Page 1

jaargang 18 Nummer 2 April 2014 Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Geo-Impuls: Monitoring van Geotechnische Incidenten Ontwerprichtlijn stabiliteitsschermen in dijken

Interactieberekeningen Funderingselementen met het programma ‘INTER’


Bodemonderzoek en advies Geotechniek Geomonitoring Milieu advies

Onderzoek en Advies BAM Nelis De Ruiter

Verborgen kwaliteit BAM Nelis De Ruiter is een landelijk opererend bedrijf op het gebied van ondergrondse infra. We zijn gespecialiseerd in bodemonderzoek en grondwatertechniek, leidingbouw, leidingrenovatie,boortechnieken, droge waterbouw en heiwerken. Kortom specialist in ondergrondse infra.

14004

Wij werken graag samen met opdrachtgevers en ondernemers die de toekomst van de openbare ruimte op waarde weten te schatten. Met u willen wij in een vroeg stadium innovatieve ideeÍn en duurzame oplossingen bespreekbaar maken. Dit doen wij in verschillende constructies waarbij risico’s, verantwoordelijkheden en afspraken op maat vastgelegd worden. BAM Nelis De Ruiter bv T (020) 407 22 22 info@bamnelisderuiter.nl www.bamnelisderuiter.nl


T E Beste lezers, R R A C O N

Van de redactie

De nieuwste versie van het tijdschrift Geotechniek ligt weer voor u klaar.

De recente geschiedenis in Engeland drukt ons weer met de neus op

Elke keer is het op de redactie een beetje schipperen om voldoende ar-

de feiten dat een goede controle van de waterhuishouding en de dij-

tikels bij elkaar te krijgen. Mag ik dan ook aan mijn Vlaamse collega’s

ken letterlijk van levensbelang is in onze lage landen. Verderop staat

een oproep doen om artikels in te leveren over interessante werven of

een artikel over de ontwerprichtlijn voor stabiliteitsschermen in dijken

proefprojecten ? We horen veel te weinig over innovatieve oplossingen of

zodat we op basis van de meest recente berekeningsmethodes de invloed

perfect gelopen werven uit Vlaanderen.

van stabiliteitsschermen op de veiligheid van dijken kunnen begroten. Laten we echter bij het gebruik van al die ingewikkelde software nooit

We horen jammer genoeg ook nog veel te weinig over geotechnische

vergeten wat enkele jaren geleden op de geotechniekdag verkondigd

incidenten. Uit het ontstaan van geotechnisch falen en de toegepaste

werd: ‘De spreiding op materiaalkarakteristieken van staal bedraagt 2.5%.

oplossingen kan immers iedereen leren. Een initiatief zoals GEO-Impuls

Bij beton bedraagt deze 5%. In sommige gronden is het echter meer dan

in Nederland, waarover u verder in deze Geotechniek een artikel

40%.’ Gelukkig worden de meeste breukfenomenen in grond door een

vindt, zou deze kennis breder in het veld moeten kunnen verspreiden.

gemiddelde karakteristiek bepaald. Ik wil alleen maar zeggen dat, zelfs www.terracon.nl

Een anonieme database met per funderingstechniek een opsomming

al gebruiken we de meest gesofisticeerde berekeningsmethodes, alles

info@terracon.nl

van de voorgekomen probleemgevallen - liefst aangevuld door het veld

begint met een correcte inschatting van de materiaaleigenschappen, hoe

- kan voor iedereen de mogelijke valkuilen aanduiden waaraan de nodige

ingewikkeld de berekeningsformules ook zijn.

Kwaliteit als fundament

aandacht moet besteed worden. De database kan ook helpen om al te

voortvarende algemene aannemers of bouwheren te wijzen op mogelijke risico’s.

Veel leesplezier, namens de redactie en uitgever Paul Meireman

3

Geotechniek - April 2014


HoofdenenSub-sponsors HoofdSub-sponsors Hoofdsponsor

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

Sub-sponsors

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

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

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

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

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

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

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

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

Dywidag Systems International

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

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

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

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

24

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

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

Geotechniek April 2014 GEOT ECH NIE K – -Oktober 2013

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

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


m

m 3 45 96 4 14 57

Amsterdam Ingenieursbureau Limaweg 17 Amsterdam Weesperstraat 430 Amsterdam 2743 CB Waddinxveen Weesperstraat 430

u

0

m 1 1303 1 1199 m.nl

Postbus 12693 Weesperstraat 430 Tel. 0031 (0)182 - 640 964 Postbus 12693 1100 AR Amsterdam Postbus Fax 0031 (0)182 - 649 664 1100 AR 12693 Amsterdam Tel. 0031 (0)20 1100 AR Amsterdam www.profound.nl Tel. 0031 (0)20 -- 251 251 1303 1303 Fax 1199 Tel. Fax 0031 0031 (0)20 (0)20 -- 251 251 1303 1199 www.iba.amsterdam.nl Fax 0031 (0)20 - 251 1199 www.iba.amsterdam.nl www.iba.amsterdam.nl

Onderwijs (PAO)

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

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

PostAcademisch PostAcademisch Onderwijs (PAO) Profound PostAcademisch Jetmix BVBV Onderwijs (PAO) Postbus Limaweg 17(PAO) Onderwijs Postbus5048 25 Postbus 5048

Jetmix BV Royal HaskoningDHV Jetmix BV Postbus 25 Postbus 151 Jetmix BV nv Alg. Ondernemingen Postbus 25 4250 DA Werkendam 6500 AD Nijmegen Postbus 25 Soetaert-Soiltech 4250 DA Werkendam

2600 Delft 2743 CB Waddinxveen Postbus 5048 4250GA DA Werkendam 2600 GA Delft Tel. (0)15 -- 278 18 Tel. 0031 (0)182 - 640 964 2600 GA Delft Tel.0031 0031 (0)183 50 46 56 66 Tel. 0031 (0)15 278 46 18 Fax -- 278 19 Fax 0031 (0)182 - 649 664 Tel. 18 Fax0031 0031(0)15 (0)183 50 46 05 25 Fax 0031 (0)15 278 46 19 www.pao.tudelft.nl www.profound.nl Fax 0031 (0)15 - 278 46 19 www.jetmix.nl www.pao.tudelft.nl www.pao.tudelft.nl

Tel. 0031 (0)183 50 Tel. 0031 (0)24 --10-a 328 4266 84 4250 DA Werkendam Esperantolaan Tel. 0031 (0)183 50 56 56 66 Fax 05 25 Fax 0031Oostende (0)24 --323 9366 46 Tel. 0031 (0)183 50 B-8400 Fax 0031 (0)183 50 56 05 25 www.jetmix.nl www.royalhaskoningdhv.com Fax - 5000 0500 25 Tel.0031 +32 (0)183 (0) 59 55 www.jetmix.nl www.jetmix.nl Fax +32 (0) 59 55 00 10 Royal HaskoningDHV www.soetaert.be Royal HaskoningDHV Postbus 151 Royal HaskoningDHV Postbus 151 6500 AD Nijmegen Postbus 151 SBRCURnet 6500 AD Nijmegen Tel. 0031 (0)24 328 42 42 84 84 6500 AD Nijmegen Postbus 1819 -- 328 Tel. 0031 (0)24 Fax 323 42 93 84 46 Tel. 0031 -- 328 3000 BV(0)24 Rotterdam Fax 0031 (0)24 323 93 46 www.royalhaskoningdhv.com Fax - 323 46 Tel.0031 0031(0)24 (0)10 - 206935959 www.royalhaskoningdhv.com www.royalhaskoningdhv.com Fax 0031 (0)10 - 413 0175 www.sbr.nl www.curbouweninfra.nl

Profound BV Royal HaskoningDHV Profound BV Limaweg Profound BV Postbus 17 151 Limaweg 17

2743 Waddinxveen Limaweg 17 6500CB AD Nijmegen 2743 CB Waddinxveen Tel. (0)182 964 2743 CB Waddinxveen Tel.0031 0031 (0)24 -- 640 328 42 Tel. 0031 (0)182 640 96484 Fax 649 664 Tel. 964 Fax0031 0031(0)182 (0)24 -- 640 323 93 Fax 0031 (0)182 649 66446 www.profound.nl Fax 0031 (0)182 - 649 664 www.royalhaskoningdhv.com www.profound.nl www.profound.nl

Colofon

GEOTECHNIEK JAARGANG 17 – NUMMER 4

Colofon

Colofon Colofon Colofon Colofon

Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht GEOTECHNIEK GEOTECHNIEK GEOTECHNIEK te bevorderen en belangstelling voor het GEOTECHNIEK JAARGANG 17 – NUMMER NUMMER GEOTECHNIEK JAARGANG 18 244 te kweken. Geotechniek is gehele geotechnische vakgebied JAARGANG 17 – – NUMMER JAARGANG 17 – NUMMER 4 een uitgave van OKTOBER 2013 2014 JAARGANG 17 – NUMMER 4 April OKTOBER 2013 Uitgeverij Educom BV OKTOBER 2013 OKTOBER 2013 Geotechniek is eeninformatief/promotioneel informatief/promotioneel Geotechniek Geotechniekisiseen een informatief/promotioneel Mathenesserlaan 347 onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt Geotechniek een informatief/promotioneel Uitgever/bladmanager Redactieraad is Deen, dr. J.K. van Meireman, ir. P. Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt 3023 GB Rotterdam Uitgeverij Educom BV Alboom, ir. G. van Diederiks, R.P.H. Rooduijn, ing. M.P. kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis uit inzicht kennisen enervaring ervaring uit te te wisselen, wisselen, inzicht Tel. 0031 (0)10 - 425 6544 R.P.H. Diederiks Beek, mw. ir. V. van Graaf, ing. H.C. van de Schippers, ing. R.J. te bevorderen en belangstelling voor het kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te en voor het tebevorderen bevorderen enbelangstelling belangstelling voor het Fax 0031 (0)10 - 425 7225 Bouwmeester, Ir. D. Gunnink, Drs. J. Schouten, ir. C.P. gehele geotechnische vakgebiedte te kweken. te bevorderen en belangstelling voor het te bevorderen en belangstelling voor het info@uitgeverijeducom.nl gehele geotechnische vakgebied gehele geoing. technische vakgebied tekweken. kweken. Redactie Brassinga, H.E. Haasnoot, ir. J.K. Smienk, ing. E. geotechnische vakgebied te kweken. www.uitgeverijeducom.nl gehele geotechnische vakgebied te gehele kweken. jaargang 18 nummer 2 april 2014 Onafhankelijk vakblad vOOr het geOtechnische werkveld

geO-impuls: mOnitOring van geOtechnische incidenten

interactieberekeningen funderingselementen met het prOgramma ‘inter’

Ontwerprichtlijn stabiliteitsschermen in dijken

Beek, mw. ir. V. van Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Hergarden, mw. Ir. I. Spierenburg, dr. ir. S. Brassinga, ing. H.E. Brok, ing. C.A.J.M. Jonker, ing. A. Storteboom, O. Brouwer, ir. J.W.R. Brouwer, ir. J.W.R. Kleinjan, Ir. A. Thooft, dr.ir. ir.P. K. Uitgever/bladmanager Redactieraad Deen, dr. J.K. van Meireman, Redactieraad Uitgever/bladmanager Uitgever/bladmanager Redactieraad Deen, dr. dr. J.K. J.K. van Meireman, ir. P. P. Rooduijn, ing. M.P. Diederiks, R.P.H. Uitgever/bladmanager Redactieraad Deen, van Meireman, ir. Diederiks, R.P.H. Calster, ir. P. van Langhorst, ing. O. Vos, mw. ir. M. de Uitgeverij Educom BV Alboom, ir. G. van Diederiks, R.P.H. Rooduijn, ing. M.P. Uitgever/bladmanager Redactieraad Deen, dr. J.K. van Meireman, ir. P. Redactieraad J.K. vanir. Meireman, ir. P. Lezersservice Educom BV Alboom, ir. G. G. van van Diederiks, R.P.H. Rooduijn, ing. ing. M.P. Uitgeverij Educom BV Alboom, Diederiks, R.P.H. Rooduijn, M.P. Schippers, ing. R.J.der Graaf, ing. H.C. van de Alboom, van Uitgeverij Educom BV Deen, dr. Hergarden, mw. Ir. I. Cools, ir. P.M.C.B.M. Mathijssen, ir. F.A.J.M. Velde, ing. E. van R.P.H. Diederiks Beek, mw. ir. V. van Graaf, ing. H.C. van Schippers, ing. R.J. Uitgeverij Educom BV Diederiks, Alboom, ir.ir. G.V. van Diederiks, R.P.H. Rooduijn, ing. M.P. Alboom,R.P.H. ir. G. van R.P.H. Rooduijn, ing. M.P. Adresmutaties doorgeven via R.P.H. Diederiks Beek, mw. ir. V. van Graaf, ing. H.C.J.van van de de Schippers, ing. R.J. R.P.H. Diederiks Beek, mw. van Graaf, ing. H.C. Schippers, ing. R.J. Schouten, ir. C.P. Gunnink, Drs. Beek, mw. ir. V. van Diederiks Meireman, ir. P. Dalen, ir. J.H. van Meinhardt, ir.J.G. de Bouwmeester, Ir. D. Gunnink, Drs. Schouten, ir. C.P. R.P.H. Beek, mw. ir. V. van Graaf, ing. H.C. van de Schippers, ing. R.J. Beek, mw. ir. V.Diederiks van Graaf, ing. H.C. van de Schippers, ing. R.J. Bouwmeester, Ir. Ir. D. Gunnink, Drs. Drs. J. Schouten, ir.E. C.P. info@uitgeverijeducom.nl Bouwmeester, Gunnink, J. Schouten, ir. C.P. Smienk, ing. Haasnoot, ir. J.K. Bouwmeester, Ir.D. D. Redactie Brassinga, ing. H.E. Haasnoot, ir. J.K. Smienk, ing. E. Bouwmeester, Ir. D. Gunnink, Drs. J. Schouten, ir. C.P. Bouwmeester, Ir. D. Gunnink, Drs. J. Schouten, ir. C.P. Redactie Brassinga, ing. ing. H.E. Haasnoot, ir. ir. J.K.Ir. I. Smienk, ing. ing. E. E. Redactie Redactie Brassinga, H.E. Haasnoot, J.K. Smienk, Spierenburg, dr. ir. S. Hergarden, mw. Brassinga, ing. H.E. Beek, mw. ir. V. van Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Hergarden, mw. Ir. I. Spierenburg, dr. ir. S. Redactie Brassinga, Haasnoot, ir. J.K.Ir. Smienk, ing. E. Brassinga, ing.mw. H.E.ir. Haasnoot, ir. J.K. ing. ing. E. Beek, mw. ir. V. V. van van Brinkgreve, dr. H.E. ir. R.B.J. R.B.J. Smienk,Hergarden, Hergarden, mw. Ir. I. I. © Copyrights Spierenburg, Spierenburg, dr. ir. ir. S. S. Beek, Brinkgreve, dr. ir. mw. dr. Storteboom, O. Jonker, ing. A. Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Beek, mw. ir. V. van Brassinga, ing. H.E. Brok, ing. C.A.J.M. Jonker, ing. A. Storteboom, O. Uitgeverij Educom BV Beek, mw. ir. V. van Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Hergarden, mw. Ir. I. Spierenburg, dr. ir. Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Hergarden, mw. Ir. I. Spierenburg, dr. ir. S. Brassinga, ing. H.E. Brok, ing. C.A.J.M. Jonker, ing. A. Storteboom, O. Brassinga, ing. H.E. Brok, ing. C.A.J.M. Jonker, ing. A. Storteboom, O.de S. Vos, mw. dr. ir. M. Kleinjan, Ir. A. Brok, ing.ir. C.A.J.M. Brassinga, ing. H.E. Oktober 2013 Brouwer, ir. J.W.R. Brouwer, J.W.R. Kleinjan, Ir. A. Thooft, ir. K. Brassinga, H.E. Brok, ing. C.A.J.M. Jonker, ing. Storteboom, O. Brok, ing. C.A.J.M. Jonker, ing. A. Storteboom, O. Brouwer, ir.ing. J.W.R. Brouwer, ir. J.W.R. Kleinjan, Ir. A. Thooft, dr. ir. K. Brouwer, ir. J.W.R. Brouwer, ir. J.W.R. Kleinjan, Ir. A. Thooft, dr. ir. K. Distributie van Geotechniek in België wordt mede mogelijk gemaakt door: Niets uit deze uitgave mag ir. Velde, ing. E. van der Langhorst, ing. O. Brouwer, ir. J.W.R. Brouwer, ir. J.W.R. Diederiks, R.P.H. Calster, ir. P. van Langhorst, ing. O. Vos, mw. M. de Brouwer, J.W.R. Brouwer, Kleinjan, A. O. Thooft, Brouwer, ir. J.W.R.ir. Kleinjan,Calster, Ir. A. ir. Thooft, Langhorst, dr. ir. K. Ir.ing. Diederiks, R.P.H. Calster, ir.ir. P.J.W.R. van Langhorst, ing. O. Vos, mw.dr. ir.ir. M.K.de de Diederiks, R.P.H. P. van Vos, mw. ir. M. worden gereproduceerd met Mathijssen, ir. F.A.J.M. Cools, ir. P.M.C.B.M. Diederiks, R.P.H. Hergarden, mw. Ir. I. Cools, ir. P.M.C.B.M. Mathijssen, ir. F.A.J.M. Velde, ing. E. van der Diederiks, Calster, ir. P. van Langhorst, O. Vos, mw. ir.E. M. deder Calster, Hergarden, ir. P. van R.P.H. Langhorst, ing.ir. O. Vos, mw.Mathijssen, ir. M. de ing. Hergarden, mw. Ir. Ir. I. I. Cools, ir. P.M.C.B.M. Mathijssen, ir. F.A.J.M. F.A.J.M. Velde, ing. E. van der mw. Cools, P.M.C.B.M. ir. Velde, ing. van welke methode dan ook, zonder Meinhardt, ir. G. Dalen, ir. P.M.C.B.M. J.H.van van mw. Ir.I.I. SMARTGEOTHERM Meireman, ir. P. Dalen, ir. J.H. Meinhardt, ir. G. ABEF vzw Hergarden, mw. Ir. Cools, ir. Mathijssen, ir. F.A.J.M. Velde, ing. E. van der Cools, ir.Hergarden, P.M.C.B.M. Mathijssen, ir. F.A.J.M. Velde, ing. E. van der Meireman, ir. ir. P. P. Dalen, ir. J.H. J.H. van van Meinhardt, ir. ir. G. G. schriftelijke toestemming van de Meireman, Dalen, Meinhardt, Meireman, P. Deen, dr. J.K. van ir.P.P. Vereniging Info : WTCB, ir.G. Luc François Meireman, Dalen, ir. J.H. van Meinhardt,ir. ir.Belgische G. Dalen, ir.Meireman, J.H. van ir. Meinhardt, ir. uitgever. © ISSN 1386 - 2758 Aannemers Funderingswerken Lombardstraat 42, 1000 Brussel Priester Cuypersstraat 3 Tel. +32 11 22 50 65 1040 Brussel info@bbri.be Distributie mede Distributie van van Geotechniek Geotechniek in in België België wordt wordt Secretariaat: mede mogelijk mogelijk gemaakt gemaakt door: door: www.smartgeotherm.be Distributie van Geotechniek België wordt erwin.dupont@telenet.be mede mogelijk gemaakt door: Distributie van Geotechniek in België wordt mede mogelijk gemaaktindoor:

SMARTGEOTHERM Info : WTCB, ir. Luc François Lombardstraat 42, 1000 Brussel Tel. +32 11 22 50 65 info@bbri.be www.smartgeotherm.be

ABEF vzw SMARTGEOTHERM ABEF vzw SMARTGEOTHERM ABEF vzw Belgische Vereniging Info :: WTCB, ir. Luc François ABEF vzw SMARTGEOTHERM BGGG ABEF vzw Belgische Vereniging Info WTCB, ir. Luc François Belgische Vereniging Info : WTCB, ir. Luc François GEOT ECH NIE K – Oktober 2013 Belgische Aannemers Funderingswerken Lombardstraat 42, 1000 Belgische Vereniging 3 Brussel Belgische Info : Groepering WTCB, ir. Luc François Belgische Vereniging Aannemers Funderingswerken Lombardstraat 42, 1000 Brussel AannemersVereniging Funderingswerken Lombardstraat 42, 1000 Brussel Priester Cuypersstraat 3 Tel. +32 11 22 50 65 Aannemers Funderingswerken Aannemers Funderingswerken Lombardstraat voor Grondmechanica 42, 1000 Brussel Aannemers Funderingswerken Priester Cuypersstraat Tel. +32 11 22 50 65 Priester Cuypersstraat 33 Tel. +32 11 22 50 65 1040 Brussel info@bbri.be Lombardstraat 34-42 Priester Cuypersstraat 3 Tel. +32 11 22Priester en Geotechniek 50 65 Cuypersstraat 3 1040 Brussel Brussel info@bbri.be 1040 info@bbri.be Secretariaat: www.smartgeotherm.be 1000 Brussel 1040 Brussel info@bbri.be 1040 Brussel c/o BBRI, Lozenberg 7 Secretariaat: www.smartgeotherm.be Secretariaat: www.smartgeotherm.be erwin.dupont@telenet.be Secretariaat: www.smartgeotherm.be 1932 Sint-Stevens-Woluwe www.abef.be Secretariaat: erwin.dupont@telenet.be erwin.dupont@telenet.be erwin.dupont@telenet.be

3

Soetaert-Soiltech Esperantolaan 10-a

B-8400 Oostende Mede-ondersteuners Mede-ondersteuners Mede-ondersteuners Tel. +32 (0) 59 55 00 00 Mede-ondersteunersMede-ondersteuners

OKTOBER 2013

ger BV

.

