Geotechniek juli 2013

PROTOCOL LABORATORIUMONDERZOEK VOOR TOETSING MACROSTABILITEIT VAN DIJKEN

HOOGBELASTE HETEROGENE GROND

DE BEPALING VAN STERKTE-EIGENSCHAPPEN VAN VEEN

DE GESCHIEDENIS VAN HET SONDEREN, 1930 – JAREN ‘70

FUNDERING COMBITUNNEL NIJVERDAL

NGO-WORKSHOP 19 MAART 2013: MET GEOKUNSTSTOFFEN GEWAPENDE STEILE HELLINGEN

NIEUW CONCEPT VOOR SPOORVERBREDINGEN IN OPHOGING MET STEILE,GROENE TALUDS EN INGEBETONNEERDE GEOGRIDS

I N C LU S I E F

k u n s t

JAARGANG 17 NUMMER 3 JULI 2013ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

VA

KB

LA

D G

EO

TE

CH

NIE

KJA

AR

GA

NG

17

•N

UM

ME

R 3

•JU

LI 2

013

N47 Cover_Opmaak 1 01-06-13 00:08 Pagina 1

Beste lezers,

Voor u ligt alweer het derde nummer van Geotechniek in 2013. Ook dezeeditie is weer met zorg en inzet van schrijvers, reviewers, redactieledenen uitgever in elkaar gezet. Hoe dat iedere keer weer in zijn werk gaat,mag ik sinds een paar maanden van dichtbij meemaken. Na jarenlang hetvakblad met veel interesse en plezier te hebben gelezen, ben ik sinds afgelopen januari lid van de redactie van dit mooie blad. Een goede gelegenheid om buiten de projecten, cursussen en netwerkdagen metvakgenoten in contact te komen!

In deze editie vindt u weer een aantal van de vaste rubrieken, zoals Actueel, Afstudeerders, Agenda en Normen en Waarden. Daarnaast isde rubriek Vraag en Antwoord deze keer weer opgenomen, een veel gelezen onderdeel van het blad. Ook dit keer 'Ingezonden' met een re-actie op een eerder artikel.

Naast dit blad biedt ook onze website een prima podium om ervaringenmet elkaar te delen (zie: www.vakbladgeotechniek.nl). Hier kunt u ookreageren op ‘prikkelende’ stellingen. Wij nodigen u graag uit om de site(regelmatig) te bezoeken!

De artikelen die zijn opgenomen in deze editie geven een goed beeldvan de diversiteit van ons vakgebied: grondconstructies en construc-tieve elementen, proeven op grote schaal en in het laboratorium, geschiedenis en toekomst.

In het artikel over de combitunnel te Nijverdal komen onder andere damwanden en ankerpalen aan de orde. De interactie tussen het geotechnisch en het constructief ontwerp komt hier goed naar voren.Onderzoek naar de sterkte van veen komt in 2 artikelen aan de orde.Praktijkonderzoek heeft plaats gevonden in Noord-Holland. Hier zijn op grote schaal proeven uitgevoerd om de sterkte eigenschappen vanveen vast te stellen voor het uitvoeren van stabiliteitsberekeningen van bestaande dijken.Daarnaast is een nieuw protocol beschikbaar voor het uitvoeren van geotechnisch laboratoriumonderzoek ten behoeve van het bepalen van onder andere de sterkte parameters van veen.

Kortom: interessante stukken om deze zomer door te lezen!Veel leesplezier met deze uitgave toegewenst!

Ilse Hergarden

Cover:

Luchtfoto tankpark tijdens realisatie: zie artikel Hoogbelaste heterogene grond.

Van de redactie

Neem deel aan de ICSMGE-special! De speciale Engelstalige editie van vakblad

Geotechniek verschijnt rondom de 18th Inter-national Conference On Soil Mechanics and

Geotechnical Engineering, 2-6 september in Parijs.

Presenteer u aan internationale

professionals uit de GWW-sector op

ICSMGE 2013 én natuurlijk de 5.000

lezers van Geotechniek in Nederland en België.

SPECIAL

Informeer bij de uitgever naar de aantrekkelijke plaatsingstarieven. Inschrijven kan tot 15 juli [email protected] 010-425 65 44

N47 Voorwerk_Opmaak 1 31-05-13 19:19 Pagina 1

2 GEOTECHNIEK – Juli 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



Mede-ondersteuners

Arcadis Nederland BV Postbus 2203800 AE AmersfoortTel. 0031 (0)33 - 477 1000Fax 0031 (0)33 - 477 2000 www.arcadis.nl

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. OndernemingenSoetaert-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 Juli 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 3JULI 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.Heeres, Dr. Ir. O.M..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



Inhoud

1 Van de Redactie – 7 Actueel – 8 Vraag & Antwoord – 22 Ingezonden – 24 SBRCURnet33 Normen & Waarden – 36 KIVI NIRIA rubriek – 49 Agenda

10 Protocol Laboratoriumonderzoek voor toetsing macrostabiliteit van dijkenDr. G. Greeuw / Ing. T.A. van Duinen / Drs. H.M. van Essen

14 Hoogbelaste heterogene grondIng. N.T. Loonen / ir. M.C.W. Kimenai

26 Een vergelijking tussen laboratoriumproeven en veldmetingenDe bepaling van sterkte-eigenschappen van veenDr. ir. C. Zwanenburg

38 De geschiedenis van het sonderen, 1930 – jaren ‘70Ing. H.C. van de Graaf

44 Fundering Combitunnel Nijverdal Ir. G.Meinhardt / Ir. M. Takken / Ir. R. Hergarden

51 GEOKUNST Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van geokunststoffen

54 NGO-workshop 19 maart 2013: met geokunststoffen gewapende steile hellingen Ir. S. van Eekelen / Ir. W. Veldkamp / Ing. P. van Duijnen / Ing. T. Huybregts

58 Nieuw concept voor spoorverbredingen in ophoging met steile, groene taluds en ingebetonneerde geogridsIng. J. Verstraelen / Ing. F. De Schepper / Ir. E. De Clercq


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 factorycreating tools that move your business

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

lichtgewicht binnencasingDe binnencasing ø 36 kan nu grotendeels vervaardigd worden in aluminium.

Het gewicht wordt met 50% gereduceerd van 18 kg naar maar 8,6 kg! Dit betekent een aanzienlijke vermindering van de fysieke inspanning voor de sondeermeester.

Interesse?Neem contact met ons op!

Aluminiumbinnencasing

Nieuw


Onder redactie vanRobert Diederiks

Actueel

ROTTERDAM WIL FUNDERINGENONDERZOEKEN ZÓNDER TE GRAVEN

Ingenieurs van de gemeente Rotterdam werkenaan een nieuwe methode om met trillingen dekwaliteit van houten paalfunderingen te onder-zoeken. Het huidige tijdrovende en kostbaregraafwerk kan daarmee voor een groot deel achterwege blijven. Vorige maand won het idee de publieksprijs van de dienst Stadsontwikkelingbij de jaarlijkse innovatiewedstrijd van de ge-meente. Nog dit jaar zal een eerste praktijktestworden gedaan.

Slechte houten paalfunderingen zijn een bekendprobleem in de regio Rotterdam. Onderzoek naarde kwaliteit vindt nu nog plaats door de grondopen te maken en een monster uit de houten palente nemen. Dat kost per pand al snel zo’n 5000euro. Maar het kost vooral ook veel tijd: de straatmoet open, er moet in de palen worden geboorden vervolgens moeten de monsters in het lab worden onderzocht. Zo’n traject duurt al snelmeerdere weken.

Ingenieurs van de gemeente werken nu aan eenslim alternatief: trillingen. Met een generator worden een paar minuten lang laagfrequente trillingen van 10 tot 20 hertz in een straat opge-wekt. Sensoren aan de panden registreren de trillingen. Trillingen die via een slechte paalfunde-ring gaan, geven een andere uitslag dan trillingendie via een goede, stijve fundering gaan. In één

sessie kan gemakkelijk een heel bouwblok wordenonderzocht. Binnen een uur is de uitslag bekend.

Geotechnisch adviseur ing. Don Zandbergen vande gemeente Rotterdam: “Op deze manier wetenwe heel snel met welke panden iets aan de hand is.Vervolgens kunnen we heel gericht alleen die funderingen te onderzoeken. We hoeven dus nietmeer, zoals nu, een hele straat open te maken. Datbetekent een enorme tijd- en geldbesparing. Inplaats van een paar duizend euro per pand kost dat maar een paar honderd euro.”

Hoewel nu vooral vooroorlogse panden funde-ringsproblemen hebben, verwacht Zandbergendat ook naoorlogse panden met een houten

fundering de komende jaren steeds vaker onder-zocht zullen worden. Inmiddels bereidt het ingenieursbureau van de gemeente Rotterdameen praktijkproef voor. De verwachting is dat die nog dit jaar zal worden gehouden. De kennisdie daarbij wordt opgedaan, zal Rotterdam metandere gemeenten delen.

TNO EN DELTARES BUNDELEN KRACHTEN

TNO en Deltares gaan een samenwerking aan ophet gebied van bouwen en stedelijke ontwikkelingin deltagebieden. Problemen rondom infrastruc-tuur en gebiedsinrichting kunnen hiermee voort-aan vanuit de expertises van beide organisatiesworden onderzocht: TNO met haar kennis overharde constructies en Deltares met kennis overgrond en water.

Ir. D. Schmidt (Managing Director TNO GebouwdeOmgeving) en ir. E. Janse (Directeur Deltares) tekenden op 15 april een intentieovereenkomst.De aandacht gaat daarbij vooral uit naar (inter)-nationale projecten waarin de organisaties elkaarkunnen versterken door gezamenlijke kennisinves-teringen, marktacquisities en het samen optrek-ken in calamiteitensituaties.

Voorbeelden van onderwerpen waarop TNO enDeltares krachten bundelen, zijn de uitwisselingvan probabilistische tools, duurzame Deltasteden,assetmanagement van infrastructuur en over-

gangsconstructies in wegen. Een van de eerste gezamenlijke acties is een workshop met weg-beheerders over overgangsconstructies.

TNO koppelt met deze samenwerking haar exper-tise op het gebied van harde constructies, con-structiematerialen en stedelijke ontwikkeling aande kennis van Deltares op het gebied van grond,(grond)water, wegen waterbouw en duurzamegebiedsinrichting. Met de overeenkomst hebbenTNO en Deltares een solide basis om gezamenlijkprojecten op te pakken.


Actueel



Vraag & Antwoord

In het kader van een conflictvrije afhandeling vanhet goederenspoorverkeer dient een onderdoor-gang te worden aangelegd die de bestaandespoorbaar kruist. In de bouwfase wordt een tijde-lijke bouwput aangelegd. Deze bouwput bestaatuit damwanden, een stempeling en een ontgra-ving. Op deze damwanden komt het spoordek terusten. Na ontgraving wordt een betonnen con-structie aangelegd. In figuur 1 is de bouwputweergegeven.Het grondonderzoek is uitgevoerd in de vorm vansonderingen, boringen en peilbuizen. De maatge-vende sondering is weergegeven in figuur 2.

Gegevens van het projectAfmeting bouwput spoorkruisende comparti-ment:– Lengte 50 m, breedte 25 m, ontgravingdiepteNAP -1,0m.Grondparameters zandlaag:– �rep;droog = 17 kN/m3; �rep;nat = 19 kN/m3;�’rep = 0 kN/m2; �’ rep = 300.– kD = 1500 m2/dag; � = 1000 m; Ko (r/�) wordtverwezen naar tabel 1.– Grondwaterstand in bouwfase bedraagt NAP+3,00 m.

Vragen deel C (totaal 35 punten)

Vraag 1 Welke funderingsmethode adviseert u om de be-tonnen constructie aan te leggen? Motiveer uwantwoord.

Vraag 2 In de ontwerpfase wordt overwogen om een be-maling toe te passen. Bereken het debiet van de bemaling (m3/uur) indien ontgraven wordt tot

NAP -1 m. Hierbij dient een drooglegging van 0,3m aangehouden te worden.

Vraag 3 Geef aan wat de bezwaren zijn indien in deze situatie een bemaling wordt toegepast. Motiveeruw antwoord.

Vraag 4a Om tegemoet te komen aan de bezwaren van eenbemaling wordt besloten om een bodem injectielaag toe te passen. Dit is een waterremmende laagdie op een bepaalde diepte onder het ontgraving-niveau in het onderliggende zandpakket wordtaangebracht. Deze bodem injectielaag sluit aan op de damwanden. De damwanden hebben eenhorizontale waterremmende functie en de bodeminjectielaag een verticale waterremmende functie.Welk mechanisme speelt hierbij een belangrijkerol?

Vraag 4b Bereken tot op welke diepte (in m t.o.v. NAP) deonderzijde van de waterremmende laag dient teworden aangebracht, zodat droog ontgraven kanworden tot een niveau van NAP -1 m.

Vraag 5a Locaal is het niet mogelijk om een 1 stempel toe tepassen, omdat materialen in de bouwkuip gehesendienen te worden. Hierbij wordt besloten om eengroutanker toe te passen. De (horizontale) krachtFa;max uit de stempel bedraagt 400 kN per zijde opde damwand. De ankerkop wordt op een niveau

van NAP + 5 m gepositioneerd. Bepaal de draag-kracht (kN), de lengte (m) en bovenzijde (m t.o.v.NAP) van het groutankerlichaam in het draag-krachtige zandpakket.

Vraag 5b Bepaal de diameter en draagkracht van dywidagstaafankers met staalkwaliteit FeP 1050.

Vraag 5c Welk mechanisme speelt naast de dimensioneringvan het groutankerlichaam en de staafankers eenbelangrijke rol?

Vraag 6 De aannemer wil de damwandprofielen na vervaar-diging van de betonnen constructie terugwinnen.Deze damwandprofielen zijn gepositioneerd op 30cm naast de rand van de fundering. Wat is uw ad-vies? Motiveer uw antwoord.

