Geotechniek april 2014

jaargang 18 nummer 2 april 2014Onafhankelijk 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 kwaliteitBAM 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.

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 ideeën en duurzame oplossingen bespreekbaar maken. Dit doen wij in verschillende constructies waarbij risico’s, verantwoordelijkheden en afspraken op maat vastgelegd worden.

1400

4

BAM Nelis De Ruiter bv T (020) 407 22 22 [email protected] www.bamnelisderuiter.nl

3 Geotechniek - April 2014

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

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

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

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

proefprojecten ? We horen veel te weinig over innovatieve oplossingen of

perfect gelopen werven uit Vlaanderen.

We horen jammer genoeg ook nog veel te weinig over geotechnische

incidenten. Uit het ontstaan van geotechnisch falen en de toegepaste

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

in Nederland, waarover u verder in deze Geotechniek een artikel

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

Een anonieme database met per funderingstechniek een opsomming

van de voorgekomen probleemgevallen - liefst aangevuld door het veld

- kan voor iedereen de mogelijke valkuilen aanduiden waaraan de nodige

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

voortvarende algemene aannemers of bouwheren te wijzen op mogelijke

risico’s.

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

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

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

een artikel over de ontwerprichtlijn voor stabiliteitsschermen in dijken

zodat we op basis van de meest recente berekeningsmethodes de invloed

van stabiliteitsschermen op de veiligheid van dijken kunnen begroten.

Laten we echter bij het gebruik van al die ingewikkelde software nooit

vergeten wat enkele jaren geleden op de geotechniekdag verkondigd

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

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

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

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

al gebruiken we de meest gesofisticeerde berekeningsmethodes, alles

begint met een correcte inschatting van de materiaaleigenschappen, hoe

ingewikkeld de berekeningsformules ook zijn.

Veel leesplezier, namens de redactie en uitgever

Paul Meireman

Van de redactie

Beste lezers,

TERRACON

Kwaliteit als fundament

[email protected]

Interesse?Bel +31 (0)10 425 65 44 of mail naar [email protected] en wij nemen contact met u op om dediverse mogelijkheden te bespreken.

Uitgeverij Educom BVUitgeverijMarketingDrukwerkInvesteringenInternetwww.uitgeverijeducom.nl

3 Leden KIVI NIRIA, afd. Geotechniek

3 Leden Ingeokring

3 Leden NGO (Nederlandse Geotextielorganisatie)

3 Leden ie-net (v/h KVIV)

3 Leden BGGG (Belgische Groepering voor Grondmechanica en Geotechniek)

3 Leden ABEF (Belgische Vereniging Aannemers Funderingswerken)

3 5.000+ professionals uit de GWW-sector in Nederland en België(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.

KiesVOOR HET VAKBLAD GEOTECHNIEK ENbereik

N71 Cover_Opmaak 1 02-09-13 09:48 Pagina 2


Hoofd- en Sub-sponsors

2 GEOT ECHNI EK – Oktober 2013

Hoofd- en Sub-sponsors

Kleidijk 353161 EK RhoonTel. 0031 (0)10 - 503 02 00 www.mosgeo.com

H.J. Nederhorststraat 12801 SC GoudaTel. 0031 (0) 182 59 05 10www.baminfraconsult.nl

Rendementsweg 153641 SK Mijdrecht

Tel. 0031 (0) 297 23 11 50www.bauernl.nl

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

IJzerweg 48445 PK HeerenveenTel. 0031 (0)513 - 63 13 55www.apvandenberg.com

Ballast Nedam EngeneeringRingwade 51, 3439 LM NieuwegeinPostbus 1555, 3430 BN Nieuwegein

Tel. 0031 (0)30 - 285 40 00www.ballast-nedam.nl

Korenmolenlaan 23447 GG WoerdenTel. 0031 (0)348 - 43 52 54www.volkerinfradesign.nl

Dywidag Systems International

Industrieweg 25 – B-3190 BoortmeerbeekTel. 0032 16 60 77 60

Veilingweg 2 - NL-5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 (0)418-57 84 03

www.dywidag-systems.com

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

Siciliëweg 611045 AX AmsterdamTel. 0031 (0)20- 40 77 100www.voorbijfunderingstechniek.nl

CRUX Engineering BV

Pedro de Medinalaan 3-c1086 XK AmsterdamTel. 0031 (0)20 - 494 3070 www.cruxbv.nl

Sub-sponsors

Hoofdsponsor

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

URETEK Nederland BVZuiveringweg 93, 8243 PE LelystadTel. 0031 (0)320 - 256 218 www.uretek.nl

Vierlinghstraat 174251 LC Werkendam

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

Veurse Achterweg 102264 SG Leidschendam

Tel. 0031 (0)70 - 311 13 33www.fugro.nl

Galvanistraat 153029 AD RotterdamTel. 0031 (0)10 - 489 69 22www.gw.rotterdam.nl

Klipperweg 14, 6222 PC MaastrichtTel. 0031 (0)43 - 352 76 09

www.huesker.com

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

3 GEOTECHNIEK – Oktober 2013

Mede-ondersteuners

Cofra BVKwadrantweg 91042 AG AmsterdamPostbus 206941001 NR AmsterdamTel. 0031 (0)20 - 693 45 96Fax 0031 (0)20 - 694 14 57www.cofra.nl

Ingenieursbureau AmsterdamWeesperstraat 430Postbus 126931100 AR AmsterdamTel. 0031 (0)20 - 251 1303Fax 0031 (0)20 - 251 1199www.iba.amsterdam.nl

PostAcademisch Onderwijs (PAO)Postbus 50482600 GA DelftTel. 0031 (0)15 - 278 46 18Fax 0031 (0)15 - 278 46 19www.pao.tudelft.nl

Profound BV Limaweg 172743 CB WaddinxveenTel. 0031 (0)182 - 640 964 Fax 0031 (0)182 - 649 664 www.profound.nl

Jetmix BV Postbus 254250 DA WerkendamTel. 0031 (0)183 - 50 56 66Fax 0031 (0)183 - 50 05 25 www.jetmix.nl

Royal HaskoningDHVPostbus 1516500 AD NijmegenTel. 0031 (0)24 - 328 42 84Fax 0031 (0)24 - 323 93 46www.royalhaskoningdhv.com

nv Alg. Ondernemingen Soetaert-SoiltechEsperantolaan 10-aB-8400 OostendeTel. +32 (0) 59 55 00 00Fax +32 (0) 59 55 00 10www.soetaert.be

SBRCURnetPostbus 18193000 BV RotterdamTel. 0031 (0)10 - 206 5959Fax 0031 (0)10 - 413 0175www.sbr.nlwww.curbouweninfra.nl

LezersserviceAdresmutaties doorgeven [email protected]

© Copyrights Uitgeverij Educom BV Oktober 2013 Niets uit deze uitgave mag worden gereproduceerd met welke methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. © ISSN 1386 - 2758

Colofon

ABEF vzw Belgische Vereniging Aannemers FunderingswerkenPriester Cuypersstraat 31040 BrusselSecretariaat: [email protected]

BGGG Belgische Groepering voor Grondmechanica en Geotechniekc/o BBRI, Lozenberg 71932 [email protected]

SMARTGEOTHERMInfo : WTCB, ir. Luc FrançoisLombardstraat 42, 1000 BrusselTel. +32 11 22 50 [email protected]

Distributie van Geotechniek in België wordt mede mogelijk gemaakt door:

GEOTECHNIEKJAARGANG 17 – NUMMER 4OKTOBER 2013

Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geo technische vakgebied te kweken.

Geotechniek is een uitgave vanUitgeverij Educom BV

Mathenesserlaan 3473023 GB RotterdamTel. 0031 (0)10 - 425 6544Fax 0031 (0)10 - 425 [email protected]

Uitgever/bladmanagerUitgeverij Educom BVR.P.H. Diederiks

RedactieBeek, mw. ir. V. vanBrassinga, ing. H.E.Brouwer, ir. J.W.R.Diederiks, R.P.H.Hergarden, mw. Ir. I.Meireman, ir. P.

RedactieraadAlboom, ir. G. vanBeek, mw. ir. V. vanBouwmeester, Ir. D. Brassinga, ing. H.E. Brinkgreve, dr. ir. R.B.J.Brok, ing. C.A.J.M.Brouwer, ir. J.W.R.Calster, ir. P. vanCools, ir. P.M.C.B.M.Dalen, ir. J.H. van

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

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


3 GEOTECHNIEK – Oktober 2013

Mede-ondersteuners











Colofon
















Mede-ondersteuners

Colofon


Mede-ondersteuners











Colofon
















Mede-ondersteuners











Colofon
















Mede-ondersteuners











Colofon















3 GEOTECH N IE K – Oktober 2013

Mede-ondersteuners











Colofon
















Mede-ondersteuners











Colofon
















Mede-ondersteuners











Colofon















jaargang 18 nummer 2 april 2014Onafhankelijk vakblad vOOr het geOtechnische werkveld



interactieberekeningen fun-deringselementen met het prOgramma ‘inter’

uitgever/bladmanager

Uitgeverij Educom BVR.P.H. Diederiks

redactie

Beek, mw. ir. V. vanBrassinga, ing. H.E.Brouwer, ir. J.W.R.Diederiks, R.P.H.Hergarden, mw. Ir. I.Meireman, ir. P.

redactieraad

Alboom, ir. G. vanBeek, mw. ir. V. vanBouwmeester, Ir. D.Brassinga, ing. H.E.Brinkgreve, dr. ir. R.B.J.Brok, ing. C.A.J.M.Brouwer, ir. J.W.R.Cools, ir. P.M.C.B.M.Dalen, ir. J.H. vanDeen, dr. J.K. van

Diederiks, R.P.H.Graaf, ing. H.C. van deGunnink, Drs. J.Haasnoot, ir. J.K.Hergarden, mw. Ir. I.Jonker, ing. A.Kleinjan, Ir. A.Langhorst, ing. O.Mathijssen, ir. F.A.J.M.Meinhardt, ir. G.Meireman, ir. P.

Rooduijn, ing. M.P.Schippers, ing. R.J.Schouten, ir. C.P.Smienk, ing. E.Spierenburg, dr. ir. S.Storteboom, O.Vos, mw. ir. M. deVelde, ing. E. van der

lezersserviceAdresmutaties doorgeven [email protected]

© CopyrightsUitgeverij Educom BVApril 2014Niets uit deze uitgave magworden gereproduceerd metwelke methode dan ook, zonderschriftelijke toestemming van deuitgever. © ISSN 1386 - 2758

geOtechniekjaargang 18 – nummer 2APRIL 2014

Geotechniek is een informatief/promotioneelonafhankelijk vaktijdschrift dat beoogtkennis en ervaring uit te wisselen, inzichtte bevorderen en belangstelling voor hetgehele geotechnische vakgebied te kweken.

ABEF vzwBelgische VerenigingAannemers FunderingswerkenLombardstraat 34-421000 Brusselwww.abef.be

TERRACON


[email protected]




3 Leden Ingeokring









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

[email protected]

creating tools that move your business

Tel.: 0513 631 355Fax: 0513 631 212

The CPT factoryAl ruim 42 jaar is A.P. van den Berg de innovatieve en betrouwbare partner als het gaat om bodemonderzoek-apparatuur voor een slappe bodem. A.P. van den Berg loopt voorop in het ontwikkelen en wereldwijdvermarkten van nieuwe geavanceerde sondeer- en monstersteeksystemen die uitblinken in betrouwbaarheid en gebruiksgemak. Van verscheidene landsondeersystemen tot multifunctioneel apparatuur voor het gebruik op zee tot waterdieptes van wel 4000 meter en van uitgebreide servicepakketten tot digitale meetsystemen waarmee de bodemgegevens via een kabel of optische lichtsignalen worden getransporteerd, ze behorenallemaal tot het leveringspakket van A.P. van den Berg.

