Grondvernageling: mogelijkheden en · PDF fileTechniek van de grondvernageling =...
Transcript of Grondvernageling: mogelijkheden en · PDF fileTechniek van de grondvernageling =...
Grondvernageling: mogelijkheden en beperkingen
Prof ir Jan Maertens
Jan Maertens BVBA
en KU Leuven
Techniek van de grondvernageling
= Wapeningselementen aanbrengen die de in de grond optredende trek- en schuifspanningen kunnen opnemen
⇒ Realisatie van zeer steile taluds is mogelijk
⇒ Actieve zone, die in geval van afschuiving zou ontstaan wordt naar achteren verankerd in de passieve zone
= Gewapende grond maar in uitgraving
Historiek:
- Voor het eerst toegepast in Frankrijk in 1974 (Fontainebleau)- steil talud (60° ): 7 à 11m hoog- stalen hoekprofielen in de grond geramd: lengte 6 à 8m- 2 nagels per m2- bekleding met spuitbeton
- Daarna geleidelijke evolutie, vooral i.v.m. de nagels:- wapeningselementen met cementinjectie- zelfborende stangen- nagels met jet-grouting
- prEN 14490: Execution of Special Geotechnical Works – soil nailingdraft versie dd. Mei 2002 werd voor commentaar rondgestuurd
Grondvernageling volgens prEN 14490:Toepassingen
Grondvernageling volgens prEN 14490:Uitvoering
Grondvernageling volgens prEN 14490:Tunnels
Veel verschillende toepassingen, alnaargelang:
- de helling: steil of verticaal
- de bekleding (spuitbeton, palenwanden, prefabelementen..)
- de levensduur = tijdelijk of permanent
- de wijze waarop de nagels worden aangebracht.
Dagvlak onder een zekere helling:
- Steile hellingen (meestal ca. 70° )in het algemeen bekleding met spuitbeton
- Flauwere hellingenook andere bekledingen mogelijk: vb. draadnetten ofgeogrids
Mogelijk probleem: stabiliteit van het tijdelijk taludbv. aangevulde gronden of Brusseliaans zand
⇒ soms beter om verticaal talud te realiseren meteen vooraf aangebrachte beschoeiingbv. groutkolommen, palenwand ..
Verticaal dagvlak:
- In het algemeen eerst verticale grondkerende elementen⇒ stabiel talud tijdens uitvoering⇒ grotere afgravinshoogtes⇒ ondersteuning bekleding
- In België:- zeer dikwijls groutkolommen:
diam. 0,5 à 0,6mtussenafstand 1mtoepasbaar in alle terreinen
- meer en meer palenwanden:spuitbeton is zeer arbeidsintensief
Levensduur van de constructie:
- Meestal tijdelijke wanden
- Voorzichtig zijn met definitieve vernagelde wanden invorstgevoelige gronden, vb Halle
Uitvoeringswijze nagels:
- Vrijwel uitsluitend metalen nagels, geplaatst door:- inrammen van stalen profielen- plaatsing in boorgat uitgevoerd met holle avegaar - plaatsing met dubbele boorstangen, cfr ankers- zelfborende stangen- jet-groutingOpgelet voor stenen!!
- Kunststofnagels alleen voor uitgravinsfront van tunnelsProbleem: verbinding nagel – bekleding
- Wrijving nagel – grond bepaald door uitvoeringswijze⇒ Altijd proeven nodig!!
Corrosiebescherming van permanente nagels isbelangrijk maar niet evident, cfr vb Berchem.
Groutlichaam hol door grout met te hoge W/C factor
Ontwerp van vernagelde wanden:
- Uitwendige stabiliteit- glijdingsevenwicht- omkantelingsevenwicht- grondbreuk (teen)- globaal evenwicht, ck-vormig glijvlak
- Inwendige stabiliteit- trekkracht in de nagels- Duitse methode- Franse methode: Recommandations Clouterre
- Bekleding en Nagels
- Plaxis of FLAC
Inwendige stabiliteit: Duitse methode
- Franse methode: Recommandations Clouterre 1992
Dwarskracht in de nagels wordt in rekening gebracht
- Bekleding: Recommandations Clouterre 1992
Kracht T0 in de nagels ter hoogte van de bekleding:
T0/ Tmax = 0,5 + (S – 0,5)/ 5
met:S = de max. tussenafstand van de nagels1 < S < 3m
of:T0/ Tmax = 0,6 voor S < 1mT0/ Tmax = 1,0 voor S > 3m
- Nagels: cfr Grondankers
Zeer veel methodes mogelijk o.a. Recommandations Clouterre 1992
Proeven op nagels zijn zeer belangrijk:Probleem: de kracht mag maar worden ingeleid vanaf het punt waar Tmax optreedt⇒ Vrije lengte nodig
Voor de HST worden alle belangrijke wanden nagerekend met FLAC: voorbeeld Tunnel Herent
Vernagelde wand – verankerde wand:
Vernagelde wand:- volledige horizontale kracht wordt opgenomen door de nagels- verminderde gronddruk op de bekleding- geen passieve gronddruk op de steek
Verankerde wand:- volledige gronddruk wordt in rekening gebracht- passieve gronddruk op de steek- vervormingen kunnen beïnvloed worden door de ankers
meer of minder voor te spannen
Besluit:
- Grondvernageling is een volwaardige techniek- voor steile taluds- voor vertikale wanden
- Verschil met verankerde wanden neemt af t.g.v. gebruik zachtstalen ankers
- Specifieke voordelen en beperkingen
- Verdere ontwikkelingen:- kunststofnagels- prefab bekledingselementen