Page 1

JAARGANG 16 NUMMER 5 DECEMBER 2012

FUNDERINGSDAG THEMA-UITGAVE 2012

ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD 0

-5

-10

-15

-20

-25

-30

-35

-40

-45

-50

-55

FUNDERINGEN IN BEWEGING LESSEN UIT DE PRAKTIJK


WWW.VOLCANOADVERTISING.COM

NVAF: AAN DE BASIS VAN ELKE FUNDERING De funderingsbranche is, al zeggen we het zelf, een aparte bedrijfstak. We worden al vroeg in een project gecontracteerd, omdat een bouwwerk begint met een stevige fundering. Als branchevereniging is het mede onze taak om ervoor te zorgen dat onze leden kwaliteit blijven leveren tegen een marktconforme prijs. Daarom willen we nog beter kennis en kunde (laten) delen in de funderingsbranche, o.a. door de ontwikkeling van modellen om faalkosten te beperken. Daarnaast zijn we als NVAF voor veel branchegenoten een ontmoetingsplek waar uitgebreid gesproken wordt over alledaagse problemen, bijzondere projecten of opvallende ervaringen. Ook benieuwd welke rol we voor u zouden kunnen vervullen? Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken Postbus 440, 3840 AK Harderwijk | Tel: 0341-456191 | www.funderingsbedrijf.nl


Van de redactie

n de steeds gecompliceerder wordende samenleving moet onder steeds ingewikkelder omstandigheden gebouwd worden. Het beroep op de specifieke kennis, creativiteit en inventiviteit van constructeurs, geotechnisch adviseurs en funderingsaannemers neemt steeds meer toe. De samenwerking en het durven aangaan van uitdagingen wordt daarbij steeds belangrijker.

I

Dit noopt tot het inzetten en combineren van alle beschikbare kennis en ervaring en de uitbreiding daarvan. Of het ĂŠĂŠn nu komt door het ander of andersom is niet duidelijk. Toch zien we ook een mogelijk uit elkaar groeien tussen adviseur en bouwer en tussen wetenschap en toepassing. De praktijk van het funderen is vaak weerbarstiger dan het op de tekentafel (of tijdens het modelleren) lijkt. Vandaar het thema van de Funderingsdag 2012: Funderingen in de praktijk.


Hoofd- en Sub-sponsors Hoofdsponsor

Stieltjesweg 2 2628 CK Delft Tel. 088 - 335 7200

www.deltares.nl

Sub-sponsors

Galvanistraat 15 3029 AD Rotterdam Tel. 0031 (0)10 - 489 69 22 www.gw.rotterdam.nl

Veurse Achterweg 10 2264 SG Leidschendam Tel. 0031 (0)70 - 311 13 33 www.fugro.nl

Vierlinghstraat 17 4251 LC Werkendam Tel. 0031 (0) 183 40 13 11 www.terracon.nl

Klipperweg 14, 6222 PC Maastricht Tel. 0031 (0)43 - 352 76 09 www.huesker.com

Industrielaan 4 B-9900 Eeklo Tel. 0032 9 379 72 77 www.lameirest.be

Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein Postbus 1555, 3430 BN Nieuwegein Tel. 0031 (0)30 - 285 40 00 www.ballast-nedam.nl

Korenmolenlaan 2 3447 GG Woerden Tel. 0031 (0)348-43 52 54 www.vwsgeotechniek.nl

Dywidag Systems International Geopolymeric innovations

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

CRUX Engineering BV Pedro de Medinalaan 3-c 1086 XK Amsterdam Tel. 0031 (0)20-494 3070 www.cruxbv.nl

Rooseveltlaan 8, 4536 GZ Terneuzen Postbus 326, 4530 AH Terneuzen Tel. 0031 (0)115 62 09 27 www.bmned.com

Industrieweg 25 – B-3190 Boortmeerbeek Tel. 0032 16 60 77 60 Veilingweg 2 - NL-5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 (0)418-57 84 03 www.dywidag-systems.com

IJzerweg 4 8445 PK Heerenveen Tel. 0031 (0)513 - 63 13 55 www.apvandenberg.com

Zuidoostbeemster: 0031 (0)299 - 433 316 Almelo: 0031 (0)546 - 532 074 Oirschot: 0031 (0)499 - 578 520 www.lankelma.nl

Kleidijk 35 3161 EK Rhoon Tel. 0031 (0)10 - 503 02 00 www.mosgeo.com

Rendementsweg 15 3641 SK Mijdrecht Tel. 0031 (0) 297 23 11 50 www.bauernl.nl

Uretek Nederland BV Zuiveringweg 93, 8243 PE Lelystad Tel. 0031 (0)320 - 256 218 www.uretek.nl

Siciliëweg 61 1045 AX Amsterdam Tel. 0031 (0)20-40 77 100 www.voorbijfunderingstechniek.nl

H.J. Nederhorststraat 1 2801 SC Gouda Tel. 0031 (0) 182 59 05 10 www.baminfraconsult.nl

Met dank aan de extra adverteerders

Allnamics www.allnamics.eu

4

Volker Staal en Funderingen www.vsf.nl

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

NVAF www.funderingsbedrijf.nl


Mede-ondersteuners Arcadis Nederland BV

CUR Bouw & Infra

Postbus 220 3800 AE Amersfoort Tel. 0031 (0)33 - 477 1000 Fax 0031 (0)33 - 477 2000 www.arcadis.nl

Postbus 420 2800 AK Gouda Tel. 0031 (0)182 - 540630 Fax 0031 (0)182 - 54 06 21 www.curbouweninfra.nl

Cofra BV

Geomet BV

Kwadrantweg 9 1042 AG Amsterdam Postbus 20694 1001 NR Amsterdam Tel. 0031 (0)20 - 693 45 96 Fax 0031 (0)20 - 694 14 57 www.cofra.nl

Postbus 670 2400 AR Alphen aan den Rijn Tel. 0031 (0)172 - 449 822 Fax 0031 (0)172 - 449 823 www.geomet.nl

Ingenieursbureau Amsterdam Weesperstraat 430 Postbus 12693 1100 AR Amsterdam Tel. 0031 (0)20 - 251 1303 Fax 0031 (0)20 - 251 1199 www.iba.amsterdam.nl

PostAcademisch Onderwijs (PAO) Postbus 5048 2600 GA Delft Tel. 0031 (0)15 - 278 46 18 Fax 0031 (0)15 - 278 46 19 www.pao.tudelft.nl

Profound BV

Royal HaskoningDHV

Limaweg 17 2743 CB Waddinxveen Tel. 0031 (0)182 - 640 964 www.profound.nl

Postbus 151 6500 AD Nijmegen Tel. 0031 (0)24 - 328 42 84 Fax 0031 (0)24 - 323 93 46 www.royalhaskoningdhv.com

Jetmix BV Postbus 25 4250 DA Werkendam Tel. 0031 (0)183 - 50 56 66 Fax 0031 (0)183 - 50 05 25 www.jetmix.nl

SBR Postbus 1819 3000 BV Rotterdam Stationsplein 45 A6.016 3013 AK Rotterdam Tel. 0031 (0)10-206 5959 www.sbr.nl

Colofon GEOTECHNIEK JAARGANG 16 – SPECIAL

Uitgever/bladmanager Uitgeverij Educom BV R.P.H. Diederiks

Redactieraad Alboom, ir. G. van Beek, mw. ir. V. van Brassinga, ing. H.E. Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Brok, ing. C.A.J.M. Brouwer, ir. J.W.R.

NUMMER 5 - DECEMBER 2012

Geotechniek is een uitgave van Uitgeverij Educom BV

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.

Mathenesserlaan 347 3023 GB Rotterdam Tel. 0031 (0)10 - 425 6544 Fax 0031 (0)10 - 425 7225 info@uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl

Calster, ir. P. van Cools, ir. P.M.C.B.M. Dalen, ir. J.H. van Deen, dr. J.K. van Diederiks, R.P.H. Graaf, ing. H.C. van de Haasnoot, ir. J.K. Heeres, Dr. Ir. O.M. Jonker, ing. A. Kant, ing. M. de Langhorst, ing. O. Mathijssen, ir. F.A.J.M.

Meireman, ir. P Schippers, ing. R.J. Schouten, ir. C.P. Seters, ir. A.J. van Smienk, ing. E. Spierenburg, dr. ir. S. Storteboom, O. Thooft, dr. ir. K. Vos, mw. ir. M. de Velde, ing. E. van der Wassing, B.

Redactie Beek, mw. ir. V. van Brassinga, ing. H.E. Brouwer, ir. J.W.R. Diederiks, R.P.H. Kant, ing. M. Meireman, ir. P.

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

© Copyrights Uitgeverij Educom BV December 2012 Niets uit deze uitgave mag worden gereproduceerd met welke methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. © ISSN 1386 - 2758

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

5

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

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special


Inhoud

8

Back to the Future van 2050: de toekomst van grond- en funderingstechnieken in Nederland Ir. B. Admiraal

14

Draagkracht funderingspalen, een up-date

20

Van Rijkspostspaarbank naar vijfsterren Conservatoriumhotel Deel 2 Monitoring uitvoering Conservatoriumhotel Amsterdam

Prof ir. A.F. van Tol

Prof. dr. ir. A.E.C. van der Stoel / Ir. D. Vink / Ing. J. Bouma

26

CUR / SBR handboek Funderingsherstel

30

Van Mini- tot Giga-palen

36

Mixed-In-Place techniek van BAUER zet grond op ecologische wijze om tot duurzame bouwstof: Grond als bouwstof

Ing. B. Olij RO / Ing. A.T.P.J. Opstal / ir. H.L. Jansen

Ir. P. Middendorp / Ir. R. van Dorp

Ing. E.G. van der Velde

44

Ton Groeneweg: We kunnen naar de maan reizen, maar nog geen millimeter in de grond kijken J. van der Burg


De toekomst van grond- en funderingstechnieken in Nederland

Back to the Future van 2050

Inleiding

1970

De toekomst van onze markt van geotechniek zouden we graag willen weten, althans in ieder geval met redelijke zekerheid willen voorspellen. Maar als we soms al moeite hebben om het gedrag van de grond te bepalen, lijkt dat een bijna onmogelijke opgave. Zeker als we dat willen doen voor de langere termijn, zeg zo’n 40 jaar. Einde artikel? Nee, want er zijn genoeg aanwijzingen om een beeld te scheppen over de te verwachten veranderingen. Belangrijke aanknopingspunten kunnen worden gevonden door de veranderingen in de afgelopen decennia te analyseren en te zoeken naar trends hierin. Dit helpt om zaken in perspectief te zetten, een gevoel te krijgen welke veranderingen we hebben ondergaan en hoe snel dit is gegaan. Daarnaast zijn er statistische studies vanuit bijvoorbeeld de Verenigde Naties beschikbaar en strategische studies vanuit het Centraal Planbureau.

Als we teruggaan in de tijd zien we dat er de afgelopen jaren veel is veranderd en toch ook weer niet. In de jaren ’70 was de verstedelijking al behoorlijk in gang gezet. Eigenlijk is dit een ontwikkeling die al meer dan 500 jaar gaande is. Ook in de zeventiger jaren hadden we echter een ernstige bouwcrisis, m.n. in de vastgoed, maar dergelijke dalen -en pieken- ondervinden we nu eveneens en in de toekomst helaas ook. In het algemeen is woning- en kantorenbouw tot kort geleden dus voornamelijk een groeimarkt geweest. Ook in de infrastructuur en industriebouw werd veel werk verzet, waarbij de Deltawerken wellicht wel symbolisch zijn. De organisatie van de markt was vrij hiërarchisch en eenduidig. In de bouw- en vastgoed werden de ontwerpen verzorgd door architecten, de constructieberekeningen en – tekeningen door ingenieursbureaus, de realisatie door aannemers en het onderhoud door de opdrachtgevers c.q. eigenaars. In de infrastructuur beschikten de overheden zoals Rijkswaterstaat, de Nederlandse Spoorwegen en de gemeenten over hun eigen ontwerp en constructie afdelingen. Ook het bouwtoezicht werd door hun zelf verzorgd. De bouwbedrijven waren over het algemeen pure uitvoerende partijen met in enkele gevallen een kleine afdeling voornamelijk om alternatieven uit te werken.

Als we de toekomst gaan verkennen dan zijn er meerdere aspecten, die onze geotechnische habitat kenmerken. In dit artikel beperk ik mij tot de volgende kenmerken: - Economie - Bedrijfsmatige relaties en verhoudingen - Technieken - Kwaliteit, ARBO en Milieu Dit zal slechts in grote lijnen gebeuren en betreft een persoonlijke interpretatie. Daarbij heb ik niet gekozen om diverse scenario’s te beschrijven, maar om direct toe te schrijven naar het voor mij meest voor de handliggende scenario.

Architecten en ingenieursbureaus werden gevraagd voor een opdracht en vaak bestond er een vaste relatie met de opdrachtgever. Aannemers

8

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Ir. B. Admiraal Manager Kennis, Techniek en Innovatie,Volker Staal en Funderingen, Rotterdam

werkten met bestekken gebaseerd op de RAWsystematiek. Maar ook hier bestonden soms vaste relaties, ook met overheden. Buitenlandse partijen waren nog nauwelijks actief op onze markt. Binnen de gemiddelde aannemersorganisatie bestond een lijnstructuur van vooral directeur, hieronder soms een bprojectleider en verder vooral de uitvoerder, voorman en werkploegen. Deze laatsten waren meestal vaste ploegen van familieleden of dorpsgenoten, die elkaar het vak leerden en de voorman zag hier streng op toe. Werkvoorbereiding deed de uitvoerder er meestal bij, maar met bestek en tekeningen kwam je vaak al een heel eind. De directeur en projectleiders hadden als een van de weinigen een HTS-diploma – veelal in avondopleiding behaald – en bij de grootbedrijven was de directeur in het algemeen een man met een TH-Delft bul. Man, want vrouwen zag je gewoon niet in een technische functie. De grootste afdeling was waarschijnlijk de administratie, gevolgd door de type-afdeling! Hier waren soms mannen aanwezig, maar dan niet om te werken. Bij ingenieursbureaus was ook een redelijk onderscheid in opleiding en functies te zien. MTS bij tekenaars, HTS bij constructeurs en TH bij leidinggevenden. Voor de berekeningen waren er nog geen PC’s en rekensoftware beschikbaar. Handmatig werden er vele mechanica-berekeningen gemaakt met als hulpmiddel een rekenliniaal – wie kent dit nog? –, soms aangevuld met grafische methoden of data in tabellen. De funderingstechnieken werden gedomineerd door heien en trillen. In de jaren ’50 en ’60 werden vooral in de woningbouw nog veel houten palen geheid, in de jaren daarna werden ook in deze markt vooral prefab betonnen palen toegepast. Maar ook geheide, in de grond gevormde vibropalen werden toen ontwikkeld en steeds meer toegepast. Het kenmerkende geluid van dieselhamers was een zeer bekend en geaccepteerd geluid. Het intrillen van damwanden was ook al redelijk ingevoerd, hoewel inheien in die tijd ook nog regelmatig werd gedaan. Was dat het? Nee, andere funderingstechnieken werden eveneens uitgevoerd al dan niet net in ontwikkeling. De verzamelnaam hiervoor was “moderne funderingstechnieken”. Een naam die soms


Samenvatting Dit artikel is een aangepaste versie van de openingslezing gehouden op de Funderingsdag 2012. Het betoog pretendeert niet alleen een voorspelling te geven over de grond- en funderingstechnieken in Nederland over ca. 40 jaar, maar begrijpt dat de lezer zelfs een waarzegging wenst te lezen. Om hieraan tegemoet te

nog steeds wordt gebruikt voor deze technieken! Geboorde palen bestonden toen al in verschillende vormen. Meerdere bedrijven maakten avegaarpalen. Geboorde grondverdringende palen kenden we al als Fundex- en Tubexpalen. Diepwanden werden 40 jaar geleden eveneens zo nu en dan uitgevoerd, al was dat vaak met ingehuurd materieel of ingehuurde buitenlandse aannemers. Grondinjecties – hard- en softgel – waren al zeer lang bekend vanuit de mijnbouw en werden nu in de civiele markt geïntroduceerd met voor het eerst registratie van pompdrukken en debieten. Het afzinken van pneumatische caissons was zelfs toen al enkele decennia oud, maar kreeg weer grote bekendheid door de toepassing op de eerste metrolijn in Amsterdam. De toepassing van groutankers gemaakt van hogesterkte staal (staven) was in de jaren ‘70 echter weer redelijk nieuw evenals meerdere vormen van grondverdichting, zoals dynamisch verdichten, vibro-compaction en vibroflotation. Machines waren nagenoeg allemaal met mechanische aandrijving uitgerust en behoorlijk lawaaierig. ARBO en milieu kregen in die tijd ook weinig aandacht. Het dumpen van chemisch afval werd misschien niet meer openlijk gedaan, maar gewoon afval zeker wel. Veiligheid was vaak nog een vrijwillige zaak met hooguit het verstrekken van helm, veiligheidschoenen en handschoenen. Maar een hoed en klompen waren ook wel goed. Verder vooral werken en niet zeuren. Cementzakken van 50 of 60 kg waren standaard en het gebruik van een hulpkraan vaak veel te duur. Dikke armen moest je hebben of anders maar met velen de wapeningskorf of de balk er in sjouwen. Gold dit ook voor de kwaliteit? In zeker mate wel. Zeker in de woningbouw kreeg productiesnelheid meer dan eens een hogere prioriteit dan kwaliteit. Kwaliteitbeleving was ook voornamelijk gestoeld op vakmanschap bij zowel de constructeur als ook de opzichter en de aannemer. Vaak ondersteunden die elkaar en werd in overleg voor een bepaalde werkwijze gekozen. Communicatie gebeurde voornamelijk mondeling op de bouwplaats en verder per brief. Mobiele telefoons, emails en andere digitale communicatie was immers niet bekend en ook onvoorstelbaar. Het maken van documenten of het verbeteren hiervan was een tijdrovende activiteit, zodat hier omzichtig

komen is naast een kristallen bol, vooral gestudeerd op onderzoeksmateriaal en reflectie met de historie van de afgelopen 40 jaar. Dit heeft geleid tot een beeldvorming, die vanzelfsprekend moeilijk met beeldmateriaal is te illustreren.

mee werd omgegaan. Bij spoed was er nog de telex om belangrijke berichten kort, maar snel te kunnen versturen. Een grote verandering was in de jaren ’70 de introductie van het kopieerapparaat en de komst van de telefax was in zekere zin een revolutie in de communicatie. Nu was een directe schriftelijke communicatie en documentenuitwisseling mogelijk tussen vooral de kantoorlocaties onderling en met de werklocatie.

2012 En nu, in de tegenwoordige tijd, hoe staat het er nu mee? Ook nu hebben we te maken met een ernstige bouwcrisis. Deze en latere crisissen zijn we te boven komen en die wetenschap moet ons nu overeind houden. Al is het kunnen behouden van voldoende positieve cash-flow een belangrijkere voorwaarde. De tijd van groei in de woningbouw is voorbij. Dit betekent echter niet dat er niet meer zal worden gebouwd. De eisen die we tegenwoordig stellen aan woningen en kantoren zijn ingrijpend veranderd, zodat er vooral vervangingsbouw zal worden gepleegd. Op het gebied van energieverbruik , installatietechnieken, ICT toepassingen, etc. zijn de gebruikseisen compleet veranderd, terwijl veel

woningen 50 jaar of ouder zijn. Ook de wensen ten aanzien van enerzijds de sociale leefbaarheid aan de ene kant en toch graag minimaal 3 parkeerplekken per woning aan de andere kant sluit niet aan hoe we in het verleden woningwijken inrichtten. Voor de kantoren geldt een gelijksoortig verhaal met dit verschil dat deze aspecten al tot een grote leegstand hebben geleid. In de infrastructuur en industriebouw zijn de verschillen minder groot. Natuurlijk ook hier spelen de mechanische en elektrische installaties een grote rol, maar de integratie met de constructie is nog goed mogelijk. Wel zien we dat we in de bebouwde gebieden vaker overgaan tot ondergrondse aanleg en daarbij ook steeds dieper gaan. Een belangrijke verandering is, zeker in de infrastructuur, de invloed van de publieke opinie op de besluitvorming, vergunningen, uitvoeringsvoorwaarden zeer groot is geworden. De organisaties van de bedrijven hebben grote wijzigingen ondergaan. Hoewel we nog steeds een verdeling hebben van architecten, ingenieursbureaus en aannemingsbedrijven, heeft hier vooral een behoorlijke schaalvergroting opgetreden. De overheden daarentegen hebben hun diensten op

Figuur 2 – Groutankers jaren 70.

