21-22. – Hemmen, B. and T. Bles (2005). GeoBrain Funderingstechniek: Ervaringsdatabase voorspelt uitvoeringsrisico's (in Dutch). Civiele Techniek 2: 24-25. – Meijers, P. (2004). Invloed inbrengen en verwijderen van damwanden op omgeving. Geotechniek 3: 8-13. – Mens, A.M.J., A.F. van Tol (2010) Validating models against experiences in foundation engineering, using the ROC-curve. Numerical methods in geotechnical engineering (NUMGE) 2010: 389-394 – Metz, C. E. (1978). Basic Principles of ROC Analysis. Seminars in Nuclear Medicine VIII (No. 4 (October)): 283-298. – Zhou, X.-H., N. A. Obuchowski, et al. (2002). Statistical methods in diagnostic medicine. New York, Wiley & Sons Interscience. 


â&#x20AC;&#x153;Waar inventiviteit traditie is gewordenâ&#x20AC;?

3RVWEXVÂ&#x2021;'$+DUPHOHQÂ&#x2021;7  Â&#x2021;)  Â&#x2021;ZZZJHEUYDQOHHXZHQQO


URET URETEK Nederland

Bomen alsboosdoener Geregeld ontstaat er zettingsschade aan op staal gefundeerde gebouwen zonder dat direct duidelijk is waarom de zettingen optreden. Uretek ziet dat naast de drie meest voorkomende oorzaken van zettingsschade - een fluctuerend rondwaterpeil, onderspoeling en bouwwerkzaamheden wateronttrekking door bomen of grote struiken steeds vaker de oorzaak is. Zeker als een pand op staal is gefundeerd op een kleiige bodem. Tekst: Peter Juijn

omen en struiken die in droge perioden zoveel water onttrekken dat er droogtescheuren in een kleiige ondergrond ontstaan. In Duitsland is dat een geaccepteerde verklaring voor zettingsschade”, aldus Uretek-directeur Alwin ter Huurne. “We zijn inmiddels bij diverse projecten ingeschakeld, waarbij geotechnische adviseurs deze diagnose stelden. Bij één van die projecten gaat het om een woning met een aanbouw. In de wanden van deze aanbouw zaten scheuren en de vloer was verzakt. Het bureau dat de oorzaak van deze schade onderzocht, constateerde dat de fundering - die tot ongeveer een meter onder het maaiveld zit - steunt op een kleilaag die bij wateronttrekking gevoelig is voor krimp. Bovendien werden bij het grondonderzoek nabij de fundering boomwortels in de ondergrond aangetroffen. Dat sterkte het bureau in de overtuiging dat de krimp is veroorzaakt door de wateronttrekking door de bomen rondom de woning, waarna de fundering verzakte.”

“B

50

GEOtechniek – oktober 2010

Diagonale scheuren “Een ander project waar deze diagnose is gesteld, betreft een basisschool die in 1951 is gebouwd. In de muren en plafonds van dit schoolgebouw zijn een aantal jaren geleden diagonale scheuren gekomen, wat later wees op funderingsproblemen. Uit nader onderzoek bleek dat fundering van deze school op een kleilaag staat. Volgens de betrokken experts is deze laag in volume afgenomen door een daling van de grondwaterstand. Hierdoor ondervond de fundering minder steun en verzakte, wat de scheuren in de muren en plafonds veroorzaakte. Als belangrijke verklaring voor de grondwaterstanddaling wijzen de experts op de loofbomen rondom de school, die op warme dagen veel water aan de bodem onttrekken.”

Grote bomen Ter Huurne vervolgt: “Ook in Nederland begint het besef door te dringen dat bomen zoveel water kunnen ontrekken dat er zettingsschade optreedt. In Groningen

waren we betrokken bij het herstel van een bedrijfsloods die was verzakt. Fugro heeft hier het geotechnisch onderzoek gedaan naar de oorzaak van de verzakking die leidde tot scheuren in de wanden en vloer van de loods. Het bureau heeft vastgesteld dat de loods ongelijkmatig is verzakt. De grootste verzakking is opgetreden aan de kant waar de loods grenst aan een sloot. Langs deze sloot staan grote bomen. Uit het uitgevoerde onderzoek van de Fugro is gebleken dat de klei bij de bomen en de sloot verder is uitgedroogd dan nabij de rest van het gebouw, namelijk tot circa NAP -1,90 m in plaats van NAP -1,70 m. De zettingsverschillen aan het gebouw zijn voor een groot deel ontstaan door de ongelijkmatige uitdroging van de kleilaag onder de loods en een lagere grondwaterstand. De uitdroging en grondwaterstandverlaging kunnen volgens het bureau zijn opgetreden door het groeien van de bomen, een verminderde infiltratiecapaciteit van de sloot - bijvoorbeeld omdat de bodem is dichtgeslibd -en warmere en drogere zomers.”


