10-7-2015

1

1

Case A2 MaastrichtObservational method

Rens Servais

11 juni 2015

2

Inhoud• Inleiding• Onzekerheid ondergrond• Keuze en inrichting Observational Method• Uitvoering OM• Monitoringsresultaten OM deel 1• Back analyse OM deel 1• OM deel 2

10-7-2015

2

3

Inleiding• Avenue2: Strukton en Ballast Nedam• 2,3km lange gestapelde tunnel• 80% verkeer onder de grond• Bovengronds een woonerfklimaat• Momenteel betonwerk gereed en bouwkuip verwijderd

4

Grind

Zwakkekalksteen

Sterkekalksteen

Deklaag

Bouwkuip

+48

+43

+34

+30

10-7-2015

3

5

Grind

Zwakkekalksteen

Sterkekalksteen

Deklaag

Diepte van de damwandenwordt bepaald door de

sterkte van de kalksteen

Onzekerheid ondergrond+48

+43

+34

+30

6

Geotechnisch lengteprofiel

ß Zuid Noord à

10-7-2015

4

7

Kalksteen 1

Kalksteen 2

Kalksteen 3

8

Sterkte kalksteen 3

10-7-2015

5

9

Sterkte kalksteen 1 en 2

10

Sterkte kalksteen 1 en 2

Mogelijke verklaringen:• Lab 1: beste monsters• Lab 2: monsters verstoord bij preparatie naar 5cm• Lab 2: monsterverstoring door boorproces

à sonderingen naast bestaande boringen

10-7-2015

6

11

boring

B07K04

UCS

[kPa]

45448

1876052

46

36

< 50 kPa50 to 100 kPa100 to 500 kPa> 500 kPa

Kalksteen 1

Kalksteen 2

12

Krachtenspel

Passief

Actief

Stempel

Stempel

Passief wordt bepaald door:• Cohesie van de kalksteen• Waterspanningsverloop over de hoogte

10-7-2015

7

13

Waterspanningsverloop

14

En hoe nu verder?• Robuust ontwerp ® ‘lange’ damwanden

– Lage rep. grondparameters (Lab 1 en Lab 2)– Zonder uitgebreide monitoring– Financiële-, uitvoerings- en logistieke nadelen

• Observational Method ® ‘korte’ damwanden– Ontwerp o.b.v. lage rep. grondparameters (Lab 1)– Uitgebreide monitoring– Evaluatiemomenten– Falen van de bemaling is geen optie– Back up scenario’s bij tegenvallende cohesie en waterspanning

10-7-2015

8

15

Observational Method

De OM vraagt om vollediguitgewerkte scenario’s.

Is dit in de praktijk ook haalbaar?

16

Grind

Zwakkekalksteen

Sterkekalksteen

Deklaag

Cohesie

Waterspanningsverloop

Onzekerheden

10-7-2015

9

17

Grind

Zwakkekalksteen

Sterkekalksteen

Deklaag

Stempelkracht in onderste stempel

Waterspanningen2 niveau’s

HellingmetingenHellingmetingen

Monitoringsvoorzieningen

18

Signaal and Interventie waarden

• Water– S-waarde: grondwater model (verwachtingswaarde)– I-waarde: vrije omloopprincipe (lineair)

• Stempelkrachten en damwanduitbuiging– S-waarde: ontwerpwaarden (verwachtingswaarde)– I-waarde: bij 90% gemobiliseerde passieve

grondweerstand

10-7-2015

10

19

Signaal and Interventie waardenStempelkrachten

20

Signaal and Interventie waardenWaterspanningen Hellingmetingen

10-7-2015

11

21

Stroomschema

22

Back up scenario’s

• Monitoringfrequentie verhogen• Bemaling bijplaatsen• Sleufsgewijs ontgraven• Extra stempelraam• Groutstempel

10-7-2015

12

23

Aanwezigheid ontwerp

• Overschrijden S- / I-waarden signaal naar monitoring• Monitoring informeert ontwerp en projectverantwoordelijke• Aanvullende acties• Ontwerp loopt dagelijks / wekelijks door de bouwkuip

24

Uitvoering OM

• Deel 1: 7 moten okt - dec 2012 uitgevoerd• Evaluatiemoment 2013• Deel 2: 20 moten jan - apr 2014 uitgevoerd

10-7-2015

13

25

Wijze van ontgraven

26

Uitvoering / ontwerp

• Voorafgaand voldoende afstemming– Falen van de bemaling is geen optie– Ontgravingswijze (ßà ofâ)– Breedte middensleuf

• Uitvoering is gewend aan ja / nee en niet aan ja mits• ‘Angst’à advies tot vrijgave bouwkuip (ochtend, avond, ontgr. slag)

• Beoordeling meetresultaten• Bouwkuip inspectie• Vakkundig inzichtà Kost veel engineeringstijd!

