Page 1

JAARGANG 19 NUMMER 3 JULI 2015 ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

TRIAXIAALPROEVEN OP LIMBURGSE MERGEL LEVEREN VERASSENDE RESULTATEN PRAKTISCHE OVERWEGINGEN BIJ DE NPR9998

DIEPWANDEN DROOGDOK ALBLASSERDAM RONDE PARKEERGARAGE IN DIEPWANDEN: HOUTWAL


BESIX bouwt aan //Nederland

Tweede Coentunnel

Civiele bouw

Industriële bouw

Utiliteitsbouw

Maritieme bouw

Een wereldwijd opererend bouwbedrijf met ruim 100 jaar ervaring in de civiele betonbouw, industriële bouw, utiliteitsbouw en maritieme bouw. Sinds 1992 is BESIX actief in Nederland. Meebouwend aan de toekomst, met prestigieuze projecten als de Tweede Coentunnel, Parkeergarage Kruisplein, Landtunnel A2 Leidsche Rijn, OV Terminal Utrecht CS, Maastoren, keersluis in Heumen en de sluisverlengingen in Born, Maasbracht en Heel. Trondheim 22 – 24 Barendrecht +31 (0)180 64 19 90 nederland@besix.com

WWW.BESIXNEDERLAND.COM


Van de redactie Beste lezers, ‘Aan het goede raakt men snel gewend’. Een gezegde, waarin een ieder wel wat herkent. Denk maar eens aan internet, mobiele telefonie of zelfs het altijd en overal beschikken over elektriciteit. Het is voor ons zo vanzelfsprekend dat we het pas merken als het er níét is. Misschien herinnert u zich de grote stroomstoring van een paar maanden geleden nog wel, waarbij een groot deel van Noord-Holland en Flevoland zonder stroom kwam te zitten. Een chaos was het gevolg: geen trein- of vliegverkeer, ongelukken door niet werkende verkeerslichten, mensen vast in liften en bij gebrek aan internet was werkend Noordwest-Nederland volledig platgelegd. Ons leven is er op ingericht dat de voorziening van elektriciteit er simpelweg is, onzichtbaar en vanzelfsprekend, totdat het mis gaat. Voor geotechniek geldt hetzelfde. Een groot deel van ons werk speelt zich af onder de grond en is onzichtbaar. Ook hier is het een vanzelfsprekendheid dat het ‘werkt’. Denk maar eens aan funderingen, dijken of wegen. Hoe vaak staan mensen erbij stil dat een bouwput alleen gerealiseerd kan worden wanneer een geotechnicus, met verstand van grond, berekend heeft dat dit goed gaat? In deze tijd wordt falen steeds minder geaccepteerd, ook wanneer het de ondergrond betreft, die vaak grote onzekerheden met zich meebrengt. Hoewel het aantal faalgevallen gelukkig nog steeds omlaag gaat, is er in het nieuws toch vaak aandacht, juist voor die gevallen dat het niet goed gaat. Dat is jammer, want zo blijven de mooie projecten waarin het wel goed gaat onderbelicht voor het grote publiek. Het delen van succesverhalen begint met kennisdeling binnen het vakgebied. Het geeft mij daarom voldoening om mee te kunnen werken aan dit vakblad, waarin de geotechnische succesverhalen de aandacht krijgen die ze verdienen.

Ook in deze uitgave hebben we weer een aantal mooie bijdragen. Er is een artikel over de aanleg van een droogdok in Alblasserdam: een gesloten bouwkuip, met daarbij de aanleg van een kantoor langs de hele zijde van het dok. Een tweede artikel gaat over de aanleg van een ronde parkeergarage met diepwanden, onder het plein de Houtwal in Harderwijk. Specifieke aspecten van ontwerp en uitvoering voor dit soort constructies worden benoemd. Verder heeft de Universiteit van Luxembourg onderzoek gedaan naar de sterkte van verkruimelde en intacte Limburgse mergel, ten behoeve van de aanleg van de A2-tunnel bij Maastricht. Een actueel onderwerp is de aardbevingsproblematiek. In het oktober-nummer van vorig jaar werd hier al aandacht aan geschonken en ook in deze uitgave een artikel gericht op dit onderwerp, met praktische overwegingen bij de NPR9998. Een andere manier om grondmechanica op een positieve manier onder de aandacht te brengen, met name bij het grote publiek, is beschreven in de Magic van deze uitgave; een pleidooi om grondgedrag tastbaar te maken bij het lekenpubliek. En, als u dit advies volgt, vertel dat publiek dan meteen ook over ronde parkeergarages, of leg ze eens uit dat Limburgse mergel eigenlijk geen mergel is. Ik hoop dat we in de komende jaren nog veel van uw succesverhalen en kennisontwikkelingen in dit blad mogen publiceren. Veelal komen de projecten uit Nederland en België, terwijl ook buitenlandse projecten onze kennis verrijken. Bij deze doe ik daarom een oproep om ook uw buitenlandse ervaringen met ons te delen. Veel leesplezier, namens redactie en uitgever, Vera van Beek

Lees nu ook artikelen die rechtstreeks via GEO+ worden geplaatst. Ga naar www.vakbladgeotechniek.nl

3

GEOTECHNIEK - Juli 2015


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

nlaan 100

Veurse Achterweg 10 2264 SG Leidschendam 42 11 09:01 Pagina 1 Tel. 0031 (0)70 - 311 13 33 www.fugro.nl Hoofdsponsor

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

Het vakblad Geotechniek komt tot stand m.m.v. KIVI Afdeling Geotechniek

Stieltjesweg 2,2628 CK Delft Tel. 0031 (0)88 - 335 7200 www.deltares.nl

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

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

Tel. 0031 (0)43 - 352 76 09 rofession turns so many ideas into so many realities .cruxbv.nl www.huesker.com

Klipperweg 14, 6222 PC Maastricht

Sub-sponsors Dywidag Systems International

at 1

9 05 10 lt.nl

50

Industrieweg 25 – B-3190 Boortmeerbeek Tel. 0032 16 60 77 60 Gemeenschappenlaan 100 Veilingweg 2 - NL-5301 KM Zaltbommel B-1200 Brussel Tel. 0031 (0)418-57 84 03 Tel. 0032 2 402 62 11 www.dywidag-systems.com

www.besix.be

CRUX Engineering BV Kleidijk 35 Pedro 3-c 3161de EKMedinalaan Rhoon 1086 XK Amsterdam Tel. 0031 (0)10 - 503 02 00 Tel. 0031 (0)20-494 3070 www.cruxbv.nl www.mosgeo.com

Ballast Nedam Engeneering Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein Galvanistraat 15 Postbus 1555, 3430 BN Nieuwegein 3029 AD Rotterdam Tel. 0031 (0)30 - 285 40 00 Tel. 0031 (0)10 - 489 69 22 www.ballast-nedam.nl www.gw.rotterdam.nl

IJzerweg 4 Veurse 10 8445Achterweg PK Heerenveen 2264 SG0031 Leidschendam Tel. (0)513 - 63 13 55 Tel. 0031 (0)70 - 311 13 33 www.apvandenberg.com www.fugro.nl

Korenmolenlaan 2 Siciliëweg 61 GG Woerden 10453447 AX Amsterdam Tel. 0031 (0)348 Tel. 0031 (0)2040 77-43 10052 54 www.volkerinfradesign.nl www.voorbijfunderingstechniek.nl

URETEK Nederland Industrielaan 4 BV Zuiveringweg 93, 8243 PE Lelystad B-9900 Eeklo Tel. Tel. 00310032 (0)320 - 256 9 379 72218 77 www.uretek.nl www.lameirest.be

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

Royal Dutch Society of Engineers

Dywidag Systems International N71 Voorwerk_Opmaak 1 28-08-13 12:10 Pagina 2

ngineers make a world f difference 2

G EOTECH N IE K – Oktober 2013

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

Veilingweg 2 - NL - 5301 KM Zaltbommel Industrieweg 25 (0)418 – B-3190 Boortmeerbeek Tel. 0031 - 57 84 03 Tel. 0032 1615 60 /77 60 Philipssite 5, bus Ubicenter VeilingwegB2 -3001 - NL-5301 KM Zaltbommel Leuven Tel. 0031 (0)418-57 84 03 Tel. 0032 16 60 77 60 www.dywidag-systems.com www.dywidag-systems.com

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

Ballast NedamEngeneering Engineering Ballast Nedam Ringwade 51, Ringwade 51,3439 3439LM LM Nieuwegein Nieuwegein Postbus 1555, Postbus 1555,3430 3430BN BNNieuwegein Nieuwegein Tel. Tel.0031 0031(0)30 (0)30--285 28540 40 00 00 www.ballast-nedam.nl www.ballast-nedam.nl

Hoofd- en Sub

rofession unleashes the spirit of innovation like engineering. From electric cars and er microchips to medical robots, farming equipment and safer drinking water, engineers their knowledge to connect science to societyHoofdsponsor and have a direct and positive effect on ple’s everyday lives.

Royal Dutch Society of Engineers (KIVI) is the largest engineering society of the erlands. With over 20.000 members and sections for all engineering disciplines we proSiciliëweg 61 Kleidijk 35 an exciting platformRendementsweg for in-depth15and cross-sector knowledge sharing and networking. us at

19

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

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

Boussinesqweg 1, 2629 Delft 1045 AX Amsterdam Stieltjesweg 2,2628 CKHV Delft Tel.0031 0031(0)88 (0)2040 77 100 Tel. - -335 8273 Tel. 0031 (0)88 335 7200 www.voorbijfunderingstechniek.nl www.deltares.nl www.deltares.nl

Sub-sponsors 24

04-06-14 13:56

GEOT ECH NIE K – Oktober 2013

GEOTECHNIEK - Juli 2015

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


Mede-ondersteuners Mede-ondersteuners Mede-ondersteuners CofraBV BV Cofra Cofra BV Kwadrantweg Kwadrantweg 99

Kwadrantweg 9 1042AG AGAmsterdam Amsterdam 1042 1042 AG Amsterdam Postbus20694 20694 Postbus Postbus 20694 1001NR NR Amsterdam 1001 Amsterdam 1001 NR Amsterdam Tel.0031 0031 (0)20- 693 - 69345 4596 96 Tel. (0)20 Tel. 4596 Fax0031 0031(0)20 (0)20--694 -693 69414 1457 57 Fax 0031 (0)20 www.cofra.nl www.cofra.nl www.cofra.nl

Ingenieursbureau Geobest BV Ingenieursbureau Amsterdam Postbus 427 Amsterdam

Weesperstraat 430 3640 AK Mijdrecht Weesperstraat 430 Postbus 12693- 489 0140 Tel. 003112693 (0)85 Postbus 1100AR ARAmsterdam Amsterdam www.geobest.nl 1100

Tel.0031 0031(0)20 (0)20- 251 - 2511303 1303 Tel. Fax0031 0031(0)20 (0)20- 251 - 2511199 1199 Fax www.iba.amsterdam.nl www.iba.amsterdam.nl

PostAcademisch PostAcademisch Lankelma Geotechniek Onderwijs (PAO) Onderwijs (PAO) Zuid BV Postbus5048 5048 Postbus

JetmixBV BV Jetmix Profound BVPostbus Postbus25 25

nvAlg. Alg.Ondernemingen Ondernemingen nv Van ‘t Hek Groep Soetaert-Soiltech Soetaert-Soiltech

Limaweg 17 4250 DA Werkendam Postbus 88 Esperantolaan10-a 10-a Esperantolaan 4250 DA Werkendam Postbus2600 38 GA Delft 2743 CB Waddinxveen 1462 ZH Middenbeemster B-8400Oostende Oostende Tel.0031 0031(0)183 (0)183- 50 - 50 5666 66 2600 GA Delft B-8400 Tel. 56 5688 ZGTel. Oirschot Tel. 0031 (0)182Fax - 640 964 Tel. 0031 20 +32 (0) 59 55 00 00 0031(0)15 (0)15- 278 - 27846 4618 18 Tel. 0031 (0)183- 50 - 50 0525 25 (0)299 31 30 Tel. 0031 Tel. +32 (0) 59 55 00 00 Fax 0031 (0)183 05 Tel. 0031Fax (0)499 57 85 20 www.profound.nl www.vanthek.nl 0031(0)15 (0)15- 278 - 27846 4619 19 Fax+32 +32(0) (0)59 5955 5500 0010 10 www.jetmix.nl Fax 0031 Fax www.jetmix.nl www.lankelma-zuid.nl www.pao.tudelft.nl www.soetaert.be www.pao.tudelft.nl

RoyalHaskoningDHV HaskoningDHV Royal Associate

www.soetaert.be

Members

ProfoundBV BV Postbus151 151 SBRCURnet Profound Postbus SBRCURnet Limaweg17 17 Postbus 1819 6500AD Nijmegen AD Nijmegen• Geomil EquipmentPostbus PostAcademisch SBRCURnet 6500 BV, Moordrecht Limaweg 1819 2743 CBWaddinxveen Waddinxveen Postbus 516 Tel. 3000 BVRotterdam Rotterdam Tel.0031 0031(0)24 (0)24- 328 - 328 4284 84 Onderwijs (PAO) •42 JLD Contracting BV, Edam 2743 CB 3000 BV

Tel. 0031(0)182 (0)182- 640 - 640964 9642600 AM DelftFax Tel.0031 0031 (0)10- 206 - 2065959 5959 Fax0031 0031(0)24 (0)24- 323 - 323 9346 46 Postbus 5048 Tel. 0031 Tel. •93 Leiderdorp Instruments BV,(0)10 Leiderdorp Fax 0031(0)182 (0)182- 649 - 649664 664Tel. 0031 (0)15 Fax 0031 (0)10 413 www.royalhaskoningdhv.com 2600 GA Delft - 303 0500 Fax 0031 Fax 0031 (0)10 413 0175 www.royalhaskoningdhv.com • Votquenne Foundations NV, Dadizele (B)0175 www.profound.nl www.sbr.nl Tel. 0031 (0)15 - 278 46 18 www.sbrcurnet.nl www.profound.nl www.sbr.nl www.curbouweninfra.nl www.curbouweninfra.nl www.pao.tudelft.nl

Colofon Colofon Colofon GEOTECHNIEK GEOTECHNIEK GEOTECHNIEK JAARGANG17 17––NUMMER NUMMER434 JAARGANG 19 NUMMER JAARGANG

JULI 2015 OKTOBER 2013 OKTOBER 2013

Geotechniekisis Geotechniek eenuitgave uitgavevan van een Uitgeverij Educom BV Uitgeverij Educom BV

Geotechniek isiseen een informatief/promotioneel Geotechniekis eeninformatief/promotioneel informatief/promotioneelonafhankelijk Geotechniek vaktijdschrift dat beoogtkennis en ervaring uit te wisselen, inzicht onafhankelijkvaktijdschrift vaktijdschriftdat datbeoogt beoogt onafhankelijk te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnische kennis enervaring ervaring uittetewisselen, wisselen, inzicht kennis en uit inzicht vakgebied te kweken. tebevorderen bevorderen enbelangstelling belangstellingvoor voorhet het te en gehele geo technische vakgebied te kweken. gehele geotechnische vakgebied te kweken.

Mathenesserlaan347 347 Mathenesserlaan 3023GB GBRotterdam Rotterdam 3023 Tel.0031 0031(0)10 (0)10- 425 - 4256544 6544 Tel. Fax0031 0031(0)10 (0)10- 425 - 4257225 7225 Fax info@uitgeverijeducom.nl info@uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl

Coverfoto: Triaxiaalproeven op Limburgse mergel leveren verassende resultaten

Uitgever/bladmanager Uitgever/bladmanager Uitgever/bladmanager UitgeverijEducom EducomBV Uitgeverij Uitgeverij EducomBV BV R.P.H. Diederiks R.P.H. Diederiks R.P.H. Diederiks Redactie Redactie Redactie Beek,mw. mw.ir.ir.V.V.van van Beek, Beek, mw. ir. V. van Brassinga,ing. ing.H.E. H.E. Brassinga, Brassinga, ing. H.E. Brouwer,ir.ir.J.W.R. J.W.R. Brouwer, Diederiks, R.P.H. Diederiks, R.P.H. Diederiks, R.P.H. Heeres, dr.mw. ir. O.M. Hergarden, Hergarden, mw. Ir.Ir.I.I. Hergarden, mw. Ir. I. Meireman, ir. Meireman, ir. P.P.

Meireman, ir. P.

Redactieraad Redactieraad Redactieraad Alboom,ir.ir.G.G.van Alboom, Alboom, ir. G. van van Beek, mw. van Beek, ir.ir. V.V. Beek,mw. mw. ir. V.van van Bouwmeester, Ir. Bouwmeester, Ir. Ir. D.D. Bouwmeester, D. Brassinga,ing. ing.H.E. H.E. Brassinga, Brassinga, ing. H.E. Brinkgreve,dr. dr.ir.ir.R.B.J. R.B.J. Brinkgreve, Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Brok,ing. ing.C.A.J.M. C.A.J.M. Brok, Brouwer, ir.J.W.R. J.W.R. Brouwer,ir.ir.J.W.R. Brouwer, Cools, ir.ir.P.M.C.B.M. Calster, P. van Calster, ir. P. van Dalen, ir. P.M.C.B.M. J.H. van Cools, ir. Cools, ir. P.M.C.B.M. Deen, dr. J.K. van Dalen,ir. ir.J.H. J.H. van Dalen, van Diederiks, R.P.H.

Deen,dr. dr.J.K. J.K.van van Deen, Duijnen, ing. P. van Diederiks,R.P.H. R.P.H. Diederiks, Graaf, ing. H.C. van de Graaf,ing. ing.H.C. H.C. vande de Graaf, Gunnink, Drs. van J. Gunnink, Drs. J. Gunnink, Drs. Haasnoot, ir.J.J.K. Haasnoot,ir.ir.J.K. J.K. Haasnoot, Heeres, dr. ir. O.M. Hergarden,mw. mw.Ir.Ir.I.I. Hergarden, Hergarden, mw. Ir. I. Jonker,ing. ing.A.A. Jonker, Jonker, ing. A. Kleinjan,Ir.Ir.A.A. Kleinjan, Kleinjan, Ir.ing. A. O. Langhorst, Langhorst, ing. O. Langhorst, ing. O. Mathijssen, F.A.J.M. Mathijssen, ir.ir.F.A.J.M. Mathijssen, ir. F.A.J.M. Meinhardt, ir. G. Meinhardt, ir. G.

Meireman,ir. ir.P.P. P. Meireman, Meireman, ir. Rooduijn,ing. ing.M.P. M.P. Rooduijn, Rooduijn, ing. M.P. Schippers, ing. R.J. Schippers, ing. Schippers, ing.R.J. R.J. Schouten, ir. C.P. Schouten,ing. ir. C.P. Smienk, E. Smienk,ing. ing.E.E. Smienk, Spierenburg, dr. ir. S. Spierenburg,dr. dr.ir.ir.S.S. Spierenburg, Storteboom, O. Storteboom,O.O. Storteboom, Vos, mw.dr. ir. ir. M. de Thooft,dr. Thooft, ir. K.K. Velde, ing.ir. E.M. van Vos, mw. deder Vos, mw. ir. M. de Velde,ing. ing.E.E.van vander der Velde,

Meinhardt, ir. G.

Lezersservice Lezersservice Lezersservice Adresmutaties doorgeven Adresmutaties doorgeven viavia Adresmutaties doorgeven via info uitgeverijeducom.nl info@uitgeverijeducom.nl @@ uitgeverijeducom.nl info Copyrights Copyrights ©© Copyrights Uitgeverij Educom BV Uitgeverij Educom BV Uitgeverij Educom BV

Oktober 2013 Juli 2015 Oktober 2013 Niets deze uitgave mag Niets uit deze uitgave mag Niets uituit deze uitgave mag

worden gereproduceerd met worden gereproduceerd met worden gereproduceerd met welke methode dan ook, zonder welke methode dan ook, zonder welke methode dan ook, zonder

schriftelijke toestemming van de de schriftelijke toestemming van schriftelijke toestemming van de uitgever. ISSN 1386 - 2758 © ISSN 1386 - 2758 uitgever. ©© ISSN 1386 - 2758

Distributievan vanGeotechniek GeotechniekininBelgië Belgiëwordt wordtmede medemogelijk mogelijkgemaakt gemaaktdoor: door: Distributie

SMARTGEOTHERM SMARTGEOTHERM

Info: WTCB, : WTCB,ir.ir.Luc LucFrançois François Info Lombardstraat42, 42,1000 1000Brussel Brussel Lombardstraat Tel.+32 +3211 1122 2250 5065 65 Tel. info@bbri.be info@bbri.be www.smartgeotherm.be www.smartgeotherm.be

353

ABEF vzw ABEF vzw ABEF vzw BelgischeVereniging Vereniging Belgische Belgische Vereniging AannemersFunderingswerken Funderingswerken Aannemers Aannemers Funderingswerken PriesterCuypersstraat Cuypersstraat Priester Lombardstraat 34-42 3 3 1040 Brussel 1040 Brussel 1000 Brussel Secretariaat: Secretariaat: www.abef.be erwin.dupont@telenet.be erwin.dupont@telenet.be

GEOT ECH NIE Oktober 2013 GEOT ECH NIE K K–-–Oktober GEOTECHNIEK Juli 20152013

BGGG BGGG

BelgischeGroepering Groepering Belgische voorGrondmechanica Grondmechanica voor Geotechniek enenGeotechniek c/oBBRI, BBRI,Lozenberg Lozenberg7 7 c/o 1932 Sint-Stevens-Woluwe 1932 Sint-Stevens-Woluwe bggg@skynet.be bggg@skynet.be


DUURZAAM EN ECOLOGISCH ONDERGRONDS BOUWEN … ZÓNDER BOUWKUIP U wilt écht milieuverantwoord en duurzaam ondergronds bouwen? Zónder risico voor scheuren dan wel verzakkingen bij omliggende bebouwingen? Zónder chemische bodeminjectie en oxiderende damwanden? En minder grondwateronttrekking (dus minder leges, heffingen, langdurige provinciale onttrekkings- en lozingsvergunningen, etc.)?

PARKEERKELDER, 167 X 25 METER AMSTERDAM

AFZINKKELDERS ® 1

2

De kelderbak wordt zonder vloer op het maaiveld geplaatst (eventueel zelfs strak tegen een bestaande bebouwing).

Tijdens het uitgraven van de kelderbak en het afzinken ontstaat er geen omgevingsschade. Dus werken zónder risico’s en faalkosten.

3

Nadat de kelder op het gewenste peil is gezakt, worden de kelderen dekvloer gestort en 100% waterdicht afgewerkt.

