Page 1

JAARGANG 20 NUMMER 4 OKTOBER 2016 ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

SCENARIO’S VAN DE ONDERGROND VOOR WBI 2017: KANSEN EN TOEPASSING

DYNAMISCH GEDRAG VAN EEN ON-SHORE WINDTURBINEFUNDERING

ONTWIKKELING ONTWERPMETHODE FLEXIBELE WATERKERING KERN SPAKENBURG

STABILISATIE KLUISMUREN IN DE HISTORISCHE BINNENSTAD VAN UTRECHT


OP ZOEK NAAR AFWISSELING EN TECHNISCHE UITDAGINGEN?

JOIN TEAM FUGRO Fugro biedt een veelzijdige baan met uitgebreide mogelijkheden in deskundige teams en uitdagende projecten. Fugro zoekt: Medior Adviseur Geo-Consultancy ■ Junior Adviseur Geo-Consultancy ■ Junior Adviseur Waterbouw ■

Fugro GeoServices B.V. vacatures@fugro.nl www.fugro.com/careers

Ad_JOIN_TEAM_FUGRO_210x148.indd 1

21-06-16 15:29

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, Voor het geval de tweede helft van de zomer een net zo natte is als de eerste helft, heb ik er volop vertrouwen in dat de voorliggende editie van vakblad Geotechniek u een deel van die tijd gaat helpen door te komen. Wederom zorgt een interessant aanbod aan artikelen voor een editie waar we als redactie en uitgever, maar bovenal ook auteurs, trots op kunnen zijn. Het is voor mij mogelijk nog te vroeg om echt namens “we” te schrijven. Deze editie is namelijk mijn eerste editie waarin ik een actieve maar nog bescheiden rol heb mogen en kunnen spelen. Recent heb ik het stokje overgenomen van mijn zeer gewaardeerde collega en autoriteit in ons mooie vakgebied, Henk Brassinga. Het zijn grote schoenen om te vullen. De illusie dat ze passen heb ik niet maar we gaan het zeker proberen. Zelf werk ik nu een kleine 10 jaar bij het Ingenieursbureau van de Gemeente Rotterdam (IGR). Ik ben daar actief als Geotechnisch Adviseur en monitoringsspecialist binnen de afdeling Geotechniek. Mijn interesse ligt voornamelijk bij de werken waarin theorie en praktijk nauw met elkaar verwant zijn en waarbij validatie van het ontwerp middels proeven en metingen noodzakelijk zijn. Daarnaast ben ik verantwoordelijk voor de kwaliteit en bedrijfsvoering van het

Gemeentelijk Geotechnisch Laboratorium van de Veldmeetdienst & Laboratorium Groep, onderdeel van IGR. Voor mijn inspanning voor het vakblad geotechniek heb ik een aantal doelen opgesteld. Benoemen creëert direct schuld dus ik hoop dat wat strategischer aan te pakken door er nu slechts 1 te benoemen. In het verlengde van mijn opening moeten er in dit jaar van gebroken records voor natste periode (juni) maar ook uitzonderlijke hoge temperaturen (mei/juni) op Geohydrologisch gebied het nodig zijn gebeurd of voorgekomen. Het acquireren en opnemen van artikelen uit Geohydrologisch hoek laat ik dan ook bij deze noteren. Hierbij dan ook direct een oproep aan de Geohydrologen, maar natuurlijk ook aan iedere andere lezer, ons te benaderen met of voor een mooi artikel. Dit kan via Info@uitgeverijeducom.nl, natuurlijk via de website www.vakbladgeotechiek.nl of benader mij of een van mijn collega redactieleden via LinkedIn. Wij wensen u alvast veel leesplezier! Namens de redactie en uitgever, Don Zandbergen

Expertgroep Grondmechanica en Funderingstechniek Belgische Grondmechanica en Funderingstechniek VanafDe nu zal twee maalie-net per jaarExpertgroep een rubriek “ie-net” verschijnen. Met deze rubriek willen we de activiteiten deeltgeotechnische expertise van de Belgische Expertgroep Grondmechanica en(ook Fun- als het om bierpijpleidingen gaat!) deringstechniek van ie-net (voorheen Technologisch gerichte kennis over het item van horizontale boringen kon nadien Instituut-KVIV) onder de aandacht brengen. Op 9 mei wordt een studiedag tijk “RotsmechaHDDgeorganiseerd, aangelegde bierleiding verticaal worden doorgespoeld met een Brugse Zot. nica” waarbij rots als mogelijke struikelblok in het ontwerp en smaakvol de uitvoering Brugge,wordt. 26 meiIn2016 bekeken juni start een cursus “Grondmechanische aspecten bij saneringen”, beOm de uit geotechnische expertise in Vlaanderen te delen verzorgt stabiliteit onze Basiscursus staande 3 modules, met aandacht voor grondwaterverlagingen, van uitgra- Grondmechanica, expertgroep cursussen en studiedagen, eenvan sterk Antwerpen vanaf 5 oktober 2016 vingen en zettingen. De cursus geeft een waarbij overzicht de toepassingsgrondmechanische principes waarmee ontwerper en staat. de uitvoerder van saneringen gerichte de aanpak centraal Waar mogelijk zoeken weonvermijdelijk voor onze stu-rekening In hetmoeten najaar start naar goede gewoonte vanaf 5 oktober de Basiscursus houden. Ook de specifiek milieuhygiënische komen kort aanIngenieurshuis bod. In september starten we diedagen een kader op,aspecten buiten het vertrouwde Grondmechanica, die aan zijn vierde editie toe is. Naast een globaal inopnieuw met de Gevorderdencursus Grondmechanica, een cursus van 7 modules, waarbij in Antwerpen. zicht in de geologische context van de ondergrond en de geotechnische dieper ingegaan wordt op geologische anomalieën, gespecialiseerd grondonderzoek, ontonderzoeksmethoden (op het terrein en in het laboratorium) worden de werp van diepe en ondiepe stabiliteit vanvoorbeeld taluds en ontwerp beschoeiinDe studienamiddag van 26funderingen, mei was daar een mooi van. Het vancursisten vertrouwd gemaakt met een aantal basisbegrippen en toepasgen en grondankers. unieke project van de door middel van een HDD aangelegde bierleiding singen uit de grondmechanica. Korrelspanningen, totaalspanningen, In deze eerste editie van de “ie-net”-rubriek blikken we terug.funderingen, De Expertgroep vierdedraagvermogen vorig jaar haar (vanuit de moederbrouwerij De Halve Maan in hartje Brugge naar een draagvermogenook vaneven ondiepe zettingen, 60-jarig bestaan. Het werd een avond ! Tijdens bottelarij op een industrieterrein buiten het stadscentrum) was een per- van palen worden uitgelegd en verduidelijkt aangeslaagde de hand van praktische fecte locatie om “Risicobeperking bij horizontale boringen” toe te lichten. voorbeelden. een academische zitting werd 60 jaar Grondmechanica en Funderingstechniek en de rol van de Expertgroep hierin overschouwd (Monika De Vos, Voorzitter Expertgroep), werd de “Geld vraag in gesteld hoe goed geotechniek gefundeerd is in Tijdens deze studienamiddag werd Geotechniekdag het water?”, Maertens,17Voormalig Expertgroep en Jan Maertens BVBA), een update gegeven van Vlaanderen de beschik-(Jan Antwerpen novemberVoorzitter 2016 de aandacht gevestigd op hettoe belang van de grondmechanica in dede risicobeheersing bare methoden, zowel uit werd het oogpunt Naar het jaareinde organiseren we op 17 november gezamenlijke van projecten Maertens, Geotechnisch en werd besloten met “Soil van ontwerp als van uitvoering. Ten- (Luc Geotechniekdag ie-net-KIVI,Raadgever die dit jaarBesix) in Antwerpen wordt georganiMechanics : basis for creating land for the future’ (Alain Bernard, Chief Executive Officer slotte kon een toelichting vanuit het seerd. Onder de titel “Geld in het water?” wordt een overzicht gegeven DEME Group). was er volop gelegenheid bijpraten met de collega’s tijdensvan een standpunt van de verzekeraar tips Nadien van interessante projecten van tot renovatie/herstelling en herbouw smakelijk walking dinner ! meegeven mocht het in extremis toch waterbouwkundige infrastructuur, met boeiende sprekers uit België en nog fout lopen. De verworven prak-

Nederland.

Wenst u meer informatie over de activiteiten van de Expertgroep Grondmechanica en Funderingstechniek ? Blader naar de agenda achteraan in dit tijdschrift of contacteer Christine Mortelmans: 260 08expertgroep 63 • christine.mortelmans@ie-net.be • www.ie-net.be Wens je meer info over de activiteitentel. van+32 de3ie-net Grondmechanica & Funderingstechniek?

www.ie-net.be – Christine Mortelmans – tel ++32 3 260 08 63 – christine.mortelmans@ie-net.be


Sub-sponsors Executive Gold Member Sub-sponsors

Members

Gold Members

blad Geotechniek komt tot stand m.m.v. KIVI Afdeling Geot Geotechniek echniek

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

Sub-sponsors

IJzerwegV4eurse Achterweg 10 2264 SG Leidschendam 8445 PK Heerenveen Tel.630031 Tel. 0031 (0)513 13 55(0)70 - 311 13 33 www.fugro.nl www.apvandenberg.com

Wilhelminakade 179 Wilhelminakade 179 3072 AP Rotterdam 3072 AP Rotterdam Tel. 0031 (0)10 489 45 30 Tel. 0031 (0)10 489 45 30 www.rotterdam.nl www..rrotterdam.nl

Vierling 4251 LC Te el. 0031 (0 www.t

ng Geotechniek

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

CRUX Engineering BV H.J. Nederhorststraat 1 Pedro de Medinalaan 2801 SC G3-c ouda 1086 XK Amster dam (0) Wilhelminakade 179 Te el. 0031 (0 182 59 05 10 Te el. 0031 (0)20 494 3070 wow w.cruxbv.nl 3072 AP Rott erdam ww-w.baminfrac nsult.nl Tel. 0031 (0)10 489 45 30 www..rrotterdam.nl

Veurse URETEK NedeAchterweg rland BV 10 2264 SG Leidschendam Zuiveringweg 93, 8243 PE Lelystad Tel. 0031 (0)70 311 13 33 - 256 218 Te el. 0031 (0)320 www.fugro.nl www.urre etek.nl

RH.J. endementsweg 15 Nederhorststraat 1 Veilingweg 2 - NL - 5301 KM Zaltbommel 3641 echt 2801 SK SC Mijdr Gouda Tel. 0031 (0)418 - 57 84 03 Tel. el 0031 297 23 11 Korenmolenlaan 2 ed0031 er(0) lan29 d (0)BV 182 595005 10 el. (0 Philipssite 5, bus 15 / Ubicent erNederhorststraat 1URETEK TNe H.J. w.bauernl.nl 3447 GGB W oerden Zuiveringweg 93, 8243 PE Lelystad ww ww w.baminfrac onsult.nl -3001 Leuven 2801 SC Gouda ade 179 Tel. 0031 (0)348 5260 54 Vier Te el. 0031 (0)320 - 256 218 linghstraat 17 Tel. 0032 16-43 60 77 Tel. 0031 (0)182 59 05 10 erdamwww.volkerinfradesign.nl etek.nl 4251 LC Werkendam www.urre www..dy .d widag-syyst s ems.com www.baminfraconsult.nl 0 489 45 30 Te el. 0031 (0) 183 40 13 11 m.nl www.terracon.nl

Veilingweg 2 - NL - 5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 (0)418 - 57 84 03 Kleidijk 35 site 5, bus 15 / Ubicenter Philips 3161 EK Rhoon B -3001 Leuven Huesker Synthetic BV- 503 02 00 Tel. 0031 T (0)10 el. 0032 16 60 77 60 Het Schild 39 V4 www.mosgeo.c om PC www14, ..dy .d widag-sy yst s Maastric ems.com ht Klipper weg 6222 5275 EB Den Dungen Tel. 0031 (0)43 - 352 76 09 Tel. 0031 (0)88 594 00 50 www.huesk ke er.com www.huesker.nl

IJzerweg 4 8445 PK Heerenveen Tel. 0031 (0)513 - 63 13 55 ww w.apvandenber Vierlinghstraat 17g.com 4251 LC Werkendam Tel. 0031 (0)183 40 13 11 www.terracon.nl

Ballast Nedam Engineering Gemeenschappenlaan 100 Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein B-1200 Brussel Postbus 1555, 3430 BN Nieuwegein Tel. 0032 2 402 62 11 Tel. 0031 (0)30 - 285 40 00 www.besix.be www..ballast-nedam.nl

Silver Members 4

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

nveen 3 - 63 13 55 nberg.com

4

G EOT ECHN I EK – Januari 2016

URETEK Nederland BV Zuiveringweg 93 8243 PE Lelystad Tel. 0031 (0)320 25 62 18 www.uretek.nl

4

Klipperweg 14, Tel. 0031 ( www.h

Te el. 0031 (0) 183 40 13 11 www.terracon.nl

Silver Plus Members

Philipssite 5 Veilingweg 2 - NLVeilingweg - 5301 KM 2Zaltbommel Boussinesqweg 1, 2629 HV Delft 5301 KM Zaltbommel bus 15 / Ubicenter Tel. 0031 (0)418 - 57 84 03 4 8273 Tel.Leuven 0031IJzer (0)88weg - 335 Kleidijk 35 Nederland B-3001 Philipssite 5, bus 15 / Ubicenter 8445 PK Heerenveen w .deltar . r es.nl e w w 3161 EK Rhoon Tel. 0031 (0)418 57 84 03 Tel. 0032 16 60 77 60 B -3001 Leuven Tel. 0031 (0)513 - 63 13 55 BV Tel. 0031 T (0)10 - 503 el. 0032 1602 6000 77 60 www.apvandenberg.com 43 PE Lel y stad www.dywidag-systems.com weg 14, 6222 PC Maastricht www.mosgeo.c om yst www..dy .d widag-sy s Klipper ems.com 218 Tel. 0031 (0)43 - 352 76 09 www.huesk ke er.com

Veilingweg 2 - NL - 5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 (0)418 - 57 84 03 Korenmolenlaan 2 Boussinesqweg Philipssit1e 5, bus 15 / Ubicenter 2629 3447 HV Delft GGB W oerden -3001 Leuven Tel. 0031 (0)88 82 73 16-43 Tel. 335 0031 (0)348 5260 54 T el. 0032 6017 77 Vier linghstraat www.deltares.nl sems.c ign.nlom wwwww.w v..dy olkwidag-sy erinfradyest .d s 4251 LC Werkendam

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

GEOT ECH NIE K – Januari 2016

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

Ballast Ne Ringwade 51, Postbus 1555, Tel. 0031 www..ba


Members Mede-ondersteuners Mede-ondersteuners

Silver Members 11 Cofra BV SBRCURnet

PostbusKwad 516 rantweg 9 AG Amsterdam 1042 2600 AM CoDelft fra BV tbus 20694 P o s Tel. 0031 (0)15 303 05 900 Kwad rant weg 1001 NR Amsterdam www.sbrcurnet.nl 1042 AG Amsterdam Tel. 0031 (0)20 - 693 4596 Postbus 20694 www.Members cofra.nl Associate 1001 NR Amsterdam Tel. 0031 Geobe be est (0)20 BV - 693 4596 Geobest ww .cofr427 a.nl PoBV swtbus Marconiweg 2 Mijdrecht 3640 AK Geobe be est BV 4131 PDTel. Vianen 0031 (0)85 - 489 0140 Postbus 427 Tel. 0031 ww(0)85 w.geobest.nl ..g 489 01 40 3640 AK Mijdrecht www.geobest.nl Tel. 0031 (0)85 - 489 0140 www.geobest.nl ..g

Lameire FunderingsAssociate Members Members techniek NV Industrielaan 4 B-9900 Eeklo Associate Members Members Tel. 0032 (0) 9 379 72 77 www.lameire.be

Lankelma Geotechniek PAOTM Zuid B5048 V Postbus

PoGA stbus 38 2600 Delft Lankelma Geotechniek 5688 ZG Oi rschot Tel.Zuid 0031B(0)15 278 46 18 V Tel. 0031 (0)499 - 57 85 20 www.paotm.nl Postbus 38 www..lankelma-zuid.nl 5688 ZG Oirschot Tel. 0031 (0)499 - 57 85 20 ww kelma-zuid.nl Poswt..lan Aca ademisch

Lameire Geomil Equipment BV Funderingstechniek NV Westbaan 240

Va an ‘tFunderingstechniek Hek Gro oep BAUER Postbus 88 Rendementsweg 15 1462 Middenbeemster 3641 SK‘tZH Mijdrecht Va an Hek Gro oep el. 0031 (0)299 31 30 20 Tel.T (0)297 P0031 ostbus 88 231 150 ww w . v a n thek.nl www.bauernl.nl 1462 ZH Middenbeemster Tel. 0031 (0)299 31 30 20 www.vanthek.nl

Industrielaan 4 2841 MC Moordrecht Lameire 9900 Eeklo Tel.Funderingstechniek 0031 (0)172 427 800 NV Tel. 0032 (0) 9 379 72 77 www.geomil.com Industrielaan 4 www.lameire.be 9900 Eeklo Tel. 0032 (0) 9 379 72 77 www.lameire.be NVAF SBRCURnet NVAF VanPo’tsHek Cofra BV 440 tbus Groep 516 Onderwijs (PAO) Postbus Postbus 4405048 Postbus 88 Delft Postbus 2600 AM Postbus 3840 20694 AK Harderwijk NVAF PoAK stAcHarderwijk ademisch a SBRCURnet 3840 1462 ZH0031 Middenbeemster 1001 NR0031 Amsterdam Tel. (0)15 - 303 0500 2600 GA Delft Tel. (0)341 456 191 Onde r(0)341 wijs (P456 AO)191 Postbus 516 440693 45 96 Tel.Tel. 0031 Tel.ww 0031 (0)299 Tel.Postbus 0031 (0)20 www.nvaf.nl rcurne31 t.nl30 20 w..sb 0031 (0)15 - 278 46 18 2600 AM Delft Postbus 5048 3840 AK Harderwijk www.funderingsbedrijf.nl www.vanthek.nl www.cofra.nl www..pao.tudel Tel. 0031 (0)15 - 303 0500 2600 GA Delft ft.nl Tel. 0031 (0)341 456 191 www.nvaf.nl www..sbrcurnet.nl Tel. 0031 (0)15 - 278 46 18 Lankelma Geotechniek Geomet BV ww w..pao.tudel ft.nl BV, Moordrecht powerd ™ ™Leide rdorp Instruments BV, Leiderdorp ™Geomil Equipment Zuid BV by ABO-Group ™ ™  V otquenne Foundations NV, Dadizele (B) ™  ™ JLD Cont r acting BV, Edam Postbus 38 Curieweg 19 ™  ™ Tjaden BV, Heerjansdam 5688 ZG Oirschot BZ Alphen Rijn ™ ™Leide rdorp a/d Instruments BV, Leiderdorp ™Geomil Equipment BV, Moordrecht 2408 Tel.™ (0)499 57 85BV, 20 Edam Tel.™ (0) 172F449 822 ™0031 Votquenne oundations NV, Dadizele (B) ™0031 JLD Cont racting www.lankelma-zuid.nl www.abo-group.eu ™Tjaden BV, Heerjansdam ™

Colofon

GEOTECHNIEK GE OTECHNIEK JAARGANG NUMMER J AARGANG 20 – N UMMER 1 Januari 2016 GEOTECHNIEK GE OTECHNIEK JAARGANG J AARGANG 20 – N NUMMER UMMER 14 Geotechniek is een informatief/promotioneel Oktober 2016 Januari 2016 onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogtkennis en ervaring uit te wisselen, inzichtte bevorderen en belangstelling Geotechniek is een eeninformatief/promotioneel informatief/promotioneel onafhankelijk voor het gehele geotechnische te uit kweken. onafhankelijk vaktijdschrift datvakgebied beoogtkennis enteervaring vaktijdschrift dat beoogtkennis en ervaring wisselen, inzicht uit te wisselen, inzichtte bevorderen en belangstelling teobevorderen en Carolinabrug belangstelling het gehele geotechnische foto Paul Bakker © C ver: Fundering invoor Suriname, voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken. vakgebied te kweken. Cover: Fundering Carolinabrug in Suriname, foto Paul Bakker © Uitg Uitgever/bladmanager ever/bladmanager Redactieraad Redactie raad Heeres, dr. ir. O.M. Uitgever/bladmanager Redactieraad Coverfoto: Alboom, ir. G. van Uitgeverij Educom BV Hergarden, mw. Ir. I. Scenario’s van de Uitgeverij Educom BV Alboom, ir. ir. G. V. vanvan Jonker,ing. ing.A.A. Beek, mw. R. P .H. Diederiks Jonker, Uitg Uitgever/bladmanager ever/bladmanager Redactieraad Redactie raad Heeres, dr. ir. O.M. ondergrond voor WBI 2017: R.P.H. Diederiks Beek, mw. ir. V. Ir. vanD. Lengkeek, ir.A. A. Bouwmeester, Lengkeek, ir. Alboom, ir. G. van Uitgeverij Educom BV Hergarden, mw. Ir. I. kansen en toepassing Bouwmeester, D. Rooduijn,ing. ing.M.P. M.P. Redactie Brassinga, ing.Ir. H.E. Rooduijn, Beek, mw. ir. V. van R. P.H. Diederiks Jonker, ing. A. Redactie Broeck, Schippers,ing. ing.R.J. R.J. Beek, mw. ir. V. van Broeck, ir. ir. M. M. van van den den Schippers, Bouwmeester, Ir. D. Lengkeek, ir. A. Beek, mw. ing. ir. V.H.E. van Dalen, ir. J.H. van Smienk,ing. ing. E. Brassinga, Brouwer, ir. J.W.R. Smienk, E. Redactie Brassinga, ing. H.E. Rooduijn, ing. M.P. Broeck, ir. ir. M. M. van van den den Deen, Spierenburg, dr.ir. ir. S. S. Broeck, Dalen,dr. ir. J.K. J.H. van van Spierenburg, dr. Beek, mw. ir. V. van Broeck, ir. M. van den Schippers, ing.O.R.J. Diederiks, R.P.H. R.P.H. Diederiks, R.P.H. Storteboom, Diederiks, Deen, dr. J.K. van Storteboom, O. Brassinga, ing. H.E. Brouwer,ing. ir. J.W.R. Smienk, E. de Hergarden, mw. Ir. I. Duijnen, P. van Vos,mw. mw.ing. ir.M. M. Heeres, dr. ir. O.M. Diederiks, R.P.H. Vos, ir. de Broeck, ir. M. van den Dalen, ir. J.H. van Spierenburg, dr. S. Lengkeek, ir. A. Ir. I. Graaf, ing. H.C. van de Velde,ing. ing.E.E.van vanir. der Hergarden, mw. Duijnen, ing. P. van Velde, der Diederiks, R.P.H. Deen, dr. J.K. van Storteboom, O. Meireman,ir. ir.A. P. Gunnink, Verweij, ir. A. Lengkeek, Graaf, ing.Drs. H.C.J.van de Heeres, dr. ir. O.M. Diederiks, R.P.H. Vos, mw. ir. M.ing. de D. Verweij, ir. A. Hergarden, mw. Ir. I. Zandbergen, Meireman, ir. P. Gunnink, Drs. J. Hergarden, mw. Ir. I. Duijnen, ing. P. van Velde, ing. E. van der Zandbergen, ing. D. Lengkeek, ir. A. Graaf, ing. H.C. van de ir.m P. D Distributie istriibutie van van a G Geotechniek eotechniek iin n BelgiëMeireman, wo wordt rd dt m mede ede mogelijk ogelijk ge gemaakt maaGunnink, kt doo door: r: Drs. J. ABEF A ABEFvzw vzw SMARTGEOTHERM Belgische Vereniging Info : WTCB, ir. Luc François Belgische Vereniging Vereniging Aannemers Lombardstraat 42, 1000 Brussel werken A annemersFunderingswerken Funderings u Aannemers Funderingswerken ABEF A ABEFvzw vzw SMARTGEOTHERM Cuypersstraat Tel. +32 11 22 50 65 LPriester ombardst raat 34-42 3 Lombardstraat Belgische Vereniging Info : WTCB, ir. Luc François Belgische Vereniging Vereniging 1040Bru Brussel info@bbri.be 1000 ssel Brussel Aannemers Lombardstraat 42, 1000 Brussel werken A annemersFunderingswerken Funderings u Aannemers Funderingswerken Secretariaat: www.smartgeotherm.be ww w.ab . eCuypersstraat f..be www.abef.be 3 Tel. +32 11 22 50 65 LPriester omba r dst r a a t 34-42 Lombardstraat erwin.dupont@telenet.be 1040Bru Brussel info@bbri.be 1000 ssel Brussel Secretariaat: www.smartgeotherm.be 5 ww w.ab . ef..be www.abef.be GEOTECHNIEK - Oktober 2016 GEOT ECH NIE K – Januari 2016 5 erwin.dupont@telenet.be

D Distributie istriibutie van van a G Geotechniek eotechniek iin n België wo wordt rd dt m mede ede m mogelijk ogelijk ge gemaakt maakt doo door: r:

Colofon

Geotechniek G eo e techniek k iiss n een ui uitgave itgave va van U i t geve g r ij i E d u c om BV BV Uitgeverij Educom Geotechniek is Geo e techniek k is o va een ui ine tgsse averlaa uitgave van nn347 Mathe m BV 3023 GB R U itg geve rij iotte E druda co om BV Uitgeverij Educom Educom

6544 T el. 0031 (0)10 - 425 Mathenesserlaan 347 7 Mathe nesserlaan 34 0 425 722 5 F a x 0031 (0)1 3023 GB Rotterdam otterdam 3023 GB R info@uitgeverijeducom.nl Tel. (0)10 425654 6544 0 --425 4 T el. 0031 (0)1 www.uiitgeveriijeducom.nl F ax 0031 (0)10 - 425 7225 info@uitgeverijeducom.nl in fo@uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl www.uiitgeveriijeducom.nl

Leze rsservice Lezersservice Lezersservice Adresmutaties doorgeven via Adresmutaties doorgeven info@uitgeverijedu com.nl via Leze rsservice Lezersservice info@uitgeverijeducom.nl Adresmutaties doorgeven via © Copyright infoev uitg ecvom erijedu @ Uitg erij Edu BV com.nl © Copyrights Januari 2016 Uitgeverij Educom © Copyright Niets uit deze uitgave mag Oktober 2016 com BV Uitg everij worden geEdu reproduceerd met Niets deze uitgave mag Januari 2016 welkeuit methode dan ook, zonder Niets deze uitga ve mag schriftuit elij ke toe stemming van de worden gereproduceerd met w o r den ge r ep r odu c ee r d met uitg ev e r . © I S SN 1386 2758 welke methode dan ook, zonder welke methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de schriftelijke toestemming van de uitgever. uitgever. © © ISSN ISSN 1386 1386 -- 2758 2758