9

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special


dit gebied teruggebracht of zelfs opgeheven. Maar toch is de typische verzuiling minder geworden. Ingenieursbureaus bieden ook architectendiensten aan en veel aannemers beschikken over constructieafdelingen. Belangrijke drijfveer hierin is dat de marktwerking rigoureus is gewijzigd. Ook architecten en ingenieursbureaus moeten via aanbesteding hun werk verkrijgen, waarbij prijs vaak het enige criterium is. Aantoonbare ervaring en kennis wordt dan blijkbaar niet meer belangrijk gevonden, ook niet voor risicovollere werken of specialistische toepassingen. De werkpakketten van de ingenieursbureau zijn tegenwoordig veel uitgebreider. Dit als gevolg van afstoten van diensten bij de overheden, maar ook door de veranderende regelgeving en invloeden vanuit de samenleving. Voor het construeren zelf is de rekenlineaal al lang geleden vervangen. Eerst door de rekenmachine en die is inmiddels vervangen door PC’s en serverstations. En de tekentafels zijn verschrot of een museumstuk geworden. De RAW-bestekken voor aannemers zijn grotendeels vervangen voor Design & Construct of zelfs Design, Build, Finance & Maintain contracten. Hierbij worden overigens veelal wel ook andere aspecten meegewogen in de opdrachtverlening, dan de prijs alleen. Dit betekent dat grote aannemersbedrijven hiervoor allianties aangaan met ingenieursbureaus of beschikken inmiddels zelf over deze diensten. Grote buitenlandse bedrijven hebben in Nederlandse vestigingen, nadat ze eerst projectmatig de markt hebben geïnventariseerd. Deze beweging vindt nog steeds plaats. Dan de bouwplaats. Hier is toezicht vanuit de opdrachtgever veelal een administratieve controle geworden en bij de hoofdaannemer wordt het meeste werk door gespecialiseerde onderaannemers, ZZP-ers of ingehuurde buitenlandse krachten uitgevoerd. De funderingsbedrijven kunnen dan nog steeds worden gezien als gespecialiseerde onderaannemer en beschikken bijna

allemaal over eigen materieel en personeel. Vaste ploegen zijn echter minder gebruikelijk, zodat opleiding vanuit de bedrijven en de brancheverenigingen moet worden verzorgd. De belangrijkste zorg van het moment lijkt te zijn: hoe overleven we de crisis? Maar misschien zou de grootste zorg moeten zijn: hoe behouden we goed personeel voor onze branche en hoe zorgen voor goede aanwas, zeker nu de vergrijzing nog sterker het personeelsbestand zal gaan beïnvloeden in de komende jaren?

doorlatendheid. Deze ontwikkeling staat echter nog in de kinderschoenen, maar zou tot grote doorbraken kunnen leiden. Natuurlijk is de ontwikkeling van boortunnels ook een doorbraak te noemen. Dit niet alleen door de sleufloze techniek, maar ook omdat hiermee binnenstedelijke ondergrondse infrastructuur mogelijk is gemaakt en voor de bijbehorende ondergrondse stations een versnelde verbetering en schaalvergroting van al bestaande funderingstechnieken en de bijbehorende berekeningsmethoden.

In de funderingstechnieken is duidelijk een trend ingezet in trillingsarme en trillingsvrije technieken, die ook geluidsarmer zijn. Natuurlijk zijn er zeker ontwikkelingen geweest in de hei- en triltechnieken, zoals andere type blokken en geluidsbeperkende maatregelen. Toch worden geboorde palen, m.n. grondverdringende systemen, de laatste jaren meer en meer gevraagd en door meerdere bedrijven aangeboden. Bij het maken van grondkerende wanden is het drukken van damwanden in gevoelige omgeving een belangrijke ontwikkeling, maar de toepassing van diepwanden is ook duidelijk toegenomen. Dit komt mede doordat we dieper in de grond willen bouwen en de eisen ten aanzien vervormingen, geluid en trillingen strenger zijn geworden. Veel van wat we toen “moderne funderingstechnieken” noemden, zijn nu zeer gebruikelijk geworden en geëvolueerd met verschillende materiaalen toepassingskeuzes.

In de funderingstechnieken is er vooral veel ontwikkeld in het materieel en veiligheidsbeleving, zoals op de illustrerende foto’s is te zien. Aanzienlijk sterkere en efficiëntere motoren met hydraulische aandrijving van de werktuigen hebben geleid tot productieverhoging en het kunnen maken van grotere en diepere funderingselementen. De toepassing van sensoren om relevante parameters te meten en te registreren zijn sinds een aantal jaren gebruikelijk geworden. Dit groeit nog steeds in toepassing en betrouwbaarheid. Dit niet alleen om het uitvoeringsproces te beheersen en te kunnen verbeteren, maar zeker ook om de huidige kwaliteitseisen aantoonbaar te maken. Ook door toenemende eisen vanuit ARBO- en milieu is de mechanisering en automatisering in gang gezet. De term “eisen” kan hierbij negatief overkomen, want de duidelijke cultuuromslag in ons denken over deze onderwerpen is de oorzaak en de eisen zijn het gevolg. Het wordt tegenwoordig als een groot bedrijfsbelang gezien om de zorg hiervoor actief in de werkprocessen te integreren en blijvend te verbeteren.

Nieuwe technieken zijn er maar in beperkte mate. Jetgrouten is in de jaren ’90 in Nederland op de markt gekomen en ook compensation grouting om de pakkingdichtheid te verbeteren of zettingen te beheersen wordt in speciale gevallen toegepast. Meer recent is het maken van waterremmende schermen en grondkerende wanden met mixed-inplace technieken. Daarnaast moet ook Smart-Soils worden genoemd, waarbij biochemische processen met bacteriën de basis vormen om de grondeigenschappen te veranderen in sterkte en/of

Tabel 1 - Bevolkingsgroei per continent 1800 Wereld

%

978

1900

%

1.650

1950

%

1999

2.521

5.978

%

2050

%

8.909

Azië

635

64,9

947

57,4

1.402 55,6

3.634

60,8

5.268

59,1

Europa

203

20,8

408

24,7

547 21,7

729

12,2

628

7,0

Afrika

107

10,9

133

8,1

221

8,8

767

12,8

1.766

19,8

Noord-Amerika

7

0,7

82

5,0

172

6,8

307

5,1

392

4,4

Latijns-Amerika

24

2,5

74

4,5

167

6,6

511

8,5

809

9,1

2

0,2

6

0,4

13

0,5

30

0,5

46

0,5

Oceanië

10

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

2050 En nu de toekomst. We moeten niet mismoedig worden door de huidige recessie en ons ook niet alleen laten leiden door de ontwikkelingen van de afgelopen 40 jaar. Om te kunnen waarzeggen voor hoe Nederland over 40 jaar functioneert, moeten we een aantal aspecten onder de loep nemen. Dat kan op vele vlakken, maar voor de overzichtelijkheid heb ik gekozen om mij te beperken tot de volgende 3 punten, die grof worden beschreven: - Economische en demografische ontwikkeling wereld - Economische en demografische ontwikkeling Nederland en Europa - Technologische ontwikkelingen Op basis hiervan zal ik dan mijn visie geven over de grond- en funderingstechnieken in 2050.

Economische en demografische ontwikkeling wereld Voorspelt wordt dat de vier nieuwe economische grootmachten (Brazilië, Rusland, India en China -


BACK TO THE FUTURE VAN 2050

samen BRIC genoemd-) al op korte termijn samen een grotere economische macht zullen vormen dan de huidige G6 van rijke geïndustrialiseerde landen. Op dit moment zijn de BRIC-economieën samen nog slechts ca. 20-30% van die van de G6. In 2050 zal dat waarschijnlijk al 160% zijn! Van de huidige G6 zullen dan alleen de Verenigde Staten en Japan overblijven bij de 6 grootste economieën. Er zal niet lang meer sprake zijn van een G6 of een G8, maar van een G3. De grootste economie zal China zijn, voorlopig nog de Verenigde Staten als tweede en India als derde economie en de overige landen op grote afstand. In de G6 van 2050 komen geen landen uit West-Europa meer voor Deze grote economische groei zal wel sterk afnemen. Toch zal volgens de voorspelling het BNP van de huidige G6 in de komende 40 jaar nog met meer dan 150% toenemen. Na 2050 zal wellicht alleen India nog een grotere economische groei kunnen volhouden. De inkomens van de inwoners van de BRIC-landen zal langzaam gelijk worden aan die van de westerse wereld. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de groei van de wereldbevolking per werelddeel, uitgedrukt in miljoenen. De gegevens zijn afkomstig uit twee rapporten van de Verenigde Naties. China heeft het grootste aantal inwoners van de hele wereld. Daar woonden, volgens een telling in 2007, 1.321.851.888 mensen, gevolgd door India met 1.129.866.155 inwoners. In 2050 zal India al meer 1,5 miljard inwoners zal hebben en daarmee China zal hebben overtroffen.

Tabel 2 - Vergelijking Funderingswereld

Ontwerp

Aspecten

1970

Facetten Modellen Middelen

Constructief breed 5D Mechanica elasto-plastisch / EEM virtueel rekenlineaal/tabellen PC / smartphone neurolinguistisch

Funderingstechnieken Palen Wanden Grond

2010

2050

hout / prefab damwand / open massa (+tijd)

prefab / in-situ damwand / in-situ sturen op tijd en zetting

prefab damwand /in-situ grondverbetering middel / hoog technische dienst laag

Personeel

Scholing Concentratie Hiërarchie

laag / middel tekenzaal / buiten groot

laag / hoog werkvoorbereiding laag

Materieel

Intensiteit Type

laag mechanisch

hoog zeer hoog hydraulisch/elektrisch elektrisch

Regelgeving

Normen Kwaliteit ARBO

NEN, + vakmanschap reactief

EN / CUR NEN-ISO VCA / milieu / actief

EN / ISO SE / ICTgestuurd pro-actief

Contractueel

Gunning Vorm Samenwerking

prijs / 1:1 RAW toezicht / praktisch

prijs + EMVI /selectie RAW / D&C / DBFM EKB / administratief

prijs + EMVI /selectie DBM / DBFM SE / ICT / integraal

De mate van welvarendheid in Nederland zal voor een groot deel worden bepaald door de wijze waarop de Europese Unie zich verder gaat ontwikkelen.

Economische en demografische ontwikkeling Nederland en Europa Het aandeel van de Europese economie in de wereldeconomie neemt dus af. De daarbij optredende verschuiving biedt kansen voor globaal opererende bedrijven. Het is dus van toenemend strategisch belang om vertegenwoordigd te zijn in de juiste ontwikkelende markten. Uit het voorgaande is min of meer al te concluderen dat Europese economieën in waarde afnemen, tenzij deze gebundeld wordt. Bundeling hoeft niet te betekenen dat Europa een politieke eenheid wordt. Het is zelfs de vraag of dit niet beter kan worden teruggedraaid tot de oorspronkelijke principes, dus van EU weer naar EEG. Een verdere integratie van de economieën is zeker wel een noodzaak. Het gevolg hiervan is dat er bij de bedrijven een internationale schaalvergroting zal plaatsvinden. Hetzij door uitbreiding, hetzij door overname. Dit is al ingezet, zeker als we de ver-

Figuur 3 – Jetgrouten 2012.

spreiding van grote bedrijven zien, ook in de bouw. Daarnaast maakt de ontwikkeling in communicatie en de specialisering als gevolg van technologie het mogelijk dat steeds meer productie via toeleveranciers worden ontwikkeld en geproduceerd. De productielocatie is dan dus niet perse de ontwikkellocatie. Dit geldt ook in de bouw. Wie gaat waar ontwerpen, waar worden de tekeningen gemaakt, gaat de productie van prefab elementen naar de lage lonen landen? Nederland heeft binnen Europa een enigszins onderscheidend vermogen op het gebied van logis-

11

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

tiek, opleidingsniveau, vestigingsbeleid grote ondernemingen en zakelijke dienstverlening. Willen we ons hierin blijven onderscheiden -in feite is het geen keuze maar een absolute noodzaak- dan moet hierin blijvend worden geïnvesteerd! Opleiding en onderzoek heeft bijkomend nut dat dit kansen geeft in ontwikkeling van bestaande nieuwe technologieën zoals biochemie, nanotechnologie en gebruik van composietmaterialen. Voor de verdere toekomst zijn de doorbraaktechnologieën nog niet te bepalen. Het ziet er naar uit dat de economische machtcentra niet zozeer door landen worden bepaald, maar door de ontwikkeling van (de) metropolen hierin.


Waarschijnlijk is Nederland te klein om in de machtsontwikkeling van metropolen mee te kunnen doen, maar dat geldt voor bijna alle steden in Europa. Concentratie hier zal dus in stadsregio’s moeten plaatsvinden en zelfs dan behalen we nog niet de grootte van een echte metropool. Door samenwerking met omringende stadsregio’s in Nederland of de landen direct om ons heen kan wel een economische machtseenheid worden gevormd of kan een specialistische band worden opgebouwd met de echte metropolen. M.n de Randstad maar bijv. ook Eindhoven met een groot gebied van Brabant (Nederland en België) zijn hierin voor Nederland de gebieden met de meeste potentie. Zonder bijbehorende investeringen in de bêta-technologieën is ons perspectief in het explosief toenemende economisch geweld echter vrij somber.

Technologische ontwikkelingen Uit de beschrijving van de situatie 40 jaar geleden en heden zijn een aantal duidelijke trends te halen. De grootse technologische ontwikkelingen vinden

plaats in de ICT en materiaalontwikkeling. Dit laatste krijgt steeds meer een boost vanuit de drijfveren om het gebruik van grondstoffen en het energieverbruik terug te dringen. Op dit moment zien we een steeds groter gebruik van composietmaterialen, waarbij zowel op ontwikkeling van vezels als het matrixmateriaal (harsen) wordt geïnvesteerd. Sturing op eigenschappen als sterkte, stijfheid en levensduur lijkt oneindig in mogelijkheden, opschaling naar grote constructieonderdelen is nog een uitdaging.

hardware sneller, compacter en robuuster wordt. In de manier van communiceren zal dit nog tal van veranderingen geven. De wijze waarop bijvoorbeeld rapportages worden vervaardigd en registraties worden verwerkt, nu vaak handmatig, zal vergaand worden geautomatiseerd. Ontwerp, berekeningen, tekeningen, vervaardigen, zal ook als ketenactiviteit nog meer worden gekoppeld. O.a. het verwerken van beeldmateriaal in procesdata en andersom zal een nieuwe dimensie geven in onze manier van werken.

Onderzoek in biochemie en nanotechnologie is helemaal hot en daarmee zijn de kansen op doorbraken ook aanzienlijk groter dan bij andere technologieën. Vanuit de wetenschap dat in de natuur en vooral door dierlijk leven en micro-organismen materialen worden vervaardigd met zeer weinig grondstoffen en energie is het reëel te verwachten dat hieruit ontwikkelingen volgen met aanzienlijke verbetering van bestaande materialen tot gevolg tot geheel nieuwe materialen. In de ICT zien we in een steeds hoger tempo dat

In het (bouw)materieel zal natuurlijk ook een verschuiving komen naar elektrische aandrijving, al dan niet hybride. Gezien de grote vermogens benodigd in funderingsmaterieel en de beperkte markt van de machinebouwers, zal dit zeker niet snel gaan. Wat wel snel zal gaan zijn de toepassingsmogelijkheden van meet- en regeltechniek. Dat heeft alles te maken met de hierboven genoemde ontwikkelingen in de ICT. Monitoring van de grond, het uitvoeringsproces en de funderingsconstructie zelf zal nog een vlucht kennen. Misschien teleurstellend , maar echte ontwikkeling van veel nieuwe volwaardige technieken moeten niet worden verwacht. Het zal vooral gaan om veranderingen in materialen en materieel.

Grond- en funderingstechnieken in 2050 Met de hierboven genoemde ingrediënten kan het recept voor de toekomst worden samengesteld. Maar het resultaat zal afhankelijk zijn van de gebruikte producten, de wijze van bereiding, de opmaak etc. Gesteld dat dit allemaal dik in orde is kan het volgende toekomstbeeld worden geschetst. Nederland is en blijft een relatief welvarend land. Het klimaat, onze ligging en onze cultuur geven hiervoor een goede waarborg. De bouwconjunctuur in Nederland zal beperkt wijzigen. We kunnen er vanuit gaan dat de verstedelijking doorzet, m.n. in de Randstad en Brabant. Afhankelijk van strategische keuzes van andere steden betreffende specialisaties en samenwerking met opleiding- en onderzoeksinstituten kan ook hier nog een behoorlijk groei plaats gaan vinden. Voor de bouw komt daarbij de kansen die vervanging van bestaande bebouwing biedt. Door nog meer concentratie van de bevolking in de steden, zullen de verbindingen tussen de steden moeten groeien, evenals de (ondergrondse) infrastructuur in de steden. Meer nog zal economische machtsverschuiving naar de BRIC-landen een extra kans geven voor Nederland om de mainportfunctie voor Europa uit te bouwen. De hieruit volgende infrastructurele uitbreidingen zijn een enorme kans, die we wel moeten willen verzilveren als overheid en bevolking. Dat wil zeggen dat we ook

Figuur 3 – MIPtechniek CSM 2012.

12

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special


BACK TO THE FUTURE VAN 2050

mogelijke negatieve effecten hiervan moeten accepteren of in ieder geval ook bereid zijn om te investeren op corrigerende maatregelen. De afhankelijkheid c.q. integratie met de economieën om ons heen zal dus groeien. Hoewel de bouw zelf grotendeels gebonden is aan locale netwerken, zullen de bedrijven zelf aanzienlijk groter moeten worden. De wijze van contracteren, waarbij opdrachtgevers in feite de oplossing van hun behoefte totaal bij één partij willen leggen -natuurlijk na een soort van aanbesteding- betekent ook dat ingenieursbureaus zullen integreren met architectenbureaus en aannemersbedrijven, althans voor de grotere werken. Maar dit soort grotere werken kan ook betekenen de ontwikkeling van een complete stadswijk, zodat er minder plaats is voor middelgrote bedrijven. Kleine bedrijven zullen ofwel specialisten zijn ofwel gericht op de locale markt. Deze integratie geeft kansen voor internationale groei, net zoals dit betekent dat grote buitenlandse bedrijven hier overnames zullen gaan doen of zich hier gaan vestigen. Dit geldt dan niet meer alleen voor Europese bedrijven, maar juist ook voor bedrijven uit de BRIC-landen, de VS en Japan. Ingenieursbureaus die hierin niet mee zullen gaan

zullen zich ofwel moeten specialiseren in allround adviseur en toetser aan de zijde van de opdrachtgever of toeleverancier van diverse diensten bij de nieuwe bedrijven. De doorgaande ontwikkelingen in informatie- en communicatietechnologie op het gebied van hardware en software, zal leiden tot verdere automatiseren van onze bedrijfsprocessen. Niet alleen op kantoor, maar ook op en met de bouw- plaats. Door metingen op de bouwplaats, variërend van vervormingen van belendingen en damwanden tot en met het meten van korreldrukken bij het installeren van palen, het tot een soort van robotisering van de uitvoering leiden of in ieder geval aanpassing van dimensionering direct en automatisch vol gend uit de metingen. Dit lijkt erop te duiden dat kennisspecialisatie en vakmanschap (nog meer) zullen verdwijnen. Maar dat is beslist niet waar. De veelheid aan ter beschikking komende informatie en de blijvende onzekerheid van grond dan wel de locale afwijkingen hierin, betekent altijd menselijk beheersen en ingrijpen waar nodig. Ook vragen de verschillende besturingselementen in het veel meer geautomatiseerde proces een hoge mate van kennis in het managen hiervan. De specialisatie en vakmanschap zullen dus wel ver-

schuiven van low-tech naar high-tech.