ADVERTORIAL

URETEK Nederland BV www.uretek.nl

Zuiveringweg 93 8243 PE Lelystad

T. 0320 256 218 info@uretek.nl

“BIJ AL DEZE SCHADEGEVALLEN GAAT HET OM PANDEN DIE OP STAAL ZIJN GEFUNDEERD OP EEN KLEIIGE ONDERGROND.” 1

2

Diagonale scheurvorming in de buitenmuren van het pand

Loofbomen op korte afstand van het pand

Gebonden water “Bij al deze schadegevallen gaat het om panden die op staal zijn gefundeerd op een kleiige ondergrond”, vertelt Technisch adviseur Klaas van der Brug van Uretek. “Dat laatste is kenmerkend. Als bij een zandigee bodem de grondwaterstand omlaag gaat, gebeurt er niet zo veel. De spanningen in het zand nemen weliswaar toe, maar dat leidt niet tot grote zakkingen omdat zand maar weinig samendrukbaar is. Bij klei leidt uitdroging wel tot wezenlijke veranderingen. Dat heeft te maken met de structuur van klei. Klei bestaat uit allemaal plaatjes die onderling bij elkaar worden gehouden door gebonden water. Bij uitdroging neemt de oppervlaktespanning van dit water toe en komen de plaatjes dichter op elkaar te zitten, waardoor de klei samendrukt. Uiteindelijk kan dat leiden tot droogte-scheuren, die in warme en droge perioden aan het oppervlak zichtbaar zijn. Deze scheurvorming kan tot een paar meter beneden het maaiveld optreden.”

3

Situatie en deformatiemeting onderzoek verzakking bedrijfsloods te Groningen.

GEOtechniek – oktober 2010

51


URET URETEK Nederland “IN PERIODEN VAN LANGDURIGE DROOGTE GAAN BOMEN ECHTER OP ZOEK NAAR WATER EN ONTWIKKELEN ZE METERSLANGE ‘ZOEKWORTELS’. DEZE KUNNEN TOT ONDER DE FUNDERING REIKEN EN WATER UIT DE KLEI OPNEMEN.” 4

5

Eenzijdige uitdroging door wortelgroei versterkt door ongelijke aanlegdieptes van de fundatie kunnen leiden tot ongelijkmatige zettingen.

Boomwortels onder de fundatie van een woning

Bodemvochtigheid

Vochtig

Vochtonttrekking Inklinking

Zoekwortels Van der Brug: “Zoals uit de genoemde voorbeelden blijkt, ontstaan er problemen als de grond onder een fundering uitdroogt. Onder normale omstandigheden gebeurt dat niet zo snel. Een boom onttrekt dan vooral water uit de grond onder zijn bladerkroon. De vochthuishouding onder panden verandert daardoor nauwelijks. In perioden van langdurige droogte gaan bomen echter op zoek naar water en ontwikkelen ze meterslange ‘zoekwortels’. Deze kunnen tot onder de fundering reiken en water uit de klei opnemen. Door het ontrekken van water uit de klei neemt de korrelspanning in de klei toe, hetgeen zal leiden tot inklinking. Ontstaat hierdoor zettingsschade dan is de kans groot dat die schade tijdens een volgende, nog langere droogteperiode erger wordt. Daarnaast is met begroeiing rondom een pand de kans op het vernatten van de ondergrond gering. In de eerste plaats omdat het bladerdek werkt als een soort paraplu en ervoor zorgt dat bij neerslag slechts een 52

GEOtechniek – oktober 2010

klein deel de grond bereikt. Daarnaast neemt met het groeien van een boom de wateronttrekking toe. Los hiervan is de laatste decennia het verharde oppervlak enorm toegenomen, wat ertoe leidt dat minder water de bodem indringt. Verder komen door de klimaatverandering vaker natte winters en droge, warme zomers voor, waardoor tijdens de groeiperiode van bomen en struiken minder water beschikbaar is.”

Vuistregel “Als wij worden ingeschakeld om zettingsschade te herstellen die het gevolg is van grondwateronttrekking door bomen of struiken, adviseren we altijd als eerste iets aan de oorzaak te doen”, vertelt Van der Brug. “Vaak is het nodig om een aantal bomen te vellen of op z’n minst drastisch terug te snoeien. Vanzelfsprekend hangt de benodigde maatregel af van de specifieke situatie. Loofbomen verbruiken bijvoorbeeld veel meer water dan naaldbomen. Verder is de afstand van de begroeiing tot

het betreffende pand van belang. Als vuistregel geldt dat de hoogte van een boom niet meer mag zijn dan de afstand tussen de boom en het pand. Bij een rij bomen is de regel dat de afstand tussen bomen en pand minimaal anderhalf keer de boomlengte bedraagt.”