Tabel 1 - Relatie Ko (r/� )

CGF 1 Examen – Deel C – januari 2012

Figuur 1 - Doorsnede van de bouwput. Figuur 2 - Maatgevende sondering.


Antwoorden

Vraag 1Fundering op staal. De ondergrond bestaat uitzand en heeft hoge conusweerstanden van ca. 10MPa op NAP -1 m. Ten gevolge van de hoge conus-weerstand is de ondergrond prima in staat om debelasting uit de constructie (en goederentrein) tedragen. Er is dus geen sprake van slappe en samen-drukbare grondlagen waardoor een fundering oppalen noodzakelijk zal zijn.

Vraag 2Formule van de Glee:

�hw (r)= 3 – (-1) – 0,3 = 4,3 m kD = 1500 m2/dagOppervlakte = 25 x 50 = 1250 m2 =>

r = �1250/� = 20 m� = 1000 m => r /� = 20 m / 1000 m = 0,02

=> Ko = 4,03 4,3 = Q x 4,03 => Q = 10051 m3 /uur_____________

2 x � x 1500

Vraag 3Groot debiet, het betreft een ondergrond be-staande uit zand.De verlaging van de grondwaterstand heeft grote in-vloed op de omgeving omdat op grote afstand nogde verlaging van de grondwaterstand merkbaar zalzijn. Hierdoor zal de verspreiding van de verontreinigin-gen ook grote gevolgen hebben. Verdroging van de gewassen spelen hierbij ook eenrol. Zettingen en het droog komen te staan vanhouten paalkoppen vormen in dit voorbeeld geenaspecten die een rol spelen.

Vraag 4aHierbij speelt het mechanisme opbarsten een rol.

Vraag 4bGrensvlak onderzijde NAP -6,65 mGewicht grond: Droog: -1 -1,3 = 0,3 x 17 = 4,6kN/m2, Nat: -1,3 -6,65 x 19 = 101,65 kN/m2,Totaal gewicht 106,25 / 1,1 = 96,6 kN/m2 => Wa-terdruk: (-6,65 +3) x 10 kN/m2 = 96,5 kN/m2

Vraag 5aBovenzijde groutankerlichaam t.p.v. zandlaag methoogste conusweerstand NAP -2 monderzijde niet dieper dan NAP -7 mFs;gr;d = 400 x 1,1 / cos 45 = 622 kNqc gemiddeld = 20 MPa => fkrep = 170 kN/m1 =>622 x 1,25 /170 = 4,5 m neem 5 mFr;gr;d = fkrep x L / mk > 622 kN => 170 x 5 /1,25 =680 kN

Vraag 5bFs;st;d = Fa;max x �’a;st / cos 45 => 400 x 1,25 / cos 45= 707 kN => Ø 36 mm => 764 kN

Vraag 5cKranz stabiliteit (stabiliteit van het gehele veranke-ringsmassief).

Vraag 6Indien de damwand wordt getrokken, zal de on-dergrond worden verdicht, zodat de constructiedie op staal is gefundeerd zettingschade zal oplopen.

Vraag & Antwoord

N47 artikels_Opmaak 1 31-05-13 22:29 Pagina 9

Deltares en Stowa hebben samen met de Neder-landse geotechnische laboratoria en ingenieurs-bureaus een protocol opgesteld voor het uit-voeren van geotechnische laboratoriumproeven.Dit protocol is bedoeld om duidelijkheid te gevenbij het uitvoeren van laboratoriumproeven in hetkader van het beoordelen van de taludstabiliteitvan dijken en is een aanvulling op bestaande nor-men en richtlijnen. Het protocol sluit aan op de be-oogde nieuwe toetsmethode voor macrostabiliteitvan dijken, die wordt ontwikkeld in het kader vanhet SBW project Macrostabiliteit. Waterschappenkunnen dit protocol gebruiken bij het laten uitvoe-ren van geotechnisch laboratoriumonderzoek.

In het protocol worden aanbevelingen gegevenvoor het uitvoeren van samendrukkingsproeven,constant-rate-of-strain (CRS)-proeven, ongedrai-neerde anisotrope triaxiaalproeven (CAU), directsimple shear proeven (DSS) en classificatieproevenop klei en veen. Voor de meest gangbare geotech-nische laboratoriumproeven zijn in Nederland normen en richtlijnen beschikbaar. Deze be-staande normen en richtlijnen bevatten echterwitte vlekken. Daarnaast zijn deze normen enrichtlijnen niet altijd aangepast aan de actuele internationale geotechnische inzichten. Voor deCRS-proef en de direct simple shear proef zijngeen Nederlandse normen of richtlijnen voor-handen. De aanbevelingen in het protocol geveneen invulling van deze lacunes c.q. verwijzing naar

beschikbare buitenlandse voorschriften op betref-fend gebied. Dit artikel gaat in op de volgende zaken:– Opzet van het protocol;– Kwaliteit veld- en laboratoriumonderzoek endiameter van de grondmonsters;– Classificatie klei en veen ;– Uitvoering van samendrukkingsproeven en CRS-proeven;– Uitvoering van anisotroop geconsolideerde tri-axiaalproeven;– Uitvoering van direct simple shear proeven.

InleidingDe praktijk van het uitvoeren van stabiliteits-analyses is in het verleden grotendeels gebaseerdop de ervaring met laboratoriumproeven met beperkte vervorming. Deze werkwijze voor de macrostabiliteittoets voor dijken was met namegebaseerd op de celproef en werd ontwikkeldvoor het beoordelen van de macrostabiliteit vanboezemkaden (boezemkade-onderzoek door hetCentrum Onderzoek Waterkeringen (COW) naaraanleiding van de kadedoorbraak bij TuindorpOostzaan in 1960). Later werd deze werkwijze ooktoegepast voor het ontwerpen en toetsen van dij-ken. Inmiddels wordt de celproef niet meer uitge-voerd en is de triaxiaalproef de standaard.

De triaxiaalproef wordt in Nederland veel toege-past. In de Nederlandse adviespraktijk worden,

vanuit praktische overwegingen, doorgaans zo-genaamde “meertraps” triaxiaalproeven met iso-trope consolidatie uitgevoerd. Met de proef-resultaten worden stabiliteitsberekeningen opbasis van effectieve spanningen uitgevoerd. DeENW-richtlijnen ten aanzien van aan te houdenveiligheidsfactoren zijn afgestemd op de hiermeeopgebouwde empirie.

In de achterliggende decennia zijn er internatio-naal, maar ook in Nederland, nieuwe inzichten inhet gedrag van grond beschikbaar gekomen. In hetonderzoeksprogramma Wettelijke Toets Instru-mentarium (WTI 2017) van Rijkswaterstaat wordtde toepasbaarheid van deze nieuwe inzichten voorde Nederlandse primaire waterkeringen onder-zocht. Vooral de schuifsterkte bij bezwijken vanorganische klei en veen is een belangrijk aan-dachtspunt, omdat hier vragen zijn of met stan-daard veld- en laboratoriumtesten een betrouw-bare waarde van de bezwijksterkte van deze ma-terialen kan worden bepaald. De ongedraineerdeschuifsterkte, kan hierbij een betere aanpak bieden dan de huidige in de Nederlandse advies-praktijk gebruikelijke gedraineerde sterkte-parameters. Een belangrijk voordeel van het werken met de ongedraineerde schuifsterkte isdat in deze analyses het effect van generatie vanwaterspanningen tijdens het bezwijken wordtmeegenomen. Bij de nu gebruikelijke effectievespanningsanalyses is dat niet het geval. In het buitenland wordt veel vaker gewerkt met de ongedraineerde schuifsterkte.

Verwacht wordt, dat in de nabije toekomst de zogenaamde ongedraineerde analyses bij de beoordeling van taludstabiliteit steeds meer zullen worden toegepast (gedraineerde stabili-teitsanalyses zullen ook relevant blijven). Interna-tionaal is dit een gebruikelijke werkwijze. Meer-traps triaxiaalproeven zijn echter niet geschiktvoor het bepalen van de hiervoor benodigde on-


Dr. G. (Gert) GreeuwDeltares

Drs. H.M. (Harry) van EssenDeltares

Protocol Laboratoriumonderzoek voor toetsing macrostabiliteit

van dijken

Figuur 1 – Spanningspad bij CAU triaxiaalproef op normaal geconsolideerde klei; CSL staat voorCritical State Line, u staat voor de wateroverspanning tijdens afschuiven.

Ing. T.A. (Alexander) van DuinenDeltares


gedraineerde schuifsterkte. Met triaxiaalproevenkan dit alleen goed wanneer deze eentraps, dat wilzeggen op één (begin)spanningsniveau, tot be-zwijken worden uitgevoerd. Voor veen is de directsimple shear proef een geschikte proef, hieropwordt later dieper ingegaan.

Triaxiaalproeven kunnen met isotrope - of met anisotrope consolidatie worden uitgevoerd.Meertraps triaxiaalproeven worden in de praktijkdoorgaans met isotrope consolidatie uitgevoerd.Wanneer, met het oog op ongedraineerd rekenenin de toekomst, nu eentraps triaxiaalproeven worden uitgevoerd, verdient anisotrope consoli-datie de voorkeur, omdat daarmee de in situ toe-stand van de grond zo goed mogelijk wordtbenaderd. De wijze waarop proeven worden uit-gevoerd heeft invloed op de hieruit gevonden ef-fectieve schuifsterkte parameters (cohesie enhoek van inwendige wrijving), de ongedraineerdeschuifsterkte en de vervormingeigenschappen.

Vanwege de vele keuzemogelijkheden bij het uitvoeren van triaxiaalproeven en laboratorium-proeven ontstond de wens om te komen tot een al-gemeen gedragen protocol voor uitvoeren eninterpreteren van triaxiaalproeven en anderegangbare laboratoriumproeven. Voor de meestgangbare geotechnische laboratoriumproeven zijnin Nederland normen en richtlijnen beschikbaar.Zoals hiervoor vermeld zijn deze normen echter

niet altijd toereikend, voorhanden en/of aan-gepast aan recente ontwikkelingen. Het protocol is bedoeld als aanvulling op de be-staande Nederlandse en internationale normen,en dient te worden toegepast naast de vigerendenormen en richtlijnen. Het protocol is vooral gericht op het uitvoeren van laboratoriumonder-zoek voor het beoordelen van de macrostabiliteitvan dijken (voor toetsen en ontwerpen) en antici-peert op de beoogde nieuwe toetsmethode voormacrostabiliteit.

Totstandkoming protocol Het protocol is tot stand gekomen in samenspraakmet diverse geotechnische laboratoria en ingeni-eursbureaus. In het WTI-onderzoeksprogrammaheeft Deltares samen met enkele ingenieursbu-reaus en geotechnische laboratoria laboratorium-onderzoek uitgevoerd. In eerste instantie heeftDeltares hiervoor een protocol opgesteld. Gedu-rende de uitvoering van het laboratoriumonder-zoek voor het WTI-onderzoek is er veelvuldigoverleg en discussie geweest over de proceduresvoor het uitvoeren van laboratoriumproeven. Naaraanleiding hiervan is het protocol meerdere malenaangevuld, verbeterd en verduidelijkt. De betrok-ken ingenieursbureaus zijn Arcadis, Fugro, RoyalHaskoning, Tauw en Witteveen+Bos. De betrok-ken laboratoria zijn Fugro, Gemeentewerken Rotterdam, Inpijn-Blokpoel en Mos. Bij het uitvoeren van geotechnisch onderzoek voor

het dijkverbeteringsprogramma van WaterschapRivierenland is het protocol ook al toegepast. Hetbetrokken geotechnisch laboratorium was hierWiertsema.

STOWA heeft het initiatief genomen het protocoldefinitief te maken. Hierbij zijn de geotechnischelaboratoria en ingenieursbureaus opnieuw betrok-ken. Op basis van een discussie met de betrokke-nen en twee commentaarrondes heeft Deltareshet protocol verder gecompleteerd en afgerond.Prof. R.J. Jardine van Imperial College Londenheeft het protocol gecontroleerd. De werkgroepTechniek van het Expertise Netwerk Waterveilig-heid heeft het protocol goedgekeurd voor toepas-sing in de praktijk.

Kwaliteit veld- en laboratoriumonderzoekHet protocol gaat in op de uitvoering van de be-langrijkste geotechnische laboratoriumproeven.Op veldonderzoek, monstername en monsterop-slag en -behandeling gaat het protocol niet in. Dekwaliteit van het veldonderzoek en met name dekwaliteit van ongestoorde monstername in hetveld is de basis voor de kwaliteit van het laborato-riumonderzoek. Het spreekt daarom vanzelf dataan de kwaliteit van de hele keten vanaf de boringtot en met de proefuitvoering de nodige aandachtmoet worden besteed. Aandachtspunten zijn:– boormethode: de voorkeur gaat uit naar conti-nue methoden met minimale energie-overdrachtnaar de boorkop en minimaal steekverlies;– transport en opslag: vermijden van tempera-tuursschommelingen, trillingen, vochtverlies, enzwel;– in het lab: opslag in vochtige en koele ruimte,monster snel beproeven na selectie;– indicatie van monsterverstoring bepalen uit vo-lumeverandering na herbelasten tot de geschattein-situ verticale spanning.Bij de proefuitvoering zoveel mogelijk het con-solidatiepad laten aansluiten bij de geschatte in-situ spanningstoestand; dit betekent meestaldat de consolidatie anisotroop moet zijn, zie ookde sectie over triaxiaalproeven.

Diameter van de grondmonstersEr is een algemene consensus onder de expertsvan diverse laboratoria dat hoe groter de diametervan de grondmonsters, hoe beter het resultaat.


