www.fugro.com

Workshop schematiseringsfactor

Demonstratie voorbeeldcasus

Werner HalterLelystad, 29 april 2009

www.fugro.com

Workshop schematiseringsfactor

Inhoud

1. Publieksexperiment

2. Voorbeeldcase

www.fugro.com

ondergrondmodel waterspanningen modelkeuze stab.somgrondparameters

veilig (conservatief)

onveilig (optimistisch)

2,20

1,50

1,10

0,80

moet ‘goed’ (?)

GESTAPELDE ONZEKERHEID

volgens de regels

data

ondergrondmodel en geometrie

waterspanningen en stijghoogtes

grondparameters modelkeuze stabiliteitssom

www.fugro.com

Representatief geval, gevraagd STBI …– Geen droogte, geen verkeer

Normale set grondonderzoek– Boringen, sonderingen

– Peilbuiswaarnemingen

Gevraagd schematisering– Laagopbouw (klei, veen, zand)

– Waterspanningen (freatische lijn, stijghoogte)

– Parameters (gewicht veen)

U krijgt meerdere opties (stemmen)

SIMPELE CASE

www.fugro.com

KADE IN HET GROENE HART

veenkade

kruinniveau: circa NAP

niveau achterland: circa NAP -4,5 m

www.fugro.com

1. LAAGOPBOUW

?

Waar zit de laagscheiding?

A. NAP -5,0 m (boring is waar)

B. NAP -5,5 m (sondering is waar)

-5,0-5,5

www.fugro.com

2. GEWICHT VEEN

VEEN

KLEI

ZAND

10,0 kN/m3

10,3 kN/m3

11,2 kN/m3

3 veenmonsters

GEWICHT

VEEN

Wat is het volumiek gewicht van dit veen?

A. 10,0 kN/m3 (ondergrens)

B. 10,5 kN/m3 (gemiddelde)

?

www.fugro.com

3. FREATISCHE LIJN

-3,5

-3

-2,5

-2

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Tijd

fre

ati

sc

he

lijn

Hoe hoog is de freatische lijn bij extreme neerslag?

A. NAP -2,25 m (0,50 m boven maximum)

B. NAP -2,50 m (0,50 m boven gemiddelde)

?

www.fugro.com

4. STIJGHOOGTE

?

Tot waar heeft de stijghoogte invloed?

A. NAP -5,5 m (onderkant veenlaag)

B. NAP -8,0 m (halverwege kleipakket)

-5,5

-8,0

www.fugro.com

SAMENVATTING VRAGEN1. Laagscheiding?

A. NAP -5,0 m B. NAP -5,5 m

2. Volumiek gewicht van dit veen?

A. 10,0 kN/m3 B. 10,5 kN/m3

3. Freatische lijn bij extreme neerslag?

A. NAP -2,25 m B. NAP -2,50 m

4. Invloed stijghoogte?

A. NAP -5,5 m B. NAP -8,0 m

www.fugro.com

ANALYSE

MS

tab 9.9 : profiel 24 B nat.sti

Postbus 1471

3430 BL

Phone

030 - 6 028 175

Fax

030 - 6 028 199

date

Nieuw

egein

21-3-2007

Kade in het G

roene Hart

Natte situatie

Annex

Critical Circle Bishop

Xm : 41,31 [m]Ym : 21,80 [m]

Radius : 27,90 [m]Safety : 0,92

0,000 70,000

Zand - pleistoceen

Veen - basisveenKlei - nd

Klei - noVeen - hollandveen

Klei - od

Klei - oo

Klei - nd

Klei - no

Veen - hollandveen

Klei - kruin

www.fugro.com

RESULTATEN

Scenario laagscheiding gewicht freatische lijn stijghoogte veiligheidsfactor 1 A A A A 0,91 2 A A A B 0,88 3 A A B A 0,98 4 A B A A 0,90 5 B A A A 0,84 6 A A B B 0,95 7 A B A B 0,91 8 A B B A 1,00 9 B A B A 0,88