Tot slot Wat heb ik hieraan denkt u wellicht. “Nogal vaag, te veel afhankelijkheden en in ieder geval te ver weg in de tijd, ik mag blij zijn als ik dan nog een rollator kan voortbewegen!” Nou, dat valt nog te bezien. Want we worden langer en fitter oud en misschien zijn we zo wie zo gedwongen om tot ons tachtigste door te werken. Daarnaast gaan sommige ontwikkelingen sneller dan de genoemde 40 jaar. Belangrijkste is misschien wel de uitdaging om uw eigen toekomst te maken. Wees bewust van de krachten en ontwikkelingen om ons heen; economisch, technisch en bedrijfsmatig. Op basis hiervan kunnen de kansen gezien en gegrepen worden. Daarbij moeten we het in de funderingsbranche vooral hebben van kennis, vakmanschap en specialismen, zowel de uitvoerende bedrijven als de geotechnische ingenieursbureaus en de kennisinstituten. Basisvragen zijn: gaan deze bundelen en zo ja hoe, met wie en wanneer, gaan we groeien, gaan we internationaal, etc? Reageren op dit artikel kan natuurlijk nu, maar mooier is om over 40 jaar na te praten wat we ervan hebben gemaakt. 쎲


Draagkracht funderingspalen, een up-date

Prof ir. A.F. van Tol Lid Wetenschapsraad Deltares, Delft Hoogleraar Funderingstechniek, Technische Universiteit Delft

Binnen die periode (van 2011 tot 2016) moeten de waarden voor de draagkracht factoren van funderingspalen zijn bepaald uit proefbelastingen die leveranciers voor hun eigen paaltype(n) laten uitvoeren en waarvan een voor ieder toegankelijke en goedgekeurde beschrijving van het paalsysteem en van het installatieproces bij NEN is gedeponeerd. Bij het achterwege blijven van deze onderbouwing zullen de factoren voor het betreffende paalsysteem in 2016 worden gereduceerd met 33%.

Figuur 1 – Vergelijking tussen gemeten en berekende puntdraagkrachten als functie van de paalpuntdiepte in het zand. (Stoevelaar et al. 2011)

Inleiding Twee jaar geleden schreef ik in dit blad over de resultaten van het Delft Cluster/CUR onderzoek naar de draagkracht van funderingspalen (van Tol et al, 2010). Uit het onderzoek bleek dat berekening van de draagkracht van funderingspalen volgens de methode zoals aangegeven in de NEN-normen (eerder NEN-6743 en nu NEN 9997-1) de gemeten draagkracht, in proefbelastingen aanmerkelijk overschat. In het onderzoek werden goed geïnstrumenteerde proefbelastingen, uitgevoerd in Frankrijk, België en Nederland verzameld, waarbij het puntdraagvermogen en het schachtdraagvermogen gescheiden konden worden vastgesteld. Het bleek dat alleen van geheide grondverdringende, geprefabriceerde palen (beton en gesloten stalenbuis palen) voldoende proeven aanwezig waren om een betrouwbare validatie van de rekenregels (de Franse, de Belgische en de Nederlandse) uit te voeren. De berekening van het schachtdraagvermogen zoals in de NEN aangegeven bleek goed overeen te komen met de waarden zoals gemeten bij de proefbelastingen, zij het dat de spreiding groot is, namelijk ca 30%. Het gemeten puntdraagvermogen bleek gemiddeld echter slechts ca. 70% van het voorspelde. De overschatting van het draagvermo-

gen bleek toe te nemen met de inheidiepte in het zand, zie figuur 1. Het bleek dat palen die dieper dan 8 D in de zandlaag staan ongeveer 60% van het voorspelde draagvermogen hebben. Eigenlijk betekent dit αp = 0,6. Na het uitkomen van het CUR/Delft Cluster rapport (CUR 2010) heeft de NEN-commissie besloten om de conclusies van dat rapport niet onmiddellijk te vertalen in gewijzigde draagvermogen factoren in NEN 9997-1. De overwegingen hierbij waren dat: 1. Het Delft Cluster / CUR-onderzoek alleen geheide prefab palen betrof; 2. Van andere systemen onvoldoende goede proefbelastingen bestaan; 3. De draagvermogen factoren van andere systemen afgeleid zijn uit vergelijking met prefab palen. De NEN-commissie concludeerde dat het beeld nog niet compleet is, dat er geen schade gevallen t.g.v. onvoldoende draagvermogen bekend zijn en dat aanpassing van de draagvermogen factoren nu tot marktverstoring kan leiden. De NEN-commissie besloot dat de waarden voor αp en αs voorlopig ongewijzigd blijven, maar dat deze waarden een maximale geldigheidsduur tot 2016 hebben.

14

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

De NEN-commissie heeft vervolgens een plan van aanpak opgesteld hoe het bovenstaande dilemma zou kunnen worden aangepakt. Voor de uitvoering van dat plan is een CUR-commissie opgericht. In de eerste fase van dat plan van aanpak wordt aandacht besteed aan het traceren van verborgen veiligheden. Omdat de draagkracht berekening te optimistisch is, en er geen falen in praktijk wordt gezien is de gedachte dat er verborgen veiligheden in het systeem zitten. Identificatie en kwantificatie daarvan zou het verlagen van de draagvermogen factoren geheel of gedeeltelijk kunnen voorkomen.

CUR-commissie In de CUR-commissie zijn vertegenwoordigd de producenten: ABFAB en NVAF, de opdrachtgevers: RWS-DI en Gemeentewerken Rotterdam, het kennis instituut Deltares, Fugro en de Norm-commissie. Het plan van aanpak voorziet in de volgende activiteiten en onderzoeken: 1. Voorstudie: inventariseren/kwantificeren van verborgen veiligheden (literatuur studie) 2. Haalbaarheid van certificeren gekoppeld aan draagvermogen 3. Pilot test centrifuge, verborgen veiligheden 4. – Vervolg centrifuge, – Veldonderzoek, proefbelastingen naar verborgen veiligheden (prefab palen) 5. Veldonderzoek overige paaltypen Momenteel, oktober 2012, is de voorstudie afgerond, is de haalbaarheid van certificeren, gekoppeld aan draagvermogenfactoren verkennend onderzocht en is de financiering voor de pilot test in de centrifuge van Deltares rond. Financiering van het verdere onderzoek is niet in zicht. Dit artikel zal


Samenvatting Twee jaar geleden verscheen het rapport Axiaal belaste palen met resultaten van het Delft Cluster/CUR onderzoek. Het bleek dat de draagkracht van funderingspalen, berekend volgens de NEN-methode de werkelijke draagkracht, gemeten in proefbelastingen aanmerkelijk overschat. De NENcommissie besloot dat de waarden voor 움p en 움s voorlopig ongewijzigd blijven, maar dat deze waarden een maximale geldigheidsduur tot 2016 hebben. Identificatie en kwantificatie van eventuele verborgen veiligheden kan het verlagen van de draagvermogen factoren geheel of gedeeltelijk voorkomen.

Dit artikel gaat in op de resultaten van de studie naar verborgen veiligheden. Aan de orde komen: 1. de verbetering van de draagkracht in de tijd; 2. restspanningen in paal; 3. afsnuiten en limietwaarden; 4. groepseffecten en 5. windbelasting / negatieve kleef. De conclusie van het onderzoek is dat het zinvol is om de tijdseffecten nader te onderzoeken, waarbij het dan primair gaat om het effect te kwantificeren en de invloed van belasting wisselingen vast te stellen. Verder wordt aanbevolen om verder te gaan met onderzoek naar de verdichtingseffecten voor de paalpuntdraagkracht in combinatie met de installatie volgorde.

Figuur 3 – Gemeten kracht aan de paalpunt bij de Figuur 2 – Kopverplaatsingsgrafieken, static tests, Axelsson (2000).

met name ingaan op de resultaten van de studie naar verborgen veiligheden. Achtereenvolgens zal worden ingegaan op de volgende onderwerpen: – de verbetering van de draagkracht in de tijd, – restspanningen in paal, – afsnuiten en limietwaarden – groepseffecten, – windbelasting / negatieve kleef.

Verbetering van de draagkracht in de tijd Er is veel onderzoek uitgevoerd naar de toename van draagkracht van funderingspalen in de tijd. In het verleden werd vooral gedacht dat dit fenomeen een rol speelde bij palen in klei, maar ook de draagkracht van palen in zand blijkt in de tijd toe te nemen. Het meeste onderzoek werd uitgevoerd op stalen buis palen, waarbij de proefbelastingen dan meestal op trek werden uitgevoerd. Er heeft echter ook onderzoek plaats gevonden op prefab beton palen (Axelsson, 2000). Omdat het DC/CUR onderzoek zich vooral richtte op prefab beton palen en het bij dat type dus interessant is om eventuele verborgen veiligheden te identificeren en te kwantificeren wordt onderstaand nader ingegaan op het

onderzoek van Axelsson. In overwegend siltig zand werd een geïnstrumenteerde prefab beton paal, met dwarsafmetingen 235x 235 mm geslagen tot 13 m onder maaiveld. De paal was uitgerust met een drukopnemer bij de paalpunt om de puntspanning te meten en drukopnemers en waterspanningmeters langs de schacht om de horizontale gronddruk en waterspanning op de paalschacht te meten. Statische proefbelastingen werden uitgevoerd resp 1, 5, 8, 141 en 667 dagen na installatie van de paal. Figuur 2 geeft de last-zakkingscurves van de proefbelastingen. Figuur 3 geeft de last-verplaatsingscurves van de paalpunt. Het blijkt dat de toename van de draagkracht van de paal in de tijd substantieel is. Dit is niet toe te schrijven aan toename van de draagkracht van de paalpunt. Uit figuur 3 blijkt dat die toename maar maximaal ca. 10% is. De toename van de draagkracht wordt dus veroorzaakt door toename van het schachtdraagvermogen. Dit wordt bevestigd door de horizontale effectieve spanning (contactdruk) op de paalschacht. Onderscheid wordt gemaakt in de horizontale spanning op de paal in belaste en onbelaste toestand. In on-

15

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

verschillende proeven, Axelsson (2000).

belaste toestand neemt de contactspanning op het diepste niveau tussen 1 en 667 dagen 12 kPa toe, maar in belaste toestand 40 kPa. Het verschil tussen de contact spanning in onbelaste – en belaste situatie wordt veroorzaakt door de dilatantie. De toename in de tijd van de horizontale spanning tijdens belasten wordt dus vooral veroorzaakt door toename van de dilatantie, hetgeen duidt op een verandering van de korrelpakking in het contactvlak van paal en grond. Axelsson (2000) concludeert dat 25% van de toename van de schachtdraagkracht het gevolg is van de onbelaste horizontale spanningstoename en 75% door spanningsverhoging ten gevolge van de dilatantie. De toename van de draagkracht in de tijd wordt door verschillende auteurs uitgedrukt als toename met de logaritme van de tijd volgens onderstaande vergelijking (Skov and Denver 1988):

(1) Waarin: paalcapaciteit op tijdstip t Qt Q0 paalcapaciteit op t0


Figuur 5 – Verhouding restkracht aan paalpunt t.o.v. gemeten kracht Figuur 4 – Metingen van Axelsson, 2000, gefit met vergelijking (1)

A t0

functie van de grondsoort tijd voor Q0

Voor A worden in de literatuur voor klei resp. zand waarden gelijk aan 0,6 en 0,2 genoemd. Dit betekent dat bij een geheide paal in klei de draagkracht per decade 60% toeneemt en bij zand 20%. De ondergrens wordt over het algemeen voor palen in zand op 0,15 aangehouden. Maar uit het onderzoek van Axelsson blijkt voor de geheide betonpaal in siltig zand een veel grotere waarde, A=37,5%, zie figuur 4. Uit de literatuur op het gebied van set-up, zoals het verschijnsel van toename van draagkracht in de tijd meestal wordt genoemd en in het bijzonder het onderzoek van Axelsson, blijkt dat de volgende factoren van belang zijn voor de grootte van de set-up. – Relatieve dichtheid en stijfheid van de grond: hoge dichtheid meer set-up – Korrelverdeling: set-up bij siltig zand hoger is dan bij grover zand – Korrelsterkte: sterke zanden hebben meer set-up – Korrelstructuur en vorm: hoekige korrels geven een grotere set-up – Vochtgehalte van de grond: zeer hoge set-up is waargenomen in onverzadigd zand – Spanningsniveau: bij een hoog spanningsniveau levert dilatantie een grotere bijdrage – Installatieproces is bepalend voor de spanningstoestand na installatie en dus voor de set-up – Diameter paal: kleine diameter meer set-up Voordat het positieve tijdeffect zou kunnen worden meegenomen in de regelgeving zullen eerst de belangrijkste van deze factoren moeten worden uitgezocht. Een andere belangrijke vraag is hoeverre de toege-

aan paalpunt. De paallengte is de diepte in het zand.(Xu et al., 2008)

nomen draagkracht aanwezig blijft ook na het aanbrengen van wisselende belastingen. Uit onderzoek verricht door Jardin et al, (2006) blijkt dat: – Herhaalde proeven op palen een lagere draagkracht geven dan proeven op maagdelijke, dat wil zeggen niet eerder belaste palen; het trekdraagvermogen van herhaalde proeven komt uit rondom de trendlijn Chow & Jardine at al., (1997), dat wil zeggen A is ca 0,30; – Het essentieel is om maagdelijke palen te beproeven in combinatie met herhaalde proeven. Dit om grenzen van intact ageing capacity (IAC) en de verstoorde waarden te kunnen vaststellen. Bij het uitvoeren van vervolg onderzoek moet dus met bovenstaande en het effect van wisselende belastingen rekening worden gehouden.

Restspanningen in paal Bij proefbelastingen op geheide palen worden de rekopnemers waaruit de krachten in de paal worden afgeleid na de installatie van de paal op nul gezet dan wel pas aangebracht in de vorm van een string met opnemers die in een buis in de paal wordt gecementeerd. Dat betekent dat eventueel aanwezige restspanning in de paalpunt (na het heien) niet wordt meegenomen in de bepaling van het puntdraagvermogen. Dit zou een verklaring kunnen zijn voor het lage (lager dan volgens de rekenregel) puntdraagvermogen dat uit de proefbelastingen volgde. De eventuele hieruit volgende verhoging van de puntdraagkracht gaat echter ten koste van het schachtdraagvermogen. Figuur 5 geeft de resultaten van een groot aantal proefbelastingen waarbij wel de restspanningen na installatie werden gemeten. Het blijkt dat de restspanning aan de paalpunt bij palen met een pene-

16

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

tratie van minder dan 20xD nihil is; pas bij inheidiepte van meer dan 30xD in de draagkrachtige laag treden substantiële restspanningen. Dit fenomeen is dus geen verklaring voor de lage puntweerstand, zoals weergegeven in figuur 1, waarin alle palen een kleinere penetratie hebben dan 25xD.

Afsnuiten – limietwaarden Een andere verklaring voor het ontbreken van problemen met draagkracht van geheide palen in de praktijk zou kunnen zijn dat de in Nederland gehanteerde limietwaarden (15 MPa voor de puntweerstand en 150 kPa voor de schachtweerstand) te conservatief zijn. Uit vergelijking met onderzoek naar gemeten puntspanningen in zandlagen met zeer hoge conusweerstanden en buitenlandse normen wordt geconcludeerd dat: – De onderzochte literatuur geen aanleiding geeft om de huidige limietwaarde voor de puntweerstand, 15 MPa, te verhogen. – Een verhoging van de limietwaarde van de schachtwrijving wel een reële optie lijkt omdat hogere schachtweerstand is gemeten en ook wordt toegelaten in andere, buitenlandse normen.

Groepseffecten Hiermee wordt zowel het effect van de installatie bedoeld als ook het gevolg van de hogere belasting in de grond door het aanbrengen van belasting op de palen. Bij de berekening van de capaciteit van trekpalen worden beide in rekening gebracht. Het installatie effect van grondverdringende palen door middel van f1 en het effect van de belasting (bij trekpalen een negatief effect) door middel van f2. De factor f1 uit CUR 2001-4 wordt bepaald door het volume van de ingebrachte palen om te rekenen naar verdichting en met een empirische relatie die, bij gelijkblijvende verticale spanning, de (ver-


DRA AGKRACHT FUNDERINGSPALEN, EEN UP-DAT E

Figuur 6 – Verdichtingsfactor f1 voor een paal in een symmetrisch palenveld.

Figuur 7 – Verdichtingsfactor f1 voor een paal in een palenrij.

hoogde) dichtheid relateert aan een (verhoogde) conusweerstand qc. De factor f1 is verhouding tussen verhoogde en initiële qc en deze wordt meegenomen in de berekening van de draagkracht van de schacht van een trekpaal. In beginsel zou deze factor ook voor het schachtdraagvermogen van drukpalen kunnen worden meegenomen. Of de verdichting ook onder het paalpunt niveau in die mate plaats vindt en tot welke diepte en dus ook kan worden meegenomen voor de berekening van het puntdraagvermogen is nog de vraag. Hiertoe moet de diepte tot waar verdichting optreedt worden vastgesteld als mede het effect van de volgorde van heien. Bij het heien van palen dichtbij reeds geïnstalleerde palen wordt wel opheien geconstateerd; de reeds geheide paal komt omhoog. Dit zou het puntdraagvermogen mogelijk negatief kunnen beïnvloeden. De op bovenbeschreven wijze bepaalde verdichtingsfactor f1 kan tot aanzienlijke toename van de conusweerstand c.q. het schachtdraagvermogen leidden. In figuur 6 en 7 is voor een symmetrisch palenveld en een palenrij de grootte van de factor f1 als functie van de hart op hart afstand tussen de palen gegeven. Voor symmetrische palenvelden met h.o.h. afstand s van bijvoorbeeld 4xDeq is f1 ca 1,5 met een kleine spreiding ten gevolge verschillen in de initiële dichtheid. Het verdichtingspercentage, uitgedrukt als paaloppervlakte ten opzichte totaal oppervlakte bedraagt dan 5%, dus niet extreem. Voor een palenrij is f1 gelijk aan 1,5 bij paalafstanden h.o.h. 2,5xDeq. De factor f1 is bij een meerdere projecten gecontroleerd met behulp van sonderingen voor en na installatie van de palen. Het blijkt dat de waarde f1,

Figuur 8 – Normaalkrachtverloop als functie van de diepte (ten opzichte van maaiveld) met een windbelasting van 600 kN.

zoals bepaald in de trekpalen richtlijn CUR 2001-4, een veilige schatting is van het installatie effect; meestal wordt in praktijk een grotere verdichting gevonden dan voorspeld werd. Voor een ontwerp richtlijn is dit ook wenselijk. Te meer daar een eventuele overschatting van het effect pas blijkt tijdens de uitvoering met alle gevolgen van dien. Wel moet worden opgemerkt dat het werkelijk installatie effect van grond verdringende (geheide) palen heel veel complexer is dan in de benadering

17

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

volgens CUR 2001-4. – Er treedt niet alleen verdichting op, maar ook opspanning. Indien de initiële dichtheid al hoog is, zal de opspanning zelfs dominant zijn ten opzichte de verdichting. – Niet het volledige volume van de paal leidt tot verdichting; er wordt immers ook grond omhoog verplaatst. – Direct naast de paalschacht treedt ook dilatantie en dien ten gevolge additionele opspanning op. Maar direct naast de schacht kan ook ontspanning


optreden, ten gevolge van de op en neer gaande beweging van de paalschacht tijdens het heien. – Zeker bij initieel dichtgepakte zanden treedt crushing op, waardoor opspanning beperkt blijft. De conclusie ten aanzien van het groep effect is dat in beginsel de verdichtingsfactor f1 ook kan worden toe gepast voor geheide op druk belaste palen. De volgende nadere randvoorwaarden moeten dan worden vastgesteld met betrekking tot de factor f1: – Geldt f1 ook voor het puntdraagvermogen, en zo ja tot welke diepte onder de paalpunt treedt verdichting op en welke rol speelt de volgorde van het heien? – Geldt f1 ook voor kleine, zeer dichte paalgroepen? – Is het invloedsgebied, zoals uitgangspunt in CUR 2001-4 inderdaad 6? Deq? – Wordt de grootte van f1 beïnvloed door de eigenschappen van het zand, zoals de korrelverdeling, -vorm, -sterkte en het silt gehalte? CUR 2001-4 vereist bij een verdichtingsfactor f1 > 1 controlesonderingen achteraf om aan te tonen dat de verdichting daadwerkelijk optreedt. De praktijk zou zeer gebaat zijn bij een betrouwbare en voldoende veilige rekenregel, waarbij controlesonderingen achterwege kunnen blijven.