SamenvattingDeltares en Stowa hebben samen met de Nederlandse geotechnische laboratoriaen ingenieursbureaus een protocol opgesteld voor het uitvoeren van geo-technische laboratoriumproeven. Dit protocol is bedoeld om duidelijkheid tegeven bij het uitvoeren van laboratoriumproeven in het kader van het beoordelenvan de taludstabiliteit van dijken en is een aanvulling op bestaande normen en

richtlijnen. Het protocol sluit aan op de beoogde nieuwe toetsmethode voor macrostabiliteit van dijken, die wordt ontwikkeld in het kader van het WTI project Macrostabiliteit. Waterschappen kunnen dit protocol gebruiken bij het laten uitvoeren van geotechnisch laboratoriumonderzoek.

Foto 1 – DSS apparaat met monster ingebouwd ineen metalen ringstapeling rond het membraan.


Helaas is de experimentele onderbouwing van ditstandpunt nog zwak. Het protocol zegt hieroverdat de minimale monsterdiameter 50 mm dient tezijn. Alle genoemde laboratoria kunnen met dezemonsterdiameter werken. Bij uitzondering kan men38 mm kleimonsters nemen, mits goed beargu-menteerd. Voor veen geldt een minimale diametervan 50 mm.

Classificatie klei en veenHet protocol is bedoeld voor cohesief materiaal,ofwel klei en veen. De grens tussen klei en veen isniet altijd eenvoudig te leggen. Aangenomen magworden, dat verzadigde grond met volumegewichtlager dan 1.100 kg/m3 altijd veen is en hoger dan1.300 kg/m3 altijd klei als hoofdgrondsoort.In het tussengebied zal men het organisch gehaltemoeten bepalen en visueel moeten classificerenen/of identificeren volgens ISO 14688-1.Een organisch gehalte van 30% of meer duidt opveen, zie ook NEN 5104. Bij het beschrijven vanveen dient altijd de verweringsgraad volgens VonPost te worden benoemd (zwak, matig of sterk) en de aanwezigheid van riet of vezels.Bij klei dient een cu-waarde met valconus of torvane en de Atterbergse grenzen bepaald teworden.

VloeigrensbepalingHet beste kan hiervoor een valconus gebruikt wor-den met de 4-punts methode. Deze methode ispraktischer en nauwkeuriger dan de bepaling van de vloeigrens met het toestel van Casagrande.In Europa wordt in veel landen aan deze methodede voorkeur gegeven. De procedure en materiaal-eisen zijn gegeven in CEN ISO/TS 17892-12 [8]. Bij lage vloeigrenswaarden zal de valconuswaardeiets onder de Casagrande waarde uitkomen, bij

hoge vloeigrenswaarden juist iets erboven. De bepaling van de vloeigrens met het toestel van Casagrande is een aandachtspunt. Er zijn apparaten volgens de British Standard en appara-ten volgens de ASTM. Door de verschillende stijf-heid van het rubber blok bij beide typen apparaten(ASTM schrijft een stijver blok voor) wordt een andere vloeigrens bepaald. Resultaten van ver-schillende toestellen zijn daarom niet zonder-meer vergelijkbaar. Vrijwel alle laboratoria in Nederland beschikken over een toestel volgens de specificaties van de ASTM. Daarom is het wenselijk dit type toestel als het gangbare toestelaan te merken. Hierbij kan de bepalingsmethodevolgens RAW 2010[9] worden aangehouden,waarin het apparaat met ASTM specificaties staatvoorgeschreven. Drogen van de grond dient hier-bij vermeden te worden.

SamendrukkingsproefVoor de bepaling van zettingsparameters en degrensspanning wordt in het protocol een schemavan de belastingstappen voor samendrukkings-proeven gegeven. Daarnaast is aangegeven vanwelke belastingstappen de consolidatiecoëffi-ciënt het beste kan worden bepaald; dit zijn vierstappen waarin de spanning minstens wordt ver-dubbeld. Rond de terreinspanning zijn extra stap-pen gedefinieerd om de grensspanning beter tekunnen vastleggen. Alle stappen duren minimaal24 uur. Indien de kruiptak niet zichtbaar is, moetde betreffende stap tot 48 uur worden doorgezet.De resultaten van de samendrukkingsproevenworden uitgewerkt volgens de methoden abc-Iso-tache en Bjerrum, zie de CUR Aanbeveling 101. [12]

Constant rate of strain (CRS)-proefDe CRS-proef verdient de voorkeur boven de

standaard samendrukkingsproef, omdat een con-tinue spannings-rek curve bepaald wordt. In hetprotocol wordt een belastingschema aanbevolen,waarbij wordt gestart met een lage verticale span-ning, ruim onder de terreinspanning en waarbijwordt doorbelast tot ten minste zeven maal deterreinspanning. Tevens wordt een ontlast- en herbelaststap en een relaxatiefase aanbevolen.De grensspanning, die volgt uit een CRS-proef,neemt wat toe met de vervormingssnelheid en zalmeestal licht afwijken van de waarde, die volgt uitde standaard samendrukkingsproef. Anderzijds isde grensspanning die volgt uit een CRS-proef nietafhankelijk van de keuze van de belastingstappenzoals bij de samendrukkingsproef het geval is.

Consolidatiespanning voor triaxiaalproef en direct simple shear proefDe keuze van de consolidatiespanning is bepalendvoor de schuifsterkte die wordt gevonden met de triaxiaalproeven en de direct simple shear proeven. Wanneer de consolidatiespanning lagerwordt gekozen dan de grensspanning leidt dit tot overgeconsolideerd gedrag van de grond. Degrond vertoont dan dilatantie, met name bij eengrotere mate van overconsolidatie. Bij dilatantiewordt tijdens afschuiven wateronderspanning inde grond gegenereerd, wat een schijnbare extrasterkte van de grond geeft. Wanneer de groottevan de overconsolidatiegraad (OCR) bekend is, kande gevonden schuifsterkte hiermee worden omge-rekend naar een normaal-geconsolideerde waardevan de schuifsterkte.bEen consolidatiespanning gelijk aan of hoger dande grensspanning geeft normaal geconsolideerdgedrag van de grond. De grond vertoont dan con-tractant gedrag. Er wordt dan bij het afschuivenvan de grond wateroverspanning gegenereerd. De spanningstoestand van de grond in het terreinis zodanig dat de grond bij afschuiven altijd inmeer of mindere mate overgeconsolideerd gedragzal vertonen. Deze spanningstoestand is het gevolg van erosie, bodemvormende processen,polderpeilfluctuaties en dergelijke. De mate vanoverconsolidatie kan in het terrein sterk variëren.

Het protocol geeft aanwijzingen voor de keuze vande consolidatiespanningen, rekening houdendmet bovenstaande opmerkingen.

TriaxiaalproefVoor de proefstukken wordt een hoogte/diame-terverhouding van 2:1 gekozen. De triaxiaalproeven worden uitgevoerd in conti-nue ongedraineerde compressie, na anisotropeconsolidatie. Afgezien van de anisotrope consoli-datie wordt gewerkt conform NEN 5117 [1]. De verhouding tussen laterale en verticale druk,


Figuur 2 – Mogelijke Mohr cirkels bij de DSS proef; de interpretatieis niet eenduidig omdat slechts 2 spanningen bekend zijn uit de meting. De schetsen geven twee mogelijke bezwijkvormen weer.


deze zogenaamde K0-factor, zal voor Neder-landse, niet overgeconsolideerde klei in de buurtvan 0,5 liggen. In figuur 1 wordt een voorbeeld gegeven van eenmogelijk spanningspad bij afschuiven na aniso-trope consolidatie. Bij onverzadigde monsters dient er bij de verzadi-ging op gelet te worden dat bij het aanbrengenvan de backpressure de effectieve spanning in hetmonster niet hoger wordt dan de consolidatie-spanning. Bij anisotrope proeven geldt hierbij delaagste consolidatiespanning.Bij anisostrope proeven mag de anisotrope belas-ting niet teveel de geschatte K0–lijn van het monster overschrijden. Dit om te voorkomen datin deze fase het monster tot dichtbij of boven de bezwijkomhullende wordt belast.

In de afschuiffase moet men zo lang mogelijkdoorschuiven (tot maximale rek) om maximaleontwikkeling van een schuifvlak in het grondmon-ster te bereiken. Daarmee wordt een schuifsterktevan de grond gemeten, die de zogenaamde criticalstate sterkte zo goed mogelijk benadert (NB: ditis niet de reststerkte van de grond).

Direct simple shear-proefVoor veenmonsters wordt in het protocol voor debepaling van de schuifsterkte de direct simpleshear proef aangewezen (afkorting: DSS). Van-wege de aard van het materiaal (o.a. horizontalegelaagdheid en mogelijke vezels) wordt de DSS-proef als een meer geschikte proef voor veen gezien dan de triaxiaalproef.Voor het uitvoeren van direct simple shear-proe-ven bestaat geen Nederlandse norm en ook geenCEN/ISO document, maar wel een veelgebruikteASTM norm, D6528-07 [3].

De zijrand van het grondmonster wordt in de DSS-proef gesteund door een verstevigd membraan,zodat de diameter van het monster min of meerconstant blijft. Steeds vaker wordt wel een stapelmetalen ringen gebruikt om de diameter constantte houden, zie foto 1. Een belangrijk verschil metde directe schuifproef is dat de afschuiving nietopgelegd wordt in het horizontale vlak. De schuifkracht wordt aangebracht aan de boven-zijde van het proefstuk. Het monster kan op meerdere manieren bezwijken, zie figuur 2. Demembraanweerstand of de schuifweerstand vande ringenstapel dient bekend te zijn en de proef-resultaten moeten hiervoor worden gecorrigeerd.Met name bij slappe grondsoorten en proeven bij lagere spanningsniveaus is deze correctie relevant.

In het protocol zijn aanwijzingen gegeven voor het uitvoeren en uitwerken van deze proeven;

hieronder volgt een samenvatting.Het monster wordt voor de DSS-proef eerst ge-consolideerd naar het gewenste spanningsniveau. De afschuiffase van de proef moet volgens deASTM worden uitgevoerd met constante hoogte-sturing. Dan reageert het monster in feite ongedraineerd (met een constant volume). De verticale belastingsvariatie wordt gemeten enwordt verondersteld gelijk te zijn aan de water-spanningsverandering. Bij een gedraineerde afschuiffase (met constantebelasting en lage afschuifsnelheid) wordt verticaleverplaatsing van de bovenzijde van het monstertoegelaten. De variatie in de hoogte wordt in datgeval geregistreerd. Afschuiven met constantehoogte heeft de voorkeur.

De afschuifsnelheid wordt vastgesteld conform de norm ASTM D 6528–07. Een afschuifsnelheid(uitgedrukt in schuifrek per uur) van circa 5% /uuris gebruikelijk. De maximale afschuifsnelheid is8%/uur. Dit komt neer op een horizontale vervor-mingssnelheid in de orde van 1,6 mm/uur. De interpretatie van de meetgegevens is niet vanzelfsprekend, omdat niet alle spanningscom-ponenten (horizontale druk in membraan, schuif-spanningen) bekend zijn en de oriëntatie van eeneventueel afschuifvlak onbekend is. Het protocolgaat beperkt in op deze lastige materie (zie figuur2).

DiscussieDe auteurs hopen dat het protocol kan bijdragenaan meer eenduidigheid en meer kwaliteit bij geotechnisch laboratorium onderzoek. Dit zal ookeen gunstige uitwerking hebben op de toetsing opveiligheid van waterkeringen. De beoogde nieuwetoetsmethode voor macrostabiliteit van dijken zalnaar verwachting in 2017 beschikbaar komen bin-nen het Wettelijk Toetsinstrumentarium 2017.Mogelijk kan de nieuwe toetsmethode al eerderworden toegepast. Het protocol anticipeert op denieuwe toetsmethode. Beproeven volgens hetprotocol is niet geschikt voor de huidige werk-wijze van stabiliteitsanalyses.

Het blijft van belang om de besproken labproevente combineren met goed opgezet veldonderzoekom meer inzicht te krijgen in de ruimtelijke verde-ling van de grondparameters. Dit houdt uiteraardin dat er naast de boringen voldoende sonderin-gen worden gedaan, waarbij in slappe grond eengevoelige conus moet worden gebruikt, (T-bar of bolconus, zie [10]).Het is daarbij gewenst, dat een deel van de triaxi-aal- en simple shearproeven wordt uitgevoerd bij de geschatte terreinspanning. Op deze manieris directe vergelijking van lab- en veldresultatenmogelijk [11].

DankwoordDe auteurs bedanken alle betrokkenen van de geotechnische adviesbureaus en de ingenieurs-bureaus en Rijkswaterstaat, die op enigerlei wijzeeen bijdrage hebben geleverd aan de totstand-koming van het protocol. Henk van Hemert vanStowa wordt hartelijk bedankt, omdat hij de tot-standkoming van het protocol mogelijk heeft gemaakt. Wijbren Epema heeft namaens Stowahet proces van de totstandkoming van het proto-col begeleid, waarvoor de auteurs hem bedanken.

Het protocol is verkrijgbaar bij STOWA en bij deauteurs van dit artikel.