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


a.p. van den berg The CPT factory

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 bodemonderzoekCompact, licht en wendbaar De lichtste voor en meest compacte Sondeerrups indrukkracht van 10 ton. Met apparatuur een slappe bodem. A.P. van denmet Bergeen loopt voorop in het ontwikkelen eneen wereldwijd ergonomisch verantwoord gewicht netvan onder de 1600 kg en eensondeerbreedteenvan 780 mm past de Mini vermarkten nieuwe geavanceerde monstersteeksystemen dieSondeerrups uitblinken in betrouwbaarheid door een deurpostVan en kan deze vervoerd worden in een bestelwagen. Ideaalapparatuur dus voor voor het gebruik en gebruiksgemak. verscheidene landsondeersystemen tot multifunctioneel op zee tot waterdieptes van wel 4000 meterHet en van uitgebreide servicepakketten tot en digitale locaties met beperkte toegang of ruimte. indruksysteem is demonteerbaar kan meetsystemen waarmee de bodemgegevens eengebruikt kabel of optische getransporteerd, als stand-alone unit naast devia rups worden, lichtsignalen indien er nogworden compacter gewerkt ze behoren allemaal tot hetEen leveringspakket van A.P. van den Berg.of zelfs een hybride uitvoering voor moet worden. aanvullend elektrisch aggregaat emissievrij sonderen behoort ook mogelijkheden. Veel aandacht wordt geschonken aantot dede arbeidsomstandigheden van de sondeermeester. Zo heeft A.P. van den Berg de sondeerbuizenschroever ontwikkeld, die in ieder sondeerapparaat kan worden geĂŻntegreerd. Op hebbenwordt we een Sondeerrups voorraad, maar uiteraard kunnen Metdit de moment buizenschroever hetMini op- en afschroevenop van de sondeerstreng efficiĂŤnter uitgevoerd. De we ook een exemplaar voor u samenstellen precies aan uween wensen voldoet. buizenschroever komt het meest tot zijn recht dat in combinatie met draadloos meetsysteem. Het doorrijgen 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 Tel.: 0513 631355 Tel.: 0513 631 355 A.P. van den Ingenieursburo b.v. Postbus 68,Berg 8440 AB Heerenveen Fax: 0513 631212 Postbus 68, 8440 AB Heerenveen

APB CPT Ad Geotechniek MiniSondeerrups hybride 216x138 24052016 fin.indd 1

Fax: 0513 631 212

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

24-5-2016 13:48:34


Inhoud 3 Van de redactie - 15 Afstudeerders - 23 Kort - 34 Column - 42 SBRCURnet

GEOTECHNIEK Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

8

16

Dynamisch gedrag van een on-shore windturbinefundering

Scenario’s van de ondergrond voor WBI 2017: kansen en toepassing

P. HĂślscher

Dr. M.P. Hijma / Ir. K.S. Lam MSc. J.M. van der Hammen

26

36

Stabilisatie kluismuren in de historische binnenstad van Utrecht

Ontwikkeling ontwerpmethode flexibele waterkering kern Spakenburg

Ir. T. Demeyere

H.A. Schelfhout / ing. J. van Noord / B.H. Boksebeld ing. F.H.J. Tijhuis / ir. K. ten Pas / ir. A.C. Nederpel

GEOKUNST Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van Geokunststoffen

48

54

Nieuwe toepassing verticale folie voor polderconstructies in Friesland

Afgezonken folieconstructies in beperkt ruimtebeslag Ondergronds bouwen met geokunststoffen

ing. E.A. Kwast / ing. P.G. van Duijnen / S. van Dijk

Ing. R.H. Gerritsen / drs. D.H. van Regteren / R.H. Knulst

7

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


P. Hölscher TU Delft

Dynamisch gedrag van een on-shore windturbinefundering

1 Inleiding Waterkeringen zijn door de Rijksadviseur voor het landschap aangemerkt als aantrekkelijke plaatsen voor windturbine. Deze windturbines kunnen naast de waterkering worden geplaatst, maar ook op de waterkering. Aan verschillende waterschappen is gevraagd of het toegestaan is een windturbine op de kruin van een dijk te plaatsen. De waterschappen twijfelen over het antwoord. Wat zijn de gevolgen van deze windturbines op de waterveiligheid? Wat zijn de gevolgen voor het beheer van de waterkering? Een bijzonder aspect zijn de trillingen die een windturbine genereert. De gevolgen van dergelijke trillingen voor de waterveiligheid zijn een kennisleemte. De achtergrond van de vraag van de waterschappen komt voort uit het feit dat de vermoeiing van de constructie een belangrijke ontwerpparameter voor een windturbine is. Een windturbine wordt dynamisch belast, resonantie van de constructie speelt een belangrijke rol. Het is dan logisch na te gaan of de trillingen vanuit een windturbine invloed hebben op de veiligheid van de dijk. Figuur 1 toont een principe schets van het probleem.

wordt het falen van de windturbine zelf niet beschouwd. (Voor een volledige faalkansanalyse van de situatie moeten dergelijke gebeurtenis-

sen natuurlijk wel beschouwd worden). Er wordt nagegaan wat de consequenties van een functionerende windturbine op het functioneren van

Tabel 1 - Overzicht invloed componenten windturbine op faalmechanismes statische

dynamische

mechanisme

blok

palen

wind

wind

golf

kruinhoogte

+

+

0

0

0

piping

-

0

-

-

-

heave

-

0

-

-

-

stabiliteit buitentalud

-

-?

-

-

?

stabiliteit binnentalud

0

-?

-

-

0

opdrijven afdeklaag

-

-?

-

-

-

erosie afdeklaag

-

0

-

-

-

verweking

0

0

-

-

-

breaching

0

0

-

-

-?

- verlaagt de veiligheid, 0 geen invloed op de veiligheid, + verhoogt de veiligheid, ? invloed onduidelijk Figuur 1 - Principe schets van een windturbine op een dijk.

2 Faalmechanismes Tijdens het ontwerp van een dijk wordt voor elk mogelijk faalmechanisme nagegaan of de kans op optreden voldoende klein is. Het is van belang om het idee van een faalmechanisme in deze context voldoende ruim op te vatten. Het opstellen van een faalboom start met de ongewenste gebeurtenis: overstroming. Vervolgens is één faalmechanisme een aantal opeenvolgende gebeurtenissen en gevolgen die uiteindelijk tot overstroming kunnen leiden. Als voorbeeld kan genoemd worden dat er door de trillingen in de windturbine vermoeiing ontstaat. Dan kan tijdens een storm de gondel van de toren waaien. Als deze een groot gat in de dijk slaat en het water staat voldoende hoog, dan kan er een overstroming ontstaan. In het huidige STW-project

8

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


Samenvatting

In Nederland is de vraag of een windturbine op een waterkering geplaatst mag worden nog niet beantwoord. Windturbines zijn bijzondere constructies vanwege de grote krachten die op de fundering worden uitgeoefend, de wisselende richting en de trillingen die de windturbine genereert. Dit

artikel gaat in op de aspecten die een rol spelen bij plaatsing op een waterkering. Aan de hand van een berekening en een meting wordt het trillingsniveau rond de fundering besproken. Het blijkt dat de typische onshore windturbine fundering invloed heeft op de trillingen in de bodem.

Figuur 2 - Gemiddelde en extreme belasting als functie van de windsnelheid op niveau van de generator. De cirkeltjes tonen de berekende gemiddelde belasting, de volle cirkeltjes gelden voor de geparkeerde windturbine. De '+' symbolen tonen de berekende extreme waarden. De onderste figuur geeft de absolute waarde van de berekende maximale amplitude weer. In de figuur zijn enkele redelijke benaderingen getekend, die kwadratisch met de windsnelheid verlopen. Rood gestreept een gelineariseerde hoge waarde. dynamische trekkracht in de bodem leiden, dan kan de contactspanning tussen elementen afnemen, waardoor de wrijving tussen de elementen af kan nemen. Dit hangt af van de sterkte van de trillingen en kan niet a priori als invloedsfactor uitgesloten worden. Daar is dus een verder onderzoek naar een zinvolle modellering wenselijk. Bij andere faalmechanismes is het wel a priori te zeggen dat de situatie er beter (of niet slechter) van wordt.

een waterkering is. Hierbij moet bijvoorbeeld gedacht worden aan de vraag of de krachtwerking uit een windturbine een verminderde weerstand tegen piping kan veroorzaken. De achtergrond voor deze beperking is de constatering dat de fysische achtergrond van de invloed van trillingen op de waterveiligheid niet goed bekend is. Trillingen zijn immers geen parameter in de standaard procedure. Daarom moet voor elk faalmechanisme nagegaan worden of dit beĂŻnvloed wordt door trillingen en, zo ja, in welke mate. In eerste instantie is een kwalitatieve analyse uitgevoerd of de windturbine invloed kan hebben op de waterveiligheid. Deze analyse is voor elk bekend faalmechanisme uitgevoerd voor een standaard situatie geschetst in Figuur 1. De volgende invloeden zijn beschouwd: de fundering, d.w.z. de palen en het blok, en de windbelasting. Hierbij moet rekening gehouden worden dat de windbelasting van de windturbine uit een stati-

sche component (de gemiddelde windkracht) en een dynamische component bestaat (ten gevolge van de vlagen in het windveld en draaien van de rotoren). Dit is een principieel verschil tussen de bestaande constructies in een dijk (bij voorbeeld een sluis) en een windturbine. Tabel 1 geeft een overzicht van de resultaten van deze beschouwing. Voor elk faalmechanisme (in de linker kolom) is voor elk van de vijf componenten (in de kolommen 2 t/m 5) nagegaan wat de verwachte invloed is. Hierbij is steeds nagegaan of de betreffende component invloed heeft voor de externe belasting, de interne belasting of de sterkte voor zover deze relevant is voor het betreffende faalmechanisme. Als voorbeeld van de aanpak kan de invloed van trillingen op de stabiliteit van de buitenbekleding beschouwd worden. Trillingen hebben geen invloed op de externe belasting, deze bestaat immers uit de waterstroming. Trillingen kunnen wel een interne (traagheids)belasting geven die de stabiliteit negatief beĂŻnvloedt. En als de trillingen tot een

9

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Daarnaast moet nog gecontroleerd worden of er extra nieuwe faalmechanismes kunnen ontstaan, en deze moeten zo nodig beoordeeld worden. Dit artikel gaat in op het trillingsniveau dat optreedt in de bodem rondom de windturbine. In een volgend artikel worden de consequenties van deze trillingen nader geanalyseerd. 3 Trillingsniveau 3.1 Berekeningen windturbine Een belangrijke vraag is natuurlijk over welke trillingen praten we. De trillingen kunnen berekend worden. Het model dat gebruikt wordt kan gevalideerd worden met metingen bij een lagere windkracht, zodat de berekening feitelijk neerkomt op het extrapoleren naar de extreme storm situatie. De belasting op de dijk ontstaat doordat de windkracht op de wieken en de toren afgedragen worden aan de fundering. De krachten die de wind op de toren uitoefent en vervolgens afgedragen worden naar de fundering zijn berekend met het model Fast [Jonkman en Buhl 2005]. Dit is een praktisch model. De berekening bestaat uit twee fases. Eerst wordt er een tijdsafhanke-


Figuur 3 - Frequentie inhoud van de wind belasting (a) en de belasting op de fundering (b-d)

lijk twee-dimensionaal windveld gegenereerd. Vervolgens wordt de reactie van de windturbine hierop berekend. Een belangrijke rol hierbij speelt de regeling van de windturbine. Tijdens de energie productie worden de bladen van de wieken steeds bijgesteld op basis van de actuele windsnelheid en wordt de richting van de gondel aangepast aan de actuele windrichting. Dit alles wordt door het programma gesimuleerd. Daarbij wordt de response van de wieken en de mast op de windbelasting berekend. Standaard worden hiervoor tijdsintervallen van 10 minuten gebruikt. Voor deze simulaties zijn de standaard meegeleverde instellingen van het model gebruikt. Voor de generatie van het windveld is gebruik gemaakt van een standaard turbulentie model onder normale omstandigheden en een standaard windprofiel met de hoogte. De aangegeven windsnelheid is op het niveau van de gondel. Ook de besturing van de windturbine is als standaard gekozen. De berekeningen zijn bedoeld om een globaal inzicht te krijgen van de grootte van de belasting als functie van de windsnelheid. De verwachting is dat dit slechts beperkt beĂŻnvloed wordt door deze specificaties. Mocht de situatie kritisch worden voor de dijkveiligheid, dan moet een nauwkeurigere berekening

worden gemaakt. Om een betrouwbare schatting van de maximale amplitude te krijgen zijn veel meer berekeningen nodig [Bos 2015; Barone e.a. 2012]. Figuur 2 toont de resultaten voor een 1.5 MW windturbine met een generatorhoogte van 84 m. De mast is van staal en de fundering is oneindig stijf verondersteld. Dit is toelaatbaar als de fundering voldoende stijf is, wat in de praktijk meestal vertaald wordt naar een minimaal geĂŤiste statische stijfheid. Er zijn drie regimes voor de windsnelheid: - lage en gemiddelde windsnelheid (0 < v < 12 m/s). De windturbine tracht zoveel mogelijk energie te oogsten door de bladen zo ver mogelijk uit te zetten. - hoge windsnelheid (12 < v < 25 m/s). Om te hoge draaisnelheden van de wieken en generator te voorkomen, worden de bladen van de wieken uit de windrichting gedraaid, zodat de draaisnelheid van de generator constant blijft. - extreme windsnelheid (v > 25 m/s). Om schade te voorkomen wordt de turbine uitgeschakeld. De wieken staan stil en de bladen wijzen volledig in de windrichting. Voor windsnelheid 28 m/s is de berekening uitgevoerd voor zowel een draaiende als een ge-

10

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Figuur 4 - Locatie meetinstrumenten bij testmeting Gouda .

parkeerde windturbine. Voor windsnelheid 25 m/s is de berekening ook tweemaal gedaan maar beide met draaiende wieken. Uit data van [website KNMI] blijkt dat aan de Nederlandse kust gemiddelde windsnelheden tot 30 m/s voorkomen met uitschieters tot 45 m/s (op standaard meethoogte 10 m). De belastingen op de fundering hebben een statische en dynamische component. Bij lage en gemiddelde windsnelheden neemt de statische belasting op de fundering toe (hier niet getoond). Bij de hoge windsnelheid neemt de kracht op de fundering af met toenemende windsnelheid ten gevolge van het bijstellen van de bladen. Zodra de turbine uitgezet wordt, neemt de statische component van de belasting af, omdat de windbelasting op de wieken sterk afneemt. Vanaf die windsnelheid is een min of meer kwadratisch verband tussen de belasting en de windsnelheid zichtbaar, aangegeven met een streeplijn in de bovenst plaatjes van figuur 2. De dynamische component van de belasting verschilt ook in de twee hoogste windregimes. Bij de hoge windsnelheid neemt de amplitude van de (dynamische) windbelasting min of meer lineair met de windsnelheid toe. Er is een terugval van de amplitude te zien als de turbine uitgeschakeld wordt. Voor de extreme windbelasting is in gemiddelde zin een toename met het kwadraat van de windsnelheid zichtbaar.


DYNAMISCH GEDRAG VAN EEN ON-SHORE WINDTURBINEFUNDERING

Figuur 5 - Snelheid van de fundering in het frequentie domein, meting 09.

(a) Uit de verticale snelheden

De amplitude van de dynamische component is in deze berekeningen groter dan de statische component. De grootste trillingen en het grootste statische horizontale kracht worden verwacht tijdens een super storm, waarbij de windturbine stilstaat. Het draaien van de windturbine speelt dan geen rol. Het uitschakelen van de windturbine geeft een afname van de krachten op de fundering (zowel statische als dynamische component). Figuur 3 geeft de berekende belastingen op de fundering. Opvallend is de beperkte frequentie inhoud van de belasting op de fundering. Deze wordt vrijwel volledig bepaald door de eigenfrequenties van de toren. Voor de beschouwde toren is de eerste eigenfrequentie ongeveer 0.4 Hz en de tweede eigenfrequentie ongeveer 2.9 Hz. Vooral in buigend moment in de dwarsrichting is de eigenfrequentie duidelijk zichtbaar. De constructie heeft een lage demping. Het programma geeft geen hogere frequenties dan hier getoond. 3.2 Metingen Door middel van een meting wordt het trillingsniveau empirisch bepaald. Tijdens een winderige dag is een testmeting uitgevoerd bij een windturbine in de omgeving van Gouda. Er is gemeten met versnellingsopnemers, die tot 0 Hz (statisch) kunnen meten. Op de locaties TC is in drie richtingen gemeten, op de locaties V is alleen de verticale versnelling gemeten. De x-as is gekozen in de overheersende windrich-

(b) Uit de horizontale snelheden

ting. Tijdens de uitvoering van de meting was de gemiddelde windsnelheid in nabij gelegen windstations 14-16 m/s en de maximale windsnelheid 22-24 m/s. Een boeiende complicatie van deze meting waren de trillingen die veroorzaakt werden door het af en toe langsrijdende vrachtverkeer over de weg. De weg heeft geen opvallende oneffenheid en de snelheid is beperkt (orde 50 km/u). De verkeerstrillingen zijn in de opnemer langs de weg duidelijk zichtbaar in de meting en bepaalden de maximale waarden. Daarom zijn intervallen geselecteerd waarin geen vrachtverkeer passeerde. Dit resulteerde in 13 intervallen variĂŤrend in lengte van 2-9 min. Voor elk interval is de maximale versnelling, snelheid en verplaatsing berekend. In het tijdsdomein is de grootste trilling op de fundering 4 mm/s geweest. De trillingen in de grond waren gemiddeld 1-2 mm/s, met een maximale snelheid van 3 mm/s. Deze nemen duidelijk af met toenemende afstand. In het vervolg worden de resultaten in het frequentiedomein beschouwd. Uit de 13 beschikbare metingen is meting nummer 9 gekozen voor de figuren. Trillingen op de fundering Figuur 5 geeft de meetresultaten op de fundering in het frequentiedomein. De translaties van het zwaartepunt en de rotatie om het zwaartepunt is berekend door op basis van de locatie de

11

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

gemeten signalen te combineren. In de rotaties om de twee horizontale assen (Figuur 5a) volgt een beeld dat goed vergelijkbaar is met de berekende belastingen door buigend moment uit de vorige paragraaf (zie Figuur 3). Op basis van het idee dat de rotatie van de fundering en het erop werkende buigend moment gekoppeld zijn, kan de vorm in het frequentie domein van beide signalen vergeleken worden, rekening houdend met het feit dat het niet dezelfde mast en turbine betreft. Vooral de zeer smalle piek in de rotatie in dwarsrichting (om de x-as) is opvallend. Ook de frequenties waarbij de pieken in de belasting optreden zijn redelijk vergelijkbaar. De bepaalde horizontale snelheid (zie figuur 5b) geven bij frequentie 3 Hz een relatief groot signaal. Verder zijn ook hier de metingen redelijk in lijn met de berekende waarden. Trillingen in de grond Vervolgens worden de trillingen in de grond gepresenteerd. Figuur 6 geeft de verticale trillingen op de raai achter de windturbine. Het bovenste signaal (op 9 m) is de meting op de fundering. Daaronder staan de signalen in de grond met toenemende afstand tot de fundering. Opvallend hierin is het feit dat de frequentie bij 3 Hz snel in amplitude afneemt met toenemende afstand. De amplitude in de frequentie range 6-8 Hz neemt veel langzamer af met afstand dan de amplitude in de frequentierange 2-3 Hz. Figuur 7 geeft de gemeten horizontale trillingen weer op dezelfde raai. Opvallend is dat hier de


amplitude van de trillingen bij 3 Hz veel minder snel afnemen dan de verticale trillingen in Figuur 6. 4 Wat gebeurt er in fundering en ondergrond? 4.1 Stijfheid van de fundering De horizontale trillingen in de fundering en de bodem zijn groter dan op basis van de windturbine-funderingen verwacht wordt. Dit lijkt een invloed van de paalfundering.

Er zijn verschillende oorzaken hiervoor aan te geven. De palen staan meestal enigszins schoor, maar omdat het aangrijpingspunt van de windkracht in hoogte sterk varieert, is vaak de horizontale stijfheid van de palen van belang voor de horizontale verplaatsingen. Een ander aspect is de paal-grond-paal interactie voor de stijfheid en mogelijk heeft de fundering een resonantie. Op basis van de theorie van [Dobry en Gazetas 1986] kan de dynamische stijfheid van de fun-

Figuur 6 - Verticale trillingen gemeten op de x-as, meting 09 .

dering berekend worden. Dobry en Gazetas veronderstellen dat de dynamische paal-grondpaal interactie omgekeerd evenredig is met de wortel van de afstand tussen de palen. De faseverschuiving wordt bepaald door de onderlinge afstand en de schuifgolfsnelheid in de grond. De belangrijkste parameters zijn de paal configuratie en de golfsnelheid in de bodem. Verondersteld wordt dat het ontwerp bestaat uit een aantal palen onder de rand van de funderingsplaat. De schuifgolfsnelheid in de bodem is ongeveer 45 m/s, berekend uit de faseverschuiving van de verticale trillingen in de bodem. Voor deze kleine dynamische vervormingen is de wrijving langs de schacht belangrijker dan de interactie tussen de paalpunten, die bij het draagvermogen belangrijk is. Voor de stijfheid van de palen is aangenomen 300 kN/mm verticaal en 30 kN/ mm horizontaal. Figuur 8 laat de berekende stijfheid voor rocking (onder buigend moment) en sliding (onder de horizontale kracht) zien. De berekeningen zijn uitgevoerd voor 8, 16 en 24 palen onder de fundering. Uitgaande van een paaldiameter van 0.4 m, geeft dit een dimensieloze paalafstand (genormeerd op de diameter) van s/d = 17.7, 8.8 en 5.9. Op de horizontale as staat de dimensieloze frequentie, op de verticale as de genormeerde stijfheid. Dit houdt in dat deze resultaten onafhankelijk van de werkelijke stijfheid van de paal zijn. De dynamische stijfheid is een complexe grootheid, waarvan in de linker figuur het reĂŤle deel staat en in de rechter figuur het imaginaire

Figuur 7 - Horizontale snelheid gemeten op de x-as, meting 09 .

(a) In windrichting

(b) In dwarsrichting

12

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


DYNAMISCH GEDRAG VAN EEN ON-SHORE WINDTURBINEFUNDERING

Figuur 8 - Resultaat berekening dynamische stijfheid fundering .

bij veel palen zelfs negatief kan worden, waarbij de dempingsconstante wel relatief groot wordt. Een negatief reëel deel betekent dat de palen tegen de belasting in bewegen. Een lage waarde van het reële deel komt overeen met resonantie. 4.2 Berekende beweging van de fundering Op basis van de dynamische stijfheid van de paalfundering en de (rotatie-)traagheid van de funderingsplaat kan de dynamische stijfheid van de fundering berekend worden. Dit wordt hier opgevat als twee onafhankelijke één-massaveer-systemen. Dat betekent dat de interactie doordat de krachten op de boven- en onderzijde van de plaat aangrijpen en niet in het zwaartepunt verwaarloosd wordt. Voor dunne platen is dat een redelijke benadering.

(a) Rotatie stijfheid

De verplaatsing van de funderingsplaat is berekend, onder de belasting die voor de 1.5 MW windturbine berekend is voor de 1.5 MW turbine bij windsnelheid 20 m/s. Dit is gedaan voor de stijfheid van de paalfundering zonder funderingsplaat en voor de stijfheid van de fundering met de funderingsplaat. Dit is uitgevoerd voor de twee grootste waardes van s/d uit Figuur 8. Figuur 9 geeft de resultaten voor beide beschouwde situaties. De bovenste twee figuren geven de horizontale snelheid, de onderste twee figuren de rotatie om de y-as. De lijnen met de massa en zonder de massa zijn getekend. Er blijkt bij de frequentie 2 Hz een groot verschil te bestaan tussen de twee berekeningen voor de horizontale stijfheid. Blijkbaar geeft dit model daar een resonantie piek. Geconcludeerd wordt dat de grote horizontale trilling in de grond wordt veroorzaakt door een resonantie in de fundering. Voor de vraag of een fundering voldoende stijf is voor een constructie moet dus rekening gehouden worden de dynamische stijfheid.

(b) Horizontale stijfheid

deel, omgerekend naar een dempingsconstante. Bij lage frequenties is de invloed van de paalgrond-paal interactie duidelijk zichtbaar: met een afnemende paalafstand neemt de dimensieloze stijfheid af. Bij hogere frequenties is duidelijk dynamische interactie zichtbaar. Een groot reëel deel van de stijfheid betekent een hoge dynamische stijfheid. Dit ontstaat als de aankomende golven van de andere palen (en een voorgaande cyclus) de palen overwegend omhoog bewegen, vergelijkbaar met anti-resonantie. De

lage waarden van de dynamische stijfheid ontstaan als juist het tegengesteld plaatsvindt: de golven van de voorgaande cycli trekken de palen juist naar beneden, vergelijkbaar met resonantie. De frequentie waarbij deze interactie pieken geeft is onafhankelijk van de dimensieloze paal afstand. Dit geeft aan dat de interactie in dit geval samenhangt met de straal van de fundering, en niet met de afstand tussen twee nabij staande palen. Verder valt op dat het reële deel

13

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

4.3 Extrapolatie voor een storm situatie Voor het probleem van de windturbine op een waterkering moet in eerste instantie verondersteld worden dat de extreme storm situatie kan optreden bij hoog water. Dit betekent dat uitgegaan moet worden van een windsnelheid in de range van 30-45 m/s. gebruikmakend van het berekende verband tussen belasting op de fundering en de windsnelheid uit Figuur 2, betekent dit de gemiddelde trillingssnelheid in de orde van 5 mm/s in de bodem met een hoge waarde van 8-10 mm/s. Hierbij wordt verondersteld dat de fundering nog lineair gedrag heeft. De frequenties wijzigen weinig, deze worden bepaald door de eigenschappen van de windturbine en


Figuur 9 - Geschatte verplaatsing van de fundering onder de belasting van de windturbine. Linker figuren zijn voor de grote paalafstand (8 palen), rechter figuren voor de middelste paal afstand (16 palen). Bovenste figuren horizontale verplaatsing, onderste figuren rotatie in de windrichting .

langrijk deel bepaald door de eigenfrequenties van de windturbine en de rotorbeweging. Er kan echter een frequentie bijkomen door de eigenfrequentie van de funderingsconstructie. Deze frequentie wordt bepaald door de paal-grondpaal interactie van de fundering (de straal van de fundering en de golfsnelheid in de grond) en de massa van het funderingsblok. Bij de beoordeling van de stijfheid van de fundering in slappe bodem moet uitgegaan worden van de dynamische stijfheid. Het betreft lage frequenties in de range van 0.2-5 Hz. Bij de beoordeling van de waterkering met een windturbine moet met dergelijke trillingssnelheden rekening gehouden worden.

de fundering en liggen in de range van 0.2-5 Hz. Bij deze stormsituatie wordt de turbine uitgeschakeld. De rotor staat dan stil, zodat deze draaiing geen bijdrage meer levert aan de trillingen. De invloed van het roteren van de rotor is beperkt. In de modellering van de windturbine met het programma Fast wordt dit aspect wel meegenomen, zie Figuur 2 In dit artikel zijn verschillende componenten los beschouwd. De precieze eigenschappen passen dan ook niet bij elkaar. Echter, de karakteristieke eigenschappen van windturbines zijn steeds vergelijkbaar, waarbij de parameters de precieze uitkomsten bepalen (bijvoorbeeld waar de eigenfrequenties precies liggen). Het hier gepresenteerde algemene inzicht zal voor specifieke gevallen specifiek uitgewerkt moeten worden. 5 Conclusie Voor een windturbine op een typische on-shore fundering is de belasting uit de windturbine en de stijfheid van de fundering berekend. De trillingen in de fundering van een windturbine en in de grond hierom heen zijn op een winderige dag gemeten. Uit de berekende krachten op de fundering blijkt dat de trillingen zowel door het draaien van de wieken ontstaan, als door de variaties in windsnelheid en de trillingen in de construc-

tie. Dit laatste maakt dat de grootste trillingen optreden bij een draaiende molen vlak voor het uitschakelen en bij stormsituaties met maximale windkracht. De gemiddelde kracht op de constructie is bij hoge windsnelheden min of meer onafhankelijk van de windsnelheid, omdat de turbine het aangewaaid oppervlak aanpast aan de windsnelheid. Bij extreme windsnelheden wordt voor de uitgeschakelde turbine een kwadratisch verband met de gemiddelde windsnelheid gevonden. Door de verlaging van het trillingsniveau bij het uitschakelen van de windturbine bij de cut-out windsnelheid, nemen de trillingen minder dan kwadratisch (min of meer lineair) toe met de windsnelheid over het te beschouwen interval van windsnelheden. Een trillingsmeting geeft aan dat in de fundering en de grond er om heen een trillingssnelheid hebben gemiddeld 1-2 mm/s met hoogste waarden orde 3 mm/s bij windsnelheid 15 m/s. Dit houdt in dat rekening gehouden moet worden met een gemiddelde trillingssnelheid van orde 5 mm/s en een hoge waarde van 8 mm/s bij een in Nederland maximaal voorkomende windsnelheid van 30-45 m/s. De trillingen in de grond worden voor een be-

14

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Dankwoord Dit onderzoek is gefinancierd door STW onder het programma Multifunctional Flood Defenses (nummer 12177), project 1.1.2 Structural assessment of multifunctional flood defences. Referenties - Barone, M. e.a. (2012). " Decades of Wind Turbine Load Simulation". In: 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting. 09 - 12 January 2012, Nashville, Tennessee. doi: 10.2514/6.20121288. Bos, R. (2015). " private communication, October 2015". - Dobry, R. en G. Gazetas (1986). " Dynamic response of arbitrarily shaped foundations". In: Journal of Geotechnical engineering division ASCE 112, p. 109{135. -  Jonkman, J.M. en M. L. Buhl (2005). FAST Users Guide. Tech. rap. NREL/EL-500-38230. National Renewable Energy Laboratory. - KNMI. website KNMI. visited 9 October 2015. url: http://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/uitleg/windschaal-van- beaufort.