Windbelasting / Negatieve kleef In de huidige ontwerppraktijk wordt windbelasting opgenomen door de draagkrachtige zandlaag. In het westen van Nederland, waar het pleistocene zand is afgedekt door een dik pakket holocene kleien veenlagen worden palen door negatieve kleef belast. De negatieve kleef belastingen kunnen zeer aanzienlijk zijn, tot meer dan 30% van de totale paalbelasting. Wind belasting vormt met name bij hoogbouw een andere belangrijke tijdelijke component van de totale belasting. Bij een paal waarbij de negatieve kleef belasting volledig is ontwikkeld, zal de wind belasting in eerste instantie enige indrukking van de paal veroorzaken, waardoor de negatieve kleef zal afnemen. Met een interactie berekeningsmodel, zoals INTER van GW-Rotterdam of D-pile van Deltares kan hier aan gerekend worden. Met dit eerste genoemde model zijn een aantal berekeningen gemaakt naar dit fenomeen. Figuur 8 laat een berekeningsresultaat zien van het krachtenverloop in een paalschacht, eerst in geval de paal alleen belast is door 1000 kN permanente belasting en 550 kN negatieve kleef. Vervolgens additioneel met een tijdelijke windbelasting van 600 kN. De negatieve kleef neemt dan af van 550 tot 300kN. Dat wil zeggen dat (550-300) / 600 is ca 40% van de windbelasting wordt afgedragen in de bovenlagen. Deze bijdrage is dus zeker niet verwaarloosbaar, en levert in dit geval dus een verbor-

veldonderzoek wordt beperkt. De set-up van de test is in figuur 9 weergegeven. In de container worden in één preparatie twee geïnstrumenteerde test palen geïnstalleerd. Eén enkele paal en een paal in een groep van 3 palen. De beide testpalen en de overige palen in de groep worden in de vlucht geïnstalleerd. Voor het tijdseffect wordt eerst paal 1 tot bezwijken belast, resp. 1, 10, 100 en 1000 minuten na installatie. Vervolgens wordt paal 2 in de groep volgens het zelfde tijdschema belast. De centrifuge zal vanaf de start van de installatie tot met de laatste proefbelasting blijven draaien.

Figuur 9 – Lay out van centrifuge test, proefpalen met diameter 16 mm.

gen veiligheid in de huidige ontwerp praktijk. Bedacht dient echter te worden dat de windbelasting pas een significante bijdrage levert bij gebouwhoogten van meer dan 40 m. De bijdrage is dan ca 10%. Dus windbelasting, die wordt opgenomen in de bovenlagen is dus geen generieke verborgen veiligheid.

Conclusies en vervolg De conclusie van het onderzoek naar verborgen veiligheden is dat het zinvol is om i de tijdseffecten nader te onderzoeken. Waarbij het dan primair gaat om het effect te kwantificeren, de invloed van belasting wisselingen vast te stellen en te zien welke beperkingen van toepassing zijn. Verder wordt aanbevolen om door te gaan met onderzoek naar de verdichtingseffecten, waarbij met name naar het effect voor de paalpuntdraagkracht moet worden gekeken in combinatie met de installatie volgorde.

Pilot test in geotechnische centrifuge In het begin van dit artikel is het plan van aanpak van de CUR-commissie gepresenteerd. Het eerste onderdeel is afgerond. Het onderzoek naar de haalbaarheid van certificering gekoppeld aan draagvermogen factoren loopt nog. De financiering voor stap 3, de pilot test in de geotechnische centrifuge van Deltares naar de verbogen veiligheden is rond. Bij deze proef die voor het einde van dit jaar zal worden uitgevoerd wordt het tijds- en het groepseffect onderzocht. De opzet van deze beperkte proef is er met name opgericht om te zien of genoemde fenomenen zich in de centrifuge laten onderzoeken. Veelal wordt immers gedacht dat kruip (en dat is het achterliggende proces van set-up) zich niet laat modelleren in een centrifuge omdat de tijd niet mee schaalt. Anders gezegd als kruip in werkelijkheid 3 maanden duurt dan zal dat in de centrifuge ook zo zijn. Deltares denkt met een langer durende centrifuge test de grootte van de factor A in vergelijking 1 te kunnen vaststellen. Als dat slaagt kan met onderzoek in de centrifuge duurder

18

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Dankwoord Het onderzoek naar de verborgen veiligheden is uitgevoerd door Deltares, Fugro en Gemeentewerken Rotterdam. De auteur van dit artikel wil dan ook de heren Stoevelaar en Bezuijen van Deltares, Nohl, Jansen en Hoefsloot van Fugro en Hannink van GWR hartelijk danken voor hun bijdragen aan het onderzoek en daarmee aan de inhoud van dit artikel.

Geraadpleegde literatuur 1. Axelsson, G. (2000). Long-Term Set-up of Driven Piles in Sand. Div. of Soil an Rock Mechanics. Dep. of Civil and Environmental Engineering. Stockholm, Royal Institute of Technology. 2. Chow, F., R. J. Jardine, J. F. Nauroy, F. Brucy , (1997). Time related increases in the shaft capacities of driven piles in sand. Geotechnique 47(No2.): 353-361. 3. CUR (2001). CUR-publicatie 2001-4 Ontwerpregels voor trekpalen. 4. CUR (2010). CUR 229: Axiaal draagvermogen van palen. Gouda. 5. NEN-9997-1, Normen en waarden 11, Draagkracht van palen, Geotechniek, januari 6. R.J. Jardine, F. C. C., J.R. Standing, F.C. Chow (2006). Some observations of the effects of time on the capacity of Piles driven in Sand. Geotechnique 56 no 4: 227-224. 7. Skov, R. and Denver, H (1988). Time-dependence of bearing capacity of piles. Proc. 3rd. Int. Conf. on Application of Stress-wave Theory to Piles, Ottawa, Canada. 8. Stroevelaar, R, Bezuijen, A, Lottum, H. van, Tol, A.F. van (2011). Effects of crushing on point bearing capacity in sand tested in a geotechnical centrifuge. 15th European Conf. ISSMGE Athens. 9. Van Tol, A. F., R. Stoevelaar, J. Rietdijk (2010). Draagvermogen van geheide palen in internationale context. Geotechniek december. 10. X. Xu, J.A. Schneider en B.M. Lehane (2008). Cone penetration test (CPT) methods for endbearing assesment of open- and closed-ended driven piles in silicious sand. Can. Geotech. J. 45: 1130-1141. 쎲


IDEEN. INGENIEURE. INNOVATIONEN. HUESKER – Ingenieursoplossingen met geokunststoffen

Geotechniek en funderingstechnieken Het gebruik van HUESKER geokunststoffen in geotechniek en funderingstechnieken maakt bouwen van steile wanden met hoge belasting op moeilijk terrein of op een slappe ondergrond mogelijk – milieuvriendelijk, voordelig en veilig.

Wegenbouw Waterbouw Milieutechniek

www.HUESKER.com De ingenieurs en technici van HUESKER bieden support bij het werken met andere materialen in uw bouwprojekten. Vertrouw op de producten en oplossingen van HUESKER. Agent voor Nederland · CECO B.V. · Tel.: 043 - 352 76 09 · info@cecobv.nl HUESKER Nederland · Tel.: 073 - 503 06 53 · c.brok@HUESKER.nl


Van Rijkspostspaarbank naar vijfsterren Conservatoriumhotel

Deel 2 Monitoring uitvoering Conservatoriumhotel Amsterdam

Prof. dr. ir. A.E.C. van der Stoel CRUX Engineering BV Amsterdam Universiteit Twente

Ir. D. Vink CRUX Engineering BV Delft

Ing. J. Bouma CRUX Engineering BV Amsterdam

Figuur 2abc – Drukken damwanden.

Figuur 1 – Overzicht hoogtebouten en inclinometers.

Inleiding Uit het eerder verschenen deel 1 (zie Geotechniek september 2012) bleek dat bij het ontwerp van de bouwkuip en de fundering met name de omgevingsbeïnvloeding een belangrijke rol speelde. De draagkracht van de bestaande palen van het pand en de verplaatsingen van het gebouw die ontstaan door de relatief zeer diepe bouwkuip naast deze palen spelen een belangrijke rol. Gezien de asymmetrische geometrie van de bouwkuip, de complexe fasering en de nabijheid van diverse belendingen zijn de bouwkuip- en vervormingenberekeningen uitgevoerd met het eindige elementen model (EEM) computerprogramma Plaxis. De resultaten van de Plaxis berekeningen zijn gebruikt om de verplaatsingsinvloed van de ontgraving van de bouwkuip op het bestaande pand te bepalen. Het gaat hierbij om de momenten in de bestaande houten palen en om de zakking van de houten palen als gevolg van grondontspanning door ontgraven. Het zakken van de bestaande funderingspalen leidt tot vervormingen in het

pand van het Conservatoriumgebouw welke zijn getoetst aan de hand van een schadepredictie. Dit deel beschrijft hoe de bouwwerkzaamheden zijn gemonitord, welke onvoorziene gebeurtenissen zijn opgetreden en hoe daarop gereageerd is om de omgevingsbeïnvloeding binnen toegestane grenzen te houden.

Monitoringsplan Voorafgaand aan de werkzaamheden is een monitoringsplan opgesteld. In het monitoringsplan zijn de op basis van de uitgevoerde risicoanalyse afgeleide grens- en alarmwaarden opgenomen. De monitoring voor dit project heeft bestaan uit: – deformatiemetingen aan de panden – inclinometingen damwand – trillingsmetingen – meting van de grondwaterstand In de gevels grenzend aan de binnenplaats zijn hoogtebouten aangebracht om de verticale verplaatsing gedurende de werkzaamheden te monitoren. Om verschilzettingen in het gehele pand te

20

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

kunnen bepalen zijn ook in de buitengevels (aan de straatzijde) een twaalftal hoogtebouten geplaatst. In tabel 1 is een hoeveelhedenstaat gegeven van de uitgevoerde monitoringswerkzaamheden. De vervorming van de damwanden is gemeten met behulp van vijftien inclinometers. De inclinometingen zijn uitgevoerd om tijdens elke karakteristieke bouwfase een vergelijking te kunnen maken tussen de gemeten en de berekende damwandvervormingen en de zakking van de hoogtebouten.


Samenvatting In dit tweede deel van twee artikelen over de verbouwing van het Conservatoriumgebouw in Amsterdam wordt nader ingegaan op het monitoringsplan en de relatie tussen de predictie en monitoringsresultaten. Specifiek wordt aangetoond hoe deze combinatie heeft geleid tot value engineering en hoe een tweetal

Uitbuiging van een damwand leidt namelijk tot grondvervormingen aan de actieve zijde, maar hoeft niet altijd te leiden tot zakking van het pand. figuur 1 geeft een overzicht van de locatie van de uitgevoerde inclino- en hoogtemetingen. De damwanden zijn hydraulisch gedrukt op korte afstand (< 1,5m) van de gevel (figuur 2abc). De trillingen tijdens het inbrengen van de damwanden zijn gemonitoord door ‘meelopende’ trillingsmeters langs de gevel en trillingsmeters in het gebouw. Om de trillingen ten gevolge van het bouwverkeer te meten zijn ook aan weerszijden van de ingang van de bouwplaats aan de Paulus Potterstraat trillingsmeters geplaatst. Omdat dit de enige toegang tot de bouwplaats vormde was de intensiteit van bouwverkeer hier zeer groot. Voorafgaand aan de werkzaamheden is met alle betrokkenen partijen uitgebreid gecommuniceerd over de mogelijke maatregelen welke genomen kunnen worden bij overschrijding van de gestelde grenswaarden. De filosofie hiervan is dat doordat iedereen vóóraf op de hoogte is van welke maatregelen genomen kunnen, vertraging van de bouwwerkzaamheden bij overschrijding van de grenswaarden zoveel mogelijk kan worden voorkomen. De mogelijke maatregelen varieerden van bijvoorbeeld voorboren bij het inbrengen van de damwanden tot het plaatsen van een extra stempelraam en het versterken van de bestaande fundering.

Vergelijking metingen en predictie In figuur 3 zijn de berekende en de gemeten maximale uitbuiging van de damwanden in de diepe bouwkuip naast elkaar gezet. De metingen zijn gepresenteerd voor één locatie en na twee verschillende bouwfasen. In de eerste gepresenteerde bouwfase is in sleuven ontgraven om de stempels te plaatsen. De tweede meting is uitgevoerd na het droog ontgraven van de diepe bouwkuip tot NAP -6,1m. Dit was tevens de maatgevende bouwfase voor de horizontale uitbuiging van de damwanden. De maximaal gemeten damwanduitbuiging bedraagt 41mm, hetgeen redelijk overeen komt met de verwachte uitbuiging van 36mm. Uit de inclinometingen blijkt duidelijk dat de damwand tijdens de sleufontgraving minder is

incidenten, die een aanzienlijke vertraging hadden kunnen veroorzaken, zonder noemenswaardige problemen en/of vertraging zijn opgelost. Monitoring en een goede en open communicatie speelden hierbij een belangrijke rol.

Tabel 1 Hoeveelhedenstaat monitoring Materieel

Aantal sensoren c.q. meetpunten

Meetbouten aan buitengevels Meetbouten gevels langs damwand Inclinometers Trillingsmeters

12

Peilbuizen

34 15 1 set à 4 sensoren 5 enkele sensoren 15 2 2

tijdens inbrengen damwanden meting bouwverkeer freatisch grondwaterstand peilbuizen in de wadzandlaag peilbuizen in het 1e watervoerend pakket

verplaatst dan op basis van de berekening werd verwacht. Dit is te verklaren doordat de berekeningen zijn uitgevoerd met een ‘gesimplificeerd’ 2D model waardoor het 3D effect van een sleufontgraving niet geheel correct kan worden gemodelleerd. Bovendien bleek achteraf dat juist op deze locatie over een bepaalde breedte de sleuf voor het stempel breder was gegraven dan voorzien (en berekend). De directe terugkoppeling van de meting heeft daarbij geholpen betrokken partijen ervan te overtuigen dat integraal ontgraven (in plaats van in sleuven) voor het aanbrengen van de stempels geen optie was. Zoals uit figuur 3 valt op te maken lopen de vervormingen van de damwanden in de maatgevende bouwfase minder snel terug dan verwacht. Dit wordt waarschijnlijk veroorzaakt door een lagere stijfheid van de grondlagen direct onder het Hollandveen dan aangenomen in de berekening. De uitgevoerde hoogtemetingen aan het Conservatoriumgebouw lieten echter geen overschrijding van de gestelde alarmwaarden zien, zodat de werkzaamheden konden worden voortgezet.

Value engineering en incidenten De nauwe samenwerking en goede communicatie tussen opdrachtgever (Alrov Group / IQNN Vastgoed), constructeur (Van Rossum Raadgevend Ingenieurs), geotechnisch adviseur (CRUX Engineering), aannemer (Strukton) en fundering onderaannemer (Van ‘t Hek) bij de bouw en het monitoren, heeft drie keer bewezen van groot nut

21

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Figuur 3 - Gemeten en berekende uitbuiging damwanden (inclinometer 11).

te zijn. Voor en tijdens de bouw moest er drie keer snel gereageerd worden op (deels) onvoorziene omstandigheden die geleid hebben tot aanpassingen van het oorspronkelijke bouwplan: 1. bij een optimalisatieslag (vóór aanvang van de bouw), 2. incident 1: tijdens het verzakken van het stempel op NAP-5,0m in de diepe bouwkuip en 3. incident 2: bij zakking van het pand Paulus


Tabel 2 - Bouwfasering Oorspronkelijk ontwerp

Mv-stempel en jetgroutstempel eruit; sleufontgraving

Stempel -5,0m in put A verzakt

Verzakking pand Paulus Potterstraat 44

A, B: damwanden aanbrengen A, B: maaiveldstempel A: ontgraven -2,0m; gws -2,0m

A, B: damwanden aanbrengen (geen mv-stempel meer) A, B: droog ontgraven in sleuven -2,3m 1:2 A, B: stempel -1,5m aan B: aanvullen tot boven mv A: droog ontgraven -5,5m A: stempel -5,0m aanbrengen A: droog ontgraven -6,1m A: waterpeil omhoog +0,1m A: nat ontgraven -10,9m A: onderwaterbeton A: droogzetten put

A, B: damwanden aanbrengen

A, B: damwanden aanbrengen

A & B: droog ontgraven in sleuven -2,3m 1:2 A, B: stempel -1,5m aan B: aanvullen tot boven mv A: droog ontgraven -5,5m A: stempel -5,0m aanbrengen A: droog ontgraven -6,1m A: waterpeil omhoog +0,1m A: nat ontgraven -10,9m A: onderwaterbeton A: droogzetten hart stempel -5,0m A: stempel -5,0m weg A: waterstand verlagen tot -6,5m A: waterstand omhoog +0.1m A: stempel -5,0m herstellen A: droogzetten put B: droog ontgraven -4,5m B: stempel -4,0m aanbrengen

B: droog ontgraven -6,1m A: vloer -8,4m aanbrengen A: stempel -5,0m weg A: vloer -3,2m en +0,545m A: stempel -1,5m weg A: vloer +0,545; tussenwanden

A & B: droog ontgraven in sleuven -2,3m 1:2 A, B: stempel -1,5m aan B: aanvullen tot boven mv A: droog ontgraven -5,5m A: stempel -5,0m aanbrengen A: droog ontgraven -6,1m A: waterpeil omhoog +0,1m A: nat ontgraven -10,9m A: onderwaterbeton A: droogzetten hart stempel -5,0m A: stempel -5,0m weg A: waterstand verlagen tot -6,5m A: waterstand omhoog +0.1m A: stempel -5,0m herstellen A: droogzetten put B: droog ontgraven -4,5m B: stempel -4,0m aanbrengen B: voorspannen stempel -4,0m met 150 kN/m' B: droog ontgraven -6,1m A: vloer -8,4m aanbrengen A: stempel -5,0m weg A: vloer -3,2m en +0,545m A: stempel -1,5m weg A: mv-stempel weg

B: vloer -5,335m aanbrengen B: stempel -4,0m weg B: vloeren -2,7m en +0,365m

B: vloer -5,335m aanbrengen B: stempel -4,0m weg B: vloeren -2,7m en +0,365m

B: stempel -1,5m weg

B: stempel -1,5m weg

A, B: stempel -1,5m aan B: aanvullen tot boven mv A: droog ontgraven -5,5m A: stempel -5,0m aanbrengen A: droog ontgraven -6,1m A: waterpeil omhoog +0,0m A: nat ontgraven -10,9m A: onderwaterbeton A: droogzetten put

B: droog ontgraven -4,5m B: stempel -4,0m aanbrengen

A: vloer -8,4m aanbrengen A: Stempel -5,0m weg A: vloer -3,2m; tussenwanden A: tijdelijk mv-stempel aan; stempel -1,5m weg

B: droog ontgraven -6,1m A: vloer -8,4m aanbrengen A: stempel -5,0m weg A: vloer -3,2m en +0,545m aanbrengen A: stempel -1,5m weg B: mv-stempel aanbrengen en

jetgroutstempel aanbrengen B: droog ontgraven -6,1m B: vloer -5,335m aanbrengen B: vloer -2,7m; vloer +0,36m; tussenwand; mv-stempel weg

B: vloer -5,335m aanbrengen B: stempel -4,0m weg B: vloeren -2,7m en +0,365m aanbrengen B: stempel -1,5m weg

Figuur 4 – Inspectie gording 2e stempellaag.