Grondinjecties Ter Huurne vervolgt: “Pas als de oorzaak is aangepakt beginnen wij met de herstelwerkzaamheden. Die bestaan uit het injecteren van een tweecomponenten expansiehars in de bodem onder de fundering. Met injectielansen brengen we het expansiehars op verschillende dieptes in de grond in. Direct na het injecteren expandeert het materiaal in de bodem. Dat gebeurt met zoveel kracht dat de grond wordt samengedrukt en de volumeafname wordt gecompenseerd. Tijdens de injecties meten we met laserapparatuur tot op de millimeter nauwkeurig welk effect de injecties hebben op de verzakte constructie. Deze vorm van monitoring,


ADVERTORIAL

URETEK Nederland BV www.uretek.nl

Zuiveringweg 93 8243 PE Lelystad

T. 0320 256 218 info@uretek.nl

7

Structuur van klei bij microscopische uitvergroting.

6 (links)

Karakteristieke scheuren in klei bij bodemuitdroging (rechts)

Scheuren in klei onder last dichtgedrukt.

Onder grote belasting Inklinking

Open Lucht + Water

8

URETEK 3-stapsmethode in beeld

in combinatie met de korte reactietijden van de harsen, maakt dat we de hersteloperaties goed kunnen beheersen en uiterst precies kunnen werken. Het grootste voordeel van ons werkwijze is dat zettingsschade aan bouwwerken op een relatief simpele en snelle manier is te verhelpen. Overlast bij funderingsherstel met diepte-injecties is in vergelijking tot andere herstelmethoden minimaal.”

1

2

3

Boren

Injecteren

Expanderen

Injectie van de gemengde 2 componenten door de lans in de ondergrond.

Het mengsel wordt op verschillende dieptes in de grond geïnjecteerd en reageert en expandeert daarbij sterk.

8

Bronvermelding • Bauschäden durch den Wasserentzug durch Bepflanzungen - Ingenieurkammer des Landes Hesse, Wiesbaden, Fachgruppe Bau - Dipl.Ing. F. Schächer • Gebäudeschäden in Tonböden infolge Austrocknung - Hessisches Landesamt fur Bodenforschung, Wiesbaden - Prof.Dr. H. Prinz • Onderzoeksrapport verzakking bedrijfsloods te Groningen - Opdrachtnummer 5007-0619-000 - Fugro Ingenieursbureau B.V. Met dank aan: dipl. Ing. Franz Schächer, Baustatik &

Een gat van 12-16 mm wordt door de fundatievoet geboord waarin de injectielans wordt geplaatst.

baulicher Brandschutz, Bad Vilbel

GEOtechniek – oktober 2010

53


Geotechniek in alle dimensies

Royal Haskoning heeft bij de adviesgroep Civiele Constructies & Geotechniek in Nijmegen ruimte voor een geotechnisch ingenieur met internationale ervaring. Als geotechnisch ingenieur bij Royal Haskoning werk je wereldwijd aan uitdagende projecten en kun je geregeld als expert uitgezonden worden naar het buitenland. Ben je ambitieus, ďŹ&#x201A;exibel, een teamworker en spreekt bovenstaande je aan? Neem dan contact op met Joost van der Schrier, tel. 024-3284657

www.werkenbijroyalhaskoning.com


12 E J A A R G A N G NUMMER 4 OK TOBER 2010

Indrukken

9e Geokunststof Congres Guarujá, Brazilië

Lichtgewicht wegophogingen van viaduct N207 over het spoor Alphen a/d Rijn-Gouda


Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door: Sub-sponsors 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, Almere 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. Geoblock, 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. Texion Geokunststoffen NV, Antwerpen 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, In deze Geokunst, geven Adam Bezuijen en Suzanne van Eekelen een indruk van het 9th International Conference on Geosynthetics (9ICG), dat tussen 23 en 27 mei plaatsvond in Guarujá, Brazilië. Samen met Max Nods van Huesker vormden Adam en Suzanne de gehele Nederlandse delegatie. Waarom er zo weinig Nederlanders naar Brazilië zijn afgereisd is niet bekend, wellicht een combinatie van bezuinigingen door de economische crisis en de afstand. Hoe dan ook, ondanks het kleine aantal deelnemers uit Nederland, waren Adam, Suzanne en Max

Suzanne, Lars en Adam nemen de EBGEO door…

Een stukje EPS.

verantwoordelijk voor in totaal 10 lezingen, waardoor Nederland, toch ruim vertegenwoordigd was in het programma. Door de vele parallelsessies was het niet

uitgevoerd in de lichtste van de lichte ophoogmaterialen: geëxpan-

mogelijk om alles te volgen. Adam en Suzanne hebben zich voornamelijk

deerd polystyreenschuim (EPS).

gericht op de paalmatrassen en costal engineering onderwerpen.