Afstudeerders

Section Master Thesis about HYPER clay This section provides a summary of three Master thesis of Civil Engineering students. Their research was performed at UGent, using a newly developed patented clay, HYPER clay (HC), that showed enhanced hydraulic performance thanks to the irreversible adsorption of an anionic polymer (Na-CMC) to the surface of its base bentonite clay. The students and the topic of their research are: • Anna Norris, on soil-bentonite backfills containing HYPER clay, in cooperation with Prof. M. Malusis from Bucknell University, USA, •  An-Sofie Lierman, on Geosynthetic Clay Liners (GCLs) containing HYPER clay subjected to wet and dry cycles, in the framework of the ongoing PhD studies of M. De Camillis, supervised by A. Bezuijen and G. Di Emidio • Claudia Scipioni, Univpm cement-HYPER clay mixtures exposed to sulfates, in cooperation with Dr. D. Verastegui Flores from UCL, Belgium, and Prof. E. Fratalocchi from Univpm, Italy. For any questions on HYPER clay (Patent n. US9328216B2) please refer to Dr. G. Di Emidio, Laboratory of Geotechnics, UGent, gemmina. diemidio@gmail.com. Influence of mix water quality on bentonite slurry and soil-bentonite backfill containing HYPER clay – Anna Norris Soil-bentonite backfills used as hydraulic barriers exhibit an increase in hydraulic conductivity (k) after permeation with electrolyte solutions. The presence of electrolytes in the site water, used to prepare the bentonite slurry contained in the backfill, can also result in an increase of k. This thesis investigated the effects of electrolyte solutions on both slurry and backfill properties containing HC. Slurry quality tests (Marsh viscosity, filtrate loss, and bleed) were performed on HC with different polymer dosage (%PAC) using various electrolyte solutions (10-10; 10-25 and 10-50 mM of NaCl-CaCl2 solutions). HC proved to be more resilient to electrolytes compared to its base untreated bentonite (NG) in all quality tests. The backfills were tested for their slump and permeated with increasing electrolyte concentrations. As shown in Figure 1, the backfills prepared with HC exhibited k values well below those of NG.

temperature from 40°C to 60°C, increased the permeability for both GCLs. However, the k to SW of HC was two orders of magnitude lower compared to that of NB both with 40°C and 60°C drying temperatures.

Figure 1 - Hydraulic conductivity of soil-bentonite backfills containing HC (Norris, 2016) compared to those of NG and MSB (Replogle, 2016, MSc thesis at Bucknell University). Hydraulic conductivity and swell pressure of polymer treated bentonites for GCLs subjected to wet and dry cycles using seawater – An-Sofie Lierman In the field, the k of GCLs may increase when exposed to wet and dry cycles in the presence of high electrolyte solutions, such as seawater (SW). The main purpose of this research was to compare the behavior of the HYPER clay with its base sodium activated bentonite (NB) when subjected to wet and dry cycles using seawater. The impact of three different drying temperatures (air, 40°C and 60°C) on the swelling ability, water adsorption, crack formation and hydraulic conductivity of the bentonites was investigated. The swelling ability and water adsorption of HYPER clay always exceeded the values recorded for the untreated clay independently of the drying temperature. Increasing the drying

Hydraulic conductivity and small strain shear stiffness of cement-clay mixtures exposed to sulphates – Claudia Scipioni Cemented clays are regularly employed as cut-off walls to isolate polluted soils or in ground improvement technologies. The objective of this research was to evaluate the hydraulic and mechanical performance of HYPER clay in cement-bentonite (CB) mixtures in contact with sulfates. Bender elements were installed in a hydraulic conductivity cell, to simultaneously monitor the small-strain shear modulus (G0) and the hydraulic conductivity (k) of CB mixtures. After prolonged permeation with sulfates, a decrease of G0 and a gradual increase of k are expected due to degradation of the cemented material. Preliminary results show that k of mixtures containing untreated bentonite increased due to contact with sulfates; conversely, k of mixtures containing HYPER clay remained unaffected. The stiffness modulus G0 was not significantly affected after a sulfate contact period of about 100 days. More extensive monitoring is required for evaluating long-term mechanical degradation. These observations suggest that the use of HYPER clay could preserve the stiffness and the k of CB mixtures subjected to sulfate attack.

Figure 2 - Hydraulic condictivity vs. time of CB mixtures containing HC and untreated clays after permeation with sulfates

15

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


Scenario’s van de ondergrond voor WBI 2017: kansen en toepassing

Dr. M.P. Hijma Deltares, Afdeling Toegepaste Geologie en Geofysica

Ir. K.S. Lam Deltares, Afdeling Dijkveiligheid

Inleiding De ondergrond vormt een integraal onderdeel van veel infrastructurele werken en is bepalend voor het functioneren daarvan. Of een waterkering bezwijkt tijdens extreem hoogwater hangt bijvoorbeeld in sterke mate af van hoe de ondergrond onder de waterkering is opgebouwd. Voor een gedegen ontwerp of toets van de sterkte van infrastructuur moeten de ondergrond en zijn eigenschappen daarom in voldoende detail bekend zijn. Momenteel wordt in veel projecten de ondergrond geschematiseerd met individuele sondeerstaten of met geotechnische lengteprofielen waarin vergelijkbare patronen in sonderingen en boringen aan elkaar verbonden worden met lijnen. In de meeste gevallen is de datadichtheid aan sonderingen en boringen echter niet voldoende om de relevante variatie in de ondergrond met voldoende zekerheid te karakteriseren. Ondergrondopbouwen die een sterke negatieve invloed hebben op het functioneren van de infrastructuur kunnen zodoende eenvoudig gemist worden (Tabel 1). Vaak wordt deze onzekerheid impliciet erkend door het inbouwen van conservatisme met betrekking tot het schematiseren van de ondergrond tijdens het ontwerp en/of toetsen van infrastructuur. Dit kan leiden tot een te conservatief ontwerp of toets en daardoor tot onnodig hoge kosten. Het zou daarom beter zijn de onzekerheid die er bestaat over de opbouw van de ondergrond expliciet mee te nemen bij het schematiseren van de ondergrond. Dan wordt deze onzekerheid op een directe wijze inzichtelijk en kan deze worden gekwantificeerd. Dit is mogelijk door de opbouw van de ondergrond te beschrijven met behulp van ondergrondscenario’s waaraan kansen van aantreffen worden toegekend. Dit wordt stochastisch schematiseren van de ondergrond met scenario’s genoemd. Bij het opstellen van de ondergrondscenario’s is het van belang de

Foto: Jan Tuijp.

MSc. J.M. van der Hammen Rijkswaterstaat WVL, afdeling Waterkeringen

Figuur 1 - Een actief kweldergebied in Nederland. Binnen het gebied komen direct naast elkaar verschillende afzettingsmilieus voor. De ruimtelijke verspreiding van deze milieus kan door de tijd sterk veranderen. Dit soort landschappen ligt in Nederland op tal van locaties begraven. Bij grondonderzoek in een dergelijk gebied kunnen de boor- en sondeerstaten over korte afstand dus veel variatie laten zien. kennis die er bestaat over de natuurlijke systematiek in de ondergrond te combineren met informatie uit boringen, sonderingen of geconstateerd gedrag. In de laatste vijftien jaar is deze werkwijze al gebruikt bij het toetsen van boezemkades in Noord-Holland, Zuid Holland, Groningen, Friesland, Drenthe, Gelderland en Utrecht: bij elkaar bijna 5000 km boezemkade. Het is overigens goed te beseffen dat de opbouw van de dijk ook vaak onzeker is en dat deze onzekerheid in sommige gevallen minstens zo groot is als de onzekerheid over de opbouw van de ondergrond.

16

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Net als bij de ondergrond kan deze onzekerheid ondervangen worden door te werken met scenario’s, in dit geval van mogelijke dijkopbouwen. Recent is in het kader van het Wettelijk Beoordelingsinstrumentarium 2017 (WBI 2017) de ondergrond onder alle primaire waterkeringen met deze methodiek globaal geschematiseerd. Deze globale schematisaties zullen het uitgangspunt zijn voor het maken van lokale schematisaties. Dit artikel beschrijft allereerst de methodiek voor het schematiseren van de ondergrond met behulp van scenario’s. Vervolgens wordt aangegeven hoe deze methodiek in het WBI 2017 wordt toegepast.


Samenvatting

Het schematiseren van de ondergrond vormt een belangrijk onderdeel bij het beoordelen of ontwerpen van waterkeringen. Een moeilijkheid hierbij is dat de ondergrond over korte afstand sterk kan variëren en dat deze variatie vrijwel nooit met de huidige dichtheid aan sonderingen/boringen is te vatten. Een alternatieve aanpak, het onderwerp van dit artikel, is de opbouw van de ondergrond te beschrijven met behulp van ondergrondsce-

nario’s met kansen van aantreffen, een stochastische ondergrondschematisatie (SOS). Deze aanpak is in het verleden veelvuldig en met succes toegepast bij de beoordeling van regionale waterkeringen. Voor WBI 2017 is een globaal en toepassingsonafhankelijk SOS opgesteld dat het uitgangspunt zal vormen voor de door de beoordelaar te maken lokale ondergrondschematisatie.

waardevol zijn. Digitale hoogtemodellen met voldoende resolutie, in Nederland het Actueel Hoogtebestand Nederland, geven veel informatie over de opbouw van de ondergrond van de bovenste 5-7 m. Oude, soms zelfs begraven, rivierlopen en kustlijnen zijn zichtbaar in het landschap, evenals bijvoorbeeld dijkdoorbraakafzettingen. Luchtfoto’s geven aanvullende informatie over de ondergrond. Met name in gebieden waarvoor geen goede hoogtemodellen aanwezig zijn, kan met behulp van bijvoorbeeld Google Earth toch nog veel informatie over de ondergrond verkregen worden (Hijma et al., 2015). Geologische kaarten worden ook gebaseerd op ondergrondgegevens en geven op regionale schaal veel informatie over de aanwezige afzettingen. Bij het gebruik moet beseft worden dat de harde grenzen op de kaarten in werkelijkheid een behoorlijke plaatsonzekerheid kennen die sterk afhangt van de datadichtheid.

Figuur 2 - Voorbeeld van een boring nabij Delft waarbij in minder dan 20 m diepte veel verschillende afzettingen en dus veel verschillende materiaaleigenschappen worden aangetroffen. De afzettingsmilieu’s grijpen verticaal en horizontaal in elkaar, waardoor er een complexe opbouw van de ondergrond ontstaat. De afzettingsmilieu's zijn: 1) moeras, 2)Waddenachtig getijdengebied, 3) estuarium, 4) moeras, 5) rivierstroomgordel, 6) moeras, 7) rivierstroomgordel (Pleistoceen). Variatie in de ondergrond Het is niet verwonderlijk dat in Nederland en andere laaggelegen kust- en deltagebieden de ondergrondopbouw over korte afstand sterk kan variëren. Dergelijke gebieden worden gekenmerkt door een hoge landschapsdynamiek die duidelijk zichtbaar is in gebieden waar de natuur nog vrij spel heeft (Figuur 1). Door bijvoorbeeld veranderingen in de stand van de zeespiegel of door rivierverleggingen verschuiven landschapstypen door de tijd heen. In Nederland is zo in de laatste 12,000 jaar een tot 25 m dik pakket (Holocene) afzettingen neergelegd, waarbij verschillende landschapstypen naast, op, of deels in elkaar liggen. Een boring in de omgeving van Delft zou bijvoorbeeld alleen al in de bovenste 20 meter achtereenvolgens een moeras-, wadden/kwelder-, estuarium-, moeras- , rivier-, moeras-, en rivierlandschap aanboren (Figuur 2). Over korte afstand kunnen daardoor

sterk wisselende ondergrondopbouwen voorkomen. Het opstellen van een stochastische ondergrondschematisatie met scenario’s De ondergrond wordt geschematiseerd met zogenaamde ondergrondscenario’s. Zo’n scenario is een stapeling, 1-D en soms 2-D, van lagen die relevant zijn voor de toepassing. De lagen in die scenario’s en de stapelingen ervan worden vastgesteld op basis van inzicht in de ondergrond en waarnemingen. Data en kennis De belangrijkste databronnen voor de schematisatie betreffen ondergrondgegevens, digitale hoogtemodellen, luchtfoto’s en geologische kaarten. De ondergrondgegevens bestaan vaak uit boor- en sondeerstaten, maar indien beschikbaar kunnen geofysische data ook erg

17

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Naast deze harde data zijn geologische kennis, inzicht in de systematiek in de ondergrond, en kennis van de toepassing waarvoor geschematiseerd gaat worden nodig om tot een bruikbare schematisatie te komen. Geologische kennis is nodig bij het analyseren en integreren van de data tot schematisaties. De ondergrondgegevens laten bijvoorbeeld zien dat zand en organische klei is aangetroffen in de sonderingen. Deze afzettingen worden met geologische kennis in dit voorbeeld geïnterpreteerd als afgezet door een rivier: het zand dicht bij de riviergeul en de klei relatief ver weg van de rivier in de laaggelegen kommen. De tussenliggende rivieroeverafzettingen zijn niet aangetroffen, maar zullen op basis van geologische kennis toch opgenomen worden in de ondergrondscenario’s. Daarnaast wordt geologische kennis als gemiddelde breedtes van rivieren en hoeveel kreken er gemiddeld voorkomen in getijdengebieden meegenomen tijdens het schematiseren. Het schematiseren dient uiteraard altijd een doel, en dat doel bepaalt mede de manier van schematiseren. Er zal (bijvoorbeeld) geschematiseerd moeten worden om een waterkering te beoordelen. Een globale schematisatie kan vol-


Figuur 3 - Bij het stochastisch schematiseren wordt de mogelijke grondopbouw in een segment samengevat in een aantal scenario’s. Het linkerpaneel laat de scenario’s zien die onderscheiden zijn in Figuur 4 en bestaan uit vier fictieve eenheden (A-D). Eenheid D heeft twee unieke voorkomens en deze voorkomens worden numeriek onderscheiden. Alle eenheden hebben een eigen kans van aantreffen toegekend gekregen (paneel rechtsboven). Door de kansen van aantreffen van de verschillende eenheden te vermenigvuldigen ontstaat er een kans van aantreffen voor het gehele scenario. De kans op aantreffen van scenario I is in dit voorbeeld 0,28 oftewel 28%. doende zijn voor landsdekkende inschattingen van de veiligheid. Soms is echter een gedetailleerde schematisatie nodig voor bijvoorbeeld het beoordelen van een waterkering voor het faalmechanisme macrostabiliteit. Kennis over de toepassing is essentieel om de relevante en irrelevante scenario’s te kunnen onderscheiden. Het bepalen wat relevant is gebeurt meestal op geotechnische overwegingen die gerelateerd zijn aan materiaaleigenschappen, diktes van lagen en de gevoeligheid van een faalmechanisme voor een bepaalde ondergrondopbouw. Een goede samenwerking tussen geologen en geotechnici is daarom onmisbaar bij het maken van een bruikbare stochastische ondergrondschematisatie. Het bepalen van relevante ondergrondeenheden Bij het schematiseren met scenario’s wordt de ondergrond ingedeeld in eenheden. Deze eenheden omvatten ondergrondlagen met vergelijkbare materiaaleigenschappen. In veel gevallen betekent dit dat de eenheden zogenaamde afzettingsmilieus beschrijven, bijvoorbeeld afzettingen van een rivier, een getijdengeul of de wind. In figuur 3 zijn ter illustratie de eenheden A-D onderscheiden. In deze stap moet, afhankelijk van de toepassing, ook de mate van opsplitsen van de afzettingsmilieus gekozen worden. Voor een piping-toets kan bijvoorbeeld

toegespitst worden op het onderscheiden van typen rivierzand (fijn, matig grof, grof) met elk hun eigen D70 en doorlatendheid. Voor een macrostabiliteitstoets kan de nadruk sterker liggen op het differentiëren van organische lagen naar dikte en diepte. Alle eenheden krijgen een beschrijving (materiaaleigenschappen, herkenbaarheid in boringen/sonderingen) en worden opgeslagen in een database. Proevenverzamelingen kunnen aan de eenheden gekoppeld worden en indien er geen proeven beschikbaar zijn voor een eenheid kunnen óf waarden uit tabellen toegekend worden óf er kunnen alsnog specifiek voor die eenheid proeven uitgevoerd worden. Voor de globale schematisatie van het WBI 2017 wordt gewerkt met een gestandaardiseerde eenhedenlijst voor geheel Nederland. Deze lijst is bepaald door rekening te houden met het beoordelen van waterkeringen op de faalmechanismen piping, macrostabiliteit en zettingsvloeiingen. Segmenten maken Een volgende stap is het nader onderverdelen van het onderzoeksgebied. Lijnelementen zoals primaire waterkeringen, worden daarbij opgedeeld in segmenten. Voor toepassingen waarbij de ondergrond in een gebied geschematiseerd wordt, bestaat de opdeling uit deelgebieden. Hieronder wordt verder de term ‘segment’ gebruikt om die opknipping te beschrijving.

18

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Voor elk van de segmenten worden in een vervolgstap ondergrondscenario’s opgesteld. Segmenten worden onderscheiden op basis van relevante overgangen in de variatie in de ondergrond. In gebieden met een hoge data dichtheid, zoals Nederland, worden hiertoe de ondergrondgegevens in het gebied direct rond de dijk weergegeven op een scherm (Figuur 4). Relevante overgangen voor het onderscheiden van segmenten zijn bijvoorbeeld een structurele verandering in de dikte van veenlagen, de diepteligging van een geconsolideerde laag of de verhouding tussen klei- en zandlagen of de verandering van de kans van aantreffen van een bepaalde laag. De lengte van segmenten kan variëren van enkele honderden meters tot meer dan 10 km in de toepassing voor het WBI. Een lang segment hoeft niet te betekenen dat er niet veel variatie in grondopbouw is in dat segment. In sommige gevallen kent een lang segment namelijk relatief veel variatie, maar is er geen systematische verandering van de patronen in de variatie te onderscheiden met de beschikbare datadichtheid. Daar waar verdere opknipping van het segment niet tot een wezenlijke verandering leidt van de verwachte ondergrondscenario’s (in aantal en in type opbouw) heeft verdere opknipping geen zin. Indien in een vervolgstap meer ondergrondgegevens beschikbaar komen kan het in sommige gevallen wel weer lonend zijn om segmenten verder op te knippen. Scenario’s opstellen Na het vaststellen van de segmenten worden de ondergrondgegevens in dat gebied in groter detail bekeken. Hierbij worden op basis van de waarnemingen en kennis de eenheden geclusterd in scenario’s (Figuur 4). De einddiepte van de scenario’s kan per project verschillen, afhankelijk van bijvoorbeeld de hoogte van een waterkering of de diepte tot het Pleistocene zand, maar is in veel gevallen enige tientallen meters. Indien nodig, worden eenheden toegevoegd die niet direct zichtbaar zijn in de waarnemingen, maar waarvoor wel aanwijzingen van voorkomen bestaan. Ook de minimale dikte van de onderscheiden eenheden is afhankelijk van de toepassing, maar zal meestal niet minder zijn dan 0.25 m. De eenheden zelf bestaan meestal wel uit dunnere lagen, bijvoorbeeld een afwisseling van organische klei- en veenlagen, of zand en kleilaagjes. In sommige gevallen kan een laag die dunner is dan 0.25 m dermate relevant zijn, dat deze wel apart geschematiseerd moet worden. Dit geldt bijvoorbeeld voor een dunne, maar uitgestrekte continue laag die als een afsluitende laag voor waterdruk kan fungeren tussen zandlagen. Een voorbeeld hiervan in Nederland


SCENARIO’S VAN DE ONDERGROND VOOR WBI 2017: KANSEN EN TOEPASSING

Figuur 4 - Voorbeeld van een fictief segment waarbinnen vier eenheden zijn onderscheiden (A-D) in de boor- en sondeerlocaties. De eenheden komen verspreid over het gebied voor. Op basis van de verticale positie van de eenheden zijn vier verschillende scenario’s opgesteld (I-IV, rechts). Voor elke eenheid wordt de modale, de maximale en de minimale diepteligging van de top van de eenheden gegeven, in de figuur voor Eenheid B. is het zogenaamde basisveen. Aan elke eenheid wordt een diepteligging voor de top van de eenheid toegekend. Deze diepteligging kan binnen een segment uiteraard variëren. Het dieptebereik waarbinnen de top van de eenheid kan liggen wordt daarom meestal gekarakteriseerd door drie dieptes: de minimale, de modale en de maximale diepteligging voor WBI 2017. De modale diepteligging geeft de meest voorkomende diepteligging weer. De “minimale” en “maximale” waarden geven de dieptes aan die in ongeveer 10% van de gevallen dat de laag wordt aangetroffen over- dan wel onderschreden wordt. In sommige gevallen is het mogelijk dat de maximale diepteligging hoger ligt dan de minimale, modale of maximale diepteligging van de top van de bovenliggende eenheid. In zulke gevallen is er een kleine kans dat de bovenliggende eenheid niet aanwezig is. Voor een uiteindelijke beoordeling zal vaak een maatgevend geachte dikte gebruikt worden. Als een bepaalde eenheid kan voorkomen in een segment, wordt nagegaan met welke kans de eenheid er kan worden aangetroffen. Het vaststellen van de kans van aantreffen van een eenheid in de globale stochastische schematisatie berust op: (i) De relatieve frequentie van aantreffen van de eenheid in sondeer- en boorstaten; (ii) de karakteristieke afmetingen van een eenheid (bijvoorbeeld een riviergeul met een bepaalde breedte) ten opzichte van de lengte van het segment;

(iii) in relatie hiermee en op basis van geologisch inzicht: hoe vaak een bepaalde eenheid met een bepaalde karakteristieke afmeting voor kan komen binnen een segment van een zekere lengte. Hierbij wordt gewerkt met een globale classificatie van de kans van aantreffen: een eenheid die vrijwel altijd aanwezig is krijgt bijvoorbeeld een kans van 95%, een eenheid die zelden aanwezig is 5% of soms zelfs minder en een eenheid die iets vaker dan in de helft van gevallen aanwezig kan zijn bijvoorbeeld 60%. De kansen van aantreffen van de verschillende scenario’s is het product van de kansen van aantreffen van al de eenheden waaruit het scenario is opgebouwd (Figuur 3). Verder toegelicht: WBI 2017 Deltares ontwikkelt voor Rijkswaterstaat de inhoudelijke componenten voor het Wettelijk Beoordelingsinstrumentarium (WBI). Het WBI moet in 2017 bruikbaar zijn voor het uitvoeren van de beoordelingsronde van de primaire waterkeringen. Een onderdeel van het WBI is een globale stochastische ondergrondschematisatie, hierna de SOS (Stochastische Ondergrond Schematisatie) genoemd (Hijma en Lam, 2015). Voor alle primaire keringen (dijken, dammen en kunstwerken) is het SOS beschikbaar: een totaal van meer dan 3500 km. De schematisatie is opgesteld door Deltares, in samenwerking met TNO – Geologische Dienst Nederland. De SOS is een globale, toepassingsonafhankelijke onder-

19

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

grondschematisatie en kan na een verfijnslag door de keringbeheerder gebruikt worden voor het beoordelen van de keringen voor alle relevante faalmechanismes. Een verfijnd SOS wordt aangeduid als een lokale SOS. Dit komt voort uit de aanname dat keringbeheerders over aanvullende ondergrondgegevens en omgevingskennis beschikken. De globale SOS vat de inzichten in en kennis over de opbouw van de ondergrond samen, zodat deze efficiënt ingezet kunnen worden voor de lokale schematisaties. De functie van de beschikbaar gestelde SOS is het toeleveren van informatie over de opbouw van de ondergrond en het herkennen en identificeren van relevante ondergrondlagen. Daarnaast helpt de globale SOS ook bij het eenduidig toewijzen van waarden voor grondparameters. Samen met inzicht in de werking van en invloeden op faalmechanismen kan met de globale SOS informatie op efficiënte wijze een verantwoorde lokale schematisatie van de ondergrond worden opgesteld. De global SOS wordt aangeboden in het softwarepakket D-Soil Model en bestaat uit 1081 segmenten (gemiddeld 3,3 km lang) en 5537 ondergrondscenario’s (gemiddeld 5 per segment). Tijdens het beoordelen worden voor een te beoordelen strekking, het bijbehorende SOSsegment en de SOS-ondergrondscenario’s bekeken. Daarbij worden relevante ondergrondgegevens (boringen/sonderingen) verzameld. Als deze laatste digitaal beschikbaar zijn kunnen ze direct in D-Soil Model bekeken worden. De on-


Figuur 6 - In dit voorbeeld zijn er vier mogelijke scenario’s opgesteld, met elk een eigen kans van aantreffen (P) en een eigen faalkans (F). De gecombineerde faalkans is het gewogen gemiddelde van de individuele faalkansen.

Figuur 5 - De componenten die gebruikt worden bij het schematiseren van de ondergrond voor WBI 2017. Met ondergrondgegevens en met de informatie van het globale SOS kunnen lokale grondopbouwscenario’s worden opgesteld die in berekeingen voor het toetsen en overige evaluaties kunnen worden gebruikt. dergrondgegevens kunnen vervolgens vergeleken worden met de scenario’s. De beoordelaar stelt daarna vast hoe de SOS-eenheden terug te vinden zijn in de ondergrondgegevens en met welke diepteligging ze voorkomen. Dit vormt de opmaat voor het lokaal schematiseren waarbij vastgesteld wordt of op basis van de waarnemingen het SOS segment (i) nog nader opgeknipt moet worden, (ii) er lokale lagen onderscheiden moeten worden die relevant zijn voor de toepassing, (iii) of alle SOS scenario’s voorkomen en (iv) of er voldoende grondonderzoek beschikbaar is om bijvoorbeeld te kunnen uitsluiten of een bepaalde laag afwezig is (Figuur 5).

cifieke lokale scenario’s opgesteld zijn die voor eenzelfde gebied kunnen verschillen, omdat elk faalmechanisme zijn eigen maatgevende ondergrondopbouwen heeft. Ondergrondscenario's die een grote kans van aantreffen hebben wegen zwaarder mee in de berekening van de totale faalkans van het segment dan scenario's die een kleine kans hebben (Figuur 6). Het gebruik van SOS wordt ondersteund door een handleiding die de stap van globale naar lokale schematisatie in detail behandeld (Kruse en Hijma, 2015). Daarnaast zal er ondersteuning gegeven worden voor de gebruikers van SOS met behulp van cursussen en een helpdesk.

