34

nummer 7 2016

Geotechniek

Tankpark Vopak Eemshaven

Duurzame fundering

Het ontwerpen en realiseren van een tankpark kent diverse uitdagingen. Zo zijn er strenge

eisen rondom de standzekerheid van de tanks en is preventie van lekkages vereist.

Hoewel er veel in richtlijnen is vastgelegd blijken er ook mogelijkheden te zijn om, ten

opzichte van een traditionele uitvoering, optimalisaties door te voeren om duurzaamheid

van het park te verhogen, zoals bij de fundering van Tankpark Vopak Eemshaven.

(Bro

n:

Rv

B I

nfr

a)

nummer 7 2016

35

De tanks in de Eemshaven zijn op staal

gefundeerd. Om te voorkomen dat bij een

tankbreuk vloeistof uit het park stroomt

is er rondom een dijk aanwezig die een

bund wall genoemd wordt. De tanks

staan op een terp, zodat deze in geval van

een calamiteit met een andere tank

‘droog’ staan. De bodem van het tank-

park wordt vloeistofdicht afgewerkt met

daarover een gedraineerde grindlaag

om regenwater af te voeren. Boven-

staande schets geeft de doorsnede van

het tankpark schematisch weer.

MateriaalHet materiaal van de steenslagringen van

de tankterpen en de grondslag voor de

bund walls, hebben speciale aandacht

gekregen in het ontwerp van het

tankpark. De fi rma’s Cordeel en RvB Infra

hebben het project als design en con-

struct aangenomen. In de ontwerpfase

van de tender zijn daarbij kansen

voorzien in het optimaliseren van deze

onderdelen. Bij de uitwerking van het

technisch ontwerp in nauwe samenwer-

king met Vopak en Cordeel, is gekozen

voor duurzame oplossingen waarvan de

veiligheid kon worden aangetoond. ABT

verzorgde de onderbouwing van de

alternatieven in het ontwerp en de

monitoring van de kwaliteit tijdens de

uitvoering.

SteenslagringenBij de tankterpen komt er vooral op de

rand van de terp een hoge spanning te

staan. Deze rand is daarmee het gevoe-

ligst om te bezwijken. Om te voorkomen

dat een terp bezwijkt als er product in

opgeslagen is, worden de tanks eerst met

water getest. Het gewicht van het water is

daarbij hoger dan het gewicht van het

opgeslagen product.

Principeschets doorsnede tankpark (Niki Loonen, ABT)

Dynamische plaatproef tijdens realisatie steenslagringen (bron: ABT)

Steenslagringen worden traditioneel

uitgevoerd in gebroken hardsteen. Dit

hardsteen is hoekig, waardoor het een

grote hoek van inwendige wrijving heeft.

Daarnaast is de breuksterkte van het

hardsteen hoog, zodat het niet ‘gecru-

shed’ kan worden als de tank gevuld

wordt. De steenslagring vormt hiermee

nummer 7 2016

36

een stabiele en sterke fundering voor de

rand van de tank.

Hardsteen wordt in groeven gewonnen

en over grote afstand naar Nederland

verscheept. Al vroeg in het ontwerp-

proces is een afweging gemaakt of het

mogelijk was materiaal uit recycling te

gebruiken voor de steenslagringen.

Uiteindelijk viel de keuze op het toepas-

sen van metselwerkgranulaat, mede

op basis van beschikbaarheid. Om dit

materiaal te kunnen toepassen moest

worden aangetoond dat het granulaat

voldeed aan de rekenkundig benodigde

eigenschappen zoals sterkte en hoek

van inwendige wrijving.

Op basis van de uitgevoerde stabiliteitsbe-

rekeningen van de steenslagring is, met

de nodige marge, de benodigde capaciteit

van de steenslagring bepaald. Vervolgens

is onderzocht of het gewenste materiaal

de benodigde capaciteit kon leveren.

In eerste instantie is een proefvak op het

toe te passen metselwerk granulaat

opgezet op de werf van de leverancier.