Veel aandacht wordt geschonken aan de arbeidsomstandigheden van de sondeermeester. Zo heeft A.P. van den Berg de sondeerbuizenschroever ontwikkeld, die in ieder sondeerapparaat kan worden geïntegreerd.Met de buizenschroever wordt het open afschroeven van de sondeerstreng efficiënter uitgevoerd. De buizenschroever komt het meest tot zijn recht in combinatie met een draadloos meetsysteem. Het doorrij-gen van de conuskabel behoort dan tot het verleden. Voor de sondeermeester betekent dit een aanzienlijke vermindering van de fysieke inspanning en het voorkomen van een versnelde slijtage van de gewrichten.Aandacht voor de arbeidsomstandigheden is voor alle betrokkenen van groot belang en is zijn investering dubbel en dwars waard.

Sondeerbuizenschroever:gemakkelijk, snel en

ergonomisch verantwoord

a.p. van den bergThe CPT factory

a.p. van den bergThe CPT factorycreating tools that move your business

Icone nu ook uit te breiden met click-on module Magneto

A.P. van den Berg Ingenieursburo bv Tel.: 0513 631355 [email protected] 68, 8440 AB Heerenveen Fax: 0513 631212 www.apvandenberg.nl

Naast de vier standaard parameters puntdruk (qc ), kleef (fs ), waterspanning (u) en helling (Ix/y) kunnen extra parameters gemeten worden met de gebruiksvriendelijke click-on modules voor de Icone. Een click-on module wordt automatisch herkend door het meetsysteem, zodat u fl exibel kunt werken.

De click-on modules Icone Seismisch en Icone Conductivity waren reeds beschikbaar. U kunt uw set nu uitbreiden met de Icone Magneto.

Interesse?Neem contact met ons op!

Icone Magneto• drie dimensionaal meten van het magnetisch veld• detecteren van damwanden, grondankers of munitie• gelijktijdig sonderen en magnetisch veldonderzoek

Icone nu ook uit te breiden met click-on module Magneto

Icone Magneto• drie dimensionaal meten van het magnetisch veld•

A.P. van den Berg Ingenieursburo bv Tel.: 0513 631355 [email protected]

detecteren van damwanden, grondankers of munitie• gelijktijdig sonderen en magnetisch veldonderzoek

APB CPT Ad Geotechniek Magneto 216x138 08102013 try1.indd 1 9-10-2013 9:54:21

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

12 Geo-Impuls: Monitoring van Geotechnische Incidenten

Dr. Ir. M. van Staveren MBA

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

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

35 geOkunst Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van Geokunststoffen

38 OCW: Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw Dr. K. Denolf / Dr. ir. J. De Visscher / Dr. A. Vanelstraete

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

Inhoud

Vooraanstaand en betrouwbaar

www.bauernl.nl

Voor gedegen

Mixed-In-Place soilmix oplossingen

BAUER Funderingstechniek voert de volgende activiteiten uit: Mixed-In-Place soilmix Groutanker met strengen Groutanker (paal) met staven GEWI-anker (paal) Cement-bentoniet dichtwand Groot diameter boorpalen Diepwand Jet grouten Grondverbetering


www.bauernl.nl

Voor gedegen

Mixed-In-Place soilmix oplossingen

BAUER Funderingstechniek voert de volgende activiteiten uit: Mixed-In-Place soilmix Groutanker met strengen Groutanker (paal) met staven GEWI-anker (paal) Cement-bentoniet dichtwand Groot diameter boorpalen Diepwand Jet grouten Grondverbetering

RECTIFICATIE

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.


Bouwen met de Natuur is in de mode, maar

de geotechniek is daar nog niet zo op aange-

sloten. Eigenlijk is het niet logisch te denken

‘dat is niks voor ons’. Want als we de natuur

het werk laten doen, brengen we veel on-

zekerheden 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 ge-mak van het ontwerp máken we ze dan statisch door uit te gaan van ‘het ongunstigste geval’. Die staticiteit vormt het denken van de geotechni-cus. Ook van de meeste opdrachtgevers, overi-gens, 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 tijdsafhankelijk-heid kan de geotechnicus redelijk goed omgaan, hoewel de voorspellende waarde van onze zet-tingsmodellen 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 dy-namische 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 wa-ter 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 net-jes onderhoudt, maar gras heeft min of meer

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

Met bouwen met de natuur verbreedt de scope van verouderingsmechanismen zich naar ont-wikkelingsmechanismen. 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, sedi-mentatie 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 essen-tie dezelfde. Het belang van geologische kennis in de geotechiek is onomstreden. Met geologi-sche kennis weet je immers wat voor soort fe-nomenen 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 proces-sen is er dus wel, maar er is een paradigmashift nodig om naar de dynamiek als zodanig te kij-ken. Van alleen een ontwerp naar een ontwerp plus ontwikkeling. Wat daarvoor nodig is, is kennisontwikkeling, van verouderingsmecha-nismen 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 onze-kerheid, maar er is een wereld te winnen door ze aan de hand te nemen en te laten zien hoe-veel 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

Dr. Jurjen van Deen

Bouwen met de Natuur

Bron - C

halliyan op ml.w

ikipedia


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 geotech-niek bij Bouwen met de Natuur. Er is geen re-den om te wachten tot anderen met ‘natuur-lijke’ 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 archi-tecten en ontwerpers. Volgend, niet proactief. Er zijn mogelijkheden genoeg om slim ge-bruik te maken van mogelijkheden die er zijn, maar die een ander niet ziet. Of onvoldoende waardeert. Je moet dan wel de vrijheid ne-men om het ontwerp ter discussie te stellen. Het iconisch voorbeeld is de parkeergarage on-der het UMCG in Groningen. Door die parkeer-garage 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 inbren-gen dat die boom het grondwater laag houdt en daarmee de dijk in principe steviger maakt. Ver-der maken de wortels een dicht net van wape-ning in de grond waarmee de dijk sterker wordt. En aan de andere kant kunnen wortels een voor-keurspad voor waterlekkage maken en kan de boom natuurlijk omwaaien en een krater in de dijk maken. Maar hoe erg tast dat de waterke-rende 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 en-gineers”.

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 oplos-sing. Zeker als andere criteria een rol spelen dan alleen het waterkerend vermogen – land-schap, natuur, recreatie – is de expertise van de geotechnicus hard nodig. Ook bij gebiedsont-wikkeling waar ‘Ontwerpend onderzoek’ tegen-woordig 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 maatschap-pelijke impact van het vakgebied zichtbaar te maken. Om het eigen belang te etaleren. En wie wil dat nou niet, belangrijk zijn?

LiteratuurRisicogestuurde monitoring met Hermes: www.geonet.nl/monitoringObservational method: www.geonet.nl/observationalAZ Groningen: www.geonet.nl/successen

The Magic of GeotechnicsFoto - Jurjen van D

een

reacties zijn welkom op:

[email protected]

Inhoud

1 Van de Redactie – 7 Actueel – 14 Vraag & Antwoord – 22 KIVI NIRIA rubriek42 Ingezonden – 43 SBRCURnet – 56 Agenda

10 Scholtegolven voor het karakteriseren van de stijfheid van de zeebodem Dr. P.P. Kruiver / Drs. C.S. Mesdag

16 Waterremmende bodeminjectie: Volwassen techniek met gebruiksaanwijzingProf.dr.ir. A.E.C. van der Stoel

24 Het ontwerp van cyclisch belaste zuigpaalfundatiesIng. Thijssen / Ir. C.W.J. te Boekhorst / Ir. E.A. Alderlieste

30 Vergelijking van de toepasbaarheid van innovatieve meettechnieken voor de monitoring van bouwputtenIr. G. Van Alboom / Dr. Ir.L. De Vos / Ir. K. Haelterman / Ir. W. Maekelberg

36 Invloed van de bouw van parkeergarage Kruisplein op een nabijgelegen wooncomplex Ir. G. Hannink / Dr. O. Oung / Ir. E. Taffijn

45 GEOKUNST Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van geokunststoffen

48 Geokunststoffen en de bijdrage aan de circulaire economie Ir. M. Nods / ir. S. van Eekelen


Inhoud

1 Van de Redactie – 6 Actueel – 9 CUR Bouw & Infra – 19 The Magic of Geotechnics28 KIVI NIRIA rubriek – 34 Normen & Waarden – 37 Afstudeerders – 42 Agenda

10 CUR Richtlijn 247: Risico gestuurd grondonderzoek, van planfase tot realisatieIng. H. Brassinga / Ir. J. van Dalen

14 Monsterverstoring, de laatste onbekende schakel?Dr. ir. C. Zwanenburg

22 De nieuwe Ramspolbrug op open stalen buispalenIr. R.O. Schippers / Ir. J.W.R. Brouwer

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

Met Buisman naar de isotachenir. J. Heemstra

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

43 GEOKUNST Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van geokunststoffen

46 Deformatiemetingen unieke tien meter hoge gewapende grondwandIng. 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 keerwandDr. Ir. M. Duskov / Ir. A. Plagmeijer / Ing. M. den Uil



In deze rubriek wordt het werk van twee Master studenten Civiele Techniek met afstudeerrich-ting 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 / Bos-kalis. Zijn scriptie is getiteld: ‘Earthquake induced liquefaction susceptibility of Carbonate sands - Experimental study: Cyclic behaviour of Carbo-nate materials used as hydraulic fills’. Marius Ottolini deed aan de TU Delft onderzoek naar installatie-effecten bij drijvende palen, met de ti-tel ‘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 PetropoulosHet 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 (breek-baar 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 pro-gramma was ingericht om een hydraulic fill te simuleren. Daarom zijn de zandmonsters ge-test bij verschillende relatieve dichtheden (Dr), effectieve horizontale spanningen (σ’3con), en aardbeving-scenario’s (Cyclic Stress Ratio, CSR).

Vervolgens zijn cyclische sterkte krommes ver-kregen door de cyclic stress ratio te plotten voor het aantal belastingsscycli totdat liquefactie op-treedt in het monster (Nf). Deze krommes zijn vergeleken met beschikbare krommes uit de literatuur voor kwartszanden en andere kalk-zanden. Over het algemeen bleek het kalkzand uit Centraal Amerika minder gevoelig te zijn voor liquefactie dan kwartszanden. Hoewel zo-wel dichtheid en de horizontale spanning signi-ficante invloed bleken te hebben op de sterkte, bleek eerstgenoemde het meest belangrijk. Ver-geleken met Toyoura-zand (kwartszand) en twee andere kalkzanden was de invloed van relatieve dichtheid minder uitgesproken, terwijl horizon-tale 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.

Installatie-effecten bij drijvende palen – Marius Ottolini

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

gen mobiliseert. De overgang tussen deze twee modus van schachtwrijving wordt vaak gede-finieerd 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.

In het verleden is het gedrag van drijvende palen uitgebreid beschreven met de neutrale vlak be-nadering. Deze benadering vereist een betrouw-bare voorspelling van de grondzetting, die op zijn beurt weer beïnvloed worden door de effec-ten 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 ter-mijn mee te nemen. Een nieuwe experimentele methode is ontwikkeld voor de geotechnische centrifuge, die zich goed leent voor dit onder-zoek omdat zettingen zich kwadratisch met de tijd laten schalen (Taylor, 1995).

Een axisymmetrische proefopstelling is ge-bruikt om de grondverplaatsingen en water-spanningen 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.

De resultaten van de experimenten onderbou-wen 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 vali-datie materiaal voor geavanceerde numerieke modellen gebruikt worden.

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

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

Afstudeerders

Figuur 1 - X-ray scan van het geteste kalkzand Liquefactie-gevoeligheid van kalkzand –Konstantinos Petropoulos


InleidingDe Nederlandse bouwsector geeft jaarlijks honderden miljoenen te veel uit. Het risicoma-nagement van de ondergrond is veelal nog niet goed op orde, waardoor vermijdbare en dure problemen optreden. Dit was in 2009 de aan-leiding voor het sector-brede Geo-Impuls pro-gramma (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 in-genieurs en managers uit 40 organisaties wer-ken 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 overi-gens 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 aan-dacht voor geotechnische risico’s. Een geotech-nisch 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 toe-passing van GeoRM voor de beheersing van geotechnische risico’s daadwerkelijk tot de be-oogde 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 hoog-stens incompleet en met zeer veel inspanning, zou kunnen worden verkregen.