Kwadrantweg 9 1042 AG Amsterdam Postbus 20694 1001 NR Amsterdam Tel. 0031 (0)20 - 693 45 96 Fax 0031 (0)20 - 694 14 57 Cofra BV www.cofra.nl Cofra BV Kwadrantweg 9 Cofra BV PostAcademisch Kwadrantweg 9 1042 AG Amsterdam Amsterdam Ingenieursbureau Kwadrantweg 9 Onderwijs (PAO) 1042 AG Postbus 20694 Amsterdam 1042 AG20694 Amsterdam Postbus 5048 Postbus 1001 NR Amsterdam Weesperstraat Postbus 20694 2600NR GA Delft 430 1001 Amsterdam Tel. 0031 (0)20 693 4546 9618 Postbus 12693 1001 NR Amsterdam Tel.0031 0031 (0)15 - 278 Tel. (0)20 -- 693 45 96 Fax 694 1446 5719 1100 AR Amsterdam Tel. (0)20 -- 693 45 96 Fax0031 0031 (0)15 - 278 Fax 0031 (0)20 694 14 57 www.cofra.nl Tel. 0031(0)20 (0)20--694 25114 1303 Fax 0031 57 www.pao.tudelft.nl www.cofra.nl Fax 0031 (0)20 - 251 1199 www.cofra.nl Ingenieursbureau www.iba.amsterdam.nl Profound BV Ingenieursbureau

G EOTECH N IE K – Oktober 2013

3 53 3

erwin.dupont@telenet.be bggg@skynet.be

GEOT ECH NIE K – Oktober 2013

GEOTECH ECHNIE NIEK K-––April Oktober 2013 Geotechniek 20142013 GEOT Oktober GEOT ECH NIE K – Oktober 2013

Fax +32 (0) 59 55 00 10 www.soetaert.be

nv nv Alg. Alg. Ondernemingen Ondernemingen Soetaert-Soiltech SBRCURnet nv Alg. Ondernemingen Soetaert-Soiltech Esperantolaan Postbus 1819 10-a Soetaert-Soiltech Esperantolaan 10-a B-8400 Oostende 3000 BV Rotterdam Esperantolaan 10-a B-8400 Oostende Tel. (0) 59 00 Tel.+32 0031 5959 B-8400 Oostende Tel. +32 (0)(0)10 59 55 55- 206 00 00 00 Fax 10 Fax+32 0031 0175 Tel. (0) 59 00 Fax +32 (0)(0)10 59 55 55- 413 00 00 10 www.soetaert.be www.sbr.nl Fax +32 (0) 59 55 00 10 www.soetaert.be www.curbouweninfra.nl www.soetaert.be

SBRCURnet SBRCURnet Postbus SBRCURnet Postbus 1819 1819

3000 Rotterdam Postbus 3000 BV BV1819 Rotterdam Tel. (0)10 3000 BV Rotterdam Tel. 0031 0031 (0)10 -- 206 206 5959 5959 Fax 413 0175 Tel. Fax 0031 0031 (0)10 (0)10 -- 206 413 5959 0175 www.sbr.nl Fax 0031 (0)10 - 413 0175 www.sbr.nl www.curbouweninfra.nl www.sbr.nl www.curbouweninfra.nl www.curbouweninfra.nl

Geotechniek is een uitgave van Uitgeverij Educom BV Mathenesserlaan 347 3023 GB Rotterdam Tel. 0031 (0)10 - 425 6544 Fax 0031 (0)10is - 425 7225 Geotechniek Geotechniek is info@uitgeverijeducom.nl een uitgave van Geotechniek is een uitgave van www.uitgeverijeducom.nl

Uitgeverij Educom een uitgave van BV Uitgeverij Educom BV Uitgeverij Educom Mathenesserlaan 347BV

Mathenesserlaan 347 3023 Mathenesserlaan 347 3023 GB GB Rotterdam Rotterdam Lezersservice Tel. 0031 (0)10 3023 GB Rotterdam Tel. 0031 (0)10 -- 425 425 6544 6544 Adresmutaties via Fax 0031 (0)10 doorgeven - 425 7225 Tel. 0031 6544 Fax (0)10 425 7225 info @ uitgeverijeducom.nl info@uitgeverijeducom.nl Fax 0031 (0)10 - 425 7225 info@uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl info@uitgeverijeducom.nl www.uitgeverijeducom.nl © Copyrights www.uitgeverijeducom.nl Uitgeverij Educom BV Oktober 2013 Niets uit deze uitgave mag

Lezersservice Lezersservice worden gereproduceerd met Lezersservice Lezersservice welke methode dan ook, zonder viavia Adresmutaties doorgeven Adresmutaties doorgeven Lezersservice Adresmutaties doorgeven via Adresmutaties doorgeven via schriftelijke toestemming van de @ uitgeverijeducom.nl info info@uitgeverijeducom.nl Adresmutaties doorgeven via @uitgeverijeducom.nl uitgeverijeducom.nl info@ info uitgever. © ISSN 1386 - 2758

info@uitgeverijeducom.nl

© Copyrights © Copyrights © Copyrights Copyrights © Uitgeverij Educom BV Uitgeverij EducomBV BV © Copyrights Uitgeverij Educom BV Uitgeverij Educom Oktober 2013 April 2014 Uitgeverij Educom BV Oktober 2013 Oktober 2013 Niets uit deze uitgave mag Niets uitdeze dezeuitgave uitgave mag Oktober 2013 Niets uit uit deze uitgave mag Niets mag worden gereproduceerd met worden gereproduceerd met Niets uit deze uitgave mag worden gereproduceerd met worden gereproduceerd met welke methode dan ook, zonder welke methode dan ook, zonder worden gereproduceerd met welke methode methode dan ook, zonder welke dan ook, zonder schriftelijke toestemming van dede schriftelijke toestemming van welke methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de schriftelijke toestemming van de BGGG uitgever. © ISSN 1386 2758 uitgever. ©ISSN ISSN1386 1386-- 2758 - 2758 schriftelijke toestemming van de uitgever. © © ISSN 1386 2758 uitgever.

Belgische Groepering uitgever. © ISSN 1386 - 2758

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

BGGG BGGG Belgische Groepering BGGG Groepering Belgische Groepering Belgische

voor Grondmechanica Belgische Groepering voor Grondmechanica Grondmechanica voor en Geotechniek voor Grondmechanica en Geotechniek Geotechniek en c/o BBRI, Lozenberg en Geotechniek c/o BBRI, Lozenberg Lozenberg 77 7 c/o BBRI, 1932 Sint-Stevens-Woluwe c/o BBRI, Lozenberg 7 1932 Sint-Stevens-Woluwe Sint-Stevens-Woluwe 1932 bggg@skynet.be 1932 Sint-Stevens-Woluwe bggg@skynet.be bggg@skynet.be bggg@skynet.be


T E R R A C O N

www.terracon.nl info@terracon.nl

a.p. van den berg Kwaliteit als fundament The CPT factory

creating that move youryour business creatingtools tools that move business

a.p. van den berg The CPT factory

The CPT nu factory Icone ook uit te breiden met click-on module Magneto Sondeerbuizenschroever:

Al ruim 42 jaar is A.P. van den Berg de innovatieve en betrouwbare partner als het gaat om bodemonderzoekapparatuur voor een slappe bodem. A.P. van den Berg loopt voorop in het ontwikkelen en wereldwijd Naast de vier standaard parameters puntdruk (qc ), kleef (fs ), vermarkten van nieuwe geavanceerde sondeer- en monstersteeksystemen die uitblinken in betrouwbaarheid waterspanning (u) en helling (Ix/y) kunnen extra parameters gemeten en gebruiksgemak. Van verscheidene landsondeersystemen tot multifunctioneel apparatuur voor het gebruik worden met de gebruiksvriendelijke click-on modules voor de Icone. op zee tot waterdieptes van wel 4000 meter en van uitgebreide servicepakketten tot digitale meetsystemen Een click-on module wordt automatisch herkend door het meetsysteem, waarmee de bodemgegevens zodat u flexibel kunt werken. via een kabel of optische lichtsignalen worden getransporteerd, ze behoren allemaal tot het leveringspakket van A.P. van den Berg.

gemakkelijk, snel en ergonomisch verantwoord

De modules Seismisch ende Icone Conductivity waren reeds Veelclick-on aandacht wordtIcone geschonken aan arbeidsomstandigheden van de sondeermeester. Zo heeft A.P. van beschikbaar. U kunt uw set nu uitbreiden met de Icone den Berg de sondeerbuizenschroever ontwikkeld, die Magneto. in ieder sondeerapparaat kan worden geïntegreerd.

Icone uitgevoerd. Magneto Met de buizenschroever wordt het op- en afschroeven van de sondeerstreng efficiënter De buizenschroever komt het meest tot zijn recht in combinatie met een draadloos meetsysteem. Het doorrij• drie dimensionaal meten van het magnetisch veld gen van de conuskabel behoort dan tot het verleden. Voor de sondeermeester betekent dit een aanzienlijke • detecteren van damwanden, grondankers of munitie vermindering van de fysieke inspanning en het voorkomen van een versnelde slijtage van de gewrichten. • gelijktijdig sonderen en magnetisch veldonderzoek Aandacht voor de arbeidsomstandigheden is voor alle betrokkenen van groot belang en is zijn investering dubbel en dwars waard.

Interesse? Neem contact met ons op! A.P. van den Berg Ingenieursburo bv A.P. van den Ingenieursburo b.v. Postbus 68,Berg 8440 AB Heerenveen Postbus 68, 8440 AB Heerenveen

APB CPT Ad Geotechniek Magneto 216x138 08102013 try1.indd 1

Tel.: 0513 631355

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

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

9-10-2013 9:54:21


Inhoud 3 Van de redactie - 8 The Magic of Geotechnics - 11 Afstudeerders - 16 KIVI NIRIA rubriek - 24 SBRCURnet

RECTIFICATIE

Geo-Impuls: Monitoring van Geotechnische Incidenten 12  Dr. Ir. M. van Staveren MBA

18

Ontwerprichtlijn stabiliteitsschermen in dijken Ir. J. Breedeveld / Ing. H. Larsen / Ing. A.P.C. Rozing

Interactieberekeningen Funderingselementen met het programma ‘INTER’ 28  Ir. J.H van Dalen / Ir. R.C. van Dee / Ir. R. Spruit

In editie #5/2013 van het vakblad Geotechniek is, per abuis, een verkeerde titulatuur bij de auteursnaam J.H. van Dalen geplaatst (artikel Diepwandproef Delft). De juiste titulatuur van deze auteur is Ir. J.H. van Dalen. Onze excuses voor de foutieve vermelding.

35 GEOKUNST Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van Geokunststoffen OCW: Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw 38 

Dr. K. Denolf / Dr. ir. J. De Visscher / Dr. A. Vanelstraete

Ontwerp van geokunststof voor toepassing onder onverharde wegen - Methode Sellmeijer 46  Dr. Ir. H. Sellmeijer

Voor Voor gedegen gedegen

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

Mixed-In-Place Mixed-In-Place 

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

 Groutanker met strengen  Groutanker met strengen

soilmix soilmix oplossingen oplossingen

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

Vooraanstaand Vooraanstaand en betrouwbaar en betrouwbaar www.bauernl.nl www.bauernl.nl


The Magic of Geotechnics

Dr. Jurjen van Deen

Bouwen met de Natuur

het eeuwige leven. Een grasmat toepassen is al bouwen met de natuur!

Bron - Challiyan op ml.wikipedia

Bouwen met de Natuur is in de mode, maar de geotechniek is daar nog niet zo op aangesloten. Eigenlijk is het niet logisch te denken ‘dat is niks voor ons’. Want als we de natuur het werk laten doen, brengen we veel onzekerheden in, en juist in het omgaan met onzekerheden is de geotechnicus gepokt en gemazeld. Een kans dus, voor verbreding en vernieuwing! Een belangrijk paradigma van de geotechniek is dat de ondergrond in essentie statisch is. Eens vastgesteld is de ondergrond een jaar later niet heel anders. Zelfs fluctuaties in het grondwater zijn zo niet statisch dan vaak toch wel stationair, ze variëren om een gemiddelde, en voor het gemak van het ontwerp máken we ze dan statisch door uit te gaan van ‘het ongunstigste geval’. Die staticiteit vormt het denken van de geotechnicus. Ook van de meeste opdrachtgevers, overigens, die staan ook graag met beide benen op de grond. Het denken is niet gericht op dynamische processen op tijdschaal van weken tot jaren. Voor de geotechniek is dat niet helemaal waar overigens, want de dynamiek van zettingsver-

schijnselen – toch een niet onbelangrijk issue in de geotechniek – heeft een karakteristieke tijd van (tientallen) jaren. Met die tijdsafhankelijkheid kan de geotechnicus redelijk goed omgaan, hoewel de voorspellende waarde van onze zettingsmodellen nog steeds heel beperkt is. En zetting gaat dan ook wel weer zo langzaam dat je het bijna statisch zou kunnen noemen. Voor zover we al rekening houden met dynamische processen, gaat het meestal om verouderings¬mechanismen. Zetting is er een van. Bij een dijk houden we er rekening mee door een paar decimeter overhoogte te geven. Daarmee schakelen we, een tikje simplistisch, de dynamiek in feite uit. Bij een groene dijk is ook de stabiliteit van de grasmat belangrijk. Als een of twee maal per jaar bij storm het water in golven over de dijk komt, moet het talud niet zoveel schade oplopen dat de kern van de dijk wordt aangetast. Maar enige schade is wel toelaatbaar, want het natuurlijke systeem gras heeft een zelfherstellend vermogen. Een goed onderhouden grasmat veroudert in principe niet. Dat is typisch voor bouwen met de natuur: de natuur leeft. Een beschoeiing vergaat, een damwand verroest of verrot, ook als je hem netjes onderhoudt, maar gras heeft min of meer

8

Geotechniek - April 2014

Met bouwen met de natuur verbreedt de scope van verouderingsmechanismen zich naar ontwikkelingsmechanismen. Ook dat kennen we al jaren: de hele zandige kust van Zeeland, Holland en de Waddeneilanden is een natuurlijk systeem waar natuurlijke processen als erosie, sedimentatie en opwaaien van duinen de boventoon voeren. Morfologie en geotechniek zijn nauwe verwanten. Kijk maar naar de geologie: geologie is de morfologie van 1,000 of 10,000 of 100,000 jaar geleden, maar de processen zijn in essentie dezelfde. Het belang van geologische kennis in de geotechiek is onomstreden. Met geologische kennis weet je immers wat voor soort fenomenen je in de ondergrond tegen kunt komen – geulen, veenpakketten, potklei – ook al heb je maar hier en daar een boring of sondering tot je beschikking. Eigenlijk bouwden geotechnici altijd al met de natuur, dus. En het is natuurlijk wel gestolde dynamiek, die geologie. Kennis van en gevoel voor dynamische processen is er dus wel, maar er is een paradigmashift nodig om naar de dynamiek als zodanig te kijken. Van alleen een ontwerp naar een ontwerp plus ontwikkeling. Wat daarvoor nodig is, is kennisontwikkeling, van verouderingsmechanismen en van ontwikkelmechanismen in het algemeen, want daarover is vaak maar weinig bekend. Hoe stuurbaar is een ontwerp nog als we de natuur het werk laten doen? Het is de aloude vraag naar het omgaan met onzekerheid. Ook opdrachtgevers houden meestal niet van onzekerheid, maar er is een wereld te winnen door ze aan de hand te nemen en te laten zien hoeveel winst – in draagvlak, maar ook economisch – er te behalen is. Geotechnische onzekerheid is meestal ruimtelijk van aard (heterogeniteit) en niet zozeer tijdsgebonden, maar voor een aanpak met monitoring maakt dat niet zoveel uit. Met een risicogestuurde aanpak is het niet erg als je niet alles zeker weet. Bij de aanpak geldt dezelfde filosofie als bij de observational method: bedenk van te voren wat er in grote lijnen allemaal kan gebeuren, leidt daaruit een risicogestuurd monitoringplan af en completeer het geheel met van te voren te bedenken welke


The Magic of Geotechnics

ingreep dan adequaat is. Bij een Bouwen met de Natuur aanpak is het niet anders dan bij een bouwproject. Zo gaan wij om met onzekerheid in de geotechniek! Er is nog een ander perspectief voor geotechniek bij Bouwen met de Natuur. Er is geen reden om te wachten tot anderen met ‘natuurlijke’ oplossingen komen en dan komen vragen of de geotechnicus wil beoordelen of het wel veilig is. Dat is een beetje dezelfde relatie die de geotechniek heeft ten opzichte van architecten en ontwerpers. Volgend, niet proactief. Er zijn mogelijkheden genoeg om slim gebruik te maken van mogelijkheden die er zijn, maar die een ander niet ziet. Of onvoldoende waardeert. Je moet dan wel de vrijheid nemen om het ontwerp ter discussie te stellen. Het iconisch voorbeeld is de parkeergarage onder het UMCG in Groningen. Door die parkeergarage aan de andere kant van het gebouw te zetten kon geprofiteerd worden van de dikke laag potklei daar, om als bodem van de kelder te fungeren. De architect zal niet bij voorbaat blij worden van de geotechnicus die met extra voorwaarden vanuit de ondergrond komt, maar als het ontwerp toch al aan 27 randvoorwaarden moet voldoen, waarom dan niet aan 28?

Nieuwe perspectieven introduceren zal vaak op tegenstand stuiten. Onbekend maakt onbemind. Iedereen is gewend aan een cleane dijk, maar die is landschappelijk niet zo interessant. Een dijkbeheerder wil liever geen boom op zijn dijk. Dat is onzekerheid. De geotechnicus kan inbrengen dat die boom het grondwater laag houdt en daarmee de dijk in principe steviger maakt. Verder maken de wortels een dicht net van wapening in de grond waarmee de dijk sterker wordt. En aan de andere kant kunnen wortels een voorkeurspad voor waterlekkage maken en kan de boom natuurlijk omwaaien en een krater in de dijk maken. Maar hoe erg tast dat de waterkerende functie aan? En hoe hangt dat af van de plek waar de boom staat? De geotechnicus heeft gevoel voor de effecten die op kunnen treden en kan vertellen welk aanvullend onderzoek nodig is om processen in kaart te brengen. Daar ligt een taak voor de geotechnicus: hij is de man (m/v) die vertrouwen kan geven dat het goed komt. Hij moet ook niet nalaten uit te buiten dat het woord ‘engineer’ een positieve klank heeft. Zelfs de financiële wereld – of all worlds – speelt er mooi weer mee: “Robeco - the investment engineers”. Bouwen met de Natuur raakt een zere plek door het bij velen diepgeworteld onbehagen bij

het optreden van onzekerheid. Geen boom is de makkelijkste weg, maar niet de fraaiste oplossing. Zeker als andere criteria een rol spelen dan alleen het waterkerend vermogen – landschap, natuur, recreatie – is de expertise van de geotechnicus hard nodig. Ook bij gebiedsontwikkeling waar ‘Ontwerpend onderzoek’ tegenwoordig het codewoord is. Samen met meerdere specialismen creatieve oplossingen verzinnen onder gebruik maken van de mogelijkheden die de natuur en de ondergrond bieden. Meestal wordt de variatie van de ondergrond gezien als bedreiging, maar met inzicht daarin verkeert de bedreiging in een kans. Voor het vakgebied een verbreding. Een gelegenheid om de maatschappelijke impact van het vakgebied zichtbaar te maken. Om het eigen belang te etaleren. En wie wil dat nou niet, belangrijk zijn? Literatuur Risicogestuurde monitoring met Hermes: www.geonet.nl/monitoring Observational method: www.geonet.nl/observational AZ Groningen: www.geonet.nl/successen Reacties zijn welkom op: reactiegeotechniek@geonet.nl

Foto - Jurjen van Deen

9

Geotechniek - April 2014


Inhoud 1 Van de Redactie – 6 Actueel – 9 CUR Bouw & Infra – 19 The Magic of Geotechnics 28 KIVI NIRIA rubriek – 34 Normen & Waarden – 37 Afstudeerders – 42 Agenda

10

CUR Richtlijn 247: Risico gestuurd grondonderzoek, van planfase tot realisatie

14

Monsterverstoring, de laatste onbekende schakel?

22

De nieuwe Ramspolbrug op open stalen buispalen

30

Ing. H. Brassinga / Ir. J. van Dalen

Dr. ir. C. Zwanenburg

Ir. R.O. Schippers / Ir. J.W.R. Brouwer

Deel IV in de kleine serie: Wat kunnen wij nu nog van Keverling Buisman leren

Met Buisman naar de isotachen ir. J. Heemstra

38

De Luxemburgse bodem en de zwakke Rhät klei Prof. dr. ir. A. Vervoort / ir. G. Van Lysebetten

43 GEOKUNST Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van geokunststoffen 46 Deformatiemetingen unieke tien meter hoge gewapende grondwand Ing. T. Linthof / Ing. C. Brok / Ing. P. van Duijnen / Ir. S. van Eekelen

54

Lichtgewicht snelwegverbreding met verticale zijwand van A76 op ingekort talud met keerwand Dr. Ir. M. Duskov / Ir. A. Plagmeijer / Ing. M. den Uil


Afstudeerders

gen mobiliseert. De overgang tussen deze twee modus van schachtwrijving wordt vaak gedefinieerd als het neutrale vlak (Fellenius, 1972). Dit neutrale vlak, dat zich niet op een constant niveau bevindt, assisteert bij het bepalen van de (lange termijn) zakking van een paal in de grond. Drijvende palen komen voornamelijk voor waar stijvere klei lagen zich onder slappe klei lagen bevinden zoals o.a. in de westkust van Zweden of in de Kaspische zee. Figuur 1 - X-ray scan van het geteste kalkzand Liquefactie-gevoeligheid van kalkzand – Konstantinos Petropoulos

In deze rubriek wordt het werk van twee Master studenten Civiele Techniek met afstudeerrichting Geo-Engineering gepresenteerd. Dit keer is de keuze gevallen op Konstantinos Petropoulos en Marius Ottolini. Petropoulos onderzocht de liquefactie-gevoeligheid van kalkzanden in een samenwerking van TU Delft en Hydronamic / Boskalis. Zijn scriptie is getiteld: ‘Earthquake induced liquefaction susceptibility of Carbonate sands Experimental study: Cyclic behaviour of Carbonate materials used as hydraulic fills’. Marius Ottolini deed aan de TU Delft onderzoek naar installatie-effecten bij drijvende palen, met de titel ‘Immediate & long-term installation effects adjacent to an open-ended pile in a layered clay’ voor Shell Global Solutions. Hieronder volgt een samenvatting van beide scripties, het volledige werk is te vinden op http://repository.tudelft.nl. Liquefactie-gevoeligheid van kalkzand – Konstantinos Petropoulos Het voorkomen van kalkzanden in economisch belangrijke gebieden, die seismisch actief zijn (bijvoorbeeld Centraal-Amerika), bepaalt de noodzaak voor het onderzoeken van de liquefactie-gevoeligheid van deze zandsoort. Bestaande evaluatie- methoden zijn gebaseerd op in-situ sonderingen (CPT, SPT enz.) en op historische cases van sites waar voornamelijk kwartszand voorkomt. Deze werkwijzen kunnen niet worden toegepast op kalkzand, doordat deze andere eigenschappen hebben (breekbaar en hoekig), wat leidt tot een conservatieve evaluatie. In dit onderzoek is een reeks van isotroop geconsolideerde ongedraineerde cyclische

triaxiaaltesten uitgevoerd op kalkzand uit Centraal-Amerika (zie figuur 1). Het test programma was ingericht om een hydraulic fill te simuleren. Daarom zijn de zandmonsters getest bij verschillende relatieve dichtheden (Dr), effectieve horizontale spanningen (σ’3con), en aardbeving-scenario’s (Cyclic Stress Ratio, CSR).

In het verleden is het gedrag van drijvende palen uitgebreid beschreven met de neutrale vlak benadering. Deze benadering vereist een betrouwbare voorspelling van de grondzetting, die op zijn beurt weer beïnvloed worden door de effecten van de paal installatie in de grond. Daarom is additioneel experimenteel onderzoek nodig om de huidige numerieke methoden en analytische methode te verbeteren door het grondgedrag tijdens, direct na installatie en op de lange termijn mee te nemen. Een nieuwe experimentele methode is ontwikkeld voor de geotechnische centrifuge, die zich goed leent voor dit onderzoek omdat zettingen zich kwadratisch met de tijd laten schalen (Taylor, 1995).

Vervolgens zijn cyclische sterkte krommes verkregen door de cyclic stress ratio te plotten voor het aantal belastingsscycli totdat liquefactie optreedt in het monster (Nf). Deze krommes zijn vergeleken met beschikbare krommes uit de literatuur voor kwartszanden en andere kalkzanden. Over het algemeen bleek het kalkzand uit Centraal Amerika minder gevoelig te zijn voor liquefactie dan kwartszanden. Hoewel zowel dichtheid en de horizontale spanning significante invloed bleken te hebben op de sterkte, bleek eerstgenoemde het meest belangrijk. Vergeleken met Toyoura-zand (kwartszand) en twee andere kalkzanden was de invloed van relatieve dichtheid minder uitgesproken, terwijl horizontale spanning alleen invloed bleek te hebben op kalkzanden. Het verbrijzelen van korrels is niet waargenomen voor de onderzochte range van spanningen die gebruikelijk zijn in hydraulic fills.

Een axisymmetrische proefopstelling is gebruikt om de grondverplaatsingen en waterspanningen te meten tijdens en na installatie van de paal. Een van de wanden is uitgerust met 40 waterspanningsmeters, daarnaast wordt er via een digitale camera beelden gemaakt van de andere wand. Hieruit kunnen de verplaatsingen gehaald worden via Particle Image Velocimetry. Installatie van een kwart buispaal gebeurt in de hoek van deze twee wanden waardoor dezelfde condities langs de twee wanden heerst.

Installatie-effecten bij drijvende palen – Marius Ottolini

Fellenius, B. H. (1972), `Downdrag on piles due to negative skin friction’, Canadian Geotechnical Journal 9(4), 323-337.

Drijvende palen mobiliseren hun draagvermogen primair via schachtwrijving. Het bovenste gedeelte van de paal ondervindt een negatieve schachtwrijving terwijl het onderste gedeelte via positieve schachtwrijving het draagvermo-

11

Geotechniek - April 2014

De resultaten van de experimenten onderbouwen de theorie die in de literatuur is gegeven. Maar de effecten van de paal installatie op de waterspanningen, doorlatendheid en sterkte van de grond moeten niet verwaarloosd worden. De uitgevoerde experimenten kunnen als validatie materiaal voor geavanceerde numerieke modellen gebruikt worden.