DÉ OPLOSSING IN DICHTBEBOUWDE GEBIEDEN Postadres: Postbus 115 3760 AC Soest

Bezoekadres: Energieweg 2 3762 ET Soest

T. +31 (0)35 - 588 18 88 info@kelderbouw.nl afzinkkelder.nl


Inhoud 3 Van de redactie - 9 Actueel - 14 The Magic of Geotechnics - 25 Afstudeerders - 26 SBRCURnet

GEOTECHNIEK Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

10

16

Triaxiaalproeven op Limburgse mergel leveren verassende resultaten

Praktische overwegingen bij de NPR9998 ing. K. de Jong / ir. E. Kaspers

R. Pytlik / prof. dr. ir. S. van Baars

D. Hartmann, M.Sc / dr. ir. ing. A. van der Stoel

28

38

Diepwanden droogdok Alblasserdam

Ronde parkeergarage in diepwanden: Houtwal

ir. L. Bekken / ir. M. van der Valk / ing. P. Nelemans

ir. R.C. van Dee / ir. J.H. van Dalen

GEOKUNST Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van Geokunststoffen

47 Spelen met geokunststof 4 ir. S. van Eekelen / ing. P. van Duijnen / ing. E. Kwast ir. W. Voskamp / ir. M. Nods

7

GEOTECHNIEK - Juli 2015


creating tools that move your business

a.p. van den berg The CPT factory

Mini Sondeerrups: ideaal voor locaties met beperkte toegang The CPT factory Sondeerbuizenschroever: gemakkelijk, snel en Al ruim 42 jaar is A.P. van den Berg de innovatieve en betrouwbare partner als het gaat om bodemonderzoeklicht en wendbaar De lichtstevoor en een meest compacte Sondeerrups een indrukkracht van en wereldwijdCompact,ergonomisch apparatuur slappe bodem. A.P. van den Bergmet loopt voorop in het ontwikkelen verantwoord vermarkten nieuwe geavanceerde sondeeren monstersteeksystemen die780 uitblinken 10 ton. Metvan een gewicht net onder de 1600 kg en een breedte van mm in betrouwbaarheid en gebruiksgemak. Van verscheidene totdeze multifunctioneel apparatuur voor het gebruik past de Mini Sondeerrups door landsondeersystemen een deurpost en kan vervoerd worden op zee tot waterdieptes van wel 4000 meter en van uitgebreide servicepakketten tot digitale meetsystemen in een bestelwagen. Ideaal dus voor sondeerlocaties met beperkte toegang of waarmee de bodemgegevens via een kabel of optische lichtsignalen worden getransporteerd, ze behoren ruimte. Het indruksysteem is demonteerbaar en kan als stand-alone unit naast allemaal tot het leveringspakket van A.P. van den Berg. de rups gebruikt worden, indien er nog compacter gewerkt moet worden. Veel aandacht wordt geschonken aan de arbeidsomstandigheden van de sondeermeester. Zo heeft A.P. van

Op hebben we een Mini Sondeerrups opsondeerapparaat voorraad in onze den dit Bergmoment de sondeerbuizenschroever ontwikkeld, die in ieder kan worden geïntegreerd. Showroom, maar uiteraard kunnen ook een van exemplaar voor u efficiënter uitgevoerd. De Met de buizenschroever wordt het op- enwe afschroeven de sondeerstreng buizenschroeverdat komt het meest recht involdoet. combinatie met een draadloos meetsysteem. Het doorrijsamenstellen precies aantot uwzijn wensen

gen van de conuskabel behoort dan tot het verleden. Voor de sondeermeester betekent dit een aanzienlijke vermindering vanNeem de fysiekecontact inspanning met en het voorkomen Interesse? ons op!van een versnelde slijtage van de gewrichten. Aandacht voor de arbeidsomstandigheden is voor alle betrokkenen van groot belang en is zijn investering dubbel en dwars waard.

A.P. van den Berg Machinefabriek A.P. van den Ingenieursburo b.v. Postbus 68,Berg 8440 AB Heerenveen Postbus 68, 8440 AB Heerenveen

Tel.: 0513 631355

Tel.: 0513 631 355 Fax: 0513 631212 Fax: 0513 631 212

info@apvandenberg.nl info@apvandenberg.nl www.apvandenberg.nl www.apvandenberg.nl

APB CPT Ad Geotechniek MiniSondeerrups 216x138 22052015 try1.indd 1

Voor Voor gedegen gedegen

26-5-2015 12:00:45

BAUER BAUER Funderingstechniek Funderingstechniek voert voert de volgende activiteiten uit: uit: de volgende activiteiten

Mixed-In-Place Mixed-In-Place 

Mixed-In-Place soilmix  Mixed-In-Place soilmix

 Groutanker met strengen  Groutanker met strengen

soilmix soilmix oplossingen oplossingen

 Groutanker met staven  Groutanker (paal)(paal) met staven  GEWI-anker  GEWI-anker (paal)(paal)  Cement-bentoniet dichtwand  Cement-bentoniet dichtwand  Groot diameter boorpalen  Groot diameter boorpalen  Diepwand  Diepwand Jet grouten  Jetgrouten  Grondverbetering  Grondverbetering

els nw_Opmaak 1 27-02-13 11:07 Pagina 36

Vooraanstaand Vooraanstaand en betrouwbaar en betrouwbaar

N14 Artikels nw_Opmaak 1 27-02-13 11:07 Pagina 36

www.bauernl.nl www.bauernl.nl


Actueel

Geonet in de overgang

Vijftien jaar geleden leek het GeoDelft, KIVI-geotechniek en CUR een goed idee om een centraal webarchief op te zetten voor de Nederlandse geotechniek: voor geotechnici en door geotechnici. Dat archief werd www.geonet.nl. Het internet is in die 15 jaar fundamenteel veranderd, tegenwoordig tik je je vraag in in Google en je krijgt alle informatie die je wilt – en nog veel meer informatie waar je niet op zit te wachten. Er blijft behoefte aan een gerichtere informatiebron dan ‘het internet’. De afgelopen vier jaar heeft Geonet een flinke stap voorwaarts gemaakt door een impuls vanuit het GeoImpuls programma. GeoImpuls zocht naar een plek om de ontwikkelde kennis blijvend te verankeren en heeft dus geïnvesteerd in Geonet. Dat maakte het mogelijk de techniek achter de website te vernieuwen zodat het toevoegen van nieuwe informatie veel gemakkelijker is geworden. Ook qua structuur heeft Geonet een vernieuwingsslag ondergaan. De kennis is nu opgeslagen in de vorm van dossiers: herkenbare, niet al te uitgebreide kennisgebieden. Het aantal dos-

siers is op dit moment 17 (zie kader) en om het overzichtelijk te houden is het streven ook om dat aantal tot max 20 te beperken. Ieder van die dossiers wordt geregeld aangevuld met nieuwe ontwikkelingen. Dankzij de aanwezigheid van een bureauredacteur is de afgelopen jaren een grote slag gemaakt met het bijeenzoeken van beschikbare kennis uit allerlei bronnen zoals de TU Delft, het COB en Deltares. Ook alle geo-kennis die ontwikkeld is in Delft Cluster heeft een plek gevonden op Geonet. Van alle artikelen die vanaf 2000 in Geotechniek hebben gestaan is een samenvatting opgenomen met vanaf 2007 ook een directe link naar de volledige pdf. De kennis die de afgelopen jaren door hoofdsponsor GeoImpuls is ontwikkeld, heeft uiteraard een prominente plaats gekregen met tientallen GeoImpuls-subpagina’s. Er is één pagina met een overzicht van alle GeoImpuls producten met links naar pdf’s. Daarnaast is al deze kennis ook gerubriceerd in de dossiers en daar blijvend ontsloten. Geoimpuls heeft ook een eigen website www.geoimpuls.org. Op Geonet staan de producten die door en voor geotechnici ontwikkeld zijn zoals risicochecklists, inhoudelijke informatie over georisicomanagement, en de handreiking voor toepassing van de Observational Method. De GeoImpuls website is vooral gericht op niet-geotechnici: architecten, projectontwikkelaars, bestuurders en het grote publiek, kortom stakeholders die met een beetje inzicht in geotechniek geholpen zijn om risico’s beter te kunnen inschatten en hun projecten met minder gedoe kunnen afwikkelen. Zoeken naar informatie gaat eenvoudig via het zoekvenster in het hoofdmenu. Daar kun je ook kiezen ‘zoek in gelieerde websites’waarmee je

de wewbsites van COB, CROW, TUDelft en nog een aantal organisaties doorzoekt. De vulling en actualisering van de Geonet-dossiers gebeurt door het systematisch nalopen van een twintigtal bronnen, waarvan de repository van de TU Delft een hele belangrijke is. Nieuwe ontwikkelingen komen bovenaan in het dossier te staan, en het archief groeit aan de onderkant steeds verder uit. Nieuwe toevoegingen aan de site staan op de home page steeds rechtsboven vermeld. Heb je zelf interessante informatie gevonden die je graag wilt delen? Laat het weten aan redactie@geonet.nl !

Dossiers Geonet Bouwputten Dijktechnologie Funderingstechnieken Gebiedsontwikkeling Grondonderzoek Grondverbeteren Grondvervorming Leren van falen Meten en Monitoren Normen en richtlijnen Ondergronds Bouwen Probabilistiek Risicomanagement Trillingen Waterbouw Wegconstructies op slappe grond Zettingsvloeiingen

ir. Geerhard Hannink neemt afscheid Na jaren geacteerd te hebben als zeer gewaardeerd docent voor de cursus CGF1 heeft Geerhard Hannink afscheid genomen. Met het (binnenkort) bereiken van de pensioengerechtigde leeftijd stopt Geerhard helaas ook met het geven van deze opleiding. De CGF cursussen (CGF-1, CGF-2 en CGF-M) zijn hoog aangeschreven opleidingen in de geotechnische wereld. Namens KIVI afdeling Geotechniek en NCOI Techniek (voorheen Reed Business Opleidingen) bedanken wij Geerhard voor zijn jarenlange inzet voor deze opleiding.

9

GEOTECHNIEK - Juli 2015


Triaxiaalproeven op Limburgse mergel leveren verassende resultaten

Inleiding In de jaren ’60 is de A2 bij Maastricht als stadsboulevard aangelegd, maar deze groeide uit tot een drukke snelweg. In 2006 ondertekenden Rijkswaterstaat, de provincie Limburg en de gemeenten Maastricht en Meerssen een samenwerkingsovereenkomst om te komen tot één plan voor stad en snelweg, die nu bekend is onder de naam “De Groene Loper”. Op dit moment werkt Avenue2, een projectorganisatie bestaande uit Strukton en Ballast Nedam, aan de voltooing van de A2-tunnel. Voor het ontwerp

van de bouwput voor de tunnel waren sterkteparameters van de Limburgse mergel benodigd, waarin deze tunnel wordt gebouwd. Eigenlijk is mergel een afzettingsgesteente bestaande uit een mengsel van klei en fijnverdeelde kalk, maar deze bevindt zich niet in Limburg. Limburgse mergel is de naam die in Limburg wordt gegeven aan krijtgesteente, bestaande uit Kalkareniet (grof korrelige afzettingen) en Kalksteen (fijn korrelige afzettingen). Dit gesteente bestaat voor 98% uit koolzure kalk en 2% uit andere bestanddelen, voornamelijk zand. De Limburgse

R. Pytlik Universiteit van Luxemburg

prof. dr. ir. S. van Baars Universiteit van Luxemburg

mergel is vooral afgezet tijdens het Krijt en komt op grotere diepte in vrijwel geheel Nederland en grote delen van Vlaanderen voor. De Zuid-Limburgse naam “mergel” komt waarschijnlijk van het Romeinse “marga”. Hieronder verstonden de Romeinen alle niet-verharde kalkhoudende sedimenten. Omdat in de bouwput de Limburgse mergel een stijf, stevig gedrag vertoonde, maar na het ontgraven verkruimelde en als een cohesieloos zand werd aangezien, is door de Universiteit Figuur 1 - Uitzagen mergelblokken in Maastricht.

10

GEOTECHNIEK - Juli 2015


Samenvatting

De civiele werken van de A2-tunnel in Maastricht zijn onlangs voltooid. Tijdens de bouw werd de Limburgse mergel in de bouwput als een stijve, stevige grondlaag beoordeeld, terwijl het na het verwijderen als een cohesieloos zand werd aangezien. Om het sterktegedrag van deze mergel beter te begrijpen is door de Universiteit van Luxemburg aanvullend onderzoek

gedaan. Uit triaxiaalproeven blijkt verrassenderwijze dat de sterkteparameters van verkruimelde mergel weinig afwijken van intacte mergel. De toplaag van de mergel een zeer kleine cohesie en een grote hoek van inwendige wrijving. Alhoewel hierdoor de mergel onder druk zeer sterk is, is de mergel vrijwel niet in staat om trek op te nemen.

Figuur 2 - Mohr-Coulomb bezwijklijn voor horizontale en vertikale mergel monsters. 0.8

0.6

Vertikaal: φ = 38.9°, c = 89.90 kPa 0.4

1

3

(σ −σ )/2 (MPa)

Horizontaal: φ = 40.2°, c = 37.44 kPa

van Luxemburg aanvullend sterkteonderzoek gedaan, om het verschil in beide situaties vast te stellen. Op 5 september 2013 zijn voor de laboratoriumproeven monsters genomen door de Universiteit van Luxemburg, met hulp van de Technische Universiteit Delft en van Avenue2. Dit gebeurde in de buurt van het Stadionplein, oftewel ten noorden van geologische breuk t.h.v. de Voltastraat, en op een diepte gelijk aan de tunnelbodem, oftewel in de zwakkere toplaag van de mergel. Met een motorzaag zijn grote blokken droge mergel uitgezaagd, zie figuur 1, die in het laboratorium zijn verkleind tot ongestoorde monsters.

0.2

0 0

0.2

0.4

σ1,σ3(MPa)

0.6

0.8

Tabel 1 - Sterkteparameters van de mergel Horizontale monsters

Vertikale monsters

φ

[°]

40.2

38.9

c

[kPa]

37.4

89.9

UCS

[kPa]

83.9

146.1

Treksterkte

[kPa]

32.5

84.5

Figuur 3 - Een blok mergel met horizontale gelaagdheid.

Triaxiaalproeven op intacte mergel De ongestoorde monsters waren allen cylindervormig met een diameter van d = 38 mm, en een hoogte van h = 78 mm. De triaxiaalproeven hierop resulteerden bij (piek)bezwijken in de twee Mohr-Coulomb sterkteparameters: de cohesie c en de hoek van inwendige wrijving φ. De celdruk σ3 werd gevarieerd van 0 kPa tot 300 kPa. De cohesie bleek zeer laag te zijn; c = 37.4 kPa voor horizontale en c = 89.9 kPa voor vertikale monsters, zie figuur 2 en tabel 1. Dit betekent dat de cohesie voor vertikale monsters meer dan twee maal zo groot is als voor horizontale monsters. Hierdoor is ook de uniaxiale compressie sterkte (UCS) bijna tweemaal zo groot voor de vertikale monsters. Dit is typisch anisotropisch gedrag. Eigenlijk is er geen sprake van cohesie zoals bij klei, maar van cementatie. De cohesie parameter wordt toegekend vanwege het gebruik in Mohr Coulomb modellen e.d. In tegenstelling tot de cohesie bleek de wrijvinghoek zeer hoog en ook bijna gelijk voor de horizontale en vertikale monsters; respectievelijk φ = 40.2° en φ = 38.9°. Ter vergelijk, bij eerdere triaxiaalproeven door Avenue2 werd een sterk variërende cohesie (die vooral met de diepte toeneemt) en een ongeveer gelijke wrijvingshoek van φ = 41° gevonden (zie Salazar et al., 2011 en Van Dalen en Salazar, 2012).

11

GEOTECHNIEK - Juli 2015


Figuur 4 - Gedeeltelijk verkruimelde mergel.

Door de combinatie van een lage cohesie en een hoge wrijvingshoek is de treksterkte zeer laag. Dit valt vooral op tijdens het ontgraven. Zodra de mergel wordt uitgegraven en naar de oppervlakte wordt gebracht breekt de mergel en verkruimelt het erg gemakkelijk, vooral langs de sedimentaire micro-laagjes in het monster, zie figuur 3. Maar zolang de mergel onuitgegraven blijft, en er enige gronddruk is, blijft de mergel gebonden en sterk. Dat verklaart waarom bij een visuele inspectie de mergel toch als relatief sterk wordt aangezien. De lineaire regressie-correlatie van de resultaten is hoog voor zowel de horizontale als vertikale richting: R2 > 0.99, hetgeen in eerste instantie opmerkelijk is omdat het uiterst moeilijk was onbeschadigd monster te maken zonder discontinuiteiten. Dit komt omdat de mergel erg bros en breekbaar is. Vooral de vertikale monsters braken voortdurend langs de sedimentaire gelaagdheid.

Figuur 5 - Bezwijklijn verkruimelde mergel versus intakte mergel. 0.8

In de triaxiaalproeven zijn alleen de onbeschadigde monsters gebruikt, zodat de sterkte van de zwakkere grondmonsters niet zijn meegewogen. De kans dat de resultaten hierdoor een overschating van het gemiddelde zijn, valt toch mee omdat, zoals uit het volgende hoofdstuk zal blijken, er geen grote verschillen zijn gevonden tussen verkruimelde monsters en intacte monsters. Triaxiaalproeven op verkruimelde mergel Omdat de vraag bestond of verkruimelde mergel dezelfde wrijvingshoek heeft als intacte mergel, zijn er ook enige proeven uitgevoerd op verkruimelde mergel. Dit ziet eruit als fijn zand, zie figuur 4. De droge volumieke massa is laag vanwege de hoge porositeit en hangt af van de pakking: ρmin = 1.06 g/cm3 voor een losse pakking en ρmax = 1.26 g/cm3 voor een dichte pakking. De volumieke massa van droge intacte mergel ligt daar tussen in met ρd = 1.16 g/cm3. Hieruit volgt de porositeit van de intacte mergel; n = 1 – (1.16/2.5) = 54%, hetgeen een zeer hoge waarde is. De triaxiaalproeven op verkruimelde mergel resulteerden in de volgende sterkteparameters: φ = 43° en c = 26 kPa, zie tabel 2. Verrassend is dat de Coulomblijn, en dus de sterkte, vrijwel gelijk is aan die van intact mergel, zie figuur 5. Bovendien lijkt verkruimeld mergel zelfs een cohesie van dezelfde orde te hebben als intact mergel, en dat terwijl verkruimeld mergel helemaal geen cohesie kan hebben. Deze “schijncohesie” ontstaat omdat in het Mohr-Coulomb model van

Verkruimeld: φ = 43.3°, c = 25.91 kPa

0.6

(σ1−σ3)/2 (MPa)

Horizontaal: φ = 40.2°, c = 37.44 kPa Vertikaal: φ = 38.9°, c = 89.90 kPa

0.4

0.2

0 0

0.2

0.4

σ1,σ3(MPa)

0.6

0.8

Tabel 2 - Sterkteparameters: intakte versus verkruimelde mergel Horizontaal + intakt

Vertikaal + intakt

Verkruimeld (indien cohesieloos)

φ

[°]

40.2

38.9

43.3 (45.5)

c

[kPa]

37.4

89.9

25.9 (0)

een rechte Coulomblijn wordt uitgegaan, terwijl in werkelijkheid deze meer gekromd is. Als we een cohesie van c = 0 kPa opleggen en uitgaan van dezelfde meetdata, dan vinden we een gemiddelde wrijvingshoek van φ = 45.5°. Deze is iets hoger dan die van intacte mergel. Ook al is het verschil in sterkte tussen de intacte mergel en de verkruimelde mergel niet groot,

12

GEOTECHNIEK - Juli 2015

de spanning-rek relatie is wel zeer verschillend, zie figuur 6. Omdat het Mohr-Coulomb bezwijkcriterium de eerder genoemde kromming niet kent, en het in de rotsmechanika bekende Hoek-Brown bezwijkcriterium wel (Hoek & Brown 1980, Hoek 2000), ontstond de vraag of het Hoek-Brown be-


TRIAXIAALPROEVEN OP LIMBURGSE MERGEL LEVEREN VERASSENDE RESULTATEN

Figuur 6 - Spanning-rek relatie 0.35 Maximum = 0.306

0.3

Maximum = 0.278

σ1−σ3(MPa)

0.25 0.2

0.15 σ = 0.05 MPa 3

0.1 0.05 0

0

2

4

6

8

ε (%)

10

Vertikaal Verkruimeld 12

Figuur 7 - Mohr-Coulomb bezwijklijn voor droog en verzadigd verkruimeld mergel. 0.8

Droog, verkruimeld: φ = 43.3°, c = 25.91 kPa Verzadigd, verkruimeld: φ = 43.8°, c = −6.06 kPa

(σ1−σ3)/2 (MPa)

0.6

0.4

0.2

0 0

0.2

0.4

0.6

σ1,σ3(MPa)

0.8

Tabel 3 - Sterkteparameters: invloed watergehalte Verzadiging: φ

[°]

c

[kPa]

zwijkcriterium niet beter de sterkte van mergel kan beschrijven. Dit bleek niet het geval vooral, om het in Mohr-Coulomb termen te zeggen, omdat het Hoek-Brown model uitgaat van een, voor mergel, veel te lage wrijvingshoek. Met andere woorden; het Mohr-Coulomb bezwijkcriterium is toch het nauwkeurigste model om de sterkte van mergel te beschrijven.