Literatuur[1] NEN 5117 Bepaling van schuifweerstands- en vervormingsparameters van grond – Triaxiaalproef. Nederlandse norm, 1e druk, december 1991.[2] Technical Specification. CEN ISO/TS 17892-9Geotechnical investigation and testing – Laboratory testing of soil – Part 9: Consolidated triaxial compression tests on water-saturated soil.First edition 2004-10-15. [3] ASTM D 6528-07. Standard Test Method for Consolidated Undrained Direct Simple ShearTesting of Cohesive Soils. American Society for the Testing of Materials.[4] ASTM D 4186 – 06 Standard Test Method for One-Dimensional Consolidation Properties ofSoils Using Controlled-Strain Loading. AmericanSociety for the Testing of Materials.[5] NEN 5118 Bepaling van de een-dimensionalesamendrukkingseigenschappen van de grond.Nederlandse norm, 1e druk, december 1991.[6] Technical Specification. CEN ISO/TS 17892-5Geotechnical investigation and testing – Laboratorytesting of soil – Part 5: Incremental loading oedometer test. First edition 2004-10-15.[7] NEN 5104 Classificatie van onverharde grond-monsters. Nederlandse norm, 1e druk, septem-ber 1989.[8] Technical Specification. CEN ISO/TS 17892-12Geotechnical investigation and testing – Laboratorytesting of soil – Part 12: Determination of the Atterberg limits. First edition 2004-10-15. [9] Organische-stofgehalte en CaCO3-gehalte.Proef 28. Standaard RAW Bepalingen 2010.CROW Ede.[10] Greeuw, G. Ongedraineerde sterkte uit de T-bar en bolsondering Geotechniek,oktober 2007.[11] Den Haan E.J. Ongedraineerde sterkte vanslappe Nederlandse grond: Deel IIGEOTECHNIEK – Januari 2011, p. 42.[12] Uitvoering en interpretatie samendrukkings-proef. CUR-aanbeveling 101, 2005. �




Ten behoeve van de opslag van brandstoffen voorde firma Vopak wordt in de Eemshaven een tank-park gerealiseerd. Dit project wordt uitgevoerddoor de bouwcombinatie Cordeel/Ivens, die de civiel technische werkzaamheden heeft uitbe-steed aan de firma RvB Infra. Het tankpark bestaatin de eerste fase uit 11 tanks van ieder circa 60.000m3. De tanks zijn verdeeld over twee tankputtendie ieder zijn omringd door een dijk (een zoge-noemde bundwall). Het uiteindelijke tankpark zalin totaal 65 tanks gaan bevatten, zie figuur 1.

De tanks worden uitgevoerd met een afmeting vancirca 61 m doorsnede en 24 m hoogte. Het projectis op basis van een design & construct contractaanbesteed. ABT heeft in opdracht van de civieleonderaannemer RvB-Infra geadviseerd ten aanzienvan de uitvoering van het grondwerk en het water-testen van de tanks en heeft vervolgens voor debouwcombinatie het verwerken en interpreterenvan de monitorings resultaten van het watertestenverzorgd. Twee fenomenen die tijdens de advies-fase zijn onderzocht en in de realisatiefase zijn geverifieerd betreffen de áfname van de water-spanningstoename in de grond tijdens het water-testen van de tanks en de stabiliteit van de metheterogene grond uitgevoerde bundwalls.

STABILITEIT BUNDWALLS

Het ontwerp van de tankparken voorziet in eenbundwall rondom 5 of 6 tanks. Deze bundwall

heeft tot doel om, in geval van een calamiteit, devloeistof van één tank binnen de tankput op tevangen. Over de bundwalls loopt deels een wegwaarover incidenteel zwaar verkeer kan rijden. Inverband met de beschikbare ruimte is de taludhel-ling vastgesteld op 1:1,5 (=33,7o). De hoogte vande bundwalls bedraagt 4 m en de kruinbreedte be-draagt 8,0 m voor de brede bundwalls waar ver-keer over moet kunnen rijden en 1,5 m voor desmalle bundwalls.

Bij de aanleg van het tankpark kwam min of meerde hoeveelheid grond vrij die benodigd was om detotaal circa 1700 m lange bundwalls aan te leggen.Om de grond, die bestaat uit lagen klei en zand,enige homogeniteit te geven, is deze met elkaarvermengd. Ten behoeve van de stabiliteitsbereke-ning was het noodzakelijk passende materiaalpa-rameters aan de grond toe te kennen. Aangeziende grond nog vrij heterogeen was, zijn verschil-lende onderzoeksmethoden gebruikt. Achtereen-volgens is het volgende onderzoek uitgevoerd:– Bepalen volumegewichten, watergehalten enzeefanalyses van geroerde grondmonsters op 6 locaties– Uitvoeren plaatproeven �300mm op 12 locaties– Kleefsonderingen in de dijklichamen op 36 locaties– Proefbelastingen op de dijklichamen op 9 locaties

Onderzoek geroerde monstersOp een zestal locaties in de bundwalls is eengrondmonster genomen en onderzocht. Tabel 1

geeft de resultaten qua volumegewicht en percen-tage silt weer.

Locatie �n Silt[kN/m3] [%]

1 19,1 39,12 18,0 25,93 18,4 40,74 17,7 24,75 19,0 48,96 19,6 38,2

Tabel 1 - Variatie in nat volumegewicht en percentage silt

Met een variatie van 25 tot 50% silt is de grondnog altijd relatief heterogeen. De grond laat zichhet beste beschrijven als kleiig zand. Ten behoevevan de vereiste stabiliteit bij de gehanteerde ta-ludhelling, zouden de representatieve materiaal-parameters voor de hoek van inwendige wrijving22,5o moeten bedragen en voor de cohesie 4,5kN/m2. Ten opzichte van de tabel 1 van NEN6740/tabel 2b van NEN 9997-1 zijn deze waardenrelatief progressief.

PlaatdrukproevenDe plaatbelastingsproeven zijn uitgevoerd meteen relatief hoge drukspanning. Met de beno-digde representatieve materiaalparameters is eenbezwijkbelasting voor de plaatproeven van 122kN/m2 berekend op basis van de theorie vanPrandtl (zonder taludeffecten, daar midden op dekruin getest is). De proeven zijn uitgevoerd tot eendruk van 212 kN/m2, welke een factor 1,75 hogerligt. Met het ruimschoots behalen van de bezwijkbelas-ting is de materiaalsterkte van de grond indirectaangetoond.

KleefsonderingenOmdat de plaatproeven alleen informatie gevenover de oppervlakkige bodemlagen zijn, verdeeldover de bundwalls, sonderingen uitgevoerd. Eendeel van de sonderingen is daarbij op korte tussen-afstand uitgevoerd. Wederom bleek de heteroge-niteit groot; vergelijk figuur 2 met figuur 3.


Ing. N.T. (Niki) LoonenABT (Velp) senior adviseur

civiele techniek

ir. M.C.W. (Marco) KimenaiABT (Velp)senior

adviseur geotechniek

Hoogbelaste heterogene grond

Figuur 1 – Artist impression tankpark van totaal 65 tanks.


Uit de sonderingen bleek dat op diverse plaatsen,grondlagen met een lagere conusweerstand incombinatie met een laag wrijvingsgetal voor-komen. Dit zou logischerwijs kunnen duiden op losgepakte zandlagen met weinig cohesie.

ProefbelastingIn verband met de ‘afwijkende’ resultaten van desonderingen, is er voor gekozen om de taludstabi-liteit aan te tonen middels proefbelastingen. Opbasis van de sondeergrafieken zijn de locaties voorde proefbelastingen bepaald; met name die locaties waar de bundwall voornamelijk uit zand isopgebouwd.

Met als doel een bezwijkcirkel te testen die nage-noeg gelijk is aan de maatgevende bezwijkcirkeluit het ontwerp en die bovendien door het volle-dige talud loopt, zijn stabiliteitsberekeningen gemaakt (met representatieve materiaalsterkten� =22,5o en C=4,5 kN/m2 en een bezwijkveilig-

heid van 1,0 ) om positie, afmetingen en groottevan de proefbelastingen vast te stellen. Voor desmalle bundwalls heeft dit geleid tot een boven-belasting van tenminste 58 kN/m2 over eenbreedte van 1,0 m, beginnend op 0,25 m uit dekruin. Voor de brede bundwall geldt 50 kN/m2

over een breedte van 2,0 m, eveneens 0,25 m van-uit de kruin.

De proefbelasting dient over een dusdanigelengte aan te grijpen dat het 3D effect aan de uit-einden van de bovenbelasting het proefresultaatniet meer significant beïnvloedt. Uit Plaxis 3D be-rekeningen (zie figuur 6) volgt dat de lengte van deproefbelasting 18 m zou moeten zijn. Overigens ismet Plaxis 3D voor de smalle bundwall een be-zwijkbelasting berekend van 57 kN/m2.De smalle bundwalls zijn getest met 35.778 kg perdraglineschot, oftewel 59,6 kN/m2. De gemetenverticale zakking varieerde van 15 tot 40 mm di-rect na aanbrengen van de rijplaten als massa.

Deze zakkingen waren met enkele millimeters toe-genomen vlak voor het weer verwijderen van derijplaten 3 dagen later.

De brede bundwalls zijn met 60.369 kg per dub-bele draglineschot belast, oftewel 50,3 kN/m2,waarbij de gemeten zakkingen 20 tot 40 mm be-droegen. Deze zakkingen zijn in 3 dagen met maxi-maal 10 mm nog toegenomen. Ter vergelijking: deontwerpbelasting voor incidenteel verkeer over debrede bundwalls bedraagt 23 kN/m2 over eenbreedte van 3,0 m.Op basis van de uitgevoerde grondonderzoeken isvastgesteld dat de bundwalls, welke zijn opge-bouwd uit de vrijgekomen heterogene grond, eengoede stabiliteit en stijfheid bezitten.

WATERTESTEN VAN DE TANKS

Overeenkomstig PGS29 (Publicatiereeks Gevaar-lijke Stoffen 29) “Richtlijn voor bovengrondse op-


Figuur 2-3 –Controle sonderingen bundwalls: boven cohesieve lagen.onder : los gepakt zand.

SamenvattingBij het tankpark voor Vopak te Eemshaven wordt de aanwezige heterogene onder-grond zwaar belast. Enerzijds door de tanks met een diameter van 61 m en eenvulhoogte van 20 m en anderzijds door een hoge bovenbelasting op de bundwalls(dijken rondom de tankparken) in verband met een hoge verkeersbelasting.

Door het uitvoeren van onderzoek, uitgebreide modellering, proefbelasting en monitoring bleek er veel meer mogelijk dan aanvankelijk was verwacht. Dit artikelbeschrijft de vastgestelde fenomenen.

Figuur 4–5 –Resultaat stabiliteits-

berekeningen bredebundwalls.

Boven:ontwerp, met rekenwaarden

materiaalsterkten (variabele belasting

op bundwall heeftgeen invloed

op maatgevend bezwijkvlak).

Onder:proefbelasting,

met representatieveparameters)


slag van brandbare vloeistoffen in verticale cilin-drische tanks” moeten alle tanks een watertestondergaan, onder andere om de stabiliteit van detanks te controleren. Tevens worden hiermee derestzettingen gereduceerd, zodat in dit geval,compensatie van de zakking in de gebruiksfaseniet noodzakelijk zal zijn. De waterbelasting isdaarbij hoger dan de brandstofbelastingen tijdenshet gebruik.

WaterspanningenDe fundering van een tank bestaat uit een ringvor-mige terp van steenslag onder de tankrand en eenzandbed onder de tankbodem. Een belangrijk as-pect van het watertesten is de stabiliteit van detankrand. Bij het vullen van de tank, tot uiteinde-lijk 20,5 m waterhoogte, nemen in eerste instantiede waterspanningen in de ondergrond toe. Als detank te snel gevuld zou worden, zou de funderingvan de tankrand instabiel kunnen worden.

In het ontwerpstadium is met behulp van een axi-aal-symmetrisch Plaxis 2D model vastgesteld dattot 8,5 m watervulling de fundering van de tan-krand ook in een volledig ongedraineerde situatienog voldoende stabiel is, waarbij een veiligheids-factor (MSF) van 1,15 is aangehouden. De factor1,15 is overeenkomstig de partiële materiaalfac-tor uit NEN 6740 voor de tangent op hoek van in-wendige wrijving.

Door spanningspreiding zijn de wateroverspan-ningen aan de rand van de tank echter kleiner danin het midden. Voor de locaties van de waterspan-ningsopnemers net buiten de funderingsring is, op basis van Plaxis berekeningen, een maximaaltoelaatbare wateroverspanning van 10 kPa vast-gesteld.

Om de duur van het watertesten te prognostice-ren zijn consolidatie berekeningen in Plaxis uitge-voerd. Doordat de cohesieve lagen relatief dunzijn en de tussenliggende zandlagen draineren,wordt de waterspanning relatief snel geredu-ceerd. Voor de stabiliteit van de tankrand zijnvoornamelijk de cohesieve lagen op een dieptevan enkele meters onder maaiveld relevant. Zie figuur 10.Uit de Plaxis berekening volgde een ontwikkelingvan de waterspanning die in eerste instantie vragen opriep. Bij een gelijkmatige vulling van bijvoorbeeld 2,0 m per dag neemt de waterspan-ning namelijk in eerste instantie geleidelijk toe.Vervolgens stabiliseert de waterspanning zich, omdaarna af te nemen, terwijl er wel nog steeds eentoename is van de watervulling.

Er wordt daarom in dit artikel nader ingegaan ophet consolidatieproces bij het watertesten, te


Figuur 7 - 8 – Boven: aanleggen draglineschotten op 0,25 m uit de rand / Onder: stalen rijplaten als massa.

Figuur 6 – Resultaat Plaxis 3D berekening.


beginnen bij de theorie van Terzaghi betreffendeéén dimensionale consolidatie. Door Terzaghi is de volgende differentiaalvergelijking opgesteld:

De consolidatie coëfficiënt is hierin gedefinieerdals:

In onder ander Verruijt (1990) is de exacte analy-tische oplossing van deze differentiaal vergelij-king gegeven.Op basis van de analytische oplossing blijkt dat inhet geval van een relatief langzame, lineaire toe-name van de belasting, de wateroverspanning

vanaf de start snel oploopt, maar dat de toenamedaarna steeds kleiner wordt. De maximale water-spanning wordt asymptotisch benaderd totdat debelasting niet meer toeneemt. Bij gelijk blijvendebelasting, nemen de wateroverspanningen doordissipatie snel weer af (zie figuur 11).

Dit één-dimensionale consolidatieprobleem kanook snel met behulp van Plaxis 2D bekeken wor-den, waarbij de volgende eenvoudige geometrie(figuur 12) gebruikt wordt.