De kern van de ophoging wordt gevormd door een 6,5 m dikke laag

Zij hebben een aantal krenten uit de pap gehaald, die interessant zijn

EPS blokken. EPS bestaat voor ongeveer 2% uit polystyreen en

voor de thuismarkt en aansluiten op innovaties, die nu ook in Nederland

98% uit lucht. 1 m3 EPS weegt ongeveer 20 kg. Dit resulteert in

actueel zijn, zoals gebruik van gemodificeerde klei en baggerspecie in

een belastingverhoging van 0,2 kN/m2 per m ophoging, valt dus

geotubes.

binnen de standaarddeviatie, die je normaal gesproken zou

Tussen de bedrijven door hebben Adam en Suzanne zich ingezet voor

aanhouden voor een ophoging met zand.

de BV Nederland en hun internationale netwerk onderhouden. In de foto hierboven bespreken zij, na een verfrissende ochtendduik in het

Door toepassing van EPS-blokken in de kern van deze constructie,

zwembad, de aanpassingen die zijn doorgevoerd in de Nederlandse

kan na een minimale voorbelasting, in theorie worden voldaan aan de

Ontwerprichtlijn ten opzichte van de Duitse EBGEO norm, met een

restzettingseis van maximaal 10 cm over een periode van 30 jaar.

vertegenwoordiger van de Duitse delegatie en gelegenheidscolumnist

Gezien de plaatselijke bodemgesteldheid een enorme prestatie!

van Geokunst: Lars Volmert van BBG Bauberatung Geokunststoffe De lichte ophoging maakt wellicht deel uit van een ‘DCM’ project

GmbH & Co. KG .

(Design Construct and Maintain) een contractvorm, die nu in Nederland Het volgende (10th ICG) wordt in 2014 in Berlijn gehouden, hopelijk

meer regel dan uitzondering is. Adam heeft in Brazilië kennis gemaakt

zijn we dan uit de recessie en kan Nederland beter vertegenwoordigd

met het fenomeen: ‘B&P’ (Build & Pray). U mist wellicht de ‘D’ van

zijn, de afstand zal in ieder geval geen belemmering zijn.

design, dat is pas echt verontrustend. U leest het in deze Geokunst en ik wens u veel leesplezier!

In het tweede artikel schrijven Milan Dus̆kov en Eric Nijhuis over een lichtgewicht wegophoging aan weerszijden van de viaduct N207

Shaun O’Hagan

over de spoorlijn Alphen aan den Rijn - Gouda. De ophoging wordt

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, aannemers

Postbus 7053

en uitvoerders van werken in de grond-,

3430 JB Nieuwegein

weg- en waterbouw en de milieutechniek.

Tel. 030 - 605 6399

Geokunst verschijnt vier maal per jaar

Fax 030 - 605 5249

en wordt op aanvraag toegezonden.

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

GEOkunst – oktober 2010

57


Ir. Adam Bezuijen Deltares Ned. delegatie

Ir. Suzanne van Eekelen Deltares Ned. delegatie

Samenvatting

Indrukken 9e Geokunststof Congres Guarujá, Brazilië

Werd er in de negentiger jaren nog door het NGO een reispakket georganiseerd om alle Nederlanders naar het 5de internationale congres in Singapore te krijgen, ditmaal was er slechts een kleine Nederlandse delegatie. Max Nods van Huesker en Suzanne van Eekelen en Adam Bezuijen van Deltares. De kleine delegatie was wel zichtbaar op het congres. Voor Huesker was dat de grote en drukbezochte stand. Deltares en Huesker verzorgden ieder 5 lezingen. Het congres werd gehouden in Guarujá, een badplaats aan de Atlantische kust op 2.5 uur rijden van São Paulo. Het congres vond plaats in een hotel direct aan zee. Een mooie locatie, maar wel in een bijna volledig uitgestorven stad. In de Braziliaanse winter komen er alleen in het weekend mensen naar Guarujá.

Figuur 1 De locatie liet niets te wensen over.

Een van de ideeën van de nieuwe president van de IGS, Jorge Zornberg, is dat de IGS ook technische commissies krijgt, net als de internationale society voor grondmechnica en funderingen, de IGSSMFE. Gedacht is aan technische commissies (TC’s) gevormd naar de functies van geokunststoffen, zoals bijvoorbeeld Filtration en Reinforcement. Voor deze twee functies is een TC gevormd, over de andere functies is niets vernomen. Doel van de TC’s is het organiseren van specialistische congressen, of speciale sessies op een groter congres, het verspreiden van kennis, maar ook het betrekken van jongeren bij het werk van de IGS.

Het congres Het congres begon op een voor ons Nederlanders wat ongebruikelijk tijdstip. Zondagavond, op eerste Pinksterdag, om half zes was de openingsreceptie. Van zes tot half negen kregen we nog 2 keynote lectures te verwerken. Sandro Sandroni, directeur van een groot ingenieursbureau uit Rio de Janeiro vertelde wat er in Brazilië zoal op het gebied van geokunststoffen wordt gedaan en de ‘vader van de geotextielen’ Jean Pierre Giroud gaf zijn nieuwste inzichten over de filterregels van geotextielen. Interessant in zijn verhaal was dat hij aangaf dat de grondmechanica en de filterregels van Terzaghi leidend waren voor de filterregels voor geotextielen. Naar verloop van tijd is gebleken dat filters van geotextielen speciale eisen stellen en nu is op basis van het onderzoek naar de filterregels voor geotextielen een aanscherping van de regels van Terzaghi voor