0%

100%

43.3 (48.5)

44.8 (43.6)

25.9 (0)

-20.8 (0.0)

Invloed van het watergehalte Om te zien wat de invloed is van het watergehalte op de sterkte van verkruimeld mergel, zijn meerdere triaxiaalproeven uitgevoerd op zowel volledig verzadigde (natte) als onverzadigde (droge) monsters. Ook hier waren de resultaten verrassend,. Verwacht werd dat door de zuigkracht van het poriewater de sterkte (de “co-

13

GEOTECHNIEK - Juli 2015

hesie”) zou toenemen volgens de theoriën van Donald (1956), Lamborn (1986) and Peterson (1988). Echter, er werd een afname gevonden, zie figuur 7 en tabel 3. Conclusies Uit de gemaakte triaxiaalproeven op de onderzochte Limburgse mergel blijkt dat de sterkteparameters van de verkruimelde mergel weinig afwijken van intacte mergel. De mergel heeft een zeer kleine cohesie en een grote hoek van inwendige wrijving. Alhoewel hierdoor de mergel onder druk zeer sterk is, is de mergel vrijwel niet in staat om trek op te nemen. Het MohrCoulomb bezwijkcriterium geeft voor de mergel bij lage spanningen een iets te hoge cohesie. Referencies - Van Dalen, J.H. en Salazar, J.R., 2012. BouwputA2 Tunnel Maastrict, Geotechniek, nr 3, Juli 2012. - Donald, I.B., 1956. Shear Strength Measurements in Unsaturated Non- Cohesive Soils With Negative Pore Pressures, Proceedings of 2nd Australia-New Zealand Conference of Soil Mechanics and Foundation Engineering, Christchurch, New Zealand, pp.200-2005 - Fredlund, D.G., 1995. The relationship of the Unsaturated Soil Shear Strength Functions to the Soil-Water Characteristic Curve, Canadian Geotechnical Journal, vol. 32, pp. 40-448. - Hoek, E., Brown, E.T., 1980, Empirical strength criterion for rock masses, J. Geotech. Engineering Div., ASCE, 106, No. GT9, 10132-1035. -  Hoek, E., 2000, Practical rock engineering. Course notes by Evert Hoek, Evert Hoek Consulting Engineer Inc., North Vancouver. - Lamborn, M.J., 1986. A Micromechanical Approach to Modelling Partly Saturated Soils, M.Sc. Thesis, Texas A&M University, Texas. - Peterson, R.F.W., 1988, Interpretation of Triaxial Compression Test Results on Partially Saturated Soils. Advanced Triaxial Testing of Soil and Rock, ASTM STP 977, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, pp. 512-538. -  Salazar, J.R., Van Dalen, J.H., Boone, D., Schouten, P. 2011. Deep excavation and retaining walls in weak rock for buidling pit tunnel A2 in Maastricht, geotechnical aspects. Proc. 15th European Conf. On Soil Mech. And Geot. Eng. 2011. Reageren op dit artikel? Stuur dan een reactie naar info@uitgeverijeducom.nl


The Magic of Geotechnics

Zomer, zand en water Het is weer zomer. Een mooie tijd om de beginselen van de grondmechanica nog eens experimenteel met zand en water te demonstreren aan de goegemeente: aan je kinderen, op de school van je kinderen, of gewoon met gasten op het strand. Hoe kun je nu beter anderen in de magie van grond introduceren dan door zelf met zand en water de basale verschijnselen te demonstreren?

Bij zand werkt het net zo. Daarom is zand op grote diepte ook zo’n mooi stevig funderingsmateriaal. Anders dan zand op het strand. Wie een eind door mul zand loopt weet daarvan mee te praten. Je zakt er een heel eind in weg doordat het oppervlakkige zand geen wrijving heeft en zijdelings wegstroomt. Als we naar de waterlijn lopen en water in het spel komt wordt het nog interessanter. Vochtig zand is steviger dan droog zand, dat is een kwestie van de capillaire kracht die de korrels aan elkaar ‘plakt’. Is het zand nog natter en raakt het verzadigd dan speelt de capillaire kracht geen rol meer en hangt het van de dichtheid van het zand af wat er gebeurt. Het strand is een onuitputtelijke bron van proefjes met water en zand. Wij Nederlanders zijn een volk van waterbouwers, en wie heeft niet in zijn jeugd met zand dammen gebouwd om geulen af te sluiten op het strand. Wat een teleurstelling alleen, als het water gewoon onder de dam blijkt door te lopen en ondertussen ook nog de dam ondermijnt. De eerste les daaruit is het

Foto: : USGS

Grond is een raar materiaal, daar begint het allemaal mee. Het is stevig als je erop drukt – je kan er gewoon overheen lopen – maar het valt uit elkaar als je er aan trekt. Heel anders dan beton of staal of plastic. Dat komt omdat het korrels zijn. U lezer, als geotechnicus, weet dat natuurlijk, maar voor anderen kan dat een eye-opener zijn. Nu is grond niet het enige korrelmateriaal dat iedereen kent. Veel levensmiddelen zijn ook korrels. Niet iedereen heeft dagelijks graan in handen, maar suiker en gemalen koffie wel. Korrels vertonen onderlinge wrijving en dat bepaalt het gedrag van een verzameling van heel veel korrels – bijvoorbeeld in een pak gemalen koffie. Als het vacuüm nog in een pak vacuümkoffie zit – voor zover je dat zo kunt zeggen – is het net een baksteen waar je iemand een gat mee in het hoofd kunt slaan. Als je een hoekje van het pak af knipt stroomt er lucht tussen de korrels en opeens is het een heel ander

materiaal: met je duim druk je er zo een deuk in, als was het een pakje boter. Hoe komt dat? In de beginsituatie drukt de luchtdruk via de buitenkant van het pak de korrels heel stevig op elkaar en dat maakt dat het geheel zich als één monoliet gedraagt.

Gevolg van verweking bij een aardbeving (Adapazari, Turkije, 1999) – schijnbaar onbeschadigd maar wel 60˚ uit het lood

14

GEOTECHNIEK - Juli 2015

dr. Jurjen van Deen

beeld wat grondwater is. Hele volksstammen hebben een beeld van grondwater dat zich in grote holle ruimtes zou bevinden – zoiets als de druipsteengrotten van Han in België. Het zand hier op het strand geeft het levend voorbeeld van hoe het wel zit: de holtes zijn er wel, maar ze zijn op millimeter-schaal en kleiner. Maar u moet er natuurlijk wel bij zijn om de minder oplettende toeschouwer daarop te wijzen. De tweede les is dat het stromende grondwater de korrels die onder water toch al minder wegen – door Archimedes, weet u nog – een beetje uit elkaar drukt. De korrels verliezen het onderling contact, het geheel zijn stevigheid en korrel voor korrel wordt afgevoerd. Korrels zakken naar beneden en verminderen de dichtheid nog extra, en de hele dam zakt als een pudding in elkaar Het materiaal verweekt. Hoe verweking in zijn werk gaat zie je ook mooi langs de waterlijn. Als je bij de waterlijn met de punt van je voet op de grond tikt zie je een plasje zand-watermengsel ontstaan. Wat er gebeurt is dat je met het tikken de korrels in beweging brengt. De korrels gaan dichter op elkaar zitten, en is er minder ruimte voor het water en dat komt bovenopdrijven. Dat kun je een paar keer doen maar dan is het zand zover verdicht dat de korrels niet dichter op elkaar kunnen en moet je eindje verder om het nog eens te demonstreren. Het plasje zand-watermengsel is verweekt zand: een dikke vloeistof met een hoog soortelijk gewicht. Een spectaculaire demonstratie daarvan was de proef die hoogleraar geotechniek Verruijt rond 1990 deed. Bij de afdeling Geotechniek van de TU Delft staat een vier meter hoge tank met zand waarin men water kan laten opstromen en zo drijfzand maken. Verruijt daagde zijn studenten uit om er in te springen – voor een kratje bier. De uitdaging werd aangenomen en de student zakte inderdaad tot zijn middel in het zand – maar niet verder. Verdrinken is er dus niet bij in drijfzand, maar er in je eentje weer uit te komen – dat is wel een probleem (1). Verweking is ook met een simpel huis-tuin-enkeuken-proefje mooi te laten zien. Neem een lege plastic fles, knip de bodem eruit en vul hem tot halverwege met water en strooi er zand in tot aan het wateroppervlak. Zet er een blok hout of ijzer bovenop bij wijze van modelgebouw. Geef nu een tik tegen de zijkant en het blok zakt


The Magic of Geotechnics Bron: BoekieBoekie #31 (1999), http://boekie-boekie.nl

leidelijk verhoogt worden de korrels schijnbaar lichter en wordt de onderlinge wrijving kleiner. Daardoor verliest de grond zijn draagkracht en ook hier valt het torentje om als het water hoger komt.

Verwekingsproefje met twee plastic flessen scheef weg. Door de tik raken de korrels los van elkaar, het water kan niet snel weg, er ontstaat even drijfzand en het blok zakt weg. Het is hetzelfde effect als optreedt bij het tikken met je voet op het zand bij de waterlijn. Het proefje kan ook iets geavanceerder. Neem twee plastic flessen en verbindt de tuiten met een stuk tuinslang. Vul de ene met zand met weer een modeltorentje erbovenop, en de andere met water. Begin met de watercontainer laag en laat het ‘grondwater’ geleidelijk omhoog komen in het zand. Als je de grondwaterstand ge-

Verweking treedt op in zand dat losgepakt is: veel ruimte tussen de korrels. Bij dichtgepakt zand treedt een ander interessant verschijnsel op dat u als geotechnicus onmiddellijk benoemt als dilatantie. Op het strand zie je lopend langs de waterlijn het soms om je voet heen een stukje droog worden. Daar is de situatie dat het zand vastgepakt is. Iedere gedwongen vervorming (in dit geval doordat je erop gaat staan) leidt tot het uit elkaar drukken van de korrels zodat méér ruimte tussen de korrels ontstaat. Daarin kan het water uit de omgeving weglopen zodat aan het oppervlak een droge plek ontstaat. Een opmerkelijk verschijnsel dat door druk uit te oefenen op het zand het volume groter wordt – voor u geen verrassing, maar voor een onbevangen toeschouwer toch wel gek. Of u die toeschouwer dan met schuifspanningen, volumerek en het woord dilatantie moet lastig vallen – dat staat nog te bezien.

En ook dit fenomeen is met een simpel proefje te demonstreren. Bij het verwekingsproefje in de plastic fles raakt het zand geleidelijk verdicht. Giet het water af totdat het water net boven het zand uitkomt. Knijp nu in de fles en het water zakt, het zand wordt droog. Ze zeggen wel eens dat geotechniek zo’n onzichtbare wetenschap is omdat alles wat je doet onder de grond zit. Maar so what? Microelektronica kan je ook niet zien maar daar heeft niemand het over onzichtbaar. Het effect kun je wel degelijk zien, maar misschien moet iemand je er even op attent maken. Die iemand bent u, geotechnische lezer. Maak grondgedrag tastbaar voor een lekenpubliek! Referentie [1] http://www.kennislink.nl/publicaties/indrijfzand-kun-je-niet-verdrinken

Reacties zijn welkom op: reactiegeotechniek@geonet.nl

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


ing. K. de Jong CRUX Engineering BV

Praktische overwegingen bij de NPR9998

ir. E. Kaspers CRUX Engineering BV

D. Hartmann, M.Sc CRUX Engineering BV

dr. ir. ing. A. van der Stoel CRUX Engineering BV

Algemeen Begin februari van dit jaar is de groene versie van de NPR9998 verschenen welke als een handleiding moet gaan dienen voor de beschouwing van de aardbevingsproblematiek in NoordNederland. Deze richtlijn is bedoeld als handvat bij het ontwerp van nieuwe constructies en bij het beoordelen van bestaande bebouwing in de provincie Groningen. Toepassing van deze richtlijn heeft echter diverse praktische consequenties die pas duidelijk inzichtelijk worden wanneer deze op grote schaal wordt toegepast. In dit artikel worden twee van deze praktische consequenties toegelicht: De noodzaak tot seismisch sonderen en de beoordeling van het liquefactierisico. De auteurs zijn in de rol van geotechnisch adviseur al circa twee jaar betrokken bij de aardbevingsproblematiek in Groningen. Sinds een jaar wordt in opdracht van Arcadis een beschouwing uitgevoerd van het bouwkundig versterken van woningen en constructies die behoren bij de zogenaamde complexe schadegevallen uit de NAM-portefeuille “reguliere schadegevallen”. Doelstelling voor deze panden is om op zeer korte termijn constructieve versterkingen uit te voeren die maken dat het pand als aardbevingsbestendig kan worden aangemerkt en dat de tijdelijke noodmaatregelen verwijderd kunnen worden. Een gevolg van de hieruit volgende tijdsdruk was dat NPR9998 en de voorloper hierop, de Handreiking van [TNO/Deltares 2014], op een directe en praktische wijze toegepast dienden te worden.

Tabel 1 - correlaties bepaling Vs waarden [Wair, De Jong & Shantz 2012] Soil type

All Soils

Geologic age

Numer of data pairs

r2

Vs (m/s)

Hegazy & Mayne (1995)

Quaternary

323

0.70

(10.1 log(qc) -11.4)1.67 (100 fs/qc)0.3

Mayne (2006)

Quaternary

161

0.82

118.8 log(fs) +18.5

Piratheepan (2002)

Holocene

60

0.73

32.3 qc0.089 fs0.121 D0.215

Andrus et al. (2007)

Holocene & Pleistocene

185

(H) 0.71 (P) 0.43

2.62 qt0.395 IC0.912 D0.124 SFa

Robertson (2009)

Quaternary

1,035

-

[(10(0.55Ic+1.68)) (qt - σv)/pa]0.5

-

256

0.61

134.1 + 0.0052 qc

Holocene

-

-

17.48 qc0.13 σ,v0.27

Hegazy & Mayne (1995)

Quaternary

133

0.68

13.18 qc0.192 σ,v0.179

Hegazy & Mayne (1995)

Quaternary

92

0.57

12.02 qc0.319 fs-0.0466

Holocene

25

0.74

25.3 qc0.163 fs0.029 D0.155

Hegazy & Mayne (1995)

Quaternary

406

0.89

14.13 qc0.359 e0-0.473

Hegazy & Mayne (1995)

Quaternary

229

0.78

3.18 qc0.549 fs0.025

Mayne & Rix (1995)

Quaternary

339

0.83

9.44 qc0.435 e0-0.532

Mayne & Rix (1995)

Quaternary

481

0.74

1.75 qc0.627

Piratheepan (2002)

Holocene

20

0.91

11.9 qc0.269 fs0.108 D0.127

Study

Sykora & Stokoe (1983) Baldi et al. (1989) Sand

Piratheepan (2002)

Clay

Units: qc, qt, fs, σv, and σ,v are measured in kilopascals (kPa), and depth (D) is measured in meters (m). pa = 100 kPa. aSF = 0.92 for Holocene and 1.12 for Pleistocene

16

GEOTECHNIEK - Juli 2015


Samenvatting

Toepassing van de NPR9998 heeft praktische consequenties die pas duidelijk worden wanneer deze op grote schaal wordt toegepast. Twee daarvan zijn worden in dit artikel nader behandeld. De noodzaak tot seismisch sonderen blijkt door het gebruik van correlaties te kunnen worden beperkt, met de aanbeveling SCPT’s te verzamelen in een centrale database om zo gericht onderzoek naar de grondsoort afhankelijke Vs te verrichten. Omdat de NPR9998 tot ingrijpende maatregelen, zowel constructief in de

vorm van funderingsherstel als voor de bewoners in de vorm van langdurige uithuisplaatsing tijdens de werkzaamheden, leidt, wordt de alternatieve methode Robertson voorgesteld voor de beoordeling van het liquefactie-risico. Deze minder conservatieve benadering onderkent het risico op cyclic softening en sluit beter aan op de grondslag in Groningen, het gebruik van CPT’s en het karakter van de geïnduceerde aardbevingen. Aanvullende proeven dienen bovendien het inzicht in de verschillen tussen tektonische en geïnduceerde aardbevingen te vergoten.

Figuur 1 - Vergelijking correlaties Vs waarden met gemeten waarden.

De in dit artikel opgenomen onderwerpen vloeien derhalve voort uit complicaties die volgden op de implementatie van deze richtlijn bij een veertigtal te versterken panden. De opgenomen commentaren zijn het gevolg van een intensief toetsings- en ontwerptraject. In verband met de privacy zijn de exacte adressen van de beschouwde cases niet opgenomen. Noodzaak tot seismisch sonderen 1.1.1 Algemeen De NPR9998 schrijft voor dat bij een geavanceerde aanpak of gebouwen in CC3 ten minste een seismische sondering (SCPT) uitgevoerd dient te worden. Aanvullend wordt gesteld dat een in-

schatting van de Vs waarde (schuifgolfsnelheid) alleen voor een eerste berekening aangehouden mag worden en dat, indien de berekening gevoelig is voor kleine afwijkingen in deze waarde, er alsnog een meting uitgevoerd dient te worden. Het uitvoeren van dit type sonderingen bij alle te beschouwen panden is echter een zeer kostbare onderneming, die mogelijk tot dubbele werkzaamheden leidt indien er meerdere partijen in een regio aan het werk zijn. 1.1.2 Beschikbare correlaties Voor het bepalen van de Vs waarden zijn een groot aantal correlaties beschikbaar (Tabel 1) welke toepassing vinden voor een enkele of

17

GEOTECHNIEK - Juli 2015

meerdere typen grond. Om de validiteit van deze correlaties te controleren zijn voor de 31 locaties van het bouwkundig versterken waar SCPT’s zijn uitgevoerd vergelijkingen gemaakt tussen de gemeten waarden en de correlaties. Belangrijk bij het vergelijken van deze correlaties zijn naast het verloop van de Vs waarden met de diepte ook de resulterende Vs;30 waarden (gewogen waarde over de eerste 30 meter gebruikt bij bepaling van de site respons). Ter illustratie zijn in Figuur 1 voor een zandig bodemprofiel in Meedhuizen de in Tabel 1 opgenomen correlaties uitgezet. De beschikbare cor-


relaties voor kleilagen zijn in dit voorbeeld niet meegenomen. Wat opvalt, is dat de correlaties welke gelden voor alle bodemtypen een betere fit geven met het verloop dan de correlaties specifiek voor zandlagen. De reden hiervoor lijkt dat het siltige karakter van de zandlagen minder goed weergegeven wordt door de correlaties opgesteld voor schoon zand. In Figuur 2 zijn de afwijkingen tussen de gecorreleerde Vs;30 waarden en de gemeten waarden voor Meedhuizen opgenomen.

Figuur 2 - Afwijking correlaties Vs;30 waarden met gemeten waarden.

Op basis van de uitgevoerde vergelijkingen van de beschouwde locaties opgenomen in Figuur 3 geeft de methode conform [Robertson 2009] de beste fit met de gemeten waarden, zowel qua Vs;30 waarde als in het verloop van de Vs over de diepte. Deze methode is daarbij gebaseerd op het meeste data pairs (1035 conform Tabel 1) en daarmee het best gevalideerd. De met Robertson berekende Vs;30 waarden versus de gemeten waarden zijn opgenomen in Figuur 3. 1.1.3 Tekortkoming Robertson correlatie, praktische toepassing en aanbevelingen Op basis van de uitgevoerde vergelijkingen zijn 5 locaties te onderscheiden waar de gemeten waarden onvoldoende aansluiten op de berekende waarden (drie locaties met lokale afwijkingen in het verloop en twee welke in het geheel niet aansluiten). Wat een acceptabele afwijking is overigens niet eenduidig gedefinieerd. In [Delft Cluster 2003] worden voor ondiep zand Vs-waarden gevonden tussen 156 en 212 m/s, dus met 15% afwijking. De beoordeling of een correlatie wel of niet acceptabel is hangt met name af van de toepassing van de Vs waarde. In dit geval wordt de Vs-waarden gebruikt voor het bepalen van de site respons nodig voor het verschalen van het aardbevingssignaal door de toplagen om zo de juiste schuifgolfamplitude te bepalen aan het aardoppervlak. Tevens wordt uit de Vs waarde de schuifmodulus en demping ratio afgeleid. Deze parameters bepalen hoofdzakelijk het dynamisch grondgedrag en dragen hiermee bij in de bepaling van de eigenfrequenties van de panden, de grote van de base shear kracht en uiteindelijk dus ook in de omvang van de versterking van de panden. Men zou dus kunnen voorstellen dat 15% afwijking toereikend is bij de bepaling van de versterkingsomvang omdat in de gekozen rekenmethodiek een zekere onzekerheid is verdisconteerd. Anderzijds kan 15% afwijking op de verschaling van het aardbevingsignaal in een te grote onzekerheid aan de belastingkant kunnen resulteren. Het zal duidelijk zijn dat het gebruik van correla-

Figuur 3 - vergelijking Vs;30 correlatie versus meting.

ties een volledige uitsluiting van de noodzaak tot het uitvoeren van SCPT’s niet kan bewerkstelligen, maar dat het wel kan bijdragen aan het beperken van de totale omvang van het seismisch grondonderzoek. Het blijft noodzakelijk om, op basis van de geografische spreiding en verschillen in bodemopbouw/-lagen, aanvullende SCPT’s uit te voeren. Het verdient hierbij de aanbeveling om de afwijking (statistisch) te verklei-

18

GEOTECHNIEK - Juli 2015

nen door SCPT’s te verzamelen in bijvoorbeeld een centrale database. Hierdoor kan gerichter onderzoek worden uitgevoerd, waardoor een nauwkeuriger bepaling van de grondsoort afhankelijke Vs waarden plaats kan vinden. Liquefactie risico conform npr9998 1.1.4 Algemeen Voor de beoordeling van het liquefactie-risico


PRAKTISCHE OVERWEGINGEN BIJ DE NPR9998

Figuur 4 - kleilagen vatbaar voor risico op cyclic softening conform [Boulanger en Idriss 2004].

verwijst de NPR9998 naar de in bijlage E beschreven methode afgeleid op grond van de EERI monografie MNO-12 van [Idriss & Boulanger 2008], hierna aangeduid als I&B methode. Aan deze methode wordt regelmatig gerefereerd in internationale literatuur, maar het is niet de enige beschikbare methode voor het bepalen van het liquefactie risico. Dat er geen consensus bestaat over de meest representatieve methode blijkt bijvoorbeeld uit het reactiestuk op de voornoemde EERI MNO-12 door [Seed 2010] waarin zeer uitgebreid en inhoudelijk stevig wordt ingegaan op de omschreven methode. De reden dat zo vaak aan de I&B methode wordt gerefereerd is deels toe te schrijven aan een (onbedoelde) PR campagne. Het veelvuldig gebruik van de methode op seminars en lezingen van het Earthquake Engineering Research Institute (EERI) heeft onterecht de indruk gewekt dat de I&B methode door het hen wordt onderschreven als state of the art. Deze onterechte indruk is inmiddels door de ad hoc commissie van het EERI onderschreven [W.D. Liam. Finn. et al 2010] en heeft geleid tot een algehele verandering in de wijze waarop deze monografieën worden gereviewed en gepubliceerd. Gevolg is echter geweest dat de I&B methode vaak ten onrechte wordt gezien als geprefereerde methode terwijl er vooralsnog geen daadwerkelijke consensus bestaat over de juiste methode voor het bepalen van liquefactie risico’s. De I&B methode kan echter wel aangemerkt worden als een van de meer conservatieve benaderingen. De in de NPR9998 opgenomen methode betreft

een bewerkte versie van de I&B methode: enkele belangrijke parameters zijn aangepast of verwaarloosd. Zo worden onder andere het fines gehalte en het risico op cyclische degradatie van kleilagen (cyclic softening) niet meegenomen. Deze afwijkingen van de I&B methode zorgen zo voor zowel een overschatting (verwaarlozen invloed fines) als onderschatting (negeren mogelijke cyclic softening van kleilagen) van de liquefactie-risico’s, waarbij de overschattingen/ conservatisme ons inziens duidelijk overheersen. De term cyclic softening wordt in [Idriss & Boulanger 2008] aangehaald en beschrijft het effect van een cyclische sterkte- en stijfheidsreductie van kleilagen in het geval dat de cyclische schuifspanningen de ongedraineerde schuifsterkte benaderen. Dit effect kan ertoe leiden dat funderingen kunnen bezwijken op een wijze die lijkt op liquefactie als gevolg van een reductie van de draagkracht. Een effect dat onder andere is opgetreden bij de tektonische aardbevingen in Chi-chi, Taiwan (1999), Michoacan, Mexico (1985), Kocaeli, Turkije (1999) en Bhuj, India (2001). De siltige kleilagen met een vloeigrens van circa 30% en een plasticiteitsindex van circa 10%, welke veelvuldig worden aangetroffen in Groningen, liggen in het risicogebied waar cyclic softening op kan treden, zie Figuur 4. Op basis van voorlopige resultaten van, in samenwerking met Wiertsema uitgevoerde cyclische triaxiaalproeven, lijkt dit fenomeen niet uit te sluiten op basis van de korte duur van de geïnduceerde aardbevingen. De critical state line werd bij meerdere monsters al binnen enkele cycli bereikt. De oor-