Figuur 5 – Inclinometingen tot en met verzakken stempel -5,0m.

22

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special


RIJKSPOSTSPAARBANK NAAR VIJFSTERREN CONSERVATORIUMHOTEL

Tabel 3 - Vergelijking maximale damwandverplaatsing oorspronkelijk bouwfasering en na uitval stempel -5,0m Bouwstap

Oorspronkelijk

Met calamiteit en herstelmaatregel

A: nat ontgraven -10,9m en

27,1 (1)

27,1 (1)

A: droogzetten hart stempel 5,0m

n.v.t.

26,6

A: stempel -5,0m weg

n.v.t.

34,4 (3#)

A: waterstand verlagen tot -6,5m

n.v.t.

35,5

onderwaterbeton

A: waterstand omhoog +0.1m

n.v.t.

27,3 (4#)

A: stempel NAP-5,0m herstellen

n.v.t.

27,3

A: droogzetten put

26,6 (2)

28,5 (5#)

B: droog ontgraven -4,5m

27,8

31,1

B: droog ontgraven -6,1m

28,3

31,3

B: stempel -1,5m weg

36,4

37,5

Figuur 6 – Inclinometers. (1) Nummers tussen haakjes komen overeen met nummers in AFB-6

Figuur 7 – Verplaatsingen PP44.

Potterstaat 44 bij de ondiepe bouwkuip B ter plaatse van de toegangsweg. Alvorens nader in te gaan op genoemde drie ontwerpwijzigingen wordt verwezen naar het overzicht van de bouwfasering en de wijzigingen en maatregelen zoals weergegeven in tabel 2. Met rood lettertype zijn de wijzigingen dan wel de maatregelen aangegeven die doorgevoerd werden. De nummers in de tabel corresponderen met bovengenoemde nummers. De in de tabel gebruikte peilmaten zijn gegeven ten opzichte van NAP. In figuur 9ab is een overzicht van de complete bouwkuip opgenomen. Alvorens in detail op de ontwerpwijzigingen in te gaan wordt eerst nog een korte beschrijving gegeven van het bouwkuipontwerp: De ontgravingen op de binnenplaats van het conservatoriumgebouw bestaan uit een diep (A) en een ondiep (B) gedeelte. Het diepe gedeelte A is nat ontgraven tot NAP-10,9m waarna geschroefde

Figuur 8 – Aanbrengen palen.

palen zijn aangebracht en de afsluiting is gerealiseerd met onderwaterbeton, waarna de put kon worden drooggezet. Het ondiepe gedeelte B is droog ontgraven tot NAP-6,1m. In beide kuipen zijn de wanden AZ26-700 gestempeld met twee stempelframes. Het bovenste stempel lag in beide kuipen op NAP-1,5m. Het tweede stempelframe lag in deel A op NAP-5,0m en in deel B op NAP-4,0m.

Optimalisatie Aanvankelijk was het de bedoeling om in beide gedeelten A en B op maaiveldniveau (circa NAP+0,5m) een stempelframe aan te brengen zodat de damwand niet uit zou kragen bij de ontgraving ten bate van het aanbrengen van het stempel op NAP-1,5m. Dit stempelniveau was in het bijzonder gekozen omdat de kespen van de fundering van het belendende gebouw zich daar bevonden. Kort voordat met de bouw begonnen zou worden bleek dat er in het pand overal een souterrain met

23

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

voldoende constructieve sterkte aanwezig was. Deze gunstige informatie maakte het mogelijk om het ontwerp te optimaliseren, omdat door de aanwezigheid van het souterrain de gronddruk aan de actieve zijde van de grondkering lager is dan oorspronkelijk werd aangenomen. Het 1e stempel op maaiveldniveau in het oorspronkelijk ontwerp van de diepe bouwkuip kon hierdoor komen te vervallen, met als bijkomend voordeel dat de aannemer nu direct middels een ponton varend ‘bovenop’ het (oude 2e, NAP -1,5m) stempelraam de palen kon installeren figuur 8, in plaats van eerst te moeten overpakken van het eerste stempelraam. Omdat het stempel met hart op NAP-1,5m bij het ontbreken van het maaiveldstempel nu in een vrij grote ontgravingsstap moest worden aangebracht, moest wel in sleuven worden ontgraven om deze zonder te grote vervormingen aan te kunnen brengen. Er is overigens wel eerst nog onderzocht of het stempel op NAP-1,5m hoger geplaatst kon worden, hetgeen echter niet mogelijk bleek in verband met de minimaal benodigde waterdiepte in de bouwkuip voor het varend ponton.


Een andere wijziging was het komen te vervallen van een oorspronkelijk bedacht jetgroutstempel in de Wadzandlaag onder de ondiepe ontgraving B. In plaats van het jetgroutstempel werd een stempelframe op NAP-4,0m in de ondiepe bouwkuip noodzakelijk. Al met al hebben deze wijzigingen een besparing opgeleverd die ruimschoots groter was dan de extra engineeringskosten en zijn daarmee dus een goed voorbeeld van value engineering.

Incident 1: Stempeluitval

Figuur 9a-b – Totaaloverzicht bouwkuip (ten tijde van incident 1).

Nadat de diepe bouwkuip A op ontgravingsdiepte was en het aangebrachte onderwaterbeton voldoende was uitgehard, kon begonnen worden met het droogzetten van de put. Op dat moment waren de beide stempellagen op NAP-1,5m en op NAP-5,0m actief. Bouwkuip B was nog niet ontgraven. Wel waren in deel B de damwanden en het bovenste stempel op NAP-1,5m aanwezig en de grond aangevuld tot maaiveldniveau. Tijdens het droogzetten van de diepe bouwkuip, toen het waterpeil op circa NAP -5,0m was en de tweede stempellaag door het dalende waterpeil zichtbaar werd, bleek een gedeelte van het stempelframe op NAP-5,0m te zijn weggezakt. De situatie op dat moment is weergegeven in figuur 9a. Door de positie van de stempelbuizen en het uiteraard horizontale waterniveau was een en ander voor de oplettende toezichthouder direct zichtbaar. De verzakking werd visueel vastgesteld op maximaal circa 0,8m. De aannemer is vervolgens onmiddellijk gestopt met het droogmalen van de bouwkuip. Het vermoeden bestond dat de console waarop de gording rust bij de graafwerkzaamheden door de machine geraakt was en daardoor was losgeraakt. Dit kon echter pas definitief worden vastgesteld na een inspectie (figuur 4).

Figuur 10 – Overzicht diepe bouwkuip A na ontgraven.

24

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Om een en ander te kunnen inspecteren moest het waterpeil in de put met 1,5m verlaagd worden tot NAP-6,5m, dat wil zeggen tot onder de onderkant van het stempelframe. Het waterpeil mocht echter pas verlaagd worden nadat rekenkundig was vastgesteld dat de extra uitbuiging van de damwanden als gevolg van de verminderde waterdruk en het deels uitvallen van de stempeling aanvaardbaar was. De stempels moesten vervolgens ook weer hersteld worden. Om het stempel zo strak mogelijk terug te kunnen plaatsen is een werkwijze bedacht waarbij het waterpeil in de bouwkuip maximaal omhooggezet (NAP+0,1m) werd, zodat de damwand enigszins tegen de grond in geduwd zou worden. Duikers hebben vervolgens het frame op de juiste plaats teruggezet en gefixeerd. Zowel de peilverlaging voor de inspectie als de herstelmaatregelen zijn met Plaxis doorgerekend


RIJKSPOSTSPAARBANK NAAR VIJFSTERREN CONSERVATORIUMHOTEL

Figuur 11a-b-c – Inrit bouwkuip voor (a), tijdens (b) incident 2 en na completering (c).

alvorens ze werden uitgevoerd. Hierdoor kon vooraf een analyse gemaakt worden van de gevolgen en de effectiviteit van de maatregelen. Door de uitgekiende frequentie van de inclinometingen was het bovendien mogelijk om op basis van de situatie net voor het incident vast te stellen dat de damwand tot op dat moment zich had gedragen conform de verwachting. Ook de belendende panden waren niet verzakt. Ter vergelijking van de geplande bouwfasering en de fasering na uitval van het stempel op NAP -5,0m en het herstel van dit stempel, zijn de maximale berekende horizontale verplaatsingen van de damwand weergegeven in figuur 5 en TABEL-3. De berekende maximale damwandverplaatsing na wegvallen van het stempel bedraagt circa 3,5cm. De maximaal gemeten damwandverplaatsing ter plaatse van inclinometers 7, 8 en 9 na het verzakken van het stempel op NAP-5,0m bedraagt circa 2,6cm. Dit is minder dan de berekende 3,5cm. De gemeten en berekende vervormingen vallen binnen de gestelde grenswaarde van de damwanduitbuiging van 4,0cm. De metingen van inclinometers 7, 8 en 9 zijn weergegeven in figuur 6. Door het snelle ingrijpen van de toezichthouder en de onmiddellijke implementatie van de monitoring en berekeningen, kon de aannemer binnen twee weken het herstel van het stempelraam uitvoeren en kon de bouwkuip zonder noemenswaardige vertraging worden afgebouwd figuur 10.

Incident 2: Zakking pand Paulus Potterstraat 44 Begin november 2009 begon het pand aan de Paulus Potterstraat naast de toerit van de bouwplaats

(figuur 11a) tijdens het droog ontgraven van de ondiepe put te zakken. De grootste zakkingen werden gemeten bij de hoek van het pand het dichtst bij de ontgraving (figuur 11b). Nadat dit geconstateerd werd, is in november in overleg met de opdrachtgever, de aannemer en Bouw- en Woningtoezicht Amsterdam de meetfrequentie opgevoerd tot bijna dagelijks meten in combinatie met een regelmatige visuele inspectie van het pand. Er was op dat moment nog geen aanleiding om de bouw stil te leggen. De hoogtemetingen zijn weergegeven in figuur 7. Begin december was ontgraven tot circa NAP2,0m en de gemeten zakking op dat moment bedroeg maximaal 16mm. Het stempelframe op NAP-1,5m was al aangelegd tegelijk met de bouw van de diepe put. Opmerkelijk is dat er toen nog geen zakkingen waren opgetreden. Na een rekenkundige analyse is besloten om volgens het oorspronkelijke plan in den droge verder te graven tot NAP-4,5m om het stempelframe op NAP-4,0m te kunnen plaatsen. Als maatregel om verdere zakkingen van het pand te minimaliseren is wel besloten om de stempels op NAP-4,0m voor te spannen met een voorspankracht van 150 kN/m’. Door het voorspannen is er een kleinere afname van de gronddruk aan de actieve zijde van de grondkering waardoor de draagkracht van de palen van het pand minder beïnvloed wordt (figuur 11c). Het voorspannen was niet voorzien in het oorspronkelijk ontwerp. Zoals gezegd was het bovenste stempelframe al aanwezig sinds het maken van de diepe bouwput. Deze stempels zijn niet voorgespannen. Volgens de berekeningen kon de maximale uitbuiging van

25

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

de damwand door het voorspannen met circa 1cm worden gereduceerd ten opzichte van situatie zonder voorspannen.

Conclusie De verbouwing van het de voormalige Rijkspostspaarbank in Amsterdam tot luxe vijfsterren Conservatorium hotel is vanuit geotechnisch perspectief zeer succesvol verlopen. Door een uitgekiend geotechnisch ontwerp en een uitvoerige risicoanalyse van de vervormingen van het gebouw vooraf in combinatie met nauwgezette en pro/actieve monitoring en een goede communicatie tijdens de uitvoering hebben incidenten niet geleid tot significante meerkosten en/of vertraging. De investering die dit heeft gevraagd is in relatie tot de potentiele kosten van een dergelijke vertraging ruimschoots terugverdiend. 쎲


CUR / SBR Handboek Funderingsherstel

Ing. B. Olij RO Directeur, BV Bouwadviesbureau Strackee Amsterdam

Ing. A.T.P.J. Opstal Projectleider funderingstechniek, Gemeente Rotterdam

ir. H.L. Jansen Principal Consultant, Fugro Geoservices B.V.

Figuur 1 – Onjuiste (links) en juiste (rechts) posities van inkassingen.

Inleiding In de komende decennia zal in Nederland bij minstens 200.000 woningen de fundering moeten worden hersteld. Reden is dat deze woningen op houten palen zijn gefundeerd, waarbij sprake is van matige tot ernstige aantasting als gevolg van droogstand en/of bacteriële aantasting en/of onvoldoende draagkracht als gevolg van overmatige negatieve kleef. Daarnaast zullen naar schatting tussen de 200.000 en 300.000 ondiep gefundeerde woningen (de op staal gefundeerde woningen) in klei- en veengebieden moeten worden voorzien van een nieuwe fundering. Daarbij gaat het om een grondverbetering (bodeminjectie) of een paalfundering. Op het gebied van funderingsherstel is in Nederland veel kennis en ervaring beschikbaar. CURNET heeft samen met SBR het initiatief genomen deze kennis en ervaring te bundelen. Dit heeft geleid tot het verschijnen van Handboek Funderingsherstel - Op palen en "op staal" in mei 2012. Dit handboek sluit aan op eerder verschenen publicaties over onderzoek naar de kwaliteit van funderingen op palen en op staal (F3O-publicaties die inmiddels ook als SBR/CUR/F3O publicatie zijn uitgebracht). Het handboek is opgesteld met behulp van een breed samengestelde commissie. Veel partijen hebben vanuit hun expertise teksten aangeleverd voor het handboek. Jaarlijks zal de commissie bijeenkomen om de ervaringen met het handboek te evalueren en eventuele verbeteringen aan te brengen. Naast een gedrukte versie wordt het handboek ook als digitaal document verspreid.

Algemene aspecten van het herstelproces Funderingsherstel is niet alleen een technisch proces. Meerdere aspecten spelen een belangrijke

rol om tot een succesvol herstel te komen. Voor particuliere eigenaren is het een ingrijpend en emotioneel proces. Als eigenaar van een pand word je van de ene dag op de andere geconfronteerd met een probleem dat voor velen een nachtmerrie is: de fundering van je pand is niet (meer) goed! Na acceptatie van dit feit komt het volgende: hoe herstel je de fundering en waar haal je het geld vandaan? Kunnen de buren die tot de bouwkundige eenheid behoren ook de kosten dragen? Funderingsherstel kan in de praktijk lang duren. Om juist de particuliere opdrachtgever in het herstelproces te begeleiden is het volgende stappenplan in het handboek opgenomen: 1. Acceptatie en voorbereiding 2. Uitwerken funderingsherstel 3. Contractvorming 4. Uitvoering 5. Eindafrekening en archivering Voor iedere stap is uitgebreid beschreven welke activiteiten daarbij nodig zijn. Hierbij wordt ook veel aandacht besteed aan de juridische en verzekeringstechnische aspecten, de financiering en de wijze waarop het funderingsherstel wordt georganiseerd. Dit kan via een bestek en tekeningen maar ook door middel van een prestatiecontract (design & construct).

Herstelmethoden De keuze voor een bepaalde herstelmethode is sterk afhankelijk van de lokale omstandigheden. Bij funderingsherstel gaat het veelal om uit metselwerk opgetrokken woningen. In het handboek wordt daarom nader ingegaan op de randvoorwaarden die het metselwerk oplegt aan het funderingsherstel. Na het herstel zal het metselwerk de belasting van het gebouw op de herstelde of

26

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

nieuwe (paal)fundering moeten overdragen. Dit stelt uiteraard eisen aan de kwaliteit en de afmetingen van het metselwerk. Als voorbeeld is in figuur 1 aangegeven dat inkassingen in het metselwerk ten behoeve van de krachtsoverdracht naar een nieuwe op palen gefundeerde betonvloer niet boven de paalkoppen moeten worden geplaatst. Voor het herstel van een fundering op palen zijn de volgende methoden in het handboek beschreven: • Tafelmethode (betonvloer op nieuwe palen) • Vijzelpalen in de bestaande muren • Paalkopverlaging van houten palen •Randbalken of balkenrooster op nieuwe palen • Voorgespannen balken op nieuwe palen Hoewel verschillende paaltypen in aanmerking komen, wordt bij funderingsherstel vaak gebruik gemaakt van stalen buispalen. Vanwege de beperkte ruimte worden deze meestal in segmenten aangebracht door middel van drukken/persen, inwendig heien of schroeven, al of niet met groutinjectie. Figuur 2 geeft een voorbeeld van het drukken/persen van een paal. In een apart hoofdstuk van het handboek wordt ingegaan op het opzetten / herstellen van de grondwaterstand als beschermingsmaatregel voor een fundering op houten palen. Dit is geen funderingsherstel en kan alleen worden toegepast bij vurenhouten palen die nog (vrijwel) niet zijn aangetast en nog een goede draagkracht bezitten. Voor het herstel van een fundering op staal zijn de volgende methoden in het handboek beschreven: - bodeminjectie - verbreden van de funderingsbalk


Samenvatting Dit artikel gaat in op de onlangs verschenen CUR/SBR publicatie Funderingsherstel. Hierin is de in Nederland aanwezige kennis over dit onderwerp gebundeld. Alles wat komt kijken als een eigenaar van een pand, veelal een particulier, te maken krijgt met funderingsherstel komt hierbij aan bod. Niet alleen de technische kant van de zaak maar ook andere aspecten zoals financiering, verzekering,

organisatie en contractvorming. Ook wordt een methode gepresenteerd voor het bepalen van het aantal panden dat binnen een bouwblok aangepakt moet worden. Dit is van belang als binnen een bouwblok maar bij een paar panden sprake is van ernstige funderingschade.

Figuur 2 – Voorbeeld drukken/persen van een stalen buispaal bij de tafelmethode (foto Pudelko).

Figuur 3 – Voorbeeld aanbrengen injectielansen (foto BSP).

- alsnog een paalfundering aanbrengen. Bodeminjectie stelt eisen aan de samenstelling van de ondergrond. Bij veel klei en/of veen in de ondergrond wordt bodeminjectie problematisch. Kenmerkend van bodeminjectie is dat onder de fundering een groot aantal injectiepunten wordt aangebracht waarmee een waterglasmengsel of expansiehars in de ondergrond wordt geïnjecteerd. Figuur 3 geeft een voorbeeld van het aanbrengen van injectielansen.

Omvang van het funderingsherstel de funderingshersteleenheid Het grootste deel van de woningen waar funderingsherstel nodig is, maakt onderdeel uit van een bouweenheid. Op de funderingsdag 2012 is de in het handboek beschreven methode besproken en toegelicht om bij funderingsherstel de zogenaamde funderingshersteleenheid te bepalen.

Figuur 4 – Voorbeeld van een funderingshersteleenheid in een bouweenheid.

Dit is de eenheid van funderingsherstel plus de belendingen die een mandelige muur hebben met de panden waarvan de fundering moeten worden hersteld, zie de figuur 4. Ook wanneer uit een funderingsonderzoek is gebleken dat slechts bij een deel van een bouweenheid sprake is van een funderingsprobleem is het in veel gemeenten gebruikelijk om uit te gaan van een bloksgewijze aanpak, dat wil zeggen een integrale aanpak van de gehele bouweenheid. In veel gevallen blijkt het echter niet direct mogelijk of noodzakelijk om deze bouweenheden integraal aan te pakken. De belangen en financiële

Figuur 5 – Plattegrond bouweenheden.