Taylor, R. N. (1995), Centrifuges in modelling: principles and scale effects, in `Geotechnical Centrifuge Technology’, pp. 19-33.


Geo-Impuls: Monitoring van Geotechnische Incidenten Inleiding De Nederlandse bouwsector geeft jaarlijks honderden miljoenen te veel uit. Het risicomanagement van de ondergrond is veelal nog niet goed op orde, waardoor vermijdbare en dure problemen optreden. Dit was in 2009 de aanleiding voor het sector-brede Geo-Impuls programma (Cools, 2011). Hierin bundelen ruim 40 opdrachtgevers, bouwers, ingenieursbureaus en kennisinstellingen hun krachten, met als ambitieus doel om het geotechnisch falen in projecten in 2015 te halveren. Meer dan 200 ingenieurs en managers uit 40 organisaties werken in Geo-Impuls samen door hulpmiddelen voor geotechnisch risicomanagement (GeoRM) te ontwikkelen. En vooral ook door ze toe te passen. Dit om vermijdbare kostenverhogingen vanuit de ondergrond te minimaliseren, evenals ongevallen, vertragingen, hinder, overlast, en reputatieverlies. Het beoogde eindresultaat van de Geo-Impuls de brede toepassing van GeoRM binnen het vakgebied geotechniek (Van Staveren & Litjens, 2012, Van Staveren 2011). GeoRM sluit overigens naadloos aan op het risicomanagement volgens ISO 31000 (NEN 2009). Het is letterlijk en figuurlijk een verdieping van het binnen de bouwsector gangbare RISMAN proces (Van Well e.a., 2003), waarbij dezelfde risicomanagement stappen worden doorlopen met expliciete aandacht voor geotechnische risico’s. Een geotechnisch risico heeft minimaal één geotechnische oorzaak, een kans van optreden en minimaal één effect op de doelstellingen van een bouw- of infrastructuurproject. Geo-Impuls wil de brede toepassing van GeoRM als de wijze van werken in de GWW-sector als eindresultaat opleveren. Echter, leidt de toepassing van GeoRM voor de beheersing van geotechnische risico’s daadwerkelijk tot de beoogde forse reductie van geotechnisch falen? Dát is de prangende vraag waar het uiteindelijk om draait. De Geo-Impuls heeft niet voor niets als metafoor de genoemde halvering van geo-

technisch falen in de GWW-sector in 2015. De Stuurgroep van de Geo-Impuls heeft er echter vanaf het begin nadrukkelijk voor gekozen om geen kwantitatieve aanpak voor het meten van de doelstelling te kiezen. De reden is dat de daarvoor benodigde informatie niet, of hoogstens incompleet en met zeer veel inspanning, zou kunnen worden verkregen. Om toch een indruk te krijgen van de mate waarin geotechnische incidenten optreden, en in de loop van de jaren van het Geo-Impuls programma hopelijk ook afnemen, is gekozen voor een jaarlijkse feitelijke registratie en analyse van geotechnische incidenten, zoals gepubliceerd in artikelen in hét dagblad voor de bouw- en infrasector: Cobouw. Deze registratie is gestart in 2010 en gaat door tot 2015. Inmiddels zijn van de jaren 2010 t/m 2013 de resultaten beschikbaar. Met name in het afgelopen jaar 2013 is een interessante ontwikkeling gesignaleerd. Daarom is het nu de tijd om resultaten van de geotechnische incidentenanalyse breed te delen in ons vakgebied geotechniek. In dit artikel wordt eerst kort de aanpak van de geotechnische incidentenanalyse toegelicht, inclusief de definitie van een geotechnisch incident. Vervolgens wordt een aantal parameters van geotechnische incidenten over de periode 2010 – 2013 gepresenteerd en met elkaar vergeleken. Daarna worden de oorzaken en effecten van de geotechnische incidenten over dezelfde periode met elkaar vergeleken. Dit leidt tot enkele conclusies en een verantwoording over het uitgevoerde onderzoek. Aanpak van de geotechnische incidentenanalyse De analyse is gebaseerd op een dataverzameling van alle artikelen over geotechnische incidenten die zijn gepubliceerd in Cobouw in de jaren 2010 t/m 2013. Een geotechnisch incident is gedefinieerd als het optreden van een gebeurtenis met negatieve effecten voor één of meerdere betrokkenen, met één of meerdere oorza-

12

Geotechniek - April 2014

Dr. Ir. Martin van Staveren MBA Adviseur Stuurgroep en Kernteam Geo-Impuls Adviseur risicomanagement VSRM

ken dat te maken heeft met bouwen in grond, op grond of met grond. Deze negatieve effecten kunnen materieel en / of immaterieel van aard zijn. Voorbeelden zijn verzakkingen aan woningen ten gevolge van heitrillingen, wateroverlast door een per abuis doorboorde waterleiding, het bezwijken van een damwand voor een bouwput, het afschuiven van een talud bij een wegverbreding, en dergelijke. De in de Cobouw artikelen geïdentificeerde kenmerken van de geotechnische incidenten zijn geclassificeerd in drie groepen: 1.  Algemene informatie over het geotechnische incident; 2.  Specifieke informatie over de oorzaak of oorzaken van het geotechnische incident; 3. Specifieke informatie over de effecten van het geotechnische incident. De jaarlijkse analyse van de algemene informatie betreft (1) het aantal incidenten en de periode van optreden, (2) het aantal malen dat over hetzelfde incident is gepubliceerd, (3) de geografische verdeling van de gepubliceerde incidenten, (4) het type constructies, waarbij de incidenten zijn opgetreden, (5) het type gepubliceerde incidenten, (6) het type betrokken opdrachtgever en (7) het type betrokken bouwbedrijf en / of ingenieursbureau. Informatie over de oorzaak of oorzaken van het geotechnische incident is geclassificeerd in vijf rubrieken. Deze indeling is volgens die van CUR Publicatie 227, Leren van Geotechnisch Falen (CUR 2010) waarbij oorzaken voor geotechnisch falen op drie niveaus zijn beschouwd. Het microniveau omvat de fouten die gemaakt worden door (a) gebrek aan kennis bij de betreffende professional, door bedrog, of door vergissing, en (b) door problemen die optreden door falende materialen en technieken van de geotechniek. Het mesoniveau betreft de organisatie en daarbij behorende (gebrek aan) communicatie,


Samenvatting

seerd. De resultaten van de jaren 2012 t/m 2013 worden gepresenteerd en met elkaar vergelijken. De cijfers van 2013 laten een opvallende trend zien: ten opzichte van 2012 is het aantal publicaties over projecten met ondergrond-problemen met 47 % gedaald. Deze daling is veel groter dan de daling van het bouwvolume van 5 % in de gww-sector in 2013. De genoemde ambitieuze doelstelling van Geo-Impuls komt hiermee dus een stap dichterbij.

Binnen het sector-brede Geo-Impuls programma wordt sinds 2010 wordt systematisch bijgehouden hoeveel projecten met geotechnisch falen jaarlijks het dagblad Cobouw halen. Op deze wijze wordt inzicht verkregen in hoeverre de metaforische doelstelling van de Geo-Impuls ‘Halvering van Geotechnisch Falen in projecten in 2015’ – wordt gerealiseerd. In 2013 de vierde systematische registratie van gepubliceerde geotechnische incidenten uitgevoerd. Dit artikel geeft inzage in de wijze waarop de geotechnische incidenten worden geregistreerd en geanalyTabel 1 - Algemene geotechnische incidenten informatie

Resultaten

Kenmerken geotechnische incidenten informatie

Nr.

2010

2011

2012

2013

1.1 Aantal incidenten (100 %)

36

32

32

17

1.2 Aantal incidenten per maand in herfst & winter

4-5

-

0-4

1-2

1.3 Aantal incidenten per maand in voorjaar & zomer

1-2

-

0-5

1-2

2.1 % incidenten waarover 1 maal is gepubliceerd

64

68

91

82

2.2 % incidenten waarover 2 maal is gepubliceerd

25

32

0

6

2.3 % incidenten waarover >2 is gepubliceerd

11

0

9

12

Top 3 provincies met de meeste incidenten - Nr. 1 3.0 - Nr. 2 - Nr. 3

N-Hol

Z-Hol

N-Hol Limb

Z-Hol Utr

Gld

Gld

Gld

Gr, Ov Limb

Z-hol

N-Br, Utr

Fr, Gr, Z-H, NBr

Dr, Gld, N-Br

25

19

16

29

% incidenten per type constructie - Bouwputten

22

25

6

12

4.0 - Funderingen

- Leidingen & rioleringen

19

0

28

12

- Wegen

11

6

13

0

- Tunnels

6

6

13

12

- Overig

17

44

25

35

% incidenten per type incident 19

25

13

18

5.0 - Deformaties

- Bezwijken / totale vervanging nodig

31

13

31

18

- Lekkage

11

6

9

24

- Overige

39

56

37

41

- Publiek – gemeenten

67

44

28

35

% incidenten per type opdrachtgever

6.0

- Publiek – Overig

11

12

28

18

- Semipubliek

8

25

31

29

- Privaat

8

19

9

18

- Onbekend

6

0

3

0

- Grote bouwer / ingenieursbureau

31

31

44

29

- Middelgrote bouwer / ingenieursbureau

11

6

9

12

- Kleine bouwer / ingenieursbureau

6

6

3

6

- Onbekend

52

57

44

53

% incidenten per omvang betrokken bouwer / ingenieursbureau 7.0

13

Geotechniek - April 2014

kwaliteitsbewaking en dergelijke. Het macroniveau betreft (a) het systeem en de cultuur in de bouwsector, zoals methoden van uitbesteding van werken, gebruiken in de sector, onvolkomen opleidingen, en (b) externe factoren, zoals (ontbrekende of juist te overvloedige) wet- en regelgeving en de rol van de politiek. Tenslotte zijn voor de analyse van de effecten van de gepubliceerde geotechnische incidenten zijn zes soorten effecten onderscheiden, met per effect drie criteria en bijbehorende scores: 1. Optreden van slachtoffers (score 3: doden, score 2: zwaar gewonden, score 1: licht gewonden); 2.  Optreden van materiële schade (score 3: instorting, score 2: functioneel onbruikbaar, score 1: cosmetische schade zoals schuren); 3. Optreden van reputatieschade (score 3: faillissement of ontslag, score 2: koersdaling of publieke berisping, score 1: negatieve berichtgeving); 4.  Optreden van kostenverhogingen (score 3: meer dan 1 miljoen euro, score 2: 100.000 euro tot 1 miljoen euro, score 1: minder dan 100.000 euro); 5. Optreden van vertragingen (score 3: meer dan 1 jaar, score 2: 6 maanden tot 1 jaar, score 1: minder dan 6 maanden); 6.  Optreden van overlast (score 3: bewoners tijdelijk andere huisvesting of stremmingen van trein/tramverkeer waarbij veel reizigers worden gedupeerd, score 2: zware of langdurige overlast, score 1: beperkte of korte overlast); De som van de zes effecten geeft de totaalscore van de effecten van het betreffende geotechnische incident. De theoretische minimum score van de effecten van het optreden van een geotechnisch incident is dus 0 (6 x 0). In de praktijk zal optreden van een incident altijd minimaal 1 (licht) effect hebben, zodat de praktische minimum score 1 bedraagt (1 x 1). De maximum score is 18 (6 x 3). Let wel, alléén effecten van


het geotechnische incident die volgen uit de desbetreffende publicatie(s) van het incident zijn gescoord. Dit betekent dat de scores van de effecten minimum scores zijn, omdat er wel degelijk ook niet gepubliceerde effecten kunnen zijn. Geotechnische incidenten: periode 2010 – 2013 Tabel 1 presenteert de algemene geotechnische incidenten informatie, ingedeeld in de zeven categorieën voor de jaren 2010 t/m 2013. Uit tabel 1 volgt dat het aantal geotechnische incidenten dat in Cobouw is gepubliceerd in 2013 (17 incidenten) meer dan gehalveerd is sinds 2010 (36 incidenten). Ten opzichte van 2012 is het aantal gepubliceerde geotechnische in 2013 gedaald met 47%. Of deze bijna halvering van het aantal gepubliceerde incidenten in 2013 ten opzichte van 2012 blijvend is zal in 2014 blijken. Aangenomen kan worden dat het daadwerkelijk aantal opgetreden incidenten in de jaren 2010 t/m 2013 hoger is dan de gepubliceerde gevallen, omdat niet alle incidenten de Cobouw zullen halen. Hoe groot het in Tabel 1 gepresenteerde “topje van de ijsberg” is ten opzichte van het totaal aantal opgetreden incidenten (10 %, 20 %, of 50 %?), is op basis van de beschikbare informatie niet in te schatten. De waarde van deze incidentenanalyse zit dan ook vooral in onderlinge vergelijkingen van de diverse parameters over verschillende jaren, waarmee relatieve trends zichtbaar worden. Tabel 1 laat een jaarlijkse variatie zien in de diverse kenmerken van de geotechnische incidenten informatie. Zo staan bijvoorbeeld gemeenten staan weer in 2013 weer aan kop als type opdrachtgever die het meest wordt getroffen door geotechnische incidenten. Het percentage van 35 % van de gepubliceerde incidenten bij gemeenten is bijna twee maal zo hoog als dat van overige publieke instellingen. Voor semipublieke opdrachtgevers is het percentage gepubliceerde incidenten in 2013 ongeveer gelijk aan dat in 2012 en nog steeds bijna vier maal zo hoog als in 2010. Private opdrachtgevers zijn in 2013 qua percentage twee maal zo vaak getroffen door geotechnische incidenten dan in 2012 en komen daarmee weer op het niveau van 2011. Minder dan in 2010 t/m 2012 zijn in 2013 de grote bouwers als opdrachtnemer betrokken bij de gepubliceerde geotechnische incidenten. In 2013 is in de publicaties niet expliciet melding gemaakt van betrokkenheid van grote of kleine ingenieursbureaus.

Tabel 2 - Oorzaken van geotechnische incidenten Nr.

Niveau van optreden van oorzaken geotechnisch incident

Resultaten (% incidenten) 2010

2011

2012

2013

1.1

Microniveau - professional

33

25

53

6

1.2

Microniveau - geotechniek

53

63

31

18

1.3

Mesoniveau - organisatie

20

0

6

35

1.4

Macroniveau - sector

3

0

0

0

1.5

Macroniveau - externe factoren

11

13

6

12

1.6

Oorzaak onbekend

0

37

12

29

NB: de som van de % van de 5 oorzaken kan meer dan 100 % zijn, vanwege soms meer dan 1 gepubliceerde oorzaak per incident

Oorzaken van geotechnische incidenten: periode 2010 - 2013 Tabel 2 presenteert de resultaten van de oorzaken analyse van de geotechnische incidenten in de periode 2010 t/m 2013. De resultaten zijn uitgedrukt in percentages. Bijvoorbeeld, in 2013 is uit 6 % van de gepubliceerde geotechnische incidenten een oorzaak op microniveau van de geotechnische professional afgeleid. Uit bovenstaande tabel volgt dat het micro niveau van de geotechnische professional en de geotechniek in 2013, in tegenstelling tot de voorgaande jaren, ondervertegenwoordigd zijn, althans voor zover de oorzaken zijn gepubliceerd. In 2013 is het mesoniveau van de organisatie aanzienlijk meer vertegenwoordigd dan in 2012, evenals het macro niveau. Het aantal incidenten met onbekende oorzaak is in 2013 overigens gestegen tot 29 % ten opzichte van 12 % in 2012. Echter, de berichtgeving over de oorzaken van de geotechnische incidenten is in het algemeen summier. Daarbij blijkt lastig om de in de berichtgeving aangegeven oorzaken te classificeren in met name de categorieën micro-professional, micro-geotechniek en meso-organisatie. Daarom dienen de gegevens in Tabel 2 met terughoudendheid te worden geïnterpreteerd. Effecten van geotechnische incidenten: periode 2010 – 2013 Tabel 3 geeft de resultaten van de effecten classificatie van de geotechnische incidenten in de periode 2010 t/m 2013. Ook deze resultaten zijn weer uitgedrukt in percentages. Bijvoorbeeld, in 2013 is in 6 % van de gepubliceerde geotechnische incidenten melding gemaakt van slachtoffers. Uit Tabel 3 kan worden opgemaakt dat gemiddelde totaalscore op de effecten van 22 % in 2013 weer gelijk is aan die uit 2010. Dit percen-

14

Geotechniek - April 2014

tage geeft aan de gemiddelde effecten in de incidenten aanzienlijk lager zijn dan het theoretisch maximale effect van 100 % (waarbij alle 6 soorten effecten een maximale score van 3 zouden hebben). Uit Tabel 3 volgt bijvoorbeeld ook dat de in de publicaties vermelde materiele schade de afgelopen 4 jaren is teruggelopen (van 52 % in 2010 tot 35 % in 2013), evenals de vertragingen (van 47 % in 2010 tot 18 % in 2013). De meldingen van kostenverhogingen zijn in dezelfde periode juist toegenomen van 8 % in tot 35 % van de jaarlijkse publicaties. Na twee jaar zonder slachtoffers is in 2013 toch weer een incident met slachtoffers opgetreden. Tenslotte, het effect reputatieschade blijkt vaak lastig in te schatten. Evenals in 2012 is er in 2013 voor gekozen om reputatieschade alleen mee te nemen als het duidelijk uit de tekst van de publicatie is af te leiden. Dat was in 2013 het geval bij 1 incident, net als in 2012 (het hogere percentage in 2013 is te wijten aan de bijna 50 % minder gepubliceerde incidenten in 2013). Evenals in 2012 wordt in de publicaties van de geotechnische incidenten in 2013 niet expliciet melding gemaakt van reputatieschade, wat niet wegneemt dat het bericht als zodanig in Cobouw (in)direct aan reputatieschade kan bijdragen. Bij al deze percentages dient nadrukkelijk aangetekend te worden dat bij de gepubliceerde incidenten zeer waarschijnlijk niet in alle gevallen alle effecten zijn weergegeven. De effect scores dienen daarom als minimum waarden te worden beschouwd. De werkelijke effecten zijn naar verwachting groter, waarbij wederom op basis van de huidige informatie niet is aan te geven hoeveel groter. Conclusies In dit artikel zijn aantallen, kenmerken, oorzaken en effecten van geotechnische incidenten, zoals gepubliceerd in Cobouw in de periode 2010 – 2013 gepresenteerd en geanalyseerd. Doel is


Geo-Impuls: Monitoring van Geotechnische Incidenten

Tabel 3 - Effecten van geotechnische incidenten Nr.

Resultaten (% incidenten)

Beschrijving effecten geotechnisch incident

2010

2011

2012

2013

1

Slachtoffers met letsel (doden en gewonden)

14

0

0

6

2

Materiële schade (bezwijken of deformaties)

52

68

41

35

3

Reputatieschade voor betrokken partijen

40

31

3

6

4

Kostenverhogingen

8

19

22

35

5

Vertragingen

47

38

47

18

6

Overlast voor omwonenden & reizigers

55

63

50

29

Gemiddelde totaalscore effecten als % van maximum

22

27

16

22

Maximum geregistreerde effect score als % van maximum

72

44

36

39

Minimum geregistreerde effect score % van maximum

6

11

6

6

NB: de som van de % van de 6 effecten oorzaken kan meer dan 100 % zijn, vanwege meer dan 1 effect per incident om vanuit het Geo-Impuls programma inzicht te verkrijgen in de geotechnische incidenten die de pers halen, als indicator voor de ontwikkelingen van het geotechnisch falen in de Nederlandse bouw- en infrasector. De daling van het aantal in 2013 gepubliceerde incidenten met 47 % ten opzichte van 2012 is opvallend en aanzienlijk groter dan de daling van het bouwvolume in de GWW-sector in 2013 ten opzichte van 2012 (circa 5 %). Zowel in 2011 als in 2012 zijn 32 incidenten gepubliceerd, tegen 17 in 2013. Momenteel is niet te beoordelen of de (bijna) halvering in 2013 van het aantal incidenten structureel is of niet. Uit de registraties over 2014 zal volgen of de dalende trend zich voortzet, stabiliseert, of juist afneemt. Ook is het nog lastig om aan te tonen in hoeverre het Geo-Impuls programma aan deze daling van gepubliceerde geotechnische incidenten heeft bijgedragen. Zijn er daadwerkelijk minder incidenten opgetreden of is er “pers- en publieksmoeheid” voor berichtgeving over geotechnisch falen? Feit is wel dat vanuit Geo-Impuls de laatste jaren aanzienlijk meer aandacht is besteed aan de noodzaak om bouwrisico’s vanuit de ondergrond tijdig en effectief te beheersen. Dit via vele bijeenkomsten in werkgroepen, speciale workshops, risico-gestuurde richtlijnen en publicaties. Nadrukkelijk wordt gesteld dat aangenomen dient te worden dat het daadwerkelijk aantal jaarlijks opgetreden geotechnische incidenten hoger is dan aangegeven in dit artikel. Niet alle incidenten zullen immers als Cobouw bericht in de openbaarheid komen. Hoe groot het “topje van de ijsberg” van de in de Cobouw gepubliceerde incidenten verhoudingsgewijs is ten opzichte

van het totaal aantal opgetreden incidenten, valt lastig in te schatten. Wel is het aannemelijk dat de meest spraakmakende geotechnische incidenten de pers halen. Dit zullen in veel gevallen de incidenten met de grootste effecten zijn, omdat het anders te weinig nieuwswaarde heeft. De oorzaken van de opgetreden incidenten zijn lastig uit de publicaties te achterhalen. Getracht is om de indeling van CUR 247 Leren van Geotechnisch Falen te benutten voor de classificatie van de effecten. Zoals aangegeven is de betrouwbaarheid hiervan beperkt en is de classificatie in hoge mate indicatief. Om de daadwerkelijk oorzaken te achterhalen is een uitgebreidere aanpak nodig, zoals destijds door de betreffende CUR commissie is uitgevoerd. Effecten zijn vaak wel uit de publicaties af te leiden, waarbij wordt opgemerkt dat ook de effecten in veel gevallen incompleet zijn. Wel blijkt steeds weer uit de publicaties dat meerdere partijen betrokken zijn bij de geotechnische incidenten en daar nadelige effecten van ondervinden. Naast vooral (semi)publieke opdrachtgevers en opdrachtnemers (de grote bouwbedrijven) zijn dat bijvoorbeeld nutsbedrijven, bewoners en reizigers. Toeleveranciers en ingenieursbureaus worden overigens niet of nauwelijks in de publicaties genoemd. Tenslotte, de Cobouw Incidenten Analyse, zoals gepresenteerd in dit artikel, heeft enkele onvermijdelijke beperkingen. De belangrijkste zijn waarschijnlijk onvolledigheid van informatie in de veelal summiere publicaties en subjectiviteit in de voor de classificatie en analyse benodigde interpretaties, door expert judgement. Desondanks ontstaat door het hanteren van dezelfde aanpak gedurende meerdere jaren een steeds

15

Geotechniek - April 2014

completer indicatief beeld van de hoeveelheid en aard van geotechnische incidenten in de Nederlandse bouw- en infrasector, gezien vanuit het perspectief van de Cobouw lezer. Monitoring van geotechnische incidenten wordt in 2014 daarom onverminderd voortgezet. Daaruit zal blijken of in 2013 een belangrijke trendbreuk is ingezet, waarvan alle betrokkenen in en buiten de bouwsector profiteren. Literatuur - Cools, M. C.B.M. (2011). Geo-Impuls: Halvering geotechnisch falen in projecten in 2015. Geotechniek, jaargang 15, oktober 2011. - NEN (2009). NEN-ISO 31000 (nl): Risicomanagement Principes en Richtlijnen. Nederlands Normalisatie-instituut, Delft. - Van Staveren, M.Th. & Litjens, P.P.T. (2012). GeoRM: Risicogestuurd werken als eindresultaat van Geo-Impuls. Geotechniek, jaargang 16, juli 2012. -  Van Staveren, M.Th. (2011). Geotechniek in Beweging: Praktijkgids voor Risicogestuurd Werken. 3e druk, Geo-Impuls i.s.m. KIVI NIRIA Geotechniek, Deltares en VSRM. - Van Well-Stam, D., Lindenaar, F., van Kinderen, S., van den Bunt, B. (2003). Risicomanagement voor Projecten: De RISMAN-methode toegepast. Spectrum, Houten. -  CUR (2010). Leren van Geotechnisch Falen. Publicatie 227. CUR Bouw & Infra, Gouda.