19

GEOTECHNIEK - Juli 2015

zaak hiervan is naar verwachting toe te schrijven aan de relatief hoge PGA waarden in combinatie met de lage ongedraineerde schuifsterkte van deze ondiepe, normaal geconsolideerde siltige kleilagen. 1.1.5 Bezwaarpunten Er zijn belangrijke bezwaarpunten geformuleerd door Seed op de methode I&B, zowel van technische als procesmatige aard. Bij de afleiding van de op CPT’s gebaseerde grens tussen wel en geen liquefactie is gebruik gemaakt van een “vereenvoudigde” rd waarde conform [Idriss 1999] waardoor de Cyclische Stress Ratio (CSR) onterecht wordt overschat met 9 a15%. Ook wordt een onterechte cut-off van Kσ toegepast waardoor de CSR verder wordt overschat met 6 a10%. Het derde punt van bezwaar betreft het toepassen van een, ten opzichte van de methode conform Moss et al, afwijkende fines correctie die alleen voor lage qc (lage CSR) waarden een goede vergelijking geeft maar bij hoge waarden (>10% fines) te veel afwijkt. Een belangrijk nadeel van de fines correctie die gebaseerd is op het fines gehalte en niet op de CPT parameters (conusweerstand en wrijvingsgetal) is dat er altijd een boring naast de CPT noodzakelijk is. Op deze wijze wordt slechts een beperkt aantal gemiddelde waarden per laag gevonden als gevolg van de hoogte van de monstername, terwijl bij de bepaling conform methode Moss een veel groter aantal metingen wordt verricht, zodat de verschillen in pakking en gelaagdheid nauwkeuriger kunnen worden afgeleid. Belangrijke kritiek richt zich verder ook op het onderzoekproces bij de bepaling van de I&B methode. De grenslijn tussen wel en geen liquefactie zou geen probabilistische basis kennen. Verder is er geen duidelijkheid over de selectie van de velddata en ontbreekt het aan transparantie in de bewerking van data en de daaruit volgende afleiding van correlaties waardoor er alleen kruislingse vergelijking van resultaten mogelijk zijn. Idriss stelt daarbij (ten onrechte) dat bij een laag fines gehalte de correlaties voor de op SPT en CPT gebaseerde grenslijnen onderling uitwisselbaar zouden zijn, echter onderzoek van Moss et al. wijst uit dat de op CPT’s gebaseerde grenslijn 35% conservatiever is. Buiten de door [Seed 2010] gegeven bezwaren over de toegepaste magnitude afhankelijke rdfactoren impliceert dit ook een nauw verband in de correlatie met de zogenaamde Magnitude Scaling Factor (MSF) factor bij het bepalen van de Cyclic Resistance Ratio CRR. Deze directe onderlinge afhankelijkheid heeft als gevolg dat de MSF factoren niet per methode onderling uit-


Figuur 5 - Vergelijking MSF factoren conform [1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshop].

wisselbaar zijn, omdat de correlaties zijn opgesteld met de beoogde onderlinge verhoudingen tussen de parameters. De conclusie dat de I&B methode de meest conservatieve benadering is, zoals op te maken zou zijn uit Figuur 5, is daarmee niet terecht. De MSF factoren zijn methode afhankelijk en daarmee niet een op een met elkaar te vergelijken. De hiervoor beschreven bezwaarpunten hebben betrekking op de I&B methode 2008; de NPR9998 wijkt hier echter nog verder van af door een aantal aanvullende voorwaarden en beperkingen op te nemen voor de beoordeling van het liquefactie-risico. Deze voorwaarden en beperkingen hebben betrekking op de interpretatie van mogelijke lagen die vatbaar zijn voor liquefactie. Dit vertaalt zich grofweg in het uitsluiten van lagen met een dikte minder dan 1m wanneer deze zijn ingesloten door kleilagen, het voorschrijven van een aangepaste rd-factor, het uitsluiten van liquefactie in lagen met een wrijvingsgetal groter dan 2% en het weglaten van

Figuur 6 - Vergelijking FS conform NPR9998 en I&B methode.

20

GEOTECHNIEK - Juli 2015


PRAKTISCHE OVERWEGINGEN BIJ DE NPR9998

Figuur 7 - Vergelijking rekenkundige zettingen conform I&B methode en de NPR9998.

classificatie op basis van de Ic factoren conform [Robertson en Wride 1998] gestoeld op de conusweerstand en het wrijvingsgetal. Gevolg hiervan is dat de methode conform de NPR9998 een groter aantal lagen als liquefactie-gevoelig aanmerkt dan de I&B methode. Deze classificatie heeft met name een grote invloed bij de sterk siltige kleilagen met een wrijvingsgetal variërend rond de 2%, zoals aangetroffen in Groningen. Het weglaten van de fines leidt tot een additioneel conservatisme, omdat de gunstige invloed hiervan in het tegengaan van liquefactie wordt genegeerd. Het conservatisme veroorzaakt door deze voorwaarden (exclusief cyclic softening) komt duidelijk naar voren wanneer een vergelijking wordt gemaakt tussen de FS bepaald conform de I&B methode en conform de NPR9998 zoals opgenomen in Figuur 6.

Figuur 8 - Dataset CPT waarden conform [Robertson 2009].

het fines gehalte. Waar het weglaten van lagen en het voorschrijven van de rd-factoren tot relatief kleine toenames in de zettingen leidt, zijn de effecten van de 2% grens en het weglaten van de fines significant. Het negeren van de zandlagen ingesloten tussen kleilagen is noodzakelijk om de schaduwinvloed van dieper of hoger gelegen lagen met lagere stijfheid op de gemeten conusweerstand uit de input te filteren. Deze grove wijze van classificatie kan er echter toe leiden dat lagen worden uitgesloten in de beschouwing op basis van een

verwachtte meetonnauwkeurigheid, hetgeen weer leidt tot een mogelijke onderschatting van de mogelijke liquefactie-risico’s. De voorgeschreven aanpassing van de rd-factoren betreft een afwijking van de eerder aangehaalde onderlinge parameterafhankelijkheid. De invloed van de opgenomen grens voor het wrijvingsgetal van 2% bij de classificatie van zand en silt lagen is tweeledig. Enerzijds wordt hiermee het bij de I&B methode omschreven risico van cyclic softening genegeerd en anderzijds wijkt dit af van de in de I&B opgenomen

21

GEOTECHNIEK - Juli 2015

Voor de berekening van de zakking ten gevolge van verdichting schrijft de NPR9998 een methode voor conform [Yoshimine 2006] zoals opgenomen in de I&B methode. Deze methode gaat uit van de initiële relatieve dichtheid welke derhalve als inputparameter bepaald moet worden. De ervaring leert dat deze initiële relatieve dichtheid gebaseerd wordt op de conusweerstand waardoor, afhankelijk van de door de adviseur gehanteerde correlatie, verschillen kunnen ontstaan in de interpretatie. De I&B monografie geeft ook een methode die direct op basis van de conusweerstand de zettingen bepaalt middels een herschreven correlatie van [Yoshimine 2006] en zo deze mogelijke verschillen in interpretatie van de initiële relatieve dichtheid omzeilt. De overwegingen voor het kiezen van de correlatie op basis van de relatieve dichtheid is ons vooralsnog onbekend. 1.1.6 Praktische toepassing NPR Omdat voor het bouwkundig versterken een groot aantal cases doorwerkt dient te worden heeft CRUX hiervoor gebruik gemaakt van het programma CLiq om op een snelle wijze de liquefactie-risico’s te kunnen berekenen. De resulterende zettingen op 31 locaties, bij gebruik van de methode opgenomen in de NPR9998, leidde tot zettingen zoals opgenomen in Figuur 7. Ter vergelijking zijn ook de zettingen opgenomen wanneer de I&B methode wordt toegepast zonder de additionele voorwaarden conform de NPR9998. Het significante effect van de 2% grens op het wrijvingsgetal en het weglaten van het fines gehalte komt duidelijk naar voren wanneer de beide methoden worden vergeleken. De grootste afwijkingen in zettingen conform I&B


Figuur 9 - Vergelijking MSF factoren I&B en Robertson .

worden hier veroorzaakt doordat sterk siltige kleilagen als gevolg van 2% grens op het wrijvingsgetal ten onrechte worden geclassificeerd als zeer slappe silt/ zandlagen. De praktische consequenties van het gebruik van deze conservatieve en ons inziens niet realistische methode in de NPR9998 zijn verstrekkend, in zoverre zelfs dat het overgrote deel van de beschouwde panden op basis van het risico op liquefactie als afgeschreven zou dienen te worden beschouwd. Naar aanleiding van deze praktische consequenties van de voorwaarden in de NPR9998 en met het oog op de door Seed genoemde bezwaren pleiten de auteurs voor een alternatieve berekeningsmethode. 1.1.7 Voorstel alternatief In de jaren sinds de eerste uitgebreide dataset met SPT’s is opgesteld, is wereldwijd het ge-

Figuur 10 - Vergelijking FS factoren I&B, NPR9998 en Robertson.

22

GEOTECHNIEK - Juli 2015


PRAKTISCHE OVERWEGINGEN BIJ DE NPR9998

Figuur 11 - Vergelijking zettingen conform I&B en Robertson.

vanwege de grote verschillen met de zettingen conform Robertson. 1.1.8 Resume Gesteld kan worden dat vanuit veiligheidsoverwegingen en onbekendheid met de materie, een conservatieve methode doorgaans de voorkeur verdiend. Het conservatisme volgend uit het (deels) toepassen van de I&B methode met aanvullende randvoorwaarden zorgt er echter voor dat een zeer groot deel van de op staal gefundeerde panden in Groningen op voorhand afgekeurd zou worden op basis van het liquefactie risico. Het hier geopperde bezwaar op de in de NPR9998 voorgeschreven methode heeft derhalve betrekking op het resulterende conservatisme dat tot ingrijpende maatregelen leidt, zowel constructief in de vorm van funderingsherstel als voor de bewoners in de vorm van langdurige uithuisplaatsing tijdens de werkzaamheden.

bruik van CPT’s sterk toegenomen. Resultaat van deze toenemende populariteit is dat er inmiddels een grote hoeveelheid data over liquefactie is verzameld welke direct gerelateerd is aan deze waarden, zie Figuur 8. Met name de informatie verkregen uit de aardbevingen in Turkije en Taiwan in 1999 hebben tot een forse uitbreiding van de dataset geleidt en hebben er sindsdien aan bij gedragen dat meerdere methoden direct gerelateerd aan CPT’s zijn ontwikkeld. Een van deze direct op CPT gebaseerde methoden betreft die van [Robertson 2009], hierna aangeduid als methode Robertson. De voornaamste verschillen tussen beide methoden zijn te vinden in de classificatie van de ondergrond en de te gebruiken MSF factoren. De Robertson methode onderschrijft daarnaast evenals de I&B methode het risico op cyclic softening. Voor de classificatie van mogelijke liquefactie gevoelige lagen hanteert de methode Robertson een transitie zone in de Ic waarden waarmee het effect van de schaduwwerking bij opvolgende zand en kleilagen wordt ondervangen. In plaats van een bewerking van de input data (weglaten lagen bij wisselde klei en zandlagen) wordt de correctie op een nauwere bandbreedte toegepast bij sterke wisseling in de Ic factor. In tegenstelling tot de I&B methode wordt bovendien de MSF factor verder niet begrensd bij magnitudes

onder de 5,25. Uitgaande van een magnitude 5 aardbeving, wat als uitgangspunt wordt gehanteerd voor Groningen conform [TNO/Deltares 2014], wordt derhalve een hogere MSF factor voor Robertson gevonden (2,8) in vergelijking tot de MSF bij I&B (1,8) zoals te zien in Figuur 9. De rd waarden conform de methode Robertson zijn daarbij onafhankelijk van de magnitude conform [Seed& Idriss 1971]. Ter vergelijking van de verschillende methoden zijn de FS factoren conform Robertson (inclusief effect van cyclic softening), I&B en de NPR9998 opgenomen in Figuur 10. De zettingen voor de methode Robertson worden berekend conform [Zhang et al 2002] wat een aanvulling betreft op de methode opgesteld door en gebaseerd op extensieve laboratorium testen van [Ishihara & Yoshimine 1992]. In de berekening wordt tevens uitgegaan van het risico op cyclic softening door een volumerekreductie aan te houden bij een FS<2 met een maximum van 0,5% bij FS=0,84 in kleilagen. Robertson adviseert daarnaast nog een verdere reductie in de vorm van een diepte afhankelijke volumerekreductie als gevolg van boogwerking in niet verwekende lagen en het verloop van de schuifspanningsamplitude in de diepte. De rekenkundige zettingen van een volledige beschouwing conform Robertson in vergelijking met de I&B methode zijn opgenomen in Figuur 11, de zettingen conform de NPR9998 zijn hierin niet opgenomen

23

GEOTECHNIEK - Juli 2015

De auteurs zijn van mening dat de methode zoals omschreven door Robertson een minder conservatieve benadering betreft die bovendien het risico op cyclic softening onderkent en veel beter aansluit op de grondslag in Groningen, het gebruik van CPT’s en het karakter van de geïnduceerde aardbevingen (Hoge PGA, korte duur). Ondanks de noodzaak tot extra onderzoek naar het probleem van liquefactie (in de vorm van cyclische triaxiaal proeven) en de bestaande onzekerheid in relatie tot de PGA’s, worden zettingen in de ordegrootte van meerdere decimeters, zoals gevonden bij hanteren van I&B / de NPR9998, niet reëel geacht bij de zeer kort durende geïnduceerde aardbevingen. De aanvullende proeven dienen ook tot het vergoten van inzicht in de verschillen tussen tektonische en geïnduceerde aardbevingen, met name in relatie tot de achterliggende datasets die ten grondslag liggen aan alle beschikbare methoden voor het bepalen van liquefactie. De hierin opgenomen correlaties met het al dan niet optreden van liquefactie zijn namelijk gerelateerd aan de magnitude van tektonische aardbevingen, welke doorgaans een veel langere duur kennen dan geïnduceerde aardbevingen. Referenties - Idriss, I. M., and Boulanger, R. W. (2008). “Soil liquefaction during earthquakes.” Monograph MNO-12, Earthquake Engineering Research Institute, Oakland, CA. - Youd, T.L., Idriss, I.M., Andrus, R.D., Arango, I., Castro, G., Christian, J.T., Dobry, R., Finn, W.D.L., Harder, L.F., Hynes, M.E., Ishihara,


K., Koester, J., Liao, S., Marcuson III, W.F., Martin, G.R., Mitchell, J.K., Moriwaki, Y., Power, M.S., Robertson, P.K., Seed, R., and Stokoe, K.H., “Liquefaction Resistance of Soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils”, ASCE, Journal of Geotechnical & Geo environmental Engineering, Vol. 127, October. - Robertson, P. K. (2009). “Interpretation of cone penetration tests – a unified approach.” Canadian Geotechnical Journal, 46. - Robertson, P.K. and Cabal, K.L (2012)., Guide to Cone Penetration Testing for Geotechnical Engineering, 5th edition - Robertson, P.K. (2009) Performance based earthquake design using the CPT - Robertson, P. K., and Wride, C. E., (1998). Evaluating cyclic liquefaction potential using the cone penetration test, Canadian Geotechnical J. - Seed, H. B., and Idriss, I. M. (1971). “Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential.” J. Soil Mech. and Found. Div., ASCE. -  Zhang, G., Robertson. P.K., Brachman, R.

(2002). “Estimating Liquefaction Induced Ground Settlements from the CPT”, Canadian Geotechnical Journal, 39. - Boulanger, R. W., and Idriss, I. M. (2004). “Evaluating the potential for liquefaction or cyclic failure of silts and clays,” department of civil engineering & environmental engineering, report no. UCD/CGM-04/01. - TNO/Deltares (2014), Handreiking voor het uitvoeren van studies neer het effect van aardbevingen, kenmerk 1209036-000-GEO-0006gbh. - Seed, R.B. (2010) “technical review and comments: 2008 EERI Monograph soil liquefaction during earthquakes by Idriss I.M. and Boulanger R.W.”, Geotechnical report No. UCB/GT -2010/01. - W.D. Liam Finn, Steven L. Kramer, Thomas D. O’Rourke, and T. Leslie Youd (2010), “Ad Hoc committee on soil liquefaction during earthquakes, technical issues in dispute with EERI MNO-12, soil liquefaction during earthquakes”. -  Yoshimine, M., Nishizaki, H., Amano, K., and Hosono, Y., (2006). Flow deformation of

liquefied sand under constant shear load and its application to analysis of flow slide in infinite slope, Soil Dynamics and Earthquake. - Ishihara, K., and Yoshimine, M. (1992) “Evaluation of settlements in sand deposits following Liquefaction during earthquakes.” Soils Found., 32 - Wair, B.R., De Jong, J.T. and Shantz, T. (2012)., “Guidelines for Estimating Vs Based on In-Situ Tests”, PEER Report 2012/08. - Delft Cluster, May 2003, The reliability of global estimation of dynamic properties, project code: 01.05.02-11

Reageren op dit artikel? Stuur dan een reactie naar info@uitgeverijeducom.nl

BAM Infraconsult bv | Postbus 268 | 2800 AG Gouda | Tel. (0182) 59 05 10 | info@baminfraconsult.nl | www.baminfraconsult.nl BAM Infraconsult is ruim 30 jaar actief in het ontwerp, project management en uitvoering van projecten op het gebied van infrastructureel ontwerp, kust- en maritieme waterbouw. Vanuit onze vestigingen in Nederland, Dubai, Singapore, Jakarta en Perth werken wij aan projecten in binnen- en buitenland, veelal in opdracht van de sector Infra van Koninklijke BAM Groep nv, BAM International en externe opdrachtgevers. De onzekerheden die de ondergrond met zich meebrengt, creëren naast risico’s ook kansen voor het ontwerp en bouw van civieltechnische projecten. De afdeling Geotechniek speelt daarom een centrale rol bij de projecten van BAM Infraconsult en haar zusterbedrijven. BAM Infraconsult kenmerkt zich door betrouwbaarheid, deskundigheid, slagvaardigheid, blijvend onderscheidend en is onlosmakelijk verankerd in het bouwbedrijf. Dankzij deze mentaliteit zijn we zeer succesvol.

www.baminfraconsult.nl

Advertentie Geotechniek. nummer 3.indd 1

14-11-2014 15:03:23


Afstudeerders In deze rubriek wordt een samenvatting gegeven van het afstudeerwerk van twee Master studenten Civiele Techniek met een onderwerp gerelateerd aan Geotechniek. In deze editie komt het onderzoek van Tim van den Bosch (‘Influences of ice lens formation in a sility soil’) en van Mark van der Krogt (‘Safety Assessment Method for Flow Sliding’) aan bod. Beiden zijn afgestudeerd aan de Technische Universiteit Delft. Onderstaande paragrafen geven een samenvatting; de volledige werken zijn te vinden op http://repository.tudelft.nl IJslensformatie in siltige grond – Tim van den Bosch

Figuur 1 - Foto van een ijslens in het grondmonster. Toename in sterkte en stijfheid, gecombineerd met een significante afname in doorlatendheid maakt kunstmatige bodembevriezing een effectieve grondverbeteringstechniek. Daarnaast is het proces zeer betrouwbaar waardoor risico’s beperkt blijven. Door volumetoename als gevolg van bevriezing kan lokaal zwel optreden, welke significant toeneemt door ijslensvorming. In bouwprojecten waar de grond wordt bevroren kan dit leiden tot schade aan belendingen. In de civiele techniek is dit een relatief onbekend fenomeen, aangezien kunstmatige bodembevriezing hoge kosten met zich meebrengt en daardoor slechts beperkt wordt toegepast. Voor nader onderzoek is een nieuwe proefopstelling aan de TU Delft ontworpen en gebouwd, waarmee cylindervormige grondmonsters onderworpen worden aan vorstindringing in axiale richting. Uit het onderzoek is naar voren gekomen dat ijslenzen blijven groeien zolang water vanuit de onbevroren zone naar een bevroren zone met verminderde doorlatendheid stroomt, waar het vervolgens bevriest. Hierdoor wordt de ijslens steeds een stukje dikker. Verder is gebleken dat wisselende temperatuurrandvoorwaarden de groei kunnen beperken. Middels μCT scanning is de structuurverandering van het monster tijdens het vriesproces gevolgd.