Met een lineair elastisch materiaal wordt een ver-loop van de wateroverspanning gevonden diegoed overeenkomt met de analytische oplossing.Hierbij wordt de consolidatiecoëfficiënt gedefini-eerd als:

Bij het lineair elastisch materiaal model (LE) zijn de ky en de Eoed constant en daarmee ook de cv.Bij een materiaal model waarbij de stijfheid Eoedspanningsafhankelijk is, zoals het Hardening Soilmodel (HS) of het Soft Soil Creep model (SSC),wordt de cv ook spanningsafhankelijk. Het verloopvan de wateroverspanning ziet er dan ineens heel anders uit; de wateroverspanningen lopen in eerste instantie iets hoger op, maar nemen vervolgens snel weer af, ondanks dat de belastingnog steeds toeneemt. Hierbij zijn de zettingspara-meters van de 3 modellen LE, HS en SSC, zodanigop elkaar afgestemd, dat na consolidatie dezelfdeeindzetting berekend wordt. (Met de flow-para-


Figuur 9 – Luchtfoto tankpark tijdens realisatie.

Figuur 10 – Representatieve sondering tankpark.

Figuur 11 – Eén-dimensionale consolidatie.Figuur 12 – Geometri Plaxis voor één-dimensionale consolidatie.

HOOGBEL ASTE HETEROGENE GROND


meter ck kan in Plaxis de verticale doorlatendheidky ook spanningsafhankelijk gemaakt worden. Dit is in de hier gepubliceerde modelstudies nietgedaan.)

De volgende stap is om Plaxis het verloop van dewateroverspanningen te laten berekenen ondereen opslagtank, die in de tijd gelijkmatig gevuldwordt met water. Voor een dergelijke situatiegaat de vergelijking van Terzaghi niet meer op. Inplaats van zou beschouwd moeten worden,waarin e de volumerek is. In Plaxis is de correctedifferentiaalvergelijking impliciet gemodelleerd.

Daarom is in Plaxis 2D een axiaal symmetrischmesh opgezet, waarin één grondlaag van 3 m dikals ongedraineerd wordt beschouwd. Als eerstewordt de ongedraineerde grondlaag met het LEmodel beschouwd. Het verloop van de waterover-spanningen onder het midden van de opslag tankvertoont hetzelfde patroon als bij de één dimen-sionale beschouwing, zij het dat het maximum een15% hoger ligt (figuur 13). De wateroverspannin-gen aan de rand van de tank verlopen heel andersdan in het midden; de wateroverspanningennemen iets minder snel toe, lopen veel minderhoog op en nemen al weer af, nog voordat de belastingtoename gestopt is. Het verloop komtdaarmee al wat meer overeen met het spannings-afhankelijke grondmodellen uit de één dimensio-nale beschouwing, zij het dat de grootte van dewateroverspanningen kleiner blijven.

Wordt voor de ongedraineerde laag achtereenvol-gens het HS en SSC model beschouwd, dan blijktdat in het midden onder de tank het verloop vande wateroverspanningen nagenoeg conform deéén dimensionale beschouwingen verloopt. Zijhet dat bij het SSC-model er na de start er een rustperiode lijkt te zijn waarbij de wateroverspannin-gen even nagenoeg constant blijven. Aan de randvan de tank lopen de wateroverspanningen minder snel en minder hoog op en komen daar-mee redelijk overeen met het verloop bij het LE-model. Dit is te verklaren door het feit dat door debeperkte belastingspreiding op de beschouwdediepte, de grondspanningen aan de rand van detank veel minder oplopen (op het beschouwdepunt bedraagt de toename slechts 6 kPa), waar-door de cv-waarde van het HS- en SSC-model voorde rand ook nauwelijks meer is toegenomen.

Gedurende het watertesten van de verschillendetanks zijn waterspanningen in de ondergrond enzettingen van de tankrand gemeten. Om het wa-terspanningsverloop in de kleilagen te controle-ren zijn per tank 2 tot 3 waterspanningsmetersgeplaatst in de ondiepe kleilagen (NAP -1,2 m enNAP -2,8 m). Hierbij mochten de gemeten water-

Figuur 14 – gemeten waterspanningen tijdens watertest.

Figuur 15 – Consolidatie onder tankrand, bij daadwerkelijk vulpatroon.

Figuur 13 – Consolidatie onder tank, bij een lineaire toename van de vulling.




Figuur 16 – Gemeten wateroverspanningen vergeleken met Plaxis SSC. Figuur 17 – Gemeten zettingen vergeleken met Plaxis SSC.

Figuur 18 – Resultaat zakkingsmetingen watertesten. Figuur 19 – Plaxis 3D berekening van het watertesten (eerste 2 tanks).

HOOGBEL ASTE HETEROGENE GROND

overspanningen tijdens het vullen niet boven de10 kPa uitkomen ( in het ontwerpstadium reedsvastgestelde grenswaarde op basis van Plaxis 2D )en moesten de watertest doorgezet worden tot-dat de gemeten zettingssnelheid onder de 1 mmper dag was uitgekomen (eis uit de EEMUA-159welke door PGS 29 wordt aangestuurd).

De waterspanningsmeters, welke net naast de fun-datiering van de tankwand geplaatst zijn, lieteneen verloop zien waarbij de waterspanning in eer-ste instantie relatief snel oploopt om vervolgenste stabiliseren en af te nemen (figuur 14). Het“zaagtand” effect in de metingen is te wijten aanhet feit dat het vullen van de tanks met tussenpos-sen gaat; is op een dag reeds circa 2 meter waterbijgevuld, dan worden de pompen voor de rest vande dag uitgezet.

Na 4 dagen wordt de hoogste waterspanning be-reikt, waarna de waterspanning min of meer ge-lijkmatig afneemt.

Wordt in het Axiaal-symmetrisch model de daad-werkelijke vulsnelheid aangehouden, dan laatPlaxis bij al de drie de materiaal modellen een der-gelijk zaagtand effect zien in het verloop van deberekende wateroverspanningen (figuur 15).Net als bij de lineaire vulling en de één dimensio-nale consolidatie nemen de wateroverspanningenbij het SSC-model in het begin niet zo hard toe, in vergelijking met het LE- of HS-model. Zo ookverloopt het afnemen van de waterspanningen tijdens de perioden dat er niet gevuld wordt, min-der snel. Daaruit zou men kunnen afleiden dat de uiteindelijke cv-waarde voor het SSC-modelkleiner is, ondanks dat voor de 3 modellen een-

zelfde doorlatendheid k en nagenoeg eenzelfdezetting van de tankrand berekend is op het mo-ment van einde vullen, zie tabel 2.

Model LE HS SSC

kx=ky [m/dag] 0,01 0,01 0,011Zetting [mm]1D (1,5 m hoog) 75 50 75Lineaire vulling 235 210 199Werkelijke vulling 216 215 220

Tabel 2 – Doorlatendheid en berekende zetting

Het blijkt dat het SSC-model bij back-analysis hetbeste te fitten is op de resultaten van de water-spanningsmeters (zie figuur 16).

ZettingenUit de zettingsmetingen blijkt dat de tanks nog


steeds zakken op het moment dat de gemeten wateroverspanningen zo goed als verdwenen zijn.Hieruit is te concluderen dat de ondergrond aankruip onderhevig is. Het is daarom niet verwonder-lijk dat het verloop van de gemeten zettingen ach-teraf opnieuw met het SSC-model het beste tefitten zijn. Zie figuur 17.

Op basis van de resultaten van de zakkingsmetin-gen aan alle 11 opslagtanks kan worden vastge-steld dat de gemiddelde zakking van de tanksachteraf relatief goed is geprognosticeerd. Zie figuur 18.De berekende zakkingsverschillen over een tan-krand bleken echter royaal te zijn overschat. Deanalyse achteraf is dat de overschatting veroor-zaakt wordt doordat per tank 10 keer een zettingwordt berekend op basis van de bijbehorende 10sonderingen. Dan wordt echter geen rekening ge-houden met het feit dat door belastingspreidingin de grond onderlinge verschillen in bodemop-bouw genivelleerd worden. Eerste berekeningenvan één tank in Plaxis 3D bevestigen dat met ge-avanceerder rekenen nauwkeurigere resultatenkunnen worden bereikt. Deze mogelijkheid zalvoor toekomstige projecten dan ook zeker wordenoverwogen.Indien alle tanks van een tankput in een 3D bere-

kening gemodelleerd worden, dan wordt tevensook de mogelijke onderlinge beïnvloeding van detanks beschouwd (zie figuur 19). Voor de eerstetwee tankputten van Vopak Eemshaven blijkt datde afstand tussen de tanks dusdanig groot is datonderlinge beïnvloeding minimaal is.

Pas op grotere diepte nemen de korrelspanningonder de ene tank toe als gevolg van het vullen vaneen naast gelegen tank. En op die grotere dieptekomen, in het geval van tankpark Eemshaven, zet-tingsgevoelige lagen nagenoeg niet meer voor.

CONCLUSIES EN AANBEVELINGENEen design & construct contract bied een aanne-mer de mogelijkheid om verschillende grondlagendie vrij komen bij de aanleg van een tankput, metelkaar te vermengen en te hergebruiken voor deopbouw van bundwalls rondom een tankput. Wel dient dan op basis van aanvullend onderzoekop de verkregen heterogene grond aangetoond teworden dat de vereiste sterkte parameters overalgehaald worden. Met plaatdrukproeven, sonde-ringen en proefbelastingen is voor de eerste tweetankputten van het tankpark Vopak te Eemshavenaangetoond dat de verkregen stabiliteit van debundwalls voldoende groot is.

Bij het watertesten van een opslagtank is de stabiliteit van de ringfundering onder de tan-kwand een belangrijk aspect. Omdat waterover-spanningen onder de fundering tijdens het vullenvan de tank niet te hoog mogen oplopen, wordendeze in de ondergrond gemonitoord. Het verloopvan de waterspanningen in cohesieve lagen wordtnaast de consolidatiecoëfficiënt van de betref-fende grondlaag, ook bepaald door het vulpatroontijdens het watertesten. Bovendien blijkt uit modelberekeningen dat als gevolg van spannings-spreiding de opbouw en dissipatie van waterover-spanningen onder het midden van een tank weleens heel anders kan verlopen dan aan de rand vande tank waar daadwerkelijk gemeten wordt. Hetwordt dan ook aanbevolen om bij het watertestenvan een tank ook eens onder het midden van detank de waterspanning te monitoren, om zo te achterhalen in hoeverre de consolidatiecoëfficiëntnu spanningsafhankelijk is.

Gezien de grootte van de tanks kunnen zettingennauwkeuriger voorspeelt worden aan de hand van3-dimensionale berekeningen, waarin de lokalevariaties in de ondergrond meegenomen zijn. Doorbelastingspreiding in de grond worden deze verschillen namelijk genivelleerd en blijven zet-tingsverschillen over de tankrand beperkter. �

Uw actuele nieuws staat het beste op www.vakbladgeotechniek.nl

www.vakbladgeotechniek.nl is een eerste aanspreekpunt voor nieuws uit de wereld van geotechniek. Plaats uw nieuws in de rubriek ‘Actueel’. Of kies voor een ‘web-vertorial’, gebruik de vacature-pagina, plaats een banner die naar uw site verwijst.

Bespreek de mogelijkheden met Educom, uitgever online en in druk: 010 - 425 6544 www.uitgeverijeducom.nl

Plaats op Actueel

uw nieuwste ontwikkelingen.

Uw bannerhier verwijst direct naar

uw website.

Uw ‘highlights’kunnen hier

op Home een prominente

plaats krijgen




Ingezonden

De auteurs Van Baars, Bautista en Becker hebbeneen interessant artikel geschreven over de Luxem-burgse bodem en de zwakke Rhät klei. Interessantom in het Nederlandstalige geotechnische vakbladkennis te kunnen nemen van deze voor veel Neder-landse en Vlaamse geotechnici onbekende grond-lagen. Getuige de illustraties bij het artikel is hetonderzoek dat door de auteurs wordt uitgevoerdook voor de Luxemburgse samenleving relevant.Aan het einde van het artikel wordt door de au-teurs de voorlopige conclusie getrokken dat deLuxemburgse Rhät-klei wel eens een klei met delaagste (piek) wrijvingshoek ter wereld zou kunnenzijn. Om definitieve conclusies te kunnen trekkenmaken de auteurs plannen voor een vervolg vanhet onderzoek.

Na het lezen van het artikel over het eerste deelvan het onderzoek naar de Rhät-klei blijven er di-verse vragen over. De intrigerende voorlopige con-clusie die in het artikel wordt getrokken draagthier ook aan bij. Zo wordt in het artikel summieringegaan op de aard van de klei. Het zou interes-sant zijn om te weten wat het type kleimineralenin deze klei is. Daarnaast ook wat de samenstellingvan de klei is in percentages klei, zand en silt. Ookde plasticiteitsindex is niet vermeld.

In het artikel wordt niet ingegaan op de belasting-geschiedenis van de kleilaag. De kleilaag ligt opeen constante hoogte, maar de diepte ten op-zichte van het maaiveld is door de gevarieerde ero-sie sterk wisselend, leggen de auteurs uit. Watbetekent dit voor de actuele verticale effectievespanning en voor de overconsolidatieratio van deklei? Dit is belangrijke informatie om de gepresen-teerde resultaten van de triaxiaalproeven te kunnen duiden. Een ander relevant punt is of deklei in het veld zich in verzadigde of onverzadigdetoestand bevindt en of er sprake is van structuur-vorming in de kleilaag.

Ten aanzien van de resultaten van de triaxiaalproe-ven zou het presenteren van spanningspaden (ins’:t- of p’:q-diagram) en spanning-rek curves(t/s’:ε- of q/p’:ε-diagram) meer inzicht kunnengeven aan de lezers in het gedrag van de monsterstijdens de afschuiffase van de triaxiaalproeven. Er wordt door de auteurs wel het een en ander ver-teld over de Skempton A factoren, maar span-ningspaden geven veel meer inzicht dan Mohr-cirkels. Overigens hebben Roscoe et al. (1958) al laten ziendat er een verband is tussen de Skempton A factoren de overconsolidatieratio. Ook de overconsoli-

datieratio van de Rhät-klei zou dus een reden kun-nen zijn voor de lage A factoren die de auteurshebben gevonden.