Tijdens het lokaal schematiseren moet ook besloten worden of er 2D-scenario’s opgesteld moeten worden in verband met bijvoorbeeld significante variatie in een dwarsprofiel van een dijk door zetting van lagen onder de dijk of afwijkende ondergrondopbouw binnen- en buitendijks. Uiteindelijk zullen faalmechanisme-spe-

Er wordt in de beschikbare handleiding ook uitgebreid stilgestaan bij het benodigde grondonderzoek om lagen te onderscheiden (Figuur 7, Tabel 1). De aanbevelingen zijn gebaseerd op afwegingen van de minimale lengte die een laag in de ondergrond moet hebben om maatgevend te kunnen zijn (meestal minimaal 25-50 m) en be-

20

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

palingen van de kans van aantreffen afhankelijk van de afmetingen van de lagen en de datadichtheid (Figuur 7, Tabel 1). Tabel 1 laat bijvoorbeeld zien dat bij een meetlocatieafstand van 200 m 4 eenheden van 50 m in 28% van de gevallen niet aangetroffen worden, bij een afstand van 100 m neemt dit af naar 4% en met een afstand van 50 m worden de 4 eenheden altijd aangetroffen. Dit betekent niet dat altijd om de 50 m gesondeerd moet worden, dit is alleen nodig als het loont om met zeer grote zekerheid het voorkomen van een bepaalde eenheid uit te sluiten of te begrenzen. De gewenste afstand tussen de puntwaarnemingen zal dus bepaald moeten worden op basis van een afweging van gewenste zekerheid over de opbouw van de ondergrond en de kosten van zowel het grondonderzoek als de eventueel benodigde versterking. Afsluitend Het schematiseren van ondergrond met behulp van ondergrondscenario’s is in Nederland al vaak met succes toegepast. De methodiek vormt nu een belangrijk onderdeel van het instrumentarium voor de komende beoordelingsronde. De methodiek wordt hierdoor veelal in verband gebracht met het beoordelen van waterkeringen. De methode kan echter ook van waarde zijn voor andere toepassingen waarvoor de onzekerheid over de opbouw van de ondergrond relevant is. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het aanleggen van wegen en pijpleidingen of het in kaart brengen van de effecten van aardbe-


SCENARIO’S VAN DE ONDERGROND VOOR WBI 2017: KANSEN EN TOEPASSING

Tabel 1. Voorbeeld van berekende kansen van aantreffen van eenheden van bepaalde afmetingen in boor-sondeerlocaties op onderlinge afstanden van respectievelijk 200, 100 en 50 m in een strekking van 1 km lengte. W = lengte strekking [m]; D = lengte van een enkele eenheid in een strekking (m); Nd = aantal voorkomens van de eenheden; Rmis, gem. = gemiddelde relatieve frequentie van het niet aantreffen van een eenheid, Thit gem. = gemiddeld aantal keren dat de eenheid wordt aangetroffen in de boringen en sonderingen, Thit st.dev. = standaard deviatie van het aantal aangetroffen eenheden, S: afstand [m] tussen sondeer-boorlocaties, Ns: aantal boor-sondeerlocaties in strekking. W = 1000 m, de relatieve lengte van alle eenheden is 0,2 D

Nd

Rmis, gem.

Thit, gem.

Thit, st. dev.

200

1

0,00

1,00

0,00

100

2

0,21

0,99

0,07

50

4

0,28

0,98

0,07

25

8

0,31

0,98

0,08

200

1

0,00

2,00

0,00

100

2

0,00

2,00

0,00

50

4

0,04

1,97

0,12

25

8

0,06

2,03

0,11

200

1

0,00

4,00

0,00

100

2

0,00

4,00

0,00

50

4

0,00

4,00

0,00

25

8

0,00

3,93

0,14

S = 200, Ns = 5

S = 100, Ns = 10

S =50, Ns = 20

Figuur 7 - Voorbeeld van de opzet van de bepaling van de kans van aantreffen. W is de lengte van onderzochte strekking, S de afstand tussen de meetlocaties en D de lengte van een enkele eenheid. In het voorbeeld zijn er 5 sonderingen (Ns=5) en komt een eenheid vier keer voor (N=4d). De roodgekleurde sonderingen treffen de eenheid, de zwarte niet. vingsgolven. Keringbeheerders kunnen de SOS en de afgeleide lokale schematisaties al voor meer taken dan alleen het beoordelen gebruiken. Voor taken als vergunningverlening, ont-

werp, calamiteitenbeheer en monitoring heeft men immers met dezelfde ondergrond te maken. Uitgaan van één ondergrondschematisatie voor meerdere taken zorgt voor meer unifor-

21

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

miteit van de verschillende waterkeringstaken. Nationale uniformiteit krijgt een impuls door de lokale schematisatie te baseren op de beschikbaar gestelde SOS. Uitgaan van eenzelfde basis voor het ondergrondschematiseren maakt het ook lonend om deze schematisaties te beheren en steeds te verfijnen wanneer nieuwe grondgegevens beschikbaar komen. Op dat moment kan de beheerde ondergrondschematisaties immers voor de verschillende waterkeringstaken steeds worden (her)gebruikt. Dit zorgt niet alleen voor meer efficiëntie, maar ook voor een betere kwaliteitsborging en een continue verbetering van de ondergrondschematisatie. Kostbare ondergrondonderzoeken krijgen alleen dan de grootste waarde. Dankwoord Met dank aan Gerard Kruse voor zijn input voor dit artikel en zijn grote bijdrage aan de ontwikkeling van deze methode in de laatste tientallen jaren. Referenties - Hijma, M.P. en Lam, K.S., 2015. Globale stochastische ondergrondschematisatie (WTISOS) voor de primaire waterkeringen. Deltaresrapport 1209432-004-GEO-0002 - Hijma, M.P., Van der Meij, R. en Lam, K.S., 2015. Grasping the Heterogeneity of the Subsurface: Using Buildup Scenarios for Assessing Flood Risk. In: Congresbundel Geotechnical Safety and Risk V, Rotterdam. - Kruse, G.A.M. en Hijma, M.P., 2015. WTI 2017: Handleiding lokaal schematiseren met WTISOS. Deltaresrapport 1209432-004-GEO-0002.


Engineer Funderingstechniek Heb jij kwaliteit als fundament? Ben jij thuis in de Geotechniek? Ben jij in staat alternatieve funderingsoplossingen te bedenken en deze technisch en commercieel te beoordelen? Deze oplossingen uit te werken in berekeningen en werkplannen? Ben jij een goede gesprekspartner op diverse niveaus? Dan ben jij de juiste persoon voor Terracon.

Dit ga je doen Het speelveld van de Engineer is afwisselend en breed. Je werkt concreet mee aan high-tech projecten in uitvoering. Jij en jouw collega’s vertalen vraagstukken naar oplossingen die in de praktijk werken. Je zoekt naar technische oplossingen in paalfunderingen en damwandconstructies die verder gaan dan alleen techniek; ook de vertaling van de oplossingen naar collega’s, hoofdaannemers, onderaannemers, ingenieursbureaus, overheden en opdrachtgevers is belangrijk.

Dit wordt jouw afdeling Alle dertig medewerkers van Terracon zijn gedreven en zeer gemotiveerd in de funderingstechnieken en werken mee aan een grote diversiteit aan projecten. Samen met twee collega’s maak je deel uit van het Bedrijfsbureau.

Dit verwachten we van jou Voor deze functie zijn we op zoek naar een Engineer die samen met het team van het bedrijfsbureau de wensen van de klant optimaal vertaalt naar een uitvoerbare funderingsoplossing, waarbij tijd en kwaliteit de leidraad is. Je bent besluitvaardig, communicatief en organisatorisch sterk. Verder: • Een afgeronde HBO opleiding Civiele Techniek • Goede beheersing van de Nederlandse, Duitse en Engelse taal in woord en geschrift • 3 tot 5 jaar ervaring in het vakgebied Geotechniek en/of Funderingstechniek en bekend met de vaktechnische normen. • Bij voorkeur enige ervaring in een vergelijkbare functie • Ervaring met werken in het buitenland is een pré

Dit mag jij van ons verwachten Een verantwoordelijke en afwisselende functie op het kantoor in Werkendam in een werkomgeving met korte lijnen, een prettige werksfeer en met aansprekende projecten. De primaire en secundaire arbeidsvoorwaarden zijn goed te noemen.

Meer weten? Heeft de functie van Engineer je interesse gewekt, maar wil je meer informatie neem dan contact op met Henk Dekker (Hoofd Bedrijfsbureau) via 06 20 619 615 of Sikko Doornbos (Directeur) via 06 53 153 134. Zij zijn elke werkdag tot 20:00 uur bereikbaar voor vragen over deze functie.

Solliciteren Ben je enthousiast geworden over de functie van Engineer Funderingstechniek? Dan zien we jouw CV met motivatiebrief graag tegemoet. Je kunt deze mailen naar Annelies Sterkenburg, HR Manager, via a.sterkenburg@tm-beheer.nl

Dit zijn wij Een landelijk en internationaal bedrijf dat zich specialiseert in funderingstechnieken dat met beide benen stevig op de grond staat, maar dat ook oog heeft voor de modernste technieken en toepassingen. Ervaren en bekwaam personeel, modern materieel, uitgebreide know-how en jarenlange ervaring, de persoonlijke inzet en het probleemoplossend vermogen maken Terracon Funderingstechniek B.V. tot een innovatieve specialist op het gebied van funderingen. Zowel geheide paalsystemen, waaronder prefab betonpalen, Vibro-palen, Vibro-combi-palen, Terra-combi-palen en MV-trekpalen, alsmede trillingsvrije technieken zoals Terra-Son-palen en grondverdringende Terr-Econ-palen, vallen onder de expertise van Terracon. Daarnaast behoren ook paalwanden, slurrywanden en in de grond gevormde Terra-concrete-wanden tot het leveringsprogramma. Voor overige bijzondere technieken worden zonodig specialistische en ervaren buitenlandse partners ingeschakeld. Dankzij de gunstige geografische ligging van het bedrijf, werkt Terracon slagvaardig en efficiënt door heel de Benelux en Duitsland, terwijl ook Frankrijk, Engeland, Scandinavië en Oost-Europa regelmatig onder het werkterrein vallen.


Kort The 25th European Young Geotechnical Engineers Conference (EYGEC) took place in Sibiu, Romania, between 21 and 24 of June 2016. Ana Teixeira (Deltares, Geo unit) and Leon Schadee (Fugro GeoServices) have sent a paper via KIVI and they were chosen to represent the Netherlands in this conference. The coauthor of the first paper was Katerina Rippi, also from Deltares, Geo unit, who presented the paper during the conference. In total, there were 49 participants who present their publications from around 24 European countries. Conference The presentations covered a wide range of themes and informative topics. The themes were related to laboratory tests, geotechnical structures, numerical modeling, slope stability, soil dynamics etc. Most of them were PhD and MSc projects but there were also presentations regarding practical applications, from modeling to construction. It was very interesting to see the geotechnical challenges around Europe and how people are dealing with them.

bination of technical and the social context of the conference made it to be a really successful and unforgettable experience. We want to encourage other young geotechnical engineers to participate in future EYGEC

events. As acknowledgement, we would like to thank KIVI Afdeling Geotechniek for this opportunity and their financial support. The proceedings are available via http://25eygec.srgf.ro/files/ Proceedings_25EYGEC.pdf.

Figure 1 - Leon’s presentation: “Dry Dock at the Merwede River Banks”.

There were also three very interesting keynotes lectures from the president of ISSMGE (International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering), Roger Frank, Professor Mario Manassero and the Associate Professor Ernest Olinic. For example, the last one gave intuitive examples of the Romanian soil types, the difficulties encountered in foundations and how they can be handled. Katerina and Leon presented their papers on the first day. Katerina’s paper was about the Reliability-based assessment of a retaining wall using FEM. This paper presents the potentials and challenges of a reliability analysis of a sheet pile wall modeled in FEM. Leon presented his paper just after Katerina, Dry Dock at the Merwede River Banks. In this paper, the predesign of a dry dock for large river cruise ships was evaluated. Network During the social events, we had the opportunity to meet and chat with different people of all around Europe, learning about their customs and share our experiences. The dinner meals were scheduled in traditional Romanian restaurants. A technical visit took also place as a road trip to the Transfagarasan Mountains. The social events and the fact that we were with a relatively small group made it easier to get to know each other better and exchange contacts for future communication. Therefore, the com-

Figure 2 - Katerina’s presentation: “Reliability-based assessment of a retaining wall using FEM” .

Figure 3 - Road trip in the Transfagarasan Mountains.

23

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


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

krijgt danwaterbouw. te maken met uitstel van de activiteit of Dubai, bij Oasen eeninbacteriologische besmetting op Beoordeling enencontrole Vanuit onze vestigingen in Nederland, Singapore, Jakarta Perth werken wij aan projecten in binnen- trad en buitenland, veelal opdracht van de sector voert de activiteit zelfs illegaal uit. Dit vanzich eenmeebrengt, winveld door niet juist uitgevoerde Infra van Koninklijke BAM Groep nv, kan BAM leiden International Gezien en externe opdrachtgevers. onzekerheden deonmoondergrond met creëreneen naast risico’s ook het grote aantalDe activiteiten isdie het kansen voor het ontwerp bouw van civieltechnischegelijk projecten. De afdeling Geotechniek speelt daarom een centrale rol bij de projecten van BAM Infraconsult en haar tot grote risico’s, zowel voor deenaansprakelijkheid boring. De impact en schadepost was groot, om alle meldingen te controleren. Bij de zusterbedrijven. BAM kenmerkt zich door betrouwbaarheid, deskundigheid, slagvaardigheid, blijvend onderscheidend en is onlosmakelijk verankerd in het en winveld van de aannemer als voor deInfraconsult drinkwaterkwaliteit. omdat een volledig zuiveringsstation beoordeling wordt een inschatting gemaakt van bouwbedrijf. Dankzij deze mentaliteit zijn we zeer succesvol. gedurende meerdere maanden buiten bedrijf de mogelijke impact als het mis gaat. Daarbij is Aantal meldingen moesten worden gesteld. de activiteit en de ligging ten opzichte van de In 2014 zijn er 1200 meldingen bij Oasen binnenwinning een belangrijke factor. Een activiteit van gekomen over werkzaamheden in beschermde geErvan uitgaande dat niemand het drinkwater het type ‘boring’ en ‘sonderingen’ is daarbij risicobieden rondom een winningslocatie. Van al deze bewust wil besmetten, is de vraag hoe we dit risico voller ingeschaald dan bijvoorbeeld ‘beplanting’. activiteiten en meldingen is uitgezocht of ze een verder kunnen verkleinen. In het beleid lijkt het Activiteiten in grondwaterbeschermingsgebieden risico vormen voor de winlocatie. In 95% van de goed verankerd, maar de praktijk is weerbarstig. zijn weer risicovoller beoordeeld dan die in een gevallen is voldoende informatie ontvangen of Het nabellen en controleren helpt, maar het moet boringsvrije zone, die dichterbij de winning ligt. achterhaald. Indien nodig werden hier maatregenog beter. Suggesties zijn om de beschermde geIndien de activiteiten erg risicovol zijn, worden de len getroffen. Van deze 1200 meldingen vond 25% bieden toe te voegen aan het Oriëntatie-verzoek werken ook in het veld bezocht. van de werkzaamheden dieper dan 2,5 meter voorafgaand aan een KLIC-melding. Aannemers plaats. zijn dan eerder op de hoogte en hebben zo nog tijd Het aantal incidenten dat tijdens de controle naar om de noodzakelijke procedures te doorlopen. boven komt is groot. Bij één op de acht gecontroVan alle activiteiten ligt ruim de helft in de boDaarnaast hebben andere partijen die hier mee leerde werkzaamheden is er geen bekendheid met ringsvrije zone, dit is het beschermde gebied dat te maken hebben vast ook praktische en goede de PMV. Er worden jaarlijks dus 150 boringen het verst van de winning afligt. De rest ligt voorsuggesties om de bovengenoemde risico’s te veruitgevoerd zonder vergunning en/of aanvullende namelijk in het grondwaterbeschermingsgebied. minderen, zonder extra regeldruk. Oasen houdt voorzorgsmaatregelen. Daarmee is er in de prakEen klein aantal van de activiteiten ligt in het wazich dan ook aanbevolen voor goede ideeën.  tijk dus een serieus risico op het besmetten terwingebied. De meeste hiervan zijn overigens van het grondwaterpakket waaruit water wordt eigen activiteiten van het drinkwaterbedrijf. gewonnen voor drinkwater. Enkele jaren geleden

www.baminfraconsult.nl

Advertentie Geotechniek. nummer 3.indd 1

geotechniek _December_2015_v3.indd 71

14-11-2014 15:03:23

27/11/15 22:30


Geotechnische Monitoring ISIS-module

Internet Solar Module ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

Flexibel en efficiënt energiebeheer via ingebouwd zonnepaneel, accu of 230V Voorzien van luchtdruk- en temperatuursensor Tot 10 IS-sensoren op 1 module voor grondwaterspanningen, zettingen (BAT, IS-LLS), etc Eenvoudig en gemakkelijk aan te sluiten Onafhankelijk instelbaar meet- en verzendinterval Intelligente verzending van data via ingebouwde GPRS per e-mail of naar FTP server Flexibele koppeling met o.a. Argus monitoringsoftware en web database

BAT®-systeem

Efficiënte waterspanningsmeter ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Profound BV, Waddinxveen, NL Tel. +31 (0)182 640 964 sales@profound.nl | www.profound.nl

Nauwkeurige, digitale metingen met meeteenheid Herwinbare sensoren Laatste generatie BAT®-filtertip mark III Flexibel toepasbaar: stand-alone, via ISIS-module of in een IS-netwerk Waterspannings- en in-situ doorlatendheidsmetingen

Profound is al 50 jaar fabrikant van professionele meetapparatuur voor de funderingsVoor een andere kijk op de ondergrond Voor een andere kijktrillingsmeetapparatuur op de ondergrond en en civiele techniek. De innovatieve paaltestsystemen, geotechnische instrumentatie van Profound worden wereldwijd ingezet.

Uw partner voor akoestische paalcontrole

www.geobest.nl www.geobest.nl

Hektec BV biedt u praktische oplossingen op het gebied van geo- en funderingstechnieken. Wij zijn gespecialiseerd in engineering, monitoring en controle en bieden u daarmee een totaalpakket van diensten in het traject van ontwerp tot oplevering. Bij Hektec zijn wij altijd op zoek naar optimalisatie in ontwerp en technieken. Door de samenwerking met onze zusterbedrijven Gebr. van ’t Hek, De Waalpaal en Kuipers Funderingstechnieken, blijven wij continu praktijkgericht denken. Van ons krijgt u altijd een haalbaar advies.

hektec.nl

0299 420808 adv. hektec 208x134.indd 1

ENGINEERING EN MONITORING VOOR GWW EN GEOTECHNIEK 09-10-2013 09:23:07


Stabilisatie kluismuren in de historische binnenstad van Utrecht

Figuur 1 - Kluismuren - UNEDITED.

Inleiding Kenmerkend aan de binnenstad van Utrecht zijn de vele historische wal- en kluismuren langs de grachten die door de stad lopen (zie figuur 1). Bij ieder perceel langs het water, hoorde vroeger een aparte wal- of kluismuur. De voorbije 700 jaar maakte elke perceeleigenaar deze ‘kluis’ naar wens en budget. Achter de huidige kluismuur, een aaneenschakeling van de individuele kluizen, bevonden zich talrijke ondergrondse werfkelders, die het achterliggende pand verbonden met de gracht langs de kluismuur. Oorspronkelijk waren deze werfkelders bedoeld voor opslag van handelswaren die gelijkvloers vanaf de waterweg naar de huiskelder konden worden gebracht. Tegenwoordig worden vele van deze werfkelders gebruikt door restaurants, uitgaansgelegenheden, winkels of als atelierruimte. Deze werfkelders en kluismuren maken deel uit van het typische beeld van de binnenstad van Utrecht. Het is dan ook de wens van de gemeente Utrecht om deze kluismuren zoveel mogelijk in hun oorspronkelijke staat te houden en waar nodig te restaureren. Doelstelling werken Rond 2010 zijn er verzakkingen bij enkele kluismuren ter hoogte van de Stadhuisbrug vastgesteld. De oorzaak van deze verzakkingen was de zwaar aangetaste paalfundering waarop de kluismuren rusten. Deze grenen palen, rond 1800 aangebracht, waren grotendeels verrot. De oorzaak hiervan was een bacterie in het water en een schimmel die, bij een lage grondwaterstand, het hout heeft aangetast. Om deze oude fundering te verstevigen heeft de klant geopteerd voor de techniek van jetgrouting. Met deze techniek is het mogelijk grote funderingsmassieven onder een bestaande structuur te realiseren met minimale impact op de bestaande historische kluismu-

Ir. T. Demeyere Denys NV, Projectleider

ren en achterliggende werfkelders. Er zijn slechts enkele kleine lokale doorboringen vereist. In figuur 2 wordt dit proces schematisch voorgesteld. Bij deze stabilisatiewerken werden groutmassieven (800m³) gemaakt onder de bestaande muren tot een draagkrachtige laag, ongeveer 6 meter dieper (-7 meter NAP in figuur 3). Deze stabilisatiewerken werden uitgevoerd aan beide zijden van de Stadhuisbrug, Rak 6 en Rak 7 genaamd. Ter hoogte van Rak 6 werd een 30tal meter kluismuur met achterliggende werfkelders gestabiliseerd en ter hoogte van Rak 7 werd een 60-tal meter gestabiliseerd. Gekende uitdagingen Wegens de aard van de werken en de locatie van de bouwwerken waren op het moment van aanbesteding reeds een aantal moeilijkheden gekend.

26

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Figuur 2 - Dwarssnede.


Samenvatting

Dit artikel handelt over de restauratie van de kluismuren Rak 6 en Rak 7 in de historische binnenstad van Utrecht. In dit artikel wordt specifiek ingegaan op het fundering technische aspect van deze restauratie, de focus ligt op de uitvoeringaspecten evenals de beperkingen en moeilijkheden waar men bij restauratieprojecten rekening mee moet houden.

Na een probleemschets en een beschrijving van de vooropgestelde stabilisatietechniek wordt verder ingegaan op de specifieke uitvoeringaspecten van deze stabilisatiewerken en de ongewone situaties die zich tijdens de uitvoering hebben voorgedaan.

Figuur 3 - Sondering.

De beschikbare ruimte om deze werken uit te voeren was zeer beperkt. De werfkelders die zich achter de kluismuren bevonden, waren zeer klein en enkel via het water toegankelijk omdat de verbinding met het achterliggende pand door de jaren in onbruik was geraakt. Boven deze kelders bevond zich de openbare weg, welke slechts gedeeltelijk mocht worden onderbroken. De nieuwe funderingen moesten zowel onder de kluismuur als onder de keldermuren geplaatst worden. Een aangepaste uitvoeringswijze drong zich hier op. Gezien de ligging van deze werf, in het historische centrum van Utrecht, had de klant strenge geluidseisen opgelegd om de hinder voor omwonenden en toeristen tot een minimum te herleiden. Er was maximaal 65 db(A) toegelaten tijdens deze werken. In normale werkomstandigheden kan de geluidsproductie van de volledige jetgroutinstallatie oplopen tot boven de 90 db(A). Dergelijke eis was niet eenvoudig te voldoen maar men is er in geslaagd de geluidsproductie te reduceren tot 63,5 db(A) door het inzetten van speciaal aangepast, â&#x20AC;&#x2DC;state of the artâ&#x20AC;&#x2122; materieel. Vooronderzoek Voor aanvang van de werken werd, zoals voorzien door de klant, een vooronderzoek uitgevoerd door Denys naar het aanzetpeil en de staat van de oude funderingen. Hierdoor kon het palenplan aangepast worden naar de werkelijke situatie. Waar de initiĂŤle aannames van het aanzetpeil en de vorm van de funderingen vrij goed overeen bleken te komen met de werkelijke toestand, bleek de aantasting van de funderingen vele malen ernstiger dan ingeschat.

Figuur 4 - 3D Model scheur.

De kluismuur (de muur aan de waterzijde) was over een lengte van ongeveer 30 meter volledig losgescheurd van de achterliggende werfkelders en helde over naar de waterzijde, hierdoor was er een niet te verwaarlozen risico dat deze kluismuur in het water kon vallen. In figuur 4 wordt het overhellende deel van de kluismuur voorgesteld waarop de rode lijn de afscheuring van de werfkelders symboliseert, de pijlen geven

27

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


Figuur 6 - Holte onder vloer wegens uitspoeling.

Figuur 5 - Scheur tussen kluismuur en werfkelder.

de kanteling van de kluismuur weer. In figuur 5, gemaakt vanuit een werfkelder ziet u aan de linkerkant de kluismuur en aan de rechterkant het keldergewelf. De scheuropening, zoals vastgesteld tijdens het vooronderzoek, bedroeg ongeveer een 5-tal centimeter. Tijdens het vooronderzoek ter plaatse van Rak 6 bleek dat onder de vloer van bepaalde werfkelders de grond volledig was weggespoeld. Figuur 6 is een foto die is genomen door een verkenningsboring doorheen de vloer van de werfkelder. Aan de bovenkant van de foto kan de

Figuur 7 - Boormachine Jetgrouting.

Figuur 8 - Boorkop jetgroutmachine door gewelf kelder.

onderzijde van de baksteen vloer van de werfkelder worden waargenomen hieronder was alle grond is weggespoeld. Bij verder onderzoek is gebleken dat de kluismuren en werfkelders op bepaalde locaties tot anderhalve meter ver onderspoeld waren. Hierdoor hing de keldervloer en kluismuur in het ijle waardoor de stabiliteit niet langer kon worden gegarandeerd. Men vermoed dat de fundering van de kluismuur onder de waterlijn mettertijd beschadigd is geraakt en dat door de turbulentie in het water (veroorzaakt door bijvoorbeeld de boegschroeven van de vaartuigen op de gracht - voor de kluis-

muur lag een scherpe bocht) de grond onder de kluismuur en werfkelders stelselmatig verder is weggespoeld van onder de bestaande kluismuur en achterliggende werfkelders.

28

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Voorbereidende werken In het licht van deze resultaten werd beslist onmiddellijk actie te ondernemen. De instabiele werfkelders werden binnenin geschoord om instorting te vermijden en in afwachting van de definitieve funderings- en restauratiewerken werd het afgescheurd deel van de kluismuur 5 meter naar het achterliggende pand toe veran-


STABILISATIE KLUISMUREN IN DE HISTORISCHE BINNENSTAD VAN UTRECHT

kerd. Om de doeltreffendheid van deze tijdelijke schoring en verankering te beoordelen werd de muur 3 maal per dag ingemeten met een Totaal station en dit op een 20-tal punten verspreid over de instabiele kluismuur te Rak 6. De gaten in de fundering van de kluismuur onder de waterlijn werden afgedicht door middel van een tijdelijke houten wand die aan de waterzijde werd geplaatst. Hierna kon de uitgespoelde holte onder de vloer van de werfkelders terug worden gevuld. Dit gebeurde door het inbrengen van een tijdelijk vulmateriaal bestaande uit zandcement. Dit zandcement werd ingewassen doorheen enkele kleine openingen in de vloer van de werfkelders. Hierdoor kon de impact van deze interventie tot een minimum worden beperkt. Deze voorbereidende werken waren vereist om de stabiliteit van het geheel te verzekeren in afwachting tot en tijdens het uitvoeren van de jetgrout werkzaamheden. De werken onder de waterlijn hadden tot doel te voorkomen dat de spoil van het jetgrouten (de retourstroming bestaande uit verwijderde grond gemengd met water en cement) in het vaarwater terecht zou komen. Deze zou het reeds ondiepe vaarwater ontoegankelijk kunnen maken voor het scheepsverkeer. Eenmaal de tijdelijke schoring en verankering was geplaatst, werd de uitvoeringsprocedure voor het uitvoeren van de jetgroutkolommen herwerkt, rekening houdend met de resultaten van het vooronderzoek. Bijkomende funderingspalen werden voorzien en de uitvoeringsvolgorde van de funderingspalen werd aangepast om de stabiliteit niet verder in het gedrang te brengen. Verdieping fundering door middel van jetgrouting Zoals reeds aangehaald moest de bestaande, aangetaste, houten paalfundering onder de kluismuren en werfkelders vervangen worden door jetgroutpalen. Door middel van de jetgrouttechniek werden groutpalen met diameters van 120 cm en 130 cm onder de bestaande fundering, die onder het grondwaterpeil lag, gerealiseerd doorheen een boorgat met een diameter niet groter dan 15 cm. Hierdoor was één boring per meter fundering voldoende om een aaneengesloten fundering, met een continue ondersteuning van de structuur, te realiseren onder de bestaande muren. Hierdoor bleef de impact van deze werken op de historische structuur zeer beperkt.