In het begin is de snelheid van vorstindringing hoog, waardoor enkel kleine scheurtjes ontstaan in de bevroren zone rond het vriesfront. Naarmate het proces vordert, neemt de indringsnelheid af, resulterend in een stationaire positie van het vriesfront. Opmerkelijk genoeg zijn de scheuren die hier ontstaan aanzienlijk groter. Vermoedelijk is deze scheurvorming naast de uitzetting van het poriewater, ook het gevolg van lokaal optredende compressie van de grond, in dit geval illiet. De resultaten van diverse uitgevoerde triaxiaalproeven op ontdooide monsters hebben niet geleid tot harde conclusies met betrekking tot verandering van grondeigenschappen ten gevolge van het vriezen en ontdooien, maar bieden wel voldoende aanleiding voor verder onderzoek. Methode voor de veiligheidsbeoordeling van zettingsvloeiing – Mark van der Krogt Eén van de faalmechanismen waar Nederlandse dijken met een zandvoorland op getoetst moet worden is zettingsvloeiing. Een zettingsvloeiing gebeurt in onderwater taluds van losgepakt zand. Door een combinatie van verweking en bresvloeiing verdwijnt er materiaal bovenaan het talud dat sedimenteert onder een flauw talud (zie Figuur 2a). In tegenstelling tot andere faalmechanismen zoals overslag, piping en macrostabiliteit van het binnentalud, is het optreden van een zettingsvloeiing niet hoogwatergedreven. De schade aan het voorland of de dijk hoeft dus niet direct te leiden tot het falen van de dijk. Het is dus een indirect faalmechanisme. Echter, de sterkte van de waterkering kan verminderd worden, of de belasting kan toenemen na optreden van een zettingsvloeing. Voor piping kan bijvoorbeeld de kwellengte verkort worden (zie Figuur 2b). Het gevolg

is dat de faalkans van piping kan toenemen. De huidige toetsmethode houdt geen rekening met de invloed van zettingsvloeiing op andere faalmechanismen. Deze “integrale” beschouwing, waarbij zettingsvloeiing een scenario is in de veiligheidsbeoordelingen van faalmechanismen is wel gebruikt in dit afstudeeronderzoek. Eerst is de ‘basis’-faalkans berekend per faalmechanisme. Hierna is de ‘conditionele’ faalkans (gegeven zettingsvloeiing) bepaald. De inscharingslengte (Lba) is hierbij een stochastische variabele. Deze conditionele faalkans vermenigvuldigd met de kans op zettingsvloeiing geeft de geïntegreerde faalkans per faalmechanisme. Voor vier cases is de bijdrage van zettingsvloeiing op de faalkans bepaald. Het blijkt dat de faalkans van de faalmechanismen gedomineerd word door de inscharingslengte. De oorzaak hiervan is de grote onzekerheid van de inscharingslengte. Dit komt door de onzekerheid in de gebruikte statistiek van 150 grote zettingsvloeiingen in Zeeland. Het doel van het afstudeeronderzoek was om een aanbeveling te doen voor een toetsmethode voor zettingsvloeiing. Om dit zo efficiënt mogelijk te maken, wordt bij een eenvoudige toets zettingsvloeiing als apart faalmechanisme beoordeeld. Bij een gedetailleerde toets wordt zettingsvloeiing beoordeeld als scenario in de veiligheidsbeoordeling per faalmechanisme. Een eenvoudig criterium voor de eenvoudige toets is de maximaal toelaatbare inscharingslengte. Aan de hand van de beschouwde case studies is een voorschrift voor dit criterium afgeleid voor een aantal basis-dijktypes. Voor de gedetailleerde toets zijn aanwijzingen opgesteld om zettingsvloeiing als scenario op te nemen in de veiligheidsbeoordeling.

Figuur 2 - 2D-schets zettingsvloeiing (a) en voorbeeld van een zettingsvloeiing die de kwellengte verkort (b).

25

GEOTECHNIEK - Juli 2015


SBRCURnet Onder redactie van: ing. Fred Jonker fred.jonker@sbrcurnet.nl

Vervormingsgedrag van funderen op staal In de dagelijkse ontwerppraktijk van funderingen is de keuze tussen funderen ‘op staal’ en funderen op palen van primair belang. Waar in het oosten en zuiden van ons land de eerste funderingswijze vaker voor de hand ligt, wordt in het westen van het land in veel situaties een fundering op palen geadviseerd. Dit is in sommige gevallen niet echt nodig. Waar het dan wel gebeurt, leidt dat in de praktijk vaak tot hogere kosten, maar ook tot een andere planning van het project en tot onhandige werkmethoden (omdat geen rekening is gehouden met ruimte voor een heistelling). Vaak is onzekerheid over het vervormingsgedrag van een fundering op staal een basis om te kiezen voor een paalfundering. Als toch voor een fundering ‘op staal’ wordt gekozen blijkt de praktijk vaak erg lastig en onduidelijk, want de constructeur vraagt geotechnische input, bijvoorbeeld een veerwaarde of beddingsconstante. En daar begint dan al meteen verwarring.

Daarnaast is er onduidelijkheid ten aanzien van tunnels die voorzien zijn van ankerpalen voor de trekbelasting in de bouwfase, maar in de definitieve fase in feite een paal-plaat fundering krijgen. Kortom: er is behoefte aan een eenduidige richtlijn voor het vaststellen van het vervormingsgedrag bij funderen ‘op staal’. Daarmee wordt niet alleen structuur aangebracht in de huidige werkwijze en ‘wildgroei’ in aanpak, maar het schept ook duidelijkheid in de communicatie tussen constructeurs en geotechnici. Al langere tijd is een SBRCURnet commissie bezig om een Richtlijn te ontwikkelen, met als doel meer inzicht te verschaffen in het vervormingsgedrag van dergelijke funderingen en de factoren die daarbij een rol spelen. De Richtlijn wil een handvat geven in de vorm van een stappenplan, waarmee het overgrote deel van de in de praktijk voorkomende staalfunderingen kan worden beschouwd. De Richtlijn beperkt zich niet tot traditionele staalfunderingen in zand, maar behandelt tevens het gedrag van deze funderingen op samendrukbare grond. Ook

het gedrag bij ontlastsituaties is opgenomen. Zeer complexe funderingen, waarbij vaak specifieke omstandigheden en eisen gelden, zoals gecombineerde plaat-paalfunderingen en offshore constructies vallen buiten de scope van de Richtlijn. Ook het ontwerp van op staal gefundeerde leidingen blijft buiten beschouwing. De Richtlijn is samengesteld door een commissie waarin zowel geotechnici als constructeurs een bijdrage hebben geleverd. Daarmee is getracht het interactie aspect goed tot uitdrukking te laten komen. De Richtlijn zal na de zomer 2015 beschikbaar komen. Inmiddels heeft de Stichting PAO al een cursus gepland op donderdag 15 oktober a.s. U kunt dit event alvast in uw agenda noteren. Update CUR 198 “Kerende constructies in gewapende grond” In het vorige nummer hebben we u gemeld dat de herziene versie in september/oktober 2015 beschikbaar komt. Helaas moeten we iets meer

Mededeling

Lees nu ook artikelen die rechtstreeks via GEO+ worden geplaatst. Ga naar www.vakbladgeotechniek.nl

26

GEOTECHNIEK - Juli 2015


SBRCURnet geduld van u vragen. Het kost al-met-al meer doorlooptijd om de laatste puntjes op de i te zetten. Verwacht wordt dat de SBRCURnet commissie eind 2015 de tekst definitief zal vaststellen. De herziene versie van ‘CUR 198’ komt in het voorjaar 2016 beschikbaar. Herziening CUR 226 “Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen” SBRCURnet-commissie 1693 nadert haar einddoel: een herziene versie van CUR-publicatie 226 ‘Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen’ uitbrengen. De definitieve eindrapportage is als hamerstuk ingebracht in de laatste commissievergadering in juni jl. Na de zomer is de herziene versie beschikbaar via www.sbrcurnet.nl. Wilt u meer weten over dit project? Mail naar robbert.drieman@sbrcurnet.nl. Herziening SBR Trillingsrichtlijn deel A – Schade aan gebouwen In de eerste ‘Geotechniek’ van 2015 stond een oproep tot deelname aan SBRCURnet-commissie 1445 ‘Herziening SBR Trillingsrichtlijn deel A – Schade aan gebouwen’. De commissie is inmiddels van start gegaan met de herziening. Er zullen onder andere zogenoemde S-krommen worden toegevoegd, die de relatie geven tussen de kans op schade en het trillingsniveau. Om deze curves te kunnen maken, zijn praktijkmetingen nodig. Deelnemende partijen leveren trillingsdata volgens een vastgesteld format.

Eind 2016 zal de herziene versie van de SBR Trillingsrichtlijn deel A beschikbaar zijn. Voor meer informatie over dit project kunt u een mail sturen naar robbert.drieman@sbrcurnet.nl. Handboek Inspectie en beheer van oeverconstructies Nederland kent duizenden kilometers oeverconstructies, voornamelijk bestaande uit hout, beton, staal en kunststof. De constructies zijn te klein om te vallen onder kademuren maar bij ontwerp van nieuwe constructies en bij de beoordeling van bestaande constructies gelden wel dezelfde (zware) normen. Dat leidt in de praktijk vaak enerzijds tot onnodig hoge kosten en anderzijds een aanzienlijk verschil in aanpak in alle fasen van de levenscyclus. Het continue proces van aanleg, onderhoud, inspectie en beheer van oeverconstructies is bij veel overheden onvoldoende in beeld. Logisch gezien de complexheid van de constructie, maar onterecht gezien de grote hoeveelheid en de bijbehorende vervangingswaarde. Op 15 april jl. is een eerste verkennende bijeenkomst geweest met een groot aantal partijen, waaronder Rijkswaterstaat, provincies, het Havenbedrijf Rotterdam en een aantal ingenieursbureaus. In dat overleg is afgesproken om een handboek “Inspectie en beheer van oevers” te ontwikkelen.Daarbij komen o.m. de volgende onderdelen aan bod:

27

GEOTECHNIEK - Juli 2015

1. Beheeraspecten (filosofie, onderhoud) 2. Beheersystematiek (GIS) 3. Inventarisatie en inspectie 4. Toetsing en afwegingskader (risicogestuurde benadering) 5. Herstel of nieuwbouw 6. Uitvoering Op het moment van schrijven van deze kopij wordt gewerkt aan de financiering. Verwacht wordt dat de inhoudelijke werkzaamheden na de zomer 2015 zullen starten. Interesse om deel te nemen? Mail svp naar fred.jonker@sbrcurnet.nl Bijeenkomst Deformatiemetingen Platform Binnenstedelijke Kademuren Op 28 april jl. organiseerde het Platform Binnenstedelijke Kademuren haar derde Platformbijeenkomst in Den Haag. Tijdens de bijeenkomst werden verschillende technieken gepresenteerd om deformaties aan kademuren te meten. Tevens was er een excursie naar de Prinsessegracht, waar wordt gewerkt aan de vervanging van de kademuur. Een impressie van de inspirerende platformbijeenkomst is te vinden op www.platformbika.nl. De volgende platformbijeenkomst wordt gehouden op donderdag 29 oktober 2015 in Amsterdam.


Diepwanden droogdok Alblasserdam

Multifunctioneel gebruik leidt tot een complexe interactie met de fundering

ir. L. Bekken Adviseur Geotechniek, Fugro GeoServices B.V.

ir. M. van der Valk Adviseur Hydrologie, Fugro GeoServices B.V.

ing. P. Nelemans Senior Adviseur Geotechniek, Fugro GeoServices B.V.

Figuur 1 - Sondering met de bodemopbouw.

Projectgegevens Het droogdok heeft afmetingen van 165 m x 35 m (lengte x breedte) en het aanlegniveau is ruim 10 m onder het huidige maaiveld. Het dok wordt overkapt op een hoogte van 33 m en moet ruimte bieden aan de afbouw van superjachten. Direct naast het dok komt een gebouw met dezelfde hoogte met geïntegreerde kantoor- en workshopruimten, verdeeld over zeven bouwlagen. De bouw van het droogdok betreft een design & build contract. De bodemopbouw is te zien op de sondering in figuur 1. Achtereenvolgend kunnen worden onderscheiden: een dikke ophooglaag, slappe kleien veenlagen, het eerste zandpakket en een pakket van stijve kleilagen (laag van Kedichem). Op een diepte van circa NAP -38 m is een tweede pakket van zandlagen aangetroffen. Tijdens de bouwfase is uitgegaan van een maximale grondwaterstand van NAP +0.4 m en daarnaast is in het ontwerp rekening gehouden met het effect van extreem hoogwater (NAP +2.9 m). Het droogdok is direct gelegen aan de rivier de Noord en deze locatie maakt het project nog uitdagender. Het droogdok ligt buitendijks, in slappe grond, 80 m vanaf de bestaande verkeerstunnel van de A15 onder de Noord, pal naast een brandweerkazerne en vlakbij een dijklichaam waarop zich huizen bevinden die op staal zijn gefundeerd. Een overzicht van de bouwlocatie is weergegeven in figuur 2. Daarnaast is nog één opvallende randvoorwaarde: de aannemer moest bij het ontwerp van dit dok al rekening houden met een nog te bouwen tweede dok, terwijl nog niet zeker was hoe en wanneer dit dok zal worden gebouwd.

28

GEOTECHNIEK - Juli 2015


Samenvatting

Door Cordeel Nederland BV is in 2013 en 2014 een droogdok in Alblasserdam gebouwd dat bestemd is voor de bouw van superjachten met een maximale lengte van 145 m. Direct naast het diepe dok komt een 33 m hoog gebouw met ge誰ntegreerde kantoor- en workshopruimten, waarbij rekening moest worden gehouden met zeer hoge vloerbelastingen. Fugro was vanaf de tenderfase tot en met de uitvoering van de bouwput bij dit project betrokken als onderdeel van het bouwteam en onder andere verantwoordelijk voor het ontwerp van de fundering, diepwanden en ontwa-

tering. Daarnaast is Fugro actief geweest tijdens de uitvoering met onder andere controle en monitoringswerkzaamheden. Dit project is niet alleen bijzonder vanwege zijn afmetingen, maar ook het ontwerp kende vele uitdagingen, zoals de toepassing en multifunctioneel gebruik van diepwanden, de interactie tussen afzonderlijke funderingselementen en de toekomstige ambities van de klant. Door uitgebreide Plaxis berekeningen is goed inzicht verkregen in de vervormingen en bijbehorende krachtenspel van de diverse funderingsonderdelen.

Figuur 2 - Bovenaanzicht van de bouwlocatie.

Figuur 3 - Dwarsdoorsnede van het droogdok en het naastgelegen kantoorgedeelte met workshops.

Het ontwerp van het droogdok De doorslaggevende factoren in het design & build contract waren kwaliteit en de bouwsnelheid. Deze factoren lagen uiteindelijk aan de basis van de keuze om het droogdok in den droge te bouwen, hetgeen betekende dat een gesloten bouwkuip moest worden gerealiseerd. Hiervoor zijn diepwanden met een lengte van circa 33m aangebracht, die tot in de slecht doorlatende kleilaag van Kedichem reiken en daarbij de bovenliggende doorlatende zandlagen horizontaal afsluiten. De diepwanden hebben een dikte van 1,2 m en functioneren tijdens de bouwfase en in de gebruiksfase als grond- en waterkerende schermen. De diepwanden maken in de gebruiksfase tevens onderdeel uit van de draagconstructie. Met de keuze voor een gesloten bouwkuip (ook in de gebruiksfase) is het mogelijk om de waterdruk onder de dokvloer te verlagen door het grondwater continu weg te pompen. Hierdoor zijn er geen dure trekpalen of trekverankeringen nodig en kan worden volstaan met drukpalen die in de eerste zandlaag worden geheid. Dit gaf een enorme besparing ten opzichte van het referentieontwerp, waarin lange trekpalen van 50 meter (tot in de tweede zandlaag) waren voorzien. Om het waterbezwaar in de bouwput zo minimaal mogelijk te houden is in de ontwerpfase besloten veel aandacht te besteden aan de kwaliteit van de diepwanden. Omdat de palen in een vroegtijdig stadium en vanaf het bestaande maaiveld werden geheid, is gekozen om vibro-combinatiepalen toe te passen, waarbij de prefab kern op het gewenste niveau wordt afgehangen. Gezien de diepte van de ontgraving zijn tijdens de bouwfase de diepwanden ondersteund door een tijdelijk stempelraam. Aan de noordzijde van het droogdok is een kantoor met workshops gesitueerd, welke zich nagenoeg over de volledige lengte van het dok strekt. Door de hoge vloerbelastingen en het feit

29

GEOTECHNIEK - Juli 2015


Tabel 1 - Projectgegevens. Omschrijving

Cijfers

Afmetingen droogdok: Lengte

165 m

Breedte

35 m

Diepte (vloerniveau)

10 m – maaiveld

Aantal palen: Vibro-combinatiepalen

1100

Prefab betonpalen

450

Diepwanden Niveau onderkant diepwand

NAP -31 m

Paneelbreedte

7500 mm

Paneeldikte

1200 mm

Aantal voegen

60

Totaal wandoppervlak

10 000 m2

Dokconstructie (gewapend beton) Dikte wanddeel onder

1300 mm

Dikte wanddeel boven

800 mm

Dikte vloer

1400 mm

dat de horizontale stabiliteit hier wordt gerealiseerd, is ook onder dit gebouw een zware fundering gemaakt. Hier zijn prefab betonpalen toegepast. De fundering van het kantoorgedeelte en het droogdok worden verder niet aan elkaar gekoppeld (geen overdracht van belastingen en momenten). Een dwarsdoorsnede van het nieuw te bouwen droogdok met het naastgelegen kantoor is weergegeven in figuur 3. Verder wordt het droogdok aan de zijde van de rivier als het ware gedeeltelijk in de huidige haven gebouwd. Om de aanleg van de diepwanden mogelijk te maken, moest eerst een deel van de haven worden gedempt. Om een stabiele situatie te creëren is hiertoe een tijdelijke kistdam in de haven gemaakt. Zodoende kon het tussenliggende gedeelte worden aangevuld met zand waarna de diepwanden kunnen worden aangebracht. Bouwfasering De eerste fase van de nieuwbouw bestond uit het

vervaardigen van de diepwanden en gelijktijdig zijn vanaf het maaiveld de vibro-combinatiepalen en prefab betonpalen geheid. In een periode van ca. 10 weken is dit door 4 heistellingen en 2 graafmachines gerealiseerd. Een knappe logistieke prestatie. Door voldoende afstand te hanteren, heeft het heien van de palen geen invloed gehad op het vervaardigen van de diepwanden. Het vervaardigen van de diepwanden begon aan de kopse kant van de bouwput terwijl de heiwerkzaamheden halverwege de bouwput begonnen. Vervolgens is richting rivier de Noord gewerkt. Bij het bereiken van de rivier zijn de werkzaamheden omgewisseld waarbij de reeds vervaardigde diepwanden waren uitgehard. Zodoende bedroeg de afstand tussen het vervaardigen van de diepwanden en de heiwerkzaamheden te allen tijde meer dan 50 meter. Na het gereedkomen van de diepwanden en het aanbrengen van de funderingspalen is de bouwkuip in fasen uitgegraven tot een maximale diepte van circa 11 m, waarbij een tijdelijk stempelraam is aangebracht. Vervolgens zijn de dokvloer en de onderste dokwanden ge-

30

GEOTECHNIEK - Juli 2015

bouwd, waarna het tijdelijke stempelraam weer kon worden verwijderd en de diepwanden door het (onderste deel van het) dok werden ondersteund. Na het verwijderen van het stempelraam is het bovenste gedeelte van de dokwand gebouwd, welke vervolgens door een deksloof met de diepwanden is verbonden. De dok- en diepwanden vormen in de gebruiksfase één geheel. Een dergelijke gefaseerde opbouw vraagt de nodige aandacht voor vervormingen en overdracht van krachten in de verschillende onderdelen van de constructie. Echter de beïnvloeding van de bouw van de diepe bouwkuip naar de direct naastgelegen fundering van het kantoorgedeelte is ook een essentieel onderdeel van het ontwerpproces. Daarbij is goed inzicht noodzakelijk in het niet-lineaire gedrag van de grond, de diepwanden en de funderingspalen. De fundering De palen voor zowel het droogdok als het kantoor/workshop zijn gefundeerd in de eerste zandlaag. Op basis van de sonderingen is uiteindelijk gekozen voor een uniform paalpuntniveau op NAP -22 m voor het droogdok en NAP -20 m voor het kantoorgedeelte. Onder het droogdok zijn 1100 vibro-combinatiepalen aangebracht in de afmetingen van Ø456/520 mm, waarin een prefab paal 290x290 mm wordt afgehangen en Ø560/640 mm, waarin een prefab paal 350x350 mm wordt afgehangen. Onder het kantoorgedeelte zijn 450 prefab betonpalen aangebracht in de afmetingen van 400x400 mm, 450x450 mm en 500x500 mm. Voor het funderingsadvies is gekozen om het gemiddelde draagvermogen van alle sonderingen te nemen. Het voordeel hiervan is dat een regelmatig palenveld (paalafmetingen en stramien) ontstaat, hetgeen de uitvoering een stuk efficiënter maakt en de kans op bouwfouten verkleint. Het tweede voordeel is dat een lagere partiële factor mag worden toegepast, hetgeen resulteert in een circa 10% hogere draagkracht. Volgens de norm NEN 9997-1 mag deze methode worden toegepast indien de variatiecoëfficiënt van het draagvermogen van de paalgroep kleiner is dan of minder dan 12% bedraagt. Ter plaatse van een enkele afwijkende sonderingen, die buiten de paalgroep vielen, diende een dichter paalstramien te worden toegepast. De diepwanden hebben in de gebruiksfase ook een dragende functie en moeten de verticale belastingen vanuit de bovenbouw overdragen naar


DIEPWANDEN DROOGDOK ALBLASSERDAM

Figuur 4 - Aanleg diepwanden.

Figuur 5 - Overzicht heiwerkzaamheden.

de ondergrond. De afdracht naar de ondergrond vindt voornamelijk plaats door wrijving tussen de wand en het eerste zandpakket. Het berekende puntdraagvermogen van de diepwand bedraagt, ondanks het grote voetoppervlak, slechts circa 10% van het totale draagvermogen. Dit komt in de eerste plaats doordat de diepwanden met hun voet in de kleilaag van Kedichem staan en er dus gerekend moet worden met de relatief lage conuswaarden in die laag (qc = 3 MPa). Ten tweede kan er niet worden gerekend met het maximale draagvermogen. Diepwanden vallen namelijk onder de categorie geboorde palen, wat betekent dat er relatief grote verplaatsingen benodigd zijn voor het mobiliseren van het maximale draagvermogen. Uit het last-zakkingsdiagram voor de diepwanden volgde dat bij het mobiliseren van de maximale wrijving circa 25% van het puntdraagvermogen is gemobiliseerd, zie figuur 6. Indien met een hoger percentage van het puntdraagvermogen wordt gerekend, dient er rekening mee worden gehouden dat de axiale veerstijfheid van de wand aanzienlijk afneemt. Door een beperkt percentage van het puntdraagvermogen van de diepwanden in de berekening mee te nemen, wordt een relatief hoge axiale veerstijfheid verkregen. Uit de analyses van de vervormingen bleek dat de diepwand en de vibro-combinatiepalen een gelijkwaardige veerstijfheid per strekkende meter hebben. De belasting vanuit de bovenbouw die aangrijpen op de deksloof worden derhalve gelijkmatig via de diepwanden en de funderingspalen onder het droogdok afgedragen aan de ondergrond.