58

GEOkunst – oktober 2010

traditionele filters mogelijk. Wel waren er nog wat vragen bij zijn verhaal te stellen. Zo had hij het over de dikte en de doorlatendheid van geotextielen of dat wel gedefinieerde grootheden zijn. In werkelijkheid zullen die, zeker in een constructie, afhangen van de druk op het geotextiel en de materialen er omheen. In totaal zijn er 371 papers ingediend voor het congres en zijn er ruim 200 lezingen gehouden. Het aantal lezingen had meer kunnen zijn, maar de organisatie had er voor gekozen om een vrij groot aantal ‘discussion sessions’ te organiseren, waarbij een aantal sprekers een voordracht mocht houden met daarbij het doel om discussie uit te lokken. Doordat de Nederlandse delegatie slechts beperkt was, kan er geen verslag gegeven worden van alle sessies die zijn geweest. Soms waren er wel 6 parallelle sessies. Dit verslag beperkt zich tot te activiteiten op het gebied van piled embankments en coastal engineering.

Piled Embankments Er was op het congres veel aandacht voor paalmatrassen. Er waren twee sessies geheel gericht op het onderwerp, en sommige paalmatraspapers werden zelfs nog in een andere sessie gepresenteerd. Zo werd er verteld over ervaringen of onderzoek in Brazilië, de Verenigde staten, Iran, Frankrijk, Duitsland, Ierland, India en Nederland. In de discussies bleken ook andere landen steeds meer ervaringen te hebben. De Nederlandse inbreng was het belangrijkste op

het gebied van paalmatrassystemen. Suzanne van Eekelen van Deltares presenteerde de nieuwe Nederlandse Ontwerprichtlijn CUR226 voor paalmatrassystemen, de monitoringsresultaten van het paalmattrassysteem dat bij Houten is aangelegd en die van de Kyotoweg. De resultaten van de monitoring werden vergeleken met de verschillende berekeningsmethoden die voor dit soort systemen beschikbaar zijn. De Nederlandse Ontwerprichtlijn bleek in goede overeenstemming met de meetresultaten. Verder had Adam Bezuijen een presentatie over een numerieke oplossing waarbij het mogelijk is om ook de trekkrachten in het geotextiel van een paalmatras te berekenen wanneer dit niet helemaal strak wordt aangelegd, maar het geotextiel enigszins golvend wordt aangebracht. Als dat gebeurt, kun je meer zakking in de gewapende aardebaan verwachten, maar de trekkrachten in het geotextiel nemen wel af. Het paalmatras project in Houten was ook het onderwerp van een lezing van Alexiew van Huesker. Dit was een paper met Nederlandse auteurs, maar aangezien die niet op het congres aanwezig waren, presenteerde Alexiew deze paper. De aanpassingen die zijn doorgevoerd in de Nederlandse Ontwerprichtlijn ten opzichte van de EBGEO norm waarop deze is gebaseerd werden als zinvol geaccepteerd. Er was veel waardering voor het werk dat is verricht om tot een Nederlandse Ontwerprichtlijn te komen.


Coastal engineering Geokunststoffen in coastal engineering worden vaak gebruikt in geosystemen. Dit zijn niet echt nieuwe toepassingen, maar er is wel ontwikkeling en ook blijken de constructies met dit soort systemen steeds hoger te worden. TenCate had een voorbeeld van een 18 m hoge constructie die was gebouwd om verdere ontgronding rondom een hoogspanningsmast te voorkomen. Ook lijken er weer serieuze plannen te zijn om geotextiele zandelementen te gebruiken in de kern van een breakwater. In Singapore is een project om geotextiele zandelementen te vullen met klei succesvol afgerond. De Japanse aannemer maakte van de vrij harde klei een slurry door deze te vermalen en voegde cement toe om het totaal toch enige sterkte te verlenen (hoeveel cement is geheim). De autoriteiten in Singapore zijn enthousiast over deze methode en willen dit nu ook bij een volgend project, op dieper water, gaan toepassen. Omdat er ook in Nederland onderzoek loopt naar het vullen van geotextiele elementen met baggerslib kan dit ook voor Nederland een belangrijke ontwikkeling zijn. Nog steeds blijken er mensen te zijn die ‘op goed geluk’ een verdedigingconstructie met zandzakken aanleggen. Deze keer was er zo iemand met een constructie uit Vietnam. Zandzakken waren gebruikt als oeverbescherming en de spreker meldde trots dat de constructie de eerste storm had overleefd. Golfhoogte en periode waren onbekend. Ik (Adam Bezuijen) heb er mijn verbazing over uitgesproken dat er nog steeds constructies worden gemaakt zonder een enigszins acceptabel ontwerp, maar volgens het principe ‘build and pray’. Volgens de spreker is het op veel plaatsen onmogelijk om goede randvoor-