10 B B A A 0,87 11 B A A B 0,81 12 A B B B 0,98 13 B A B B 0,88 14 B B A B 0,92 15 B B B A 0,92 16 B B B B 0,91

MAX: F = 1,00 GEM: F = 0,91 MIN: F = 0,81

www.fugro.com

Hydraulische kortsluiting

Geometrie

GeometrieDiepte

sloot

Tussenzandlagen

Verkeersbelasting

Opbarsten

Onzekerheden

www.fugro.com

Stappenplan schematiseringsfactor

Stap 1a Opstellen basisschematisatie Maatgevend / representatief dwarsprofiel Geometrie Grondopbouw Grondparameters

Stap 1b Opstellen ontwerp Schematiseringsfactor = 1,3 Omgevingseisen / wensen

www.fugro.com

Stappenplan schematiseringsfactor

Stap 2 Nagaan of reductie van de schematiseringsfactor nuttig is Onderbouwen onzekerheden Reductie onzekerheden

www.fugro.com

Stappenplan schematiseringsfactor

Stap 3a Identificeren onzekerheden Bodemopbouw Geometrie Waterspanningen Uitvoerings- en beheersaspecten OverigeStap 3b Bepalen schematiseringsfactor Bereken Stabiliteitsfactor (F en ΔF) Schat kans op voorkomen (P) Bepaal schematiseringsfactor (γb)

mbv tabel / rekensheet

www.fugro.com

Voorbeeldcase dijkversterking (stap 1)

Dijk voldoet niet aan stabiliteit binnenwaarts Versterking berm aanbrengen bij schematiseringsfactor van 1,3 Basisschematisatie goed verdichte klei (optimistisch geschematiseerd)

Stevige klei

Aanbrengen berm

www.fugro.com

Stappenplan schematiseringsfactor (stap 3)

Stap 3

Ongunstige scenario’s: Tussenzandlagen Geulen Slappe lagen

Kans hierop > 50%

Basisschematisatie te positief Stap 1

www.fugro.com

Voorbeeldcase dijkversterking

Veen

Zand

Klei

Aanbrengen berm

Dijk voldoet niet aan stabiliteit binnenwaarts Versterking berm aanbrengen Basisschematisatie realistischere schematisatie Ontwerp van berm bij schematiseringsfactor = 1,3 Stabiliteitsfactor ≥ schematiseringsfactor x schadefactor x modelfactor 1,47 ≥ 1,3 x 1,13 x 1,0

www.fugro.com

Stappenplan schematiseringsfactor (stap 3)

www.fugro.com

Ongunstige scenario’s

Veen

Zand

Klei

S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker

S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler

S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger

S4: Respons watervoerende laag 1m hoger

S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard

www.fugro.com

Fd ΔFd P γb

Basisschematisatie 1,31

S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,15 -0.16 0,1 1,16

S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,23 -0,03 0,001 1,02

S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger 1,16 -0,15 0,1 1,16

S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,24 -0,07 0,01 1,02

S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,29 -0,02 0,01 1,02

Benodigde schematiseringsfactor: γb 1,16

Toepassen tabel

Bepalen schematiseringsfactor

www.fugro.com

Fd ΔFd P γb

Basisschematisatie 1,31

S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,15 -0.16 0,1 1,16

S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,23 -0,03 0,001 1,02

S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger 1,16 -0,15 0,1 1,16

S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,24 -0,07 0,01 1,02

S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,29 -0,02 0,01 1,02

Benodigde schematiseringsfactor: γb 1,16

ΔFd waarden -0,16 en -0,15 liggen tussen -0,1 en -0,2

P waarden 0,1 en 0,1 bij elkaar optellen ΣP = 0,2

Schadefactor = 1,13

Bepalen schematiseringsfactor

www.fugro.com

Bepalen schematiseringsfactor

ΔFd waarden -0,16 en -0,15 liggen tussen -0,1 en -0,2

P waarden 0,1 en 0,1 bij elkaar optellen ΣP = 0,2

Schadefactor = 1,13

Schematiseringsfactor

= 1,16

www.fugro.com

Toepassen van de rekensheet

Bepalen schematiseringsfactor

www.fugro.com

Schadefactor γn

Betrouwbaarheidsindex βreq = 4 + (γn-1) / 13

Schematiseringsfactor γb = γn · βreq

Toelaatbare faalkans Ptoelaatbaar

Totale faalkans Ptptaal = (Σ Scenario’s)