Figuur 6 - Het draagvermogen van de diepwand versus de paalpuntverplaatsing.

De omgevingsbe誰nvloeding van de uitbuiging van de diepwanden is nader geanalyseerd in een eindig-elementenmodel (Plaxis). Hierbij is onder andere gekeken naar de interactie van de bouwput met omgevingsobjecten, de interactie van de bouwput met de funderingen onder het droogdok en het naastgelegen kantoor (voor het berekenen van paalmomenten), en naar de interactie van het droogdok met de bouw van een mogelijk toekomstige tweede dok. Voordat de eindige-elementenanalyses werden uitgevoerd, is eerst het gedrag van de afzonderlijke constructie-onderdelen geverifieerd in het model. Uit de eindige-elementenanalyses volgde onder andere dat de funderingspalen in de actieve zone van de diepwand als een soort grondvernageling werken. De funderingspalen dragen via wrijving een deel van het gewicht van de actieve wig over naar het onderliggende zandpakket. Het gevolg hiervan is dat de uitbuiging van de diepwand minder wordt, en daarmee worden

31

GEOTECHNIEK - Juli 2015


Figuur 7 - De vervorming aan de rechterzijde van de bouwput is minder groot door de vernageling.

van een plane-strain model waarbij de vibrocombinatiepalen met een semi-3D optie zijn gemodelleerd (embedded pile row). Dit is een nieuwe functie in Plaxis waarbij de palenrij in de out-of-plane richting kan worden gemodelleerd. Uit de analytische modellen volgde dat de verticale bovenbelasting uit de hal gelijkmatig werd afgedragen naar de diepwand en via de dokwand naar de palen toe. De axiale veerstijfheid per strekkende meter van de diepwand en de vibrocombinatiepalen was immers nagenoeg gelijkwaardig. Echter als gevolg van het gewicht van het kantoorgedeelte en de daarbij optredende zettingen (zie figuur 8), zakt de diepwand met de ondergrond mee. Door deze extra verticale vervormingen werd de axiale veerstijfheid van de diepwand lager met als gevolg dat de bovenbelasting uit de hal niet meer gelijkmatig werd verdeeld over de diepwand en de palen onder het dok. Uit de eindige-elementenanalyses volgde dat de bovenbelasting aan de kant van het kantoorgedeelte nog maar voor 25% werd gedragen door de diepwand en voor 75% door de funderingspalen.

Figuur 8 - Bijkomende verticale vervormingen in het eindige-elementenmodel als gevolg van de bovenbelasting uit zowel het kantoor als de hal.

ook de horizontale vervormingen en momenten in de funderingspalen kleiner, zie figuur 7. Een belangrijk onderdeel van het ontwerp was het verschil in verticale vervormingen tussen het relatief hoge (en zware) kantoorgedeelte met de workshops en de naastgelegen diepe bouwput.

Verschil in verticale vervormingen is niet gewenst vanwege het transport van goederen van de workshop richting het droogdok (zie figuur 3). De verticale vervormingen treden vooral op in de kleilaag van Kedichem. Het verschil in verticale vervormingen is berekend met behulp van eindige-elementenanalyses. Er is gebruik gemaakt

32

GEOTECHNIEK - Juli 2015

Conclusies funderingsontwerp Uiteindelijk zijn een groot aantal (Plaxis) berekeningen van de fundering gemaakt. Uit de verschillende analyses volgde dat het ontwerp van de verschillende funderingsonderdelen niet als vrijstaande onderdelen kon worden berekend, maar dat deze elkaar horizontaal en verticaal be誰nvloeden, waardoor momentvorming en de belastingafdracht wezenlijk anders wordt. Hiermee is de fundering in hoge mate geoptimaliseerd, wat wel inhield dat er een groot aantal typen paalwapeningen zijn toegepast. De diepwanden Het ontwerp van de diepwanden is in nauwe samenwerking met Geelhoed Engineering uitgevoerd. De momenten, dwarskrachten en vervormingen van de wand zijn in eerste instantie berekend met behulp van een verenmodel (DSheet Piling) volgens de CUR 166 richtlijn. De wapeningsberekeningen zijn in een later stadium nog verder geoptimaliseerd met behulp van eindige-elementenanalyses. Hieruit volgde dat het maximale moment nagenoeg gelijk was, alleen het maximale moment lag lager. Verspreid over de bouwput zijn verschillende dwarsdoorsneden van de diepwand doorgerekend in verband met verschillen in geometrie en bodemopbouw. De dwarsdoorsneden van de bouwput zijn niet overal symmetrisch, maar beide zijden staan door het stempelraam en later ook de constructievloer wel in verbinding met elkaar.


DIEPWANDEN DROOGDOK ALBLASSERDAM

Figuur 9 - Overzicht bouwput, diepwanden en palen.

Hierdoor dienen dus interactieberekeningen met het verenmodel tussen beide zijden van de bouwput te worden gemaakt. Tevens werd in het ontwerp al rekening gehouden met de mogelijkheid dat er in de toekomst een tweede bouwdok direct naast het huidige droogdok moet kunnen worden gerealiseerd. Een belangrijke invoerparameter voor de berekeningen bedraagt de buigstijfheid (EI) van de diepwand. Deze parameter dient in interactie met de constructeur te worden vastgesteld, bij diepwanden is namelijk sprake van een afnemende stijfheid bij een toenemend moment. De stijfheid die in elke bouwfase wordt bereikt is afhankelijk van het berekende moment, echter als de stijfheid van de wand wordt aangepast, heeft dit weer invloed op het berekende moment. Om een goed inzicht te verkrijgen in de werkelijk optredende momentverdeling van de wand dient dus eigenlijk voor de in te voeren EI gebruik te worden gemaakt van een M-N-κ diagram, uitgaande van de wapeningshoeveelheid. Momenteel is het echter niet mogelijk om in DSheet Piling de stijfheid afhankelijk van het mo-

ment in de vorm van een M-N-κ diagram in te voeren. Om de berekeningen wel met behulp van D-Sheet Piling uit te kunnen voeren, kan de procedure worden gevolgd die in CUR231 “Handboek diepwanden” staat beschreven. Een goede interactie tussen de geotechnisch adviseur en de constructeur is hierbij van essentieel belang. Naast het geotechnische en constructieve ontwerp van de diepwanden is in de ontwerpfase door de aannemer ook de uitvoering van de diepwanden uitgebreid geanalyseerd. Zaken zoals paneelbreedte, voegontwerp, wijze van ontgraven, bentonietsamenstelling, bouwlogistiek en andere zaken zijn uitgebreid onderzocht. Uitgangspunt is altijd geweest dat de kwaliteit van de diepwanden maximaal moest zijn, daar een goede kwaliteit van de diepwanden een beperkt waterbezwaar in de gebruiksfase oplevert. Zo is er van te voren een uitgebreide risicoanalyse opgesteld, die enkele kritische punten opleverde, plus maatregelen om ze te beheersen. Kwaliteitscontrole diepwanden Diepwanden worden in Nederland steeds vaker toegepast en dat heeft geleid tot een kwaliteits-

33

GEOTECHNIEK - Juli 2015

verbetering in de uitvoering. In 2010 is het CUR/ COB handboek diepwanden uitgebracht, waarin een hoofdstuk ‘lessons learned’ is opgenomen. Alle aanbevelingen in dit document zijn zoveel mogelijk toegepast op dit project. Voor de bouw van het droogdok zijn ook andere alternatieven bekeken, maar die bleken kwalitatief minder en/of risicovoller. Onze conclusie was dat diepwanden de meest veilige bouwmethode is, mits de kwaliteit van de overgangen tussen de panelen goed te waarborgen is. De voegovergangen zijn namelijk de zwakke punten waar lekkage kan ontstaan. Tijdens de bouw is besloten om de overgangen tussen de panelen te monitoren door middel van crosshole-metingen. Hiervoor zijn tijdens de fabricage van de wanden buizen meegestort voor de meetapparatuur. Verder zijn inclinometers geïnstalleerd om de vervormingen van de wand te volgen. Uit de resultaten van de crosshole metingen bleek uiteindelijk dat enkele van de 60 voegen verdacht waren. Gezien de strenge kwaliteitseisen (er mocht via de wanden en de bodem maximaal 10m3/uur de kuip instromen) en om


Figuur 10 & 11 - Resultaten controle sonderingen en crosshole metingen.

vertraging tijdens de ontgraving te voorkomen is besloten de verdachte voegen aan de buitenzijde van de kuip te voorzien van groutkolommen. Fugro heeft voorafgaande de uitvoering, de ligging (en samenstelling) van de kleilaag van Kedichem gekarteerd. Hierop is de diepte van de diepwanden afgestemd. De diepwanden moeten namelijk enkele meters in deze waterremmende laag steken, om op die manier een afsluitende bodem van de bouwput te creëren. Een van de kritische punten was dat de kleilaag van Kedichem lokaal in het bovenste gedeelte wat zandlaagjes bevat. Ter plaatse van dit gedeelte is de diepwand dieper aangebracht om zodoende het debiet beperkt te houden. Tijdens het graven van de diepwanden is de uitkomende grond visueel gecontroleerd om te checken of de diepwand met zijn voet voldoende diep in de kleilaag staat. Verder zijn extra sonderingen uitgevoerd nadat een gedeelte van de diepwand is aangebracht, om de ontspanning in de ondergrond als gevolg van de graafwerkzaamheden te bepalen. De sonderingen zijn uitgevoerd na het storten van het beton op verschillende stramienen op een afstand van respectievelijk 1,5 m, 3,0 m en 4,5 m van de diepwand. De resultaten zijn vervolgens

vergeleken met de vooraf gemaakte sonderingen. Uit de resultaten volgde dat zelfs de sonderingen op 1,5 m van de wand nauwelijks ontspanning in de ondergrond lieten zien, zie figuur 10. Het draagvermogen van de funderingspalen dichtbij de wand hoeft derhalve dus niet te worden gereduceerd. Tijdens het ontgraven van de bouwput zijn gedurende 2 bouwfasen pompproeven uitgevoerd. Deze pompproeven hadden als doel om het waterbezwaar van de bouwput vroegtijdig vast te stellen. Het totale waterbezwaar wordt bepaald door lekwater door de voegen van de diepwanden en door kwelwater uit de laag van Kedichem (de waterafsluitende kleilaag onder de eerste zandlaag). Hiertoe zijn een groot aantal peilbuizen, voorzien van divers, binnen en buiten de bouwput geïnstalleerd. De monitoring en de begeleiding van de pompproeven zijn door Fugro uitgevoerd. Mocht in een vroegtijdig stadium worden vastgesteld dat het waterbezwaar veel groter zou zijn dan berekend ( ca. 2 à 4 m3/uur), dan zouden tijdig mitigerende maatregelen kunnen worden getroffen. Momenteel stroomt er minder dan 2 m3/uur de kuip in en dat is een heel goed resultaat gezien

34

GEOTECHNIEK - Juli 2015

de oppervlakte van 6.000 m2 aan kleibodem en 10.000 m2 aan betonwand. Dit is de verdienste van de uitvoering, gecombineerd met de nauwgezette voorbereidingen en begeleiding van het ontwerpteam. Referenties [1]  Norm geotechniek NEN 9997-1 “Geotechnisch ontwerp van constructies – Deel 1: Algemene regels”, Nederlands Normalisatieinstituut, Delft, 2012. [2]  CUR-publicatie 166 “Damwandconstructies”, CUR, Gouda, 2012 [3]  CUR/COB-rapport 231 “ Handboek diepwanden – Ontwerp en uitvoering”, Stichting CURNET, Gouda, 2010. [4] Plaxis manual “Plaxis 2D 2010”, Plaxis B.V., Delft, 2010 [5] Artikel “Succesvolle ketenaanpak bij D&Ccontract scheepsbouwhal – een goed bouwteam denkt door naar de volgende fase”, Fugro Info, jaargang 24, nr 3, november 2013 [6] Artikel “Droogdok van hybride beton”, Cement, nr 4, 2014 Reageren op dit artikel? Stuur dan een reactie naar info@uitgeverijeducom.nl


NEDERLANDS PROJECT, RUIMTE VOOR DE RIVIER

MAAK ALS GEOTECHNISCH ADVISEUR KENNIS MET ONZE WERELD

De risico’s én de kansen die het werken met grond met zich meebrengen ken jij als Geotechnisch Adviseur goed. In de rol van Geotechnisch Adviseur bij Boskalis denk je na over de manier waarop wij deze risico’s en kansen kunnen beheersen en benutten. We bieden een boeiende werkomgeving met afwisselende projecten in kustgebieden, havens, rivieren en offshore, maar wij houden ons ook bezig met grote infrastructurele projecten op het land. Van jouw expertise als Geotechnisch Adviseur wordt zowel tijdens de aanbestedingsfase als gedurende de uitvoering van (inter)nationale multidisciplinaire projecten gebruik gemaakt. Jouw kennis en ervaring zorgen ervoor dat je al in een vroeg stadium, tijdens de aanbestedingsfase, kunt visualiseren hoe een project eruit komt te zien.

Zodra een project aan Boskalis is gegund, ga je in een team aan de slag met het maken van een uitvoeringsontwerp waarbij je vanzelfsprekend nauw contact onderhoudt met de uitvoering. Als ervaren Geotechnisch Adviseur ben je ook een graag geziene gast bij onze klanten. Jij kunt hen immers overtuigen van de door ons gekozen oplossingen en hen vertrouwen geven in de technische beheersing van onze projecten. Ben je toe aan een nieuwe stap in je carrière? Maak dan kennis met onze wereld en kijk voor meer informatie op:

www.werkenbijboskalis.nl


Kies

3 3 3 3 3 3 3

VOOR HET VAKBLAD GEOTECHNIEK EN

bereik

Leden KIVI NIRIA, afd. Geotechniek Leden Ingeokring Leden NGO (Nederlandse Geotextielorganisatie) Leden ie-net (v/h KVIV) Leden BGGG (Belgische Groepering voor Grondmechanica en Geotechniek) Leden ABEF (Belgische Vereniging Aannemers Funderingswerken) 5.000+ professionals uit de GWW-sector in Nederland en BelgiĂŤ (waaronder ook prospects als overheden) Word sponsor of mede-ondersteuner van Geotechniek en bereik uw doelgroep effectief! U ontvangt een aantrekkelijk publiciteitspakket waarmee u uw organisatie, dienst of product kunt profileren d.m.v. publicatie/adverteren.

Interesse?

Bel +31 (0)10 425 65 44 of mail naar info@uitgeverijeducom.nl en wij nemen contact met u op om de diverse mogelijkheden te bespreken.

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


BAUER BAUER Funderingstechniek Funderingstechniek voert voert

Voor Voor gedegen gedegen

de volgende activiteiten uit: uit: de volgende activiteiten

Mixed-In-Place Mixed-In-Place 

Mixed-In-Place soilmix  Mixed-In-Place soilmix

 Groutanker met strengen  Groutanker met strengen

soilmix soilmix oplossingen oplossingen

 Groutanker met staven  Groutanker (paal)(paal) met staven  GEWI-anker  GEWI-anker (paal)(paal)  Cement-bentoniet dichtwand  Cement-bentoniet dichtwand

Duurzamer leven in de delta

 Groot diameter boorpalen  Groot diameter boorpalen  Diepwand  Diepwand Jet grouten  Jetgrouten  Grondverbetering  Grondverbetering

begint bij Deltares Deltares

is

het

onafhankelijke

kennisinstituut

voor

water,

ondergrond en infrastructuur. Wij richten ons op het duurzamer en veiliger makenvan het leven in stedelijk gebied. Voortdurend verdiepen

en

vernieuwen

we

onze

kennis.

Nationaal

en

internationaal hebben vele overheden en bedrijven de weg naar ons al gevonden. Samen zoeken wij naar praktische, duurzame en innovatieve oplossingen. Zo maken we het leven in deltagebieden

Vooraanstaand Vooraanstaand en betrouwbaar en betrouwbaar

elke dag weer een stuk veiliger. Voor nu en straks.

www.bauernl.nl www.bauernl.nl www.deltares.nl | info@deltares.nl | +31 88 335 72 00

Deltares biedt:

• actuele kennis en onderzoek over veilig leven in delta’s, kust- en riviergebieden

• praktische, duurzame adviezen voor overheden en bedrijven • onderbouwing van strategische besluiten

• meer dan 800 specialisten op het gebied van water, ondergrond en infrastructuur

DELIVERING THE SUPPORT YOU NEED Groutankers

Palen

Damwandverankeringen

„ DYWIDAG voorspanstaven – strengen

„ GEWI® palen

„ GEWI® staal

„ GEWI® staal

„ RR palen

„ DYWIDAG voorspanstaven

„ DYWI® Drill

„ DYWI® Drill

„ DYWIDAG strengen

Local Presence – Global Competence

www.dywidag-systems.com/emea

Vestiging België Philipssite 5, bus 15 Ubicenter B-3001 Leuven

Vestiging Nederland

Tel. +32 16 60 77 60 Fax +32 16 60 77 66 piet.vandaele@dywidag-systems.com

140806_geotechniek_verdasdoonk_v2.indd 1

Veilingweg 2 NL-5301 KM Zaltbommel

NIEUW DYNA Force ® Elasto-Magnetic Sensor

Tel. +31 418 578 403 Fax +31 418 513 012 henry.verdaasdonk@dywidag-systems.com

08.08.2014 09:19:36


ir. R.C. van Dee Geotechnisch adviseur, Strukton Civiel projecten

Ronde parkeergarage in diepwanden: Houtwal

Inleiding In de periode 2009 tot 2011 heeft de combinatie Strukton / Hegeman een ondergrondse parkeergarage gebouwd aan de rand van het centrum van Harderwijk. Deze combinatie had de inschrijving gewonnen met het ontwerp van een ronde ondergrondse parkeergarage, uitgevoerd in diepwanden. In oktober 2011 is deze parkeergarage in gebruik genomen. In het voorliggende artikel worden enkele specifieke aspecten van het ontwerp en de uitvoering van een ronde parkeergarage in diepwanden beschouwd en wordt ingegaan op uitgevoerde deformatiemetingen. De garage in Harderwijk is gebouwd onder het plein de Houtwal, waaraan het zijn naam ontleent. Aan dit plein staan een aantal kwetsbare

oude panden welke op staal zijn gefundeerd. De kortste afstand van de diepwanden tot een op staal gefundeerd pand is 9,0m. Deze korte afstand was één van de redenen om te kiezen voor een ronde garage in diepwanden, vanwege de in dat geval te verwachten kleine vervormingen. De garage biedt plaats aan 450 auto’s, heeft een diameter van ca. 57 meter en een diepte van 19 meter. Bij deze garage wordt na toegang over een neerwaartse spiraal gereden waarbij aan beide zijden geparkeerd kan worden. Bij het verlaten van de garage wordt een doorsteek gemaakt naar de kleinere binnenspiraal waarover men omhoog kan rijden. Zie [3] voor een filmpje en foto’s. Deze garage is de tweede ronde garage in diepwanden in Nederland. Een belangrijk verschil met eerder gebouwde parkeergarage Ossenmarkt in Groningen, betreft het feit dat de gara-

ir. J.H. van Dalen Senior Geotechnisch adviseur, Strukton Civiel Projecten

ge Houtwal één parkeerlaag dieper is en (vooral) dat de onderkant van de bouwkuip niet tot in een waterdichte grondlaag reikt. Fasering Allereerst is de diepwand geïnstalleerd. Deze bestaat uit 24 panelen met een dikte van 1,20 meter en een lengte van 7,80 meter. Elk paneel is gemaakt middels 3 rechte graafgangen, met daartussen knikken van 7,5 graden waardoor de diepwand met elk paneel een bocht van 15° graden (24 x 15° graden = 360°) maakt. Op deze manier zijn de (ongewapende) voegen tussen twee panelen vlak en zit er bij de knikken zoveel mogelijk wapening, zie figuur 3. Na sloop van de bovenzijde van de wand is een monoliete ringvormige kopbalk gestort. Vervolgens is de bouwkuip nat ontgraven tot een diepte van ca. NAP-17,50m. Vanaf een drijvend ponton zijn circa 400 ankers gemaakt, waarna de gewapende onderwaterbetonvloer met een dikte van 1,0 m kon worden gestort. Daarna is de bouwkuip droog gezet en is een constructieve vloer gemaakt, waarna de prefab vloeren en kolommen binnen de ongestempelde lege bouwkuip van onderaf konden worden opgebouwd. Verticaal evenwicht Er kan onderscheid gemaakt worden tussen de belastingen in de bouwfase en de belastingen in de eindfase.

Figuur 1 - Opengewerkt 3D-model van parkeergarage Houtwal

38

GEOTECHNIEK - Juli 2015

In de bouwfase is de resulterende verticale belasting op de diepwanden neerwaarts gericht. Vanwege de volledig zandige grondopbouw (zie figuur 2) is hier geen sprake van negatieve kleef en is de neerwaarts gerichte belasting in de bouwfase dus zeer beperkt en eenvoudig op te nemen door het grote wrijvingoppervlak aan


Samenvatting

Ronde bouwkuipen uitgevoerd in diepwanden kunnen, vanwege de ringwerking, ongestempeld uitgevoerd worden. Afhankelijk van de verhouding tussen de stijfheid van de diepwand en de stijfheid van de passieve grond speelt ook het damwandeffect een rol. Aan de hand van metingen bij een uitgevoerd project wordt gedemonstreerd hoe dit met een ligger-verenmodel goed te berekenen is. Tevens wordt geconclu-

deerd dat de vervormingen erg klein zijn, met alle voordelen van dien voor achterliggende bebouwing. Wel moet rekening te worden gehouden met ongunstige gevolgen voor de onderwaterbetonvloer, zoals een geringere normaalkracht dan in het geval van een rechte bouwkuip en risico’s op lekkage.