waarden te krijgen. Na afloop van de sessie kwam er echter een Australiër naar me toe die met mij vond dat er wat gedaan moet worden aan dit soort ‘ontwerpen’ omdat deze toch in veel gevallen zullen bezwijken en daarom schadelijk zijn voor de reputatie van toepassing van geotextielen in de waterbouw. Wij vinden dat de IGS een werkgroep moet instellen die samenwerking tussen waterbouwkundigen en specialisten op het gebied van geotextiel bevordert om ervoor te zorgen dat ook bij toepassing van geotextielen een degelijk waterbouwkundig ontwerp wordt gemaakt. De organisatie had een ‘discussion session’ georganiseerd over het gebruik van Wovens en nonWovens in de waterbouw. George Heerten van Naue was gevraagd als ‘vertegenwoordiger’ van de non-wovens en Chris Lawson als vertegenwoordiger van de wovens. Non-wovens hebben een kleinere treksterkte dan wovens, daarom pleitte Heerten voor zo klein mogelijke elementen met als motto: Zo groot als nodig, maar verder zo klein mogelijk. Hij heeft daar wel een punt: kleinere elementen zijn gemakkelijker te repareren. Echter, om de discussie wat aan te wakkeren, stelde ik dat je met het motto van Heerten ook zo duur mogelijk uitkomt. De kosten van geosynthetica in een constructie met zandgevulde elementen zijn niet verwaarloosbaar en hoe kleiner het element hoe meer geotextiel en dus hoe hogere de kosten. Het doel van mijn vraag was om wat discussie uit te lokken, Heerten zei nog wel dat hij ging voor zo veilig mogelijk, maar Lawson reageerde niet. Na afloop zei hij mij dat hij het een mooie vraag vond, dat helpt dan niet veel meer in een discussie sessie. Het Nederlandse verhaal over de proeven op

zandgevulde elementen in de Deltagoot, zie artikel Bezuijen en Paul van Steeg in Geokunst 2009-2, werd goed ontvangen. Er is niet veel van dit soort grootschalig onderzoek. Hier speelt ook de bovengenoemde discussie woven en nonwoven. Heerten merkte op dat in de Deltagoot alleen wovens zijn getest en vroeg zich af of de conclusies ook geldig zijn voor non-wovens. In Hannover is enigszins vergelijkbaar onderzoek uitgevoerd met kleinere elementen, maar daar zijn weer alleen non-wovens getest, zodat nog niet echt proefondervindelijk is vastgesteld wat de verschillen zijn tussen elementen met wovens en non-wovens.

’Vrij’ De maandagavond en dinsdagavond waren ‘vrij’. Omdat er geen restaurants op loopafstand van het conferentiehotel waren, werd deze gelegenheid door de fabrikanten van geosynthetica aangegrepen om klanten en bekenden uit te nodigen voor een restaurant wat verder weg. ’s Avonds na afloop van de sessies was het een drukte van belang bij de ingang van het hotel met taxi’s en busjes. Woensdagavond was er een geslaagd slotdiner.

Tot slot De Nederlanders die in Guarujá waren, kijken terug op een succesvol congres. De organisatie was in het begin matig (de registratie duurde lang en leek inefficiënt), maar snel verbeterde dit en de rest van de week verliep soepel. Bestaande contacten zijn aangehaald en nieuwe zijn gelegd. Getalsmatig was de Nederlandse inbreng te klein. Over vier jaar is het 10de internationale Geosynthetica congres in Berlijn. Dan moet een grotere Nederlandse delegatie mogelijk zijn. 쮿

Figuur 2 Een standhouder lukte het niet het materiaal voor zijn stand op tijd door de douane te krijgen. Dat resulteerde in een wel heel kale stand. Figuur 3 Macaferri etaleerde de Mac product-line en had ook aandacht voor het naderende WK...

GEOkunst – oktober 2010

59


dr.ir. Milan Dus̆kov InfraDelft bv

Lichtgewicht wegophogingen van viaduct N207 over spoor Alphen a/d Rijn-Gouda

Eric Nijhuis Nijhuis Kunststoffen

Samenvatting Het ontwerp van lichtgewicht wegophogingen aan weerszijden van de viaduct N207 over de spoorlijn Alphen a/d RijnGouda moest aan strenge zettingeisen voldoen ondanks een hoogteverschil van respectievelijk 9,2 en 8,65 m, zettingsgevoeligheid van de locale grond, aanwezigheid van het spoor (met strenge vervormingeisen) en de ondergrondse infrastructuur in de directe omgeving.

Inleiding Als onderdeel van de ontwikkeling van het gebied Steekterpoort wordt de provinciale weg N207 ten zuiden van Alphen aan den Rijn verlegd. In dat kader is zeer recentelijk ten noorden van de N11 een viaduct over de spoorlijn Alphen a/d Rijn-Gouda gerealiseerd. Om kostenoptimalisatie te kunnen realiseren heeft Colijn Aannemersbedrijf B.V. in het offertestadium contact gezocht met Nijhuis Kunststoffen (leverancier van EPS, weefsels en geotextielen). Nijhuis werkt nauw samen met inge-

nieursbureau InfraDelft en de gezamenlijke expertise is ingezet bij de herziening van het ophogingontwerp. De ontwerpoptimalisatie betrof zowel het constructief (incl. adequate duurzaamheid) als het zettinggedrag van de lichtgewicht wegconstructie met EPS-blokken, behorende tot de toegansweg N207 ter plaatse van de kruising met het spoor.