Op de steenslag zijn vervolgens statische

plaatproeven met een zeer hoge druk

uitgevoerd. Zelfs bij een druk van

1000 kN/m2, die ver boven de benodigde

waarde lag, bleek het granulaat niet te

‘crushen’ of af te schuiven. Het materiaal

presteerde daarmee nog beter dan

verwacht. Ook werden er dynamische

plaatproeven (valgewicht-deflectie-metin-

gen) en nucleaire dichtheidsmetingen

(Proctor-proeven) uitgevoerd die als

referentie moesten dienen voor de

realisatie van de steenslagringen op

locatie.

Tijdens de realisatie zijn, met frequente

monitoring van de kwaliteit, de steen-

slagringen met het metselwerk gereali-

seerd. Voorgaande afbeelding toont het

meten van de drukvastheid van het

granulaat door een kwaliteitsinspecteur

van ABT tijdens de uitvoering van de

steenslagringen. Tijdens het watertesten

is gebleken dat de steenslagringen de

benodigde stijfheid en stabiliteit boden.

Bund wallsBund walls worden normaal gesproken

grotendeels opgetrokken uit zware klei.

Door de sterke cohesie van klei kan de

bund wall steil worden aangebracht,

zodat het ruimtegebruik relatief beperkt

blijft. Het ontwerp van de bund walls

bestond in eerste instantie uit een kern

van uitkomende grond afgedekt met een

dikke laag klei. Tijdens het aanbrengen

van deze kernen bleek de vrijkomende

grond echter al behoorlijk stabiel van

zichzelf. Het materiaal, dat zich mede

gezien de locatie het best laat beschrijven

als wadzand, werd echter veel minder

cohesief verondersteld dan hetgeen voor

de zware klei was voorzien.

Omdat zware klei elders gewonnen

moest worden en er vrijkomend wadzand

elders zou moeten worden gestort, zou

gebruik van het wadzand voor de hele

bund wall een veel duurzamere oplossing

zijn. Dit betekende ook veel minder

transportbewegingen.

Bij een eerste test heeft de aannemer een

strook bund wall aangelegd en is daar

met een rupsvoertuig op gaan staan.

Het rupsvoertuig bleek de volgende dag

nog altijd stabiel boven op de dijk te

staan. Hoewel deze constatering vertrou-

wen bood, waren er nog veel inspannin-

gen nodig om de bund wall uiteindelijk

met vrijgekomen grond te realiseren.

In eerste instantie ging de aandacht uit

naar regulier grondonderzoek: op zoek

naar de eigenschappen van het wadzand.

Nadat diverse grondmonsters zijn

onderzocht en sonderingen in stroken

aangelegde bund walls zijn uitgevoerd,

was er nog onvoldoende zekerheid ten

aanzien van de stabiliteit. Het vaststellen

van een gelijkmatige kwaliteit met

voldoende cohesieve sterkte van het

materiaal bleek niet goed mogelijk.

Desalniettemin was er de overtuiging

bij de aannemers en ontwerper dat bund

walls zonder deklaag van klei mogelijk

zouden zijn.

In tegenstelling tot de tankterpen

kunnen bund walls niet op de werkelijke

belasting worden getest. Maatgevend is

namelijk de situatie dat een tank breekt

en de tankpit volloopt met vloeistof.

Met behulp van berekeningen is bepaald

met welke belasting op de rand van de

bund wall proefbelast moest worden om

een voldoende hoog zekerheidsniveau te

kunnen garanderen. Dat bleek, inclusief

een hoge zekerheid, 3,5 ton per strek-

kende meter te zijn. Omdat een dijk veel

sterker is als het lokaal belast wordt,

moesten de proefbelastingen achttien

meter lang zijn en enkele dagen blijven

liggen. Op basis van sonderingen in de

bund walls zijn de maatgevende door-

sneden bepaald. Uiteindelijk zijn in totaal

dertien proefbelastingen succesvol

uitgevoerd.

Met het toepassen van lokaal aanwezige

en herbruikbare materialen is een

aanzienlijke duurzaamheidsverbetering

gerealiseerd in Vopak Eemshaven.

Door het onderzoeken en testen van de

alternatieve uitvoeringswijzen is de

toepasbaarheid aangetoond. Het tank-

park is inmiddels enige tijd in gebruik en

functioneert succesvol.

Ing. N.T. Loonen, ABTVopak Eemshaven (bron: Cordeel Nederland B.V.)