Reageren op dit artikel? Dat kan door uw reactie (als Word-doc) te mailen naar de uitgever: info@uitgeverijeducom.nl


KIVI Afdeling Geotechniek

Geolympics (2) Op 7 februari vond de KIVI Geotechniek ALV plaats in het nieuwe Paviljoen van Deltares in Delft. Hier namen we afscheid van penningmeester Egbert Teunissen, die deze rol vele jaren vervulde. Egbert was een continue factor die de stijgende lijn in de financiële positie van de afdeling heeft begeleid en bijbehorende beleidsbeslissingen heeft geïnitieerd en geadministreerd. Zijn rol in de financiële commissie van de Ledenraad van KIVI blijft hij gelukkig vervullen, want de banden tussen KIVI bureau en de afdeling zijn van groot belang en gaan voor een groot deel over investeringen en het beheer van (ook ons) vermogen. Het bestuur is uitgebreid met de nieuwe penningmeester Almer van der Stoel, en de nieuwe leden Arny Lengkeek en Ben van der Kwaak (lid van de Ondergrondse). Hiermee staan we zeker weer gesteld voor een actief jaar met veel evenementen en de viering van het 65 jarig jubileum van de afdeling, waarover later meer. De dag na de KIVI Geotechniek ALV was de start van de Olympische Spelen in Sochi. Bij de zo-

Mandy Korff

merspelen van Londen in 2012 maakte Toon Gerbrands al de link tussen presteren in je vak en in de sport door de voor beide noodzakelijke aspecten VISIE, ACTIE en PASSIE neer te zetten (zie KIVI pagina in editie 2012-3). Maar er zijn nog meer links. Bij de Olympische Spelen komt elke vier jaar de hele wereldtop samen om te laten zien wat ze de afgelopen jaren hebben opgebouwd en om dat om te zetten in klinkende prestaties. En dat levert mooie dingen op, waaronder een aantal clean sweepes van de Nederlandse lange baan schaats(t)ers. Onze eigen geotechnische olympische spelen vinden elke 4 jaar plaats op het internationale ISSMGE congres, afgelopen september in Parijs en in 2017 in Seoul. Om niet zo lang te hoeven wachten, vind u hieronder een lijst met internationale evenementen waar u alvast op uw eigen discipline uit kunt komen. Ook als toeschouwer zijn deze bijeenkomsten zeer nuttig, u krijgt de kans te zien wat andere ‘atleten’ hebben bereikt en kunt dit meteen toepassen in uw eigen praktijk. En of u daarbij dan een oranje pak aantrekt of muts opzet laat ik aan u over. Maar schroom niet, de Nederlandse

supporters zijn over de hele wereld bekend en geliefd vanwege ‘onze’ uitbundigheid en sportiviteit. Doe er uw voordeel mee en wie weet tot ziens op een van onderstaande evenementen. Namens het bestuur van de afdeling KIVI Geotechniek,

Mandy Korff voorzitter

KIVI afdeling Geotechniek is de Nederlandse vertegenwoordiger van de International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Op www.issmge.org is de volledige lijst met conferenties te bekijken.

Agenda internationale conferenties 2014 21 - 23

mei

Piling & Deep Foundations (DFI-EFFC) - Meer info op: http://www.dfi-europe.org

18 - 20

juni

Numerical Methods in Geotechnical Engineering (in Delft!) NUMGE2014 - Meer info op: http://www.numge2014.org

25

augustus

IS-Seoul 2014 TC204 ISSMGE International Symposium on “Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground”

1

september

Geomechanics from Micro to Macro in Cambridge (TC105)

2-5

september

EYGEC 2014 Barcelona

9

september

XV Danube-European Conf. on Geotechnical Engineering Wenen

21

september

10th International Conference on Geosynthetics - 10th ICG Berlijn

10

november

7th International Congress on Environmental Geotechnics, Melbourne

20

november

Geohazards 2014: Science, Engineering and Management, Nepal

Agenda internationale conferenties 2015 2

december

7th International Conference on Scour and Erosion (ICSE-7), Perth 2015: ECSMGE Edinburgh Europese conferentie: 37 Nederlandse abstracts ingezonden!

16

Geotechniek - April 2014


Cursussen Geotechniek juni 2014

Korting voor vroege inschrijvers! Diepwanden

The Hydraulic Fill Manual

19 en 20 juni 2014 Cursusleider: J.H. van Dalen (Strukton Engineering) Prijs*: € 920,00 excl. btw Inclusief: literatuur SBRCURnet handboek Diepwanden en Rekenregels voor diepwanden (SBRCURnet aanbeveling 76)

International Course 4 and 5 June 2014 (10 PDH’s Bouw- en Waterbouwkunde) In cooperation with: CEDA, IADC, SBRCURnet Course leader: Ir. J. van ‘t Hoff (Van ‘t Hoff Consultancy) Price*: € 935,00 excl. VAT Without proper hydraulic fill and suitable specialized equipment, major infrastructure projects such as ports, airports, roads, industrial or housing projects cannot be realised. The subject of this course covers the initiation, design and construction of hydraulic fill projects as described in the Hydraulic Fill Manual, a thoroughly researched book, written by noted experts, which takes the reader step-by-step through the complex development of a hydraulic fill project.

Bemalingen bij bouwprojecten 17 en 18 juni 2014 (10 PDH’s Geotechniek) In samenwerking met: SIKB Cursusleider: Ing. V. Lubbers (Fugro) Prijs*: € 840,00 excl. btw

pao.tudelft.nl

Grondverbeteringstechnieken

20 en 21 november 2014 (3 Kenniseenheden Constructeursregister, 10 PDH’s Geotechniek, 10 PDH’s Bouw- en Waterbouwkunde) Cursusleiders: Prof.dr.ir. A.E.C. van der Stoel (CRUX Engineering BV/ Universiteit Twente/NLDA) en ir. J.K. Haasnoot (CRUX Engineering BV) Prijs: € 940,00 excl. btw Het gebruik van grondverbeteringstechnieken neemt steeds meer toe bij ondergrondse bouwprojecten en projecten waarbij omgevingsbeïnvloeding en funderingstechniek een belangrijke rol spelen. In de cursus wordt u op de hoogte gebracht van de laatste ontwikkelingen op het gebied van de toepassingsmogelijkheden en het ontwerp, de kosten en de uitvoering, met veel aandacht voor recente praktijkprojecten.

* Prijs bij inschrijving tot uiterlijk één maand voor aanvang van de cursus. Bij latere inschrijving vervalt de korting van € 50 excl. btw. per cursusdag. Stichting PostAcademisch Onderwijs

advertentie_geotechniek_2_2014.indd 1

Postbus 5048 2600 GA Delft

015 278 46 18 info@pao.tudelft.nl

7-2-2014 15:57:56

Expertgroep Grondmechanica en Funderingstechniek Vanaf nu zal twee maal per jaar een rubriek “ie-net” verschijnen. Met deze rubriek willen we de activiteiten van de Belgische Expertgroep Grondmechanica en Funderingstechniek van ie-net (voorheen Technologisch Instituut-KVIV) onder de aandacht brengen. Op 9 mei wordt een studiedag “Rotsmechanica” georganiseerd, waarbij rots als mogelijke struikelblok in het ontwerp en de uitvoering bekeken wordt. In juni start een cursus “Grondmechanische aspecten bij saneringen”, bestaande uit 3 modules, met aandacht voor grondwaterverlagingen, stabiliteit van uitgravingen en zettingen. De cursus geeft een overzicht van de grondmechanische principes waarmee de ontwerper en de uitvoerder van saneringen onvermijdelijk rekening moeten houden. Ook de milieuhygiënische aspecten komen kort aan bod. In september starten we opnieuw met de Gevorderdencursus Grondmechanica, een cursus van 7 modules, waarbij dieper ingegaan wordt op geologische anomalieën, gespecialiseerd grondonderzoek, ontwerp van diepe en ondiepe funderingen, stabiliteit van taluds en ontwerp van beschoeiingen en grondankers.

In

deze eerste editie van de “ie-net”-rubriek blikken we ook even terug. De Expertgroep vierde vorig jaar haar 60-jarig bestaan. Het werd een geslaagde avond ! Tijdens een academische zitting werd 60 jaar Grondmechanica en Funderingstechniek en de rol van de Expertgroep hierin overschouwd (Monika De Vos, Voorzitter Expertgroep), werd de vraag gesteld hoe goed geotechniek gefundeerd is in Vlaanderen (Jan Maertens, Voormalig Voorzitter Expertgroep en Jan Maertens BVBA), werd de aandacht gevestigd op het belang van de grondmechanica in de risicobeheersing van projecten (Luc Maertens, Geotechnisch Raadgever Besix) en werd besloten met “Soil Mechanics : basis for creating land for the future’ (Alain Bernard, Chief Executive Officer DEME Group). Nadien was er volop gelegenheid tot bijpraten met de collega’s tijdens een smakelijk walking dinner ! 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: tel. +32 3 260 08 63 • christine.mortelmans@ie-net.be • www.ie-net.be


Ontwerprichtlijn stabiliteitsschermen in dijken

Een consistente veiligheidsaanpak met de Eindige Elementen Methode

Een woord van dank gaat uit naar Peter Damen (Waterschap Rivierenland), Joost Frakking (HWBP2) en Matthijs Schaap (Deltares)voor hun bijdrage aan de totstandkoming van dit artikel. Inleiding Bij het realiseren van dijkversterkingen gaat de voorkeur uit naar versterking in grond. Deze zijn eenvoudig en er is een rijke Nederlandse ervaring met deze oplossing, waarvoor in vele Leidraden en Technische Rapporten een ontwerpmethodiek is beschreven. In situaties waar een versterking in grond niet mogelijk is, vooral bij ruimtegebrek door bijvoorbeeld bebouwing, kan

met constructieve elementen de macrostabiliteit van een gronddijk worden verbeterd. Constructieve versterking is kostbaar en complex. In Nederland wordt dit in de vorm van diepwanden, kistdammen of (on)verankerde damwanden al decennia op grote schaal toegepast. Tot voor kort was er echter geen eenduidige, uniforme en geaccepteerde ontwerpmethode voor het constructief versterken van gronddijken. In 2012 is door Deltares in opdracht van Waterschap Rivierenland een ontwerpmethodiek ontwikkeld, specifiek voor dijkversterking Kinderdijk-Schoonhovenseveer (KIS) in verband met de functionele uitvraag, voor het dimensioneren

Figuur 1 - Principe stabiliteitsscherm voor de binnenwaartse macrostabiliteit

Ir. J. (Joost) Breedeveld Deltares (Delft), adviseur/onderzoeker

Ing. H. (Helle) Larsen Deltares (Delft), adviseur/onderzoeker

Ing. A.P.C. (Arno) Rozing Deltares (Delft), expert adviseur

van stabiliteitsschermen voor de binnenwaartse macrostabiliteit in primaire waterkeringen (figuur 1). Deze methodiek is gericht op het eenduidig gebruiken van 2D plain strain Eindige Elementen Methode (EEM) analyses voor de complexe geotechnische situatie bij KIS: een dik pakket slappe lagen, grote verschillen in grondwaterspanningen en binnendijks opdrijven van de slappe lagen. De methodiek, vastgelegd in de groene versie van de “Ontwerprichtlijn voor stabiliteitsschermen in primaire waterkeringen” (verder aangeduid als ontwerprichtlijn), sluit aan op toekomstige regelgeving voor het toetsen. Deze ontwerprichtlijn zal in toekomstige functionele uitvragen voor dijkverbeteringen de vergelijkbaarheid van aanbiedingen verbeteren. Begin 2013 is de methodiek door het Expertise Netwerk Waterkeringen (ENW) geschikt bevonden voor het ontwerpen van stabiliteitsschermen in vergelijkbare complexe geotechnische situaties. Het toepassen vereist het hanteren van de juiste locatie- (ondergrond) en normafhankelijke partiële veiligheidsfactoren. Ondertussen is, binnen het kader van het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP2) en ook buiten het beheergebied van Rivierenland, ervaring opgedaan met deze ontwerprichtlijn. Het gebruik brengt uiteraard onduidelijkheden en onvolkomenheden aan het licht: • In welke situaties is het gebruik van de ontwerprichtlijn noodzakelijk, en wanneer kan met een eenvoudiger aanpak (qua veiligheidsfilosofie dan wel rekenmodel) worden volstaan? • En als het gebruik noodzakelijk is, over welke sterkte- en stijfheidsparameters voor de EEManalyse moet bij een functionele uitvraag van

18

Geotechniek - April 2014


Samenvatting

In situaties waar een dijkversterking in grond niet mogelijk is, kan met constructieve elementen de macrostabiliteit van een gronddijk worden verbeterd. Voor deze kostbare en complexe oplossing was tot voor kort geen geaccepteerde ontwerpmethode beschikbaar. In 2012 is, specifiek voor dijkversterking Kinderdijk-Schoonhovenseveer, een ontwerp¬methodiek voor stabiliteitsschermen ten behoeve van de bin-

toekomstige dijkversterkingsprojecten (voor)tijdig worden beschikt?

nenwaartse macrostabiliteit ontwikkeld. Deze is gericht op het gebruik van 2D Eindige Elementen Methode analyses en begin 2013 geschikt bevonden voor gebruik in vergelijkbare complexe geotechnische situaties. Hier wordt ingegaan op een aantal kenmerkende aspecten en de al opgedane ervaring met deze groene versie van een toekomstige ontwerprichtlijn.

Figuur 2 - Voorbeeld onderverdeling toelaatbare faalkans, specifiek voor

dan

dijkversterking Kinderdijk-Schoonhovenseveer

De hoogste tijd om wat nader in te gaan op de achtergronden van een aantal kenmerkende aspecten. Veiligheidsfilosofie Consistente aanpak Om te kunnen beoordelen of een bouwwerk bij alle faalmechanismen aan de wettelijke betrouwbaarheidseis voldoet, is een consistente veiligheidsfilosofie noodzakelijk. Dit impliceert dat in de ontwerpanalyses alle onzekerheden in belastingen en sterkten in samenhang (met partiële veiligheidsfactoren) worden afgedekt. Bij gebruik van 2D EEM-analyses omvat het afdekken van onzekerheden ook de wijze waarop met de (vele) mogelijkheden binnen het rekenmodel wordt omgegaan. Welke fout wordt in het numerieke rekenproces toelaatbaar geacht? En met welk materiaalmodel het (complexe) grondgedrag te beschrijven? Dergelijke keuzes in het EEM-model beïnvloeden het eindresultaat. De consistentie vereist in dit geval dus ook een concreet stappenplan in samenhang met de veiligheidsfilosofie. Zodat verschillende adviseurs zo eenduidig mogelijk een EEM-analyse opzetten, uitvoeren en interpreteren. Dit is een vereiste voor de acceptatie van EEM-analyses als ontwerpinstrument. Kunstwerk of gronddijk? Bij het beoordelen van een door maatgevend hoogwater belast stabiliteitsscherm in een gronddijk geldt, naast de waterveiligheidseis, ook een wettelijke betrouwbaarheidseis aan de bouwveiligheid. Aangezien aan beide eisen een verschillende veiligheidsaanpak ten grondslag ligt, is een consistente aanpak van groot belang. Tot nu toe ontbrak hiervoor een eenduidige richtlijn, wat ontwerpers van constructieve dijkversterkingen in de praktijk de vrijheid gaf zelf een ontwerpaanpak te kiezen. De vigerende richtlijn voor kunstwerken [TAW, 2003] richt zich vooral op het ontwerp van waterkerende kunstwerken. Hierbij zijn betrouwbaarheidseisen over de levensduur van het kunst-

werk afgeleid. Voor stabiliteitsschermen langer dan 100 m moet volgens [TAW, 2003] bij deze betrouwbaarheidseisen nog het lengte-effect in rekening wordt gebracht. Conform [TAW, 1989] zal de kans op instabiliteit immers toenemen met de lengte van dat deel van de waterkering, waarvoor doorbraak als gevolg van instabiliteit een potentiële bedreiging is.

basis van de normfrequentie voor het dijkringgebied en de relevante dijkringlengte, voor de beschouwde dwars¬doorsnede, de vereiste betrouwbaarheidsindex voor de macrostabiliteit worden berekend. De ontwerprichtlijn stelt dat, gezien het overeenkomstige gedrag, deze aanpak ook bij een constructief versterkte gronddijk kan worden toegepast.

[TAW, 2003] typeert stabiliteitsschermen echter ten onrechte als bijzondere waterkerende constructies; een constructief versterkte gronddijk gedraagt zich namelijk nog als gronddijk. Daarbij komt dat de vigerende regelgeving voor gronddijken – zie [ENW, 2007], [TAW, 2001] en [ENW-a, 2007] – ten opzichte van [TAW, 2003] tot zwaardere (en dus veiligere) waterkering leidt. De veiligheidsfilosofie voor gronddijken gaat uit van betrouwbaarheidseisen op jaarbasis, waarin het lengte-effect impliciet is meegenomen. Bij het ontwikkelen van het Wettelijk Toetsings¬instrumentarium voor constructief versterkte gronddijken wordt dan ook hierop voortgeborduurd. Logischerwijze wordt in de ontwerprichtlijn een bijpassende aanpak aangehouden.

In [BDK, 2003] is, via een analyse van mogelijke faalscenario’s van een verankerd stabiliteitsscherm in een gronddijk, tot een passende (economisch optimale) onderverdeling van de beschikbare faalkansruimte voor de Krimpenerwaard gekomen. Voor dergelijke constructies werden daar het ontstaan van een vloeischarnier in de damwand (a) en het bezwijken van het ankerlichaam (b) als de twee belangrijkste bezwijkmechanismen beschouwd. De overige bezwijkmechanismen, inclusief het optreden van overall instabiliteit met een glijcirkel onder de damwandvoet door (c), kregen een veel kleinere bijdrage aan de faalkans toebedeeld. Hiermee is in de ontwerprichtlijn, specifiek voor de dijkversterking Kinderdijk-Schoonhovenseveer, tot de onderverdeling in figuur 2 gekomen.

Afleiding topeis In [ENW-a, 2007] wordt aangegeven hoe voor een gronddijk in het benedenrivierengebied (waarin KIS ligt) de vereiste betrouwbaarheidseis (i.e. beschikbare faalkansruimte) op jaarbasis kan worden bepaald. In lijn met [TAW, 1989] kan op

Ontwerpen op basis van 2D EEM-analyses Vertaling topeis naar stabiliteitseis De vereiste betrouwbaarheidseisen in de onderverdeling van de faalkansruimte (zie figuur 2) beïnvloeden via de schadefactor (γn) het ontwerp van het stabiliteitsscherm. Via

19

Geotechniek - April 2014


Figuur 3 - Fasering EEM-analyse voor beschouwing uiterste grenstoestand bij constructief versterkte gronddijk Fase U1

U2

U3

U4

Omschrijving

Type

a

Initiële fase: bouw oorspronkelijke gronddijk op zonder eigen gewicht, met een horizontale freatische lijn gelijk aan het polderpeil (PLO).

Gedraineerd

b

Breng eigen gewicht van het oorspronkelijke gronddijk aan.

Gedraineerd

c

Breng fratische lijn onder normale omstandigheden (PL1), inclusief eventuele opbolling in alle grondlagen aan.

Gedraineerd

a

Breng in watervoerende zandlaag en indringingslaag de potentiaal onder normale omstandigheden (PL3) aan, Gedraineerd waterspanning boven indringingslaag tussen PL1 en PL3 interpoleren.

b

Activeer constructieve elementen (damwand, verankering) en deactiveer een eventuele instabiel binnentalud (restGedraineerd profiel).

c

Breng buitenwaterstand (MHW) en freatische lijn bij MHW (PL2) aan. Breng in watervoerde zandlaag de (opdrijf) potentiaal onder extreme omstandigheden (PL4) aan, dus bij optreden MHW. Waterspanning in indriningslaag tusGedraineerd sen PL3 (bovenkant) en PL4 (onderkant) interpoleren, en waterspanning boven indringingslaag tussen PL2 en PL3 interpoleren.

d

Breng bovenbelasting op gronddijk aan (verkeersbelasting).

Ongedraineerd

a

Voer sterkte-reductie berekening met parametersets M1 uit.

Ongedraineerd

b

Wissel van niet-associatieve (M1) naar associatieve parametersets (M2).

Gedraineerd

c

Voer sterkte-reductie berekening met parametersets M2 uit.