Om toch een indruk te krijgen van de mate waar-in geotechnische incidenten optreden, en in de loop van de jaren van het Geo-Impuls program-ma hopelijk ook afnemen, is gekozen voor een jaarlijkse feitelijke registratie en analyse van geotechnische incidenten, zoals gepubliceerd in artikelen in hét dagblad voor de bouwen in-frasector: 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 in-teressante ontwikkeling gesignaleerd. Daarom is het nu de tijd om resultaten van de geotech-nische 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 inci-dent. Vervolgens wordt een aantal parameters van geotechnische incidenten over de periode 2010 – 2013 gepresenteerd en met elkaar verge-leken. Daarna worden de oorzaken en effecten van de geotechnische incidenten over dezelfde periode met elkaar vergeleken. Dit leidt tot en-kele conclusies en een verantwoording over het uitgevoerde onderzoek.

Aanpak van de geotechnische incidentenanalyse De analyse is gebaseerd op een dataverzame-ling van alle artikelen over geotechnische in-cidenten die zijn gepubliceerd in Cobouw in de jaren 2010 t/m 2013. Een geotechnisch incident is gedefinieerd als het optreden van een gebeur-tenis met negatieve effecten voor één of meer-dere betrokkenen, met één of meerdere oorza-

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 wonin-gen 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 wegverbre-ding, en dergelijke.

De in de Cobouw artikelen geïdentificeerde ken-merken van de geotechnische incidenten zijn geclassificeerd in drie groepen:

1. Algemene informatie over het geotechni-sche 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 informa-tie betreft (1) het aantal incidenten en de periode van optreden, (2) het aantal malen dat over het-zelfde incident is gepubliceerd, (3) de geografi-sche verdeling van de gepubliceerde incidenten, (4) het type constructies, waarbij de incidenten zijn opgetreden, (5) het type gepubliceerde inci-denten, (6) het type betrokken opdrachtgever en (7) het type betrokken bouwbedrijf en / of inge-nieursbureau.

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 mi-croniveau 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 fa-lende materialen en technieken van de geotech-niek. Het mesoniveau betreft de organisatie en daarbij behorende (gebrek aan) communicatie,

Geo-Impuls: Monitoring van Geotechnische

Incidenten

Dr. Ir. Martin van Staveren MBAAdviseur Stuurgroep en

Kernteam Geo-Impuls Adviseur risicomanagement VSRM


SamenvattingBinnen 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 gerea-liseerd. 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 geanaly-

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.

kwaliteitsbewaking en dergelijke. Het macroni-veau 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 (ont-brekende of juist te overvloedige) weten regel-geving 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 ge-wonden);

2. Optreden van materiële schade (score 3: instorting, score 2: functioneel onbruikbaar, score 1: cosmetische schade zoals schuren);

3. Optreden van reputatieschade (score 3: fail-lissement of ontslag, score 2: koersdaling of publieke berisping, score 1: negatieve be-richtgeving);

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 lang-durige overlast, score 1: beperkte of korte overlast);

De som van de zes effecten geeft de totaalscore van de effecten van het betreffende geotechni-sche incident. De theoretische minimum score van de effecten van het optreden van een geo-technisch incident is dus 0 (6 x 0). In de praktijk zal optreden van een incident altijd minimaal 1 (licht) effect hebben, zodat de praktische mi-nimum score 1 bedraagt (1 x 1). De maximum score is 18 (6 x 3). Let wel, alléén effecten van

tabel 1 - algemene geotechnische incidenten informatie

Nr. Kenmerken geotechnische incidenten informatie

Resultaten

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

3.0

Top 3 provincies met de meeste incidenten

- Nr. 1 N-Hol Z-Hol N-HolLimb

Z-HolUtr

- Nr. 2 Gld Gld Gld Gr, OvLimb

- Nr. 3 Z-hol N-Br, Utr

Fr, Gr, Z-H, NBr

Dr, Gld, N-Br

4.0

% incidenten per type constructie

- Bouwputten 25 19 16 29

- Leidingen & rioleringen 22 25 6 12

- Funderingen 19 0 28 12

- Wegen 11 6 13 0

- Tunnels 6 6 13 12

- Overig 17 44 25 35

5.0

% incidenten per type incident

- Bezwijken / totale vervanging nodig 19 25 13 18

- Deformaties 31 13 31 18

- Lekkage 11 6 9 24

- Overige 39 56 37 41

6.0

% incidenten per type opdrachtgever

- Publiek – gemeenten 67 44 28 35

- Publiek – Overig 11 12 28 18

- Semipubliek 8 25 31 29

- Privaat 8 19 9 18

- Onbekend 6 0 3 0

7.0

% incidenten per omvang betrokken bouwer / inge-nieursbureau

- 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


het geotechnische incident die volgen uit de desbetreffende publicatie(s) van het incident zijn gescoord. Dit betekent dat de scores van de ef-fecten minimum scores zijn, omdat er wel dege-lijk ook niet gepubliceerde effecten kunnen zijn.

Geotechnische incidenten: periode 2010 – 2013 Tabel 1 presenteert de algemene geotechnische incidenten informatie, ingedeeld in de zeven ca-tegorieën voor de jaren 2010 t/m 2013. Uit tabel 1 volgt dat het aantal geotechnische incidenten dat in Cobouw is gepubliceerd in 2013 (17 inci-denten) 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 geval-len, omdat niet alle incidenten de Cobouw zullen halen. Hoe groot het in Tabel 1 gepresenteerde “topje van de ijsberg” is ten opzichte van het to-taal aantal opgetreden incidenten (10 %, 20 %, of 50 %?), is op basis van de beschikbare informa-tie niet in te schatten. De waarde van deze inci-dentenanalyse 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 di-verse kenmerken van de geotechnische inciden-ten informatie. Zo staan bijvoorbeeld gemeen-ten 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 semi-publieke opdrachtgevers is het percentage ge-publiceerde 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 ge-troffen 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.

Oorzaken van geotechnische incidenten: periode 2010 - 2013Tabel 2 presenteert de resultaten van de oor-zaken 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 ni-veau van de geotechnische professional en de geotechniek in 2013, in tegenstelling tot de voor-gaande jaren, ondervertegenwoordigd zijn, al-thans 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 ge-stegen 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 be-richtgeving aangegeven oorzaken te classifice-ren in met name de categorieën micro-profes-sional, micro-geotechniek en meso-organisatie. Daarom dienen de gegevens in Tabel 2 met te-rughoudendheid te worden geïnterpreteerd.

Effecten van geotechnische incidenten: periode 2010 – 2013Tabel 3 geeft de resultaten van de effecten clas-sificatie 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 geotechni-sche incidenten melding gemaakt van slachtof-fers.

Uit Tabel 3 kan worden opgemaakt dat gemid-delde totaalscore op de effecten van 22 % in 2013 weer gelijk is aan die uit 2010. Dit percen-

tage geeft aan de gemiddelde effecten in de inci-denten aanzienlijk lager zijn dan het theoretisch maximale effect van 100 % (waarbij alle 6 soor-ten 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 vertragin-gen (van 47 % in 2010 tot 18 % in 2013). De mel-dingen 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 aan-getekend te worden dat bij de gepubliceerde in-cidenten zeer waarschijnlijk niet in alle gevallen alle effecten zijn weergegeven. De effect scores dienen daarom als minimum waarden te wor-den beschouwd. De werkelijke effecten zijn naar verwachting groter, waarbij wederom op basis van de huidige informatie niet is aan te geven hoeveel groter.

ConclusiesIn dit artikel zijn aantallen, kenmerken, oorza-ken en effecten van geotechnische incidenten, zoals gepubliceerd in Cobouw in de periode 2010 – 2013 gepresenteerd en geanalyseerd. Doel is

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



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 bouwen infrasector.

De daling van het aantal in 2013 gepubliceerde incidenten met 47 % ten opzichte van 2012 is op-vallend 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 inciden-ten structureel is of niet. Uit de registraties over 2014 zal volgen of de dalende trend zich voort-zet, 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 inci-denten opgetreden of is er “pers- en publieks-moeheid” voor berichtgeving over geotechnisch falen? Feit is wel dat vanuit Geo-Impuls de laat-ste jaren aanzienlijk meer aandacht is besteed aan de noodzaak om bouwrisico’s vanuit de on-dergrond tijdig en effectief te beheersen. Dit via vele bijeenkomsten in werkgroepen, speciale workshops, risico-gestuurde richtlijnen en pu-blicaties.

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 gepubliceer-de 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 inci-denten de pers halen. Dit zullen in veel geval-len 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 Geo-technisch Falen te benutten voor de classifi-catie van de effecten. Zoals aangegeven is de betrouwbaarheid hiervan beperkt en is de clas-sificatie in hoge mate indicatief. Om de daad-werkelijk oorzaken te achterhalen is een uitge-breidere 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 ef-fecten in veel gevallen incompleet zijn. Wel blijkt steeds weer uit de publicaties dat meerdere par-tijen betrokken zijn bij de geotechnische inciden-ten 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 publi-caties genoemd.

Tenslotte, de Cobouw Incidenten Analyse, zoals gepresenteerd in dit artikel, heeft enkele onver-mijdelijke 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. Deson-danks ontstaat door het hanteren van dezelfde aanpak gedurende meerdere jaren een steeds

completer indicatief beeld van de hoeveelheid en aard van geotechnische incidenten in de Ne-derlandse bouwen infrasector, gezien vanuit het perspectief van de Cobouw lezer. Monito-ring 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: Halve-

ring geotechnisch falen in projecten in 2015. Geotechniek, jaargang 15, oktober 2011.

- NEN (2009). NEN-ISO 31000 (nl): Risicoma-nagement Principes en Richtlijnen. Neder-lands Normalisatie-instituut, Delft.

- Van Staveren, M.Th. & Litjens, P.P.T. (2012). GeoRM: Risicogestuurd werken als eindresul-taat 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 Kinde-ren, S., van den Bunt, B. (2003). Risicomanage-ment voor Projecten: De RISMAN-methode toegepast. Spectrum, Houten.

- CUR (2010). Leren van Geotechnisch Falen. Publicatie 227. CUR Bouw & Infra, Gouda.

tabel 3 - effecten van geotechnische incidenten

Nr. Beschrijving effecten geotechnisch incidentResultaten (% incidenten)

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

reageren op dit artikel?

Dat kan door uw reactie (als Word-doc)

te mailen naar de uitgever:

[email protected]


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 penning-meester Egbert Teunissen, die deze rol vele jaren vervulde. Egbert was een continue fac-tor die de stijgende lijn in de financiële positie van de afdeling heeft begeleid en bijbehorende beleidsbeslissingen heeft geïnitieerd en gead-ministreerd. Zijn rol in de financiële commissie van de Ledenraad van KIVI blijft hij gelukkig ver-vullen, 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). Hier-mee 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-

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 la-ten zien wat ze de afgelopen jaren hebben opge-bouwd en om dat om te zetten in klinkende pres-taties. En dat levert mooie dingen op, waaronder een aantal clean sweepes van de Nederlandse lange baan schaats(t)ers. Onze eigen geotechni-sche olympische spelen vinden elke 4 jaar plaats op het internationale ISSMGE congres, afgelo-pen 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 toe-passen 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 sporti-viteit. Doe er uw voordeel mee en wie weet tot ziens op een van onderstaande evenementen.

Namens het bestuur van de afdeling KIVI Geotechniek,

Mandy Korffvoorzitter

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 201421 - 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), Perth2015: ECSMGE Edinburgh Europese conferentie: 37 Nederlandse abstracts ingezonden!

Mandy Korff

pao.tudelft.nl

Cursussen Geotechniek juni 2014 Korting voor vroege inschrijvers!

Grondverbeteringstechnieken20 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

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

The Hydraulic Fill ManualInternational Course4 and 5 June 2014 (10 PDH’s Bouw- en Waterbouwkunde)

Postbus 50482600 GA Delft

015 278 46 [email protected]

StichtingPostAcademisch Onderwijs

Bemalingen bij bouwprojecten17 en 18 juni 2014 (10 PDH’s Geotechniek)In samenwerking met: SIKBCursusleider: Ing. V. Lubbers (Fugro) Prijs*: € 840,00 excl. btw

Diepwanden19 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)

In cooperation with: CEDA, IADC, SBRCURnetCourse 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.