27

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special


mogelijkheden van de verschillende eigenaren kunnen sterk uiteenlopen. Dit kan er toe leiden dat het herstel onnodig vertraagd wordt en / of extra kosten gemaakt worden. Een bouweenheid of bouwkundige eenheid is een funderingstechnisch gezien aaneengesloten eenheid van panden. Veelal zijn de gevels ongedilateerd aaneengesloten uitgevoerd. Een voorbeeld van bouweenheden is gegeven in figuur 5. Het is bij meerdere panden in een huizenblok dus niet per definitie noodzakelijk altijd alle panden gelijktijdig te voorzien van een nieuwe fundering. Hierbij is de uitkomst van het funderingsonderzoek maatgevend. Als gebleken is dat slechts enkele panden in een huizenblok aan verzakking onderhevig zijn, kunnen onder bepaalde condities de overige panden gevrijwaard blijven van funderingsherstel. Er zijn wel enkele randvoorwaarden om dit verantwoord te doen: 1. De oorzaak van de funderingsproblematiek is grondig geanalyseerd, en niet gelegen in droogstandsproblemen en/of bacteriële aantasting. 2. Bij de start van de werkzaamheden zijn ter plaatse van de belendingen geen hoekverdraaiingen groter dan 1:75 opgetreden. 3. Verschil in zakkingsnelheden is klein, dat wil zeggen minder dan 1 mm/jaar. 4. Het betreft geen (beoogde) gemeentelijke of rijksmonumenten. Daarnaast moet sprake zijn van voldoende constructieve samenhang en hooguit geringe scheurvorming. Na verloop van enkele jaren zullen de belendende panden van de herstelde panden scharnieren als ook deze belendende panden zakken. De mate van zakking van (scharnier)panden zal bepalend zijn voor de optredende scheurvorming in de gevel. In het handboek zijn grenswaarden vermeld die aangeven binnen welke grenzen er verwacht mag worden dat er geen functionele schade optreedt als gevolg van dit scharniereffect, ofwel de onderlinge hoekverdraaiing. De grenswaarden die vermeld staan in het handboek zijn arbitrair vastgesteld waarin NEN 99971 leidend is geweest. De grenswaarden sluiten tevens aan op de CUR-SBR-F3O Richtlijn onderzoek en beoordeling van houten paalfunderingen onder gebouwen. Gesteld is dat na funderingsherstel de absolute hoekverdraaiing niet verder mag toenemen dan tot 1/100 en de bijkomende relatieve hoekverdraaiing dan tot 1/300. In figuur 6 is dit onderscheid schematisch weergegeven. De periode waarin de grenswaarde wordt over-

Figuur 6 – Definities van grenswaarden.

schreden wordt de handhavingstermijn genoemd. Deze wordt op basis van NEN 8700 ten minste gesteld op het wettelijke minimum van 15 jaar, maar veelal vanuit financiering op 30 jaar gehouden. Uiteraard zal de grenswaarde bij een handhavingstermijn van 30 jaar eerder worden overschreden dan bij de minimale wettelijke termijn van 15 jaar. De combinatie van handhavingstermijn en hoekverdraaiingen bepaalt de grootte van de funderingshersteleenheid.

Conclusie Door gebruik te maken van de toelaatbare grenswaarde voor hoekverdraaiing kan worden voorkomen dat alle panden in een bouwblok mee moeten met het funderingsherstel. Een groot voordeel hiervan is dat je binnen de bouweenheid de verschillende eigenaren sneller op één lijn hebt, en dus minder bezwaren zult hebben. Het funderingsherstel kan hierdoor sneller en goedkoper

28

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

worden uitgevoerd. Met de methode omschreven in het handboek Funderingsherstel is de basis gelegd voor een eenduidige objectieve bepalingsmethode. Van belang is een brede acceptatie van met name gemeenten, maar ook in de jurisprudentie.

Referenties [1] Handboek Funderingsherstel CURNET/SBR. [2] CUR/SBR/F3O Richtlijn - Onderzoek en beoordeling van houten paalfunderingen onder gebouwen, Versie 1, 18 januari 2011, ISBN / EAN nummer 978-90-816732-1-1. [3] CUR/SBR/F3O Richtlijn - Onderzoek en beoordeling van funderingen op staal (ondiepe funderingen), 17 januari 2012. 쎲


Van Mini- tot Giga-palen

Ir. P. Middendorp Allnamics Pile Testing Experts BV

Ir. R. van Dorp Allnamics Geotechnical Experts BV

diameter van 22 m en een massa van 600 ton ieder, 25 m in de bodem van de Zuid Chinese Zee te trillen. De bodem bestond uit klei- en zandlagen met SPT-waarden tussen de 8 en 40.

Figuur 1 – Intrillen buispaal (22 m diameter) met Octakong.

Figuur 2 – Intrillen monopile voor windmolen met Super Quad Kong.

Inleiding

22,8 km en bevat drie kabelbruggen met overspanningen van 280 m tot 460 m. De bouw is 2009 begonnen en het project zal in 2016 worden voltooid.

Het thema ‘Funderingen in Beweging’ is voor Allnamics in de korte periode van haar bestaan sinds 2010, zowel letterlijk als figuurlijk de praktijk geweest voor meerdere nationale en internationale projecten op het gebied van Mini- tot Giga-palen. Hierbij kan zeker niet gesproken worden van een schisma tussen adviseur, toeleverancier en bouwer. Integendeel: in alle gevallen was er juist sprake van een intensieve samenwerking, waarbij de combinatie van specifieke kennis en kunde, ervaring en durf, ondernemerschap en, op de vraag van de praktijk gerichte, ontwikkelingen, hebben geleid tot succesvolle projecten en producten. Een aantal van deze projecten en ontwikkelingen zullen in dit artikel worden behandeld.

Hong Kong-Zhuhai-Macau Brug, China De bouw van de Hong Kong-Zhuhai-Macau Bridge bestaat uit een serie bruggen en tunnels die deze drie belangrijke steden gelegen in de Pearl River Delta zullen gaan verbinden. Gezien het bereik van het project zal het zeker een van de meest prestigieuze objecten en bezienswaardigheden van Zuid China worden. De langste brugsectie heeft een lengte van

Om containerschepen van en naar de Zuid Chinese Zee ongehinderd te kunnen laten passeren, wordt er tussen de bruggedeelten een tunnel sectie van 6,75 km ingebouwd. De overgangen van brug naar tunnel en van tunnel naar brug zullen worden gerealiseerd op kunstmatig aangelegde eilanden. Ieder eiland bestaat uit een ovaalvormige, met zand gevulde kofferdam, ieder met 60 cellen, bestaande uit buispalen (caissons) met een diameter van 22 m. De buispalen zijn onderling verbonden door stalen vleugels met een diameter van 11 m. De wanddikte van de stalen beplating van de buizen was 12 tot 14 mm en aan de binnenkant is voor de vormvastheid een raamwerk van stalen verstevigingsribben aangebracht. Deze technologie is van Japanse oorsprong. November 2010 trokken de bedrijven APE (USA), Ape-Holland, Ape-China en Allnamics gezamenlijk op om de Chinese aannemer First Harbor Marine Group ervan te overtuigen, dat een constructie bestaande uit aaneengeschakelde trilblokken in staat zou zijn om de 49 m lange buispalen, met een

30

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Ape-USA en Ape-China waren in staat deze trilblokken te vervaardigen en de logistiek te verzorgen, Ape-Holland had specifieke uitvoeringstechnische kennis en ervaring met intrillen en de haalbaarheid werd verzorgd door Allnamics met intrilstudies, gebaseerd op met partners ontwikkelde software (Allnamics-PDP). Deze software is gebaseerd op de methode van karakteristieken voor de voorplanting van spanningsgolven in palen, een van oorsprong Nederlandse vinding van omstreeks 1970, komende van de HBG [1]. Voor het modeleren van de reductie in sterkte van de grond tijden het intrillen is gebruik gemaakt van een aangepaste Beta-Methode [2],[3]. Op 5 mei, 2011 werd de eerste buispaal (figuur 1) geheel in overeenstemming met de predicties in 7,5 minuten met de APE “Octakong” 25 m de zeebodem ingetrild. Op sommige dagen was men in staat 3 van dergelijke buizen in één dag in te trillen. Op 8 december 2011, minder dan 7 maanden na de start, werd de laatste van de 120 palen tot eindpenetratie ingetrild. Daarmee lag het project, met dank aan deze grensverleggende werkwijze, meer dan 5 maanden voor op de overall-planning. In het begin van zijn carrière was één van de auteurs betrokken bij de aanleg van het eiland de Roggeplaat van de Oosterscheldekering. De vraag rijst wat de consequenties in tijd en geld hadden kunnen zijn, indien de hierboven besproken technieken voor het intrillen van zeer grote buispalen destijds beschikbaar zouden zijn geweest. Beantwoording van die vraag is echter alleen maar interessant indien Nederlandse ontwerpers, toeleveranciers en bouwers over dezelfde durf beschikken als de Chinezen voor dit project hebben getoond.

Riff-Gat Wind Park Project, Duitsland Geïnspireerd door het hierboven besproken succes met het intrillen van grote buispalen bij het Hong Kong-Zhuhai-Macau brug project, koos


Samenvatting De combinatie van specifieke kennis en kunde, ervaring en durf, ondernemerschap en, op de vraag van de praktijk gerichte ontwikkelingen, leiden tot succesvolle projecten en producten. Het artikel beschrijft een aantal van deze nationale en internationale projecten en producten voor het installeren en testen van palen - van Mini – tot Giga – waar de auteurs de afgelopen 2 jaar als adviseur bij betrokken zijn geweest. Bij de mini-palen wordt ingegaan op het beoordelen van bestaande funderingen en funderingsherstel. De Giga-palen zijn gerelateerd aan

het uitvoeren van intrilpredicites voor stalen buispalen met een diameter van 22 m voor een project in China, het intrillen van zeer grote monopiles voor offshore windmolens in Duitsland en het testen van een offshore boorpaal met een snelle proefbelasting tot 65 MN in Maleisië. Voor de tussenliggende paalafmetingen wordt ingegaan op de ontwikkeling van een nieuw apparaat voor het uitvoeren van snelle proefbelastingen, en van nieuw ontwikkelde meetapparatuur voor het testen van palen met gebruikmaking van Wi-Fi signaaloverdracht.

aannemer Seaway Heavy Lifting voor de optie om de enorme buispalen voor windmolens voor het Riffgat Wind Park project te gaan intrillen. Het Riffgat Wind Park project ligt op de Noordzee nabij het Duitse eiland Borkum en omvat de installatie van 30 stalen buispalen (monopiles) waarop 30 windmolens zullen worden geplaatst. De palen hebben een massa tussen de 480 en 720 ton, een lengte tussen 53 m en 70 m en een diameter die verloopt van 4,7 m aan de paalkop naar 5,7 à 6,5 m aan de paalvoet. Het contract voor de vervaardiging en levering van het modulair opgebouwde trilblok is toegekend aan Ape-Holland. Op basis van door Allnamics uitgevoerde intrilpredicties en het daarbij naar voren komend benodigd vermogen is een gekoppeld trilblok systeem ontwikkeld, de Super Quad Kong (SQK). Met de keuze voor een trilbloksysteem door Seaway Heavy Lifting kon aan strikte Duitse normen voor geluidshinder en trillingen worden voldaan. Het gebruik maken van traditionele technieken gebaseerd op standaard heihamers zou resulteren in geluidsniveaus, die niet acceptabel worden geacht voor het mariene leven. Andere belangrijke voordelen waren het eenvoudiger plaatsen van de palen en het beter kunnen beheersen en corrigeren van plaats- en hellingsafwijkingen, eventueel door desnoods een paal te herpositioneren. Na het intrillen van de eerste monopile (figuur 2) op een locatie met vooral een zandige ondergrond was het direct duidelijk dat het beschikbare vermogen ruim voldoende was om de paal in te trillen. Slechts 50% van het beschikbare vermogen was nodig om de paal tot 31 m in te trillen. Op een aantal locaties waren echter ook potklei lagen aanwezig en daar was het volle vermogen nodig om de palen tot een stabiele positie te kunnen intrillen. Op de mogelijke kritieke locaties is voorafgaande aan de installatie van de monopalen een testpaal van geringere afmetingen (diameter 1220 mm, wanddikte 34 mm, lengte 49 m) ingetrild. Deze testpaal was aan de paalkop geïnstrumenteerd met rek- en versnellingsopnemers, waarmee belangrijke intrilparameters konden worden afgeleid

Figuur 3 – Installatie van ‘mini’-palen voor het toevoegen van draagvermogen.

(Vibratory Driving Analysis, VDA). Deze resultaten konden weer worden gebruikt voor het verbeteren van de nauwkeurigheid van de intrilpredicites voor de productiepalen. Omdat de eigenaar van het Windpark een indicatie wilde van het draagvermogen gebaseerd op eerdere hei-ervaringen en zich zorgen maakte over mogelijk verminderd draagvermogen door het intrillen, moest de laatste 10 m penetratie met een IHC S1800 hydrohammer worden geheid. De door Allnamics uitgevoerde intril- en heipredicties toonden al aan dat dit een conservatieve benadering was, wat werd bevestigd door een aanvangskalender van 100 klappen/25 cm bij een energieafgifte van 1200 kJ hetgeen wees op een goed draagvermogen na trillen. Verder is voor de monopiles vooral het laterale draagvermogen van belang en men kan zich afvragen wat een heikalender in axiale richting daarover zegt. Het is in ieder geval bepaald niet gebruikelijk om stalen damwanden voor een bouwkuip om die reden over het laatste deel te heien. Trillen wordt ook gebruikt voor verdichten van grond (o.a. diepte verdichting). Het is de mening van de auteurs, dat mocht intrillen het lateraal draagvermogen aantasten, er met een juist intril protocol, een periode van trillen onder de 1 g met een paal op eindpenetratie, zou kunnen leiden tot een herstel/verbetering van het axiaal en lateraal draagvermogen.

31

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Beoordelen Bestaande funderingen en advisering herstel Het behoeft geen toelichting, dat de hierboven besproken megapalen zich niet in een krappe binnenstad laten toepassen, laat staan aanbrengen onder een bestaande constructie. Hoewel op eerste gezicht minder spectaculair, zijn ook voor het beoordelen van bestaande funderingen en funderingsherstel (met mini-palen) interessante, innovatieve en economische methodes beschikbaar. In de eerste plaats door nut en noodzaak van het aanbrengen van nieuw of vervangend draagvermogen zorgvuldig te beoordelen; liefst aan de hand van het enige tijd geleden daarvoor landelijk vastgestelde protocol: uitvoering van lintvoeg- en vloerwaterpassingen, archiefonderzoek naar relevante bouw- en funderingstekeningen, analyse van het zettingsgedrag aan de hand van nauwkeurige herhalingswaterpassingen van meetboutjes (indien beschikbaar), onderzoek naar bodemopbouw en waterhuishouding aan de hand van beschikbare sonderingen en peilbuisregistraties en voor zover nog nodig – het graven van een inspectieput om de bestaande fundering bloot te leggen voor onderzoek. Dit zal in de eerste plaats bestaan uit inspectie en monstername voor laboratoriumonderzoek, maar kan ook uitvoering van proefbelastingen behelzen.


Figuur 4 – StatRapid apparaat voor snelle proefbelastingen.

Figuur 5 – PDR – ‘multi-purpose’ meetapparaat met Wi-Fi signaal overdracht.

In gevallen, waarin het op basis van dit onderzoek noodzakelijk wordt geacht om nieuw of aanvullend draagvermogen aan te brengen, worden traditioneel inwendig geheide stalen buispalen aangebracht. Toenemende beperkingen ten aanzien van trillingshinder en de wens om ook op slecht bereikbare locaties draagvermogen te kunnen plaatsen, hebben in dit werkveld de laatste jaren een kenmerkende ontwikkeling op gang gebracht naar trillingsvrije technieken, waarmee men er in slaagt om steeds grotere draagvermogens te realiseren met steeds kleiner materieel, dat via de voordeur een woning binnen kan. Voorbeelden hiervan zijn o.a. de schroefinjectiepaal en de Waal-

compactpaal, welke zijn gebaseerd op boortechnieken in combinatie met groutinjectie. Andere voorbeelden zijn palen die worden ingebracht met vijzeltechnieken waarbij veelal het pand wordt gebruikt als reactiemassa, zoals de Sobu-paal, de VDM-vijzelpaal en De Waal Perspaal (figuur 3). Dit laatste paaltype leent zich echter beter voor het aanbrengen van aanvullend draagvermogen, dan voor het realiseren van volledig vervangend draagvermogen.

gemeten, de versnelling met een versnellingsopnemer en de verplaatsing met een optisch meetsysteem (Reyca). De signalen worden geregistreerd met een door Allnamics ontwikkeld meetsysteem (PDR) (figuur 5) dat ook kan worden gebruikt voor andere toepassingen zoals heianalyse (Pile Driving Analysis, PDA), dynamisch proefbelasten (DLT) en intril analyse (Vibratory Driving Analysis, VDA) en waarmee de meetsignalen draadloos met Wi-Fi kunnen worden overgedragen.

Snelle proefbelastingen

StatRapid is gebaseerd op het laten vallen een valgewicht op een pakket van relatief zachte rubberen veren, waardoor een gelijkmatig oplopende en afnemende belasting op de paal wordt uitgeoefend, welke ook qua tijdsduur voldoet aan de criteria die in CUR-230 worden gesteld.

Dynamisch proefbelasten (Dynamic Load testing, DLT) is gebaseerd op een kort durende belastingpuls (stoot), die wordt aangebracht met een valblok of heihamer. De methode wordt vooral in het buitenland toegepast en is een snelle en economische methode voor het testen van funderingspalen. De resultaten van meerdere onderzoeksprogramma’s tonen echter aan, dat er een grote mate van spreiding in de resultaten bestaat bij het testen van in de grond gevormde palen. De resultaten blijken ook nog eens sterk afhankelijk blijken te zijn van de persoon die de metingen uitwerkt en rapporteert [4],[6]. Het is daarom eigenlijk niet mogelijk om bij in de grond gevormde palen de resultaten van dynamische proefbelastingen te kalibreren met statische proefbelasten, omdat daarvoor consistente resultaten van beide methodes vereist zijn. Bij snelle proefbelastingen (Rapid Load Testing, RLT) [7] is dit kalibreren wel mogelijk. In plaats van een korte puls (heiklap) wordt een langer durende puls (duw) aangebracht, zodanig dat de paal zich quasi statisch gedraagt en relatief eenvoudig als één-massa veersysteem kan worden gemodelleerd. Dit levert eenduidige resultaten bij het uitwerken van de testen, niet in de laatste plaats omdat de belangrijkste grootheden (kracht en verplaatsing) bij RLT rechtstreeks worden gemeten, terwijl deze bij DLT op indirecte wijze uit de meetresultaten worden berekend. Deze eenduidigheid in interpretatie methodiek en onafhankelijkheid van de rapporterende persoon was een belangrijke eis bij het opstellen van de aanbevelingen in de CUR 230 richtlijn [8]. In antwoord op de te verwachten toenemende vraag naar snelle proefbelastingen, is het bedrijf Cape-Holland begonnen met het ontwerpen en produceren van apparaten voor uitvoering van snelle proefbelastingen, StatRapid (STR) geheten (figuur 4). Allnamics droeg bij met theoretische kennis en ervaring met de toepassing van snelle proefbelastingen, evenals met de ontwikkeling van meetapparatuur en software voor de uitvoering en uitwerking van de metingen. Bij StatRapid wordt met drukdozen de kracht op de paalkop

32

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Het als eerste gebouwde STR-8MN apparaat is vooral gericht op de Nederlandse, Belgische en Duitse markt en kan palen testen vanaf 0,2 MN tot 8 MN. In de zomer van 2012 zijn in Duitsland de eerste testen tot 5 MN succesvol uitgevoerd. De belangstelling uit het buitenland is groot en een STR-16MN apparaat gaat aan een bedrijf uit Singapore worden geleverd. De STR-8MN bestaat uit een geleideframe, een modulair valgewicht (tot maximaal 40 ton), een modulair verenpakket, en een volledig hydraulisch systeem voor het verticaal en stabiel opstellen van het apparaat en voor het heffen, loslaten en vangen van het valgewicht. Het vangmechanisme is ingebouwd om herhaald stuiteren van het valgewicht te voorkomen. Door te variëren in valhoogte kan met het STR-apparaat palen in meerdere (opbouwende) belastingstappen worden getest. Door het modulaire ontwerp kunnen de benodigde hoeveelheid massa en de samenstelling van het verenpakket per test locatie worden afgestemd op de maximaal aan te brengen paalbelasting, waarmee o.a. transporten kraankosten tot een minimum kunnen worden beperkt.