Gedraineerd

a

Toetsen geotechnisch bezwijken bij ΣMsf = γEEM;g uit fase U3c

n.v.t.

b

Toetsen constructief bezwijken bij ΣMsf = γEEM;i uit fase U3c

n.v.t.

deze partiële veiligheidsfactor wordt een deel van de onzekerheid in de schuifsterkte van de grond verdisconteerd. De resterende onzekerheid in de schuifsterkte van de grond wordt, onafhankelijk van de betrouwbaarheidseis, met materiaalfactoren afgedekt. Met alle partiële veiligheidsfactoren aan de sterktekant wordt voor de EEM-analyse als volgt tot een minimaal vereiste stabiliteitsnorm voor zowel constructief bezwijken (γEEM;i) als voor geotechnische bezwijken (γEEM;g) gekomen:

ΣMsf ≥ γEEM;g met γEEM;g = γs∙γn;g∙γb;g∙γd;g ΣMsf ≥ γEEM;i met γEEM;i = γs ∙γn;i∙γb;i∙γd;i waarin: ΣMsf  stabiliteitsfactor bij doorgaand bezwijken in sterkte-reductie fase van EEM-analyse

γEEM;g  minimaal vereiste stabiliteitsnorm

voor geotechnisch bezwijken (mechanisme c) γEEM;i  minimaal vereiste stabiliteitsnorm voor constructief bezwijken (mechanisme a en b) γs opschaalfactor, ter voorkoming van numerieke onbalans in EEM-analyse γm materiaalfactor, dekt deel onzekerheid in schuifsterkte grond af γn;g / γn;i  schadefactor, dekt in combinatie met de materiaalfactor (gm), de onzekerheid in schuifsterkte grond af; bezien vanuit de gevolgenkant γb;g / γb;i schematiseringfactor, dekt onzekerheid in bodemopbouw en grondwaterregime af γd;g / γd;i modelfactor, dekt onzekerheid in rekenmodel af

20

Geotechniek - April 2014

Specifiek bij toepassing van EEM-analyses moet het (voortijdig) ontsporen van de analyse door numerieke onbalans worden voorkomen. Dit vindt plaats door het opschalen van de schuifsterkteparameters (i.e. effectieve cohesie c’ en hoek van inwendige wrijving ϕ’). Door het evenredig opschalen van de stabiliteitsnormen wordt het veiligheidsniveau in de analyse niet significant beïnvloed. Hierbij heeft een minimale opschaalfactor de voorkeur. Naast de genoemde partiële factoren, brengt de ontwerprichtlijn additionele veiligheidsfactoren op belastingeffecten (berekende momenten en/ of krachten in damwand en anker) uit de EEManalyse in rekening. Deze verdisconteren ten eerste onzekerheden in de grond-constructie interactie binnen de EEM-analyse. Daarnaast dekken ze het verschil in de vereiste en de gere-


Ontwerprichtlijn stabiliteitsschermen in dijken

Figuur 4 - Benadering om invloed restprofiel in ontwerp mee te nemen (alleen bij gebruik Mohr-Coulomb model)

aliseerde betrouwbaarheidsindex in de sterktereductie berekening af. In de ontwerprichtlijn worden voor dijkversterking KIS de additionele veiligheidsfactoren conform [BDK, 2003] aangehouden. Dit betreft een factor 1,15 op het berekende maximale buigend moment en de maximale normaalkracht in de damwand, en een factor 1,25 op de berekende ankerkracht. Voor de achtergronden wordt naar [BDK, 2003] verwezen. Schematiseringsfactor en EEM Om in glijvlakberekeningen voor een gronddijk de mate van onzekerheid in de gemodelleerde bodemopbouw en grondwaterspanningen mee te kunnen nemen, is in [ENW, 2007] de schematiseringsfactor geïntroduceerd. Voor het transparant onderbouwen van de waarde voor deze partiële veiligheidsfactor bij gronddijken is een (theoretisch onderbouwde) procedure ontwikkeld. Als de waarde op basis van deze procedure voldoende klein is, dan is aannemelijk gemaakt dat de gekozen basisschematisering voldoende veilig is. Bij het dimensioneren van een constructief versterkte gronddijk op basis van EEM-analyses dient volgens de ontwerprichtlijn als volgt met dit aspect te worden omgegaan: • Bij het beschouwen van geotechnisch bezwijken kan deze procedure volgens [ENW, 2007] in principe worden gebruikt, ondanks dat de procedure voor een dergelijke toepassing nog niet goed is uitgewerkt. Daarom adviseert de ontwerprichtlijn bij geotechnisch bezwijken minimaal een waarde van 1,1 aan te houden,

zij het dat deze waarde onderbouwd laag moet zijn. • Bij het beschouwen van constructief bezwijken is het toepassen van een schematiseringsfactor op dit moment niet wenselijk, omdat het effect hiervan op het constructieve ontwerp nog onvoldoende is gevalideerd. Bij constructief bezwijken dient daarom de basisschematisatie volgens de aangegeven procedure te worden vastgesteld en voor de schematiseringsfactor een waarde van 1,0 te worden aangehouden. Materiaalgedrag; associatief vs. niet-associatief In de praktijk wordt de grondsterkte in EEManalyses meestal met een niet-associatieve parameterset beschreven. Dit impliceert dat voor de dilatantiehoek een waarde ongelijk aan de inwendige wrijvingshoek wordt aangehouden. Deze beschrijving stemt overeen met het fysische grondgedrag. Als er in EEM-analyses echter situaties met (doorgaand) bezwijken worden beschouwd, dan schiet de mathematische beschrijving in de huidige constitutieve modellen qua eenduidigheid tekort. In de ontwerprichtlijn vindt de feitelijke toets van het ontwerp plaats in een sterkte-reductie fase, waarin er sprake is van doorgaand bezwijken. Met deze voorziening in het EEM-programma PLAXIS kan een indruk van de veiligheid tegen bezwijken worden verkregen. De berekening heeft geen koppeling met het werkelijke fysische gedrag van grond. Totdat de mathematische formulering van constitutieve modellen ook onder bezwijkomstandigheden is verbeterd,

21

Geotechniek - April 2014

is er een rekentruc noodzakelijk om de eenduidigheid in de beschrijving van het grondgedrag te garanderen: het aanhouden van associatief grondgedrag. Dit houdt in dat voor de dilatantiehoek dezelfde waarde als voor de inwendige wrijvingshoek wordt aangehouden. In de fasering van de EEM-analyse (zie figuur 3) volgens de ontwerprichtlijn wordt dan ook een aanpak met twee parametersets voor de grondlagen aanbevolen. • in het gefaseerd opbouwen van de maatgevende spanningssituatie dienen niet-associatieve, karakteristieke waarden van de schuifsterkte te worden aangehouden en • het feitelijk toetsen van de veiligheid in een gedraineerde sterkte-reductie fase dient met opgeschaalde associatieve rekenwaarden van de schuifsterkte plaats te vinden. Voor het vertalen van de niet-associatieve rekenwaarden voor de effectieve cohesie, inwendige wrijvingshoek en dilatantiehoek (cd, ϕd, ψd =0º) naar equivalent associatieve rekenwaarden (cd∗, ϕd∗, ψd∗ = ϕd∗) wordt het Best Guess Equivalent model geadviseerd. Hiervoor wordt naar de ontwerprichtlijn verwezen. Systeemgedrag constructieve dijkversterking Inleiding systeemgedrag Voor een deugdelijk ontwerp moeten de (constructieve) elementen, waaruit een (on)verankerd stabiliteitsscherm in een gronddijk bestaat, in samenhang worden beschouwd. Zeker bij een sterk gelaagde, slappe ondergrond en een complex grondwaterregime onder opdrijfcon-


dities, zoals in het benedenrivierengebied. Bij het opstellen van de ontwerprichtlijn was het uitgangspunt een door maatgevend hoogwater belaste constructief versterkte dijk met een levensduur van 100 jaar. Voor dergelijk complexe situaties kunnen EEM-analyses een krachtige ontwerptool vormen. Hierbij dienen onzekerheden in het complexe systeemgedrag dan wel passend en in samenhang, en bij voorkeur gevalideerd, te worden afgedekt. Ter illustratie van het complexe systeemgedrag worden in dit artikel twee aspecten kort toegelicht, die op basis van (numerieke) analyses nader zijn onderzocht. Zakkende grond op ankers In werkelijkheid neemt de ankerkracht door autonome zettingen in de omringende grond in de tijd toe. Dit aspect wordt niet automatisch in de EEM-analyse meegenomen, maar dient achteraf op de berekende ankerkracht in rekening te worden gebracht. In [CUR, 2008] wordt een niet gevalideerd rekenmodel beschreven om deze ankerkrachttoename te bepalen. Dit is echter een inconsequent model. De basisvergelijking gaat namelijk uit van een liggermodel, waarbij in de uitwerking de bijbehorende buigstijfheid van de ankerstaaf wordt geschrapt. De betrouwbaarheid van dit CUR-model is bij eerdere dijkversterkingsprojecten door het voormalige GeoDelft onderzocht, onder meer op basis van modelonderzoek. En in 2008 is een numeriek model ANKERSTAAF gemaakt, waarin het gedrag van de ankerstaaf met de kabelvergelijking wordt beschreven. Hierin kan, in tegenstelling tot het CUR-model, rekening worden gehouden met de gelaagdheid in de bodemopbouw en het zettingsprofiel langs de staaf. De belangrijkste conclusie uit het (model)onderzoek was dat de maximale belasting vanuit kleigrond op een ankerstaaf groter is dan in het CUR-model wordt verondersteld. Op basis van deze bevindingen adviseert de ontwerprichtlijn daarom om uit te gaan van een aangepaste versie van het CUR-model. Naast een voldoende veilige initiële ankerkracht uit de EEM-analyse, dient voor de belastingfactor α = 9 en voor de modelfactor β = 24 te worden aangehouden. Momenten in de ankerstang moeten worden verwaarloosd. Daarnaast dient (voor het dijkversterkingsproject KIS) een extra verhoging van 25% van de berekende ankerkrachttoename in rekening te worden gebracht. Deze benadering houdt verband met de ongunstige slappe bodemopbouw in de Krimpenerwaard en Alblasserwaard.

De ankerkrachttoename heeft effect op de normaalkracht in de wand, die de verticale draagkracht van het scherm reduceert. Verder wordt een toename op het buigende moment in de wand, door een extra toeslagfactor (γz) op het buigende moment, meegenomen. Deze toeslag moet op basis van berekeningen worden vastgesteld. Uit ontwerpstudies bij dijkversterking Nederlek is voor dijkversterking KIS, in samenhang met de extra verhoging van de ankerkrachttoename met 25%, een toeslagfactor γz = 1,1 vastgesteld. Reststerkte Bij een stabiliteitsscherm hoog in het binnentalud of in de kruin kan het binnentalud een zodanig lage stabiliteitsfactor hebben, dat de kans op daadwerkelijk afschuiven (in de EEM-analyse) kan plaatsvinden voor het optreden van het ontwerppeil. De werkelijke consequenties – de aangepaste geometrie door het afgeschoven talud en de afname van de grondsterkte door de opgetreden grote verplaatsing – beïnvloeden het ontwerp van het stabiliteitsscherm. De momenten, dwarskrachten en verplaatsingen zullen groter zijn dan wanneer het profiel niet is afgeschoven. In voorkomende gevallen moet in de EEM-analyse logischerwijze van een afgeschoven binnentalud worden uitgegaan, het zogenaamd restprofiel. Voor een veilige ontwerpaanpak zijn werkelijke vervormingen bij historische afschuivingen geanalyseerd en zijn onderzoeksresultaten naar de reststerkte van Nederlandse gronden geraadpleegd. Op basis hiervan is tot de (niet gevalideerde) pragmatische aanpak gekomen om, voor een veilige modellering, van een zakking van 2/3·H uit te gaan (zie figuur 4). Met de kerende hoogte H gedefinieerd als het verschil tussen de kruinhoogte en het binnendijkse maaiveld (achter de berm). Hierbij hoeft geen lagere grondsterkte te worden gemodelleerd. Voor de volledigheid dient te worden opgemerkt dat het aantal onderzochte gevallen nog te beperkt is om op dit moment met voldoende zekerheid een generieke conclusie voor alle dijken te kunnen trekken. Bij het onderzoek is alleen uitgegaan van een aanpak met het Mohr-Coulomb model. Het wordt daarom afgeraden om bij gebruik van het Hardening-Soil model, zonder nader onderzoek, het restprofiel toe te passen. Ook andere aspecten van het complexe systeemgedrag zijn op basis van (numerieke) analyses nader onderzocht. Wat daarvoor tot een pragmatische, en daarmee conservatieve aanpak in de ontwerprichtlijn heeft geleid.

22

Geotechniek - April 2014

Afronding Het gebruik van de groene versie van de ontwerprichtlijn heeft, zoals gezegd, onduidelijkheden en onvolkomenheden aan het licht gebracht. Een duidelijk signaal uit de praktijk is ook, dat er op basis van de ontwerprichtlijn gevoelsmatig tot (te) conservatieve ontwerpen wordt gekomen. Zeker ten opzichte van de (veiligheids)aanpak in het verleden. In dit gevoel zit waarschijnlijk een kern van waarheid. In het verleden was er echter nog geen consistente veiligheids¬filosofie voorhanden. De aanpak in de ontwerprichtlijn betekent zeker in dat opzicht een stap vooruit. Met deze praktijkervaringen moet wel iets gebeuren. Een effectieve manier om scherper ontwerpen mogelijk te maken is het valideren van de veiligheids- en modelleringsaanpak, onder andere op basis van (lange termijn) monitoring. In de toekomst zullen deze inspanningen moeten leiden tot een definitieve, generiek toepasbare ontwerprichtlijn. Gebruikte referenties [TAW, 1989] Leidraad voor het Ontwerp van Rivierdijken - Deel 2: Benedenrivierengebied, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen, september 1989; [TAW, 2001]  Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen, 2001; [TAW, 2003]  Leidraad Kunstwerken, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen, 2003; [ENW, 2007]  Leidraad Rivieren, Expertise Netwerk Waterveiligheid, 2007; [ENW-a, 2007] Addendum bij Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies, Expertise Netwerk Waterveiligheid, 2007; [BDK, 2003]  Stabiliteits- en sterktecriteria bij lange damwanden in dijken, Begeleidingscommissie Dijkversterking Krimpenerwaard, 2003; [CUR, 2008]  CUR-publicatie 166 Damwandconstructies - deel 2 (achtergronden bij richtlijn), Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving, 5e druk, oktober 2008


BAM Speciale Technieken Fundamenteel de juiste oplossing BAM Speciale Technieken is specialist in funderingstechnische en werktuigbouwkundige oplossingen binnen bouwprojecten. We opereren met onze mensen, onze kennis en ons moderne materieel in de civiele, burgerlijke en utiliteitsbouw; zowel nieuwbouw als renovatie.

Als specialist in funderingen denken we bij BAM Speciale Technieken graag in een vroegtijdig stadium met onze klanten en partners mee. Zo kunnen we met onze kennis en ervaring de meeste waarde toevoegen en komen we – kwalitatief en economisch – tot de beste oplossing.

Een oplossing op maat.

Kerende wanden • Cement-bentonietwanden • Combiwanden • Diepwanden • Schroefpalenwanden • Damwanden Verankeringselementen • Traditionele groutankers • Zelfborende groutankers • Schroefinjectieankers • MV-palen

Funderingspalen • BAM Combischroefpalen • BAM Verdringende Schroefpalen • BAM Dubbel Verdringende Schroefpalen • Gewipalen • Schroefpalen • Vibropalen • Vibrocombinatiepalen

BAM Speciale Technieken, Toetsenbordweg 11, Amsterdam, telefoon (020) 435 29 20, bamspecialetechnieken@bamciviel.nl, www.bamspecialetechnieken.nl


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

SBRCURnet

SBRCURnet is een onafhankelijk kennisnetwerk voor de gehele bouwsector. Wij zorgen er voor dat professionals in de Burgerlijke en Utiliteitsbouw en in de Grond-Weg- en Waterbouw hun werk beter kunnen doen.

Wij brengen partijen uit de bouwsector met elkaar in contact voor het ontwikkelen van nieuwe vakkennis over actuele vraagstukken. Wij voorzien de sector van betrouwbare, bruikbare vakkennis. Dat doen we door kennis uit te geven in een breed scala aan producten en diensten. Bovendien helpen we bij het implementeren van kennis.

een toelichting gegeven over het verzamelen en up-to-date houden van informatie over de toestand van de kade, als onderdeel van het integrale beheer. Wanneer een inventarisatie onvoldoende informatie oplevert over de huidige toestand van een binnenstedelijke kademuur, kan een gerichte inspectie op onderdelen inzicht bieden. In deze publicatie is dan ook een apart hoofdstuk aan het onderdeel inspectie gewijd. Met een goed beeld van de huidige toestand van

Binnenstedelijke kademuren

Handboek “Quay Walls” In november 2013 is de herziene uitgave van het Engelstalige handboek “Quay Walls” verschenen. Deze nieuwe uitgave van het handboek “Quay Walls” bevat de essentiële kennis die nodig is voor voorbereiding, ontwerp, uitvoering en onderhoud van kademuren. Het boek is het resultaat van jarenlange praktijkervaring. Daarom bevat het handboek tevens de nodige informatie over historische ontwikkelingen en lessen die geleerd zijn bij de aanleg van kademuren in verscheidene landen. Het handboek “Quay Walls”(publ. 211E) is verkrijgbaar via www.sbrcurnet.nl voor de prijs van € 222,-- (excl. 6% btw en verzendkosten). Sinds het verschijnen van de herziene versie is een aantal correcties en tekstuele aanvullingen gemeld en verzameld in een erratum. Uiteraard krijgt u dit erratum automatisch meegeleverd als u “Quay Walls” bestelt. Heeft u het handboek reeds in uw bezit? Het erratum is gratis te downloaden via www.sbrcurnet.nl/geotechniek.

Binnenstedelijke kademuren

ARTIKELNUMMER ?????????????? ISBN ?????????????????

Handboek “Binnenstedelijke kademuren” In het vorige nummer van “Geotechniek” is melding gemaakt van het verschijnen van het Handboek “Binnenstedelijke kademuren”. Het doel van deze SBRCURnet-publicatie is het bieden van een handreiking voor een uniforme beoordelingswijze voor met name bestaande binnenstedelijke kademuren. Het handboek geeft een overzicht van de ontwikkeling van stedelijke kademuren in de loop der tijd en beschrijft de hoofdvormen van stedelijke kademuren, zoals die in Nederland voorkomen. Vervolgens worden de stappen beschreven om een oordeel te kunnen geven over de noodzaak een bestaande kademuur aan te passen, te vernieuwen of te handhaven. Daarbij komen aspecten als de geschiedenis van het gebruik, inspectie, omgeving, milieu en de technische randvoorwaarden aan bod. Alvorens tot één van de maatregelen over te gaan, dient hieraan voorafgaand het nodige te worden onderzocht. De maatregelen die noodzakelijk zijn, worden bepaald door de functionele eisen van de kade. Als aan de functionele eisen kan worden voldaan met voldoende beheersmaatregelen, is aanpassing wellicht niet nodig. Daarom wordt in het handboek ingegaan op het beheer en onderhoud van binnenstedelijke kademuren en wordt

de constructie kan met dit handboek worden getoetst of, en zo ja welke maatregelen genomen moeten worden. Ook voor herstelmaatregelen of nieuwbouw worden handreikingen geboden, waarbij een specifieke veiligheidsbeschouwing wordt voorgeschreven. Een belangrijk aspect bij het opstellen van dit handboek “Binnenstedelijke kademuren” is, dat er goed is gekeken naar de veiligheidsbenadering van andere geotechnische constructies zoals damwandconstructies (CUR 166) en kademuren van de grote zeehavens (SBRCURnet handboek 211E “Quay Walls”). Deze drie handboeken zitten nu dus op één lijn qua veiligheidsbenadering. Het handboek ”Binnenstedelijke kademuren” is primair bedoeld voor beheerders van gemeentelijke kademuren, voor ontwerpers en uitvoerders bij opdrachtgevers, ingenieursbureaus en

24

Geotechniek - April 2014

aannemers. Op het moment van schrijven van deze kopij liggen er plannen om een ‘Platform Binnenstedelijke kademuren’ te ontwikkelen om kennis en ervaring te delen. Dat Platform is bedoeld voor alle betrokken partners in dit werkveld. Heeft u interesse deel te nemen? Laat het ons weten. Het handboek “Binnenstedelijke kademuren is verkrijgbaar via www.sbrcurnet.nl voor de prijs van € 75,-- (excl. 6% btw en verzendkosten). Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen In het nummer van oktober 2013 was te lezen dat de nieuwe SBRCURnet-commissie ‘Herziening CUR 226 Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen’ van start is gegaan. Onder voorzitterschap van Suzanne van Eekelen (Deltares) en Marijn Brugman (Arthe Civil & Structure) als secretaris/ rapporteur wordt momenteel hard gewerkt aan de herziening. De financiering voor de herziening is rond en er zijn afspraken gemaakt over de verschillende werkpakketten. Iedere maand vergadert de kerngroep van de commissie over de inhoud van de verschillende werkpakketten. De kerngroep weegt momenteel af welke analytische modellen zullen worden opgenomen. Bovendien wordt gewerkt aan de invloed van water in de aardebaan en de invloed van zwaar verkeer. De verwachting is dat de herziene uitgave van ‘CUR 226’ in de eerste helft van 2015 beschikbaar is. Axiale veerstijfheid van ankerpalen Sinds juni 2013 wordt gewerkt aan een verbeterde rekenregel voor het bepalen van de axiale veerstijfheid van op trek belaste ankerpalen. De huidige sterk vereenvoudigde aanpak volgens de 1e versie van CUR publicatie 236 “Ankerpalen” geeft in de meeste gevallen een te lage verwachtingswaarde en sluit daarmee niet aan op de praktijk. In de nieuwe rekenregel, waarbij de ankerpalen in meerdere in serie geschakelde segmenten worden opgedeeld, zal straks rekening kunnen worden gehouden met allerlei aspecten die in het axiale vervormingsgedrag van de palen een rol spelen. Het gaat hierbij met name om de rek van het ankerstaal, de mobilisatie van de schuifspanningen langs de paalschacht, het sondeerbeeld, de bijdrage van de groutschil, het groepseffect en de invloed van de wisselbelasting. In grote lijnen gaat het eigenlijk om ver-


SBRCURnet

der uitbouwen van bestaande rekenregels voor trekpalen volgens CUR 2001-4, maar dan voor de BGT situatie. Inmiddels zijn er enkele concrete praktijkgevallen doorgerekend en vergeleken met de metingen van controleproeven op verschillende typen ankerpalen. Daaruit blijkt dat de resultaten goed op elkaar aansluiten. Er is een start gemaakt met de rapportage waarin de opzet van de rekenregel en alle daarin opgenomen onderdelen worden beschreven en toegelicht. Vervolgens zal de nieuwe rekenregel in een spreadsheet worden uitgewerkt en voor gebruik in de dagelijkse praktijk beschikbaar komen. De verwachting is dat de commissie haar werkzaamheden in de loop van dit jaar kan afronden, waarmee hopelijk een waardevolle toevoeging aan de geo-engineering tot stand komt. Geokunststoffen als funderingswapening in ongebonden en gebonden funderingslagen Voor de aanleg van weg-infrastructuur is een scala aan technieken beschikbaar. De uitdaging daarbij is dat uit dat scala van mogelijkheden de

economisch meest voordelige oplossing wordt gerealiseerd. Eén van de technieken die daarbij kan helpen is die van geokunststoffen als funderingswapening in ongebonden en gebonden funderingslagen. In de praktijk krijgt die techniek veelal niet de aandacht die het verdient. De reden daarvan is dat de bestaande ontwerpregels niet aansluiten op de huidige stand van kennis en ervaring en dat er sprake is van versnippering van de bestaande kennis over meerdere documenten. Op het moment van schrijven van deze kopij is een groep deskundigen bezig om een plan van aanpak op te stellen om alle beschikbare kennis en ervaring van de afgelopen jaren te verzamelen en vast te leggen in een geheel nieuwe ontwerprichtlijn ‘Geokunststoffen als funderingswapening in ongebonden en gebonden funderingslagen’, waarbij rekening wordt gehouden met de specifieke eigenschappen van diverse beschikbare funderingswapeningen. De bedoeling is dat de ontwerprichtlijn eind 2015 beschikbaar is. Heeft u interesse deel te nemen in dit project? Laat het ons weten.

25

Geotechniek - April 2014

Cement-bentoniet schermen Dit type constructies heeft een waterkerende functie. In januari 1997 is over dit onderwerp CUR-publicatie 189 verschenen. Ontwerp, uitvoering en beheer van dit type constructies komt daarin uitvoerig aan bod. Het handboek is bedoeld voor ontwerpers bij o.m. overheid, geotechnische adviesbureaus en ingenieursbureaus. Daarnaast is in maart 2002 CUR-Aanbeveling 84 verschenen onder de titel “Cementbentoniet wanden”. Een compact regelgevend document met eisen en criteria, gebaseerd om o.m. ‘CUR 189’. Inmiddels zijn we een flink aantal jaren verder en de vraag is of a) dit type constructies nog veel wordt toegepast en b) of het dan niet hoog nodig tijd wordt om de ervaringen van de afgelopen jaren te bundelen in een herziene uitgave van ‘CUR189’ en CUR-Aanbeveling 84. Heeft u ideeën? Laat het ons weten.


N71 Voorwerk_Opmaak 1 28-08-13 12:10 Pagina 6

IDEEN. INGENIEURE. INNOVATIONEN. HUESKER – Ingenieursoplossingen met geokunststoffen

Geotechniek en funderingstechnieken Wegenbouw HaTelit® is een robuuste asfaltwapening met hoge weerstand tegen beschadigingen tijdens het inbouwen. Daardoor vertraagt het gebruik van HaTelit® het ontstaan van reflectiescheurvorming. Minder onderhoud en een langere levensduur van de gesaneerde rijbaan zijn het gevolg.

Waterbouw Milieutechniek

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


IDEEN. INGENIEURE. INNOVATIONEN. HUESKER – Ingenieursoplossingen met geokunststoffen

Geotechniek en funderingstechnieken Wegenbouw Waterbouw Geokunststoffen worden vaak enop veel manieren in de waterbouw ingezet. Of het nu gaat om waterwegen, dijkbouw of kustbescherming, de geotextielen (al dan niet geweven), composietmaterialen en geogrids zijn voor allerlei toepassingen geschikt – milieuvriendelijk, voordelig en veilig.

Milieutechniek

www.HUESKER.com De ingenieurs en technici van HUESKER bieden support bij het werken met andere materialen in uw bouwprojekten. Vertrouw op de producten en oplossingen van HUESKER. Agent voor Nederland ·

CECO B.V. · Tel.: 043 - 352 76 09 · info@cecobv.nl

HUESKER Nederland · Tel.: 073 - 503 06 53 · c.brok@HUESKER.nl


Interactieberekeningen Funderingselementen met het programma ‘INTER’

Ir. J.H van Dalen Geotechnisch adviseur bij Strukton Engineering; tot begin 2007 werkzaam bij Gemeentewerken Rotterdam (Nu Stadsontwikkeling Rotterdam)

Ir. R.C. van Dee Sr. Geotechnicus bij Strukton Engineering; tot medio 2008 werkzaam bij Gemeentewerken Rotterdam

Inleiding Indien een funderingspaal of anker op druk of op trek wordt belast, is er sprake van interactie tussen grond en paal. De grond en paal bewegen ten opzichte van elkaar en dat betekent dat er schuifspanningen worden overgedragen en dat er vervorming optreedt. Indien de paalpunt tegen de grond in beweegt, wordt er bovendien een puntkracht opgebouwd.

zou zijn. Maar in werkelijkheid is dat niet het geval en ontwikkelt de schachtwrijving zich niet gelijkmatig over de gehele lengte.