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.

advertentie_geotechniek_2_2014.indd 1 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 Fun-deringstechniek van ie-net (voorheen Technologisch

Instituut-KVIV) onder de aandacht brengen. Op 9 mei wordt een studiedag “Rotsmecha-nica” georganiseerd, waarbij rots als mogelijke struikelblok in het ontwerp en de uitvoering bekeken wordt. In juni start een cursus “Grondmechanische aspecten bij saneringen”, be-staande uit 3 modules, met aandacht voor grondwaterverlagingen, stabiliteit van uitgra-vingen 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, ont-werp van diepe en ondiepe funderingen, stabiliteit van taluds en ontwerp van beschoeiin-gen 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 Funderings-techniek ? Blader naar de agenda achteraan in dit tijdschrift of contacteer Christine Mortelmans: tel. +32 3 260 08 63 • [email protected] • www.ie-net.be


Ontwerprichtlijn stabiliteitsschermen

in dijkenEen consistente veiligheidsaanpak

met de Eindige Elementen Methode

Ir. J. (Joost) BreedeveldDeltares (Delft),

adviseur/onderzoeker

Ing. H. (Helle) LarsenDeltares (Delft),

adviseur/onderzoeker

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

Een woord van dank gaat uit naar Peter Da-

men (Waterschap Rivierenland), Joost Frakking

(HWBP2) en Matthijs Schaap (Deltares)voor hun

bijdrage aan de totstandkoming van dit artikel.

InleidingBij het realiseren van dijkversterkingen gaat de voorkeur uit naar versterking in grond. Deze zijn eenvoudig en er is een rijke Nederlandse erva-ring met deze oplossing, waarvoor in vele Lei-draden en Technische Rapporten een ontwerp-methodiek is beschreven. In situaties waar een versterking in grond niet mogelijk is, vooral bij ruimtegebrek door bijvoorbeeld bebouwing, kan

met constructieve elementen de macrostabili-teit van een gronddijk worden verbeterd. Con-structieve versterking is kostbaar en complex. In Nederland wordt dit in de vorm van diepwan-den, 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 Water-schap Rivierenland een ontwerpmethodiek ont-wikkeld, specifiek voor dijkversterking Kinder-dijk-Schoonhovenseveer (KIS) in verband met de functionele uitvraag, voor het dimensioneren

van stabiliteitsschermen voor de binnenwaartse macrostabiliteit in primaire waterkeringen (fi-guur 1). Deze methodiek is gericht op het een-duidig 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 grond-waterspanningen en binnendijks opdrijven van de slappe lagen. De methodiek, vastgelegd in de groene versie van de “Ontwerprichtlijn voor sta-biliteitsschermen in primaire waterkeringen” (verder aangeduid als ontwerprichtlijn), sluit aan op toekomstige regelgeving voor het toet-sen. 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 bevon-den voor het ontwerpen van stabiliteitsscher-men in vergelijkbare complexe geotechnische situaties. Het toepassen vereist het hanteren van de juiste locatie- (ondergrond) en normaf-hankelijke partiële veiligheidsfactoren. Onder-tussen is, binnen het kader van het Hoogwa-terbeschermingsprogramma (HWBP2) en ook buiten het beheergebied van Rivierenland, er-varing opgedaan met deze ontwerprichtlijn. Het gebruik brengt uiteraard onduidelijkheden en onvolkomenheden aan het licht:

•Inwelke situaties is het gebruik van de ont-werprichtlijn noodzakelijk, en wanneer kan met een eenvoudiger aanpak (qua veiligheids-filosofie dan wel rekenmodel) worden vol-staan?•Enalshetgebruiknoodzakelijkis,overwelke

sterkte- en stijfheidsparameters voor de EEM-analyse moet bij een functionele uitvraag van

Figuur 1 - Principe stabiliteitsscherm voor de binnenwaartse macrostabiliteit


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-

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 situa-ties. Hier wordt ingegaan op een aantal kenmerkende aspecten en de al opgedane ervaring met deze groene versie van een toekomstige ontwer-prichtlijn.

Samenvatting

toekomstige dijkversterkingsprojecten dan (voor)tijdig worden beschikt?

De hoogste tijd om wat nader in te gaan op de achtergronden van een aantal kenmerkende as-pecten.

VeiligheidsfilosofieConsistente aanpakOm te kunnen beoordelen of een bouwwerk bij alle faalmechanismen aan de wettelijke be-trouwbaarheidseis voldoet, is een consistente veiligheidsfilosofie noodzakelijk. Dit impliceert dat in de ontwerpanalyses alle onzekerheden in belastingen en sterkten in samenhang (met par-tiële veiligheidsfactoren) worden afgedekt.

Bij gebruik van 2D EEM-analyses omvat het af-dekken van onzekerheden ook de wijze waarop met de (vele) mogelijkheden binnen het reken-model wordt omgegaan. Welke fout wordt in het numerieke rekenproces toelaatbaar geacht? En met welk materiaalmodel het (complexe) grond-gedrag te beschrijven? Dergelijke keuzes in het EEM-model beïnvloeden het eindresultaat. De consistentie vereist in dit geval dus ook een con-creet stappenplan in samenhang met de veilig-heidsfilosofie. Zodat verschillende adviseurs zo eenduidig mogelijk een EEM-analyse opzetten, uitvoeren en interpreteren. Dit is een vereiste voor de acceptatie van EEM-analyses als ont-werpinstrument.

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 be-lang. Tot nu toe ontbrak hiervoor een eenduidige richtlijn, wat ontwerpers van constructieve dijk-versterkingen 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 water-kerende kunstwerken. Hierbij zijn betrouwbaar-heidseisen 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.

[TAW, 2003] typeert stabiliteitsschermen echter ten onrechte als bijzondere waterkerende con-structies; een constructief versterkte grond-dijk 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 jaarba-sis, waarin het lengte-effect impliciet is mee-genomen. 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 aange-houden.

Afleiding topeisIn [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

basis van de normfrequentie voor het dijkring-gebied en de relevante dijkringlengte, voor de beschouwde dwars¬doorsnede, de vereiste be-trouwbaarheidsindex voor de macrostabiliteit worden berekend. De ontwerprichtlijn stelt dat, gezien het overeenkomstige gedrag, deze aan-pak ook bij een constructief versterkte gronddijk kan worden toegepast.

In [BDK, 2003] is, via een analyse van moge-lijke faalscenario’s van een verankerd stabili-teitsscherm in een gronddijk, tot een passende (economisch optimale) onderverdeling van de beschikbare faalkansruimte voor de Krimpener-waard gekomen. Voor dergelijke constructies werden daar het ontstaan van een vloeischar-nier in de damwand (a) en het bezwijken van het ankerlichaam (b) als de twee belangrijkste be-zwijkmechanismen beschouwd. De overige be-zwijkmechanismen, 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 dijkver-sterking Kinderdijk-Schoonhovenseveer, tot de onderverdeling in figuur 2 gekomen.

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

Figuur 2 - Voorbeeld onderverdeling toelaatbare faalkans, specifiek voor

dijkversterking Kinderdijk-Schoonhovenseveer


deze partiële veiligheidsfactor wordt een deel van de onzekerheid in de schuifsterkte van de grond verdisconteerd. De resterende onzeker-heid 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 construc-tief bezwijken (γEEM;i) als voor geotechnische bezwijken (γEEM;g) gekomen:

ΣMsf ≥ γEEM;g met γEEM;g = γs∙γn;g∙γb;g∙γd;gΣMsf ≥ γEEM;i met γEEM;i = γs ∙γn;i∙γb;i∙γd;i

waarin:ΣMsf stabiliteitsfactor bij doorgaand be-

zwijken in sterkte-reductie fase van EEM-analyse

γEEM;g minimaal vereiste stabiliteitsnorm voor geotechnisch bezwijken (me-chanisme c)

γEEM;i minimaal vereiste stabiliteitsnorm voor constructief bezwijken (mecha-nisme a en b)

γs opschaalfactor, ter voorkoming van numerieke onbalans in EEM-analyse

γm materiaalfactor, dekt deel onzeker-heid in schuifsterkte grond af

γn;g / γn;i schadefactor, dekt in combinatie met de materiaalfactor (gm), de on-zekerheid in schuifsterkte grond af; bezien vanuit de gevolgenkant

γb;g / γb;i schematiseringfactor, dekt onzeker-heid in bodemopbouw en grondwa-terregime af

γd;g / γd;i modelfactor, dekt onzekerheid in re-kenmodel af

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 schuif-sterkteparameters (i.e. effectieve cohesie c’ en hoek van inwendige wrijving ϕ’). Door het even-redig opschalen van de stabiliteitsnormen wordt het veiligheidsniveau in de analyse niet signifi-cant beïnvloed. Hierbij heeft een minimale op-schaalfactor 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 EEM-analyse 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-

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

Fase Omschrijving Type

U1a

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

U2a

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

Gedraineerd

bActiveer constructieve elementen (damwand, verankering) en deactiveer een eventuele instabiel binnentalud (rest-profiel).

Gedraineerd

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 tus-sen PL3 (bovenkant) en PL4 (onderkant) interpoleren, en waterspanning boven indringingslaag tussen PL2 en PL3 interpoleren.

Gedraineerd

d Breng bovenbelasting op gronddijk aan (verkeersbelasting). Ongedraineerd

U3 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

U4 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.


aliseerde betrouwbaarheidsindex in de sterkte-reductie berekening af. In de ontwerprichtlijn worden voor dijkversterking KIS de additionele veiligheidsfactoren conform [BDK, 2003] aange-houden. Dit betreft een factor 1,15 op het bere-kende maximale buigend moment en de maxi-male normaalkracht in de damwand, en een factor 1,25 op de berekende ankerkracht. Voor de achtergronden wordt naar [BDK, 2003] ver-wezen.

Schematiseringsfactor en EEMOm in glijvlakberekeningen voor een gronddijk de mate van onzekerheid in de gemodelleerde bodemopbouw en grondwaterspanningen mee te kunnen nemen, is in [ENW, 2007] de schema-tiseringsfactor geïntroduceerd. Voor het trans-parant onderbouwen van de waarde voor deze partiële veiligheidsfactor bij gronddijken is een (theoretisch onderbouwde) procedure ontwik-keld. 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 ver-sterkte gronddijk op basis van EEM-analyses dient volgens de ontwerprichtlijn als volgt met dit aspect te worden omgegaan:

• Bij het beschouwen van geotechnisch bezwij-ken 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 schematiseringsfac-tor op dit moment niet wenselijk, omdat het ef-fect 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-associatiefIn de praktijk wordt de grondsterkte in EEM-analyses meestal met een niet-associatieve pa-rameterset beschreven. Dit impliceert dat voor de dilatantiehoek een waarde ongelijk aan de inwendige wrijvingshoek wordt aangehouden. Deze beschrijving stemt overeen met het fysi-sche grondgedrag. Als er in EEM-analyses ech-ter situaties met (doorgaand) bezwijken worden beschouwd, dan schiet de mathematische be-schrijving 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 fysi-sche gedrag van grond. Totdat de mathemati-sche formulering van constitutieve modellen ook onder bezwijkomstandigheden is verbeterd,

is er een rekentruc noodzakelijk om de eendui-digheid in de beschrijving van het grondgedrag te garanderen: het aanhouden van associatief grondgedrag. Dit houdt in dat voor de dilatan-tiehoek 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 grond-lagen aanbevolen.

• in het gefaseerd opbouwen van de maatgeven-de 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 re-kenwaarden voor de effectieve cohesie, inwen-dige wrijvingshoek en dilatantiehoek (cd, ϕd, ψd =0º) naar equivalent associatieve rekenwaarden (cd∗, ϕd∗, ψd∗ = ϕd∗) wordt het Best Guess Equi-valent model geadviseerd. Hiervoor wordt naar de ontwerprichtlijn verwezen.

Systeemgedrag constructieve dijkversterkingInleiding systeemgedragVoor een deugdelijk ontwerp moeten de (con-structieve) elementen, waaruit een (on)veran-kerd stabiliteitsscherm in een gronddijk bestaat, in samenhang worden beschouwd. Zeker bij een sterk gelaagde, slappe ondergrond en een complex grondwaterregime onder opdrijfcon-


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


dities, zoals in het benedenrivierengebied. Bij het opstellen van de ontwerprichtlijn was het uitgangspunt een door maatgevend hoogwater belaste constructief versterkte dijk met een le-vensduur van 100 jaar. Voor dergelijk complexe situaties kunnen EEM-analyses een krachtige ontwerptool vormen. Hierbij dienen onzeker-heden in het complexe systeemgedrag dan wel passend en in samenhang, en bij voorkeur geva-lideerd, te worden afgedekt.