Situatiebeschrijving Het ontwerp van lichtgewicht wegophogingen aan weerszijden van de viaduct N207 over het desbetreffende spoor moest aan strenge zetting-

Als het resultaat van een trade-off is het besloten om de zettingen onder de weggedeeltes aan de beide zijden van het spoorviaduct door de gewichtreductie middels lichtgewicht EPS-blokken te minimaliseren.

eisen voldoen ondanks een drietal onvoordelige factoren. Ten eerste bedraagt het hoogteverschil tussen de hoger gelegen gedeeltes van de N207 nabij het spoorviaduct en het maaiveldniveau respectievelijk 9,2 en 8,65 m. Ten tweede is de locale grond zeer zettinggevoelig ten gevolge van aanwezige dikke slappe kleilagen. Ten slotte wordt de complexiteit van de situatie vergroot door de aanwezigheid van het spoor (met strenge vervormingeisen) en de ondergrondse infrastructuur in de directe omgeving. De situatietekening van de op- en afrit is weergegeven in figuur 1.1. Nabij het spoor is het te riskant om met hoge voorbelastingen het consolidatieproces te stimuleren. Hierdoor zijn benodigde hoge ophogingen met een zandlichaam op die locaties niet mogelijk. Als het resultaat van een trade-off is het besloten om de zettingen onder de weggedeeltes aan de beide zijden van het spoorviaduct door de gewichtreductie middels lichtgewicht EPS-blokken te minimaliseren. Het terrein van het tracégedeelte van de N207 tussen de N11 en het spoor evenals het gebied ten noorden van de spoorlijn was voorbelast. Waar de lichtgewicht ophogingen kwamen te liggen was de voorbelasting beperkt tot tussen 1,15 en 1,3 m. De waargenomen zettingswaarden variëerden tussen 6 en 10 cm.

Ontwerp

Figuur 1 Situatietekening van de viaduct ter plaatse van de kruising van de N207 en de spoorlijn Alphen a/d Rijn-Gouda ten noorden van de N11.

60

GEOkunst – oktober 2010

Dankzij de toegepaste pakketen van ultra lichtgewicht EPS-blokken met een volumieke massa van slechts 20 kg/m3 of 15 kg/m3, is er sprake van een sterk gereduceerde verticale belasting op de ondergrond en daarmee minimale invloed op het


naburige spoor. Wel verschilt dit materiaal met een E-modulus tussen 5 en 8 MPa sterk van de conventionele ophoogmaterialen. (De spanningsafhankelijke modulus van bijv. zand is tussen 50 en 100 MPa.) Het ontwerp van de lichtgewicht ophoging hield optimaal rekening met alle relevante specifieke aspecten. ‘Optimaal’ heeft hier betrekking op de vereiste wenselijke ontwerplevensduur van de weg, voorgeschreven maximaal toelaatbare zettingen, toegestane spanningswaarden en de benodigde afmetingen van EPS–pakketen.

Voor de berekeningen zijn de geavanceerde Soft Soil en Hardening-Soil modellen toegepast. Implementatie van die modellen voor de ondergrond maakte verfijning van de analyse mogelijk. Op die manier is het mogelijk om de effecten van de toepassing van een aantal verschillende EPS-pakketen op zetting- en spanningwaarden te controleren. De bedoeling was het bepalen van de werkelijke effecten bij verschillende diktes/lengtes/breedtes van de EPS-pakketen voor een minimalisering van de totaal aan te brengen hoeveelheden. In de modellen van dwarsprofielen van lichtgewichtophogingen zijn zowel alle verhardingslagen, als de afzonderlijke lagen van het EPSpakket en de bodemlagen geïmplementeerd. Behalve een minimalisering van de hoeveelheid van de benodigde EPS-blokken, was het doel van de optimalisering een minimalisering van

Figuur 2 Plaxis-model van het dwarsprofiel van de N207 behorende tot de zuidelijke kant van de ongelijkvloerse spoorkruising met de lichtgewicht ophoging inclusief verticale drains onder een 6,5 m dik EPS-pakket; de verticalen zijn aangegeven waar verticale deformaties zijn berekend

Figuur 3 Restzettingen berekend in de verticalen aangegeven in lichtgewicht wegophoging uit figuur 2 ter zuiden van het spoor.

0 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 Vertical settlement (m)

Om de afmetingen van de lichtgewicht ophogingen aan zowel de zuid- als de noordkant van de ongelijkvloerse kruising van de N207 met het spoor te kunnen optimaliseren, is gebruik gemaakt van tweedimensionale modellen in het eindige elementen programma Plaxis.