Bij de berekening van de vervorming van een paal op druk volgens NEN-EN9997-1:2011 wordt er vanuit gegaan dat over de gehele lengte van de paal waarover neerwaarts gerichte wrijving (negatieve kleef) of opwaarts gerichte wrijving (positieve kleef) kan optreden, deze schachtwrijving zich gelijktijdig en in dezelfde mate ontwikkelt. Dat is correct indien de paal oneindig stijf

De directe aanleiding hiertoe was het ontwerp van de paalfundering onder een voorkraanbaan (een kraanbaan die los staat van de kademuur en apart is gefundeerd) in het Rotterdamse havengebied, waar een combinatie van een incidentele hoge paalbelasting en een forse negatieve kleef werd verwacht. Hierover verderop in dit artikel meer.

In de jaren 90 van de vorige eeuw is door de (eerstgenoemde) auteur bij Gemeentewerken Rotterdam een model gemaakt met de naam INTER, met als doel de interactie tussen grond en paal beter te beschrijven.

Het programma heeft sinds de eerste ontwikkeling bij diverse projecten van zowel IGWR als Strukton Engineering een belangrijke rol gespeeld bij het voorspellen van last-vervormingsgedrag tijdens een ontwerpproces, maar ook bij het extrapoleren naar bezwijkbelasting van waargenomen last-vervormingsgedrag van proefbelaste palen en ankers. Recentelijk zijn er met het model ook berekeningen gemaakt ten behoeve van de CUR commissies Ankerpalen (CUR236, 2011) en Axiale veerstijfheid ankerpalen (2013 tot heden).

Figuur 1 - Schematisatie van de krachten en vervormingen van een element in INTER

Versies De eerste versie van het model is geschreven in de taal Quickbasic en draaide onder DOS. Over deze versie van het model is eerder gepubliceerd tijdens een KIVI/KVIV studiedag in Antwerpen [1]. Later is het model herschreven in Mathcad.

28

Geotechniek - April 2014

Ir. R. Spruit Sr. Geotechnisch adviseur bij Stadsontwikkeling Rotterdam

• Versie 1.0 (1992): DOS versie; geschikt voor een grote negatieve kleef i.c.m. een kortstondige grote paalbelasting • Versie 2.0 (1993): Extrapolatiemethoden n.a.v. proeven op trekankers en MV-palen • Versie 2.1 (2004): Hysterese van de punt t.b.v. proefbelastingen op drukpalen; • Versie 3.0 (2009): Puntopspanning; omzetting naar Windows en Mathcad • Versie 4.0 (2011): Hysterese schachtwrijving • Versie 5.0 (2014): Softening (nog niet gerealiseerd) Werking De paal wordt in kleine elementen opgedeeld, het aantal is zelf te kiezen. Voor elk element van de paal geldt een door de gebruiker op te geven relatie tussen de gemobiliseerde schuifkracht en de vervorming van het paalelement ten opzichte van de grond. Op basis van de deformatie en de normaalkracht aan de bovenzijde van elk element, wordt de verkorting (of verlenging) van dat element berekend, evenals de gemobiliseerde schuifkracht over het element, hetgeen vervolgens de deformatie en normaalkracht aan de bovenzijde van het onderliggende element oplevert (zie figuur 1). Tijdens het iteratieproces wordt een beginschatting gedaan voor de deformatie van de paalkop. De normaalkracht ter plaatse van de paalkop is bekend, want die is gelijk aan de paalbelasting. Vervolgens worden alle elementen van de paal van boven naar onderen doorgerekend, met als eindresultaat de deformatie en normaalkracht ter plaatse van de paalvoet. Vervolgens wordt getoetst of de kracht en de deformatie aan de punt overeenstemmen met de opgegeven mobilisatiecurve voor de punt. In geval van opwaartse verplaatsing van de punt moet de


Samenvatting

Het last-vervormingsdiagram van de kop van een funderingspaal of – anker levert een belangrijk ontwerpuitgangspunt voor de bovenliggende constructie. In geval van proefbelastingen is het waargenomen last-vervormingsdiagram bovendien vaak het belangrijkste invoergegeven voor de interpretatie van de resultaten. Diverse publicaties bevatten verschillende benaderingsmethoden om het genoemde last-vervormingsdiagram te voorspellen. Vanwege de wens

Figuur 2 - Kracht-vervormingsrelatie voor punt en schacht uit NEN-EN9997-1:2011

puntkracht gelijk zijn aan nul. Indien niet aan deze toets wordt voldaan binnen een vooraf op te geven nauwkeurigheid, wordt de schatting van de verplaatsing van de paalkop aangepast, waarna een volgende iteratie plaatsvindt. Zodra wel wordt voldaan concludeert het programma dat de schatting van de paalkopverplaatsing juist is. Indien ook bij grote puntverplaatsingen geen evenwicht wordt gevonden, wordt de paal bezweken geacht. Door het hierboven beschreven iteratieproces voor alle na elkaar optredende belastinggevallen uit te voeren wordt een last-vervormingsdiagram van de paal berekend. De historie van voorgaande belastinggevallen wordt hierbij meegenomen door na elk belastinggeval, tevens van elk element de bereikte positie in het schuifspannings- vervormingsdiagram vast te leggen. Invoergegevens In de invoer kunnen verschillende na elkaar optredende belastinggevallen worden opgegeven, waarbij per grondlaag de maximaal te mobiliseren schuifkracht kan worden gedefinieerd, evenals de maximale puntkracht van de paal (in geval van druk). Tevens wordt per grondlaagscheiding de eventuele grondzakking opgegeven. Voor de

deze voorspelling nauwkeuriger te maken, is begin jaren ’90 een ééndimensionaal elementenmodel ontwikkeld, dat in detail het gedrag van de paal over de lengte meeneemt door rekening te houden met de paalstijfheid en de variërende schuifspanningsontwikkeling over de lengte. Dit rekenmodel is in de loop der jaren uitgebouwd tot een handig hulpmiddel dat bruikbaar blijkt voor zowel ontwerpdoeleinden als de interpretatie van resultaten van proefbelastingen.

Figuur 2a - Gebruik van stijve ontlasttak voor de schacht. De figuren laten achtereenvolgens voor één element uit de paal de ontwikkeling van schuifspanning als functie van de verplaatsing van de schacht zien bij: 1) belasting, 2) ontlasting, gevolgd door belasting in de andere richting; 3) ontlasting, gevolgd door belasting in dezelfde richting als bij stap 1)

paal kan desgewenst de axiale stijfheid (EA) voor trek en drukbelasting separaat worden ingevoerd. Ook wordt het verband tussen paalpuntverplaatsing en puntweerstand vooraf opgegeven, evenals de relatie tussen gemobiliseerde schuifspanning en de vervorming van het paalelement ten opzichte van de grond. Hierbij kan gekozen worden voor één van de drie lijnen van figuur 7.o uit NEN-EN9997-1 (zie figuur 2), maar er kan ook zelf een verband worden gedefinieerd. Omdat het ontspanningsgedrag van punt en schacht naar algemeen wordt aangenomen, stijver is dan het aanspanningsgedrag kan dit separaat worden opgegeven, bijvoorbeeld evenwijdig aan het deel van de grafiek in het gebied van 0% tot 50% mobilisatie. In het laatste geval wordt tijdens ontspanning van de schacht een pad gevolgd als aangegeven in figuur 2a. In alle berekeningen die in dit artikel worden gepresenteerd is gebruik gemaakt van de grafieken voor schachtwrijvingsontwikkeling conform figuur 2 en 2a. Deze grafieken zijn natuurlijk eigenlijk bedoeld om te komen tot een conservatieve berekening van paaldeformaties in een ontwerpproces, waarbij bovendien geen reke-

29

Geotechniek - April 2014

ning wordt gehouden met mobilisatieverschillen over de lengte van de paalschacht. In alle gevallen waarin kon worden vergeleken met metingen blijkt echter met toepassing van deze grafieken een goede fit van last-vervormingsdiagrammen te kunnen worden bereikt. Waar kan het voor gebruikt worden? Het hier beschreven interactiemodel kan voor de volgende type berekeningen gebruikt worden: • Het kan het effect van maaiveldzakking (met als gevolg negatieve kleef) en een paalbelasting op druk combineren • Het kan een proefbelasting voor zowel trekals drukpalen narekenen en extrapoleren • Het kan de vervorming (en daarmee de veerstijfheid) van een paal op trek en druk berekenen • Het kan de vervorming (en daarmee de veerstijfheid) van een paal berekenen die afwisselend op druk en trek wordt belast • In alle gevallen kan de geschiedenis van de belastingen (en dus “ingevroren” spanningen in de paal) worden meegenomen. Onderstaand wordt aan de hand van een aantal specifieke projecten nader ingegaan op werking en gebruik.


Figuur 3 - Schematische waargave normaalkrachten in een paal t.g.v. een paalbelasting en de volledig ontwikkelde negatieve kleef Als de normaalkrachtenlijn in de paal ten gevolge van alleen de negatieve kleef wordt getekend (zie figuur 3a) dan is te zien dat de normaalkracht in de paal naar beneden oploopt aangezien de grond meer naar beneden toe beweegt dan de paal, waardoor er steeds meer grond aan de paal hangt. In de draagkrachtige zandlaag zal de paal meer zakken dan de grond en ontstaat er draagkracht. De normaalkracht in de paal wordt weer afgebouwd; deels door positieve schachtwrijving en deels door de puntweerstand.

Figuur 4 - Grondzakking, paalzakking en normaalkrachten in een paal ten gevolge van een paalbelasting en negatieve kleef berekend met INTER; te zien is dat de vervormingslijnen van de eerste keer maximaal belasten en herbelasten samenvallen.

Als de normaalkrachtenlijn in de paal ten gevolge van alleen de paalbelasting wordt getekend (zie figuur 3b) dan is te zien dat de normaalkracht in de paal bovenin de waarde van de belasting heeft. Nabij de draagkrachtige laag neemt de normaalkracht af aangezien de paal vanaf dat punt meer naar beneden toe meer beweegt dan de grond en dan zal de grond een omhoog gerichte wrijving (draagkracht) leveren. Indien beide belastingen tegelijk optreden zal de totale normaalkracht in de paal niet de som zijn van beide belastingen zoals getekend in figuur 3c. De werkelijke krachtswerking in de paal is afhankelijk van de verplaatsing van de grond in relatie tot de verplaatsing van de paal. Met INTER is op eerder beschreven wijze de voorkraanbaan van de Amazonehaven doorgerekend voor de combinatie van negatieve kleef en een kortstondig hoge paalbelasting. In figuur 4 is te zien dat de kortdurende belasting van de kraanbaan nauwelijks invloed heeft op het gemobiliseerde draagvermogen van de paal in de draagkrachtige zandlaag (onder NAP21m). De negatieve kleef wordt grotendeels opgeheven en de beide belastingen behoeven niet volledig bij elkaar opgeteld te worden.

Negatieve kleef Bij het ontwerp van de fundering van de kraanbaan aan de Amazonehaven (1992; Maasvlakte) was er sprake van een zeer hoge paalbelasting in combinatie met een grote negatieve kleef, veroorzaakt door de aanwezigheid van 23 m antropogene- en holocene zandlagen op een diepgelegen samendrukbare laag. Op basis van de meest eenvoudige beschouwing volgens NEN6743 moet de draagkracht van de paal groter zijn dan beide belastingen bij elkaar opgeteld. Deze norm laat echter ook de ruimte om een interactieberekening uit te voeren.

De manier waarop beide belastingen optreden verschilt sterk van elkaar. De negatieve kleef is een belasting die door de zetting van een diepgelegen slappe laag verlopend over de hoogte van het zakkend grondpakket aangrijpt en zich in de tijd langzaam opbouwt. Het grootste deel van de paalbelasting vanuit de kraanbaan is een kortdurende belasting die aan de bovenzijde van de paal aangrijpt. Vanwege de korte duur zal deze belasting het zettingsgedrag van de slappe lagen nauwelijks beĂŻnvloeden.

Proefbelastingen Voor diverse projecten waarvoor proefbelastingen zijn uitgevoerd, zijn in de loop der jaren tevens simulaties met het interactiemodel uitgevoerd. In sommige gevallen is de simulatie ingezet om op basis van waargenomen last-vervormingsgedrag een voorspelling te maken van het bezwijkdraagvermogen, in andere gevallen om te detecteren of het betreffende paaltype zich gedraagt als een meer grondverdringend of –verwijderend systeem. Ook is in sommige gevallen van bezweken drukpalen, op basis van de simulatie een schatting gemaakt van de verhouding tussen schacht- en puntdraagvermogen. Bij dergelijke analyses wordt de maximaal te

30

Geotechniek - April 2014


Interactieberekeningen Funderingselementen met het programma ‘INTER’

Figuur 5 - Simulatie met INTER 2.0 en gemeten gemiddelde kopverplaatsing voor de trekproef op Leeuwankerpaal T2; de ontlaststappen zijn hier niet gemodelleerd, omdat in versie 2.0 het hysteresegedrag van de schacht nog niet kon worden meegenomen.

mobiliseren schachtwrijving gelijk gesteld aan α * conusweerstand (al dan niet afgesnoten). Te variëren parameters zijn in dat geval de grootte van α en de keus voor het paaltype (1, 2 of 3 volgens figuur 2). In geval van drukpalen komt daar de maximaal te mobiliseren puntkracht bij. Op basis van een best fit door de meetpunten (gemeten deformaties bij verschillende belast- en ontlaststappen) worden de beste waarden voor de genoemde te variëren parameters gevonden. Onderstaand worden enkele voorbeelden genoemd:

Figuur 6 - Simulatie met INTER 2.0 van de normaalkracht in de palen en de gemeten paalzakking op verschillende hoogtes van de paal voor de trekproef op Leeuwankerpaal T2 voor enkele kenmerkende belastingstappen (zie legenda).

Figuur 7 - Simulatie met INTER 2.0 en werkelijke kopverplaatsing voor de drukproef op Leeuwankerpaal C2

Harmelen 2001 Voor een te realiseren onderdoorgang Leidsestraatweg-Oude Rijn-Breeveld in de lijn Harmelen-Woerden zijn Leeuwankerpalen overwogen. Ter controle van de paalfactoren van de Leeuwankerpalen® zijn 6 proefbelastingen uitgevoerd, waarvan 3 op druk en 3 op trek. Om het last-verplaatsingsgedrag dat werd waargenomen tijdens de proefbelastingen te vertalen naar paalfactoren, is van INTER 2.0 gebruik gemaakt. Het bleek goed mogelijk om met dit interactiemodel het last-verplaatsingsgedrag te simuleren (zie figuur 5 en 7). Ook bleek de in geval van de trekproeven gemeten vervorming op diepere niveau’s redelijk overeen te stemmen met de simulatie (zie figuur 6). AuGeo-palen voor Tramplus (2003) Een deel van de TramPlus-lijn in Rotterdam is aangelegd op het AuGeo systeem van Cofra. De aardebaan is via een drukverdelende matras van geo-grids gefundeerd op in de grond gedrukte palen. De palen van het AuGeo systeem worden met een hydraulische kraan weggedrukt tot juist in de draagkrachtige zandlaag. De kraan is vergelijkbaar met het materieel waarmee verticale kunststofdrains in de grond worden aangebracht. Met interactieberekeningen is het last-vervorminggedrag opgesteld inclusief enkele ontlasten herbelaststappen. Deze grafiek bleek goed overeen te komen met het waargenomen gemiddelde last-vervorminggedrag van de proefpalen zoals te zien is in figuur 8. Met name is te zien dat, door de in deze versie geintroduceerde hysterese van de punt, de berekende helling van de ontlaststappen goed overeenkomt met de werkelijkheid. IBG Groningen Begin 2009 zijn ten behoeve van de nieuwbouw voor de Informatie Beheer groep te Groningen proefbelastingen uitgevoerd op boorpalen met

31

Geotechniek - April 2014


Figuur 8 - De meetwaarden van de kopverplaatsing van 6 op druk belaste Augeo proefpalen en het resultaat van de simulatie met INTER 2.1 voor het gemiddelde geval van deze proefpalen. Overigens blijkt uit de figuur dat het gedrag van de palen onderling nogal verschilt, terwijl de omstandigheden (conusweerstand, paaltype en lengte) identiek waren.

Figuur 9 -Simulatie met INTER 3.0 en gemeten kopverplaatsing proefbelastingen Boorpalen IBG Groningen een diameter van 1,5 m, waarbij punt en schacht werden na-geĂŻnjecteerd. Hiertoe zijn over de gehele lengte van de paal op 3 posities aan de wapeningskorf injectieleidingen meegenomen. EĂŠn dag na aanbrengen van de palen is over de volledige hoogte de schacht geinjecteerd en vervolgens ook de punt. De hamvraag voor die situatie was of de stijfheid van de palen voldoende zou zijn, in verband met strenge eisen voor de fundering onder de kern van het gebouw. Hierover is eerder gepubliceerd in Civiele Techniek [3]. Zoals blijkt uit figuur 9 kon met behulp van interactieberekeningen vooraf en metingen achteraf worden aangetoond dat de palen zich dankzij de injectie van schacht en punt aanzienlijk stijver gedroegen dan van een standaard boorpaal (paaltype 3 conform de NEN, draagvermogen volledig conform de NEN berekend) kon worden verwacht. Tubexpalen Rotterdam 2011 Bij de verbouwing van Metrostation CS in Rotterdam zijn ondermeer Tubex-groutinjectiepalen toegepast voor de verankering van de stationsvloer. In verband met onzekerheid tijdens de uitvoering van deze palen zijn er 6 proefbelastingen uitgevoerd, die tot doel hadden om aan te tonen dat het benodigde draagvermogen werd gemobiliseerd. De proefbelastingsresultaten zijn met interactieberekeningen gesimuleerd zodat de schachtwrijvingsfactor kon worden teruggerekend. Er bleek in dit geval geen sprake

te zijn van een maximale wandwrijving als factor van de conusweerstand. Met behulp van de interactieberekeningen kon worden aangetoond dat in deze omstandigheden sprake was van een constante waarde van de maximale schuifsterkte (onafhankelijk van de initiĂŤle conusweerstand). Een artikel over deze proefbelastingen is gepubliceerd in Geotechniek januari 2012 [2]. In figuur 10 zijn voor het last-vervormingsdiagram van de paalkop zowel de berekende als de werkelijk gemeten waarden weergegeven. Parkeergarage Houtwal (2009, Harderwijk) De parkeergarage Houtwal is gebouwd als een (ronde) put met een diepte van ca. 20 m diepte, uitgevoerd in diepwanden. De vloer is uitgevoerd in gewapend onderwaterbeton met trekankers. Voor een goede dimensionering van de gewapende onderwaterbetonvloer was vooraf een nauwkeurige inschatting van de veerstijfheid van de trekankers nodig. Deze is aan de hand van interactieberekeningen bepaald. Hoewel het grondpakket waaraan de trekankers hun draagkracht ontlenen volledig uit zand bestond, was de conusweerstand over de hoogte van het zandpakket niet constant. Alleen al door de ontgraving van meer dan 20 meter grond, was een ontspanning van de grond ontstaan waarvan het effect verlopend over de onderliggende lagen met de diepte weer afnam. Afhankelijk van het paaltype (trillend of niet-trillend) wordt deze overconsolidatie door ontgraving lineair of middels de wortelformule verrekend in een afname

32

Geotechniek - April 2014

van de conusweerstand, hetgeen leidt tot een afname van de wrijving waardoor de paal dieper wordt aangesproken en slapper reageert. Normaal gesproken wordt voor het bepalen van de veerstijfheid van een anker het fictieve ankerpunt bepaald en tot dat punt wordt de volledige normaalkracht verondersteld en daarmee wordt de verlenging van het anker berekend. Dit is een vereenvoudiging van de werkelijkheid die vooral door het niet constante verloop van de conusweerstand over de hoogte van het draagkrachtige pakket leidt tot afwijkingen. Voor Houtwal is met behulp van MFoundation volgens CUR 2001-4 (de representatieve waarde van) de draagkracht van de trekankers berekend voor elke meter diepte. In die berekening is ook het effect van groepswerking (f2) meegenomen. Per meter paal is zo de maximale schuifspanning bekend die elke paal kan overbrengen naar de grond en daarmee is de relatie met de verplaatsing volgens de schachtwrijvingscurven voor elk element binnen die meter vastgelegd. Met interactieberekeningen is berekend in welke mate de schuifkracht (en daarmee de vervorming) over de lengte van het anker gemobiliseerd wordt. Zo is de totale vervorming (en dus de veerstijfheid) ter hoogte van de ankerkop berekend. Trekdiepwanden parkeergarage Kruisplein (2007, Rotterdam) Bij het ontwerp van de ondergrondse parkeergarage Kruisplein is gebruik gemaakt van trekdiepwanden die zorgen voor het verticaal evenwicht in de gebruiksfase.


Interactieberekeningen Funderingselementen met het programma ‘INTER’

Figuur 10 - Simulatie met INTER 2.1 en werkelijke kopverplaatsing Tubex palen met groutinjectie Rotterdam (overdruk fig. 8 uit [2])

uitgezet en de drukbelasting is negatief uitgezet. In beide figuren is ook de veerstijfheid op druk getekend (k50;druk). In de grafieken is te zien dat de gestippelde lijn, de veerstijfheid op druk (k50;druk), bij de paal die eerst op trek is belast (b) steiler verloopt. Dit betekent dat de veerstijfheid op druk van een paal lager wordt indien deze eerst op trek wordt belast. Conclusies Teneinde het deformatiegedrag van een funderingspaal of anker in de ondergrond te simuleren is een interactiemodel een waardevol hulpmiddel gebleken, zowel bij de interpretatie van proefbelastingen als tijdens een ontwerpproces. Een model dat zich in dat opzicht de afgelopen jaren heeft bewezen is het model INTER, dat binnen Stadsontwikkeling Rotterdam (voorheen Gemeentewerken) en Strukton beschikbaar is.

Figuur 11 - Last-vervormingsgrafieken en veerstijfheden van een paal die alleen druk wordt belast (a) en dezelfde paal indien deze eerst op trek en daarna op druk wordt belast (b)

De toekomst In de CUR-commissie Axiale veerstijfheid wordt een (excel)programma gemaakt voor de berekening van de van de axiale veerstijfheid. Deze berekeningen zijn interactie berekeningen welke geijkt zullen worden op basis van berekeningen met INTER. Een van de zaken die nog niet meegemodelleerd is in INTER, is het verschijnsel softening. Softening is het eventueel teruglopen van de bezwijkwaarde voor de wrijving bij relatief grote schuifvervorming Dit zal het komend jaar in INTER verwerkt worden. Waarschijnlijk zal softening door de CURcommissie ook worden verwerkt in het nieuwe interactie model.

De grond – diepwand interactie is met INTER gemodelleerd waarmee de veerstijfheid is bepaald. In een artikel in Cement, 2013 [4] wordt in gegaan op de constructieve aspecten van de trekdiepwanden. CUR Ankerpalen (2011) In het kader van de CUR-commissie 236 (Ankerpalen) zijn interactieberekeningen uitgevoerd voor een paal die eerst op trek en daarna op druk wordt belast. Om het effect van de trekbelasting op de veer-

stijfheid op druk aan te tonen moet de belastinggeschiedenis in de interactieberekeningen worden meegenomen. In figuur 11 zijn de resultaten van twee berekeningen te zien. In (a) is het last-vervorming gedrag getekend van de kop (rood) en van de punt (blauw) van een paal die alleen op druk wordt belast. In figuur (b) is het last-vervorming gedrag van de kop en de punt getekend van een paal die eerst op trek wordt belast en vervolgens op druk wordt belast. De trekbelasting is positief

33

Geotechniek - April 2014

Literatuur 1. Dalen, J.H. van, Opstal, A.Th. “Verankering van steile taluds”; Syllabus gezamenlijke studiedag KVIV en KIVI te Antwerpen 1994. 2. Spruit, R., Hannink, G, van Zanten, D, “Tubex-groutinjectiepalen proefbelast voor Metrostation CS in Rotterdam”, GEOTECHNIEK – Januari 2012 3. Dalen JH van , Nehal, R, “Ontwerpoptimalisatie tijdens de bouw: Voorgespannen Boorpalen Nieuwbouw IB-Groep en Belastingdienst te Groningen”; Civiele techniek, september 2009. 4. Heukels T., Taffijn, E., Allaart, A. “Diepwanden op trek belast”; CEMENT 8, 2013.