Ter illustratie van het complexe systeemgedrag worden in dit artikel twee aspecten kort toege-licht, die op basis van (numerieke) analyses na-der zijn onderzocht.

Zakkende grond op ankersIn werkelijkheid neemt de ankerkracht door au-tonome zettingen in de omringende grond in de tijd toe. Dit aspect wordt niet automatisch in de EEM-analyse meegenomen, maar dient achter-af 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 ka-belvergelijking wordt beschreven. Hierin kan, in tegenstelling tot het CUR-model, rekening wor-den gehouden met de gelaagdheid in de bode-mopbouw en het zettingsprofiel langs de staaf. De belangrijkste conclusie uit het (model)on-derzoek 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 ont-werprichtlijn 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 aan-gehouden. 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 benade-ring houdt verband met de ongunstige slappe bodemopbouw in de Krimpenerwaard en Alblas-serwaard.

De ankerkrachttoename heeft effect op de nor-maalkracht in de wand, die de verticale draag-kracht 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 vastge-steld. Uit ontwerpstudies bij dijkversterking Ne-derlek is voor dijkversterking KIS, in samenhang met de extra verhoging van de ankerkrachttoe-name met 25%, een toeslagfactor γz = 1,1 vast-gesteld.

ReststerkteBij een stabiliteitsscherm hoog in het binnenta-lud of in de kruin kan het binnentalud een zoda-nig lage stabiliteitsfactor hebben, dat de kans op daadwerkelijk afschuiven (in de EEM-analyse) kan plaatsvinden voor het optreden van het ont-werppeil. De werkelijke consequenties – de aan-gepaste geometrie door het afgeschoven talud en de afname van de grondsterkte door de opge-treden grote verplaatsing – beïnvloeden het ont-werp 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-ana-lyse logischerwijze van een afgeschoven bin-nentalud worden uitgegaan, het zogenaamd restprofiel. Voor een veilige ontwerpaanpak zijn werkelijke vervormingen bij historische afschui-vingen geanalyseerd en zijn onderzoeksresulta-ten naar de reststerkte van Nederlandse gron-den geraadpleegd. Op basis hiervan is tot de (niet gevalideerde) pragmatische aanpak geko-men 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 ver-schil 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 be-perkt is om op dit moment met voldoende ze-kerheid een generieke conclusie voor alle dijken te kunnen trekken. Bij het onderzoek is alleen uitgegaan van een aanpak met het Mohr-Cou-lomb 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 sys-teemgedrag zijn op basis van (numerieke) ana-lyses nader onderzocht. Wat daarvoor tot een pragmatische, en daarmee conservatieve aan-pak in de ontwerprichtlijn heeft geleid.

AfrondingHet gebruik van de groene versie van de ontwer-prichtlijn 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 ech-ter 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 ge-beuren. Een effectieve manier om scherper ont-werpen 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 moe-ten leiden tot een definitieve, generiek toepas-bare ontwerprichtlijn.

Gebruikte referenties[TAW, 1989] Leidraad voor het Ontwerp van

Rivierdijken - Deel 2: Beneden-rivierengebied, Technische Ad-viescommissie voor de Waterke-ringen, september 1989;

[TAW, 2001] Technisch Rapport Waterke-rende Grondconstructies, Tech-nische Adviescommissie voor de Waterkeringen, 2001;

[TAW, 2003] Leidraad Kunstwerken, Techni-sche Adviescommissie voor de Waterkeringen, 2003;

[ENW, 2007] Leidraad Rivieren, Expertise Netwerk Waterveiligheid, 2007;

[ENW-a, 2007] Addendum bij Technisch Rapport Waterkerende Grondconstruc-ties, Expertise Netwerk Water-veiligheid, 2007;

[BDK, 2003] Stabiliteits- en sterktecriteria bij lange damwanden in dijken, Begeleidingscommissie Dijkver-sterking Krimpenerwaard, 2003;

[CUR, 2008] CUR-publicatie 166 Damwand-constructies - deel 2 (achter-gronden bij richtlijn), Civiel-technisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving, 5e druk, oktober 2008

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

BAM Speciale Technieken

Fundamenteel de juiste oplossing

BAM Speciale Technieken, Toetsenbordweg 11, Amsterdam, telefoon (020) 435 29 20, [email protected], www.bamspecialetechnieken.nl

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

BAM Civiel adv speciale technieken A4.indd 1 22-04-13 17:02


SBRCURnet

Handboek “Quay Walls”In november 2013 is de herziene uitgave van het Engelstalige handboek “Quay Walls” versche-nen. Deze nieuwe uitgave van het handboek “Quay Walls” bevat de essentiële kennis die nodig is voor voorbereiding, ontwerp, uitvoering en on-derhoud van kademuren. Het boek is het resul-taat van jarenlange praktijkervaring. Daarom bevat het handboek tevens de nodige informa-tie 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.sbr-curnet.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 er-ratum is gratis te downloaden via www.sbrcur-net.nl/geotechniek. Handboek “Binnenstedelijke kademuren”In het vorige nummer van “Geotechniek” is mel-ding gemaakt van het verschijnen van het Hand-boek “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 be-schrijft de hoofdvormen van stedelijke kademu-ren, zoals die in Nederland voorkomen. Vervol-gens worden de stappen beschreven om een oordeel te kunnen geven over de noodzaak een bestaande kademuur aan te passen, te vernieu-wen of te handhaven. Daarbij komen aspecten als de geschiedenis van het gebruik, inspectie, omgeving, milieu en de technische randvoor-waarden aan bod. Alvorens tot één van de maat-regelen 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 vol-daan met voldoende beheersmaatregelen, is aanpassing wellicht niet nodig. Daarom wordt in het handboek ingegaan op het beheer en onder-houd van binnenstedelijke kademuren en wordt

een toelichting gegeven over het verzamelen en up-to-date houden van informatie over de toestand van de kade, als onderdeel van het in-tegrale beheer. Wanneer een inventarisatie on-voldoende 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

de constructie kan met dit handboek worden ge-toetst 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 veiligheidsbena-dering van andere geotechnische constructies zoals damwandconstructies (CUR 166) en ka-demuren van de grote zeehavens (SBRCURnet handboek 211E “Quay Walls”). Deze drie hand-boeken zitten nu dus op één lijn qua veiligheids-benadering.

Het handboek ”Binnenstedelijke kademuren” is primair bedoeld voor beheerders van gemeen-telijke kademuren, voor ontwerpers en uitvoer-ders bij opdrachtgevers, ingenieursbureaus en

aannemers. Op het moment van schrijven van deze kopij lig-gen er plannen om een ‘Platform Binnenstede-lijke 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 paalmatrassystemenIn 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 Brug-man (Arthe Civil & Structure) als secretaris/rapporteur wordt momenteel hard gewerkt aan de herziening. De financiering voor de herzie-ning 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 ana-lytische 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 uit-gave van ‘CUR 226’ in de eerste helft van 2015 beschikbaar is.

Axiale veerstijfheid van ankerpalenSinds juni 2013 wordt gewerkt aan een verbe-terde 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 “Ankerpa-len” geeft in de meeste gevallen een te lage ver-wachtingswaarde 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 kun-nen 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 wisselbelas-ting. In grote lijnen gaat het eigenlijk om ver-

Onder redactie van:Ing. Fred Jonker

[email protected]

Binnenstedelijke kadem

uren

Binnenstedelijke kademuren

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.

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


der uitbouwen van bestaande rekenregels voor trekpalen volgens CUR 2001-4, maar dan voor de BGT situatie.

Inmiddels zijn er enkele concrete praktijkgeval-len doorgerekend en vergeleken met de metin-gen 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 aan-dacht 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 gebon-den 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.

Cement-bentoniet schermenDit type constructies heeft een waterkerende functie. In januari 1997 is over dit onderwerp CUR-publicatie 189 verschenen. Ontwerp, uit-voering en beheer van dit type constructies komt daarin uitvoerig aan bod. Het handboek is bedoeld voor ontwerpers bij o.m. overheid, geotechnische adviesbureaus en ingenieursbu-reaus.

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.

SBRCURnet

www.HUESKER.comDe 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 · [email protected]

HUESKER Nederland · Tel.: 073 - 503 06 53 · [email protected]

Geotechniek en funderingstechnieken

Waterbouw

Milieutechniek

Wegenbouw

HaTelit® is een robuuste asfalt-wapening met hoge weerstand tegen beschadigingen tijdens het inbouwen. Daardoor vertraagt het gebruik van HaTelit® het ontstaan van refl ectiescheurvorming. Minder onderhoud en een langere levensduur van de gesaneerde rijbaan zijn het gevolg.

HUESKER – Ingenieursoplossingen met geokunststoffen

IDEEN. INGENIEURE. INNOVATIONEN.

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


HUESKER – Ingenieursoplossingen met geokunststoffen

www.HUESKER.comDe ingenieurs en technici van HUESKER bieden support bij het werken met andere materialen in uw bouwprojekten. Vertrouw op de producten en oplossingen van HUESKER.

Waterbouw

Geotechniek en funderingstechnieken

Milieutechniek

Wegenbouw

Geokunststoffen worden vaak enop veel manieren in de water-bouw ingezet. Of het nu gaat om waterwegen, dijkbouw of kustbescherming, de geotextielen (al dan niet geweven), composiet-materialen en geogrids zijn voor allerlei toepassingen geschikt – milieuvriendelijk, voordelig en veilig.

IDEEN. INGENIEURE. INNOVATIONEN.

HUESKER Nederland · Tel.: 073 - 503 06 53 · [email protected]

Agent voor Nederland · CECO B.V. · Tel.: 043 - 352 76 09 · [email protected]

invloed hebben op de capaciteit van de zuigpaal-fundatie. In dit artikel zijn een ongedraineerde eneen partieel gedraineerde aanpak voor cyclischbelaste zuigpaalfundaties beschreven. Beide benaderingen kunnen op een relatief eenvoudigemanier gebruikt worden om een indruk te krijgenvan de opbouw van waterspanning en bijbeho-rende reductie van sterkte en stijfheid.

Er is gebleken dat het kan lonen om partieelgrondgedrag bij cyclisch belasten te beschouwenin het ontwerp. Indien een meer nauwkeurigevoorspelling van wateroverspanning en schuifrek-ken over de levensduur van de constructie wense-lijk is, wordt aangeraden om meer geavanceerdemodellen te gebruiken zoals een hypoplastischmateriaalmodel. Echter, een dergelijk model verlangt een grote hoeveelheid parameters en een significante hoeveelheid hoogwaardig labora-toriumonderzoek.