Figuur 2 - Grondopbouw waarin aangegeven de niveaus van de verschillende constructieonderdelen.

de buitenzijde van de diepwand. De opwaartse belasting tegen de vloer in de eindfase is moeilijker op te nemen. Er zijn ca 400 GEWI-ankers tot een diepte van ca. NAP-48m uitgevoerd om waterdruk en zwel van de grond tegen de (gewapende) onderwaterbetonvloer op te nemen. De veerstijfheid van de lange ankers was van belang voor de vervormingen en de momenten in de vloer. De krachtsafdracht van de ankers en de veerstijfheid zijn met het interactie model INTER berekend, zie [1]. Een en ander werd bemoeilijkt doordat de verticale krachtsoverdracht tussen diepwand en onderwaterbetonvloer moeilijk bleek in te schatten; waarover later meer. De ankerconfiguratie is zoveel mogelijk geoptimaliseerd tijdens het ontwerp. Na voltooien van het project heeft een afstudeerder van de TUDelft het iteratieve proces tussen de ankerconfiguratie en de diepwandberekeningen verder geoptimaliseerd. Theorie van de ronde bouwkuip Een ongestempelde damwand keert de grond doordat de damwand middels buigstijfheid de belasting overbrengt naar de grond aan de lage zijde. Bij cirkelvormige constructies die van de buitenzijde gelijkmatig worden belast, worden alle uitwendige krachten omgezet in drukkrachten in de wand van de cirkel. Door dit ringeffect zal de cirkel enigszins verkleinen, afhankelijk van de stijfheid van de wand.

Grondopbouw Voor de bouw van de garage zijn sonderingen uitgevoerd langs de rand en binnen de kuip tot ca NAP-50m (zie figuur 2). Vanwege de zeer vast gepakte zandlagen was het zeer lastig om in een keer voldoende diep te sonderen. De diepste sonderingen moesten vanuit een boorgat gemaakt worden. Op basis van die sonderingen en boringen is

de hiernaast afgebeelde grondopbouw opgesteld. Op basis van geologische kennis is vanaf NAP-9,0m uitgegaan van een verhoogde OCR, hetgeen van belang voor is de qc-reductie door ontgraving in combinatie met ingetrilde ankers.

39

GEOTECHNIEK - Juli 2015

Bij een ronde bouwkuip, welke aan de binnenzijde niet volledig is ontgraven, treden het damwandeffect en het ringeffect allebei op (zie figuur 4). De verhouding waarmee deze effecten optreden hangt af van: o De stijfheid van de grond aan de passieve zijde o De buigstijfheid van het beton o De “volmaaktheid” van de ring o De drukstijfheid van de het beton De vervorming van de wand is klein bij een ronde bouwkuip. Dit heeft als nadeel dat de gronddruk niet volledig actief zal worden. Maar uiteindelijk heeft dat niet veel impact op het ontwerp


Figuur 3 - Geometrie en wapening van de diepwandpanelen.

aangezien een stijve ondergrondse constructie sowieso met neutrale gronddruk doorgerekend moet worden. Wel is het effect van het mogelijk ontbreken van normaalkracht voor het ontwerp van de onderwaterbetonvloer groot. Dit heeft er mede toe geleid dat er is gekozen voor toepassing van gewapend onderwaterbeton. Ontwerp van de Houtwal Uiteraard worden in een 3D-eindig-elementenmodel het ringeffect en het damwandeffect tegelijk beschouwd. Maar beide effecten kunnen ook worden meegenomen in een eenvoudiger rekenmodel. In een verend-ondersteund liggermodel wordt het damwandeffect vanzelfsprekend beschouwd. Maar aangezien het model een 2D modellering van de werkelijkheid is, beschrijft het automatisch een oneindig doorgaande wand. Het ringeffect kan middels een truc worden gemodelleerd in het verend-ondersteund liggermodel. Het ringeffect geeft extra stijfheid aan de wand. Dit is te modelleren door extra veren aan de binnenzijde van de wand te plaatsen met een stijfheid k = F / Δr.

Figuur 4 - Schematische weergave van de twee effecten die de krachtswerking bepalen.

Conform de formules in figuur 5 wordt voor het geval van de Houtwal een verkleining van de straal berekend van Δr = 9 mm voor het geval de ring perfect rond is en het ringeffect alles doet.

Figuur 5 - Berekening van de ringspanning en veerstijfheid ringeffect.

De veerstijfheid k per 1 meter hoogte van de wand bedraagt k = 41.000 kN/m/m conform (3). In de verkleining van de omtrek is geen rekening gehouden met de voegen tussen de panelen. Er is vanuit gegaan dat de panelen perfect op elkaar aansluiten. Maar als er vanuit wordt gegaan dat in elke voeg na het storten van de panelen een dun laagje bentonietcake met een dikte van 2 mm achterblijft, dan ontstaat daardoor extra vervorming. Als de bentonietcake, onafhankelijk van de belasting, volledig wordt dichtgedrukt door de ringspanning dan komt er op elke hoogte een extra verkleining van de omtrek bij van 24 x 2mm = 48 mm, en dus een extra verkleining van de straal van Δr = 48mm / 2π => Δr = 8 mm. Indien deze bijkomende vervorming wordt meegenomen in de vervorming voor de veerstijfheid, dan wordt de veerstijfheid van de veren die de ringwerking simuleren verlopend over de hoogte. De dakring is overigens een monoliet gestorte

40

GEOTECHNIEK - Juli 2015


RONDE PARKEERGARAGE IN DIEPWANDEN: HOUTWAL

Figuur 6 - In- en uitvoer van de DSheet-berekeningen.

betonnen ringbalk, dus daar is de extra vervorming van de voegen niet meegenomen. In figuur 6 zijn de resultaten van beide varianten (met en zonder extra vervorming door bentoniet) weergegeven. In figuur 6a) is de vervormingslijn van de diepwand, inclusief ringwerking, zonder bentonietcake weergegeven. In figuur 6b) is de vervormingslijn van de diepwand, inclusief ringwerking, met een extra vervorming van 2 mm per voeg over de gehele hoogte weergegeven. Hierbij werden maximale vervormingen van 5 Ă 9 mm en een maximaal moment (in de BGT) van ca. 325 kNm/m berekend. In beide berekeningen is voor het ringeffect uitgegaan van een (ongescheurde) stijfheid van het beton van 30.000 MPa, waarbij voor de buiging van de wand tevens rekening is gehouden met de gescheurde stijfheid van het beton waardoor vanwege het damwandeffect een grotere buiging zal optreden. De onderwaterbetonvloer is gemodelleerd middels een zeer stijve veer.

Figuur 7 - Resultaten Plaxis 2D berekeningen.

De wijze waarop bijkomende vervorming door uitdrukken van de bentonietcake in de berekening is meegenomen is overigens slechts een benadering. De bijkomende vervorming is namelijk in de veerstijfheid verwerkt, waardoor deze belastingafhankelijk is geworden, terwijl deze bijkomende vervorming vermoedelijk eigenlijk vrijwel belastingonafhankelijk is. Dus daarmee wordt de vervorming in deze berekening enigszins onderschat. De vervorming kan beter benaderd worden door de verkleining van de straal door de voegen op te tellen bij de vervormingen uit het model. Maar op die wijze worden de momenten onderschat. Met Plaxis 2D (axiaal symmetrisch) en Plaxis 3D werden soortgelijke berekeningen uitgevoerd en werden vergelijkbare vervormingen en momenten berekend. Tevens zijn er in Plaxis 2D en 3D gevoeligheidsanalyses uitgevoerd. Zo zijn er ook asymmetrische belastingen en asymmetrische ontgravingen doorgerekend, en is er gevarieerd met de stijfheid van het beton van de diepwand, stijfheid van de passieve grond en met de stijfheid van de onderwaterbetonvloer. Uit de berekeningsresultaten bleek dat de gevoeligheid voor asymmetrische belastingen beperkt is. Wel zijn er op basis van deze berekeningen eisen gesteld aan het maximale ontgravingverschil binnen in de put tijdens het nat ontgraven. Elk voordeel heeft zâ&#x20AC;&#x2122;n nadeel De gevoeligheid voor het wijzingen van de stijf-

heidsverhoudingen was groter. Het bleek dat een lage stijfheid van de wand met een hoge stijfheid van de passieve grond leidde tot de grootste doorbuiging en de grootste momenten in de diepwand. De resultaten in figuur 7 zijn gebaseerd op PLAXIS 2D berekeningen met een verschillende combinatie van stijfheden voor de wand en de passieve grond en ook verschillende stijfheden voor het steunpunt welke wordt gevormd door de onderwaterbetonvloer op NAP-17,0m.

41

GEOTECHNIEK - Juli 2015

In figuur 7a is voor drie verschillende situaties de vervorming weergegeven: nat ontgraven zonder onderwaterbetonvloer(roze), droogzetten, zonder onderwaterbetonvloer (rood) en droogzetten met onderwaterbetonvloer (bruin). In figuur 7b is de bijbehorende momentenverdeling in de wand voor deze situaties weergegeven. Het meest opvallende verschil betreft de rode en de bruine lijn. De bruine lijn betreft een relatief slappe wand welke door een stijf steunpunt (de onderwaterbetonvloer) wordt ondersteund op het moment dat de kuip wordt droog gezet.


Figuur 8 - Doorsnede van het Plaxis 2D model met steun van de onderwaterbetonvloer.

verhindert. Tevens is er een model gemaakt waarin de onderwaterbetonvloer niet aansluit op de diepwand. In dat model is tussen de wand en de vloer een smal cluster met een zeer lage stijfheid gemodelleerd, zodat de wand nagenoeg vrij naar binnen kan bewegen. Uitvoering De uitvoering van de diepwanden is goed verlopen. Het maken van de ankers vanaf het water 20 meter dieper bleek lastig; de plaatsingstoleranties van de ankers werden niet altijd gehaald, waardoor er lokaal aanpassingen moesten worden gedaan aan de wapeningsnetten welke onder water over de ankers werden aangebracht. Het storten van de onderwaterbetonvloer is goed verlopen. Tijdens de verschillende bouwfasen zijn de vervormingen van de diepwanden gemeten door middel van hellingmeters. In figuur 9 zijn de gemeten en berekende vervormingen van de diepwand te zien door het droogzetten van de bouwkuip.

De rode lijn betreft de vervorming en momenten in de wand indien de onderwaterbetonvloer niet als stempel werkt bij het droog zetten. In de linker grafiek is te zien dat de vervorming van deze twee situaties nauwelijks verschilt (5 versus 6 mm). In de rechter grafiek is te zien dat er wel een groot verschil is in de momentenverdeling in de wand. In de grafieken is tevens te zien dat de vervorming van de diepwand niet meer dan ca. 3 mm toeneemt tijdens het droogzetten in geval de wand niet gestempeld wordt door de onderwaterbetonvloer. Over het algemeen is het prettig als een grondkerende wand weinig vervorming ondergaat, maar het heeft ook een nadeel. Dit betekent namelijk in dit geval dat de onderwaterbetonvloer kan los scheuren van de wand indien de onderwaterbetonvloer meer dan 3 mm verkort tijdens het verharden. En dat leidt er toe dat de diepwand en de vloer mogelijk niet (meer) aan elkaar verbonden zijn. De grootte van de verkorting van de onderwaterbetonvloer door temperatuur en de krimp was moeilijk te voorspellen. Maar het kon niet uitgesloten worden dat de vloer meer zou verkorten dan de diepwand naar binnen zou komen. Daardoor zou de diepwand niet gestempeld worden en dat heeft aanzienlijke gevolgen voor de momentenverdeling in de wand. Het maximale moment ontstaat bij de gestempelde wand aan de buitenzijde van de wand ter

hoogte van het stempel. Bij de niet gestempelde wand zit het maximale moment aan de binnenzijde en op een hoger niveau. Daarom is er voor de wapening in de diepwand rekening mee gehouden dat beide varianten zouden kunnen optreden. De grootste impact had het wel of niet stempelen van de onderwaterbetonvloer op de krachtwerking in de vloer zelf. Indien de vloer meer krimpt dan de diepwand naar binnenkomt wordt de vloer niet opgespannen en ontstaat er geen normaalspanning in de vloer, waardoor de momentencapaciteit van de vloer kleiner is. Maar omdat de vloer dan verticaal vrij kan bewegen langs de wanden (ten gevolge van de waterdruk en zwel van de grond) zal er geen inklemmingsmoment ontstaan. Als de vloer en de diepwand wel op elkaar blijven aansluiten, dan wordt de vloer aan de randen (deels) ingeklemd en wordt de momentenverdeling in de vloer daar veel ongunstiger. Aangezien niet met voldoende zekerheid voorspeld kon worden in hoeverre de verticale vervorming van de rand van de vloer door de wand verhinderd zou worden en in hoeverre een normaalkracht in de vloer zou optreden, is er ook voor het ontwerp van de wapening van de onderwaterbetonvloer van uitgegaan dat beide scenario’s konden optreden. In figuur 8 is de doorsnede van het gehanteerde Plaxis 2D-model weergegeven waarin de onderwaterbetonvloer de vervorming van de diepwand

42

GEOTECHNIEK - Juli 2015

Weergegeven zijn vervormingslijnen van 2 hellingmeetbuizen, welke loodrecht op de wand zijn gemeten, aan het begin en aan het einde van de fase waarin de bouwkuip is drooggezet (september tot oktober 2010). Tijdens het nat ontgraven zijn de gemeten vervormingen minimaal geweest, daarom zijn de deformaties aan het begin van het droogzetten (digitaal) op nul gezet. De vervormingslijn in beide grafieken betreft de bijkomende vervorming door droogzetten uit de Plaxis 2D-berekeningen, zonder onderwaterbetonvloer. Te zien is dat de maximaal gemeten vervorming van de wand gemiddeld circa 2 mm hoger uitkomt dan uit de berekening volgt. Deze berekening was gebaseerd op de ringstijfheid zonder extra vervorming door uitdrukken van bentoniet. Uit de extra gemeten vervorming kan teruggerekend worden dat de vervorming van de voegen door het uitpersen van bentoniet waarschijnlijk niet meer bedraagt dan: Δr = 2 mm => ΔO = 2 mm x 2π = 12 mm => 12 mm / 24 st = 0,5 mm per voeg. Dus op basis van de berekening en metingen van de vervorming kan geconcludeerd worden dat in dit project de vervorming in de voegen door uitdrukken bentoniet nauwelijks een rol heeft gespeeld. Er is in de uitvoering van dit project, conform de aanbevelingen in [3], op toegezien dat alle voegen voor het storten van de panelen geborsteld werden. Het is daarom aannemelijk dat die maatregelen er inderdaad toe geleid hebben dat


RONDE PARKEERGARAGE IN DIEPWANDEN: HOUTWAL

Figuur 9 - Gemeten deformaties en berekende deformaties tijdens droogzetten bouwkuip.

er weinig bentoniet in de voegen aanwezig was. Alleen de vorm van de uitbuiging is minder vergelijkbaar met de vooraf berekende vervormingslijnen. Wel is te zien dat de vervorming van de diepwand ter hoogte van de onderwaterbetonvloer (NAP-17,0m) ongehinderd is opgetreden. Dat betekent dat de vloer dus meer verkort is dan de wand naar binnen kwam en daardoor geen of nauwelijks stempelende werking had. Geconstateerd is tijdens het droogzetten van de bouwkuip: o  Kwaliteit van diepwanden en voegen bleek goed. o  Vervormingen van de diepwand waren zeer beperkt: ca. 6 mm. o  Tijdens het droogzetten trad er lekkage op tussen diepwand en onderwaterbetonvloer; dus dat betekent dat er geen (volledige) krachtoverdracht tussen wand en vloer was. o  Er waren maatregelen genomen tegen lekkage (er waren vooraf injectieslangen aangebracht tussen de diepwand en de onderwaterbetonvloer) maar deze functioneerden niet goed. Daarom is de waterstand stapsgewijs naar beneden gebracht; afgewisseld met aanFiguur 10 - Bouwkuip na droogzetten.

43

GEOTECHNIEK - Juli 2015


vullend injecteren middels injectielansen. o Vervormingen van de panden op staal op 9,0m afstand van de diepwand vielen binnen de meettolerantie. Conclusies specifiek voor Houtwal en ronde bouwkuipen in het algemeen De volgende belangrijkste conclusies kunnen worden getrokken: o Afgezien van asymmetrische belastingen en asymmetrische ontgravingen is een liggerverenmodel gecombineerd met het ringeffect een prima model voor de (eerste) ontwerpberekeningen van een ronde bouwkuip. o  Het effect van asymmetrische belastingen bleek in dit geval, ondanks de aanwezigheid van op staal gefundeerde panden, nauwelijks van invloed op het ontwerp. o De doorbuiging van de diepwanden in een ronde bouwkuip is zeer beperkt. o De in dit geval gemeten vervormingen worden het beste benaderd indien voor de ringstijfheid voor de E¬beton van de diepwand een waarde van 30.000 MPa wordt aangehouden waarbij voor buiging rekening wordt gehouden met de gescheurde stijfheid. Uitpersing van bentoniet-

cake uit de voegen (in dit geval waren alle voegen geborsteld) heeft nauwelijks een ongunstige invloed gehad op het deformatiegedrag. o  De stijfheidverhouding van het beton en de passieve grond heeft grote invloed op de momentenverdeling en doorbuiging in de wand. o Verkorting van de onderwaterbetonvloer door krimp en temperatuur is aanzienlijk. Deze verkorting van de vloer kan groter zijn dan het naar binnenkomen van de diepwand. Indien dat het geval is, kan dat leiden tot: •  Geen stempelende werking voor de diepwand; dus grootste moment aan de binnenzijde van de wand en niet aan de buitenkant. •  De onderwaterbetonvloer wordt niet voorgespannen en heeft dus een lagere momentencapaciteit. • Er is geen waterdichte verbinding tussen de diepwand en de onderwaterbetonvloer; er zijn aanvullende maatregelen nodig. •  Geen (volledige) krachtsoverdracht tussen diepwand en onderwatervloer. De diepwanden dragen niet bij in het verticaal evenwicht, dus de ankers moeten alle opwaartse belasting opnemen; dit geeft een andere momentenverdeling in de vloer dan wanneer de diepwand wel bijdraagt.

De voordelen van een ronde garage worden inmiddels breder gezien. Momenteel wordt er gewerkt aan een ronde parkeergarage in Leiden, de Lammermarkt. Voor meer informatie over dat project zie [4]. Referenties [1] J.H. van Dalen, R.C. van Dee, R. Spruit, “Interactieberekeningen funderingselementen met het programma INTER,” Vakblad Geotechniek nr.2 april 2014 [2] CUR 231 Handboek Diepwanden, ontwerp en uitvoering, 2010 [3] Case: Parkeergarage Houtwal, http://www. cob.nl/verdieping/verdieping-maart2012/ case-parkeergarage-houtwal.html [4] “In de rondte onder de kermis, Parkeergarage Lammermarkt,” Geo-Impuls special april 2015

Reageren op dit artikel? Stuur dan een reactie naar info@uitgeverijeducom.nl

Uw banner en/of hyperlink gekoppeld aan een publicatie op GEO+? Informeer naar de mogelijkheden en tarieven: info@uitgeverijeducom.nl www.vakbladgeotechniek.nl


No profession turns so many ideas into so many realities

Royal Dutch Society of Engineers

Engineers make a world of difference No profession unleashes the spirit of innovation like engineering. From electric cars and faster microchips to medical robots, farming equipment and safer drinking water, engineers use their knowledge to connect science to society and have a direct and positive effect on peopleâ&#x20AC;&#x2122;s everyday lives. The Royal Dutch Society of Engineers (KIVI) is the largest engineering society of the Netherlands. With over 20.000 members and sections for all engineering disciplines we provide an exciting platform for in-depth and cross-sector knowledge sharing and networking. Visit us at www.kivi.nl


Cursussen Geotechniek najaar 2015 Nieuwe technieken dijkversterkingen Cursusleiders Cursusdata

Funderen op staal In samenwerking met Cursusleider Cursusdata

SBRCURnet Ir. A. Kooistra (Ingenieursbureau Gemeente Amsterdam) 7 en 15 oktober

Realisatie bouw en infrastructuur op slappe bodem In samenwerking met Cursusleiders Cursusdata Studiepunten

Beter Bouwen Beter Wonen Ir.drs. E. Tromp (Deltares) en ir. P.R.M. Ammerlaan (Fugro GeoServices) 5 en 6 november 3 Kenniseenheden Constructeursregister 10 PDH’s Geotechniek

Baatgericht ontwerpen voor alle omgevingskwaliteiten In samenwerking met Cursusleider Cursusdatum

Aanpak problematiek houten paalfunderingen

Ir. S.G. van den Berg (Waterschap Rivierenland) en Ir. P.E.M. Schoonen (Witteveen+Bos) 6, 7 en 13 oktober

Witteveen+Bos Dr.ir. E.C.M. Ruijgrok (Witteveen+Bos) 17 november

www.pao.tudelft.nl

Samenwerking Cursusleiders Cursusdata Studiepunten

KCAF Ing A.T.P.J. Opstal (Opstal Funderingsadvies) en ir. D.A. de Jong (KCAF) 10 en 11 november 3 Kenniseenheden Constructeursregister 10 PDH’s Geotechniek 10 punten NVM Wonen

Soil-Mix wanden, ontwerp en uitvoering In samenwerking met Cursusleiders Cursusdatum Studiepunten

SBRCURnet Ing. E. de Jong (Geobest BV) en ir. B. Snijders (CRUX Engineering BV) 19 november 3 Kenniseenheden Constructeursregister 5 PDH’s Geotechniek

Heibaarheid en trilbaarheid van funderingspalen en damwanden In samenwerking met Cursusleider Cursusdata Studiepunten

SBRCURnet Ass.prof.dr.ir. J.G. de Gijt (Gemeentewerken Rotterdam/TU Delft) 9 en 10 december 12 PDH’s Geotechniek

Stichting PostAcademisch Onderwijs

Postbus 5048 2600 GA Delft

015 278 46 18 info@pao.tudelft.nl


19E JAARGANG NUMMER 3 JULI 2015 ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR GEBRUIKERS VAN GEOKUNSTSTOFFEN

KATERN VAN

Spelen met geokunststof 4


Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:

De collectieve leden van de NGO zijn:

Bonar BV Westervoortsedijk 73 6827 AV Arnhem Tel. +31 (0) 85 744 1300 Tel. +31 (0) 85 744 1300 Fax +31 (0) 85 744 1310 Fax +31 (0) 85 744 1310 info@bonar.com www.bonar.com

NAUE GmbH & Co. KG Gewerbestr. 2 32339 Espelkamp-Fiestel – Germany Tel. +49 5743 41-0 Tel. +49 5743 41-0 Fax +49 5743 41-240 Fax +49 5743 41-240 info@naue.com www.naue.com

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

TenCate Geosynthetics Hoge Dijkje 2 7442 AE Nijverdal Tel. +31 (0)546-544 811 Tel. +31 (0)546-544 811 Fax +31 (0)546-544 470 Fax +31 (0)546-544 470 geonederland@tencate.com www.tencate.com/geonederland

Advert_Enkadrain_208x134mm_02_NL.pdf

1x formaat 208(b)x 134(h)

1

01-10-13

Baggermaatschappij Boskalis BV, Papendrecht Papendrecht Bonar BV, Arnhem Ceco BV, Maastricht Cofra B.V., Amsterdam Deltares, Delft Fugro GeoServices BV, Leidschendam Leidschendam Geopex Products (Europe) BV, Gouderak Gouderak Hero-Folie B.V., Zevenaar InfraDelft BV, Delft Intercodam Infra BV, Almere Kem Products NV, Heist op den Berg (B) Kiwa NV, Rijswijk Kwast Consult, Houten Movares Nederland BV, Utrecht Naue GmbH & Co. KG, Espelkamp-Fiestel

Naue GmbH & Co. KG, Ooms Civiel BV, Avenhorn Espelkamp-Fiestel Prosé Geotechniek BV, Ooms Civiel BV, Avenhorn Leeuwarden Prosé Kunststoffen Quality Services BV,BV, Bennekom Leeuwarden Robusta BV, Genemuiden Quality Services BV, Bennekom SBRCURnet, Delft Robusta BV, Genemuiden T&F Handelsonderneming BV, SBRCURnet, Rotterdam Oosteind T&FCate Handelsonderneming BV, Ten Geosynthetics Oosteind Netherlands BV, Nijverdal Ten Cate Geosynthetics Tensar International, Netherlands BV, Nijverdal ’s-Hertogenbosch Tensar International, Terre Armee BV, Waddinxveen ’s-Hertogenbosch Van Oord Nederland BV, Gorinchem Terre BV, Waddinxveen VoorbijArmee Funderingstechniek BV, Van Oord Nederland BV, Gorinchem Amsterdam Voorbij Funderingstechniek Vulkan-Europe BV, Gouda BV, Amsterdam

09:30

Enkadrain®. De drainagemat voor o.a. parkeerdaken, pleinen en kelderwanden. Enkadrain draineert, filtreert en beschermt. De drukstabiliteit en langetermijnprestaties van Enkadrain zijn uitstekend. Daarnaast is Enkadrain licht, flexibel en eenvoudig te installeren.