Op basis van de verkregen Mohr-cirkels hebben deauteurs een rechte Mohr-Coulomb lijn veronder-steld. Daarbij is de Mohr-Coulomb lijn lineair geëx-trapoleerd vanaf de Mohr-cirkel van de laagsteopgelegde consolidatiespanning van 300 kPa naarde spanning van 0 kPa. In dit lagere spannings-bereik zijn blijkbaar geen triaxiaalproeven uitge-voerd. Lineair extrapoleren naar de lagere span-ningen is in de geotechniek gangbaar, maar in dit geval is de stap erg groot. In het artikel wordtgerefereerd aan Londen-klei. Burland (1990), Terzaghi et al. (1996) en Gasparre (2005) laten zien dat Londen-klei een gekromde Mohr-Cou-lomb lijn heeft, met een heel lage cohesie (bij σCl v

= 0 kPa). Wellicht geldt dit ook voor de Rhät-klei.

Ook wordt gerefereerd aan Nederlandse kleien,waarvoor een minimale hoek van inwendige wrij-ving van 17,5 graden mag worden aangehouden.Voor dit laatste geldt dat dit het gebied van de la-gere spanningen betreft (tot σCl v ≈ 100 kPa), waarde auteurs geen triaxiaalproeven hebben uitge-voerd. Met één of meer triaxiaalproeven op deRhät-klei bij lagere consolidatiespanningen zoukunnen blijken dat de hoek van inwendige wrijvingin dat lagere spanningsbereik niet veel afwijkt vanwat in Nederland mag worden toegepast. Dat zou dan ook aansluiten bij een gekromdeMohr-Coulomb lijn, zoals dat ook voor Londen-kleiis vastgesteld. De hoek van inwendige wrijving isdan uiteraard geen vaste waarde, maar een waardedie afneemt bij toename van het spanningsniveau.

In het licht van de voorlopige conclusie in het arti-kel zou het interessant zijn wanneer de auteursaanvullende gegevens over de Rhät-klei zoudenkunnen laten zien. Wanneer deze gegevens op dit moment nog niet beschikbaar zijn, kan het verzamelen van deze gegevens wellicht wordengecombineerd met het vervolgonderzoek, datdoor de auteurs wordt voorbereid.

Reactie op De Luxemburgse bodem en de zwakke Rhät kleiArtikel door Prof. Dr. Ir. Stefan van Baars, B.Sc. Miguel Bautista, Dipl.-Geol. en Rolf Beckerin Geotechniek jaargang 17, nummer 2, april 2013

Alexander van Duinen DeltaresCor Zwanenburg Deltares


Ingezonden

Referenties– Burland, J. B. (1990). On the compressibility andshear strength of natural clays. Géotechnique 40,No. 3, 329-378.– Gasparre, A. (2005). Advanced laboratory charac-terisation of London clay. Imperial College London.PhD thesis.– Roscoe, K.H., Schofield, A.N. & Wroth, C.P.(1958). On the yielding of soils. Géotechnique 8,No. 1, 22-53.– Terzaghi, K., Peck, R.B. & Mesri, G. (1996). SoilMechanics in Engineering Practise. Third Edition.John Wiley & Sons, Inc. New-York.

_________________________

Antwoord op de reactie van Van Duinen en Zwanenburg

Een onderzoek bestaat vaak uit meerdere fasen. Deeerste fase was om een verklaring te vinden voor devele problemen bij bouwputten in de buurt van deRhät-klei. Die lijkt nu gevonden in de lage wrijvings-hoek. In een vervolgfase zal eerst moeten worden ge-keken of met nieuwe en ook betere monsters opnieuw

dezelfde resultaten worden behaald. Vervolgens komtde vraag hoe het mogelijk is dat een wrijvingshoek zolaag is. Die vraag speelt natuurlijk ook bij ons. Wijdelen dan ook grotendeels de visie van Van Duinen enZwanenburg. Helaas is er geen literatuur die zegt datbij een bepaalde klei/zand verhouding, of bij een be-paalde plasticiteitsindex een dergelijke lage wrijvings-hoek te verwachten is, simpelweg om dat eendergelijk lage waarde niet eerder is gevonden. In eenuitgebreider vervolgonderzoek moeten al die puntentoch voor de volledigheid onderzocht gaan worden.Overigens is het zandgehalte van de klei hoog. Echterdie korrels drijven als het waren in de klei en lijken dusgeen extra wrijvingsweerstand op te bouwen.

De belastingsgeschiedenis is bekend gezien de geo-logie: de klei is vroeger erg zwaar belast geweest enin de loop van de tijd door erosie weer in de buurt vanhet oppervlak gekomen. De overconsolidatieratio vande klei is dus erg groot en de actuele effectieve span-ningen zeer klein. We vermoeden dat dit essentieel isvoor de lage wrijvingshoek, maar daarvoor bestaatnog geen gevestigde theorie. Omdat het hier steedsom hellingen in erosiegebieden handelt, is de grondslechts gedeeltelijk verzadigd. Ook dat kan, gecom-

bineerd met de hoge overconsolidatieratio, invloedhebben op de resultaten want tijdens het consolide-ren is gepoogd om het monster volledig te verzadigen.Vandaar ook een belastingsfase zowel zonder als metbackpressure, om de waterspanningsveranderingbeter te kunnen meten, echter er worden tijdens be-lasten en bezwijken nauwelijks veranderingen van dewaterspanningen gemeten, hetgeen een lage Skemp-ton A factor oplevert en dus ook een effectief span-ningspad die nagenoeg gelijk is aan het totalespaningpad.

De spanning-rek grafieken laten een redelijk normaalbeeld zien tijdens de afschuiffase (zie figuur A1 hier-onder). Ook geven de eindresultaten geen aanwijzin-gen die afwijken van een rechte Coulomb-lijn. Echterwe delen de mening dat een triaxiaalproeven met lagere celspanningen in het vervolgonderzoek onont-beerlijk zijn, zodat niets bij voorbaat wordt uitgeslo-ten, én dat andere deskundigen hierbij wordenbetrokken. Ik zou dan ook willen voorstellen dat weonze krachten bundelen in dit misterie van de lagewrijvingshoek.

Stefan van Baars Universiteit van Luxemburg



CUR-Aanbeveling 109 “Akoestisch door-meten van betonnen funderingspalen”In het vorige nummer van “Geotechniek” is gemelddat een breed samengestelde CUR commissiebezig is met herziening van CUR-Aanbeveling 109‘Akoestisch doormeten van betonnen funderings-palen’. Inmiddels heeft deze CUR commissie VC 99haar werkzaamheden afgerond. In de herzieneAanbeveling is de berekening voor de optimalepulsduur van het meetsignaal aangepast en de

meetprocedure verder verfijnd. Ook de bij de in-terpretatie toe te passen parameters zoals filte-ring, versterking en aan te houden golfvoort-plantingssnelheid zijn nader gedetailleerd. Hetoverzicht van meetapparatuur is geactualiseerd.Tevens zijn nieuwe voorbeelden uit de meetprak-tijk toegevoegd. Tot slot is een aantal kleine tekstuele verbeteringen aangebracht.

De herziene CUR-Aanbeveling 109 is te down-loaden via www.cur-aanbevelingen.nl voor € 35,-.

CUR 166 “Damwandconstructies” - erratumEr is wat discussie/onduidelijkheid over de indelingin de nieuwe veiligheidsklassen. Onderstaand eenvoorstel van de rapporteur ir. H.L. Jansen voor eenerratum/aanvulling betreffende deel 1 van CUR166. Voor deel 2 is eenzelfde erratum opgesteldvoor hoofdstuk 2.4.2. Het complete erratum is tedownloaden via www.curbouweninfra.nl

2.2 Veiligheidsniveau en ontwerpbenaderingen.......Conform NEN-EN 1990 worden damwandcon-structies ingedeeld in de volgende 3 veiligheids-klassen beschouwd:– CC1/RC1:geringe gevolgen ten aanzien van hetverlies van mensenlevens en/of kleine of verwaar-loosbare economische of sociale gevolgen of ge-volgen voor de omgeving; bijvoorbeeld een on-

diepe bouwput (een-laags kelder) en een kademuurmet een beperkte kerende hoogte (max. 5 m);– CC2/RC2:middelmatige gevolgen ten aanzienvan het verlies van mensenlevens en/of aanzien-lijke economische of sociale gevolgen of gevolgenvoor de omgeving; bijvoorbeeld een diepe bouw-put (twee of meer bouwlagen) in binnenstedelijkgebied, een damwand langs een binnenwater eneen kadewand van een zeehaven met een grote kerende hoogte (> 5 m);– CC3/RC3:grote gevolgen ten aanzien van hetverlies van mensenlevens (enkele tientallen) en/ofzeer grote economische of sociale gevolgen voorde omgeving; bijvoorbeeld bij bijzondere construc-ties en (damwanden in) een primaire waterkering.De uiteindelijke keuze van de klasse wordt per pro-ject bepaald op basis van een afweging van risico'sten aanzien van mensenlevens en economie.

Veelrijwel alle damwandconstructies voor ondiepebouwputten, grondkeringen en waterkeringen (exclusief primaire waterkeringen) behoren tot veiligheidsklasse RC1 volgens NEN-EN 1990CURII,dat wil zeggen de vroegere klasse CURII RC1 volgens NEN-EN 1990. Het verschil in �-waardenis gering en daarom acceptabel. De neiging om 'standaard' damwandconstructies altijd in de zwaarste klasse (RC3 CURIII respectievelijk CU-RIIIRC3) in te delen, kan leiden tot onnodig zwareconstructies.

Ook voor het ontwerp van kademuren met een kerende hoogte tot 5 m wordt volgens CUR-publi-catie 211HQuay Walls andboek Kademuren uitge-

Onder redactie vanIng. Fred Jonker

Update van de Commissies

SBRCURnet info

Fusie CURNET en SBR - vervolgOp 4 maart jl. zijn SBR en CURNET gefuseerd tot denieuwe organisatie SBRCURnet. Zoals eerder ge-meld, zal er inhoudelijk niet zoveel veranderen; deaanpak van onderzoek en ontwikkeling op het ge-bied van de geotechniek blijft zoals die was: innauwe samenwerking met de sector, en gesteunddoor de overkoepelende commissie CUR-Geo.SBRCURnet heeft een eigen nieuw logo ontwik-keld. Een logo waarin het woordbeeld en beeld-merk met elkaar zijn geïntegreerd. Een logo als eenstempel dat past bij een organisatie met een

veelzijdig gezicht en een autoriteit is op het gebied van kennis in deze sector. Het logo draagteen nieuwe ambitie/belofte uit en omsluit tweekennisplatforms met een eigen autonomiteit. Bewust is afgestapt van de oorspronkelijkeblauwe kleuren uit het SBR- en CURNET-logo enis ge-kozen voor oranje. We vonden het belangrijkde nieuwe ambities die deze fusie beoogt krachtbij te zetten door een omslag in kleur. Oranje isnaast de kleur van nationale ambities ook de kleurvan verbinding maken, samenwerken, ondersteu-ning, creativiteit, dynamiek en energie.


SBRCURnet info

gaan van veiligheidsklasse RC1. Alleen voor dam-wanden of kademuren die deel uitmaken van eenprimaire waterkering geldt veiligheidsklasse RC3.

SBR Trillingsrichtlijn, deel A “Schade aan gebouwen” In de SBR-trillingsrichtlijn wordt voor diversebouwwerken aangegeven bij welke trillingssnel-heid, door middel van een grenswaarde, er kans opschade kan optreden. De kans op schade is medeafhankelijk van de constructiewijze, de huidigestaat van het bouwwerk en het type fundering. Dithoudt dus niet in dat bij overschrijding van degrenswaarde er ook daadwerkelijk schade op-treedt. Zelfs bij een ruime overschrijding zou hetwel eens zo kunnen zijn dat er uiteindelijk geenschade optreedt.

Niet alleen trillingen als gevolg van de hierbovengenoemde aanleidingen kunnen schade veroorza-ken. Ook trillingen als gevolg van een aardbevingkunnen leiden tot schade. Hierover wordt in deSBR-trillingsrichtlijnen (nog) niets gezegd.

De SBR commissie die zich ontfermt over de actua-lisatie van de SBR-trillingsrichtlijnen is van meningdat onderzocht dient te worden of de grenswaar-den te conservatief zijn ingestoken. Niet alleen degrenswaarden dienen te worden onderzocht, ookwordt bekeken of de beschrijving van de drie cate-gorieën (categorie 1: hoofddraagconstructies inbeton of hout; categorie 2: draagconstructies inmetselwerk; categorie 3: monumentale gebouwenmet cultuurhistorische waarde) nog relevant is.Daarnaast zou er één en ander verbeterd kunnenworden in de leesbaarheid van de richtlijnen. Er ligteen voorstel voor actualisatie dat door de SBR-commissie wordt ondersteund. De financieringvoor realisatie van de actualisatie moet nog wor-den geregeld.

Risicogestuurd Grondonderzoek (CUR publicatie 247)Op welke wijze maak je per projectfase verant-woorde en risicogestuurde keuzes voor grondon-derzoek? Deze vraag staat centraal in de nieuweCUR-richtlijn 247 ‘Risicogestuurd Grondonder-zoek’. De richtlijn is een gezamenlijke uitgave vanCUR Bouw & Infra en Geo-Impuls.

Het kunnen beschikken over grondonderzoek vande juiste omvang en soort, is een belangrijke voor-waarde voor succes bij de aanleg van infrastruc-tuur, waarbij projecten binnen de geplande tijd enkosten worden uitgevoerd. De veranderde rolver-deling tussen opdrachtgever en opdrachtnemer,en de doelstelling om de innovatiekracht van demarkt optimaal te benutten, hebben geleid tot debehoefte aan een richtlijn die aangeeft welk grond-onderzoek in welke projectfase moet worden uit-gevoerd.