Referenties– Andersen, K.H., (2011), Bearing CapacityUnder Cyclic Loading — Offshore, Along TheCoast, And On Land, The 21st Bjerrum Lecture

presented in Oslo, 23 November 2007.– Barends, F.B.J. en Calle, E.O.F. (1985), A methodto evaluate the geotechnical stability of off-shore constructions founded on a loosely-packedseabed sand under a wave loading environment,Proceedings BOSS 1985, Volume 2, pp. 643-652.– Barends, F.B.J., Lecture Notes Theory of Con-solidation, Technische Universiteit Delft, 1992.– De Alba, P., Chan, C. K., en Seed, H. B. (1975),Determination of soil liquefaction characteristicsby large scale laboratory tests, Report EERC 75-14, Earthquake Engineering Research Center,University of California, Berkeley.– Meijers, P. (2007), Settlement During Vibratory Sheet Piling, Ph.D. thesis, Delft University of Technology, Delft. – Meijers, P., Groot, M.B. de, Lubking P. enThijssen, R., Gedrag van Zand Onder CyclischeBelasting, Vakblad Geotechniek, januari 2009.– Niemunis, A. en Herle, I., Hypoplastic Modelfor Cohesionless Soils with Elastic Strain Range,Mechanics of Cohesive-Frictional Materials, Vol. 2, pp. 279-299, 1997.– Olson, S. M. en Stark, T. D., (2003), YieldStrength Ratio and Liquefaction Analysis of

Slopes and Embankments, Journal of Geo-technical and Geoenvironmental Engineering,Volume 129(8), pp. 727–737.– Seed, H.B. en Rahman, M.S., Wave-inducedPore Pressure in Relation to Ocean Floor Stabilityof Cohesionless Soils, Marine Geotechnology,Vol. 3, No. 2, pp. 123-150, 1978.– Srbulov, M. (2008). Geotechnical EarthquakeEngineering - Simplified Analyses With Case Studies and Examples, Springer Science+Business Media.– Stark, T.D. en Mesri, G., Undrained ShearStrength of Liquefied Sands for Stability Analysis, Journal of Geotechnical Engineering,ASCE, Vol. 118, No. 11, pp. 1727-1747, 1992.– Thijssen, R., Alderlieste, E.A. en Visser, T., Cyclic Loading of Suction Caissons, Plaxis Bulletin 32, herfst 2012.– Zienkiewicz, O.C., Chang, C.T. en Bettess, P.,Drained, Undrained, Consolidating and DynamicBehaviour Assumptions in Soils, Géotechnique,Vol. 30, No. 4, pp. 385-395, 1980. �

HET ONTWERP VAN CYCLISCH BELASTE ZUIGPAALFUNDATIES

N71 Artikels_Opmaak 1 28-08-13 12:11 Pagina 29


Interactieberekeningen Funderingselementen

met het programma ‘INTER’

Ir. J.H van DalenGeotechnisch adviseur bij Strukton

Engineering; tot begin 2007 werkzaam bij Gemeentewerken Rotterdam (Nu

Stadsontwikkeling Rotterdam)

Ir. R.C. van DeeSr. Geotechnicus bij Strukton

Engineering; tot medio 2008 werkzaam bij Gemeentewerken Rotterdam

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

InleidingIndien een funderingspaal of anker op druk of op trek wordt belast, is er sprake van interactie tussen grond en paal. De grond en paal bewe-gen 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.

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 schachtwrij-ving zich gelijktijdig en in dezelfde mate ontwik-kelt. Dat is correct indien de paal oneindig stijf

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

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 verder-op in dit artikel meer.

Het programma heeft sinds de eerste ontwik-keling bij diverse projecten van zowel IGWR als Strukton Engineering een belangrijke rol gespeeld bij het voorspellen van last-vervor-mingsgedrag 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 ankerpa-len (2013 tot heden).

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 gepubli-ceerd tijdens een KIVI/KVIV studiedag in Ant-werpen [1]. Later is het model herschreven in Mathcad.

• Versie 1.0 (1992): DOS versie; geschikt voor een grote negatieve kleef i.c.m. een kortston-dige 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 gereali-

seerd)

WerkingDe 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 op-zichte van de grond. Op basis van de deforma-tie en de normaalkracht aan de bovenzijde van elk element, wordt de verkorting (of verlenging) van dat element berekend, evenals de gemobili-seerde 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 beginschat-ting gedaan voor de deformatie van de paalkop. De normaalkracht ter plaatse van de paalkop is bekend, want die is gelijk aan de paalbelas-ting. Vervolgens worden alle elementen van de paal van boven naar onderen doorgerekend, met als eindresultaat de deformatie en normaal-kracht ter plaatse van de paalvoet. Vervolgens wordt getoetst of de kracht en de deformatie aan de punt overeenstemmen met de opgege-ven mobilisatiecurve voor de punt. In geval van opwaartse verplaatsing van de punt moet de

Figuur 1 - Schematisatie van de krachten en

vervormingen van een element in INTER


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-ver-vormingsdiagram 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

deze voorspelling nauwkeuriger te maken, is begin jaren ’90 een ééndi-mensionaal elementenmodel ontwikkeld, dat in detail het gedrag van de paal over de lengte meeneemt door rekening te houden met de paalstijf-heid 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.

Samenvatting

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 belastinggeval-len uit te voeren wordt een last-vervormings-diagram 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 schuif-spannings- vervormingsdiagram vast te leggen.

InvoergegevensIn de invoer kunnen verschillende na elkaar op-tredende belastinggevallen worden opgegeven, waarbij per grondlaag de maximaal te mobilise-ren schuifkracht kan worden gedefinieerd, even-als de maximale puntkracht van de paal (in geval van druk). Tevens wordt per grondlaagscheiding de eventuele grondzakking opgegeven. Voor de

paal kan desgewenst de axiale stijfheid (EA) voor trek en drukbelasting separaat worden inge-voerd. Ook wordt het verband tussen paalpunt-verplaatsing en puntweerstand vooraf opgege-ven, evenals de relatie tussen gemobiliseerde schuifspanning en de vervorming van het paal-element 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 gedefini-eerd. Omdat het ontspanningsgedrag van punt en schacht naar algemeen wordt aangenomen, stijver is dan het aanspanningsgedrag kan dit separaat worden opgegeven, bijvoorbeeld even-wijdig 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 ge-presenteerd is gebruik gemaakt van de grafie-ken voor schachtwrijvingsontwikkeling conform figuur 2 en 2a. Deze grafieken zijn natuurlijk eigenlijk bedoeld om te komen tot een conser-vatieve berekening van paaldeformaties in een ontwerpproces, waarbij bovendien geen reke-

ning wordt gehouden met mobilisatieverschillen over de lengte van de paalschacht. In alle geval-len 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 paalbelas-ting op druk combineren• Het kan een proefbelasting voor zowel trek-

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

Figuur 2a - Gebruik van stijve ontlasttak voor de schacht. De figuren laten achtereenvolgens voor één element uit de paal de ontwikkeling van schuif-spanning 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)


Negatieve kleefBij het ontwerp van de fundering van de kraan-baan 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 gro-ter zijn dan beide belastingen bij elkaar opge-teld. 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 diep-gelegen 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 beïnvloeden.

Als de normaalkrachtenlijn in de paal ten gevol-ge van alleen de negatieve kleef wordt getekend (zie figuur 3a) dan is te zien dat de normaal-kracht in de paal naar beneden oploopt aange-zien 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 schacht-wrijving en deels door de puntweerstand.

Als de normaalkrachtenlijn in de paal ten ge-volge van alleen de paalbelasting wordt gete-kend (zie figuur 3b) dan is te zien dat de nor-maalkracht 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 doorge-rekend voor de combinatie van negatieve kleef en een kortstondig hoge paalbelasting.

In figuur 4 is te zien dat de kortdurende belas-ting van de kraanbaan nauwelijks invloed heeft op het gemobiliseerde draagvermogen van de paal in de draagkrachtige zandlaag (onder NAP-21m). De negatieve kleef wordt grotendeels op-geheven en de beide belastingen behoeven niet volledig bij elkaar opgeteld te worden. ProefbelastingenVoor diverse projecten waarvoor proefbelas-tingen zijn uitgevoerd, zijn in de loop der jaren tevens simulaties met het interactiemodel uit-gevoerd. In sommige gevallen is de simulatie ingezet om op basis van waargenomen last-ver-vormingsgedrag 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 ge-vallen van bezweken drukpalen, op basis van de simulatie een schatting gemaakt van de verhou-ding tussen schacht- en puntdraagvermogen.

Bij dergelijke analyses wordt de maximaal te

Figuur 3 - Schematische waargave normaalkrachten in een paal t.g.v. een paalbelasting en de volledig ontwikkelde negatieve kleef

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


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 vol-gens figuur 2). In geval van drukpalen komt daar de maximaal te mobiliseren puntkracht bij. Op basis van een best fit door de meetpunten (ge-meten deformaties bij verschillende belasten ontlaststappen) worden de beste waarden voor de genoemde te variëren parameters gevonden.

Onderstaand worden enkele voorbeelden ge-noemd:

harmelen 2001Voor een te realiseren onderdoorgang Leidsestraatweg-Oude Rijn-Breeveld in de lijn Harmelen-Woerden zijn Leeuwankerpalen over-wogen. 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 waar-genomen tijdens de proefbelastingen te verta-len 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 ver-gelijkbaar met het materieel waarmee verti-cale kunststofdrains in de grond worden aange-bracht.

Met interactieberekeningen is het last-vervor-minggedrag opgesteld inclusief enkele ontlast- en herbelaststappen. Deze grafiek bleek goed overeen te komen met het waargenomen ge-middelde last-vervorminggedrag van de proef-palen 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 groningenBegin 2009 zijn ten behoeve van de nieuwbouw voor de Informatie Beheer groep te Groningen proefbelastingen uitgevoerd op boorpalen met


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 hystere-segedrag van de schacht nog niet kon worden meegenomen.

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 kenmer-kende belastingstappen (zie legenda).

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


een diameter van 1,5 m, waarbij punt en schacht werden na-geïnjecteerd. Hiertoe zijn over de gehele lengte van de paal op 3 posities aan de wapeningskorf injectieleidingen meegenomen. Eén dag na aanbrengen van de palen is over de volledige hoogte de schacht geinjecteerd en ver-volgens 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 inter-actieberekeningen vooraf en metingen achteraf worden aangetoond dat de palen zich dankzij de injectie van schacht en punt aanzienlijk stij-ver gedroegen dan van een standaard boorpaal (paaltype 3 conform de NEN, draagvermogen volledig conform de NEN berekend) kon worden verwacht. tubexpalen rotterdam 2011Bij de verbouwing van Metrostation CS in Rotter-dam zijn ondermeer Tubex-groutinjectiepalen toegepast voor de verankering van de stations-vloer. In verband met onzekerheid tijdens de uit-voering van deze palen zijn er 6 proefbelastin-gen 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 te-ruggerekend. Er bleek in dit geval geen sprake

te zijn van een maximale wandwrijving als fac-tor van de conusweerstand. Met behulp van de interactieberekeningen kon worden aangetoond dat in deze omstandigheden sprake was van een constante waarde van de maximale schuifsterk-te (onafhankelijk van de initiële conusweer-stand). 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 wer-kelijk 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 gewa-pende 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 be-stond, 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 la-gen met de diepte weer afnam. Afhankelijk van het paaltype (trillend of niet-trillend) wordt deze overconsolidatie door ontgraving lineair of mid-dels de wortelformule verrekend in een afname

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 an-kerpunt bepaald en tot dat punt wordt de volle-dige normaalkracht verondersteld en daarmee wordt de verlenging van het anker berekend. Dit is een vereenvoudiging van de werkelijk-heid 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 verplaat-sing volgens de schachtwrijvingscurven voor elk element binnen die meter vastgelegd. Met inter-actieberekeningen 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 parkeer-garage Kruisplein is gebruik gemaakt van trek-diepwanden die zorgen voor het verticaal even-wicht in de gebruiksfase.

Figuur 9 -Simulatie met INTER 3.0 en gemeten kopver-plaatsing proefbelastingen Boorpalen IBG Groningen

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.


De grond – diepwand interactie is met INTER gemodelleerd waarmee de veerstijfheid is be-paald. 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 (Anker-palen) 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 belas-tinggeschiedenis in de interactieberekeningen worden meegenomen.

In figuur 11 zijn de resultaten van twee bereke-ningen te zien. In (a) is het last-vervorming ge-drag 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 ge-drag 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

uitgezet en de drukbelasting is negatief uitge-zet. 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. ConclusiesTeneinde het deformatiegedrag van een funde-ringspaal of anker in de ondergrond te simule-ren is een interactiemodel een waardevol hulp-middel 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.

De toekomstIn de CUR-commissie Axiale veerstijfheid wordt een (excel)programma gemaakt voor de bereke-ning van de van de axiale veerstijfheid. Deze be-rekeningen zijn interactie berekeningen welke geijkt zullen worden op basis van berekeningen met INTER.

Een van de zaken die nog niet meegemodel-leerd 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 wor-den. Waarschijnlijk zal softening door de CUR-commissie ook worden verwerkt in het nieuwe interactie model.

Literatuur1. 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, “Tu-bex-groutinjectiepalen proefbelast voor Me-trostation CS in Rotterdam”, GEOTECHNIEK – Januari 2012

3. Dalen JH van , Nehal, R, “Ontwerpoptima-lisatie tijdens de bouw: Voorgespannen Boorpalen Nieuwbouw IB-Groep en Belas-tingdienst te Groningen”; Civiele techniek, september 2009.