De Penang bridge, Maleisië De 2de Penang Bridge is de nieuwe brug in aanleg tussen schiereiland Maleisië en het eiland Penang. De brug wordt aangelegd door de Chinese aannemer CHEC (China Harbour). Om de in het ontwerp benodigde draagvermogens aan te tonen, zijn op verschillende paaltypes (stalen buispalen, gecentrifugeerde betonnen buispalen (spun piles) en boorpalen) zowel statische proefbelastingen, als snelle proefbelastingen uitgevoerd (Statnamic (STN)). De supervisie en rapportage van deze testen is door Allnamics verzorgd. De resultaten van Statnamic zijn uitgewerkt volgens de CUR 230 richtlijn [8]. Bij een


VAN MINI- TOT GIGA-PALEN

snelle proefbelasting worden aan de paalkop de belasting, verplaatsing en versnelling gemeten. Volgens de richtlijn is een test een snelle proefbelasting als wordt voldaan aan de voorwaarde 10 < Tf / (L/cp) ≤ 1000 Waarin Tf de duur van de belasting, L de paallengte en cp voortplantingssnelheid van de spanningsgolf in het paalmateriaal. Bij een aantal palen kon aan deze voorwaarde niet worden voldaan en kon niet worden volstaan met alleen maar meten aan de paalkop. Om dit te ondervangen, zijn in deze palen op een aantal niveaus herwinbare extensometers (Glostrext) [5] geplaatst om de rekken te meten, welke zijn omgerekend naar doorsnedekrachten. Op deze wijze kan de paal worden ingedeeld in segmenten, die ieder wel voldoen aan het criterium van snelle proefbelastingen. De grootste geteste paal was een (offshore) boorpaal met een diameter van 2,3 m en een lengte van 125 m waarop een statnamische proefbelasting van 65 MN is uitgevoerd (figuur 6). De resultaten van het paaltestprogramma toonden aan dat aan de ontwerp criteria werd voldaan en dat de palen in staat waren de belastingen naar de draagkrachtige grondlagen over te dragen.

Conclusies 1) De hierboven besproken projecten tonen aan dat een intensieve samenwerking tussen adviseur, toeleverancier en bouwer, waarbij specifieke kennis en kunde, ervaring en ontwikkelingen, ondernemerschap en durf worden gecombineerd en zich richt op de vragen uit de praktijk, leiden tot succesvolle projecten en producten. 2) De combinatie van Chinese durf, Amerikaans logistiek en productie talent op het gebied van trilblokken en de Nederlandse ervaring, theoretische kennis en kunde op het gebied van het intrillen van palen hebben geleid tot het succesvol installeren van de Megapalen van het Hong Kong-ZhuhaiMacau Bridge project.

Figuur 6 – Opstelling voor een 65 MN statnamische proefbelasting.

geheide palen. Bij voldoende vermogen is het intrillen van palen tot zeer grote eindpenetratie in zand en klei mogelijk. 5) Nieuwe geavanceerde apparaten voor snelle proefbelastingen, meetsystemen met Wi-Fi signaal overdracht, predictie software en analyse methodes zijn beschikbaar om consistente en betrouwbare resultaten te leveren bij het testen en installeren van funderingspalen.

Referenties 3) Voor het beoordelen en met name het herstellen van (oude) paalfunderingen met o.a. minipalen zijn innovatieve, effectieve en economische technieken en methodes beschikbaar. Kenmerkend daarbij is de ontwikkeling, dat met steeds kleiner materieel in steeds kleinere ruimtes steeds grotere draagvermogens kunnen worden gerealiseerd. 4) In geëigende grondomstandigheden gaat de installatie van offshore palen met trilblokken sneller en met minder belasting van het milieu dan bij

[1] Voitus van Hamme, G.E.J.S.L., Jansz J.W. Bomer H.,and Arentsen, D., 1974, Hydroblok and Improved Pile Driving Analysis. De Ingenieur, Vol 86, no 8. pp 344-352, The Netherlands. [2] Jonker, G. (1987). Vibratory Pile Driving Hammers for Oil Installation and Soil Improvement Projects., Proc. of Nineteenth Annual Offshore Technology Conf., Dallas,Texas, OTC 5422, [3] Jonker, G., Middendorp, P. (1988). Subsea installations using vibratory piling hammers, 20th OTC, Houston, Texas. [4] Holeyman, A., Couvreur, J.M., et al (2001).

33

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Results of dynamic and kinetic pile load tests and outcome of an International prediction event; Screw piles, Technology, installation and design in stiff clay; Holeyman, A. (ed), Balkema, Lisse, NL. [5] Hanifah, A.A.; Kai, L.S. (2006), Application of Global Strain Extensometer (Glostrext) Method for Instrumented Bored Piles in Malaysia, Proceedings-DFI/EFFC 10th International Conference on Piling and Deep Foundations, Amsterdam. [6] Viana da Fonseca, Santos, A. (2008). J.A.International Prediction Event Behaviour of Cfa, Driven and Bored Piles in Residual Soil Experimental Site - ISC’2,September 2008 / 240x170 / 688 pages ISBN: 978-972-752-104-3 ISBN: 978-98995625-1. [7] ASTM D7383-10 – Standard Test methods for Axial Compressive Force Pulses (Rapid) Testing of Deep Foundations. [8] Rapid Load Testing on Piles, Interpretation Guideline (2010). Cur publication 230, Cur Commission H410, CRC Press/Balkema, ISBN: 978-0415-69520-6, the Netherlands. 쎲


Mixed-In-Place techniek van BAUER zet grond op ecologische wijze om tot duurzame bouwstof

Grond als bouwstof

Ing. E.G. van der Velde Directeur BAUER Funderingstechniek BV

Figuur 1 – Draairichting 3-voudige avegaren.

Het aanbrengen Bij het uitvoeren van de Mix-In-Place, (MIP), techniek worden de te behandelen bodem en een bindmiddelsuspensie ter plaatse in de grond gemengd en gecementeerd. Daarvoor wordt de aanwezige korrelopbouw door middel van een speciaal boorwerktuig opgebroken, omgeslagen en worden de poriën met de bindmiddelsuspensie gevuld en ontstaat een ondoorlatende grondcementmassa.

Werkmethode Aan de makelaar van een grote boorstelling zijn drie doorgaande avegaren naast elkaar gemonteerd. Ter vervaardiging van de dichtwand wordt deze drievoudige avegaar onder suspensietoevoer ingeboord. Na het bereiken van de einddiepte wordt middels tegengesteld draaien van de avegaren en bij gelijktijdige op en neer bewegen van de avegaren, de bodem-bindmiddelmengsel gemengd tot een homogeen eindproduct.

1. Primaire lamel 2. Primaire lamel 1. Secondaire lamel 1. Extra lamel 2. Extra lamel 3. Primaire lamel Breedte Primaire lamel 1,70

Breedte Secondaire lamel 1,20

Figuur 2 - Werkvolgorde dubbele pelgrimsgang.

_ Werkrichting > Figuur 3 - Werkrichting.

36

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special


Samenvatting BAUER Funderingstechniek levert gedegen Mixed-In-Place soil mix oplossingen voor zowel dichtwanden als wel constructieve wanden. Door toepassing van het drievoudig doorgaand avegaar systeem en de door BAUER ontwikkelde pelgrims-

1 2 3 4 5

gang, wordt een maximale vermenging van de grond met toevoegmateriaal verkregen in zowel horizontale als verticale richting van de wand.

Silo (s) Opvoerschroef Chargemenger Bak met roerders Monopomp

Figuur 4 - MIP mengcentrale.

Het resultaat is een versterkt en door de avegaren geometrie gedefinieerde, lamelvormig MIPlichaam. Om de uitvoering van een doorgaande, voegenloze wand te garanderen, worden extra lamellen volgens de zogenoemde dubbele pelgrimsgang toegepast (Patent Bauer Spezialtiefbau GmbH). Deze uitvoeringsvolgorde wordt gekenmerkt door een aanvullende bewerking op de overlapping van primaire- en secondaire lamellen. Daarmee wordt gegarandeerd, dat het geheel 2 maal door de drievoudige avegaren doorsneden en behandeld wordt. Door de doorlopende, zogenoemde nat-in-nat vervaardiging van primaire-, secondaire- en vermenglamellen, ontstaat afhankelijk van het werktijdenritme een bijna voegenloze wand. Het resultaat is een zeer geringe waterdoorlatende van de totale wand (kf < 1x 10-8 m/s) De toepassing van de drievoudige avegaren garandeert – in combinatie met de dubbele pelgrimgang – de homogene doormenging van alle wanddelen.

Figuur 5 - Menging en verticaal transport.

De productieparameters worden vastgelegd op het productie formulier. Er wordt voor elk lamel een productie formulier gemaakt.

3. Chargemenger 4. Bak met roerders 5. Monopomp

Materieel

Kwaliteitsborging

De toegepaste boorstelling en menginstallatie worden gebouwd bij bedrijven, welke tot het Bauer-concern behoren.

VOOR DE UITVOERING

BOORSTELLING

Er zijn verschillende stellingtypen met verschillende avegaar-lengtes en –diameters beschikbaar voor de vervaardiging van MIP-wanden. Voor de wanddikte van 55 cm zijn er stellingen beschikbaar met een inboordiepte van ca. 18m. MENGINSTALLATIE

Er wordt een op door de boorstelling benodigde capaciteit afgestemde chargemenger ingezet. De installatie is geautomatiseerd en wordt door de boorstelling machinist met behulp van een afstandbediening aangestuurd. 1. Silo (s) 2. Opvoerschroef

37

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Tijdig voor het begin van de uitvoering kunnen van de plaatselijke bodem en grondwater monsters genomen worden. Door middel van geschiktheidonderzoek, welke in eigen bedrijfslaboratorium wordt uitgevoerd, kunnen zowel de samenstelling van de bindmiddelsuspensie, als de doormenghoeveelheid bepaald worden. Beide worden op de desbetreffende toepassing afgestemd. Onder verwijzing naar referentieprojecten kan het geschiktheidonderzoek verkort worden of geheel vervallen. Wij kunnen daarvoor op een omvangrijke databank uit meer dan 17 jaar MIP-toepassingen terugvallen. In dit geval wordt de suspensiesamenstelling bepaald aan de hand van de uitvoerige beschikbare grondgegevens en de opgedane MIP-wand ervaringen met gelijksoortige grondslag en projecteisen.


TIJDENS DE UITVOERING

De bepalende productieparameters worden door de machinist permanent gecontroleerd. Deze parameters zijn: - Suspensie debiet - Suspensie hoeveelheid - Inboor- en uitboortijd - Omwentelingen van de boormotor - Diepte. De productieparameters worden vastgelegd op het uitvoeringsformulier; [Meetdata (MEDEF)protocol]. Er wordt voor elk lamel een productie formulier gemaakt.

lamel opdiepte gebracht, dan kan de nog niet volledig vermengde grond in het vloeibare primaire lamel gedrukt worden. Door de uitvoering van de extra lamellen wordt ook hier een volledige vermenging verkregen. Een verder voordeel is de herstellende werking bij afwijkingen t.o.v. de loodrechte stand. Zoals bij alle boorwerkzaamheden in de funderingswerkzaamheden kan het belasten van de boorstelling tot kleine verticaliteitafwijkingen leiden. Met het oog op de functionaliteit van de dichtwand is het

Ter controle van de suspensie-eigenschappen worden regelmatig monsters uit de verse sleuf genomen. Van deze monsters worden, volgens de vooraf in het QS-Plan vastgelegde testprogramma de eigenschappen van de vloeibare suspensie als van de verharde MIP-wandmassa gecontroleerd.

Kenmerken AVEGAAR MET DOORGAAND SCHROEFBLAD

In onderscheid tot andere bodemmengtechnieken wordt bij MIP- methode met avegaren met een doorgaand schroefblad gewerkt. Daardoor wordt een verticaal materiaaltransport in het lamel verkregen. Op de hiernaast staande afbeelding is de draairichting van de enkele avegaren tijdens het inboren aangegeven. Tijdens het homogeniseringsproces worden de avegaren voortdurend als volgt gedraaid: Nr. 1 ‘linksom’ – volgens de boorspoed Nr. 2 ‘linksom’ – tegen de boorspoed in Nr. 3 ‘rechts om’ – volgens de boorspoed. Zie figuur 5. De avegaren 1 en 3 voeren materiaal op, dat wil zeggen dat het grond-bindmiddelmengsel vertikaal naar boven wordt gevoerd. Avegaar 2 drukt materiaal vertikaal naar beneden.

Figuur 6

Er ontstaat een materiaalkringloop in de lamel, waarbij alle doorsneden bodemlagen gelijkmatig met de bindmiddelsuspensie worden vermengd. Enkel door het gebruik van avegaren met doorgaande schroefbladen is het mogelijk om in wisselende bodemlagen een constante materiaalkwaliteit over de lamelhoogte te garanderen. DUBBELE PELGRIMSGANG

Zoals onder punt 2 is omschreven worden bij de dubbele pelgrimsgang de overlappingsgedeelten van de primaire- en secondaire lamellen nogmaals overboord. Deze werkmethode heeft met het oog op de wandkwaliteit meerdere voordelen. Wordt bij nat-in-nat- aanbrengen de secondaire

Figuur 7

38

GEOTECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

van belang, dat er tussen de enkele lamellen geen onvolkomenheden en lekken ontstaan. De extra lamellen waarborgen een volledige aansluiting en daarmee de dichtheid van de wand. De inzet van avegaren met doorgaande schroefbladen in combinatie met de dubbele pelgrimsgang garandeert in x-y-z richting een veel betere doormenging en betere homogeniteit van de dichtwand, dan bij andere soil mix systemen. 쎲


PIJLERS ONDER PROFESSIONALITEIT Jetmix is een inventieve en zorgvuldige partner voor uw bouwproces en sterk verankerd in de markt. Wij zijn actief in het ontwerpen en uitvoeren van een breed scala aan verankerings- en ankerpaalsystemen. Groutinjectieankers Groutankers met (GEWI)-staven

SLAGVAARDIGE SPELER MET EEN STERK SPECIALISME

Groutankers met strengen Groutinjectieankerpalen GEWI-ankerpalen Verwijderen van verankeringen

Oudsas 11 | Postbus 25 | 4250 DA Werkendam t 0183-50 56 66 | f 0183-50 05 25 | info@jetmix.nl | www.jetmix.nl

Grip op grond Met sterke producten van een ervaren partner in geotechniek Â&#x2021;Enkagrid®YRRUVWDELOLVDWLHYDQJURQG Â&#x2021;Enkamat®YRRUHURVLHYULMHRHYHUVHQWDOXGV Â&#x2021;Enkadrain®YRRUKRUL]RQWDOHHQYHUWLFDOHGUDLQDJH Â&#x2021;Colbonddrain®YRRUJURQGFRQVROLGDWLH

Colbond bvÂ&#x2021;WHOÂ&#x2021;ID[Â&#x2021;JHRV\QWKHWLFV#FROERQGFRPÂ&#x2021;www.colbond.comÂ&#x2021;www.colbond-geosynthetics.nl


URURETEK Nederland BV

Pieter Westland

Nieuwe injectietechniek voor funderingsherstel in klei en veen

URETEK Nederland BV technisch adviseur adjunct directeur

URETEK Nederland BV, specialist in het herstellen van verzakte betonvloeren en funderingen, past sinds een jaar met succes een nieuwe techniek toe, de PowerPile® methode genoemd. In het kort bestaat de techniek uit het injecteren van een snel uithardende expansiehars in een kous van geotextiel, waarbij een stevig element ontstaat dat de krachten van een fundering afdraagt naar een draagkrachtige laag in de ondergrond. De techniek is speciaal ontwikkeld voor funderingsherstel van ‘op staal’ gefundeerde woningen en gebouwen in gebieden met slappe klei- en veenlagen. Al ruim 20 jaar herstelt het bedrijf Uretek uit Lelystad verzakte betonvloeren en funderingen. De toepassing van injectietechnieken in combinatie met tweecomponenten-expansieharsen staat hierbij centraal. ‘Onze basismethode is eigenlijk altijd hetzelfde’, vertelt adjunct directeur Pieter Westland. ‘Met een speciaal injectiepistool brengen we twee componenten bij elkaar die met elkaar reageren tot een snel expanderende en uithardende draagkrachtige expansiehars. De receptuur van de componenten en de manier waarop we ze injecteren is afhankelijk van de specifieke toepassing.’

Kleine toleranties ‘Voor het terugbrengen naar het oorspronkelijke niveau van verzakte of scheefliggende betonvloeren injecteren we via een boorgat van 12 millimeter direct onder de vloer een expansiehars die zich plaatselijk rond het injectiepunt horizontaal verspreidt, uitzet en eventuele holle ruimten opvult. Door de opbouw van de spanning in de ondergrond ontstaat een opwaartse beweging zodra de spanning hoger wordt dan het gewicht van de constructie. Met uiterst nauwkeurige laserapparatuur volgen we de opwaartse beweging en zodra het gewenste vloerniveau is bereikt, stoppen we met injecteren. Door de exacte metingen in combinatie met de extreem korte reactietijd van de twee

40

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special


ADVERTORIAL

URETEK Nederland BV Zuiveringweg 93 8243 PE Lelystad T. 0320 256 218 www.uretek.nl www.powerpile.com

Tekst: Peter Juijn

Diameter van element na expansie 360 mm

Diameter van element 40 mm

Structuur van de PowerPile®

componenten, kunnen we werken met uiterst kleine toleranties.’

Sleeve

Funderingsvoet Het herstel van verzakte op staal gefundeerde constructies begint, net als bij het herstel van verzakte vloeren, met het boren van een gat van 12 millimeter. Dit wordt meestal vanaf de buitenzijde van het pand uitgevoerd. Uretek boort het gat door de funderingsvoet om goed onder de fundering te kunnen komen. Anders dan bij de aanpak van verzakte vloeren, brengt het bedrijf de injectielans diep de grond in tot op de voldoende draagkrachtige laag. Vervolgens brengt het bedrijf de lasermeetapparatuur in gereedheid en start het injecteren van de expansiehars. Daarbij wordt de lans elke keer een stukje teruggetrokken, zodat de grond onder de fundering in zijn geheel wordt versterkt met de expansiehars. De hars verspreidt zich als eerste voornamelijk in het horizontale vlak. Hierbij wordt spanning opgebouwd dat leidt tot een opwaartse druk en verdichting van de omringende grond. Op deze manier wordt de draagkracht van de ondergrond vergroot en kan Uretek funderingen stabiliseren en verdere verzakkingen voorkomen. In veel gevallen is het ook mogelijk om de fundering omhoog te drukken, waardoor bijvoorbeeld de omvang van scheuren in gevels afneemt.