Dra inag e ond er plei

n Sted elijk Museum

, Am sterdam

Bonar Westervoortsedijk 73 / 6827 AV Arnhem / T +31 85 744 1300 F + 31 85 744 1310 / info@bonar.com / www.bonar.com

42 48

Geokunst GEOKUNST - Oktober Juli 20152014


Van de redactie Beste Geokunst lezer, Op 14 april 2015 is de 4e creatieve sessie van de NGO in Delft gehouden onder de noemer ‘Spelen met Geokunststoffen 4’. De creatieve sessie werd door de deelnemers zeer gewaardeerd. Misschien is de timing van het event, in het voorjaar, gerelateerd aan de ontwaking van onze creatieve geesten uit de wintermodus? Of we hebben meer energie in het voorjaar en voelen wij ons vrijer? Ik weet het niet. Ik weet wel dat creativiteit voorkomt uit vrijheid. Hoe minder regels, hoe groter de vrijheid, hoe creatiever de oplossing. We hebben regels nodig en we passen kennis toe door middel van regels en bewezen formules. Maar die kennis is ooit ontwikkeld door een creatieve geest. Neem bijvoorbeeld de paalmatras. Een creatieve oplossing voor een stabiele ophoging op slappe grond, waarbij een flexibel matras wordt geplaatst op starre betonpalen. Eerst werd op basis van inzicht en creativiteit het concept bedacht. Vervolgens werden belanghebbenden overtuigd en werd het gebouwd. Recent zijn laboratoriumproeven en testprogramma’s in situ uitgevoerd. Uiteindelijk zijn de richtlijnen voor het ontwerp enorm verbeterd op basis van de praktijkmetingen. Ingewijden weten nu hoe de boogvorming werkt en hoe een paalmatras moet worden ontworpen. De creatieve sessies dagen de NGO techneuten uit om hun kennis, ervaring en vooral inzicht op een creatieve manier toe te passen.

lyseren of het goed ging of niet en waarom, leidt tot inzicht. Binnen de redactie van GeoKunst zwengelde onze taalpurist Frans de Meerleer nog een discussie aan over het woord paalmatras. Is het nou paalmatras of palenmatras? In het enkelvoud kunnen beiden, het feit dat er meerdere palen staan en slechts één matras stelt geen probleem, omdat men begrijpt dat de samenstellende delen worden vermeld. In het meervoud wordt het wat lastiger, want dan wordt paalmatras => paalmatrassen. Er is nu één paal en vele matrassen. Vertrekt men van palenmatras (enkelvoud) => palenmatrassen, dan blijft het kloppen, zie tekening van Frans. De voorkeur van Frans ging uit naar palenmatras, toch is het laatste woord gegeven aan de auteur, want als iemand verstand heeft van pa(a)l(en)matrassen, is dat Suzanne. Het is paalmatras / paalmatrassen gebleven.

Bij de creatieve sessies is het juist de bedoeling om de ontwerpregels te laten voor wat ze zijn en je inzicht te gebruiken om een creatieve oplossing te bedenken voor een probleem, uiteraard in dit geval met gebruik van materialen die geokunststoffen voorstellen. Er moest een paalmatras-constructie worden gebouwd met een minimaal vereiste draagkracht, met minimale kosten en met een minimale impact op het milieu. Op een speelse manier werden de (veelal) serieuze ingenieurs aan het werk gezet met materialen, die ze normaal gesproken nooit zouden kiezen. De keuze was beperkt tot de voorraad in het inkoopcentrum van de NGO. Om kans te maken op de 1e prijs moest de constructie aan de eis voor de minimale sterkte voldoen (fatale eis). Bovendien moest het het beste scoren op de EMVI criteria, LCA (arbitrair in dit geval) en CO2 footprint. Door een ingenieus systeem van ‘inkoop’ van de materialen met NGO / CO2 valuta, konden de economische en milieubelastende componenten worden meegenomen in de uitdaging. Hoe groter de CO2 footprint, hoe duurder de materialen. Suzanne van Eekelen, Piet van Duijnen, Erik Kwast, Wim Voskamp en Max Nods doen verslag van de sessie in het artikel op de volgende bladzijden. Zij laten zien dat een creatieve ingeving meestal niet in één keer tot geslaagde oplossingen leidt. Dat is zelden het geval. Creativiteit leidt tot nieuwe inzichten, het out of the box denken en het proberen van ideeën. Het achteraf ana-

Ik wens u veel leesplezier met deze GeoKunst, Shaun O’Hagan, Eindredacteur GeoKunst.

Colofon

Geokunst wordt uitgegeven door de Nederlandse Geotextiel organisatie. Het is bedoeld voor beleidsmakers, opdrachtgevers, ontwerpers, aan nemers en uitvoerders van werken in de grond-, weg- en waterbouw en de milieutechniek. Geokunst verschijnt vier maal per jaar en wordt op aanvraag toegezonden.

Tekstredactie Eindredactie Redactieraad Productie

C. Sloots S. O’Hagan C. Brok ˘ A. Bezuijen M. Duskov J. van Dijk F. de Meerleer Uitgeverij Educom BV

Een abonnement kan worden aangevraagd bij: Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO) Postbus 358 3840 AJ Harderwijk Tel. 085 - 1044 727 mail@ngo.nl www.ngo.nl

49

GEOKUNST - Juli 2015


ir. S. van Eekelen Voorzitter NGO Commissie: Innovatie en Kennisoverdracht, Deltares, TU Delft

ing. E. Kwast Lid NGO Commissie: Innovatie en Kennisoverdracht, Kwast Consult

ing. P. van Duijnen Lid NGO Commissie: Innovatie en Kennisoverdracht, Geotec Solutions

ir. W. Voskamp Voskamp Business Consultancy

Spelen met geokunststof 4 Rijkswaterstaat zet belangrijke stappen met de EMVI (Economisch Meest Voordelige Inschrijving). Het vertaalt, onder andere, de milieuprestatie van bouwprojecten in een economische prestatie. Hierin scoren geokunststof oplossingen goed. Om de kennis over de duurzaamheid van geokunststof constructies te delen, organiseerde de Nederlandse Geotextielorganisatie op 14 april haar vierde creatieve sessie. Veertig creatievelingen zijn op zoek gegaan naar bestaande

en nieuwe toepassingen van geokunststoffen in wegen, dijken en grondkerende constructies. Deze creatievelingen werden ingedeeld in zes gemengde teams met deelnemers van de opdrachtgevers, aannemers, ingenieursbureaus en kennisinstituten. Dagvoorzitter Wim Voskamp trapte af en nam ons mee langs het levenspad van een geokunststof: een leven onder invloed van belastingen

ir. M. Nods Nods Consultancy, CDR Engineering Consultancy

en omgevingsfactoren, zoals weer, kruip, chemische degradatie en inbouwbeschadiging. Hij vertelde van versnelde testen of het opgraven van oud materiaal en legde uit hoe de resultaten te interpreteren en hoe we hier in de praktijk mee kunnen rekenen. Max Nods hield vervolgens een enthousiast verhaal over duurzaamheid en ecologie. Hij liet een vergelijking zien tussen een aantal constructies met en zonder geokunststof. De verschillen zijn

Foto 1 - De geokunststofkampioenen 2015 (de â&#x20AC;&#x2DC;laatkomersâ&#x20AC;&#x2122;): vlnr: Huib Mulleneers (Trisoplast Mineral Liners), Michel Verheij (Provincie Zuid Holland), Ed Berendse (RWS), Marco Hazenkamp (TenCate), Jorn Bronsvoort (QS), Herman-Jaap Lodder (RPS). Helemaal rechts: dagvoorzitter Wim Voskamp.

50

GEOKUNST - Juli 2015


Samenvatting

In lijn met de afgelopen 3 jaar heeft de NGO ook dit voorjaar een creatieve sessie gehouden. Hoofdthema’s waren duurzaamheid, levensduur en innovatie. Na lezingen van Wim Voskamp en Max Nods over levensduur en duurzaamheid, gingen zes teams (bouwcombinaties) discussieren over innovatieve oplossingen voor drie cases en een heus paalmatrasje bouwen. De bouwcombinaties moesten hiervoor materialen kopen met NGO/CO2

euro’s: hoe belastender voor het milieu hoe duurder. Op deze manier konden de constructies op basis van EMVI criteria worden beoordeeld. De dag werd afgesloten met een uitgebreide discussie over de drie cases onder leiding van dagvoorzitter Wim Voskamp, waarna het winnende bouwcombinatie de NGO-troffee in ontvangst mocht nemen!

enorm; oplossingen met geokunststof halen een veel lagere CO2 footprint tegen bovendien lagere LCA (Life Cycle Analysis) kosten. Deze voordelen worden gehaald doordat: • er minder wordt ontgraven en minder aanvoer van aanvulmateriaal nodig is; • er minder reststoffen zijn, omdat materiaal met een lagere kwaliteit hergebruikt kan worden; • er minder zand en grind nodig is; • er minder staal en/of beton nodig is. Vervolgens moesten de groepjes aan de slag. Voor 3 cases zijn bestaande en nieuwe toepassingen bedacht. De beschouwde cases zijn: 1. Een dijk met piping problematiek 2. Een grondkerende constructie 3. De aanleg van een weg op slappe grond Om de creatievelingen enigszins te leiden had de organiserende NGO commissie referentieoplossingen bedacht. Per case werd gevraagd enkele alternatieven te bedenken en een inschatting te maken hoe de oplossingen scoren ten opzichte van de referentiecase wat betreft: - Bouwkosten - Onderhoudskosten - CO2 footprint Creatief met wapening Het op papier verzinnen van een oplossing is één, de praktische toepassing is twee. De zes groepen, vanaf nu bouwcombinaties (BC’s), werden vriendelijk verzocht om een paalmatras te bouwen met een minimaal vereiste draagkracht tegen een minimale impact op het milieu. De benodigde bouwmaterialen moesten worden ingekocht met NGO CO2 euro’s. De kosten van de diverse bouwstoffen waren uitsluitend gebaseerd op de CO2 impact. Na een, zoals gewoonlijk, planning-technisch uitgelopen ontwerpfase (de lunch) werden er door vijf van de zes BC’s driftig materialen ingekocht. Bij drie BC’s werden vijf kleine palen ingekocht welke geplaatst werden in driehoek-

Foto 2 - Inkopen doen met NGO-euro’s: hoe milieu-onvriendelijker hoe duurder. stramien. De vierde BC kocht vier kleine en een grote paal en de vijfde probeerde het milieuvriendelijk met vier kleine paaltjes op te lossen. De laatste BC die een kwartier voor sluitingstijd in de NGO bouwmarkt aankwam, de uiteindelijke winnaars, wilde graag vier kleine paaltjes inkopen, maar vertrokken met teleurgestelde gezichten met vier grote palen, twee zakken zand en een stapel A0 wapening. Ten opzichte van voorgaande jaren was het materiaalgebruik opvallend laag. Als het uit eigen portemonnee komt wordt zelfs de civiel ingenieur kostenbewust. Echte inkopers waren niet aanwezig; een beetje inkoper had alles opgekocht en daarmee voor een monopolie gezorgd. Enthousiast gingen de groepjes aan de slag. Een groepje paste de oud Egyptische werkwijze toe, het trial and error principe. De eerste matras bezweek al bij het ontkisten, maar net als bij de oude Egyptenaren leidde een tweede poging tot meer succes.

51

GEOKUNST - Juli 2015

Om de effectiviteit van de paalmatrasjes aan te tonen, werden ze belast door een tweetal vrijwilligers. Uit de vedergewicht klasse werd Herman-Jaap Lodder naar voren geschoven, en in de zwaargewicht klasse was Rob Zwaan de klos. Rob is projectleider in de Modelhal van Deltares waar hij dagelijks experimenten uitvoert, dus hij was bij uitstek gekwalificeerd om de paalmatrassen tot het uiterste te beproeven. Bij het ontkisten bezweken reeds twee van de zes matrassen. Nummer drie en vier bezweken al op het moment dat de matras de adem van Herman-Jaap voelde. Alleen de laatste matrassen van de Egyptenaren en de laatkomers waren in staat om schoenmaat 55 en zwaargewicht Rob te weerstaan. Na het vaststellen van de bouwbudgetten leken de Egyptenaren de milieu-economisch meest


2,23 m

Foto 3 - Sommige paalmatrasjes bezweken meteen.

Foto 4 - Andere paalmatrasjes deden het prima. aantrekkelijke matras te hebben gerealiseerd. Bij het opruimen van hun matras werden echter al snel illegaal verkregen bouwstoffen ontdekt. Na het verrekenen van deze additionele kosten werden alsnog de “laatkomers” tot winnaar uitgeroepen. Uit de evaluatie bleek dat het beter is niet te ontwerpen, maar alleen de left-overs als bouwstof te gebruiken; zo heb je de grootste kans een experiment winnend af te sluiten! Er moest meer gebeuren dan spelen met zand en wapening alleen. Na de lezingen van Wim Voskamp en Max Nods werd de hiervoor be-

schreven creatieve proef ingeleid door Piet van Duijnen. Erik Kwast sloot de ochtend af door aan de zes teams de drie cases voor te leggen. Na een uitgebreide lunch en het paalmatrasje bouwen zijn de zes teams intensief gaan overleggen en discussiëren over de cases. Onder leiding van dagvoorzitter Wim Voskamp zijn de cases tenslotte met de hele groep bediscussieerd. Case I Dijk met pipingproblematiek Safety first, zeker bij waterkeringen. Daarna de aanlegkosten en dan de onderhoudskosten en als laatste de CO2 footprint. Zo blijkt de praktijk te werken. Bij een weg ligt dat waarschijnlijk wat anders. Bovendien denken we eerst in

52

GEOKUNST - Juli 2015

grond, dan in staal, en daarna eventueel pas aan alternatieven. Verschillende verticale schermoplossingen werden genoemd: een waterdichte kunststof damwand of folie, een verticaal bentoniet scherm, en daarin eventueel een folie afhangen om het scherm volledig waterdicht te krijgen. Een waterdicht scherm is betrouwbaar en maakt de weg van het kwelwater langer. Alternatief is juist een waterdoorlatend zanddicht geotextiel. Er wordt gediscussieerd over of het geotextiel waterdoorlatend blijft. Daarover hoeven we ons volgens Wim Voskamp niet druk te maken. We hebben er filterregels voor en desnoods kunnen


SPELEN MET GEOKUNSTSTOF 4

we de stroming even terug laten lopen om het scherm weer open te maken. Momenteel lopen er proeven met het aanbrengen van een verticaal scherm. Tot nu toe komen ze tot circa vier meter diepte, maar we moeten tot zes of acht meter diepte. Meer is niet nodig. Horizontale schermen, aan de buitenzijde van de dijk, worden normaal gemaakt met klei. Als er althans ruimte voor is in de uiterwaarden. Horizontale folie of bentoniet matten aan de buitenzijde van de dijk worden in Nederland nooit toegepast. Het zou echter een mooie oplossing kunnen zijn, zeker als er geen voorland is. In Duitsland zijn dergelijke constructies wel gemaakt, meldde Gert Koldenhof. Figuur 1 - Case I: dijk met piping problematiek.

Case II, grondkerende constructie Iedere groep kwam meteen met de meest voor de hand liggende oplossing: gewapende grond met geogrid of geokunststof strips (Terre Armee). Daaronder moet misschien nog een zwaar geokunststof worden toegepast om de constructie stabiel te krijgen. De gewapende grond kan worden toegepast met een losse facing, betonblokken of schanskorven. Zoals uit het praatje van Max Nods al was gebleken, scoort zo een gewapende grondconstructie qua CO2 footprint veel beter dan een stalen, verankerde damwand. Martine van der Ros-Vosse opperde om schanskorven van kunststof te maken. Hans de Wit bleek daarvoor het materiaal alvast bij zich te hebben: wapeningsstaven die van basaltvezel zijn gemaakt, met een vier maal lagere CO2 footprint dan staal. Een groep kwam met een L-wand op palen. De CO2 score is dan maximaal slecht, aldus groepscaptain Sake Essink van RPS, maar je hebt geen restzettingen en geen stabiliteitsproblemen. Waarop Leo Kuljanski van Tensar opperde dat je de zettingsproblemen ook kunt oplossen door de gewapende grond op een paalmatras te zetten.

Figuur 2 - Case II: grondkerende constructie.

Figuur 3 - Case III: aanleg nieuwe weg op slappe ondergrond.

53

GEOKUNST - Juli 2015

Case III, aanleg nieuwe weg op slappe ondergrond Voor de nieuwe weg kwamen verschillende alternatieven aan bod. Het is duidelijk dat geokunststoffen in nieuwe wegen al veel worden toegepast. Verticale kunststof strips als verticale drainage zijn bijvoorbeeld standaard. EPS geeft in deze hoeveelheden een redelijk grote CO2 footprint. Een paalmatras is een mooi alternatief, hoewel betonnen palen ook een redelijk grote CO2 belasting geven. Met houten palen is dat minder. Soms kan de maximale lengte een probleem zijn, maar meestal valt dat wel mee:


ze zijn er tot 18 meter en met een oplanger zijn ze nog langer. De leverbaarheid is ook geen probleem, ook niet in grote hoeveelheden. Zandkolommen met een geotextiel-omhulling zijn ook een interessant alternatief. In bijvoorbeeld Duitsland worden ze onder spoorwegen veelvuldig toegepast, in Nederland mondjesmaat. De zettingen van een dergelijke paal vinden grotendeels plaats binnen de bouwperiode. De consolidatie verloopt snel doordat het water door de palen kan afstromen. Omdat de palen vaak niet tot in de watervoerende zandlaag kunnen worden doorgezet, in verband met mogelijke kortsluiting, zal er nog enige zetting onder de palen plaatsvinden. Deze is echter heel beperkt. Dankwoord De bestuursleden van het NGO willen Huesker Geosynthetics, Voets Gewapende Grond, Geotec Solutions en Kwast Consult bedanken voor het ter beschikking stellen van zes houten mallen, heel veel op maat gemaakte houten latjes, zand, wapening en het transport daarvan. Foto 5 - Het bouwen van de paalmatrasjes.

ni ve r uitg

eu av w d e e!

Handboek Geokunststoffen Flinterdunne geomembranen. Onwrikbare geogrids. Schanskorven die oevers beschermen. Biologisch afbreekbare matten tegen bodemerosie. Geotextielen met vezels die sterker zijn dan staal. Het zijn maar een paar voorbeelden van de vele geokunststoffen die gebruikt worden in de weg- en waterbouw, bij de aanleg van spoorwegen, vliegvelden en afvalstortplaatsen, en tal van andere toepassingen. Dit handboek geokunststoffen is niet alleen een mooi geïllustreerd overzicht van wat de technologie van de geokunststoffen u vandaag te bieden heeft, zodat u de beste aanpak voor uw project kunt kiezen. Het is vooral een praktisch hulpmiddel, met foto’s, definities, eigenschappen, productiemethoden, ontwerpregels, schetsen, en de essentie van de berekeningsmethoden die u nodig zult hebben. Het is een mix van innovatie en traditie. Alles conform de ISO 10318-nomenclatuur. Hou dit boek dus in de buurt. Hebt u meer informatie nodig? Hebt u een oplossing gevonden die past bij uw project en bent u op zoek naar deskundig advies, een haalbaarheidsstudie, een voorontwerp of een kostenraming? Het TEXION-team kan u helpen. Vanuit onze jarenlange ervaring en brede productkennis denken we ook met u mee over efficiëntie, rentabiliteit en kwaliteit, en dragen zo actief bij tot het succes van uw project.

Vraag nu uw exemplaar aan op www.texion.be Texion Geokunststoffen nv Admiraal de Boisotstraat 13 • 2000 Antwerpen Tel. +32 (0)3 210 91 91 • Fax +32 (0)3 210 91 92 info@texion.be • www.texion.be


geotechniek _Oktober_2014_v2.indd 54

28-08-14 13:5


5 1 0 2 G A D K E I N H C E GEOT PROEF OP

DE SOM

.: a o.a m m gra ing t pro lverbind e h e Op gen erwe Oost rdbevin en Aa ve n op f Delft e k j i e D dpro n a w Diep

Op he t pro Geok gramma Youn unststoff o.a.: Keve g profess en rling i Buism onals an pr ijs

Dinsdag 3 november van 8.45 - 19.00 uur (inclusief buffet) ChassĂŠ Theater Breda www.geotechniekdag.nl ORGANISATIE DOOR:

IN SAMENWERKING MET:

Betonvereniging Kennispartner om op te bouwen

Reserveer 3 november alvast in uw agenda. Wij zien u graag op de Geotechniekdag 2015!

Geotechniek juli 2015  

Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Advertisement