-0.05 -0.06 -0.07 -0.08 -0.09 -0.10 -0.11 -0.12 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Time (days) G

H

I

J

K

L

Figuur 4 Plaxis-model van het dwarsprofiel van de N207 behorende tot de zuidelijke kant van de ongelijkvloerse spoorkruising met de lichtgewicht ophoging inclusief verticale drains onder een 6,5 m dik EPS-pakket; de verticalen zijn aangegeven waar verticale deformaties zijn berekend

GEOkunst – oktober 2010

61


zwaardere (en duurdere) EPS types. Aangezien zettingen door een belastingtoename worden veroorzaakt, betekent een verhoging van de ophooggrond (taluds) ook een verhoging van de locale zetting aan de zijkanten. Het is echter niet relevant omdat de zettingeis voornamelijk voor de verhardingen en dus asfaltoppervlaktes geldt. Middels een combinatie van voorbelasting en verticale drains lukt het meestal om het consolidatieproces te bevorderen. Bovendien was praktisch gezien een dergelijke interventiemaatregel nog steeds mogelijk. De bedoeling is op deze manier uit te zoeken of de restzettingeis met significant minder dikke EPS-pakketten aan beide spoorzijden alsnog voldaan kan worden. De lengte/diepte van verticale drains is iteratief bepaald. De geadviseerde dieptes zijn vastgesteld, rekening houdend met ten eerste de effecten op het zettingproces, ten tweede additionele kosten en, ten derde, de diepte van pleistoceen zand. De toepassing van verticale drains leidde inderdaad tot een significante vermindering van de benodigde EPS-dikte. Met een 6,5 m dik EPS-pakket voldoet de lichtgewicht ophoging aan de restzettingeis. (Maximaal 10 cm voor een restzettingperiode van 30 jaar.)

Figuur 5 Waarborgen van een terp op zachte ondergrond [U8].

Uitvoering In totaal is 18.000 m3 EPS100 en 2.500 m3 EPS60 ingebouwd. De benodigde EPS-dikte bleef beperkt tot respectievelijk 6,5 m en 6,0 m aan de zuidelijke en noordelijke kant van het spoor. Extra kostenbesparing in de lengterichting was mogelijk door de lengte van het EPS-pakket verder van het spoor in de overgangsconstructie enigszins in te korten. Zulke lengtereducties hebben beperkt invloed op de restzettingen doordat voorbelasting daar veel hoger is dan dichter bij de spoorlijn. Met andere woorden: op die locaties was het consolidatieproces vanwege hogere voorbelastingen verder gevorderd. Bovendien is door relatief grote afstand de invloed op de deformaties van het spoor beperkt.

Figuur 6 Werk in uitvoering tijdens de realisatie van de viaduct van de N207 over de spoorlijn Alphen a/d Rijn-Gouda.

Het legplan was pas definitief na de laatste fine tuning gebaseerd op de monitoringsuitkomsten. Die waarnemingen van het werkelijke grondgedrag zijn nog altijd essentieel aangezien de theoretische modellen gebruikt voor zettingvoorspellingen, hoe verfijnd dan ook, een niet te verwaarlozen (on)nauwkeurigheidsmarge hebben. 쎿

Figuur 7 Werk in uitvoering tijdens de realisatie van de viaduct van de N207 over de spoorlijn Alphen a/d Rijn-Gouda.

62

GEOkunst â&#x20AC;&#x201C; oktober 2010


Ontwat ate at er eren van an slib sl Wapene pene en ne en van ng grond

BetonBeto n nwap pe pe eni ning

Erosiecont c nttrole role van an g gro rond en n rotse o sen n

Sportveld v eld e en e pa en p arkings par

OeverOev ererverde ded ded e iging

Weten en do doo oor oo o o meten

Optimale inzet van kennis en ervaring met geokunststoffen:

A ich Afd cht htitingen hti ht tin

G uidsw Gel dsw swanden sw w

ontdek de ‘TEXION-touch’.

Drainage ai ge en en inff i ltrat rat atie ie

Weg Wegen We eg e gen

Asfalt alttalt altwap wapening ap pen g Besc e rmi Besche rrm m i ng mi 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


Leven Leven in de de delta e a

Veiligheid is een belangrijk onderwerp in Nederland. We moeten het hoofd bieden aan de dreiging van overstromingen vanuit zee en vanuit de rivieren. Veiligheidsvraagstukken pakken we op een integrale manier aan. Een uitgekiende combinatie van maatregelen geeft duurzamer, leefbaarder en vaak voordeliger oplossingen. Deltares biedt innovatieve oplossingen voor water- en ondergrondvraagstukken. Innovaties die nodig zijn om deltagebieden leefbaar te houden. Kennisinstituut Deltares staat voor een goede balans tussen advies en onderzoek, nationaal en internationaal. Met ruim 900 medewerkers zijn we actief in die gebieden waar de economische en bevolkingsdruk groot is en waar behoefte bestaat om de boven- en ondergrondse ruimte en hulpbronnen multifunctioneel en intensief te benutten.

www.deltares.nl | info@deltares.nl | 088 335 82 73

Profile for Uitgeverij Educom

Geotechniek oktober 2010  

Veertiende jaargang oktober 2010 Onafhankelijk vakblad voor het Geotechnische werkveld

Geotechniek oktober 2010  

Veertiende jaargang oktober 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