4. Heukels T., Taffijn, E., Allaart, A. “Diepwan-den op trek belast”; CEMENT 8, 2013.


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)

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

N71 GK_Opmaak 1 28-08-13 12:06 Pagina 53

zijn uitgevoerd. Aardbevingen vinden echter plaats in de diepe on-dergrond onder hoge druk en temperatuur,meestal in de aanwezigheid van een chemisch ac-tieve vloeistof. Het is dan ook de vraag in hoeverrede op kamer temperatuur bepaalde parametersvan toepassing zijn op natuurlijke situaties. Groot-schalige modellen worden getuned om recente,goed geïnstrumenteerde aardbevingen na te boot-sen. Voorspellingen aan de hand van deze model-len zijn dus niet mogelijk. De huidige inschattingenvan het mogelijke gevaar voor aardbevingen zijndan ook voornamelijk gebaseerd op de aardbevin-gen die in het verleden geregistreerd zijn.

Theoretisch is het wel mogelijk om de grootscha-lige modellen te gebruiken om een inschatting te maken van de maximale grootte van een aard-beving die in een specifieke regio verwacht kanworden. Hiervoor is het echter nodig om een beterbegrip te hebben van de wrijvingseigenschappenvan het breukgesteente onder de condities in dediepe ondergrond. De kern van ons onderzoeks-programma is om juist dit uit te vinden.

Het hoge druk en temperatuur laboratorium inUtrecht heeft een uniek apparaat ontwikkeld dathet mogelijk maakt om de wrijvingseigenschappen

van breukgesteente onder de extreme condities inde diepe ondergrond te onderzoeken tot dieptesvan ~50 km (normaal spanningen tot 300 MPa,temperaturen tot 700 ºC en in de aanwezigheidvan water). Recentelijk hebben we in een serie ex-perimenten aan kunnen tonen dat de variatie inRSF parameters veel groter is dan in experimentenop kamer temperatuur. De RSF parameters zoalsbepaald voor het breukgesteente materiaal datvergelijkbaar is met het materiaal dat tijdens deaardbeving in Spanje bewoog, worden syste-matisch groter met toenemende diepte. Deze toe-name is een mogelijke verklaring voor de observa-tie dat veel van de snelle beweging tijdens deaardbeving omhoog gericht was, oftewel richtinghet oppervlakte. Hierdoor was de grondbeweging(het schudden aan het oppervlakte) veel sterkerdan vooraf gedacht en als gevolg daarvan was deschade aanzienlijk.

Door systematische experimenten te combinerenmet numerieke modellen van de processen dieplaatsvinden op de korrelschaal, zullen we eengrote stap kunnen zetten naar een beter begripvan de variatie van de wrijvingseigenschappen van gesteentes. Uiteindelijk hopen we dan dezeeigenschappen te kunnen gebruiken in grootscha-lige modellen om de aardbevingscyclus na te boot-

sen voor specifieke regio’s, zonder de parametersaan te passen. De modellen kunnen dan getestworden aan de hand van de tot nu toe geregi-streerde aardbevingen op deze locaties. Indiendeze testen succesvol zijn, kunnen we de modellengebruiken om een lange periode van aardbevingenna te bootsen en zo een inschatting te maken vande maximaal grootte van aardbevingen. Boven-dien is het dan mogelijk om te onderzoeken wathet effect is van activiteiten in de ondergrond opde mogelijke seismische activiteit. Het onderzoekin mijn project in Utrecht is voornamelijk gerichtop natuurlijke aardbevingen maar de principes zijnhetzelfde voor opgewekte aardbevingen.

Referenties– Amonton, G. (1699) Histoire de l'Académie Royale des Sciences avec les Mémoires de Mathématique et de Physique.– Archard, J.F. (1953). Contact and Rubbing of Flat Surface. J. Appl. Phis. 24 (8): 981–988, doi: 10.1063/ 1.1721448– Bowden, F.P. & Tabor, D. (1950) The Friction and Lubrication of Solids.– Dieterich, J. H. (1978). Time-dependent friction and the mechanics of stick-slip. Pure and Applied Geophysics, 116, 790-806. �

N103 GEO Special_Opmaak 1 25-11-13 10:47 Pagina 20

katern vanOntwerp van geokunststof voor toepassing onder onverharde

wegen - Methode Sellmeijer

18e jaargang nummer 2 april 2014Onafhankelijk vakblad vOOr

gebruikers van geOkunststOffen

OCW: Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw

Geokunst - april 201436

Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:

Bonar BVWestervoortsedijk 736827 AV ArnhemTel. +31 (0) 85 744 1300Fax +31 (0) 85 744 [email protected]

TEXION Geokunststoffen NVAdmiraal de Boisotstraat 13B-2000 Antwerpen – BelgiumTel. +32 (0)3 210 91 91Fax +32 (0)3 210 91 92www.texion.bewww.geogrid.be

TenCate GeosyntheticsHoge Dijkje 27442 AE NijverdalTel. +31 (0)546-544 811Fax +31 (0)546-544 [email protected]/geonederland

NAUE GmbH & Co. KGGewerbestr. 232339 Espelkamp-Fiestel – GermanyTel. +49 5743 41-0Fax +49 5743 [email protected]

Baggermaatschappij Boskalis BV, PapendrechtBonar BV, ArnhemCeco BV, MaastrichtCofra B.V., AmsterdamDeltares, DelftFugro GeoServices BV, LeidschendamGeopex Products (Europe) BV, GouderakHero-Folie B.V., ZevenaarInfraDelft BV, DelftIntercodam Infra BV, AlmereKem Products NV, Heist op den Berg (B)Kiwa NV, RijswijkKwast Consult, HoutenMovares Nederland BV, Utrecht

Naue GmbH & Co. KG, Espelkamp-FiestelOoms Civiel BV, AvenhornProsé Kunststoffen BV, LeeuwardenQuality Services BV, BennekomRobusta BV, GenemuidenSBRCURnet, RotterdamT&F Handelsonderneming BV, OosteindTen Cate Geosynthetics Netherlands BV, NijverdalTensar International, ’s-HertogenboschTerre Armee BV, WaddinxveenVan Oord Nederland BV, GorinchemVoorbij Funderingstechniek BV, Amsterdam

De collectieve leden van de NGO zijn:

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.

Drainage onder plein Stedelijk Museum, Amsterdam

Bonar

Westervoortsedijk 73 / 6827 AV Arnhem / T +31 85 744 1300

F + 31 85 744 1310 / [email protected] / www.bonar.com

1x formaat 208(b)x 134(h)Advert_Enkadrain_208x134mm_02_NL.pdf 1 01-10-13 09:30

Inhoud

37 Geokunst - april 2014

Colofon

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

Tekstredactie C. SlootsEindredactie S. O’HaganRedactieraad C. Brok A. Bezuijen M. Duskov J. van Dijk W. Kragten F. de MeerleerProductie Uitgeverij Educom BV

Een abonnement kan wordenaangevraagd bij:nederlandse geotextielorganisatie (ngO)Postbus 3583840 AJ HarderwijkTel. 085 - 1044 727

www.ngo.nl

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 beton-weg, de stabilisatie van de betonplaten, de scheurremmende lagen en de asfaltoverlaging. Bijzondere aandacht ging naar de gevolgen van tril-lingen, 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 Vanel-straete 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 scheurrem-mende tussenlaagsystemen te beoordelen. Zij beschrijven de proeven en vergelijken de prestaties van referentieproefstukken zonder scheurrem-mende 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 prak-tijk dus in dit artikel van de OCW.

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.

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 gemo-biliseerde wrijving en de vervorming van het geotextiel zullen nog moeten worden uitgewerkt.” Wij zijn benieuwd en houden ons aanbevolen.

Shaun O’HaganEindredacteur GeoKunst

Beste Geokunst lezer,

˘

Geokunst - April 201438

Inleiding

Als een asfaltlaag op een verharding van ce-mentbetonplaten wordt aangebracht, zullen de voegen in deze verharding scheuren in de asfalt-laag 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 zo-genoemde reflectiescheuren in een 5 cm dikke asfaltoverlaag zonder scheurremmend tussen-laagsysteem 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 tussen-laagsysteem, de vorming van reflectiescheuren vertragen, zodat zij pas na acht jaar of nog later zichtbaar worden.

De voornaamste oorzaken van reflectiescheur-vorming liggen in de bewegingen die zich nabij

scheuren/voegen voordoen. Een eerste soort van beweging is de langzame horizontale bewe-ging 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 on-derliggende structuur, zoals figuur 1.b laat zien (afschuiving en deflectie). Bij het OCW is al jaren een laboratoriumproef beschikbaar om de pres-taties van scheurremmende tussenlaagsyste-men 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 belas-ting van cementbetonplaten met een asfaltover-laag te simuleren

Om tot een nieuwe beproevingsmethode voor de simulatie van de verticale belasting van cement-

betonplaten met een asfaltoverlaag te komen, werden er verschillende beproevingsomstandig-heden 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 ge-test 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 re-ferentieproefstuk, dat enkel van een kleeflaag wordt voorzien. Hierop wordt een 6 cm dikke as-faltoverlaag aangebracht. Om een voeg te simu-leren, 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 af-gestelde 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 bewe-ging 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 proef-stuk 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-

OCW: Opzoekings-centrum voor de

Wegenbouw

Dr. Katleen DenolfOCW

Dr. ir. Joëlle De VisscherOCW

Dr. Ann VanelstraeteOCW

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 verkeersbelas-ting en door verlies van draagvermogen van de onderliggende structuur (modus II).

39 Geokunst - April 2014

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 scheurvormingspro-ces 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 ver-ticale verplaatsing van de stempel in functie van de tijd wordt weergegeven (de dynamische com-ponente is hier omwille van de schaal niet zicht-baar). 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.

De levensduur van een proefstuk kan ook be-paald 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 proef-stuk ingedrukt door de stempel, na de belasting komt het proefstuk terug omhoog. Per cyclus

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 verschil-lende 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 tussenlaag-systeem.

Samenvatting

Figuur 2 - Overzicht van de meetopstelling Figuur 3 - Foto van de proefopstelling

Figuur 4 - Typisch meetresultaat (a); vergroting van het lineaire stuk van de kromme (b) en came-rabeelden 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).


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 referentie-proefstuk. 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 af-gebeelde asfaltoverlaag werd wit ingekleurd met krijt, om het verloop van de scheurdoor-groei beter te kunnen volgen.

BeproevingsprogrammaIn dit onderzoek werd een vergelijking gemaakt tussen de prestaties van referentieproefstukken

en vier soorten van proefstukken met verschil-lende scheurremmende tussenlagen. De vol-gende 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 ge-vormde 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 af-standen dwars versterkt zijn met strengen van staaldraden.

Vervaardiging van de proefstukkenZoals hierboven vermeld, zijn de proefstuk-ken 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 betonblok-ken 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 Euro-pese normen EN 12697-35 en EN 12697-33.

Tussen de onderlaag van cementbeton en de asfaltoverlaag worden een kleeflaag en een scheurremmend tussenlaagproduct aange-bracht zoals hierna beschreven (behalve bij de referentieproefstukken, waar er enkel een kleeflaag voorzien is):

• referentieproefstukken: o op de onderlaag van beton wordt een emul-

sie zonder polymeren gesproeid, in een do-sering van 240 g/m² (residuaal bindmiddel-gehalte);

• proefstukken met een SAMI: o op de onderlaag van beton wordt polymeer-

gemodificeerd bitumen gesproeid, in een do-sering 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 emul-

sie zonder polymeren gesproeid, in een do-sering van 240 g/m² (residuaal bindmiddel-gehalte);

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

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

41 Geokunst - januari 2014

Ocw: Opzoekingscentrum voor de wegenbouw

o het geogrid-tussenlaagsysteem wordt aan-gebracht;

o hierop wordt polymeergemodificeerd bitu-men gesproeid, in een dosering van 1,2 kg/m²;


• proefstukken met een combigrid: o op de onderlaag van beton wordt een poly-

meergemodificeerde emulsie gesproeid, in een dosering van 700 g/m² (residuaal bind-middelgehalte);

o het combigrid-tussenlaagsysteem wordt aangebracht;

o hierop wordt een polymeergemodificeerde emulsie gesproeid, in een dosering van 500 g/m² (residuaal bindmiddelgehalte);


• proefstukken met een stalen wapeningsnet: o op de onderlaag van beton wordt een emul-

sie zonder polymeren gesproeid, in een do-sering van ten minste 240 g/m² (residuaal bindmiddelgehalte);

o het wapeningsnet-tussenlaagsysteem wordt aangebracht;

o hierop wordt een slem op basis van een poly-meerbitumen aangebracht, in een dosering van 18 kg/m².