Weinig ruimte Zoals reeds aangehaald was de beperkte beschikbare ruimte één van de grote uitdagingen bij dit project. De werfkelders waaronder de groutpalen moesten worden gemaakt waren enkel toegankelijk via een smalle deuropening langs het water. Deze smalle, groene deuren aan de waterzijde zijn duidelijk zichtbaar in figuur 1.

Figuur 9 - Beenderen uit boormodder.

Naast de smalle deuropeningen was er ook de sterke kromming van de gewelven van een aantal van de achterliggende werfkelders waardoor het, zelfs met de kleinste jetgrout materieel, onmogelijk was om groutpalen onder de funderingsaanzet te maken zoals voorzien. Hierdoor was men genoodzaakt om het jetgrouten uit te voeren vanop de bovenliggende straat, doorheen de bestrating, keldergewelven, kelder en keldervloer zodoende de groutpalen onder de bestaande structuur te realiseren. Deze uitvoeringsmethodologie is schematisch voorgesteld in figuur 2. Om dergelijke doorboring veilig te kunnen uitvoeren werd voorafgaand de bestrating verwijderd en geleidingsbuizen aangebracht tussen de vele aanwezige nutsleidingen. Na het her aanvullen van deze gewelven werden door deze geleidingsbuizen kernboringen uitgevoerd door de baksteen gewelven en muren tot aan het aanzetpeil van de funderingen. Hierna werd de rupsboormachine bovenop de her aangevulde gewelven geplaatst. In figuur 7 ziet men de rupsboormachine de boorstang door de geleidingsbuis neerlaten. In figuur 8, genomen uit een werfkelder, ziet men de boorkop en jetgroutstangen door het keldergewelf naar beneden zakken tot de bodem wordt bereikt. Vreemde bodem Tijdens het jetgroutproces wordt een mengsel bestaande uit water en cement onder 400 bar in de grond geïnjecteerd door middel van 2 verstuivers, nozzles aan de zijkant van de boorkroon. Om drukopbouw in de ondergrond te vermijden is het van groot belang dat steeds evenveel spoil, retourstroom (boormodder die terug naar het oppervlakte stroomt) uit het boorgat stroomt als er onderaan boorvloeistof in de grond wordt gepompt. Kort na de aanvang van de werkzaamheden werd vastgesteld dat de stroming van de spoil afnam om uiteindelijk geheel weg te vallen. Indien verder zou gejetgrout worden, zal het (tijdelijk) vloeibare groutbad onder de fundering onder druk komen te staan met het risico op opheffing van de structuur of doorbraak van het

29

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

groutbad naar de naastliggende ‘Oudegracht’. Er werd beslist werd om de boorstangen terug te trekken uit het boorgat en de boring voorlopig te staken. Na terugtrekken van de boorstang kwam er terug een kleine hoeveelheid modder naar boven, gemengd met grote brokken. Na filtering bleek dat die boormodder een groot aantal beenderen bevatte. Ook bij verder liggende groutpalen bleek dit fenomeen zich te manifesteren. Na onderzoek door een forensisch expert bleek het over dierlijke beenderen te gaan, deze waren volgens de dienst erfgoed afkomstig van de slachthuizen uit de 18e eeuw die hun slachtafval daar systematisch hadden gestort. In Figuur 9 ziet u de hoeveelheid dierlijke beenderen die per groutpaal werd opgepompt. Wegens de aanwezigheid van deze beenderen in de ondergrond werd de vraag gesteld of deze iets te maken konden hebben met het wegvallen van de retourstroming. Na een aantal proeven is duidelijk geworden dat het soortelijk gewicht van deze beenderen net lager was van het soortelijk gewicht van de boormodder. Hierdoor hadden deze beenderen de neiging, eenmaal omringd door het vloeibare groutbad, om naar het oppervlakte te stijgen. Deze beenderen waren te groot om via de ringruimte tussen de boorstang en het kleine boorgat naar het oppervlakte te stijgen en blokkeerden gradueel de retour van de boormodder. Dit fenomeen is schematisch weergegeven in Figuur 10. Eenmaal dit fenomeen gekend was, was de oplossing eenvoudig, alhoewel niet vanzelfsprekend voor de dienst erfgoed; door het vergroten van


Figuur 10 - Verstopping door beenderen.

Figuur 11 - Drainagekanaal onder werfkelders.

Figuur 12 - Bouwkuip natuusteenrenovatie.

het boorgat of het boren van een naastliggend gat ontstond voldoende ruimte zodat de beenderen naar de oppervlakte konden komen drijven. Lokale abnormaliteiten (drainagekanalen) Tijdens het verdere verloop van het project werden nog een aantal boringen geregistreerd waar het, ondanks bovenstaande maatregelen, niet mogelijk was om retourspoeling terug naar het oppervlakte te laten vloeien. Verdere studie wees uit dat deze problemen zich in drie specifieke zones voordeden. Nader onderzoek van deze zones door middel van camera inspectie toonde aan dat er zich in elk van deze zones baksteen metselwerktunnels, gevuld met water, bevonden onder de kluismuur. Het bestaan en de reden van deze ondergrondse tunnels was door niemand gekend. De dienst erfgoed heeft op basis van deze bevindingen en onderzoek in de archieven kunnen achterhalen dat dit eeuwenoude drainagekanalen betrof die destijds waren aangelegd om het achterliggende moeraslandschap te draineren. Een digitale representatie van de monding van deze drainagekanalen in de Oudegracht is in figuur 11 weergegeven. De archeologen van de dienst erfgoed vonden dit een fantastische ontdekking, wij als aannemer iets minderâ&#x20AC;Ś Omdat geen jetgroutpalen kunnen worden gemaakt in holtes werd na overleg met de dienst erfgoed in onderling overleg beslist deze drainagekanalen (die niet meer in dienst waren) over een lengte van enkele meter te dempen door middel van zandcement. Deze drainagekanalen werden opgevuld doorheen de reeds geboorde gaten door middel van inspoeling van zandcement. Na verharding van dit vulmateriaal kon hierdoor een boring worden uitgevoerd waardoor groutpalen onder en door deze tunnels konden worden gerealiseerd. Herstel kluismuur onder waterpeil Tijdens de vooronderzoeken en uitvoering van de werken was het duidelijk geworden dat het gedeelte van de kluismuur dat zich onder het waterpeil bevond in zeer slechte staat was. De kluismuur bestond uit 18e-eeuws baksteenmetselwerk. Het gedeelte onder water bestond uit grote natuursteenblokken, daterend uit de 13e eeuw. Gezien dit stuk van de kluismuur zich in het drukst bevaren gedeelte van de grachten in Utrecht bevond, namelijk de Oudegracht ter hoogte van de Stadhuisbrug, mocht het scheepsverkeer geenszins gehinderd worden door deze werken. Deze grachten worden nog steeds in-

30

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


STABILISATIE KLUISMUREN IN DE HISTORISCHE BINNENSTAD VAN UTRECHT

tensief gebruikt, niet alleen door toeristen maar ook toeleveranciers of voor de afvalophaling in het centrum. Hierdoor was men genoodzaakt een zeer smalle bouwkuip te plaatsen over de lengte van het te renoveren onderwaterdeel ter hoogte van Rak 6. Deze bouwkuip bestond uit een houten damwand die door middel van schoren werd afgestempeld naar de kluismuur. Deze damwand werd ingedrukt aangezien intrillen niet was toegestaan wegens de instabiliteit van de naastliggende kluismuur. In figuur 12 kan u deze, leeggepompte bouwkuip waarnemen, weliswaar na de uitvoering van de natuursteenrestauratie. Na het leegpompen van deze bouwkuip werd snel duidelijk dat de problemen verre van opgelost waren. Zoals vermeld was de kluismuur niet meer verankerd aan de achterliggende keldergewelven (cf. de scheur tussen de gewelven en de kluismuur). Door het wegschuiven van de kluismuur naar de waterzijde was ook de fundering van de kluismuur onder het waterpeil beginnen kantelen. Hierdoor stond de kluismuur ter hoogte van de waterlijn 10 centimeter verder naar het water toe dan de aanzet van de natuursteen fundering. Door deze schuinstand was het duidelijk dat een lokale herstelling van de fundering niet ging volstaan om de stabiliteit te verzekeren. Een volledige restauratie van de fundering was vereist. Op die manier kon deze terug verticaal

Figuur 13 - Bouwkuip natuusteenrenovatie.

Figuur 14 - Uitvoering restauratie natuursteen.

onder de kluismuur kon worden geplaatst. In overleg met de dienst erfgoed werd beslist de volledige fundering te verwijderen en te inventariseren. Zoveel mogelijk oorspronkelijk materiaal werd behouden en herplaatst. De natuurstenen die niet meer geschikt waren of ontbraken werden vervangen door nieuwe stenen uit dezelfde groeves als de oorspronkelijke natuurstenen. Deze nieuwe natuurstenen zullen de komende jaren verweren en stilaan het uiterlijk van de oorspronkelijke natuurstenen aannemen.

te krijgen. In deze restauratiefase is dus niet alleen het historische karakter van het bouwwerk gerespecteerd maar is dit ook nog eens uitgevoerd volgens de oorspronkelijke manuele bouwwijze. Van symboliek gesproken.

Dit terugplaatsen gebeurde via een inplantingsplan opgesteld door de dienst erfgoed. Hierin werden de oorspronkelijke materialen naar de waterlijn toe gebracht en de nieuwe natuurstenen onderaan geplaatst. Om de oorspronkelijke situatie zoveel mogelijk te respecteren werden de natuurstenen terug ingeplant zoals ze eeuwen terug waren geplaatst. In figuur 13 wordt het resultaat van deze restauratie weergegeven. Om de oorspronkelijke fundering te kunnen verwijderen voor restauratie werd de volledige kluismuur met tijdelijke stempels afgeschoord naar de onderliggende groutpalen. Wegens het plaatsgebrek in de smalle bouwkuip was het niet mogelijk deze blokken te verwijderen met behulp van machines maar diende dit handmatig te gebeuren, zoals geĂŻllustreerd in figuur 14. In acht genomen dat sommige natuurstenen tot 250 kg zwaar waren, was het geen eenvoudige klus om deze na restauratie terug op hun plaats

31

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Conclusie Funderingsrestauratie is geen eenvoudige zaak. De impact op de structuur moet zoveel mogelijk geminimaliseerd worden, met een maximaal hergebruik van de oorspronkelijke materialen. Hiervoor is een uitvoerige voorstudie vereist. Tijdens de uitvoering dienen de werken grondig opgevolgd en gemonitord te worden door een bouwteam met ervaring in deze materie en een grondige kennis van de voorgeschiedenis van de structuur. Zoals met deze casus aangetoond, zal de ervaring van het bouwteam er toe leiden dat problemen tijdig kunnen erkend worden en onvoorziene omstandigheden adequaat kunnen worden aangepakt. Dit zal zowel de planning, het budget en de te restaureren structuur zelf ten goede komen.


Diepwanden graven zonder het stedelijk weefsel te verstoren. Is dat te mooi om waar te zijn?

HET ONMOGELIJKE WORDT MOGELIJK Met onze revolutionaire WallSlotRobot creĂŤren we nuttige ondergrondse ruimtes in historische centra en onder drukke wegen of marktpleinen. En bovengronds gaat het leven zijn gang.

www.denys.com


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

T Enkadrain . De drainagemat voor o.a. E parkeerdaken, pleinen en kelderwanden. R R A C O N Kwaliteit als fundament

geotechniek _Juli_2014_binnen_v3.indd 33

04-06-14 13:56

ÂŽ

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

www.terracon.nl info@terracon.nl

, Ams terd am

Bonar

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

geotechniek _December_2015_v3.indd 65 geotechniek _FUN_2014_v2.indd 49 geotechniek _FUN_2014_v2.indd 55

42

Geokunst - Oktober 2014

27/11/15 22:30 14/11/14 16:17 14/11/14 16:17

geotechniek _Oktober_2014_v2.indd 42

Your success depends on excellent results. Thatâ&#x20AC;&#x2122;s why you can rely on our innovative solutions. Customised to your requirements, our tried and tested products provide the basis for any earthworks or ground engineering project. Discover the world of geosynthetics. Discover HUESKER.

28-08-14 13:54

Your Project in Safe Hands

www.HUESKER.nl | E-mail: info@HUESKER.nl | Phone: +31 (0) 88 594 00 50

AZ_HandErde_185x124mm_Rahmen.indd 1

02.02.16 13:30


Column

Grond in de hand houden Beheersing van het materiaal grond is voor de geotechnicus van cruciaal belang; kennis van de basiseigenschappen is een eerste vereiste. Door grond letterlijk en figuurlijk op een verstandige manier in de hand te houden wordt bereikt dat geotechnische problemen niet uit de hand lopen. Hoeveel zand is een kuub zand? De stapeling van korrels binnen een kubieke meter zand kan zeer verschillende patronen vertonen. Ervan uitgaande dat alle korrels van gelijke grootte zijn kunnen diverse extreme stapelingen voorkomen; ze verschillen in poriënvolume n (volume aan poriën per totaal volume), coördinatiegetal N (aantal contacten van een korrel met andere korrels) en droge dichtheid ρdr (massa vaste stof per eenheid van volume). In figuur 1 zijn drie mogelijke stapelingen weergegeven: - de kubische stapeling van droge korrels met een theoretisch poriënvolume van n = 47,6%; daarbij heeft elke korrel 6 contacten met andere korrels en resulteert een droge dichtheid ρdr = 1,387 t/m3 - de rhombohedrale stapeling van droge korrelsmet een theoretisch poriënvolume van n = 25,9%; daarbij heeft elke korrel 12 contacten met andere korrels en resulteert een droge dichtheid ρdr = 1,963 t/m3 - de honingraat-stapeling van vochtige korrels, waarvan het poriënvolume zeer groot kan zijn en de korrels veelal minder dan 6 contacten met andere korrels hebben; de droge dichtheid kan veel lager zijn dan bij een kubische

Figuur 1 - Korrelstapelingen in een éénkorrelig zand met een detail van een grote porie, die in stand wordt gehouden door waterbruggen

stapeling, waarbij droge dichtheden beneden ρdr = 1t/m3 geen uitzondering zijn Theoretisch representeren de beide eerstgenoemde stapelingen achtereenvolgens de minimale en de maximale droge dichtheid die in volkomen droog of volledig verzadigd, éénkorrelig materiaal kan voorkomen. De veel opener honingraatstructuur kan ontstaan doordat zich in de korrelcontactpunten zogenoemde "waterbruggen" vormen die een zekere kleefkracht tussen de korrels bewerkstelligen; zie de detailtekening van figuur 1. De kleefkracht wordt veroorzaakt door de adhesie tussen water en silica alsmede door de oppervlaktespanning van het water die, evenals in een capillair buisje een gekromde vloeistofspiegel teweegbrengt. Ter weerszijden daarvan heerst een drukverschil dat groter is naarmate de kromtestraal kleiner is. Fijnere korrels genereren daarbij kleinere kromtestralen. Dat betekent dat in fijner materiaal per volume-eenheid hogere kleefkrachtwaarden ontstaan. De kleefkracht wordt meestal aangeduid als "capillaire cohesie" of, in de geotechniek gebruikelijk, "schijnbare cohesie". Vanwege de schijnbare cohesie blijft de losse pakking met relatief veel grote poriën in stand.

Piet Lubking

Het vochtige zand oogt los en rul; de vergelijking met bruine suiker dringt zich op. Pas door toevoeging van energie (trillen, stampen, kneden en dergelijke) wordt de schijnbare cohesie tijdelijk verbroken en kunnen de korrels zich herschikken tot een dichtere pakking. In volkomen droog of volledig verzadigd zand vormen zich geen waterbruggen en worden de korrels bij verdichting weliswaar door inwendige wrijving, maar niet door cohesie belemmerd. In de praktijk van grondwerk en wegenbouw is per as aangeleverd zand meestal vochtig. De droge dichtheid van het gestorte materiaal is afhankelijk van de zandsoortkenmerken en de oppervlaktespanning van het aanwezige water; deze parameters bepalen de grootte van de schijnbare cohesie. De droge dichtheid kan echter nog worden vergroot door de aard en intensiteit van de diverse impulsen die het zand tijdens het transport en bij het storten ondergaat. Om een indruk te verkrijgen van het effect van al die invloeden kan een simpel laboratoriumexperiment worden gedaan. Een aantal zanden wordt onderworpen aan een stortproef: bij een reeks watergehalten wordt het materiaal in gelijke porties vanaf een vaste hoogte op een grondvlak gedeponeerd. De resulterende volumina c.q. droge dichtheden laten zien dat de massa

Figuur 2 - Verband tussen volume c.q. droge dichtheid en watergehalte van een viertal gestorte zanden.

34

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


Column

vaste stof (de korrels) ms , die per kubieke meter gestort zand aanwezig is, sterk afhangt van de zandsoort en het watergehalte; zie de grafiek van figuur 2. Uit de grafiek kan worden afgelezen hoe groot de massa aan vaste stof ms is, die aanwezig is in één kubieke meter droog (w = 0%) dan wel vochtig (w = 8%) zand; zie bijgaande tabel.

De grafiek van figuur 2 en de tabel laten zien dat het voor de verrekening van geleverd zand een groot verschil maakt of een kubieke-meterprijs van het vochtige zand dan wel een prijs per ton geleverde vaste stof wordt gehanteerd. Bij de levering aan particulieren wordt vaak per kubieke meter afgerekend. In professionele transacties wordt meestal het aantal tonnen vaste stof betaald.

Tabel 1 - Overzicht invloed componenten windturbine op faalmechanismes massa vaste stof ms in kg per m3 gestort zand Zandsoort

w = 8%

w = 0%

Zeijenzand

795

1120

Oosterscheldezand

955

1440

Echteldzand

1120

1400

Leusdenzand

1150

1615

Met name bij fijne zanden, die in vochtige toestand een hoge schijnbare cohesie genereren, bevatten de geleverde kubieke meters relatief weinig vaste stof. Verder blijkt dat de droge dichtheid c.q. de massa aan vaste stof per kubieke meter gestort materiaal bij droog, fijn zand meestal ook relatief laag is; dat vindt zijn oorzaak in het feit dat natuurlijke fijne zanden in de praktijk veelal een slechte gradering hebben.

Deze en andere onderwerpen die voor de praktiserende geotechnicus interessant en belangrijk kunnen zijn komen aan de orde in de door PAO Techniek en Management aangeboden cursus CGF-M (Masterclass "Handen aan de grond") en worden behandeld in het bijbehorende boek "Grondgedrag" (www.grondgedrag.nl).

VERGROOT UW KENNIS VAN GEOTECHNIEK EN GEOTEXTIELEN 1 november

Geotextielen in de waterbouw Ontwerp en uitvoering. W. Voskamp MSc 1, 8, 15 en 22 november

Masterclass grondgedrag (CGF-M) Handen aan de grond. 3 november

Soilmix-wanden Ing. E. de Jong (Geobest BV) en ir. B. Snijders (CRUX Engineering BV) 15 en 16 november

Basal reinforced piled embankments 2016 update of the Dutch Design Guideline CUR226. Dr.ir. S.J.M. van Eekelen (Deltares) 22 en 23 november

Grondverbeteringstechnieken

Met welke cursus wordt ú voorloper in de geotechniek? ZOEK UW CURSUS OP WWW.PAOTM.NL!

advertentie_geotechniek_4_2016.indd 1

Injectietechnieken, grouting, bevriezen. Prof.dr.ir. A.E.C. van der Stoel (CRUX Engineering BV) en ir. J.K. Haasnoot (CRUX Engineering BV) 29 en 30 november

Bouwen met bagger Gebruik bagger als boumateriaal en bespaar kosten. Ing. E. Besseling (NETICS BV)

INSCHRIJVEN? Schrijf u in voor een cursus op www.paotm.nl Heeft u vragen dan staan we u graag te woord op tel 015 278 46 18

4-7-2016 13:44:34


H.A. Schelfhout Expert adviseur, Deltares

ing. J. van Noord Senior projectleider, Waterschap Vallei en Veluwe

ing. F.H.J. Tijhuis Ontwerpleider, Nepocon ingenieurs & adviseurs

B.H. Boksebeld Projectleider, Van Heteren Weg- en Waterbouw BV

ir. K. ten Pas Constructeur, Nepocon ingenieurs & adviseurs

Ontwikkeling ontwerpmethode flexibele waterkering kern Spakenburg Inleiding De primaire waterkering in de historische kern van Spakenburg voldoet niet meer aan de eisen en moet worden versterkt. De waterkering is on-

derdeel van dijkring 45 Gelderse Vallei met een huidige veiligheidsnorm van 1/1.250 per jaar (op basis van overschrijdingskansen, voor veiligheidseisen zie tekstkader 1. In het kader van

Tekstkader 1 - Ontwerpuitgangspunten en randvoorwaarden ontwerp waterkering • Levensduur 100 jaar (civiele constructies en bassin) en 50 jaar (flexibele kering) • Veiligheidsnorm dijkring 45 (Gelderse Vallei): norm = 1/1.250 per jaar • Toelaatbare kans op falen constructie conform [1] voor type II constructies: norm/200 = 1/250.000 (kerend naar binnen) per jaar en norm/20 = 1/25.000 (kerend naar buiten) per jaar • Ontwerppeil= NAP +1,61 m (2065) resp. NAP +1,81 m (2115) • Significante golfhoogte: Hs = 0,30 m • Minimaal vereiste kerende hoogte: Hk = NAP +2,24 m (2065) resp. NAP +2,41 m (2115) • Aanleghoogte keerwand = NAP +2,46 m • Kadehoogte: NAP +1,64 m • Maatgevend laagwater: MLW = NAP -1,5 m

ir. A.C. Nederpel Nederpel,Dijk in waterveiligheid

de overstap naar nieuwe normering op basis van overstromingskansen wordt de geplande versterking onderdeel van dijktraject 45-2 met een (voorlopige) veiligheidsnorm van 1/300 per jaar als signaalwaarde. Om te kunnen beoordelen of het plan ook aan de nieuwe veiligheidseisen voldoet is een controle uitgevoerd (zie tekstkader 2), waaruit blijkt dat het ontwerp daaraan ruim voldoet. Figuur 1a - Flexibele kering niet-operationeel.

Tekstkader 2 - Doorkijk naar invloed nieuwe normering op veiligheidseisen Bij het voorontwerp is geverifieerd of de flexibele kering voldoet aan de veiligheidseisen op basis van het nieuwe ontwerpinstrumentarium OI2014v3 [7] met de volgende uitgangspunten: • Toelaatbare kans op overstroming dijktraject 45-2 (L = 27,8 km) is Pmax = norm × 3 = 1/100 per jaar • Toelaatbare kans op constructief falen alle kunstwerken = 2% van Pmax • Aantal kunstwerken (totaal 31 st) dat bijdraagt aan Pmax is NKW = 5 • Per afzonderlijk kunstwerk gelden dan als eis voor constructief falen (STCO/STGC): 2% van Pmax / NKW = 1/25.000 per jaar. Op basis van de huidige norm en methodiek is de veiligheidseis voor STCO/STGC gelijk aan norm/200 = 1/250.000 per jaar voor STCO/STGC. Hieruit blijkt dat het ontwerp ook voldoet aan de veiligheidseis volgens de nieuwe normering en methodiek."

36

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Figuur 1b - Flexibele kering operationeel.


Samenvatting

In de kern van Spakenburg moet de primaire waterkering worden versterkt. Het waterschap Vallei en Veluwe is opdrachtgever en heeft bij de aanbesteding gevraagd om een innovatieve oplossing in de vorm van een flexibele kering, die ook ruimtelijk beter inpasbaar is dan een gronddijk. Aan deze oplossing zijn specifieke veiligheidseisen gesteld, die deels afwijken van de vigerende leidraden en technische rapporten voor primaire waterkeringen. Door de aannemerscombinatie Van Heteren/Jansen Ven-

Vanwege de beperkte ruimte in de bebouwde kern is een traditionele versterking met een gronddijk zeer ingrijpend en moeilijk inpasbaar. Daarbij zijn vaste verticale constructies vanwege de aanwezige cultuur- historische waarden niet gewenst en is door het waterschap een flexibele

neboer is een opdrijvende kering voorgesteld, die voldoet aan de eisen. Het definitieve ontwerp is door intensieve samenwerking met de opdrachtgever, gemeente en deskundigen tot stand gekomen, waarbij flexibiliteit en maatwerk voor alle partijen het uitgangspunt was. In dit artikel wordt beschreven hoe bij het ontwerp gezamenlijk invulling is gegeven aan de sterkte en de stabiliteit van de bijzondere waterkerende constructies.

kering als uitgangspunt genomen. Daarom is bij de aanbesteding gevraagd om in te schrijven voor een innovatieve oplossing in de vorm van een flexibele kering, die permanent aanwezig is. De aannemerscombinatie Van Heteren/Jansen Venneboer heeft daar invulling aan gegeven Figuur 2 - Tracé flexibele kering.

door middel van een opdrijvende keerwand: de Self Closing Flood Barrier (SCFB), die volledig wordt geïntegreerd in het maaiveld (zie figuur 1a). Enkel bij een stijgende waterstand zal de kering worden geactiveerd, doordat deze door de opwaartse druk van het water omhoog zal komen (zie figuur 1b). Samen innoveren en denken in oplossingen heeft geleid tot een veilig ontwerp dat aanpasbaar en optimaal passend in de omgeving is. Dit vertaalt zich met name in de gerealiseerde tracéwijziging (de kering ligt volledig buiten de rijbaan), de kraanopstelplaats (handhaving bestaande damwand door reductie bovenbelasting) en de verankering bij de Oude Haven (de bestaande authentieke kademuur blijft gehandhaafd door de verankering achter de damwand te realiseren; zie figuur 3a). Proces Het waterschap Vallei en Veluwe is opdrachtgever voor de aanleg van het versterkingsplan, dat door het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP-2) wordt gefinancierd. Bij de uitvraag naar de aanbieders zijn vanuit veiligheid, ruimtelijke inpassing, techniek en beheer specificaties opgesteld waaraan de oplossing moet voldoen. Omdat er nog geen specifieke veiligheidseisen voor flexibele keringen zijn, is uitgegaan van maatwerk, dat door Deltares nader is ingevuld. In het aanbestedingstraject

Figuur 3a - Dwarsprofiel met SCFB Oude Haven.

37

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Figuur 3b - Dwarsprofiel met SCFB Nieuwe Haven.


Figuur 4 - Componenten SCFB.

Figuur 5a - Kering inactief.