10-7-2015

14

27

Bemaling

• Ontwerp à deepwells• Praktijk à deepwells + oppervlakte bemaling

DeepwellsOppervlaktebemaling

Vuil water doorwerkverkeer

28

Bemaling

• Falen van de bemalingis helaas niet uitgesloten• Stroomstoringen Essent• Noodaggregaten fout aangesloten• Diefstal stroomkabels• Losse koppelingen ®

10-7-2015

15

29

Bemaling

• Enkele waterspanningen boven S- en I-waardenà Conform OM: continue monitoring + bijplaatsen bemalingà Stempelkracht en uitbuiging << S-waarde

Herberekeningen•Cohesie > dan ontwerpwaarde•Geen bemaling bijgeplaatst•Niet alle scenario's zijn vooraf voorzien

30

Bemaling

• Enkele bronnen hingen niet op de maximale diepte• Deepwells te laat aan Þ stationaire situatie nog niet bereikt.• Waterspanningsmeters raken na loop van tijd verstopt.

10-7-2015

16

31

Monitoringsresultaten deel 1Waterspanningen

32

Hellingmetingen

10-7-2015

17

33

Stempelkrachten

Stempelkrachten, moot gemiddelden

M85

-E

M86

-E

M87

-E

M88

-E,

M85

-A

-2000-1800-1600-1400-1200-1000-800-600-400-200

0

30-9

5-10

10-1

0

15-1

0

20-1

0

25-1

0

30-1

0

4-11

9-11

14-1

1

19-1

1

24-1

1

29-1

1

4-12

9-12

14-1

2

Datum [dag-maand in 2012]

Stem

pelk

rach

t[kN

]

Moot 85 Moot 86 Moot 87 Moot 88

34

• Waterspanningen rondom S-waarde• Damwanduitbuiging < verwachtingwaarde

max 5mm < 30mm

Samenvatting OM deel 1

àKalksteen 1 issterker dan verwacht

• Stempelkrachten circa 40% van de verwachtingswaarde

10-7-2015

18

35

Samenvatting OM deel 1

• Ow….. maar 40% van de verwachte stempelkrachten dus:à 50% reductie in aantal stempels?à niet meer monitoren?à in 1 keer ontgraven?

• Back Analyse• Opmerking: Doel OM was niet gericht op optimaliseren

36

Back analyse

• Herberekeningen• Herbeschouwing grondonderzoek

10-7-2015

19

37

Herberekeningen

- DSheet en Plaxis 2D- As build gegevens verwerkt

- Waterspanningen- Ontgravingsslagen- Damwanduitbuiging alvorens

stempels en gordingen aanliggen=> 10% to 20% stempelkrachtreductie

38

Herberekeningen

10-7-2015

20

39

Conclusie

• Cohesie en stijfheid 3 tot 5 maal de ontwerpwaarde• Hoe gedraagt het gehele systeem zich?

• Stempelkracht bovengelegen stempel?• Sterkte en stijfheid grind?• Waterstanden actieve zijde?

40

Herbeschouwing grondonderzoek

Kalksteen 2

Kalksteen 1

Kalksteen 3

10-7-2015

21

41

Herbeschouwing grondonderzoek

• Concept komt overeen metwaarnemingen• Laagscheiding grind-kalksteen• Karst• Meer wellen

42

Laagscheiding grind-kalksteen

10-7-2015

22

43

Karst

44

Conclusie OM deel 1

• Uitdaging: meekrijgen van uitvoering in werkmethode OM• Begeleiding vanuit engineeringstijd• Vooraf niet alle Scenario’s voorzien

• Uitval bemaling• Hoge waterspanningen i.c.m. lage stempelkrachten

• Cohesie en stijfheid hoger dan verwacht• Mogelijk kalksteen 2 en niet 1 van toepassing• Startscenario OM is conservatief gebleken

• Mogelijk slechtere kalksteen in OM 2

10-7-2015

23

45

OM deel 2• Geen optimalisatie in stempelraam mogelijk• Monitoring voortzetten (wel geoptimaliseerd)

• Middensleuf niet in OM• Minder ontgravingsslagen

• Vrijgaven

46

Uitvoering OM deel 2

• Waterspanningen blijven een uitdaging:• Echter nu bronnen op tijd aan en deepwells op diepte• Verstopte periscopen (niet goed doorgespoten)• Filters bronnen verstopt (fijne kalksteen)

10-7-2015

24

47

Monitoringsresultaten OM deel 2

48

Tot slot• Grondonderzoek Lab 2 vermoedelijk toch verstoord.• OM voorzichtig ingestoken• Uitdaging: meekrijgen van uitvoering in werkmethode OM• De OM vraagt om volledig uitgewerkte scenario’s, echter kan je

daar nooit ALLES in afvangen!• Veel engineeringstijd

Foto en beschrijving : Bjorn Vink