In de nieuwe richtlijn is per projectfase vastgelegdop welke wijze verantwoorde en risicogestuurdekeuzes voor uit te voeren grondonderzoek kunnenworden gemaakt. De genoemde projectfasen variëren hierbij van Initiatieffase tot DefinitiefOntwerp. Tevens is de rol van zowel opdrachtgeverals opdrachtnemer aangegeven per projectfase,waarbij onderscheid is gemaakt naar verschillendecontractvormen.

Voor een groot aantal typen civieltechnische con-structies is deze aanpak uitgewerkt en uitgebreidbeschreven. De opzet van de rapportage vormt tevens een raamwerk waarbinnen desgewenst inde toekomst nog andere constructietypen kunnenworden opgenomen.CUR-richtlijn 247 is voor € 50,- (incl. BTW en

verzendkosten) te bestellen via www.curnet.nl

Kwaliteit van grondonderzoekIn het nummer van oktober 2011 is melding ge-maakt van een gehouden workshop onder hetthema ‘Geotechnisch ontwerpenvan grondonder-zoek tot gerealiseerd project’. Die workshop werdgehouden op initiatief van de VOTB, de Verenigingvan Ondernemers in Technisch Bodemonderzoek.Als vervolg daarop is een plan van aanpak geschre-ven en financiering geregeld om de eerste stap tezetten. Die stap betreft het uitvoeren van een ver-gelijkend onderzoek naar de mate van verstoringbij verschillende boor- en monsternametechniekenen de invloed hiervan op de uitkomsten van labo-ratoriumproeven.

Het resultaat van het vergelijkende onderzoek zalleiden tot een beter inzicht in de kwaliteitsver-schillen tussen de verschillende boor- en be-monsteringstechnieken en als gevolg daarvan eenheroverweging van de voor een bepaald soort laboratoriumonderzoek gebruikelijke wijze vanboren en bemonsteren. Het onderzoek richt zich indeze fase op het materiaal veen.

Veen is vermoedelijk niet de meest uitgelezengrondsoort om verschillen te onderzoeken, maaranderzijds staat deze grondsoort centraal bij bv.toetsing van waterkeringen.

In een later stadium kan een uitgebreider proeven-programma worden vastgesteld, waarbij anderetechnieken, meerdere grondsoorten (humeuzeklei, siltige klei) en een meer uitgebreid laborato-rium onderzoek aan de orde komen.De volgende boor- en bemonsteringstechniekenworden betrokken:– Ackermann steekbus, geslagen in de bodem vaneen met verbuizing gepulst boorgat– Idem, doch weggedrukt– Begemannboring– Stationary Piston Sampler– Holle avegaar met kernbuis en liner– Monstername dmv Sonic Drilling

Het onderzoek levert eind 2013 resultaten. Tijdensde Geotechniekdag van 5 november a.s. zal dit project worden gepresenteerd. �



InleidingSinds enkele decennia wordt er gerekend aan destabiliteit van bestaande waterkeringen, tochblijkt het nog altijd lastig sterkte parameters voormet name humeuze kleien veenlagen vast te stel-len. In het blad Geotechniek is met enige regel-maat aandacht voor parameterbepaling van(slappe) grond ten behoeve van de stabiliteitsana-lyse van waterkeringen (Koelewijn et al 2002,2003, Lindenberg et al 2003, Den Haan 2006,2010, 2011, Duinen & Calle 2006, Greeuw 2007,Golovanova 2009, Stoop 2010). De discussie spitstzich toe op de wijze waarop laboratoriumproeven

moeten worden uitgevoerd en geïnterpreteerd omrepresentatief te zijn voor het gedrag van de ori-ginele grondlaag waaruit de beproefde monterszijn gestoken. Om de discussie een stap verder tebrengen hebben het Hoogheemraadschap Hol-lands Noorderkwartier en Rijkswaterstaat-Water-dienst het initiatief genomen tot het uitvoeren vaneen praktijkonderzoek waarin de nadruk ligt opgrootschalige bezwijkproeven in het veld. Het onderzoek, onder de titel praktijkonderzoek Dijkenop Veen, richt zich specifiek op het bepalen vansterkte eigenschappen van veen ten behoeve vanstabiliteitsberekeningen van bestaande dijken.

Het totale onderzoek is te groot om in één artikelte beschrijven. Dit artikel gaat specifiek in op desterkte bij lage spanningen, de situatie die zich aande teen van het dijklichaam en het achterlandvoordoet.

ProefveldHet proefveld is gelegen langs de Markermeer-dijk, Noord-Holland, ten noorden van het dorpUitdam. Op het terrein is een groot aantal borin-gen en sonderingen uitgevoerd. Figuur 1 geeft eenoverzicht van de gevonden grondopbouw terplaatse. Het totale slappe lagenpakket is terplaatse circa 10 m dik. Na een kleiige toplaag vanenkele decimeters volgt een veenlaag met eendikte van 4,5 à 5 m. Op hoofdlijnen is de veenlaagte omschrijven als riet-zeggeveen met een in-deling in de Von Post classificatie als H2 tot H3;weinig vergane plantenresten waaruit helderwater wordt geperst.

Figuur 2 geeft de geotechnische karakteriseringvan de veenlaag en deels van de onderliggendekleilaag. De linkergrafiek geeft het verloop van dedichtheid van het veen en de dichtheid van devaste stof in de diepte. De overgang van de veen-laag naar de onderliggende kleilagen is duidelijkzichtbaar in de toename in dichtheid vaste stof. Dedichtheid van het veen is, met uitzondering van de


Een vergelijking tussen laboratoriumproeven en veldmetingen

De bepaling van sterkte-eigenschappen van veen

Dr. Ir. C. (Cor) ZwanenburgDeltares, Geo-engineering

Figuur 1 – Opbouw ondergrond ter plaatse van het proefveld.

Figuur 2 - Karakterisering van de veenlaag, links natuur-lijke dichtheid en dichtheid vaste stof [t/m3], midden watergehalte, w [ - ] en rechts gloeiverlies N [ - ].


toplaag, nauwelijks groter is dan de dichtheid vanwater. De middelste figuur toont het verloop vanhet watergehalte, w. Hierbij is het watergehalteniet in een percentage uitgedrukt. Ook in het ver-loop van het watergehalte is de overgang van deveenlaag naar de onderliggende kleilaag duidelijkherkenbaar. De rechtergrafiek toont het gloeiver-lies, N. De gevonden waarden uit figuur 2 sluitengoed aan bij de omschrijving van Nederlandseveensoorten uit Den Haan & Kruse (2007).

Uit de booropbrengst van twee boringen zijn met halve meter onderlinge afstand proefstukkengeselecteerd voor het uitvoeren van samendruk-kingsproeven. Tevens zijn proefstukken geselec-teerd voor het uitvoeren van K0-CRS proeven.Figuur 3 geeft in de linkergrafiek het verloop vande grensspanning, svc over de diepte. Als gevolgvan de lage dichtheid die voor de monsters is gevonden kan de verticale effectieve spanningniet exact worden bepaald. Geschat wordt datdeze in de orde van 0 tot 2 kPa ligt. De gevondengrensspanning is duidelijk groter. De rechtergra-fiek toont het verloop van de K0-waarde. In deveenlaag is deze duidelijk lager, K0 = 0,27 0,02,dan in de onderliggende kleilagen, K0 = 0,51. Delage waarde is kenmerkend voor veen, (Den Haan& Kruse, 2007).

Beschrijving veldproevenIn totaal zijn er 6 grootschalige bezwijkproeven

uitgevoerd. Dit artikel concentreert zich op de eerste en tweede proef. In deze proeven is deveenlaag direct tot bezwijken belast. Dit in tegen-stelling tot de andere proeven waarbij eerst eenvoorbelasting is aangebracht en na enige wacht-tijd, waarin consolidatie en kruip optrad, is door-belast tot bezwijken optrad. De twee hierbesproken proeven zijn vrijwel identiek uitge-voerd. De grootte van de optredende vervormingen de bezwijkbelasting kwamen in beide proevenvrijwel overeen. Hieruit is geconcludeerd dat de resultaten reproduceerbaar zijn.

Figuur 4 geeft een schets van de uitvoeringswijzevan de proeven. In het veld is een rij betonplatengelegd. Op deze platen is een rij van 4 containersgeplaatst met afmetingen 6,90 ×2,35 × 2,25(l×b×h). De proef is in drie fasen uitgevoerd. In deeerste fase is voor de containerrij stapsgewijs eensloot ontgraven. De geplande diepte van de slootis mv – 2,5 m. Door opvering van het veen na ont-graven is de gerealiseerde ontgraving circa mv -2,0m. De insteek van de sloot ligt op 1 m afstand van

de betonplaat. De taludhelling is 1:1. In de tweedefase zijn de containers in stappen van 25 cm gevuldmet water. De beslissing om door te gaan naar devolgende stap is telkens genomen op basis van hetgemeten vervormingsverloop van de ondergronden het gemeten waterspanningsverloop. De derdefase bestaat uit het stapsgewijs verlagen van dewaterstand in de sloot.

Figuur 5 geeft een schets van de monitoring, bestaande uit drie meetraaien. In de meetraaienzijn de horizontale verplaatsingen en waterspan-ningen gemeten. In de middenraai is op drie diep-ten in de veenlaag en in de onderliggende kleilaagde waterspanning gemeten. In de twee buitensteraaien is op twee diepten in de veenlaag de water-spanning gemeten. Naast de instrumentatie in de meetraaien is ookde verticale verplaatsing van de twee middelstecontainers gemeten, de waterstand in elke contai-ner afzonderlijk, de waterstand in de gegravensloot en bij de tweede proef de hoogte van deslootbodem.


SamenvattingDe waarde van de bepaling van sterkte – eigenschappen van veen; een vergelijkingtussen laboratoriumproeven en veldmetingen.Ondanks de lange ervaring met het toetsen van de stabiliteit van bestaande dijkenblijft het lastig sterkte eigenschappen van met name veen en humeuze klei te bepalen. Hiervan getuigt een relatief grote hoeveelheid artikelen die in Geotechniek over dit onderwerp zijn verschenen. Dit artikel beschrijft enkele

grootschalige bezwijkproeven. In deze bezwijkproeven is grootschalig bezwijkenin een veenlaag opgewekt waarna de resultaten zijn vergeleken met de resultatenvan conventionele en minder conventionele laboratoriumproeven. Hieruit volgtdat het sterkte-gedrag van veen minder mysterieus blijkt dan in de dagelijkse ingenieurspraktijk soms wordt verondersteld.

Figuur 3 - Verloop grensspanning, vc en K0 met de diepte.

Figuur 4 - Schets uitvoeringswijze proeven 1 en 2.

Figuur 5 - Opzet monitoring, SAA = meting horizontaleverplaatsing, VWP = waterspanningsmeter.



Foto 1 - Impressie opbouwen proefopstelling: plaatsing betonplaten, meet-instrumenten zijn ruim daarvoor geplaatst / 2 Plaatsing containers / 3 Opstelling gereed voor proef.

1

3

2

Foto 4 - Impressie proef uitvoering: fase 1, graven sloot / 5 fase 2,vullen container / 6 fase 3 verlagen waterstand in sloot / 7 Bezwijken.

4

5

6

7


Sterkte bij lage spanningen; theorie voor kleiDe beschikbare modellen waarmee het grond-gedrag wordt beschreven zijn ontwikkeld voor kleien zand. In deze paragraaf wordt eerst ingegaanop de beschrijving van het sterktegedrag voor klei bij lage spanning. In de volgende paragraafworden enkele specifieke aspecten van het veen-gedrag besproken. Onder andere Schofield (2001)beschrijft twee benaderingen die in de internatio-nale praktijk bij het beschrijven van de sterkte van klei worden toegepast, zie figuur 6. Links is de benadering volgens Terzaghi gegeven. In dezebenadering wordt de sterkte van grond gedefini-eerd door een cohesie, c’ en hoek van inwendigewrijving, �’. Deze benadering heeft ingang gevon-den in de Nederlandse praktijk van het toetsen vanwaterkeringen. Bij de benadering volgens Taylorspeelt het verschil in normaal geconsolideerd gedrag en overgeconsolideerd gedrag een groterol. Bezwijken van klei wordt in deze benaderinggedefinieerd als bereiken van de critical state. Bijover geconsolideerd gedrag wordt voor het berei-ken van de critical state een sterkte gevonden diehoger is dan de critical state sterkte, dit is depieksterkte. Bij doorgaande vervorming neemt

vervolgens de maximaal te mobiliseren weerstandaf tot de critical state toestand wordt bereikt.

In de praktische uitwerking van de Taylor benade-ring speelt de grensspanning een belangrijke rol,zie bijvoorbeeld (Jardine et al., 2004 en Suzuki &Yasuhara, 2007). Ladd & Foot (1974) geeft een veel gebruikte be-schrijving van de sterkte in relatie tot de grens-spanning:

(1)

Waarin su de ongedraineerde schuifweerstandweergeeft, ’vi de verticale effectieve terrein-spanning, vc de grensspanning, S geeft de on-gedrianeerde schuifsterkte ratio bij normaal ge-consolideerde condities weer, S = (su/vc)nc. Deparameter m is gerelateerd aan de stijfheid, zie(Wood, 2007). Hier is de waarde voor m bepaalduit het fitten van meetdata.

Sterkte bij lage spanningen; VeenLaboratoriumproeven op veen vertonen op eenaantal punten gedrag dat afwijkend is van het ge-

drag dat bij kleiproeven wordt gevonden. Figuur7 toont de spanningspaden van isotroop geconso-lideerde triaxiaalproeven uitgevoerd op monstersuit de proeflocatie Uitdam. Alle monsters zijn ge-consolideerd bij een isotrope spanning die gelijkof groter is dan de grensspaning. In de grafiek isook de Tension Cut Off, TCO, lijn weergegeven. DeTCO-lijn geeft de combinatie van punten waarvoorgeldt dat de horizontale effectieve spanning gelijkaan nul is geworden. Deze lijn heeft per definitieeen helling van p’ = q/3. Alle spanningspadenlopen naar deze lijn toe, waarna ze afbuigen. Ditgedrag is typisch voor veenmonsters, (zie o.a. DenHaan 2006).