Tekstkader 3 - Formule correctiefactor op materiaalfactoren

met:

γm,corr βeis βref Vr

= correctiefactor op materiaalfactor Eurocode = vereiste betrouwbaarheidsindex voor referentieperiode van 50 jaar = referentiewaarde betrouwbaarheidsindex, volgens Reliability Class (RC2 of RC3) Eurocode = variatiecoëfficiënt materiaalsterkte

is de aanbieding van de aannemerscombinatie integraal beoordeeld door een team met vertegenwoordigers van het waterschap, de gemeente Bunschoten en Deltares. Na de gunning volgde een nauwe samenwerking tussen de eerder betrokken partijen en een team van de aannemerscombinatie, onderaannemers (Nepocon ingenieurs & adviseurs en Nederpel Dijk in waterveiligheid) en leverancier (Aggères). De aanpak was stapsgewijs van grof naar fijn met als doel om aan de hand van een risico-kansen-dossier gezamenlijk te komen tot een duurzame, beheerbare en toekomstvaste waterkering. Uitgangspunt daarbij is een planperiode 100 jaar voor onderbouw, de vervangbaarheid van de flexibele kering en een ontwerpmethodiek, die aansluit bij de huidige leidraden en technische rapporten voor primaire keringen en de Eurocode. Principeoplossing De SCFB is in totaal 294 m lang en bestaat uit 3 secties (zie figuur 2), namelijk Oude Haven-

West (78 m), Oude Haven-Oost (60 m) en Nieuwe Haven (156 m). De constructie bestaat per sectie uit een aaneenschakeling van bassins met keermiddelen en putten, die in combinatie met een damwandconstructie langs de haven en het grondlichaam de waterkering vormt (zie figuur 3a en 3b). De uitgangspunten en randvoorwaarden voor het ontwerp van de waterkering zijn samengevat in tekstkader 1. Sluiting SCFB De flexibele kering is per sectie opgebouwd uit afzonderlijke elementen, bestaande uit een betonnen bassin met stalen bak, waarin de drijvende keerwand hangt. De elementen zijn gekoppeld via activatie-/vulputten met schuiven en kleppen voor de regulering van de waterinstroming (zie figuur 4). Elke vulput staat in verbinding met het buitenwater door middel van een lage en een hoge instroomleiding. Het proces van opdrijven van de keerwand is weergegeven in de figuren 5a t/m 5d.

38

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

De instroomleidingen staan normaal open, waardoor het stijgende water de activatieput vult vanaf de onderste instroomleiding en de terugslagklep naar de verdeelput sluit. Bij een peil van NAP +0,30 m of hoger komen de keerwanden in de bassins door de opwaartse waterdruk omhoog. Als de waterstand in de activatieput NAP +0,50 m bereikt, komt via twee overlopen water in de beide compartimenten van de verdeelput en worden de aangrenzende bassins gevuld. Indien de stijging van het buitenwater niet snel genoeg gaat wordt het sluitproces versneld door water in een of meerdere activatieputten te pompen en de keerwand tijdig in de volledig actieve stand komt. De keerwand is in volledig actieve stand als het peil van NAP +1,14 m is bereikt. Als de waterstand daalt blijft de waterstand in de bassins minimaal NAP +1,14 m. Na het hoogwater wordt het systeem volledig geledigd via de onderste instroomleiding. Het water zal dan via de verdeelput uit het bassin stromen, waardoor de terugslagklep onderin vanwege het drukverschil automatisch open gaat.


ONTWIKKELING ONTWERPMETHODE FLEXIBELE WATERKERING KERN SPAKENBURG

Figuur 5b - Vullen bassin.

Figuur 5c - Kering actief.

Figuur 6 - Veiligheidseisen damwand kerend naar buiten.

Voor de bepaling van de faalkans van de sluiting zijn risicosessies gehouden en is een uitgebreide faalkansanalyse van het totale systeem opgesteld. Om aan de toelaatbare kans op niet-sluiten van 10% van de norm en de sluitingsduur van maximaal 3 uur te voldoen moet vooraf worden gecontroleerd of het tracĂŠ van de flexibele kering obstakelvrij is. Vanwege

de kans op verstopping door vuil of ijsvorming is per bassin is een extra hoger gelegen toevoerleiding nodig. Mede daarom zijn de afzonderlijke bassins ook onderling gekoppeld. Falen sterkte/stabiliteit damwand Over de veiligheidsbenadering en eisen voor constructies zijn er verschillen tussen de Wa-

39

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Figuur 5d - Kerend bij MHW.

terwet, CUR 166 en de Eurocode. Dit heeft betrekking op faalkansen (jaarkansen versus levenduurkansen) en partiĂŤle veiligheidsfactoren. In onderling overleg is daarin een compromis gevonden door toepassing van correctiefactoren op de standaard materiaalfactoren volgens RC2 of RC3 van de Eurocode. Voor de dimensionering van de damwandconstructie is de situatie bij GLW (kerend naar buiten) maatgevend, waarvoor in lijn met de stabiliteitseisen voor dijken is uitgegaan van een 10 maal minder strenge eis dan bij MHW (kerend naar binnen) met een toelaatbare kans op falen van de constructie van norm/20 of 1/25.000 per jaar. Dit is de topeis voor het falen van de totale constructie. Voor de bepaling van de toelaatbare faalkans per constructie-onderdeel is de topeis verdeeld over de faalmechanismen (zie figuur 6). Daarbij is voor de bepaling van de faalkans voor de levensduur conform [1] een factor fN = 10 in rekening gebracht, wat per faalmechanisme een 10 maal grotere faalkans oplevert dan de jaarkans. De faalkans voor de levensduur (referentieperiode 50 jaar) is via een standaard normale verdeling omgerekend


Tabel 1 - Materiaalfactoren voor dimensionering constructie-onderdelen damwand bij L > 100 m (kerend naar buiten). Faalmechanisme

Sterkteparameter

βeis

Vloeien damwand

Vloeispanning

4,09

Vloeien ankers

Vloeispanning

4,29

Grondbreuk

Hoek inwendige wrijving (tg ϕ’) Cohesie (c’)

γm,ref

Vr

γm,corr

γm,reken

1,00

0,10

1,02

1,02

(bij RC2 of βref = 3,8)

4,29

1,00

0,10

1,04

1,04

1,175

0,20

1,08

1,27

1,25

0,45

1,18

1,48

Tekstkader 4 - Vereiste stabiliteitfactor

γn = 1,01, schematiseringsfactor van γb = 1,3 (default waarde), modelfactor van γd = 1,0 (methode Bishop) een toelaatbare stabiliteitsfactor van 1,32 (zie tekstkader 4) als toetswaarde voor de uitkomst van de stabiliteitsberekening met de software D-Geostability. Deze waarde geldt niet voor één deeltraject langs de Oude Haven, waar de stabiliteit kritisch is. Voor dat traject is op basis van het stappenplan van [3] een geoptimaliseerde schematiseringsfactor van γb = 1,1 afgeleid, wat resulteert in een toelaatbare stabiliteitsfactor van 1,12.

• Schadefactor berekend met formules uit [3]:

met: norm α L l Pf|inst Ploc,toel βeis γn =

= huidige veiligheidsnorm = 1/1.250 per jaar = correlatiefactor = 0,033 = lengte dijkring = 60.000 m (defaultwaarde voor dijkvakbenadering) = lengte afschuiving = 50 m = 0,1 (afschuiving niet samenvallend met extreem hoogwater) = toelaatbare kans op locale instabiliteit = 1/50.750 per jaar = vereiste betrouwbaarheidsindex = 4,11 schadefactor = 1,01

• Schematiseringsfactor γb = 1,3 (defaultwaarde) of 1,1 (geoptimaliseerd op basis van stappenplan van [3] • Modelfactor γd = 1,0 (methode Bishop): • Materiaalfactoren γm: conform [3] (impliciet in D-Geostability) • Toelaatbare stabiliteitsfactor (berekend met D-Geostability): Fs,toel = γn × γb × γd = 1,32 (default)

naar een vereiste betrouwbaarheidsindex βeis = 3,54 resp. 3,72. Deze waarden gelden voor de 2 secties bij de Oude Haven met een lengte L < 100 m. Voor de sectie bij de Nieuwe Haven is de lengte L > 100 m en geldt volgens [1] als eis βeis + 10% of βeis = 3,89, resp. βeis = 4,09. Bij het ontwerp van de damwand is ervoor gekozen om deze te dimensioneren op basis van [1] en [2] en partiële veiligheidsfactoren volgens de Eurocode met standaard materiaalfactoren γm,ref als referentiewaarden. De vereiste betrouwbaarheidseis βeis wordt gerealiseerd door toepassing van een correctiefactor γm,corr, die kan worden berekend met behulp van de formule uit [1] en [2] in tekstkader 3.

De rekenwaarden volgen uit γm,reken = γm,ref × γm,corr. In verband met de ontwerplevensduur (referentieperiode 100 jaar) conform [2] de toelaatbare faalkans gedeeld door een factor 2, resulterend in een extra correctiefactor van βeis +0,2.. De per faalmechanisme toe te passen factoren voor een damwand met een strekkingslengte van L > 100 m zijn samengevat in tabel 1. Omdat βeis tussen βref van RC2 en RC3 ligt is gekozen voor βref bij RC2 als referentiewaarde. Voor de beoordeling van de overall stabiliteit van de constructie is aansluiting gezocht bij de werkwijze voor de buitenwaartse macrostabiliteit van dijken volgens [3], die uitgaat van veiligheidseisen op basis van jaarkansen. Dit geeft bij toepassing van een schadefactor van

40

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

Voor de belastingfactoren is uitgegaan van de waarden conform [2] en [5], welke zijn samengevat in tabel 2a en 2b. Voor het puntdraagvermogen, dwarskrachten, buigende momenten en ankerkrachten zijn de veiligheidsfactoren uit [2] toegepast. Voor de toelaatbare vervorming van de damwand in de uiterste grenstoestand is conform [7] uitgegaan van een eis van 1/50 van de lengte van de damplanken of ugrens = 160 mm en ugrens = 100 mm in de bruikbaarheidsgrenstoestand. Corrosietoeslag Voor de stalen constructie-onderdelen is conform [2] een corrosietoeslag na 100 jaar toegepast. Daarbij is tevens rekening gehouden met het advies van ENW [4] hierover naar aanleiding van de resultaten van recent corrosieonderzoek. De per constructie-onderdeel aan te houden waarden zijn weergegeven in Tabel 3. De waarden van Tabel 3 zijn van toepassing op warmgewalste stalen profielen. Falen sterkte/stabiliteit SCFB Voor de dimensionering van de constructieve onderdelen is dezelfde benadering gevolgd als voor de damwand met als topeis norm/200 of 1/250.000 per jaar voor de situatie kerend naar binnen. Voor de bepaling van de eis per constructie-onderdeel is de topeis verdeeld over de faalmechanismen (zie figuur 7). Dit geeft voor alle secties (L < 100 m) een eis van βeis = 4,26.


ONTWIKKELING ONTWERPMETHODE FLEXIBELE WATERKERING KERN SPAKENBURG

Tabel 2a - Belastingfactoren voor dimensionering constructie volgens Eurocode RC2/CUR 166. Belastingfactoren

6.10a

6.10b

gunstig

verkeer

veranderlijk

Karakteristieke waarde (combinatiewaarde)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

Frequente waarde (t.b.v. scheurvorming)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

Quasi blijvende waarde

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

ULS (RC2)

1,35

1,20

0,90

1,35

1,50

Tabel 2b - Belastingfactoren geometrie volgens CUR 166. Veiligheidsfactoren geometrie

RC1/RC2/RC3

Verhoging kerende hoogte

10% (≈ 0,45 m)

Maximale verhoging kerende hoogte

0,50 m

Variatie GWS passieve zijde

0,25 m

Variatie GWS actieve zijde

0,05 m

Tabel 3 - Corrosietoeslag voor stalen constructie-onderdelen . Onderdelen staalconstructie

Corrosietoeslag (enkelzijdig, 100 jaar na aanleg)

Damwand waterzijde

1,4 mm 1)

Damwand landzijde

1,2 mm 2)

Gordingen (rondom) profiel)

1,4 mm 1)

1) conform [2] in direct contact met schoon, zoet buitenwater (rond de waterlijn) 2) conform [4] voor ongeroerde schone grond permanent beneden de grondwaterspiegel

Voor de bepaling van de materiaalfactoren is gekozen voor referentiewaarden op basis van RC3 en zijn de correctiefactoren berekend met de formule in tekstkader 3. Voor de belastingfactoren is uitgegaan van de waarden volgens RC3 van de Eurocode. Daarbij dient te worden opgemerkt dat de Eurocode geen belastingfactor geeft voor een extreme belasting bij MHW. Hiervoor dient conform [1] een belastingfactor van γH = 1,25 (inclusief materiaalfactor) op de vervalbelasting bij MHW te worden toegepast. Omdat de waterkering in dit geval wordt ontworpen op een hogere buitenwaterstand (tot

bovenkant keerwand = NAP +2,46 m in plaats van tot MHW = NAP +1,81 m) is deze belastingfactor buiten beschouwing gelaten. Conclusies Het ontwerp van de flexibele kering was een flinke uitdaging voor alle betrokken partijen. Daarbij was de concrete invulling van de veiligheidsbenadering een belangrijk onderwerp. Binnen het project is in onderling overleg gezocht naar een correcte afstemming tussen de verschillende veiligheidseisen en benaderingen. Daartoe is een interactief proces doorlo-

Figuur 7 - veiligheidseisen sterktestabiliteit SCFB_kerend naar binnen.

41

GEOTECHNIEK - Oktober 2016

pen, waarbij de faalkanseisen gezamenlijk zijn afgeleid. In een goede samenwerking tussen opdrachtgever, opdrachtnemer en kennisinstituut is gezocht naar een specifieke uitwerking van het ontwerp van een innovatieve kering voor deze locatie. Dit heeft voor de betrouwbaarheid sluiting een concrete invulling vooraf van veiligheidseisen en daarna het gezamenlijk doorgronden van alle risico’s van het systeem opgeleverd. De veiligheidsbenadering/eisen voor constructies volgens de Waterwet, CUR 166 en de Eurocode zijn verschillend voor wat betreft de faalkanseisen en de partiële veiligheidsfactoren. In nauwe samenwerking is daarin een compromis gevonden door toepassing van correctiefactoren op de materiaalfactoren, die zijn gekoppeld aan de referentiewaarden van de veiligheidsklassen van de Eurocode en CUR 166. Op basis van deze methodiek is het mogelijk om met de specifieke veiligheidseisen voor waterkeringen aan te sluiten bij de conventionele rekenmethoden. Dit biedt kansen voor een bredere toepassing bij het ontwerp van toekomstige constructies in primaire waterkeringen. Referenties [1  Leidraad Kunstwerken, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen, Mei 2003 [2]  CUR 166 - Damwandconstructies, CUR Bouw en Infra, 6e herziene druk, Juli 2012 [3]  Technisch Rapport Grondmechanisch Schematiseren bij Dijken, Expertise Netwerk Waterveiligheid, 2012 [4]  Corrosietoeslag voor stalen damwanden in grond, ENW-T-14-C06 Aanvulling op adviesaanvraag RWSHWBP-2 van 15 april 2014 Advies ENW-T-14-c06, 15 april 2014 [5] Eurocode 1 – Belastingen op constructies Deel 1: Algemene belastingen – Volumieke gewichten, eigen gewicht en opgelegde belastingen voor, Gebouwen, NEN-EN 1991-1-1+C1:2011 / NB:2011). Deel 2: Verkeersbelasting op bruggen, NEN-EN 19912+C1:2011 / NB:2011 [6]  Handreiking ontwerpen met overstromingskansen, Veiligheidsfactoren en belastingen bij nieuwe overstromingskansnormen, Versie OI2014v3, Juli 2015 [7]  Ontwerp stabiliteitsschermen (type II) in primaire waterkeringen (groene versie), Ontwerprichtlijn voor WSRL, 13 maart 2013


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

Herziening CUR 226 “Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen” Het aanleggen en onderhouden van infrastructuur op een weinig draagkrachtige ondergrond is nog altijd een technische uitdaging. De methode van paalmatrassen is ontwikkeld om in deze omstandigheden een goed alternatief te bieden dat snellere aanleg van wegen of spoorwegen mogelijk maakt. De methode zorgt voor minder overlast en hinder tijdens aanleg en beheer, minder zettingen en onderhoudslasten. Paalmatrassen bestaan uit een verdichte laag granulaat op een of meer lagen geokunststof wapening. Deze draagt de verticale krachten op de ondergrond over via paaldeksels en geheide palen.

In samenwerking met de International Geosynthetics Society (IGS) organiseert PAOTM op 15 en 16 november 2016 een internationale PAOcursus. De cursisten kunnen ontwerpberekeningen maken met een ontwerpprogramma en numerieke berekeningen. Alle ontwerp- en uitvoeringsaspecten komen tijdens de cursus aan de orde. Voor meer informatie en aanmeldingen: https://paotm.nl/nl/cursus/vernieuwdeontwerpregels-voor-paalmatrassen/C108162/

Paal-plaat fundering In de Nederlandse praktijk wordt in tegenstelling tot de ons omringende landen de paalplaat fundering nauwelijks toegepast. Deze funderingsmethode is veilig en economisch, mits goed toegepast. Met name voor grote bruggen en voor constructies met bouwkuipen is de methode relatief aantrekkelijk. Dit zijn juist de grotere projecten waar dus het meeste kostenvoordeel te behalen is. Voor kleine kunstwerken verandert er weinig of niets. Inmiddels is een nieuwe SBRCURnet commissie gestart met als doel om een ontwerprichtlijn op te stellen. Vragen of interesse om deel te nemen? Mail het aan fred.jonker@sbrcurnet.nl. Handreiking vervormingsgedrag van funderingen 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.

De oorspronkelijke richtlijn uit 2010 voor ontwerp, beheer en onderhoud, bekend als CUR 226, is nu geheel herzien. Centraal in de nieuwe versie staat een beter ontwerpmodel, het Concentric Arches model, dat beschrijft hoe verticale krachten uit de matras via boogwerking op de palen worden overgedragen. Daarnaast is de oorspronkelijke richtlijn aangepast met informatie en metingen uit de praktijk. De ‘Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen’ bevat ontwerpregels voor paalmatras, paaldeksels en paalfundering. Daarnaast geeft de publicatie veel rekenvoorbeelden en praktische tips voor de uitvoering. Met de herziene richtlijn beschikken ontwerpers, adviesbureaus, aannemers en beheerders weer over state-of-the-art kennis. De ‘Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen’ is als publicatie 699.16 verkrijgbaar bij SBRCURnet (alleen in gedrukte versie). Prijs: € 95,- (excl. btw en verzendkosten). Kijk verder op www.sbrcurnet.nl.

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 de verwarring.

Gezien de internationale toepasbaarheid van paalfunderingen als fundering voor zettingsarme infrastructuur is tevens een Engelstalige versie van de publicatie opgesteld. Belangrijk verschil met de Nederlandstalige versie is dat het ontwerp van gewapend betonnen onderdelen, met name de paaldeksel, niet in deze versie is opgenomen omdat hiervoor nationale regelgeving van kracht is. De Engelse versie is uitgegeven in samenwerking met CRC Press. Bestellers uit Nederland, België en Luxemburg vinden hier alle informatie: http://www.sbrcurnet.nl/ producten/publicaties/basal-reinforced-piledembankments.

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 handreiking voor het vaststellen van het vervormingsgedrag bij funderen ‘op staal’. Daarmee wordt niet alleen structuur aangebracht in de huidige werkwijze en ‘wildgroei’ in aanpak,

42

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


SBRCURnet maar wordt ook duidelijkheid gecreëerd in de communicatie tussen constructeurs en geotechnici. Met dank aan de breed samengestelde SBRCURnet commissie 1793 is de SBRCURnet handreiking “Vervormingsgedrag van funderingen op staal” beschikbaar. Deze publicatie is een ‘must have’ als u een afweging moet maken in de vraag ‘funderen op staal of op palen’ en ook als u de keuze ‘funderen op staal’ hebt gemaakt. De prijs is € 75,-- (excl. btw en verzendkosten); te bestellen via www.sbrcurnet.nl. Begaanbaarheid van bouwterreinen Geotechnische draagkracht van het bouwterrein Bij de uitvoering van funderingswerken doen zich nog steeds incidenten voor, waarbij machines onverwacht wegzakken en soms ook omvallen. De vraag is of deze incidenten voortkomen uit gebrek aan kennis en ervaring of dat daarbij wellicht andere factoren een rol spelen, zoals de steeds veranderende omstandigheden die van invloed zijn op de ondergrond. Het ontbreekt aan een goede analyse van de veiligheid tegen het omvallen van funderingsmachines als gevolg van het overschrijden van het draagvermogen van de werkvloer. In 2004 is weliswaar een gezamenlijke CUR/CROW/Arbouwpublicatie CUR 2004-1 ‘Beoordelingssysteem voor de begaanbaarheid van bouwterreinen’ verschenen, maar deze bleek in de praktijk lastig te hanteren en te interpreteren. Vanuit de sector is de wens geuit om CUR 20041 te vervangen door een praktisch hanteerbaar beoordelingssysteem. Dat is gelukt: SBRCURnet commissie 1692 heeft deze praktisch hanteerbare systematiek ontwikkeld. De publicatie is inmiddels beschikbaar als SBRCURnet-richtlijn 689:2016 via www.sbrcurnet.nl.

43

GEOTECHNIEK - Oktober 2016


FUNDERINGSDAG 6 oktober 2016 | Expo Houten Programma 09.30 uur 09.45 uur Funderingsdag De Betonvereniging en de NVAF organiseren in samenwerking met KIVI-Geotechniek en SBRCURnet op donderdag 6 oktober de Funderingsdag 2016. Tijdens deze dag zal funderend Nederland elkaar ontmoeten en ervaringen delen.

10.30 uur 10.45 uur 11.15 uur

Kosten € 245,- voor leden van de Betonvereniging, NVAF, SBRCURnet en KIVIGeotechniek € 325,- voor niet leden € 50,- voor gepensioneerde leden van de Betonvereniging en studenten Genoemde bedragen zijn inclusief deelname aan het buffet & BTW.

Parallelsessie 1: Hei- en trilbaarheid palen en damwanden SBRCURnet handboek Roel Brouwer, Geobest Evert van Asselt, Kandt Parallelsessie 2: Grote projecten Zeesluis IJmuiden Antoine Feddema, Volker InfraDesign Lekkage in wanden Hans van Meerten, Deltares Oosterweelverbinding Frank Kaalberg, THV RoTS/Witteveen +Bos

Funderingsproject van het jaar Tijdens de Funderingsdag zal Funderingsproject van het jaar 2016 bekend gemaakt worden. Welk project is volgens u vernieuwend? Funderingstechnieken, processen, gericht op slimmer, sneller, duurzamer, minder hinder en betere arbeidsomstandigheden?

Aanmelden U kunt zich online aanmelden voor de Funderingsdag via www.betonvereniging.nl. Hiernaast kunt u ook de QR code scannen. Het verschuldigde bedrag is voor aanvang van de bijeenkomst overgemaakt op ING Gouda IBAN: NL98 INGB 0000 3512 39 BIC: INGBNL2A t.n.v. Betonvereniging Gouda, onder vermelding van ‘Funderingsdag’ en de naam van de deelnemer(s). BTW-nummer NL00.26.08.443.B.01 Wegens fiscale redenen zijn wij verplicht u een factuur te sturen. Bij annulering van uw aanmelding tot uiterlijk één week voor het evenement zal het overgemaakte bedrag worden gerestitueerd minus € 25,- (incl. 21% BTW) administratiekosten. Bij annulering daarna is geen restitutie mogelijk. Annuleren dient schriftelijk te geschieden.

Opening Key note Ken Gavin, hoogleraar Subsurface Engineering, TU Delft Nominaties Funderingsproject van het jaar Pauze en expositie

12.30 uur

Lunch en expositie

13.30 uur

Parallelsessie 3: Begaanbaarheid bouwterrein SBRCURnet-richtlijn begaanbaarheid van bouwterreinen Johan van der Molen, Bureau van der Molen en Dennis Wondergem, Ballast Nedam Infra Working Platform Certificate Jim de Waele, Keller UK Parallelsessie 4: Buitenland Techniek en cultuurverschillen tijdens heiwerk voor Finse opdrachtgever in Schotland en Portugal Sikko Doornbos, Terracon ‘Strand East” River Wall, London UK Patrick IJnsen, Van ‘t Hek Groep Seaway Heavy lifting Vladimir Thumann, Seaway

14.45 uur

Pauze en expositie

15.15 uur

Parallelsessie 5: OWB Staalvezel Onderzoek/theorie Ruud Arkesteijn, ABT Uitvoering Marjorie Greveling, Dura Vermeer Groep Parallelsessie 6: Puntdraagvermogen NEN/NPR Hoe nu verder Adriaan van Seters, Fugro GeoServices Proefbelastingen status

16.00 uur 16.30 uur 16.45 uur 17.45 uur

Prijsuitreiking Funderingsproject van het jaar Terugblik en resumé Borrel en expositie Buffet


20E JAARGANG NUMMER 4 OKTOBER 2016 ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR GEBRUIKERS VAN GEOKUNSTSTOFFEN

KATERN VAN

Nieuwe toepassing verticale folie voor polderconstructies in Friesland

Afgezonken folieconstructies in beperkt ruimtebeslag


Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:

De collectieve leden van de NGO zijn:

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

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

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

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

Advert_Enkagrid_208x134mm.pdf

1

29-06-16

CDR International BV, Rijssen Cofra B.V., Amsterdam Deltares, Delft Enviro Quality Control BV, Maarssen Fugro GeoServices BV, Leidschendam Genap BV, ‘s Heerenberg Geopex Products (Europe) BV, Gouderak GeoTec Solutions BV, Den Dungen. Huesker Synthetic BV, Den Dungen InfraDelft BV, Delft Intercodam Infra BV, Almere Juta Holland BV, Oldenmarkt Kem Products NV, Heist op den Berg (B) Kiwa NV, Rijswijk Kwast Consult, Houten

Low & Bonar, Arnhem Movares Nederland BV, Utrecht Naue GmbH & Co. KG, Espelkamp-Fiestel Ooms Civiel BV, Avenhorn Prosé Geotechniek BV, Leeuwarden Quality Services BV, Bennekom Robusta BV, Genemuiden SBRCURnet, Delft T&F Handelsonderneming BV, Oosteinde Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV, Nijverdal Tensar International, ’s-Hertogenbosch Terre Armee BV, Waddinxveen Vulkan-Europe BV, Gouda Witteveen + Bos, Deventer

10:46

Enkagrid® voor stabilisering van funderingslagen en grondlichamen Enkagrid kent een breed assortiment van stijve en flexibele geogrids tot zeer hoge treksterkte en staat voor efficiëntie en betrouwbaarheid voor elk project waar grondstabilisering een vereiste is.

Low & Bonar Westervoortsedijk 73 / 6827 AV Arnhem / T +31 85 744 1300 info@enkasolutions.com / www.enkasolutions.com

46

GEOKUNST - Oktober 2016


Van de redactie Beste Geokunst lezer, In deze editie van Geokunst treft u het tweede deel aan van het artikel ‘Afgezonken folieconstructies in beperkt ruimtebeslag’, geschreven voor de International Conference on Geosynthetics (IGS) te Berlijn in 2014 en nu geactualiseerd. In het vorige nummer van GeoKunst is deel 1 van het artikel geplaatst, met een mooi overzicht van de state of the art ontwerpkennis en opgedane ervaringen met praktijkproeven van afgezonken folieconstructies met beperkt ruimtebeslag. In deze GeoKunst komen de ervaringen tijdens de recent uitgevoerde projecten met de U-polder en damwandpolder (zie foto 1) op verschillende locaties in Nederland voorbij. De uitvoeringsaspecten, kwalitatieve vergelijking van de verschillende methoden (onder andere beoordeling op kosten en duurzaamheid) en risico’s worden in het artikel van Rijk Gerritsen, Dick van Regteren en Ruud Knulst behandeld.