% van toelaatbare kans = Ptotaal / Ptoelaatbaar

Bepalen schematiseringsfactor

Scenario’s

www.fugro.com

Aanscherpen met rekensheet optimalisatieslag

Bepalen schematiseringsfactor

www.fugro.com

Voorbeeldcase dijkversterking

Veen

Zand

Stap 4: Aanpassen ontwerp

Klei

Aanpassen berm

Verleggen sloot

www.fugro.com

Stappenplan schematiseringsfactor (stap 4)

Stap 4

Aanpassen ontwerp berm

of Verleggen van de sloot

www.fugro.com

Fd ΔFd P γb

Basisschematisatie 1,47

S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,31 -0.16 0,1 1,16

S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,43 -0,04 0,001 1,02

S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger 1,31 -0,14 0,1 1,16

S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,39 -0,08 0,01 1,02

S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,46 -0,01 0,01 1,02

Benodigde schematiseringsfactor: γb 1,16

Bepalen schematiseringsfactor

Ontwerp van berm bij schematiseringsfactor = 1,3 Stabiliteitsfactor ≥ schematiseringsfactor x schadefactor x modelfactor 1,47 ≥ 1,3 x 1,13 x 1,0 Uit tabel volgt: benodigde schematiseringsfactor = 1,16

Nieuwe stabiliteitsfactor ≥ schematiseringsfactor x schadefactor x modelfactor Nieuwe stabiliteitsfactor ≥ 1,16 x 1,13 x 1,0 Nieuwe stabiliteitsfactor ≥ 1,31

www.fugro.com

Fd ΔFd P γb

Basisschematisatie 1,31

S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,15 -0.16 0,1 1,16

S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,23 -0,03 0,001 1,02

S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger 1,16 -0,15 0,1 1,16

S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,24 -0,07 0,01 1,02

S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,29 -0,02 0,01 1,02

Benodigde schematiseringsfactor: γb 1,16

Bepalen schematiseringsfactor

Ontwerp van berm bij schematiseringsfactor = 1,16

www.fugro.com

Voorbeeldcase dijkversterking

Veen

Zand

Stap 5: Uitvoeren onderzoek

Klei

Onderzoeken van

dikte slappe laag

Hoogtemeting

freatische lijn

Stijghoogte

meting

?

www.fugro.com

Stappenplan schematiseringsfactor

Stap 5 Stap 1

Sonderingen

Ligging slappe lagen pakket beter in kaart

Peilbuizen

Freatische waterstand of stijghoogte meten tijdens maatgevend hoogwater

Gevolg:

Afname PScenario x

Of

Uitsluiten scenario

Lagere schematiseringsfactor γb

www.fugro.com

Fd ΔFd P γb

Basisschematisatie 1,31

S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,15 -0.16 0,1 1,16

S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,23 -0,03 0,001 1,02

S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger 1,16 -0,15 0,1 1,16

S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,24 -0,07 0,01 1,02

S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,29 -0,02 0,01 1,02

Benodigde schematiseringsfactor: γb 1,16

Bepalen schematiseringsfactor

Uitvoeren grondonderzoek Verlagen onzekerheden Benodigde schematiseringsfactor wordt verlaagd

www.fugro.com

Samenvatting

Noodzakelijke controleslagen: Is optimalisatie van schematiseringsfactor wel nodig? Is mijn basisschematisatie voldoende nauwkeurig? Geldt de schematiseringsfactor nog bij het aangepaste

ontwerp?

Methodes ter optimalisatie van de schematiseringsfactor: Schematiseringsfactor bepalen met spreadsheet i.p.v. tabel Betere onderbouwing basisschematisatie

www.fugro.com