Injectielans

Expansiehars

Lengte: 1 – 8,5 m

Spanning opbouwen ‘Deze methode van funderingsherstel met expansiehars, de DeepInjection® methode, is in vrijwel alle bodemsoorten toepasbaar’, vertelt Westland. ‘Voorwaarde is dat er geen dikke lagen veen of slappe klei in de ondergrond zitten. Om te zorgen dat de grond onder de fundering de gewenste draagkracht krijgt, moet de expansiehars namelijk voldoende weerstand ondervinden van de omringende grond. Niet alleen om de grond rondom de injectiepunten te kunnen verdichten, maar ook om met de hars de noodzakelijke zij- en opwaartse spanning op te bouwen. In grond met slappe kleien veenlagen van een halve meter dikte of meer

41

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Geotextiel

Tip

Max. belasting: 150 kN/15 ton

werkt de DeepInjection® methode dan ook niet. In zulke bodems drukt de expansiehars de omringende grond weg en wordt onvoldoende spanning opgebouwd om daarna de opwaartse beweging te kunnen realiseren. Voor Uretek Worlwide Oy in Finland – dat net als wij vaak te maken heeft met dergelijke slappe bodems – was dat een aantal jaar geleden aanleiding om op zoek te gaan naar een alternatieve methode. Uiteindelijk heeft dat geleid tot een techniek die we de PowerPile® methode noemen.’

PowerPile® methode PowerPile® is een gepatenteerde methode waarbij in de grond gevormde elementen de


URETEK Nederland BV

Strak langs de gevel wordt een Ø 75 mm gat door de fundatievoet de grond in geboord. Hierin wordt een metalen casing aangebracht.

belasting van een fundering op staal afdragen naar een draagkrachtige laag in de ondergrond. Voor de vorming van deze elementen maakt Uretek net als bij de andere technieken gebruik van expansiehars. Westland: “Bij de PowerPile® methode beginnen we ook met het boren van een gat door de funderingsvoet, zo strak mogelijk langs de gevellijn. De diameter van het boorgat is echter groter dan bij de DeepInjection® methode, namelijk 75 millimeter. Via dit gat drukken we een metalen casing - een holle stalen buis met aan de onderzijde een spitse punt - verticaal de grond in totdat de punt ongeveer dertig centimeter diep in de, vooraf met een sondering gedetecteerde, draagkrachtige laag zit. Vervolgens brengen we een PowerPile®- element in de casing aan. Dit is een injectielans die is omwonden met een kous van geotextiel en een diameter heeft van 40 millimeter. Als het element is aangebracht, trekken we de casing weer uit de grond, waarbij de punt en het element in de bodem achterblijven.“

In de metalen casing wordt het flexibele PowerPile® element geplaatst (∅ 40mm). Vervolgens wordt het trekapparaat geplaatst, waarna de expansiehars in het element wordt gebracht.

Expansiekracht “De volgende stap is het injecteren van expansiehars in het PowerPile®-element. Hierbij zet het element uit van een diameter van 40 millimeter naar 360 millimeter. Om te zorgen dat de kous over de gehele lengte goed en gelijkmatig wordt gevuld, trekken we met speciale appara-

element dat belast kan worden tot 15 ton.” Westland vervolgt: “Bij de toepassing van de PowerPile® methode, maken we vooraf altijd een behandelplan. Daarbij kijken we naar het gewicht en de lengte van de constructie en bepalen we hoeveel elementen er geplaatst moeten worden om de fundering te stabiliseren. Hierbij wordt ook rekening gehouden met een maximale onderlinge afstand tussen de elementen in combinatie met het type fundering. De elementen brengen we meestal vanaf de buitenzijde van de gevel aan, maar als dat nodig is kunnen we ze ook vanaf de binnenzijde aanbrengen.”

... funderingsproblemen snel en ‘met minimale overlast opgelost ... geen graaf- of breekwerk ...

... werkzaamheden meestal aan buitenzijde van het gebouw...

tuur de injectielans tijdens het injecteren geleidelijk omhoog waarbij het proces computergestuurd wordt gemonitord. We gaan door met injecteren totdat het element volledig gevuld is en aansluit tegen de onderzijde van de fundering. Door de stevigheid van het geotextiel en de hoge expansiekracht van de tweecomponentenhars ontstaat een goed verdicht en stijf

42

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Jarenlang ontwikkeltraject Aan de marktintroductie van de PowerPile® methode is een jarenlang ontwikkeltraject vooraf gegaan. De eerste concepten van deze techniek voor funderingsherstel in gebieden met slappe bodems ontstonden tussen 2002 en 2005. In 2006 was de eerste bruikbare versie gereed. Vanaf dat moment zijn er allerlei proeven gedaan en is de techniek verder uitgewerkt en verbeterd. In de laboratoria van de Tampere University of Tech-


ADVERTORIAL

URETEK Nederland BV Zuiveringweg 93 8243 PE Lelystad T. 0320 256 218 www.uretek.nl www.powerpile.com

Tekst: Peter Juijn

elementen aangebracht. Vervolgens zijn de elementen weer uitgegraven om te controleren of ze aan de kwaliteitseisen voldeden. Ook is gecontroleerd of de meetgegevens die bij het aanbrengen worden verzameld overeenkwamen met de werkelijkheid.

Toepassing in Nederland “In Nederland passen we de PowerPile® methode sinds najaar 2011 toe”, vertelt Westland, “in Engeland, Finland en Australië gebeurt dat al langer. Voordat we het systeem in de Nederlandse markt hebben gezet, hebben we eerst nog aanvullende testen en veldproeven gedaan. Niet alleen om er zeker van te zijn dat de PowerPile® methode ook geschikt is voor de Nederlandse slappe bodems, maar eveneens om in veilige situaties volop praktijkervaring op te doen met de methode. Inmiddels hebben we de techniek bij diverse projecten met succes toegepast.

Tijdens het injecteren wordt de lans langzaam uit het element getrokken en computergestuurd gelijkmatig afgevuld.

nology en de Turku University of Applied Sciences, beide in Finland, zijn onder andere testen gedaan om de sterkte en draagkracht van de elementen vast te stellen. Daarbij is ook gekeken naar verschillende recepturen voor de expansiehars. Verder zijn in verschillende landen, waaronder Nederland veldtesten gedaan. Hierbij zijn op proeflocaties PowerPile®-

Daarmee hebben we nu drie technieken in huis om problemen met verzakte vloeren en funderingen op te lossen. Bij funderingsherstel in gebieden met slappe bodems is de enige beperking nu nog de maximale lengte van de PowerPile®-elementen. Momenteel bedraagt die 8,5 meter. Dit betekent dat we de techniek nog niet kunnen toepassen als de draagkrachtige laag dieper ligt dan die 8,5 meter. Ik ver-

Draaglast test van de PowerPiles® in klei bij Tampere University of Technology.

43

wacht overigens dat we binnen afzienbare tijd langere elementen kunnen toepassen.”

Minimale overlast Westland vervolgt: “Het mooie van PowerPile® is dat we met deze techniek – wat overigens ook geldt voor onze andere technieken – funderingsproblemen snel en met minimale overlast kunnen oplossen. Er zijn geen graaf- of breekwerkzaamheden nodig en meestal kunnen we de benodigde werkzaamheden aan de buitenzijde van het gebouw uitvoeren. Aantrekkelijk is ook dat de werkzaamheden relatief snel uitgevoerd kunnen worden en dat we werken met licht en klein materieel. Daardoor ontstaat er geen of nauwelijks schade aan tuinen en bestrating en kunnen we met onze apparatuur vrijwel overal komen. Zo hebben we voor het aanbrengen van PowerPile®-elementen vanaf de binnenzijde van gebouwen slechts een minimale hoogte van 2,3 meter nodig. De enige voorwaarde om de nieuwe techniek met succes te kunnen toepassen is dat vooraf een compleet geotechnisch bodemonderzoek wordt uitgevoerd. Dat houdt in dat naast sonderingen ook een boring moet worden gedaan om goed inzicht te krijgen in de bodemopbouw en de exacte ligging van draagkrachtige lagen.” 쮿

Draaglast en expansie testen in laboratorium Turku University of Applied Science

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special


Ton Groeneweg: We kunnen naar de maan reizen, maar nog geen millimeter in de grond kijken Ton Groeneweg Technisch directeur Ballast Nedam funderingstechniek / Voorzitter Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken (NVAF)

Tekst: Jos van der Burg

Droog. Alle ontwerpen van constructies die met het civiele deel hadden te maken, vielen onder mijn verantwoording. Omdat ik ook de uitvoering ervan begeleidde, had ik met de ontwerp- en uitvoeringsproblematiek te maken.” Bijna tien jaar (!) was Groeneweg bij het project betrokken en zag de stormvloedkering van papier werkelijkheid worden. “Het was mooi om dat te zien, maar een nadeel was dat ik helemaal in het project opging. Dat is onvermijdelijk bij zulke grote projecten. De rest van de wereld leek niet meer te bestaan.”

Figuur 1 – Stormvloedkering, Europoort.

De wereld verandert snel. Ook die van funderingswerken. Ton Groeneweg, werkzaam bij Ballast Nedam en voorzitter van de Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken (NVAF) weet er alles van. “Wij laten ons als branche teveel in de hoek van lage prijzen drukken.” Nee, hij droomde als jongetje niet van funderingswerken, zegt Ton Groeneweg lachend op de vraag hoe hij in het vak is terechtgekomen. Maar dat hij in zijn jeugd iets met weg- en waterbouw zou gaan doen, lag voor de hand, want hij was gefascineerd door water en zand. De HTS-opleiding Weg en Waterbouw was dan ook een logische stap. Student Groeneweg liep stage bij het toenmalige aannemersbedrijf Dirk Verstoep, waar hij na zijn afstuderen meteen aan de slag kon. “Ik begon in de tekenkamer en kreeg meteen acuuts onder mijn neus geschoven en een krasmesje. Zo begin je in dit vak.” Hij was er snel op uitgekeken. “Constructeur trok me meer aan.” Groeneweg volgde een paar opleidingen, zodat hij als constructeur verder kon. Zijn werkgever was Boskalis Construction, want Dirk Verstoep was door deze aannemer overgenomen. Groeneweg hield zich bezig met 'dingetjes' als hulpconstructies, maar ook met

specifieke constructies als dukdalfen en steigers en remmingswerken. Enige tijd later deed hij engineerswerk voor Boskalis' heimaatschappij Interfon BV. Groeneweg maakte in het begin van de jaren tachtig een moeilijke perioden mee bij Boskalis. “Nederland was toen ook in de greep van een economische crisis. Grote bedrijven als OGEM vielen om.” Ook Boskalis kwam in de problemen, waarin de Falklandoorlog een grote rol speelde. “We hadden in Argentinië een groot pijpleidingenproject, maar de Argentijnen betaalden niet meer.” Er volgde een ingewikkelde periode, waarin Boskalis de afdeling afstootte waar Groeneweg voor werkte. Na veel omwegen kwam het bedrijfsonderdeel bij BAM in rustig vaarwater.

Medaille Groeneweg heeft als constructeur mooie, maar intensieve tijden meegemaakt. Een hoogtepunt was de aanleg vanaf 1987 van de stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg. “Er waren twee ideeën voor de kering: een kleppenkering – de Venetië oplossing – of een sectordeurkering. In 1989 koos men voor de sectordeurkering. Ik was ontwerpleider van diverse onderdelen van het civiele deel van de kering. Later werd ik hoofd van de afdeling Civiel

44

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Groeneweg belandde in 1995 in het funderingswerk toen hij gevraagd werd om bij BAM de afdeling Funderingstechnieken nieuw leven in te blazen. “Bij de stormvloedkering had ik veel kennis opgedaan over geotechnische zaken. Geo- en funderingstechniek liggen dicht bij elkaar, dus ik dacht: waarom niet? Het leek me best leuk om met funderingswerk aan de gang te gaan.” Toch twijfelde hij nog even. “Het is altijd leuk om zichtbaar resultaat van je werk te zien, maar bij funderingswerk is dat niet het geval. Alles wat wij doen verdwijnt in de grond.” De andere kant van de medaille was sterker. “In dit vak loop je tegen zoveel problemen aan dat het succes groot is als je de problemen overwint. Het onvoorspelbare gedrag van grond zorgt in bijna ieder project voor verrassingen. Zelden gebeurt exact wat je verwacht. Daar leer je van en leef je mee, maar het maakt je soms ook een beetje schizofreen. Je bent je er altijd van bewust dat het fout kan gaan.”

Faalkosten Dat er nogal eens iets fout gaat bij het werk in de grond, blijkt ook uit cijfers. Hoogleraar funderingstechniek aan de TU in Delft Frits van Tol becijfert dat faalkosten tot 25% van de bouwkosten kunnen oplopen. Volgens hem bestaat 20% van de omzet van heiers uit faalkosten. Groeneweg ziet drie redenen voor deze hoge cijfers. “Grondmechanica, funderingstechnologie en


geotechniek zijn geen exacte vakken. We denken dat we het allemaal weten, maar we weten het niet precies. We kunnen naar de maan reizen, maar nog geen millimeter in de grond kijken. We zijn in ons werk afhankelijk van andere vakken om te bepalen wat er eigenlijk gebeurt. We kunnen goede sommen maken waarmee we een heel eind komen, maar die zijn gebaseerd op computerprogramma's. Klopt wat je erin stopt met de werkelijkheid? Die terugkoppeling is belangrijk. Daarom ben ik er erg vóór dat de uitvoerende partijen de wetenschap blijven bedienen met gegevens uit de praktijk. Dat die twee partijen aan elkaar gekoppeld moeten zijn, staat voor mij als een paal boven water.” Gebrek aan communicatie tussen partijen, ziet Groeneweg als een tweede oorzaak van hoge faalkosten. “We geven elkaar te weinig aandacht. Adviseur, constructeur, opdrachtgever en aannemer: het zijn allemaal partijen die er iets van vinden, maar nauwelijks met elkaar bespreken hoe ze het doel willen bereiken. Door betere communicatie kan veel ellende worden voorkomen.” Een derde oorzaak ligt in het prijsniveau, meent Groeneweg. “Dat is sinds jaar en dag bijzonder laag. Er wordt te laag uitbesteed in de markt. Iedereen moet zich afvragen of je voor dat lage prijsniveau kunt krijgen wat je vraagt. Het leidt tot risico's die door geen van beide partijen zijn afgedekt. Niet door de opdrachtgevende en niet door de opdrachtnemende kant. Als het dan niet loopt zoals het zou moeten lopen, zit één van beide partijen in de problemen. Vaak is dat de onderaannemer als zwakste schakel in het geheel. Hij krijgt het probleem op zijn dak, maar gaat in verweer, zodat je een circus krijgt waarop niemand zit te wachten.

contractvormen, zoals design-build-finance-maintain en system engineering. Die komen voort uit een totaal andere denkwijze dan waar wij als onderaannemende bedrijven altijd mee te maken hadden. Vroeger regelde de opdrachtgever alles. Hij schreef een bestek voor de aannemer dat nauwkeurig vermeldde wat er moest gebeuren. Nu komt de opdrachtgever met een A4tje met functionele eisen, waaraan het bouwwerk moet voldoen. Vervolgens is het: aannemer doe je best! De aannemer moet het hele verhaal dus zelf maken. Dat bezorgt hem een totaal andere rol en funderingsbedrijven moeten daarin meegaan. We zijn nu veel meer een partner, die al in het voortraject bij projecten worden betrokken. Gezamenlijk spui je je ideeën en bespreek je de risico's, waarna je een gemeenschappelijk doel en duidelijke visie formuleert. Dat maakt het werk niet eenvoudiger, want je moet elkaar eerst leren begrijpen.” Dat de wereld verandert, heeft ook consequenties voor de Nederlandse Vereniging Aannemers Funderingswerken (NVAF), zegt Groeneweg, die er sinds een jaar voorzitter van is. “Vroeger was de vereniging, zoals alle brancheverenigingen, vooral praktisch gericht, maar in de loop van haar 65jarige bestaan is ze uitgegroeid tot een brancheorganisatie, die op alle facetten inspeelt. We houden ons bezig met opleidingen, technische zaken en veilig werken.” Veilig werken heeft een hoge prioriteit. “We zien te vaak dat er dingen fout gaan, zoals het omvallen van een kraan. De laatste tijd zijn er gelukkig weinig ongelukken met persoonlijk letsel gebeurd, maar het kan nog beter.

Zonder beter prijsniveau komt er van het terugdringen van faalkosten weinig terecht, denkt Groeneweg. “Linksom of rechtsom: een goed product kost geld. Wij laten ons als branche teveel in de hoek van lage prijzen drukken. Dat gaat ten koste van iets.” Groeneweg begrijpt het mechanisme. “Funderingsbedrijven zijn kapitaal- en materieelintensieve bedrijven. Kranen en dergelijke zijn dure spullen, die zwaar op een bedrijf drukken. Daardoor is er de neiging om deze spullen toch vooral aan de gang te houden, ook al wordt er te weinig betaald. Één euro is beter dan geen euro. Zo spiraalt het naar beneden, helemaal in tijden van crisis, zoals nu.”

Korte broek Er zijn meer uitdagingen dan een laag prijsniveau in de funderingsbranche. De traditionele gang van zaken dat een opdrachtgever een opdracht verstrekt tegen een bepaalde prijs verdwijnt. Groeneweg: “De wereld verandert. Er komen andere

Figuur 2 – Stormvloedkering (BMK), 1992.

45

GEOT ECHNIEK – Funderingsdag 2012 Special

Ons vak is niet risicovol als je maar weet wat je aan het doen bent. Nog niet zo lang geleden deden veel heiers zonder oorbeschermers en helm in een korte broek en in een t-shirtje hun werk. Dat kun je je nu niet meer voorstellen. Die tijd is echt voorbij.” Er is nog iets veranderd: “Kranen zijn steeds zwaarder geworden. Lange tijd werd in dit land alles gefundeerd met kranen van 55 ton, maar we hebben nu kranen van 120 ton. Dat is logisch, want we moeten steeds dieper funderen, omdat we dieper en hoger bouwen. Parkeergarages worden steeds dieper en gebouwen hoger. Daarvoor heb je zwaarder materieel nodig.” Een oprukkend probleem is het vergrijzende personeelsbestand bij funderingsbedrijven. “Te weinig jongeren kiezen voor dit vak, zodat we als branche geen opleidingsschool overeind kunnen houden. Dat is zorgelijk, want we hebben goed opgeleid vakpersoneel nodig. Vroeger ging het vak vaak van vader op zoon over. Als vader heier was, werd de zoon het ook. Die tijd is voorbij. Veel jongeren zitten liever achter een computer. Er moet iets veranderen, want als straks veel werknemers met pensioen gaan, dreigt een tekort.” Jongeren weten vaak niet hoe veelzijdig het vak is, meent Groeneweg, die er zelf ook achter moest komen. “Toen ik overstapte naar de funderingswereld was ik bang dat het vak misschien te beperkt zou zijn. Inmiddels weet ik beter, want in het funderingsvak moet je overal iets van weten. Je moet verstand hebben van geotechniek, werktuigbouwkunde en beton en staal. Die breedte maakt het enorm boeiend.”쎲


Voor gedegen

Mixed- In-Place Soilmix oplossingen

BAUER Funderingstechniek voert uit: Mixed-In-Place soilmix Groutanker met strengen GEWI -anker (paal) Groot diameter boorpaal Cement -bentoniet dichtwand Diepwand Jet grouten

Vooraanstaand en betrouwbaar www.bauernl.nl


T E R R A C O N

www.terracon.nl info@terracon.nl

Kwaliteit als fundament


Profile for Uitgeverij Educom

Geotechniek december 2012 Thema-uitgave Funderingsdag  

Zestiende jaargang nummer 5 december 2012 Thema-uitgave Funderingsdag Funderingen in beweging, lessen uit de praktijk. Onafhankelijk vakb...

Geotechniek december 2012 Thema-uitgave Funderingsdag  

Zestiende jaargang nummer 5 december 2012 Thema-uitgave Funderingsdag Funderingen in beweging, lessen uit de praktijk. Onafhankelijk vakb...

Advertisement