Foto 1 – Damwandpolder Assen Peelo. In het project Haak om Leeuwarden is een nieuwe toepassing met een verticale folie voor polderconstructies gerealiseerd tot een diepte van 15 m beneden maaiveld. Dit onderwerp wordt in het eerste artikel behandeld en betreft een vertaling van het artikel ‘Innovatieve verticale folie Geolock voor polderconstructies’ van de auteurs Erik Kwast, Piet van Duijnen en Simon van Dijk, geschreven voor de recent gehouden EuroGeo6 (Europese Conference on Geosynthetics - IGS). De uitdaging voor de aannemer bestond uit het bedenken van een betrouwbare oplossing met een levensduur van 100 jaar, een strenge eis voor het kweldebiet van 1,0 m3/uur, beperking van de risico’s en lage bouw- en onderhoudskosten. In het artikel komen de genomen maatregelen om overschrijding van de strenge eis voor het kweldebiet te minimaliseren aan de orde. Daarnaast wordt stilgestaan bij de vooraf uitgevoerde geohydrologische berekeningen en gemeten kweldebieten. Ten slotte worden de opgedane uitvoeringservaringen voor deze nieuwe toepassing behandeld.

NGO berichten Afgelopen juni heeft het bestuur van de NGO de overeenkomst met Joop Groenveld getekend (zie foto 2) waarmee de secretariaatswerkzaamheden voor NGO worden gecontinueerd. Dit naar grote tevredenheid van beide partijen met als insteek een langdurige samenwerking. Het NGO bestuur en Groenveld zien de samenwerking voor de komende jaren met veel vertrouwen tegemoet. Internationaal bestaan er twee wetenschappelijke journals over geokunststoffen, te weten: ‘Geotextiles and Geomembranes’ en ‘Geosynthetics International’. Recent is Suzanne van Eekelen toegetreden tot het editorial bord van deze beide bladen. Voor nadere informatie over deze wetenschappelijke journals kunt u contact opnemen met Suzanne (suzanne.vanEekelen@deltares.nl).

Foto 2 – Ondertekening overeenkomst secretariaatswerkzaamheden NGO (vlnr. Joop Groenveld en het NGO bestuur: Suzanne van Eekelen, Erik Kwast en Milan Duskov). ˘ Van 25 t/m 28 september is de EuroGeo6 (Europese Conference on Geosynthetics – IGS) gehouden. Congreslocatie was Istanbul maar vanwege de terreurdreiging is in juli besloten het congres te verplaatsen naar Ljubljana te Slovenië. In de volgende GeoKunst zal aandacht worden besteed aan dit congres.

Ik wens u veel leesplezier met deze GeoKunst, Erik Kwast, Eindredacteur GeoKunst

Colofon

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

Eindredactie Redactieraad Productie

E. Kwast C. Brok A. Bezuijen ˘ M. Duskov 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

47

GEOKUNST - Oktober 2016


Nieuwe toepassing verticale folie voor polderconstructies in Friesland

ing. E.A. Kwast Sweco/Kwast Consult

ing. P.G. van Duijnen Mobilis B.V./GeoTec Solutions

S. van Dijk Voorbij Funderingstechniek

Inleiding In Friesland is een nieuwe toepassing met een verticale folie Geolock voor polderconstructies gerealiseerd tot een diepte van 17 m beneden maaiveld. Deze toepassing is uitgevoerd binnen het project “Haak om Leeuwarden”, een nieuwe ringweg aan de noord-, west- en zuidzijde van Leeuwarden met een totale lengte van circa 12 km. Het project is voorbereid in een samenwerking tussen RWS, ProRail, provincie Friesland en de gemeente Leeuwarden. De advies- en ingenieursbureaus Sweco (voorheen Grontmij) en Witteveen+Bos hebben de opdrachtgever ondersteunt bij de voorbereiding van het D&Ccontract “Haak om Leeuwaren Midden en Noord” en toetsing van het ontwerp. Het ontwerp en de uitvoering van het contract “Haak om Leeuwarden Midden”, het westelijk deel van de ringweg, is verricht door de bouwcombinatie Grutte Fier, een samenwerking van de aannemers TBI Mobilis, van Gelder, J.J. de Vries en Oosterhof Holman. Het project is gestart begin 2012 en eind 2015 opgeleverd. In figuur 1 is een overzicht van de nieuwe westelijke ringweg weergegeven. De nieuwe ringweg is deels gerealiseerd beneden maaiveld om de bestaande spoorwegen en wegen ongelijkvloers te kruizen. De grondwaterstand is op de projectlocatie vlak onder maaiveld gelegen, zodat maatregelen moeten worden genomen om de grondwaterstand lokaal te verlagen voor realisatie van de ringweg. De nieuwe weg wordt circa 4,5 m beneden maaiveld aangelegd. In deze situatie geniet een polderconstructie met of zonder toepassing van een folie de voorkeur boven een betonnen bakconstructie gezien de bouwkosten, bouwtijd en duurzaamheid.

Figuur 1 - Overzicht nieuwe westelijke ringweg Leeuwarden.

Figuur 2 - Projectlocatie met voormalige Middelzee.

48

GEOKUNST - Oktober 2016


Samenvatting

In het project â&#x20AC;&#x153;Haak om Leeuwardenâ&#x20AC;? is een nieuwe toepassing met een verticale folie voor polderconstructies gerealiseerd tot een diepte van 17 m beneden maaiveld. Om het risico van overschrijding van de contractuele eis voor het kweldebiet van 1,0 m3/uur te minimaliseren, dient de verticale weerstand van de aanwezige nagenoeg ondoorlatende grondlaag in diverse stappen te worden bepaald, inclusief het verrichten van geohydrologische

gevoeligheidsberekeningen. Het gebruik van historische en regionale geohydrologische gegevens, veld- en laboratoriumonderzoek, in-situ pompproeven voor en na de bouw van de polderconstructie zijn essentieel voor realiseren van een betrouwbare oplossing met een levensduur van 100 jaar.

Bodemopbouw en grondwaterstand Bodemopbouw De projectlocatie is gesitueerd in het midden van de voormalige Middelzee (zie figuur 2). Rond het jaar 1000 AD is de Middelzee dichtgeslibd met siltige zand- en kleilagen en ligt nu boven zeeniveau. De dijken van de kleine polders zijn nog steeds zichtbaar in het landschap. Tegenwoordig is dit gebied een polder met maaiveldniveau ongeveer op gemiddeld zeeniveau. De bodemopbouw is typerend voor een deltagebied. Tot een diepte van 15 tot 20 m beneden maaiveld worden samendrukbare lagen aangetroffen, met dunne zandlagen daartussen. De toplaag bestaat uit 7 m klei, de dieper gelegen lagen zijn voornamelijk leemlagen of zandige kleilagen met een dikte van 9 m. Tussen de slecht doorlatende klei- en leemlagen wordt een doorlatende tussenzandlaag met een dikte van 2 tot 4 m aangetroffen. Grondwaterstand De freatische grondwaterstand is op NAP -0,9 m gelegen, ongeveer 1,0 m beneden maaiveld. In extreme situaties kan de grondwaterstand tot maaiveld stijgen. De maximale stijghoogte in de tussenzandlaag bedraagt NAP -0,7 m, bijna hetzelfde niveau als de freatische grondwaterstand. De gemiddelde stijghoogte in de diepe Pleistocene zandlaag op 20 m beneden maaiveld is gelijk aan NAP -0,5 m en maximaal NAP +0,4 m. Ten gevolge van zeespiegelstijging dient een toeslag van 0,5 m in rekening te worden gebracht, zodat de ontwerp stijghoogte gelijk is aan NAP +0,9 m. In tabel 1 wordt een overzicht van de grondwaterstanden weergegeven. Geohydrologische parameters Voor een ontwerp van de polderconstructie zijn de geohydrologische parameters van de slecht doorlatende leemlaag zeer belangrijk ter bepaling van de hoeveelheid lekwater (kwel) in de komende 100 jaar. De contractuele eis bedroeg een maximum hoeveelheid lekwater van 1,0 m3/uur voor elke

Figuur 3 - Representatieve sondering projectgebied.

49

GEOKUNST - Oktober 2016


Tabel 1 - Grondwaterstanden

Grondwaterstand

Gemiddelde waarde [m NAP]

Gemiddelde waarde inclusief zeespiegelstijging van 0,5 m [m NAP]

Ontwerpwaarde inclusief zeespiegelstijging van 0,5 m1 [m NAP]

Toplagen

-0,9

-0,9

+0,3

Tussenzandlaag (NAP -7/-11 m)

-0,7

-0,45

+0,5

Diepe zandlaag (NAP -20 m)

-0,5

0,0

+0,9

1:

ontwerp grondwaterstand met een herhalingstijd van 1966 jaar

Tabel 2 - Verticale weerstand leemlaag Stap

Verticale weerstand [dagen]

1. Grondonderzoek / REGIS

1.350 – 1.500

2. Pompproeven

2.000 – 4.200

3. Monitoring nabijgelegen bestaande polder

3.115

polderconstructie. Bij de start van het project heeft de aannemer een uitgebreid onderzoek verricht naar de geohydrologische parameters. Dit geohydrologisch onderzoek bestond uit 3 stappen: - Stap 1: Op de gestoken grondmonsters van de leemlaag zijn doorlatendheidstesten uitgevoerd in het laboratorium en zijn de resultaten vergeleken met de regionale gegevens uit de REGIS database. - Stap 2: Uitvoering van in-situ pompproeven voorafgaand aan de realisatie op projectlocatie. -  Stap 3: Monitoring van de hoeveelheid lekwater ter plaatse van een nabijgelegen bestaande polderconstructie. Stap 1: is gangbare aanpak en wordt niet verder toegelicht. Stap 2: In totaal zijn drie polderconstructies gerealiseerd. Voor elke locatie is een pompproef uitgevoerd. In de tussenzandlaag is hiervoor een onttrekkingsbron geïnstalleerd. Tijdens de onttrekking zijn de freatische grondwaterstand en stijghoogte in de tussenzandlaag met peilbuizen gemonitord. Op basis van de monitoringsresultaten zijn de geohydrologische parameters gekalibreerd. Stap 3: Aan de zuidzijde van het projectgebied bevindt zich een spooronderdoorgang, gebouwd omstreeks 1970. Dit is eveneens een polderconstructie met een verticale ondoorlatende wand (stalen damwand) en een slecht doorlatende natuurlijke bodem, de leemlaag. Bij het begin van het project zijn

divers geïnstalleerd om de waterstand in de pompkelder te monitoren. Naast lekwater door de leemlaag en door de damwand (sloten), is ook regenwater deel van het totale debiet. In een periode van 41 dagen was de hoeveelheid waargenomen lekwater 25 m3/dag. Op regenachtige dagen (en 2 tot 3 dagen daarna) nam de hoeveelheid lekwater toe en op droge dagen is een afname geregistreerd. Tijdens de monitoringsperiode bedroeg de gemiddelde regenhoeveelheid 3,4 mm/dag. In de nadien uitgevoerd geohydrologische berekeningen is aangenomen dat de slechts 10% van de regenval ter plaatse van de vegetatie en 50% van de regenval op het asfalt naar de waterkelder wordt afgevoerd. Een tweede aanname betreft een lekdebiet van 0 m3 door de damwand (sloten). Op basis van deze twee aannames is de verticale weerstand van de leemlaag (c) berekend op 3.115 dagen. De bepaalde verticale weerstand van de leemlaag uit de stappen 1 t/m 3 is weergegeven in tabel 2. Referentieontwerp polderconstructies Sinds de jaren ’70 zijn polderconstructies met folies in NL toegepast voor wegen, spoorwegen en waterwegen. In de provincie Friesland is deze toepassing begin jaren ’90 ingezet voor verschillende Aquaducten b.v. Aquaduct Grouw in 1991 (CUR 211, 2009). De functie van de folie is het creëren van een kunstmatige ondoorlatende laag in de ondergrond. Na het ballasten van de folie met zand kan de grondwaterstand

50

GEOKUNST - Oktober 2016

binnen de polder worden verlaagd, zonder grondwaterstandsverlagingen in de omgeving. De grondwaterstand binnen de polder wordt beheerst met een drainagesysteem, zodat een kunstmatige polderconstructie ontstaat. Op basis van bewezen constructiemethoden voor het referentieontwerp uitgegaan van een polderconstructie met folie. Indien er weinig beperkingen zijn voor ontgravingen in de omgeving zoals in dit project, dan is meest eenvoudige en kosteneffectieve oplossing om de folie aan te brengen in een open bouwput (traditionele folieconstructie). Bij aanwezigheid van nabijgelegen bebouwing, wegen, leidingen of andere belangrijke objecten, zijn U-polder of damwandpolder concepten aantrekkelijk (Gerritsen, 2016). De ontgraving kan worden uitgevoerd in den droge met een taludhelling van 1:2 of in den natte met een taludhelling van 1:3. Als tijdelijke grondwaterstandsverlagingen in de omgeving niet zijn toegestaan, is aanleg in den natte noodzakelijk. Door het plaatsen van tijdelijke houten, kunststof of stalen damwanden aan de buitenzijde van de constructie en de folie verticaal op te zetten tegen deze wand, met daarvoor een grondtalud voor de horizontale stabiliteit, kan de breedte enigszins worden beperkt (CUR 211, 2009). Door toepassing van tijdelijke wanden op sommige locaties was een traditionele folieconstructie in dit project haalbaar. Het referentieontwerp voor de spooronderdoorgang, één van de polderconstructies, is gebaseerd op een folieconstructie voor de toeritten aangelegd in den droge. De spoorkruising zelf betreft een betonnen bakconstructie. De maximum breedte van de constructie is circa 70 m, inclusief de buiten de polder benodigde lage ringdijken ter voorkoming van instromend water. De lengte van de toeritten bedraagt zo’n 150 m. De ontwerpbasis voor folieconstructies is in CUR 221 (2009) vastgelegd. Om opbarsten van de klei- en leemlagen te voorkomen tijdens aanleg van de folie in den droge, was de maximale ontgravingsdiepte beperkt tot 8,0 m beneden maaiveld. Dit aanlegniveau van de folie was ook exact voldoende om opdrijven in de bouw- en gebruiksfase te voorkomen. In het D&C-contract is geen oplossing gespecificeerd, maar alleen eisen om tijdens de ontwerp- en uitvoeringsfase aan te tonnen door de aannemer. Het referentieontwerp, traditionele polderconstructie met folie, vormde de basis voor de contracteisen, maar andere


NIEUWE TOEPASSING VERTICALE FOLIE VOOR POLDERCONSTRUCTIES IN FRIESLAND

0.0

0.0

1:3

1:3 -3.0

-2.5

-3.0

Clay

-7.0

Sand -10.5

innovatieve oplossingen waren toegestaan door het opnemen van algemene eisen. Een belangrijke eis is de toegestane hoeveelheid lekwater (kweldebiet) van 1,0 m3/uur (24 m3/ dag) per polderconstructie in de gebruiksfase. De aannemers werden uitgedaagd om een innovatieve, betrouwbare en kosteneffectieve oplossing aan te bieden.

Loam

-20.5

Sand

Figuur 4 - Representatieve doorsnede ondiepe polder.

0.0

0.0

1:3

1:3 -5.0

-4.5

-5.0

Clay

Innovatief ontwerp polderconstructie met verticale folie Inleiding Om de lengte van de verticale folie wanden te beperken, is onderscheid gemaakt tussen ondiepe en diepe polders (maaiveld op circa NAP 0,0 m): -  Ondiepe polders: polders met een aanlegdiepte van NAP -2,5 m. - Diepe polders met een aanlegdiepte lager dan NAP -2,5 m.

-7.0

Sand -10.5

Loam

-20.5

Sand

Figuur 5 - Representatieve doorsnede diepe polder.

Ondiepe polders De ondiepe polders zijn eenvoudige constructies, een ontgraving met een diepte van 4,5 m beneden maaiveld (zie figuur 4). De wegconstructie bestaande uit het zandbed, funderingslaag en asfalt wordt op de slechtdoorlatende klei- en leemlagen aangebracht. Ontwatering van de ondiepe polders vindt plaats via afstroming door de doorlatende zandlaag in lengterichting naar de diepe polders. Zoals eerder vermeld wordt de polderconstructies gerealiseerd binnen één grote polder. In de polder bevinden zich vele (voormalige) watergangen. Elke watergang, ook de gedempte watergangen, vormen potentiële lekwegen. Daarom is speciale aandacht besteed aan de maatregelen om de (voormalige) watergangen nagenoeg waterdicht te maken. Diepe polders Voor gebieden met wegniveau beneden NAP -2,5 m is de waterdruk in de tussenzandlaag te groot om opbarsten van de wegconstructie te voorkomen (zie figuur 5). Derhalve is stijghoogte in de tussenzandlaag verlaagd door ontwatering. Om de horizontale toestroom van het grondwater in deze laag te beperken, is een verticale folie aangebracht. De folies bestaan uit verticale panelen met een breedte van 2,5 m. De panelen zijn onderling verbonden met het Geolock systeem. Debietberekeningen Om de hoeveelheid lekwater (kweldebiet) te bepalen zijn verschillende rekenmethodes gehanteerd:

Figuur 6 - Verticale doorsnede 2D Plaxis grondwatermodel.

51

GEOKUNST - Oktober 2016


- handberekeningen; -  2D Plaxis grondwatermodel (2D FEM groundwater model); - MicroFEM model (3D FEM grondwater model). De resultaten van de MicroFEM berekeningen zijn niet gepresenteerd, maar de uitkomsten waren in overeenstemming met de andere berekeningen. Handberekeningen De basisberekening is een handberekening volgens de wet van Darcy voor 1-dimensionale grondwaterstroming.

Voor de handberekeningen is het gebied opgesplitst in kleine deelgebieden. Voor ieder deelgebied is de hoeveelheid lekwater berekend. 2D Plaxis grondwatermodel Met behulp van het Plaxis 2D grondwatermodel is de combinatie van constructie en grondwaterstroming geanalyseerd. De berekeningen zijn 2-dimensionaal verricht, een verticale doorsnede met plane strain condities (zie figuur 6). Monitoringsresultaten De polderconstructies zijn gerealiseerd in 2014. In de pompkelder is het waterstandsverschil gemeten. Vanuit deze waterstandsverschillen in de tijd is de hoeveelheid lekwater (inclusief regenval) bepaald. In tabel 3 zijn de berekende en gemeten hoeveelheid lekwater per kunstwerk gepresenteerd. Met MicroFEM is de hoeveelheid lekwater berekend op 88 m3/dag in totaal. De voorspelde

Tabel 3 - Hoeveelheid lekwater Kunstwerk

Qberekend [m3/dag]

Eis [m3/dag]

0,5

Qgemeten [m3/dag] 10 – 201

KW205 KW206/207

31

14 – 19

≤ 48

KW219

16

6 – 12

≤ 24

Totaal

47,5

30 – 51

1:

≤ 24

mogelijk is het gemeten debiet te hoog

hoeveelheid lekwater komt goed overeen met de gemeten hoeveelheid. Zeker als de hevige regenval in de eerste dagen van de monitoringsperiode in beschouwing wordt meegenomen. In de eerste dagen tijdens de monitoringsperiode was de hoeveelheid neerslag 5 tot 12 mm/dag. Na een droge periode nam de gemeten hoeveelheid lekwater af tot 27 m3/dag (zie figuur 7). Uitvoeringservaringen De installatie van de verticale folie vanaf maaiveld is in 3 fasen uitgevoerd, met inzet van 3 stellingen en een installatieframe: -  Fase 1: een voorboorstelling om de stijve grondlagen te breken, bentonietinjectie tijdens het voorboren kan worden toegepast om de wrijving te verminderen. -  Fase 2: een stelling om een smalle sleuf te realiseren door grondverplaatsing met gebruik van een HEM 1000 staal profiel en bentonietinjectie. -  Fase 3: een folie installatie machine, materieel met een “schoenlepel” om de folie onderin de sleuf te kunnen aanbrengen. De installatievolgorde was als volgt. Eerst wordt de voorboorstelling ingezet om de grond los te woelen met een hart op hart afstand van 1,0 m (zie figuur 8). Deze afstand komt overeen met de breedte van het sleufprofiel (stalen profiel), met een hoogte van 1,0 m. Dus de grond is voorgeboord op de positie van de flenzen van het sleufprofiel. Daarna wordt een frame geplaatst voor geleiding van de sleufprofiel. Een sleufmachine brengt het stalen profiel met een breedte van 1,0 m middels grondverplaatsing verticaal op diepte binnen het geleidingsframe. Het stalen profiel wordt trillend aangebracht met een hydraulische vibrator op de bovenkant van het profiel. Toevoeging van bentoniet vindt plaats tijdens het intrillen om de sleuf open te houden (zie figuur 9). Cement is aanvullend toegediend aan het bentoniet ter plaatse van de kruisingen van de folie met (spoor-)wegen. Ten slotte wordt door de derde stelling de folie aangebracht binnen de sleuf. Dit is uitgevoerd met een hulpmiddel qua vorm lijkend op een schoenlepel. Ook de schoenlepel is trillend in de sleuf aangebracht door een hydraulische vibrator. In eerste instantie wordt de lepel zonder folie op diepte gebracht om te controleren of een ongestoorde passage mogelijk is. Vervolgens wordt de folie vastgeklemd op de lepel en verticaal in positie gebracht (zie figuur

Figuur 7 - Hoeveelheid lekwater KW205/206.

52

GEOKUNST - Oktober 2016


NIEUWE TOEPASSING VERTICALE FOLIE VOOR POLDERCONSTRUCTIES IN FRIESLAND

voor polderconstructies tot een diepte van 17 m beneden maaiveld te realiseren, in combinatie met het gebruik van de natuurlijke aanwezige bijna ondoorlatende leemlaag. De constructiemethode is een alternatief voor traditionele brede folieconstructies onder een helling van 1:2 of 1:3, wanneer een bijna ondoorlatende natuurlijke klei- of leemlaag aanwezig is op de juiste diepte voor het verticale evenwicht.

Figuur 8 - Voorboorstelling.

Figuur 10 - Aanbrengen folie met de schoenlepel in de sleuf.

Figuur 9 - Geleidingsframe en sleufmachine.

Figuur 11 - Aansluiting folie (rechts) op stalen damwand (links).

10). Hierbij wordt gebruik gemaakt van manvrouw verbinding tussen de losse foliepanelen, samen met aanvullend een zwelkoord om de waterdichtheid te waarborgen. De lokale bodemgesteldheid leidde niet tot herhalende vertraging tijdens het installeren van de folie. Het Geolock systeem is op een diepte van maximaal 17 m beneden maaiveld aangebracht. Tijdens installatie zijn geen keien of andere objecten in de ondergrond aangetroffen.

kunstwerken (zie figuur 11). Deze aansluitingen zijn gerealiseerd door het folie met een manverbinding te doorsnijden en te bevestigen aan de stalen damwand. Na realisatie zijn de polders drooggezet en na een paar maanden is de hoeveelheid lekwater gemeten met debietmeters. De hoeveelheid lekwater lag tussen 0,6 en 0,8 m3/uur per polder voor de drie polders, zodat voldaan wordt aan de eis het toegestane debiet van 1,0 m3/uur per polder.

De folie is met een specifieke aansluiting bevestigd op de stalen damwanden van de bouwkuipen ter plaatse van de betonnen

Conclusies en aanbevelingen Het is mogelijk gebleken een nieuwe toepassing met een verticale folie Geolock

53

GEOKUNST - Oktober 2016

Om het risico op overschrijding van de eis voor hoeveelheid lekwater te beperken, verschillende stappen moeten worden genomen om de verticale weerstand van de nagenoeg ondoorlatende grondlagen te bepalen. Het gebruik van historische en regionale geohydrologische gegevens, laboratoriumtesten, in-situ pompproeven voor uitvoering (en voor de ontwerpfase) en achteraf pompproeven in de gerealiseerde polders zijn essentieel om een betrouwbare oplossing met een levensduur van 100 jaar te realiseren. Geohydrologisch gevoeligheidsberekeningen, startende met eenvoudige modellen, vervolgens analytische en numerieke modellen, moeten onderdeel vormen van het ontwerp om de grenzen van de hoeveelheid lekwater te kunnen vaststellen. Met deze aanpak is het mogelijk om aan de strenge eis voor de hoeveelheid lekwater van 1,0 m3/uur per polder te voldoen, zoals is aangetoond in het project â&#x20AC;&#x153;Haak om Leeuwardenâ&#x20AC;?. Samenwerking tussen opdrachtgever, ontwerpers aan opdrachtgeversen aannemerszijde en uitvoering is belangrijk om een nieuwe toepassing voor een verticale foliepolder in korte tijd te kunnen realiseren, in relatie tot de verantwoordelijkheid van elke partij binnen het project.

Referenties - CUR 221, Handboek foliconstructies, 2009. - Gerritsen, R.H., Regteren, D.H., Knulst, R., Submerged geomembrane systems in urban areas: Innovative polderconstructions in limited space, Special GeoArt, 10th ICG and Baugrundtag, Berlin, 2014.


Afgezonken folieconstructies in beperkt ruimtebeslag Ondergronds bouwen met geokunststoffen

Figuur 1 - Folieconstructie U-polder met tijdelijke damwanden. Inleiding De meest eenvoudige manier om folieconstructies aan te brengen is in een open ontgraving. Uitvoering van ondergrondse constructies met een onderwater talud resulteert echter in een groot ruimtebeslag, zie deel 1 van deze serie. In stedelijk gebied is deze ruimte vaak niet beschikbaar, doordat er op korte afstand gebouwen, ondergrondse constructies, spoorlijnen, wegen of kabels/leidingen aanwezig zijn. De breedte van de folieconstructie kan beperkt worden door alternatieve concepten, waarbij deze wordt afgezonken tegen verticale begrenzingen (bouwput wanden). Concepten Rijkswaterstaat en verschillende marktpartijen

hebben een aantal concepten ontwikkeld en proeven uitgevoerd om het ruimtebeslag van folieconstructies te beperken. Hoewel de concepten circa twintig jaar geleden zijn ontwikkeld, kunnen deze nog steeds worden gezien als innovatief ten opzichte van traditionele bouwmethoden met onderwater beton en trekpalen. De belangrijkste concepten hierbij zijn: 1. Folieconstructie U-polder 2. Folieconstructie damwandpolder Het principe van de concepten staat in het klein weergegeven in figuur 1 en 2. Voor grotere afbeeldingen en toelichting op de concepten wordt verwezen naar deel 1 van dit artikel.

54

GEOKUNST - Oktober 2016

Ing. R.H. Gerritsen Witteveen+Bos

drs. D.H. van Regteren Genap

R.H. Knulst Rijkswaterstaat

Bron: Witteveen+Bos, 2016.

DEEL 2

Vergelijking constructiemethode Het verschil tussen het damwand- en het U-polder concept zit voornamelijk in de wijze waarop de horizontale gronddruk in evenwicht wordt gehouden (tabel 1). Bij de damwandpolder komt dit evenwicht door de interactie tussen de primaire en secundaire damwand. Deze damwanden zijn permanent aanwezig, zowel tijdens de uitvoering als tijdens de gehele levensduur van de constructie. Bij de U-polder kunnen de stalen damwanden tijdelijk of permanent gebruikt worden. Het uiteindelijke evenwicht wordt bereikt met een gewichtsconstructie van grond, gewapende grond of een L-wand. In tabel 2 is een kwalitatieve vergelijking weergegeven van bouwmethoden ten aanzien van het beperken


Folieconstructies kunnen worden gebruikt voor waterdichte afsluitingen van ondergrondse constructies. Vanwege de hoge grondwaterstand in Nederland zijn diepe en grootschalige folieconstructies over het algemeen afgezonken. Dit geeft vaak problemen met het ruimtebeslag, aangezien in stedelijke gebieden de beschikbare realisatieruimte beperkt is. De breedte kan beperkt worden door gebruik te maken van ontwerp concepten als de U-polder en de damwandpolder. Als vervolg op praktijkproeven in het verleden zijn verschillende projecten inmiddels succesvol uitgevoerd. Het succes hangt af van een integrale aanpak ten aanzien van ontwerpen uitvoeringsaspecten, risicobeheersing en kwaliteitsborging tijdens

de uitvoering. De bouwmethode is vaak gebruikt en geschikt in Nederlandse omstandigheden, echter heeft ook zeker potentie voor buitenlandse projecten. Dit artikel betreft het tweede deel uit een serie van twee. Het eerste deel heeft de concepten van de U-polder en damwandpolder in detail beschreven. Dit tweede en laatste deel gaat in op een verdere vergelijking van de concepten voor de constructiemethode, bouwkosten en risico's. Tevens wordt ingegaan op verschillende projectervaringen, waaronder de recent gerealiseerde Doornboslaan in Breda.