Het aanbrengen van een emulsielaag, afge-strooid met steenslag (bij een grid of een combi-grid), heeft twee redenen:

• beletten dat het tussenlaagproduct wordt be-schadigd onder bouwverkeer voordat het over-laagd 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 kun-nen 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 proefstuk-ken beproefd:• vijf referentieproefstukken zonder scheurrem-

mend 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 samenge-vat 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 levens-duur, 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.

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 gelijk-waardige resultaten met vergelijkbare disper-sies;• het is mogelijk goed en slecht presterende

systemen van elkaar te onderscheiden, maar een fijner onderscheid lijkt moeilijk:

o in de regel presteerden de referentieproef-stukken 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 proefstuk-ken zijn vervaardigd en behandeld, blijft er een grote spreiding in de meetresultaten;• per product moeten ten minste vier proefstuk-

ken worden beproefd;• correct aanbrengen blijft bij veel tussenlagen

zeer moeilijk, vooral bij stalen wapeningsnet-ten en bij geogrids. De beperkte grootte van de proefstukken maakt het moeilijk de tussenla-gen volkomen neer te drukken en te houden.

Verdere analysenWegens de vrij grote spreiding in de resultaten werd beslist verdere analysen op de proefstuk-ken 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 be-ton, 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 contro-leren.

Deze analysen werden verricht op het best en slechtst presterende proefstuk per type van scheurremmende tussenlaag.Uit deze bijkomende proeven bleek dat de sprei-ding in de resultaten niet kon worden toege-schreven aan verschillen in hechting tussen lagen of in asfaltsamenstelling tussen proef-stukken 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 zo-als stalen wapeningsnetten en geogrids, die

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 be-paald a.h.v. het knikpunt.


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-

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

Conclusies• Er is een nieuwe laboratoriumproef ontwik-

keld ter simulering van het effect van verti-cale 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 presta-ties van elkaar te onderscheiden. De spreiding kan worden verklaard door de complexiteit en de heterogeniteit van de proefstukken, die lei-den tot probabilistische scheurvorming.• Om na te gaan in welke mate de spreiding zou

kunnen verklaard worden door de herhaal-baarheid van de proefstukvervaardiging wer-den verdere analysen op de proefstukken uit-gevoerd. Deze hebben geen duidelijk verband aangetoond tussen de kwaliteit of de herhaal-baarheid van de proefstukvervaardiging en de proefresultaten.

DankbetuigingDe auteurs danken het Agentschap voor In-novatie door Wetenschap en Techniek (IWT Vlaanderen) voor zijn financiële steun voor dit onderzoeksproject (IWT-project 060884: “Tril-lingsgecontroleerd stabiliseren van betonplaten voor duurzame asfaltoverlagingen met scheur-remmende lagen”). Zij danken ook P. Vanelven van het OCW voor het uitvoeren van de proeven.

Referenties[1] K. Denolf, J. De Visscher and A. Vanelstraete,

Performance of Anti-Cracking Interface Sys-tems on Overlaid Cement Concrete Slabs – Development of Laboratory Test to Simulate Slab Rocking, Proceedings of the 7th RILEM International Conference on Cracking in Pa-vements, RILEM Bookseries Volume 4, 2012, pp1169-1180

[2] Toepassing van Asfaltwapeningen en Scheurremmende Lagen, AWV – OCW, 1999

tabel 1 - Overzicht van de helling van het lineaire stuk en de levensduur voor de vijf verschillende soorten van proefstukken

proefstukhelling van het lineaire

stuk [mm/ks]

levensduur a.h.v. knik-

punt [ks]

levensduur a.h.v. grootte

amplitude [ks]Opmerkingen

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 Bezweek niet

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 Bezweek niet

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 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.


www.bauernl.nl

BAUER Funderingstechniek voert uit: Mixed-In-Place soilmix

Groutanker met strengen GEWI-anker (paal) Groot diameter boorpaal Cement -bentoniet dichtwand Diepwand Jet grouten

Voor gedegen Mixed- In-Place Soilmix oplossingen

N71 Artikels_Opmaak 1 28-08-13 12:12 Pagina 44

Texion Geokunststoffen nv - Admiraal de Boisotstraat 13 - 2000 Antwerpen - België - Tel. + 32 (0)3 210 91 91 - Fax +32 (0)3 210 91 92 - www.texion.be

nieuwe handige tool voor ontwerpen met geokunststoffen

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

TexionDesign

ADVERTORIAL

Gepuntlaste SCHANSKORVENvoor wegenbouw en architectuur

Spenax® C-clips machine

Spenax is een Texion-machine op luchtdruk waarmee u schanskorven snel en efficiënt aan elkaar bevestigt.

ToepassingenGebruik 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.

VoordelenU kunt de schanskorven snel en efficiënt plaatsen dankzij de automatische toevoer van C-klemmen in de Spenax.

UitvoeringU 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.

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 vooruit- geschoven 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)

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 [email protected]

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

• 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

Zeskant vlechtwerk SCHANSKORVENvoor wegen waterbouw

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).

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

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. 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.

TexionDesign Applet, een praktische tool voor snelle berekening van schanskorf panelen

Met de gevlochten Maccaferri® schanskorven van Texion wint u vele voordelen: 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


Functie van een geokunststofDe 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 geokunst-stof zal de last over een groter deel van de weg spreiden, waardoor hogere aslasten mogelijk zijn bij eenzelfde draagvermogen. In figuur 1 is dit prin-cipe 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 trekspannin-gen in het systeem toe. Het aggregaat alleen heeft hiertoe geen mogelijk-heden. 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 trekspan-ningen 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.

“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 ver-keerslast q . Hierdoor ontstaat een vervorming α . Langs de zijvlakken treden een normaal kracht N en een schuif kracht T op. In de geo-kunststof 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:

Ontwerp van geokunststof voor toepassing onder verharde wegen

Methode Sellmeijer

Dr. Ir. Hans SellmeijerDeltares

Figuur 1 - Spanningen en afmetingen bij een wiellast op een wegdoorsnede

(01)

Samenvatting

47 Geokunst - April 2014

Voor de geokunststof luiden de voorwaarden:

Hierin worden de differentiaties met betrekking tot S and α expliciet geschreven:

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 :

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 gespe-cificeerd door substitutie van p in de tweede vergelijking van (01) . Het resultaat wordt uitgeschreven met een paar tussenstappen:

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

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

Uit deze vergelijkingen blijkt dat de vervorming in belangrijke mate be-heerst wordt door de stijfheid van het aggregaat. De trekkracht in de geo-kunststof 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 gespe-cificeerd zijn. Het concept van gemobiliseerde wrijving en de vervorming van het geotextiel zullen nog moeten worden uitgewerkt.

OntwerpHet 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

Geokunststoffen worden in de wegenbouw toegepast als het draag-vermogen 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 geo-kunststof te formuleren om tot een betrouwbaar ontwerp te komen. Nieuwe inzichten maken een onderscheid tussen:• volledigeinteractievangeokunststofenaggregaat.Hierbijzijnde

vervormingen gematigd, omdat de starheid van het aggregaat deze belemmert (Lateral Restraint).

• ontkoppelingvangeokunststofenaggregaat.Hierbijtredenforserevervormingen op, omdat de starheid van het aggregaat verwaarloosd wordt (Membrane Ac-tion).

Deze tweede publicatie in Geokunst gaat over “lateral Restraint”, ont-werp en het plasticshe gedrag van het mineraalaggregaat in de wegfun-dering. “Membrane Action”is behandeld het artikel in GeoKunst 2014.1.

Figuur 2 - Spanningen op een SGA-element

(02)

(05)

(06)

(07)

(08)

(09)

(03)

(04)


de breedte van het wiel met n banden en verkeerslast q ; b is de breed-te 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:

In figuur 1 is aangegeven dat er 5 secties met verschillende belasting-toestand worden onderscheiden. Secties 1 and 5 vertonen geen ver-vorming, 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 be-langrijke 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:

Omdat dw/dx = tanα , volgt de verticale verplaatsing w door de ver-vorming 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:

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

stijfheid sterk afneemt door plastische vervorming, wat weer beïnvloedt wordt door de kwaliteit van de geokunststof. Dit wordt later nog toege-licht. 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:

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 span-ning 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:

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 alterna-tieven worden verkregen:

In principe is de bovenste waarde maatgevend. Maar het zou zo maar kun-nen, 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:

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

Figuur 3 - Gemobiliseerde wrijving

(10)

(11)

(13)

(14)

(15)

(16)

(12)

49 Geokunst - januari 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 dich-terbij te leggen wordt voldaan aan de grootte van het invloedsgebied:

De vetgedrukte grootheden zijn de originele. Met de aangepaste waarde zal verder worden gerekend. De waarde van de normaalkracht op de rand luidt:

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:

De waarde van Sm volgt uit het gelijkstellen van normaalkracht en trek-kracht 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 aan-gewend als eerder bij de normaalkracht. De afstand van wiel tot midden van de weg wordt dan aangepast:

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 geokunst-stof rekt. De rek is evenredig met de trekkracht:

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 ge-drag plastisch is. Elastische vervormingen elders zijn veel en veel kleiner en worden verwaarloosd. Volgens de spanning-rek theorie hangen de rek-ken af van zowel de horizontale als verticale spanning, gewogen via de dwarscontractie coëfficiënt:

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

Ook hier ligt voor een toelaatbare verplaatsing de waarde van de G di-rect 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) :

Dit is slechts een keuze en wellicht een onderwerp voor toekomstig on-derzoek.

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 toege-laten, welke met de juiste stijfheid van de kunststof voor de vereiste wa-pening 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:

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 .

(17)

(22)

(23)

(24)

(25)

(18)

(20)

(21)

(19)


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) :

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 onder-ste 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 eventu-ele 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:

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, Geo-membranes 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.

Symbolenlijst

A [m] : breedte as B [m] : meewerkende breedte weg E [N/m] : stijfheid geokunststof F [N] : aslast G [N/m2] : glijdingsmodulus aggregaat H [m] : hoogte aggregaat Nc [-] : draagvermogenfactor N [N/m] : normaalkracht in aggregaat Nm [N/m] : maximale normaalkracht in aggregaat N0 [N/m] : normaalkracht in aggregaat door eigen gewicht S [N/m] : trekkracht in geokunststof Sm [N/m] : maximale trekkracht in geokunststof

a [m] : breedte wiel b [m] : breedte draagvermogen c [N/m2] : cohesie ondergrond d [m] : verschuiving grondreactie e [m] : spanningspreiding n [m] : aantal wielen q [N/m2] : spanning onder het wiel u [m] : horizontale verplaatsing x [m] : 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

(26)

(27)

voor snellere berekeningen

download the texiondesign app via the itunes store

(ipod/iphone)

TERRACON


[email protected]




3 Leden Ingeokring









SCHOLTEGOLVEN VOOR HET KARAKTERISEREN VAN DE STIJFHEID VAN DE ZEEBODEM

WATERREMMENDE BODEMINJECTIE: VOLWASSEN TECHNIEK MET GEBRUIKSAANWIJZING

HET ONTWERP VAN CYCLISCH BELASTE ZUIGPAALFUNDATIES

VERGELIJKING VAN DE TOEPASBAARHEID VAN INNOVATIEVE MEETTECHNIEKEN VOOR DE MONITORING VAN BOUWPUTTEN

INVLOED VAN DE BOUW VAN PARKEERGARAGE KRUISPLEIN OP EEN NABIJGELEGEN WOONCOMPLEX

I N C LU S I E F

k u n s t

JAARGANG 17 NUMMER 4 OKTOBER 2013ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

VA

KB

LA

D G

EO

TE

CH

NIE

KJA

AR

GA

NG

17

•N

UM

ME

R 4

•O

KT

OB

ER

2013


Geotechniek april 2014

Documents

Transcript of Geotechniek april 2014