18e jaargang Nummer 2 April 2014 Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van Geokunststoffen

Ontwerp van geokunststof voor toepassing onder onverharde wegen - Methode Sellmeijer

OCW: Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw

Katern van


Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:

De collectieve leden van de NGO zijn:

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

NAUE GmbH & Co. KG Gewerbestr. 2 32339 Espelkamp-Fiestel – Germany Tel. +49 5743 41-0 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_Enkadrain_208x134mm_02_NL.pdf

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

1

01-10-13

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

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

09:30

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

Dra inag e ond er plei

n Sted elijk Museum

, Am sterdam

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

36

Geokunst - april 2014


Inhoud Beste Geokunst lezer, In GeoKunst 2012-2 schreven Ann Vanelstraete et al over de algemene doelstellingen van het 4 jarige project: “Trillingsgecontroleerd stabiliseren van betonplaten voor duurzame asfaltoverlagingen met scheurremmende lagen”. Het project is een samenwerking tussen het Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw (OCW) te Brussel en de Afdeling Bouwmechanica van de KU Leuven en heeft als doel: Kennis ontwikkelen over vier thema’s die bij deze problematiek van belang zijn: De staat van de bestaande betonweg, de stabilisatie van de betonplaten, de scheurremmende lagen en de asfaltoverlaging. Bijzondere aandacht ging naar de gevolgen van trillingen, ten gevolge van zware verkeersbelastingen of veroorzaakt door werkzaamheden bij stabilisatie van de betonplaten. In deze GeoKunst gaan Katleen Denolf, Joëlle De Visscher en Ann Vanelstraete in op de uitvoering en de resultaten van laboratoriumproeven, die zijn ontwikkeld door OCW om de verticale bewegingen te simuleren, die het verkeer bij cementbetonplaten met asfaltoverlaging veroorzaakt. Deze proeven zijn ontwikkeld om de prestaties van verschillende scheurremmende tussenlaagsystemen te beoordelen. Zij beschrijven de proeven en vergelijken de prestaties van referentieproefstukken zonder scheurremmende tussenlaag met die van proefstukken met: een “stress-absorbing membrane interlayer” (SAMI), een geogrid, een combigrid en een stalen wapeningsnet als scheurremmend tussenlaagsysteem. Theorie en praktijk dus in dit artikel van de OCW.

Wie de theorie achter de praktijk graag ontrafeld ziet, of de praktijk naar de theorie vertaald, is dit artikel een must. Wellicht komt een derde artikel over deze materie, want aan het einde van zijn hoofdstuk over lateral restraint schrijft Hans:“Het concept van gemobiliseerde wrijving en de vervorming van het geotextiel zullen nog moeten worden uitgewerkt.” Wij zijn benieuwd en houden ons aanbevolen. Shaun O’Hagan Eindredacteur GeoKunst

Theorie vormt de hoofdmode in het tweede artikel van Hans Sellmeijer. In een vervolg op de zijn publicatie in de vorige GeoKunst over “Membrane Action”, die optreedt in met geokunststoffen gewapende wegfunderingen, beschrijft en ontleedt hij het begrip “lateral restraint”, het ontwerp en het plastische gedrag van het mineraalaggregaat in de wegfundering. Met behulp van 27 wiskundige formules leidt hij ons door zijn stellingen heen.

Colofon

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

Tekstredactie Eindredactie Redactieraad Productie

37

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

Geokunst - april 2014

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

www.ngo.nl


OCW: Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw

Dr. Katleen Denolf OCW

Dr. ir. Joëlle De Visscher OCW

Dr. Ann Vanelstraete OCW

Figuur 1 - Overzicht van twee oorzaken van reflectiescheurvorming: (a) langzame horizontale beweging door herhaald uitzetten en krimpen van cementbetonplaten bij temperatuurwisselingen (modus I) en (b) verticale beweging aan dwarse voegen en scheuren onder verkeersbelasting en door verlies van draagvermogen van de onderliggende structuur (modus II). Inleiding Als een asfaltlaag op een verharding van cementbetonplaten wordt aangebracht, zullen de voegen in deze verharding scheuren in de asfaltlaag doen ontstaan. Deze scheuren groeien van het onder- naar het bovenvlak van de asfaltlaag door met een gemiddelde snelheid van 2 tot 3 cm per jaar, naargelang de verkeersintensiteit. Proefvakken hebben uitgewezen dat deze zogenoemde reflectiescheuren in een 5 cm dikke asfaltoverlaag zonder scheurremmend tussenlaagsysteem vrijwel zeker binnen de eerste drie jaar aan het oppervlak zullen verschijnen. Een scheurremmend tussenlaagsysteem (waarmee het geheel van een geschikte kleeflaag en een scheurremmend product wordt bedoeld) kan, afhankelijk van de staat van de betonverharding, de verkeersbelasting en het type van tussenlaagsysteem, de vorming van reflectiescheuren vertragen, zodat zij pas na acht jaar of nog later zichtbaar worden. De voornaamste oorzaken van reflectiescheurvorming liggen in de bewegingen die zich nabij

scheuren/voegen voordoen. Een eerste soort van beweging is de langzame horizontale beweging door herhaald uitzetten en krimpen van het cementbeton bij temperatuurwisselingen, zoals op figuur 1.a is afgebeeld. Een tweede soort zijn verticale bewegingen aan dwarse voegen; deze worden veroorzaakt door verkeersbelasting en door onvoldoende draagvermogen van de onderliggende structuur, zoals figuur 1.b laat zien (afschuiving en deflectie). Bij het OCW is al jaren een laboratoriumproef beschikbaar om de prestaties van scheurremmende tussenlaagsystemen ten aanzien van (horizontale) bewegingen door temperatuurwisselingen te bepalen. In het hierna beschreven onderzoek ontwikkelde het OCW een nieuwe beproevingsmethode om het opwippen (verticale beweging) van betonplaten te simuleren. Nieuwe beproevingsmethode om verticale belasting van cementbetonplaten met een asfaltoverlaag te simuleren Om tot een nieuwe beproevingsmethode voor de simulatie van de verticale belasting van cement-

38

Geokunst - April 2014

betonplaten met een asfaltoverlaag te komen, werden er verschillende beproevingsomstandigheden getest. Deze omstandigheden moesten zo worden gekozen dat de meeste proefstukken binnen een realistische meetperiode bezweken en dat er een onderscheid gemaakt kon worden tussen goed en slecht presterende systemen. Dit onderzoek staat beschreven in ref. 1. De proefstukken die in deze nieuwe proef getest worden, zijn 60 cm lang en 14 cm breed. Zij bestaan uit een 7 cm dikke onderlaag van cementbeton met daarop een kleeflaag en een scheurremmend product, behalve bij het referentieproefstuk, dat enkel van een kleeflaag wordt voorzien. Hierop wordt een 6 cm dikke asfaltoverlaag aangebracht. Om een voeg te simuleren, wordt in de onderlaag van cementbeton een 4 mm brede discontinuïteit gelaten, zoals op figuur 2 is afgebeeld. De beproeving vindt plaats in een op 15 °C afgestelde klimaatkamer. Vóór het begin van een meting worden de proefstukken gedurende vier uren bij 15 °C geconditioneerd. Het opwippen van betonplaten wordt gesimuleerd door met een stempel aan één kant van de voeg van de proefstukken een dynamische verticale beweging met een frequentie van 1 Hz te veroorzaken: gedurende een halve seconde oefent de stempel een kracht van 12 kN uit op het proefstuk en de volgende halve seconde wordt het proefstuk niet belast. Deze cyclus wordt herhaald tot het proefstuk breekt. Tussen de stempel en het proefstuk ligt er een rubberen matje om de uitgeoefende krachten gelijkmatig te verdelen. De kant van het proefstuk die zich onder de stempel bevindt, wordt in beperkte mate ondersteund door een stuk schuimrubber. Aan de andere kant van de voeg wordt het proefstuk vastgeklemd en steunt het op een metalen frame, zoals op figuur 2 ge-


Samenvatting

Recentelijk werd er aan het Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw (OCW) een nieuwe proef ontwikkeld die de verticale bewegingen simuleert die het verkeer bij cementbetonplaten met asfaltoverlaging veroorzaakt. Het doel van deze proef is om de prestaties van verschillende scheurremmende tussenlaagsystemen te beoordelen. In deze bijdrage wordt deze laboratoriumproef beschreven en wordt een verge-

lijking gemaakt tussen de prestaties van referentieproefstukken zonder scheurremmende tussenlaag en vier proefstukken met respectievelijk: een “stress-absorbing membrane interlayer� (SAMI), een geogrid, een combigrid en een stalen wapeningsnet als scheurremmend tussenlaagsysteem.

Figuur 2 - Overzicht van de meetopstelling

Figuur 3 - Foto van de proefopstelling toond wordt. Tijdens de proef blijft de stempel steeds contact houden met het proefstuk. De verticale positie van de stempel wordt gemeten als functie van de tijd. Het scheurvormingsproces wordt ook gefilmd door een camera die zich in de klimaatkast bevindt (zie figuur 3). In de grafiek van figuur 4.a is een typisch meetresultaat uitgezet: de evolutie van de verticale verplaatsing van de stempel in functie van de tijd wordt weergegeven (de dynamische componente is hier omwille van de schaal niet zichtbaar). De helling van het nagenoeg lineaire stuk van de kromme is een maat voor de evolutie van het geleidelijk bezwijken van het proefstuk. Een andere belangrijke parameter is de tijd die het proefstuk nodig heeft om volledig te bezwijken. Het knikpunt afgebeeld in figuur 4.a stemt vrij goed overeen met de tijd die het proefstuk nodig heeft om volledig te falen.

Figuur 4 - Typisch meetresultaat (a); vergroting van het lineaire stuk van de kromme (b) en camerabeelden van het proefstuk tijdens de proef: een proefstuk bij het begin van de proef (c); op het tijdstip van bezwijken (d) en na bezwijken (e).

39

Geokunst - April 2014

De levensduur van een proefstuk kan ook bepaald worden aan de hand de evolutie van de amplitude van de cyclische componente van de verplaatsing. Figuur 4.b zoomt in op het lineaire stuk van de kromme uit figuur 4.a en illustreert de dynamische verticale verplaatsing van de stempel: tijdens het belasten van het proefstuk gedurende een halve seconde wordt het proefstuk ingedrukt door de stempel, na de belasting komt het proefstuk terug omhoog. Per cyclus


van 1 seconde werd de amplitude bepaald en in figuur 5 wordt de grootte van deze amplitude als functie van de tijd uitgezet voor een referentieproefstuk. Na het falen van het proefstuk stijgt de amplitude. Het tijdstip waarop de amplitude plots stijgt is ook een maat voor de evolutie van macroscheuren.

De figuren 4.c, 4.d en 4.e geven camerabeelden van een proefstuk tijdens de proef weer. De afgebeelde asfaltoverlaag werd wit ingekleurd met krijt, om het verloop van de scheurdoorgroei beter te kunnen volgen. Beproevingsprogramma In dit onderzoek werd een vergelijking gemaakt tussen de prestaties van referentieproefstukken

Figuur 5 - Het verloop van de grootte van de amplitude als functie van de tijd

en vier soorten van proefstukken met verschillende scheurremmende tussenlagen. De volgende scheurremmende tussenlagen werden getest (ref. 2): - een “stress-absorbing membrane interlayer” of SAMI bestaande uit een laag gemodificeerd bitumen met een hoge spreidingsgraad, waarop een laag steenslag wordt gespreid en ingewalst om werfverkeer mogelijk te maken; - een geogrid bestaande uit regelmatig gevormde netten van glasvezel voorzien van een coating op basis van bitumen; - een combigrid bestaande uit een geogrid van glasvezel en een niet-geweven geotextiel; - een stalen wapeningsnet bestaande uit netten van gegalvaniseerd staal die op regelmatige afstanden dwars versterkt zijn met strengen van staaldraden. Vervaardiging van de proefstukken Zoals hierboven vermeld, zijn de proefstukken voor dit onderzoek 60 cm lang en 14 cm breed. De onderlaag bestaat uit twee blokken cementbeton, van elkaar gescheiden door een discontinuïteit van 4 mm om een scheur/voeg na te bootsen. Het bovenvlak van de betonblokken werd met een ruwe borstel behandeld om een oppervlakte textuur te verkrijgen, voor een betere hechting van de bovenliggende lagen. De overlaag bestond uit asfaltbeton, 6 cm dik. Het mengsel voor deze laag werd bereid en verdicht in de laboratoria van het OCW, volgens de Europese normen EN 12697-35 en EN 12697-33. Tussen de onderlaag van cementbeton en de asfaltoverlaag worden een kleeflaag en een scheurremmend tussenlaagproduct aangebracht zoals hierna beschreven (behalve bij de referentieproefstukken, waar er enkel een kleeflaag voorzien is):

Figuur 6 - Overzicht van de helling van het lineaire stuk per proefstuk.

40

Geokunst - April 2014

• referentieproefstukken: o op de onderlaag van beton wordt een emulsie zonder polymeren gesproeid, in een dosering van 240 g/m² (residuaal bindmiddelgehalte); • proefstukken met een SAMI: o op de onderlaag van beton wordt polymeergemodificeerd bitumen gesproeid, in een dosering van 2 kg/m²; o dit wordt afgestrooid met 5 kg/m² steenslag 6,3/10; • proefstukken met een geogrid: o op de onderlaag van beton wordt een emulsie zonder polymeren gesproeid, in een dosering van 240 g/m² (residuaal bindmiddelgehalte);


OCW: Opzoekingscentrum voor de wegenbouw

o het geogrid-tussenlaagsysteem wordt aangebracht; o  hierop wordt polymeergemodificeerd bitumen gesproeid, in een dosering van 1,2 kg/ m²; o dit wordt afgestrooid met 5 kg/m² steenslag 6,3/10; • proefstukken met een combigrid: o op de onderlaag van beton wordt een polymeergemodificeerde emulsie gesproeid, in een dosering van 700 g/m² (residuaal bindmiddelgehalte); o  het combigrid-tussenlaagsysteem wordt aangebracht; o  hierop wordt een polymeergemodificeerde emulsie gesproeid, in een dosering van 500 g/m² (residuaal bindmiddelgehalte); o dit wordt afgestrooid met 5 kg/m² steenslag 6,3/10; • proefstukken met een stalen wapeningsnet: o op de onderlaag van beton wordt een emulsie zonder polymeren gesproeid, in een dosering van ten minste 240 g/m² (residuaal bindmiddelgehalte); o het wapeningsnet-tussenlaagsysteem wordt aangebracht; o hierop wordt een slem op basis van een polymeerbitumen aangebracht, in een dosering van 18 kg/m². Het aanbrengen van een emulsielaag, afgestrooid met steenslag (bij een grid of een combigrid), heeft twee redenen:

• beletten dat het tussenlaagproduct wordt beschadigd onder bouwverkeer voordat het overlaagd wordt; • het systeem neergedrukt houden terwijl het overlaagd wordt. Op te merken valt dat de vervaardiging van de proefstukken in dit onderzoek een cruciale fase was. Slecht vervaardigde proefstukken zouden immers onbetrouwbare meetresultaten kunnen geven. Ook na de vervaardiging moesten de proefstukken met zorg worden behandeld. Er werden houten steunen voor de proefstukken gemaakt, om beschadiging tijdens transport te voorkomen. Metingen In de opstelling werden de volgende proefstukken beproefd: • vijf referentieproefstukken zonder scheurremmend product; • vier met een SAMI; • vier met een geogrid; • vier met een combigrid; • vier met een stalen wapeningsnet. De helling van het lineaire stuk staat samengevat in de tweede kolom van tabel I en in figuur 6. Hoe kleiner de absolute waarde van de helling, hoe beter het proefstuk presteert. De levensduur, bepaald aan de hand van het knikpunt en de grootte van de amplitude staat samengevat in kolom 3 en 4 van tabel I en in figuur 7.

Figuur 7 - Overzicht van de levensduur per proefstuk. De blauwe staven geven de levensduur weer bepaald a.h.v. de grootte van de amplitude. De rode staven geven de levensduur weer bepaald a.h.v. het knikpunt.

41

Geokunst - januari 2014

Uit tabel I en figuren 6 en 7 komen de volgende conclusies en trends naar voren: • De twee methodes (a.h.v. het knikpunt en de grootte van de amplitude) om de levensduur van een proefstuk te bepalen, leiden tot gelijkwaardige resultaten met vergelijkbare dispersies; •  het is mogelijk goed en slecht presterende systemen van elkaar te onderscheiden, maar een fijner onderscheid lijkt moeilijk: o in de regel presteerden de referentieproefstukken het slechtst; o correct vervaardigde proefstukken met een stalen wapeningsnet presteerden het best; o  SAMI’s, geogrids en combigrids zijn naar prestaties moeilijk te onderscheiden; • ondanks de grote zorg waarmee de proefstukken zijn vervaardigd en behandeld, blijft er een grote spreiding in de meetresultaten; • per product moeten ten minste vier proefstukken worden beproefd; • correct aanbrengen blijft bij veel tussenlagen zeer moeilijk, vooral bij stalen wapeningsnetten en bij geogrids. De beperkte grootte van de proefstukken maakt het moeilijk de tussenlagen volkomen neer te drukken en te houden. Verdere analysen Wegens de vrij grote spreiding in de resultaten werd beslist verdere analysen op de proefstukken uit te voeren, om na te gaan of de spreiding tussen proefstukken van een gegeven soort niet aan verschillen in vervaardiging te wijten was. Deze analysen omvatten: - directe trekproeven om de hechting tussen beton, scheurremmende tussenlaag en asfaltlaag te controleren; - bepaling van de holle ruimte van de asfaltlaag, om de verdichting van deze laag te controleren; - bepaling van het bindmiddelgehalte en de korrelgrootteverdeling van de asfaltlaag, om de samenstelling van het asfaltmengsel te controleren. Deze analysen werden verricht op het best en slechtst presterende proefstuk per type van scheurremmende tussenlaag. Uit deze bijkomende proeven bleek dat de spreiding in de resultaten niet kon worden toegeschreven aan verschillen in hechting tussen lagen of in asfaltsamenstelling tussen proefstukken van een gegeven soort. De spreiding houdt heel waarschijnlijk verband met enerzijds het nogal willekeurige scheurvormingsgedrag bij zulke proeven en anderzijds het belang van neerdrukken en neergedrukt houden van het tussenlaagproduct - vooral bij producten zoals stalen wapeningsnetten en geogrids, die


de neiging hebben om bij de vervaardiging van laboratoriumproefstukken op te krullen. Deze bevindingen illustreren eveneens duidelijk de gevolgen van gebrekkige aanbrenging op een

bouwplaats, bv. als een tussenlaagproduct niet vlak wordt gelegd of niet helemaal vastligt en nog kan verschuiven… Om de vervaardiging van de proefstukken te ver-

Tabel 1 - Overzicht van de helling van het lineaire stuk en de levensduur voor de vijf verschillende soorten van proefstukken Helling van het lineaire stuk [mm/ks]

Levensduur a.h.v. knikpunt [ks]

Levensduur a.h.v. grootte amplitude [ks]

Referentie 1

-1,91

1,2

1,2

Referentie 2

-1,88

0,9

0,9

Referentie 3

-1,17

1,4

1,5

Referentie 4

-1,03

1,8

1,8

Referentie 5

-0,03

SAMI 1

-0.33

4,9

5,1

SAMI 2

-0,18

8,1

8,2

SAMI 3

-11,81

0,3

0,3

SAMI 4

-0,15

13,5

13,5

Geogrid 1

-2,79

1,6

1,5

Geogrid 2

-0,02

Geogrid 3

-2,54

0,7

0,9

Geogrid 4

-0,14

1,0

1,1

Combigrid 1

-0,37

5,0

5,4

Combigrid 2

-3,09

0,6

0,9

Combigrid 3

-0,45

2,7

3,1

Combigrid 4

-0,05

Bezweek niet

Stalen wapeningsnet 1

0,02

Bezweek niet

Stalen wapeningsnet 2

(-0,22)

(5,0)

(5,4)

Moeilijke vervaardiging*

Stalen wapeningsnet 3

(-1,95)

(1,0)

(1,5)

Moeilijke vervaardiging*

Stalen wapeningsnet 4

-0,02

Proefstuk

Opmerkingen

Conclusies • Er is een nieuwe laboratoriumproef ontwikkeld ter simulering van het effect van verticale bewegingen (opwippen) van betonplaten op een asfaltoverlaag die op verschillende typen van scheurremmende tussenlagen is aangebracht. •  De proef kan een kwalitatief onderscheid maken tussen sommige systemen, maar de spreiding in de kwantitatieve gegevens is te groot om producten met gelijksoortige prestaties van elkaar te onderscheiden. De spreiding kan worden verklaard door de complexiteit en de heterogeniteit van de proefstukken, die leiden tot probabilistische scheurvorming. • Om na te gaan in welke mate de spreiding zou kunnen verklaard worden door de herhaalbaarheid van de proefstukvervaardiging werden verdere analysen op de proefstukken uitgevoerd. Deze hebben geen duidelijk verband aangetoond tussen de kwaliteit of de herhaalbaarheid van de proefstukvervaardiging en de proefresultaten.

Bezweek niet

Bezweek niet

Dankbetuiging De auteurs danken het Agentschap voor Innovatie door Wetenschap en Techniek (IWT Vlaanderen) voor zijn financiële steun voor dit onderzoeksproject (IWT-project 060884: “Trillingsgecontroleerd stabiliseren van betonplaten voor duurzame asfaltoverlagingen met scheurremmende lagen”). Zij danken ook P. Vanelven van het OCW voor het uitvoeren van de proeven.

Bezweek niet

*Er traden moeilijkheden op bij de vervaardiging van de proefstukken met een stalen wapeningsnet. Het gebruikte net werd op rollen geleverd. Door de betrekkelijk kleine afmetingen van onze proefstukken (14 cm bij 60 cm) was het net nogal moeilijk neer te drukken. Bij de proefstukken 2 en 3 krulde het wat op aan de randen, waardoor het niet helemaal kon worden ingeslemd.

42

Geokunst - April 2014

beteren, zouden de grids en stalen wapeningsnetten vastgespijkerd kunnen worden. Deze techniek heeft als nadelen dat het niet goed met de praktijk overeenstemt en dat de betonblokken mogelijks beschadigd kunnen worden door het spijkeren. Een betere oplossing zou zijn om de grids en netten enkele dagen onder een gewicht te leggen zodat ze vlak worden en niet meer opkrullen.