Figuur 2 - Folieconstructie U-polder met tijdelijke damwanden.

Bron: Witteveen+Bos, 2016.

Samenvatting

Vergelijking bouwkosten De bouwkosten van alternatieve folieconstructies zijn sterk afhankelijk van de aanwezig project omstandigheden. De geotechnische omstandigheden zoals grondsamenstelling en grondwaterstanden zijn hierbij zeer belangrijk. De lokale bodemsamenstelling bepaalt de herbruikbaarheid van de afgegraven grond. Tabel 3 geeft de verschillende onderdelen van bouwkosten bij folieconstructies. Voor vergelijking zijn de onderdelen van bouwkosten bij een traditionele bouwmethode ook weergegeven, uitgaande van permanente damwanden, trekpalen, onderwaterbeton en een constructieve betonvloer. Als business case voor bepaling van de bouwkosten is er een vergelijking gemaakt

Figuur 2 - Overtrekken folie tot nabij het kopscherm vóór het maken van een kanaallas en afzinken folieconstructie U-polder Doornboslaan Breda.

55

GEOKUNST - Oktober 2016

Bron: Gerritsen, Witteveen+Bos, 2016.

van de breedte, ervaringen, duurzaamheid bouwmethode en de bouwkosten.


Tabel 1 - Vergelijking constructiemethoden Constructie methode

Waterafsluiting

Evenwicht verticale richting

Evenwicht horizontale richting

1. Beton (traditioneel)

Beton

Palen, betonvloer

Damwanden, betonwand

Natuurlijke grondlagen of dichtwanden

Natuurlijke grondlagen, kunstmatige injectie

Natuurlijk talud, folieschermen, soilmix-wanden, cement-bentoniet wanden, stalen damwanden

3. Folieconstructie open ontgraving

Folieconstructie

Zandaanvulling

Zandaanvulling

4. Folieconstructie U-polder

Folieconstructie

Zandaanvulling

Zandaanvulling, gewapende grondconstructie, L-wand

5. Folieconstructie damwandpolder

Folieconstructie

Zandaanvulling

Verankerde voorzetwand

2. Natuurlijke polder (waterremmende grondlagen)

Tabel 2 - Vergelijking constructiemethoden Constructie methode

Gelimiteerde breedte

Ervaring

Duurzaam bouwen (CO2)

Bouwkosten

1. Beton (traditioneel)

+++

+++

-

-

2. Natuurlijke polder (waterremmende grondlagen)

+

+/-

+++

+++

3. Folieconstructie open ontgraving

0

++

+++

+++

4. Folieconstructie U-polder

++

+

++

++

5. Folieconstructie damwandpolder

+++

+

++

+

tussen drie bouwmethodes. Dit betreft de damwand- en U-polder (met tijdelijke of permanente damwand) en de derde is een traditionele bouwmethode met een betonbak. Als basis voor de kostenindex is gekozen voor een verdiepte wegligging op 4 meter onder maaiveld over een lengte van 100 meter. Vergelijkingen met onder andere de breedte en kosten zijn ook eerder beschouwd door Rijkswaterstaat en in een afstudeeronderzoek van Aartsen, 1995. In de onderstaande grafiek is de relatie gegeven tussen de directe aanlegkosten (verticale as) en de breedte van de wegconstructie (asfaltbreedte). De kosten voor de traditionele constructie omvatten in dit geval bijvoorbeeld de ontgravingen, damwanden, onderwaterbeton, trekpalen en de constructievloer. De kosten voor de alternatieve folieconstructies bestaan ondermeer uit de (tijdelijke) damwanden, ontgravingen, folieconstructie en ballastzand. De bandbreedte van de bouwkostenberekening

wordt geschat op +/- 30 %. De startkosten van een smalle weg (5 meter) zijn hoog (meer dan 1 miljoen euro). Dit heeft te maken met de hoge initiële kosten voor het plaatsen van de verticale wanden en detailwerkzaamheden. Afhankelijk van de projectomstandigheden en keuzes naar de toe te passen grondkerende constructies kan het percentage van de wanden liggen tussen maar liefst 30-60% van de totale bouwkosten. Wanneer de wegconstructie breder wordt zullen de kosten per vierkante meter verdiepte ligging geleidelijk afnemen vanwege de relatief lage eenheidsprijs van het foliemateriaal. Grondwerk en grondtransport zorgen bij de folieconcepten ook voor een aanzienlijk deel van de kosten, te weten een percentage van 20-35%. Belangrijke kosten bepalende factoren zijn daarbij de mogelijkheid voor hergebruik van uitgekomen materiaal, transportafstanden en mogelijkheden om overgebleven grond te hergebruiken binnen

het project. Bij een ‘slechte’ grondslag (klei/veen) en het volledig moeten afvoeren van uitgekomen materiaal geeft dit uiteraard aanzienlijke extra kosten, waardoor een bouwmethode minder aantrekkelijk kan worden. De grafiek geeft de maximale wegbreedte op 25 meter, dit komt overeen met een verdiepte ligging met circa 6 rijbanen. Uiteraard zijn in de praktijk bredere constructies mogelijk, waarbij de voordelen voor een folieconstructie alleen maar toenemen. Uit figuur 4 kan geconcludeerd worden dat folieconstructies afgezonken in een beperkt ruimtebeslag economisch gezien een alternatief kunnen zijn in veel omstandigheden. Het meest interessant zijn locaties met grote constructiebreedtes in geval van aanzienlijke wegbreedtes (> 20 meter) of wenselijkheid van groene taluds gevraagd vanuit een beeldkwaliteitsplan. Bij kleinschalige projecten, smalle wegconstructies (< 7 meter),

Tabel 3 - Vergelijking belangrijkste kostenonderdelen constructiemethoden Damwand- en U-polder

Traditionele bouwmethode (onderwater beton en trekpalen)

1

Installatie (tijdelijke) damwanden en verankering (zwaarder gedimensioneerd), voorzetconstructie

1

Installatie permanente damwanden en verankering

2

Grondwerk (dieper)

2

Grondwerk

3

Afzinken folieconstructie en beschermende geotextielen

3

Aanbrengen trekpalen

4

Kwaliteitsborging, interne/externe keuring (QC)

4

Storten onderwater betonvloer

5

Inzet lekdetectiemethode

5

Storten constructie betonvloer

6

Hergebruik ontgraven zand, aanvoer nieuw ballastmateriaal en/of afvoeren ontgraven grond

6

Afvoeren ontgraven grond

56

GEOKUNST - Oktober 2016


Figuur 4 - Relatie tussen de directe bouwkosten diverse varianten afhankelijk van de wegbreedte.

Bron: Gerritsen, Witteveen+Bos, 2016.

permanente of verloren damwandconstructies, aanwezigheid van slechte bodemopbouw (klei/veen) of hoge toeslagfactoren voor risico’s, benaderen de kosten een traditionele bouwmethode. In dergelijke gevallen dient goed beschouwd te worden, welke bouwmethode daarbij projectspecifiek het meest aantrekkelijk is. De berekening met een bovengrens is inclusief aanvoer van nieuw zand (levering en transport), inzet van een lekdetectiemethode, inzet van externe kwaliteitsborging en een risicotoeslag met onvoorziene kosten van 20% (rode lijn). Wanneer een tijdelijke damwand wordt toegepast nemen afhankelijk van de wegbreedte de kosten met 10-20% af (blauwe lijn). De groene lijn betreft een ondergrens van de kosten. Uitgaande van een wegbreedte van 18 meter zien we op basis van de gehanteerde uitgangspunten dat een folieconstructie 1050 % goedkoper kan zijn dan de traditionele methode met een betonnen bakconstructie in een gesloten bouwkuip met onderwater beton.

Figuur 5 - . Overtrekken folieconstructie toeritten fietstunnel met U-polder Assen Peelo

Bron: Gerritsen, Witteveen+Bos, 2008.

AFGEZONKEN FOLIECONSTRUCTIES IN BEPERKT RUIMTEBESLAG

Locaties met zand en een hoge grondwaterstand hebben de meeste potentie voor toepassing van folieconstructies. Indien er cohesieve (stoor) lagen aanwezig zijn (klei, leem, veen) of minder geschikt zand (veel fijne delen, siltig, humeus, stenen), dient er vooraf goed onderzoek te worden gedaan naar de mogelijkheden van hergebruik. Hergebruik van cohesieve grondlagen onder de grondwaterstand binnen in een folieconstructie wordt sterk afgeraden, doordat de samenhang van deze lagen verloren gaat en verdichten lastig is. In geval dat de bodem ongeschikt is voor hergebruik, dient er nieuw zand aangevoerd te worden voor de ballastlaag op de folieconstructie. Zelfs wanneer er volledig nieuw aanvulmateriaal aangevoerd moet worden, kan een alternatieve folieconstructie concurrerend zijn ten opzichte van een traditionele bouwmethode. Risicoanalyse Voor folieconstructies in een beperkt ruimtebeslag wordt gebruik gemaakt van bekende bouwtechnieken en slimme combinaties daarvan, zoals funderingswerken (damwanden, ankers), grondwerk en verwerking van geotextielen. Het succes hangt af van goede kennis van ontwerpaspecten, materialen en kwaliteitsborging, en beheersing van raakvlakken op alle onderdelen tijdens het ontwerp- en bouwproces. Folieconstructies hebben een verhoogd risicoprofiel ten opzichte van standaard bouwmethoden. Dit is inherent aan het werken met een gevoelig en kwetsbaar geokunststof materiaal. Het is dan ook van groot

belang dat risicobeheersing wordt geïntegreerd in het gehele proces van ontwerp, uitvoering en beheer. Hierbij zijn ondermeer de volgende risico’s van belang: • Beschadiging van de folie tijdens de aanleg (bescherming vanuit scherpe delen stalen damwanden, voorzetwanden, aanvulmethode, trekkrachten). •  Verticale stabiliteit folie door externe waterdrukken ten opzichte van het aangebrachte gewicht (diepteligging folie, gewicht ballastmateriaal, verlaging van het polderpeil, ontgravingen voor putten,

57

GEOKUNST - Oktober 2016

riolering, drainagekoffers, L-wanden, etc.). •  Horizontale stabiliteit van de constructieonderdelen en folie (damwanden, verankering, keermuren, voorzetwanden, passieve gronddruk, optreden van grondwaterdrukken). •  Geschiktheid van de uitgegraven grond voor hergebruik rondom de folieconstructie (aanwezigheid cohesieve klei-, leem of veenlagen, scherpe stenen, boomwortels, geschiktheid zand voor hergebruik en behalen van verdichtingsgraad). •  Aanwezigheid milieuverontreinigingen in de omgeving (aantasting folieconstructie,


duurzaamheid, levensduur folieconstructie). •  Beschadiging folieconstructie tijdens levensduur door calamiteit met brand of agressieve vloeistoffen (gebruiksfase).

Damwandpolder toeritten verdiepte ligging Assen Het concept van de damwandpolder is met succes toegepast voor een verdiepte ligging in Assen. In 2005 is vanuit de gemeente besloten één van de hoofdverbindingen richting de snelweg te verdubbelen, om hiermee het fileprobleem voor in- en uitgaand verkeer in Assen op te lossen. Voor inpassing in de bebouwde omgeving en verkeerstechnische redenen is daarbij gekozen voor een verdiepte ligging met hierop kruisend een ovale rotonde voor het lokale verkeer. De opgave ter voorbereiding van het werk is vanuit de gemeente in de markt gezet als een prijsvraag, waarbij aan de markt werd gevraagd te komen met slimme en innovatieve oplossingen. Door de gekozen bouwmethode was het mogelijk om de folieconstructie naast de huidige hoofdweg af te zinken, zonder dat deze geheel moest worden afgesloten. De damwandpolder is in Assen toegepast voor beide toeritten van de onderdoorgang. De inwendige breedte van de onderdoorgang is circa 18 meter. De totale lengte van de onderdoorgang is 300 meter, waarvan de toeritten een lengte hebben van 180 meter (2 x 90 meter). De middensectie van 120 meter met bovengelegen rotonde, is vanwege de diepte en dragende functie

Figuur 6 - Overtrekken folieconstructie toeritten met damwandpolder Assen Peelo

Bron: Van Dijk, Witteveen+Bos, 2008.

PROJECT ERVARINGEN U-polder toeritten fietstunnel Assen In Assen zijn de toeritten van een fietstunnel aangelegd met een U-polder concept. De totale constructie lengte is ongeveer 150 meter. Dit is opgedeeld in circa 30 meter gesloten deel met betonnen tunnelsegmenten en toeritten met folieconstructie van circa 60 meter per zijde. Bij deze toeritten is de folieconstructie afgezonken tussen permanent verankerde damwanden (zie figuur 5). De holle ruimtes van de damwand zijn afgeschermd met wapeningsnetten bedekt met een non-woven beschermend geotextiel. Het uiteindelijke horizontale evenwicht is verzorgd door het aanbrengen van een grondtalud met kleine keerwanden. De folieconstructie is verbonden met het betonnen middeldeel door een waterdichte klemconstructie op ongeveer 7 meter onder maaiveld.

Figuur 7 - Uiteindelijke situatie van de damwandpolder als hoofdontsluitingroute richting de snelweg Assen Peelo

Bron: Meester, Witteveen+Bos, 2008.

Meer uitgebreide informatie over risico’s en geleerde lessen bij folieconstructies wordt gegeven in het artikel van Gerritsen, et al. 2016.

uitgevoerd met een traditionele bouwmethode van damwanden, trekpalen, een onderwater betonvloer en definitieve vloer van constructief beton. De verbinding van de folieconstructie met het betonnen middeldeel is uitgevoerd met behulp van een klemconstructie. Deze verbinding is gemaakt in een smalle bouwkuip van ongeveer 8 meter diep. In dit compartiment is de verbinding met het kopzeil van de folieconstructie gemaakt. Na het afklemmen van de folie is het compartiment onder water gezet en na het bereiken van een gelijke waterstand in de aangrenzende bouwputten zijn de scheidende stalen damwanden verwijderd. Het

58

GEOKUNST - Oktober 2016

geprefabriceerde foliepakket is hierna opgesteld langs de zijkant van de toerit. Het totale pakket van de folie had een afmeting van circa 90 x 35 meter en is in de toerit gepositioneerd met behulp van drijflichamen, trekogen en lieren (zie figuur 6). Na het positioneren is de hoofdfolie aan de kopfolie gelast met een kanaallas op een klein ponton. Na deze verbinding en het testen hiervan is de gehele folieconstructie afgezonken met een wateroverdruk. Tijdens het ontwerp- en bouwproces zijn bepaalde onderdelen van de damwandpolder aangepast of geoptimaliseerd in vergelijking met


AFGEZONKEN FOLIECONSTRUCTIES IN BEPERKT RUIMTEBESLAG

U-polder toeritten fietstunnel Deventer In Deventer zijn de toeritten van een fietstunnel ook gebouwd volgens het U-polder concept. De bouwmethode was enigszins verschillend met die in Assen. Eén van de verschillen was dat de folieconstructie direct tegen de primaire damwand werd afgezonken. Deze methode vereiste dat de folieconstructie in langsrichting de exacte vorm van de damwandkassen zou volgen. Hiertoe zijn er door de folieverlegger spieën (extra driehoek met vorm wand) gelast ter plaatse van elke damwandkas. Met gebruik van deze methode werd het risico gezien dat de folie niet precies gepositioneerd of zou passen tussen de damwanden, met als mogelijk gevolg eventuele hoge trekkrachten en schade. Bij uitvoering was de maatvoering en het positioneren van de folie dan ook cruciaal. Het afzinken van de folieconstructie is succesvol uitgevoerd (zie figuur 8). Na het opzetten van een overdruk zijn lekdetectiemetingen uitgevoerd en daarbij zijn geen lekkages waargenomen. Damwandpolder spoorwegonderdoorgang Schagen Voor realisatie van de spoorwegonderdoorgang te Schagen is gebruik gemaakt van een damwandpolder. Projectspecifieke

Figuur 8 - Overtrekken folieconstructie U-polder toeritten fietstunnel Deventer .

Bron:Gerritsen, Witteveen+Bos, 2009.

Om het bouwproces gemakkelijker te maken heeft de aannemer tijdelijk verticale bemaling geplaatst tussen de primaire damwand en de folieconstructie. Door deze bemaling achter de folie kon de waterdruk worden beheerst en op een veilig niveau gehouden. Na aanbrengen van de ballastlaag op de folieconstructie is het polderpeil ingesteld. Met de bemaling achter de folie kon de secundaire wand in de droge worden aangebracht. Tevens was de verbinding en het aanvullen tussen de twee wanden gemakkelijker. Na realisatie van de betonnen voorwand, de verbindingen en het aanvullen achter de wand kon de bemaling verwijderd worden. Met een bouwperiode van circa 1,5 jaar werd de onderdoorgang succesvol afgerond in 2008 (zie figuur 7).

Figuur 9 - Overtrekken folieconstructie damwandpolder Schagen .

Bron: Genap 2013.

het originele concept (Meester, Gerritsen, 2009). Voor de voormuur (secundaire muur) is gekozen voor een betonnen wand, die er hetzelfde uitziet als het betonnen tunnelsegment in het midden. Om installatie redenen is de afstand tussen de primaire en secundaire wand aangehouden op ongeveer 1,0 meter. Met deze tussenruimte was het eenvoudiger om de verbinding tussen de wanden te maken en de ruimte op te vullen. Tevens is hiermee het risico gereduceerd op beschadiging van de folieconstructie.

omstandigheden waren de zeer beperkte ruimte door aanwezigheid van een naastgelegen kanaal en fietspaden. Na het aanbrengen van de damwanden is de bestaande weg verwijderd en is de bouwput uitgegraven tot de vereiste diepte. De holle ruimte tussen de damwanden zijn vlak gemaakt met een wapeningsnet afgedekt met een geotextiel. Innovatief was het gebruik van een geotextiel composiet-materialen. Dit was een waterdicht folie van 1,0 mm vanaf de fabriek aan één zijde voorzien van een nonwoven geotextiel. Het geotextiel is gebruikt als bescherming van de folie aan de onderzijde voor mogelijke scherpe delen vanuit het ontgravingoppervlak of vanuit de wanden (zie figuur 9). Na aanbrengen van de folieconstructie en de ballastlaag is de secundaire wand

59

GEOKUNST - Oktober 2016

geplaatst. De folieconstructie is vastgemaakt aan de damwand en is uiteindelijk verankerd in een geul achter de definitieve damwand. Na het aanbrengen van de folie is er geo-elektrisch lekdetectieonderzoek uitgevoerd en hierbij zijn er geen lekken gevonden. U-polder spoorwegonderdoorgang Doornboslaan Breda Voor een spoorwegonderdoorgang in Breda is een grootschalige U-polder folieconstructie toegepast ter plaatse van de toeritten. Bijzondere omstandigheid was dat deze nieuwe folie is aangebracht ter vervanging van de oudste civiele folieconstructie in Nederland. Deze oude folieconstructie uit 1969 was in een zeer slechte technische staat. Oorzaak hiervan is naar


De reconstructie van de toeritten is gecombineerd met de bouw van een hoogwaardig openbaar vervoer busbaan langs het spoor met kruisende viaducten (HOV-baan). Voor het project is het betonnen middendeel met hierop een 4-tal sporen volledig in standgehouden. Dit maakte wel dat de nieuwe folieconstructie aansluiting moest vinden op een bestaande constructie door middel van een vrij diepe klemconstructie op circa 8,5 meter beneden maaiveld in een smalle bouwkuip direct naast het spoor. De omstandigheden van de aansluiting op een bestaande constructie gefundeerd op staal, aanwezigheid van het spoor (zeer strenge deformatie-eisen), beperkte ruimte in de binnenstad/spoorse omgeving (logistiek), en de uitvoering in den natte maakten dit project tot een aanzienlijke uitdaging voor alle betrokkenen (Gerritsen, 2015). Het project is in juni 2016 succesvol opgeleverd. Gezien de vele interessante aspecten in dit project zal in de toekomst waarschijnlijk een apart artikel verschijnen over dit uitdagende project. Conclusie Met behulp van een damwandpolder of U-polder concept kan de breedte van een folieconstructie aanzienlijk beperkt worden. De damwandpolder kan nagenoeg dezelfde constructiebreedte hebben als een traditionele

Figuur 9 - Overtrekken folieconstructie U-polder in toeritten onderdoorgang Doornboslaan Breda voor afzinken . bouwmethode met een betonconstructie. Bij gebruik van deze folieconcepten is de vermindering in het ruimtebeslag substantieel ten opzichte van traditionele folieconstructies onder een natuurlijk talud met open ontgraving in den natte. Door vermindering in de breedte is het mogelijk om de folieconstructies toe te passen bij lastige situaties, waarin de beschikbare ruimte beperkt is, zoals een stedelijke omgeving. Tevens kunnen dit soort constructies een hogere waardering hebben ten aanzien van duurzaam bouwen (vermindering van primaire bouwmaterialen, gebruik van grond als ballastmateriaal). De grootste potentie in toepasbaarheid van folieconstructies hebben de locaties met een ondergrond van zand en hoge grondwaterstanden. De economische voordelen van een folieconstructie nemen bij zeer brede constructies toe ten opzichte van een traditionele bouwmethode met een betonbak. Vermindering van aanlegkosten kan tot gevolg hebben dat bij planvorming met complexe infrastructuur projecten met vele stakeholders een verdiepte ligging de voorkeur krijgt ten opzichte van aanleg van infrastructuur op maaiveldniveau. Dergelijke keuzes kunnen een verbetering betekenen van de leefomgeving en een beperking van de impact van bouwprojecten op de omgeving. Dit biedt voor toepassing van foliecontructies niet alleen potentie voor Nederlandse omstandigheden, maar ook voor toekomstige projecten in het buitenland. Cursus Meer informatie over folieconstructies in verdiepte infrastructuur kan worden verkregen tijdens een cursus georganiseerd door PAO techniek en management, zie https://paotm.nl/nl/.

60

GEOKUNST - Oktober 2016

Bron: Gerritsen, Witteveen+Bos, 2013.

verwachting de aanwezigheid van een historische grondwaterverontreiniging met VOCL. Als gevolg van deze verontreiniging is naar verwachting een versneld verlies van weekmakers opgetreden. De folie was hierdoor bros, vertoonde lekkages, en functioneerde hiermee niet meer afdoende als waterdichte afsluiting voor de toeritten. Het project ter vervanging heeft bestaan uit een volledige reconstructie van de toeritten, waarbij een PVC-p folie met een dikte van 1,0 mm is afgezonken in een bouwput met stalen damwanden (zie figuur 3 en 10). Ter bescherming is daarbij zowel aan de onderzijde als aan de bovenzijde van de folie een non-woven beschermdoek aangebracht van 1000 gram/m2. Het overtrekken en afzinken van een dergelijk zwaar doek was een primeur, maar is vier keer succesvol uitgevoerd. Aan de binnenzijde van de bouwputten is gebruik gemaakt van (verloren) kunststof damwandschermen, waartegen de folieconstructie is afgezonken. Na realisatie zijn de achtergelegen stalen damwanden weer zoveel als mogelijk getrokken. Hierdoor blijven alleen de verticaal ingepakte folieconstructie tegen de kunststof voorzetwand in de ondergrond achter.

Referenties - Ruit, van de, G.M. januari 1995, Rapportage proefproject U-polder, Rijkwaterstaat. - Aartsen, R.J., augustus 1995, De economische haalbaarheid van de U-polder als nieuwe methode voor het verdiept aanleggen van wegen, TU Delft. -  Vries, de J, Jansen W, januari 2001, Damwandpolder: Een innovatieve manier voor een verdiepte aanleg, Cement. - Hemelop, D.W., Oktober 2002, Praktijkproef damwandpolder, Geotechniek. -  CUR 221, 2009, Folieconstructies voor verdiepte infrastructuur. -  Meester, H, Gerritsen, R.H., 2009, Folieconstructies met damwanden U-polder in Assen, Land+Water. -  Gerritsen, R.H., 2012, Innovatieve ondergrondse constructies: folieconstructies in beperkte ruimte, Centrum voor ondergronds bouwen (COB), presentatie jaarcongres COB. - Gerritsen, R.H., Van Regteren, R.H, Knulst, R.H, 2014, Submerged geomembrane systems: innovative polder-constructions in limited space, Geo-art, special edition / Proceedings, 10th International Conference on Geosynthetics, Berlin. -  Gerritsen R.H., 2015, Reconstructie onderdoorgang Doornboslaan Breda, Speciale uitdagingen en folieconstructie, presentatie ten behoeve van bijeenkomst en projectbezoek NGO-Kivi. - Gerritsen, R.H., Angenent, C., Scheirs, J. 2016, Geomembrane systems in the Netherlands and abroad - Risks and lessons-learned, Proceedings, 6th European Conference on Geosynthetics. Copyright figuren: zie bronvermelding bij figuren.


geotechniek _Oktober_2014_v2.indd 54

PAO Techniek en Management organiseert dit najaar de volgende vier cursussen op het gebied van geokunststoffen. Daarnaast bieden we een gevarieerd aanbod aan geotechnische cursussen, waarover u meer kunt vinden in onze advertentie elders in deze editie, of natuurlijk op www.paotm.nl.

FOLIECONSTRUCTIES IN VERDIEPTE INFRASTRUCTUUR Ondergronds bouwen met waterdichte folie afsluiting 13 oktober 2016 Voor ondergronds bouwen is een innovatieve folieconstructie vaak goedkoper dan een traditionele uitvoering met onderwater-beton en trekpalen. Folie betreft een waterdicht kunststof geotextiel en kan worden gebruikt voor het realiseren van waterdichte afsluitingen in de ondergrond waardoor een kunstmatige polder ontstaat.

BASAL REINFORCED PILED EMBANKMENTS 2016 update of the Dutch Design Guideline CUR226 15 and 16 November 2016 A piled embankment consists of an embankment on a pile foundation. In a basal reinforced piled embankment, the embankment is reinforced at its base with a geosynthetic reinforcement. A piled embankment can be built quickly, the influence on adjacent sensitive objects is limited and residual settlements are prevented. An increasing number of piled embankments are being constructed every year.

GEOTEXTIELEN IN DE WATERBOUW Ontwerp en uitvoering 1 november 2016 Geokunststoffen worden steeds vaker toegepast bij waterbouwkundige projecten. Zij zijn vaak goedkoper en milieuvriendelijker dan traditionele technieken. De geokunststoffen dienen wel zorgvuldig worden toegepast bij de aanleg van civieltechnische constructies. Gebeurt dat niet dan kunnen beschadigingen het gevolg zijn.

BOUWEN MET BAGGER Bespaar kosten door bagger als bouwmateriaal te gebruiken 29 en 30 november 2016 Bij bouwen met baggerspecie wordt aanzienlijk bespaard op transport-, depot- en stortkosten. Ook is er een grote besparing te behalen op de aanschaf van primaire bouwmateriaal die normaal gesproken wordt ingezet. In deze cursus leert u hoe u dit doelmatig doet. Een toepassing is bijvoorbeeld om een geotextiel te vullen met bagger en te verwerken in de oever of kade.

28-08-14 13:55


EC T O E

BLAD G K A

IEK HN

20 JAAR V

Geotechniek Oktober 2016  

Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you