Referenties [1] K. Denolf, J. De Visscher and A. Vanelstraete, Performance of Anti-Cracking Interface Systems on Overlaid Cement Concrete Slabs – Development of Laboratory Test to Simulate Slab Rocking, Proceedings of the 7th RILEM International Conference on Cracking in Pavements, RILEM Bookseries Volume 4, 2012, pp1169-1180 [2]  Toepassing van Asfaltwapeningen en Scheurremmende Lagen, AWV – OCW, 1999


Voor gedegen

Mixed- In-PlaceTexionDesign handige tool voor ontwerpen Soilmix nieuwe oplossingen

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

Vooraanstaand en betrouwbaar www.bauernl.nl

met wegwijzer voor standaardbestekken duidelijke schetsen die de werking illustreren snelle selectie van eisen te stellen aan geokunststof unieke rekenmodules voor Methode Sellmeijer LatRes & MemAct Texion Geokunststoffen nv - Admiraal de Boisotstraat 13 - 2000 Antwerpen - BelgiĂŤ - Tel. + 32 (0)3 210 91 91 - Fax +32 (0)3 210 91 92 - www.texion.be


ADVERTORIAL

Gepuntlaste SCHANSKORVEN voor wegenbouw en architectuur Met de gepuntlaste Maccaferri® schanskorven van Texion wint u vele voordelen: • • • • • • • •

dank zij de starre zijwanden behouden zij hun typische vorm bij voorkeur worden de stenen met de hand gestapeld zodat een vlak aspect ontstaat bescherming met zink (Zn) of Galfan (Zn95Al5) zorgt voor lange levensduur bestand tegen knaagdieren vragen weinig onderhoud continuïteit dankzij onderlinge verbinding bieden een architecturaal gewaardeerd aspect alle gebruikte materialen zijn duurzaam en eenvoudig te recycleren

Militairen zetten gepuntlaste schanskorven in als: •

beschutting tegen mortier- en artilleriegeschut rond vooruitgeschoven militaire basissen

U gebruikt Texions’ gepuntlaste schanskorven voor: • • • •

verfraaiing van betonwanden en ter voorkoming van graffiti de bouw van grondkerende gewichtsmuren decoratief- of landschap element voorzorg tegen geluidsoverlast (geluidsmuur)

Spenax® C-clips machine Spenax is een Texion-machine op luchtdruk waarmee u schanskorven snel en efficiënt aan elkaar bevestigt. Toepassingen Gebruik Spenax om schanskorven samen te stellen en verschillende schanskorven aan elkaar te bevestigen. De machine De Spenax is een hechttoestel op perslucht. Het brengt de C-vormige klemmen uit het magazijn via een geleider naar de neus van het toestel en plooit ze kort om. De C-klemmen De C-klemmen zijn stalen draadklemmen. Afhankelijk van het type schanskorf zijn ze beschermd met zink, Galfan of Galfan met pvc coating. De treksterkte van de staaldraad is groter dan 1700 N/mm2. Texion levert de C-klemmen van de Spenax in dozen van 1600 stuks.

Voordelen U kunt de schanskorven snel en efficiënt plaatsen dankzij de automatische toevoer van C-klemmen in de Spenax. Uitvoering U verbindt de samenkomende panelen (zijkanten, deksel, tussenschotten) van de schanskorven (zeskant of gepuntlast). De onderlinge afstand tussen de klemmen moet 10-20cm zijn.

Galfan® Galfan® beschermt staal tegen corrosie. Diverse typen corrosie kunnen onderscheiden worden, waarbij verschillende chemische reacties een rol spelen. De belangrijkste corrosiereactie is deze waarbij zuurstof in de atmosfeer, in combinatie met water of vocht, reageert met ijzer of een ander metaal en dit terugbrengt naar in de geoxideerde toestand waarin het oorspronkelijk aanwezig was in de aarde. U kan het corrosieproces vertragen. Meer weten over de Galfan® technologie? Surf naar www.texion.be, kies product ‘schanskorven in staal met Galfan® bescherming’ en download de keynote.


Meer informatie?

Voor meer informatie of advies bij de berekening of installatie surf naar www.texion.be, ‘schanskorven’, of contacteer Texion op +32 (0)3 210 91 91of texion@skynet.be

Zeskant vlechtwerk SCHANSKORVEN voor weg- en waterbouw Met de gevlochten Maccaferri® schanskorven van Texion wint u vele voordelen: • • • • •

zij kunnen differentiële zettingen ondergaan dank zij hun soepelheid er ontstaan geen hydrostatische drukopbouw gevolg van de grote waterdoorlatendheid de coating met zink (Zn), Galfan (Zn95Al5), kunststof (PVC, PA) zorgt voor lange levensduur sterkte en buigzaamheid zijn eigenschappen van de laagkoolstofstaaldraad ontrafelen niet dankzij dubbele torsie

• • • • • • •

beklimbaarheid kan een belangrijk voordeel zijn in recreatiegebieden bestand tegen knaagdieren door de geometrische vorm ontstaat een gecontroleerde steendikte, ook onder water vragen weinig onderhoud bieden continuïteit dankzij onderlinge verbinding hebben een natuurlijk aspect en laten begroening toe onmiddellijk uit voorraad leverbaar

U gebruikt Texions’ Maccaferri® schanskorven voor: • bescherming van oevers tegen erosie • teenconstructie bij bestortingen op een talud • de bouw van kribben, strekdammen en strandhoofden • bescherming van de bedding tegen ontgronding • grondkerend gewichtsmuur • het dichten van bressen

TexionDesign Applet, een praktische tool voor snelle berekening van schanskorf panelen Schanskorven, gemaakt van dubbel getorst stalen vlechtwerk, worden klaar voor gebruik geleverd. U bestelt het aantal schanskorven met opgave van l (lengte), w (breedte) en h (hoogte).

afmetingen en het aantal schanskorven. Er wordt geen rekening gehouden met panelen die gemeenschappelijk kunnen worden gebruikt, gezien dit afhangt van de typische geometrie van elk project.

Gepuntlaste schanskorven zijn geproduceerd als 2D vlakke panelen die u op de werf samen stelt. De Texion rekenmodule laat u toe de afmetingen en het aantal vereiste gepuntlaste panelen te bepalen, vertrekkende van 3D

Eveneens berekent de App het totale gewicht. Aan de hand hiervan kan u de aankoopkost (eenheidsprijs per kg x totale gewicht) en transportkost (als veelvoud of deel van een volle vracht) op eenvoudige wijze bepalen.

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


Dr. Ir. Hans Sellmeijer Deltares

Ontwerp van geokunststof voor toepassing onder verharde wegen Methode Sellmeijer Functie van een geokunststof De toepassing van geokunststoffen in de wegenbouw is interessant, als het draagvermogen van de ondergrond te kort schiet. De verkeerslast dreigt dan met een deel van de weg eronder weg te zakken. Een geokunststof zal de last over een groter deel van de weg spreiden, waardoor hogere aslasten mogelijk zijn bij eenzelfde draagvermogen. In figuur 1 is dit principe geschetst. Via de wielen wordt de aslast op de weg uitgeoefend. Deze spreidt in het aggregaat. Door de geokunststof wordt deze spreiding nog verder doorgezet naar de zijkanten. Het ontwerp moet zodanig uitvallen dat deze laatste spanning tegemoet komt aan het draagvermogen van de ondergrond. Werking van een geokunststof Het gebruik van een geokunststof in wegconstructies lijkt enigszins op dat van staal in gewapend beton. Het voegt de mogelijkheid van trekspanningen in het systeem toe. Het aggregaat alleen heeft hiertoe geen mogelijkheden. Toch is er een belangrijk verschil. Een geotextiel is weliswaar zeer sterk, maar relatief slap. Daarom acteert het geotextiel als trampoline. De vervorming wordt hierbij binnen de perken gehouden door de starheid van het aggregaat. Dit mechanisme wordt wel aangeven met het begrip “lateral restraint”. De voor- en nadelen hiervan zijn: • De weg zelf vervormt weinig en zou verhard kunnen worden. • Het voertuig mag in de breedterichting van positie veranderen. • De verbetering van het draagvermogen is beperkt, omdat de stijfheid van een geokunststof relatief slap is en navenant geen grote trekspanningen zich zullen ontwikkelen. Een aanpak waarbij een grotere toename van het draagvermogen mogelijk is wordt aangegeven met “membrane action”. Hierbij worden veel grotere verticale verplaatsingen getolereerd door de starheid van het aggregaat te negeren. De voor- en nadelen hiervan zijn: • De weg vervormt aanmerkelijk en kan beter niet verhard worden. • Het voertuig moet steeds in hetzelfde spoor rijden, omdat op die plaats het geokunst-stof voorgevormd is om maximale trekkrachten te leveren. • De verbetering van het draagvermogen is nu niet meer beperkt door de stijfheid van een geokunststof, maar door zijn sterkte. Deze is veel effectiever. • Geokunststof moet aan de zijkanten van de weg goed verankerd zijn.

Figuur 1 - Spanningen en afmetingen bij een wiellast op een wegdoorsnede “Lateral Restraint” Lateral Restraint is een aanpak, waarbij aggregaat en geokunststof interactief de verkeerslast overbrengen op de ondergrond. Dit wordt vaak aangegeven met SGA systeem (Soil-Geotextile- Aggregate). Hoe dit werkt zal hier worden aangestipt. Voor de originele publicatie wordt verwezen naar Sellmeijer 1990. Het samenspel van spanningen op een wegelement is geschetst in figuur 2 . Aggregaat en geokunststof wisselen een normaal spanning p en schuifspanning p tanΦ uit. Φ is de wrijvingshoek tussen aggregaat en kunststof. Het aggregaat is belast met een eigen gewicht γaH en verkeerslast q . Hierdoor ontstaat een vervorming α . Langs de zijvlakken treden een normaal kracht N en een schuif kracht T op. In de geokunststof wordt een trekkracht S opgewekt, terwijl de tegendruk van de ondergrond zich instelt op het beschikbare draagvermogen σ met schuif component c + σ tanϕ . c is de adhesie and ϕ the wrijvingshoek, beide tussen ondergrond en geokunststof. Vanwege redenen van eenvoud is de adhesie gelijkgesteld aan de cohesie van de ondergrond. De conditie van horizontaal en verticaal evenwicht resulteert in een set differentiaal vergelijkingen voor zowel aggregaat als geokunststof . Voor het aggregaat luiden deze: (01)

46

Geokunst - April 2014


Samenvatting

Geokunststoffen worden in de wegenbouw toegepast als het draagvermogen van de ondergrond te kort schiet. De publicatie ‘Design of Geotextile Reinforced Paved Roads and Parking Areas’ (1990), modelleert de bijdrage van een geokunststof in de onderbouw van een weg. Vanuit de probleemstelling wordt het mogelijk de eigenschappen van een geokunststof te formuleren om tot een betrouwbaar ontwerp te komen. Nieuwe inzichten maken een onderscheid tussen: • volledige interactie van geokunststof en aggregaat. Hierbij zijn de

vervormingen gematigd, omdat de starheid van het aggregaat deze belemmert (Lateral Restraint). • ontkoppeling van geokunststof en aggregaat. Hierbij treden forsere vervormingen op, omdat de starheid van het aggregaat verwaarloosd wordt (Membrane Ac-tion). Deze tweede publicatie in Geokunst gaat over “lateral Restraint”, ontwerp en het plasticshe gedrag van het mineraalaggregaat in de wegfundering. “Membrane Action”is behandeld het artikel in GeoKunst 2014.1.

Voor de geokunststof luiden de voorwaarden:

Op dit moment is er genoeg informatie om de verkregen vergelijkingen uit te werken. Door de eerste uitdrukking van (01) and (04) wordt de spanning p beschreven. Het resultaat wordt gesubstitueerd in (03) and levert twee vergelijkingen op. Deze leggen de trekkracht en vervorming vast van de geokunststof. Bovendien wordt de normaalkracht N gespecificeerd door substitutie van p in de tweede vergelijking van (01) . Het resultaat wordt uitgeschreven met een paar tussenstappen:

(02) Hierin worden de differentiaties met betrekking tot S and α expliciet geschreven: (03)

(05)

Evenwicht alleen is niet genoeg om het mechanisme van het systeem vast te leggen. Het constitutieve gedrag speelt ook een rol. De schuifspanning en vervorming zijn gerelateerd via de glijdingsmodulus van aggregaat G :

(06)

(04) (07)

Dit is het juiste moment om de beschrijving toe te spitsen op het speciale geval van kleine vervormingen. (06) and (07) mogen bij benadering geschreven worden als: (08)

Voor kleine tot gematigde deformaties is the parameter GH van veel grotere orde dan de trekkracht S . De volgende set van ontkoppelde vergelijkingen resulteert:

(09) Uit deze vergelijkingen blijkt dat de vervorming in belangrijke mate beheerst wordt door de stijfheid van het aggregaat. De trekkracht in de geokunststof draagt bij door drukkrachten op te wekken in het aggregaat, waardoor de gemobili seerde wrijving binnen de perken blijft. De modelleringfase is nu klaar, ofschoon nog niet alle grootheden gespecificeerd zijn. Het concept van gemobiliseerde wrijving en de vervorming van het geotextiel zullen nog moeten worden uitgewerkt. Ontwerp Het model wordt toegepast op de actuele situatie van figuur 1 . B is de medewerkende breedte van de weg; A de asbreedte van het voertuig; a

Figuur 2 - Spanningen op een SGA-element

47

Geokunst - April 2014


stijfheid sterk afneemt door plastische vervorming, wat weer beïnvloedt wordt door de kwaliteit van de geokunststof. Dit wordt later nog toegelicht. De volgende fase in de berekening is het bepalen van de normaalkracht in het aggregaat. Deze is bepaald door de derde vergelijking van (09). Integratie is weer recht toe recht aan. Merk op dat de richting van de schuifspanning links en rechts van x = xm tegengesteld is. Voorts is de ontwikkeling van schuifspanning direct onder de wielen twijfelachtig en daarom weggelaten. De maximale normaalkracht wordt aangegeven met Nm . Deze treedt onder de wielen op. De volgende uitdrukkingen zijn bepaald:

(13) Figuur 3 - Gemobiliseerde wrijving de breedte van het wiel met n banden en verkeerslast q ; b is de breedte van het draagvermogen σ , welke volgt uit het verticale evenwicht: b ( σ - γaH ) = n a q . Als de asbreedte te smal is of het voertuig te dicht op de rand van de weg rijdt, verschuift de grondreactie over een afstand d . De volgende situaties zijn mogelijk: (10)

In figuur 1 is aangegeven dat er 5 secties met verschillende belastingtoestand worden onderscheiden. Secties 1 and 5 vertonen geen vervorming, omdat de tegendruk van de ondergrond het eigen gewicht van de weg compenseert. In secties 2 and 4 is de vervorming convex ten gevolge van de belasting σ – γaH ; in sectie 3 concaaf ten gevolge van de belasting q – σ – γaH . Dit kan worden nagegaan met behulp van de tweede vergelijking van (09) , waardoor de vervorming bepaald is. In het concept van gemobiliseerde wrijving speelt de schuifkracht een belangrijke rol. Deze hangt volgens (04) af van de vervorming. Integratie van de tweede vergelijking van (09) is recht toe recht aan. Per sectie is de vervorming lineair en continu op de overgangen. De grootste vervorming treedt op in de overgangen van sectie 2 naar 3 en van 3 naar 4. Substitutie ervan in (04) leidt tot de volgende maximale schuifkrachten: (11) Omdat dw/dx = tanα , volgt de verticale verplaatsing w door de vervorming te integreren. Deze is per sectie kwadratisch. Het maximale verschil tussen de locatie onder het wiel en de rand of het midden van de weg blijkt dan te zijn: (12) xm is de positie onder het wiel. De verticale verplaatsing blijkt vooral af te hangen van de stijfheid van het aggregaat. Merk echter op, dat deze

48

De vet gedrukte cijfers verwijzen naar de secties. De waarde van Nm is bepaald door de mate van gemobiliseerde wrijving. Deze is bepaald door de verhouding van deviatorische en isotrope spanning. Er zijn twee posities waar een maatgevende waarde voor de hand ligt: onder het wiel en naast de reactie van de ondergrond. In het eerste geval ligt deze vast door de gemiddelde verticale spanning ½ ( σ + q ) , de horizontale spanning Nm / H en de schuifspanning Tm / H ; in het laatste geval door de gemiddelde verticale spanning ½ γaH and de horizontale spanning { Nm – ½ ( b - a ± d ) σ tan Φ } . In figuur. 3 zijn hiervoor de bijbehorende cirkels van Mohr getekend. Er kan worden afgelezen:

(14)

Met behulp van (11) kan een expliciete uitdrukking voor Nm worden opgesteld. Het gaat om een zo groot mogelijke waarde van θ , zodat de absolute waarde van d moet worden gehanteerd. De volgende alternatieven worden verkregen: (15) In principe is de bovenste waarde maatgevend. Maar het zou zo maar kunnen, dat de onderste waarde dan overschreden wordt. Daarom moet in een ontwerp altijd gecontroleerd worden, dat de onderste waarde gehaald kan worden. Wel moet er nog op gelet worden dat de discriminant positief blijft. Dit is het geval , als: (16) Hieruit blijkt dat de dikte van de weg niet te klein gekozen kan worden. Anders plooit de weg op door te sterke trekkrachten in het aggregaat. Ook blijkt, dat het in dit opzicht gunstig is om in het ontwerp een waarde d ≠ 0 af te regelen. Zonder voertuig zit er al een horizontale normaalkracht in het aggregaat

Geokunst - April 2014


Ontwerp van geokunststof voor toepassing onder verharde wegen

ten gevolge van het eigen gewicht. Deze kracht geven we aan met N0 . De waarde ervan zal later worden afgeschat. Nu is het mogelijk dat de waarde van N aan een van de zijkanten lager dreigt te worden dan N0 . Dan houdt simpelweg de activiteit van de kunststof op. Dit betekent dat de werkzame breedte van de weg versmald moet worden. Zodadelijk geldt eenzelfde beschouwing voor de trekkracht in de kunststof. Dat speelt zich af op het midden van de weg. Daarom kijken we nu alleen naar de zijkant van de weg. Het is nu mogelijk voor de versmalling een uitdrukking op te stellen. De waarde van x op de zijkant van de weg, ½ ( A - B + b - d ) zie figuur 1 , wordt ingevuld in de normaalkracht van sectie 1 . Door de zijkant dichterbij te leggen wordt voldaan aan de grootte van het invloedsgebied:

E is de Young modulus of the kunststof. Integratie is toegepast op (19) . Voor een toelaatbare verplaatsing ligt de waarde van E direct vast. Rek in het aggregaat is alleen van belang onder de wielen, waar het gedrag plastisch is. Elastische vervormingen elders zijn veel en veel kleiner en worden verwaarloosd. Volgens de spanning-rek theorie hangen de rekken af van zowel de horizontale als verticale spanning, gewogen via de dwarscontractie coëfficiënt: (22)

v is the gemiddelde verticale spanning. Onder het wiel is de spanningstoestand constant. Voor de verplaatsing wordt dan gevonden:

(17) (23)

De vetgedrukte grootheden zijn de originele. Met de aangepaste waarde zal verder worden gerekend. De waarde van de normaalkracht op de rand luidt: (18) Nu wordt de aandacht gericht op de trekkracht in de geokunststof, vastgelegd via de eerste vergelijking van (9) . Dezelfde opmerkingen als gemaakt voor de normaalkracht zijn hier van kracht. De maximale trekkracht wordt aangegeven met Sm . De volgende uitdrukkingen zijn bepaald:

(19) De waarde van Sm volgt uit het gelijkstellen van normaalkracht en trekkracht op de zijkant van de weg. Nu is er een kans dat de trekkracht nul wordt in het midden van de weg. Dan kan dezelfde remedie worden aangewend als eerder bij de normaalkracht. De afstand van wiel tot midden van de weg wordt dan aangepast: (20)

Zolang de trekkracht positief is, is de normaalkracht dat ook. De laatste fase van de berekening betreft de compatibiliteit van de rekken. Direct onder het wiel wordt het aggregaat verondersteld plastisch te zijn. Hierdoor wordt het aggregaat naar buiten geduwd, waardoor de geokunststof rekt. De rek is evenredig met de trekkracht:

(21)

49

Ook hier ligt voor een toelaatbare verplaatsing de waarde van de G direct vast. Deze waarde kan zich door het plastische gedrag automatisch instellen. Wat rest is een faire keuze voor N0 . Als aanname kiezen we een waarde die de rek ten gevolge van het eigen gewicht van het aggregaat opheft. Deze wordt bepaald analoog aan (22) : (24) Dit is slechts een keuze en wellicht een onderwerp voor toekomstig onderzoek. Plastisch gedrag van het aggregaat In de vorige paragrafen is een model afgeleid om een weg te versterken met behulp van een geokunststof. Hierin is het aggregaat direct onder het wiel verondersteld plastisch te reageren. Hierdoor kan zich in de kunststof een trekkracht ontwikkelen, waardoor het gehele SGA systeem hogere verkeerslasten aan kan. Tijdens dit plastisch vervormen wordt een horizontale vervorming toegelaten, welke met de juiste stijfheid van de kunststof voor de vereiste wapening zorgt. Hierbij daalt de stijfheid van het aggregaat zodanig dat zich hierin de bijbehorende normaalkrachten ontwikkelen. Het enige, waarop hierbij gelet moet worden, is de vraag of de elastische uitgangswaarde voldoende groot is. Een toename is natuurlijk uitgesloten. Valstad en Strøm (1976) hebben via experimenten een schatting gemaakt van de elastische stijfheid van aggregaat. Hiervoor hebben ze de volgende relatie voorgesteld: (25)

Gt en pt zijn de stijfheid en de isotrope spanning in het experiment. g(θ) is de secant modulus in figuur 3 , welke kleiner wordt met de mate van schuifvervorming. De werkelijke stijfheid hangt af van de actuele isotrope spanning. De waarde hiervan is ingevuld in formule (25) . β is een macht die de niet-lineariteit weergeeft. De waarde hiervan ligt rond de 0.5 .

Geokunst - januari 2014


Toepassing Het model is nu klaar en kan worden toegepast. Het is handig de vereiste formules te groeperen. Zij zijn gekopieerd van (10) , (15) , (17) , (19) , (21) , (23) and (24) :

(26)

Eerst wordt de normaalkracht bepaald. Hiervoor zijn twee uitdrukkingen afgeleid. De bovenste is maatgevend, mits de onderste geen beperkingen oplevert. Dit moet altijd even gecontroleerd worden. Meestal is de onderste waarde zelfs groter dan de bovenste, wat ruimschoots voldoet. Vervolgens wordt de medewerkende breedte vanaf de zijkant eventueel aangepast. Hierna volgt de bepaling van de trekkracht met een eventuele aanpassing van de medewerkende breedte in het midden van de weg. Tenslotte volgen de vereiste stijfheid voor de kunststof en de aangepaste stijfheid voor het aggregaat. Het draagvermogen kan worden gekarakteriseerd door de schatting van Brinch Hansen:

Symbolenlijst A [m] B [m] E [N/m] F [N] G [N/m2] H [m] Nc [-] N [N/m] Nm [N/m] N0 [N/m] S [N/m] Sm [N/m]

: : : : : : : : : : : :

breedte as meewerkende breedte weg stijfheid geokunststof aslast glijdingsmodulus aggregaat hoogte aggregaat draagvermogenfactor normaalkracht in aggregaat maximale normaalkracht in aggregaat normaalkracht in aggregaat door eigen gewicht trekkracht in geokunststof maximale trekkracht in geokunststof

a [m] b [m] c [N/m2] d [m] e [m] n [m] q [N/m2] u [m] x [m]

: : : : : : : : :

breedte wiel breedte draagvermogen cohesie ondergrond verschuiving grondreactie spanningspreiding aantal wielen spanning onder het wiel horizontale verplaatsing horizontale afstand vanaf linkerrand van de grondreactie

Φ [DEG] :

wrijvingshoek tussen aggregaat en geokunststof

γa [N/m3] : soortelijk gewicht aggregaat γg [N/m3] : soortelijk gewicht ondergrond θ [DEG] : hoek van gemobiliseerde wrijving ν [-] : dwarscontractie coëfficiënt Δu [m] : toelaatbare horizontale verplaatsing Δw[m] : spoordiepte σ [N/m2] : draagvermogen ondergrond ϕ [DEG] : wrijvingshoek ondergrond

(27) Voor de volledigheid is de relatie tussen aslast en spanning onder het wiel toegevoegd. Referenties Sellmeijer, J.B., 1990, “Design of Geotextile Reinforced Paved Roads and Parking Areas”, Proceedings of the Fourth International Conference on Geotextiles, Geomembranes and Related Products, Balkema, Vol. 1, The Hague, The Netherlands, pp.177-182. Valstad, T. en Strøm, E. , “Investigations of the Mechanical Properties of Rockfill for the Svartevann Dam, using Triaxial, Oedometer and Plate Bearing Tests”, Norges Geotek. Inst. , Publ. 110, pp 3-8.

50

Geokunst - April 2014

Voor snellere berekeningen download the TexionDesign App via the iTunes store (iPod/iPhone)


Kies

3 3 3 3 3 3 3

VOOR HET VAKBLAD GEOTECHNIEK EN

bereik

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

Interesse?

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

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


Geotechniek april 2014  

Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you