Figuur 7 geeft aan wanneer in de proeven de ver-ticale rek overeenkomt met 2%, 5% 10 % en 15%.In de huidige, Nederlandse, praktijk is het gebrui-kelijk om de sterkte parameters uit triaxiaalproe-ven te bepalen bij een bepaald rekpercentage, bv2% of 5%. De tabel naast figuur 7 toont de waar-den voor c’ en �’ die op basis van de verschillenderekcriteria zijn bepaald. Bij een hogere rekcrite-rium volgt een hogere hoek van inwendige wrij-ving. De cohesie blijft in alle gevallen laag. Denegatieve waarden, die bij grotere rekken wordengevonden, volgen rechtstreeks uit de toegepastefitprocedure. De wijze waarop in de dagelijksepraktijk met dergelijke negatieve waarden wordtomgegaan verschilt per project en /of adviesbu-reau. Figuur 7 geeft de K0-lijn, gebaseerd op de K0waarden uit figuur 3. De K0 – lijn geeft de combi-naties van p’ en q weer die voor normaal geconso-lideerd 1D situatie aanwezig zijn, bijvoorbeeldonder een uitgestrekt horizontaal maaiveld. Despanningspaden van de isotroop geconsolideerdeproeven bereiken de K0 conditie pas na 5% rek. Dit betekent dat de sterkte parameters die zijn bepaald met het 2% respectievelijk 5% rek cri-

Figuur 8 – Spanningspaden DSS proeven, 15 proeven zijn geconsoli-deerd bij 50 kPa en bij een lagere spanning ge-herconsolideerd.

DE BEPALING VAN STERKTEEIGENSCHAPPEN VAN VEEN


Figuur 6 – Verschil Terzaghi en Taylor benadering, naar Schofield (2001).

Figuur 7 – Spanningspaden isotroop, normaal, geconsolideerde triaxiaal compressie proeven, rechtsboven bepalingswijze su, rechtsonder gedraineerde sterkte eigenschappen bepaald bij toenemende rekcriterium. p’ = effectieve isotrope spanning, q = deviator spanning.


terium lager, respectievelijk gelijk, zijn aan deschuifweerstand die reeds bij normaal geconsoli-deerde 1D situatie is gemobiliseerd. Dit is ook geconstateerd door Den Haan (2006).

De ongedraineerde schuifsterkte is bij deze proe-ven bepaald zoals beschreven door Den Haan &Kruse (2007), zie inzet figuur 7. Hierbij is hetrechte deel van het spanningspad geëxtrapoleerd.Het snijpunt van de extrapolatie met de TCO-lijnis gekozen als het bezwijkmoment. Uit deze, nor-maal geconsolideerde, proeven volgt su/vc = 0,59+_0,03. Een dergelijke waarde is hoog in vergelij-king met kleisoorten, maar sluit goed aan bij waar-den die anderen voor veen hebben gevonden,(Den Haan& Kruse, 2007, Zwanenburg et al. 2012,Mesri & Aljouni, 2007, Yamagutchi et al, 1985).Figuur 8 toont het overgeconsolideerd gedrag vanveen zoals dat met Direct Simple Shear, DSS, proe-ven wordt gevonden. De monsters zijn geconsoli-deerd onder een verticale spanning van 50 kPa,ruim voorbij de oorspronkelijke grensspanning.

Vervolgens is de spanning verlaagd en is eennieuwe consolidatiefase uitgevoerd. Op dezewijze is aan de monsters een bekende OCR opge-legd, zie figuur 8. Na de tweede consolidatiefaseis een ongedraineerde afschuiffase uitgevoerd.Conform Dyvik et al (1987) zijn deze proeven uit-gevoerd met een constante hoogte. De verande-ring van de verticale belasting wordt in dezewerkwijze gelijk verondersteld aan de veranderingin waterspanning die in een werkelijk ongedrai-neerde proef zou zijn opgetreden. Opvallend isdat voor de proeven met een hoge OCR een sterketoename van de verticale kracht wordt gevonden.Dit duidt op dilatant gedrag.

Het fitten van de resultaten uit figuur 8 aan verge-lijking 1 geeft, S = 0,48 en m = 0,95. Het verschiltussen (su/vc)nc, triax = 0,59 en (su/vc)nc, DSS (=S) = 0.48, toont de anisotropie in sterkte eigen-schappen van veen.

Figuur 9 toont de spanningspaden van monsters

die bij de terreinspanning zijn beproefd. Figuur 2laat zien dat het volumiek gewicht van het veenlaag is. Hierdoor is de verticale effectieve terrein-spanning erg laag en neemt ook nauwelijks toe inde diepte. De effectieve verticale terreinspanningis geschat op 2 kPa.

Ook de proefresultaten uit figuur 9 vertonen dilatant gedrag. Het is onduidelijk in hoeverre ditgedrag in de proef het natuurlijke gedrag weer-geeft. De proeven zijn bij zeer lage spanningen uit-gevoerd. Dit stelt hoge eisen aan de uitvoering eninzicht in de mogelijke foutenbronnen. Met nameaan het einde van de DSS-proef is het niet ondenk-baar dat bij grote rekken het vlies een bijdrage levert. Vervolgonderzoek moet op dit punt meerinzicht geven. Vooralsnog is uitgegaan van hetbuigpunt van in het spanningpad, het begin van dedilatantiefase als het bezwijkmoment in de proef.Uitgaande van dit buigpunt wordt voor de mon-sters die zijn beproefd bij de terreinspanning eensterkte gevonden van su = 7 +_ 0,42 kPa gevonden.


Figuur 10 – Vergelijking bolsondemeting, van test en DSS proef resultaten, links proef 1, rechts proef 2

Figuur 9 – Spanningspaden DSS proeven,geconsolideerd bij de terreinspanning.

Figuur 12 – Schets bezwijkmechanisme. Figuur 11 – Impressie meetresultaten, verticale verplaatsingen.


Op het terrein is een groot aantal metingen metverschillende veldsondes uitgevoerd. Dit artikelzoomt in op de bolsondemetingen. Aan de handvan de gemeten weerstand, qbol is de ongedrai-neerde schuifweerstand, su, bepaald, conform vergelijking 2. Figuur 10 toont enkele resultaten.Er zijn sonderingen met twee typen bolsondes uitgevoerd, aangeduid met de letter D respectie-velijk letter F. De verschillen tussen de sondes zijngering.

(2)

Met behulp van vergelijking 2 is een correlatie op-gesteld tussen de gemeten weerstand en deproefresultaten uit figuur 9. Hierbij is voor elk vande beproefde monsters de sterkte uit proef verge-leken met de gemeten weerstand op dezelfdediepte van de nabij uitgevoerde bolsondemeting.Hierbij was één van de monsters in de directe omgeving van bolsonde metingen op de locatievan proef 1 en één van de monsters was in de directe omgeving van de bolsondemeting de locatie van proef 2 afkomstig. De resultaten van de andere proeven zijn gecorreleerd aan andere,hier niet getoonde, bolsondemetingen. De af-stand tussen de boorlocatie waar de monsters ge-stoken zijn voor de DSS proeven en de bol-sonde-metingen die zijn toegepast voor het vast-stellen van de correlatie was maximaal 0,5 m. Hieruit volgde Nbol D = 17,07 +_ 2,3 en Nbol F =17,89 +_ 1,2. Figuur 10 toont ook de resultaten vande vane testen. Voor een direct gebruik van devane test resultaten in stabiliteitsanalyse dienende waarden te worden gecorrigeerd. Voor klei zijncorrectiewaarden bepaald als functie van de plas-tici- teitindex, Ip. Den Haan (2006) geeft voor veende reductiefactor een waarde 2. Figuur 12 laat ziendat de resultaten van de vane testen, inclusief decorrectie, goed aan sluiten bij de veldsondemetin-gen en laboratoriumresultaten.

Resultaten veldproevenFiguur 11 geeft enkele meetresultaten. In zowelproef 1 als proef 2 trad bezwijken op tijdens hetverlagen van de waterstand in de sloot, fase 3 vande proef. In de grafiek staan de verschillende fasenvan de proef aangegeven. Figuur 11 laat zien hoegedurende de proef de verticale verplaatsingentoenamen tot bezwijken optrad. Proef 1 gaf eenduidelijk bezwijkpunt waarbij op het moment vanbezwijken instantaan grote verplaatsing optrad.Bij proef 2 was dit minder duidelijk. Wel is een dui-delijke versnelling te zien, maar bleef doorgaandevervorming uit.

Na afloop is bij beide proeven een ontgraving uit-gevoerd om bezwijkvlakken in de ondergrond opte sporen. Samen met de metingen van de vervor-mingen in de ondergrond kan met de observatiesuit de ontgraving het bezwijkpatroon wordenvastgelegd, zie figuur 12. Gedurende de proef gin-gen de containers achteroverhellen. Aan de ac-tieve zijde van het bezwijkmechanisme was eenbijna verticale scheur ontstaan. In de ondergrondis een horizontale scheur ontstaan. Het niveau vande horizontale scheur komt overeen met de dieptewaarop de maximale horizontale verplaatsing isgemeten en het niveau waarop de slootbodem isgelegen. Aan de actieve zijde, ter plaatse van decontainer, is de horizontale scheur duidelijk aan-wezig. Na afloop was het sloottalud nog intact, erwas geen passief glijvlak zichtbaar. Hieruit wordtgeconcludeerd dat aan de passieve zijde het veenhorizontaal is samengedrukt. Onder de containerzijn nog meerdere horizontale en verticale scheu-ren aangetroffen. Het is echter onduidelijk in hoeverre deze scheuren tijdens de uitvoering vande proef zijn ontstaan of na afloop tijdens het opveren van het veen na het verwijderen van decontainers.

Om een relatie te kunnen leggen met de huidige

werkwijze in het berekenen van de stabiliteit vanwaterkeringen zijn met de gebruikelijke rekenmo-dellen berekeningen uitgevoerd. Een completebeschrijving van de uitgevoerde berekeningenpast niet binnen de beschikbare ruimte van dit artikel. Wel zijn ter illustratie enkele berekenings-resultaten opgenomen. Figuur 13 geeft het resul-taat van berekeningen met de methode LiftVan.Tabel 1 geeft ter vergelijking de resultaten van berekeningen met methode Spencer. In de bere-keningen is het intrede- en uittredepunt van hetbezwijkvlak gelijk gekozen aan de waargenomenin- en uittredepunt. Er is rekening gehouden met 3D effecten als ge-volg van wrijving langs de kopvlakken. Op basisvan de verhouding van het oppervlak van de beidekopvlakken en het oppervlak van het berekende2D glijvlak kan een schatting worden gemaakt vande invloed van het 3D effect. Hieruit volgt dat be-zwijken wordt verondersteld op te treden indiende berekende evenwichtsfactor 0,9 of lager is.Deze waarde sluit aan bij de analyse van de Berg-ambachtproef (Koelewijn et al., 2003). In de bere-keningen zijn de stijghoogte en geometrie aan-gehouden zoals die op het moment van bezwijkenin de proef aanwezig was. Tabel 1 geeft aan bijwelke waarde van de ongedraineerde schuifweer-stand de berekende evenwichtsfactor gelijk aan0,9 is.

In de huidige Nederlandse praktijk van het toetsenvan bestaande waterkeringen wordt veelvuldiggebruik gemaakt van de multi stage triaxiaalproef.


DE BEPALING VAN STERKTEEIGENSCHAPPEN VAN VEEN

Figuur 14 – Samenvatting resultaten, pg = grensspanning, vig. werkwijze = vigerende werkwijze bestaande uit multi stage triaxiaalproeven, waarbij de sterkte is bepaald uit 2% rekwaarde.

Figuur 13 – Schematisatie veldproef inDGeo-Stability, methode LiftVan.

Tabel 1 - Resultaten analyse veldproeven Methode Proef 1 Proef 2

su [kPa]

LiftVan 6,95 7,80Spencer 7,30 8,00



Om de huidige praktijk te kunnen vergelijken metde resultaten van de veldproeven zijn 9 multi stagetriaxiaalproeven uitgevoerd. Hierbij zijn alle span-ningsniveaus gelijk of hoger dan de grensspanninggekozen, 10 kPa en is bezwijken gedefinieerd bij2% verticale rek. Uit deze proeven volgen desterkte eigenschappen c’ = 1,8 kPa en �’= 15,7o.Beiden zijn verwachtingswaarden.

Figuur 14 geeft de vergelijking tussen de sterkteeigenschapen die conform de vigerende werkwijzein rekening gebracht worden, de sterkte eigen-schappen die volgen uit de DSS proeven en die vol-gen uit de analyse van de veldproeven. Allegetoonde resultaten betreffen verwachtingswaar-den. DSS-OC resultaten zijn bepaald aan de handvan vergelijking 1, waarbij voor de grensspanningzowel 10 kPa als 15 kPa is toegepast. Conform fi-guur 3 zijn dit de gemiddelde en bovengrenswaar-den van de grensspanning. Er is een opmerkelijkgoede overeenkomst tussen de veldproefresulta-ten en de resultaten van de DSS proeven. Deproefresultaten zijn overgenomen uit tabel 1waarbij de verticale effectieve spanning is bepaalduit de gemeten stijghoogte, aangebrachte belas-ting en het volume gewicht van het veen. Deproefresultaten van zowel de veldproeven als deDSS proeven waarbij het monster is geconsoli-deerd bij de terreinspanning sluiten goed aan bijvergelijking 1, indien voor de grensspanning debovengrens wordt toegepast. Dit is in overeen-stemming met de ervaring van de bepaling van ongedraineerde sterkte eigenschappen in van Dui-nen (2012). De vigerende werkwijze, met multistage triaxiaalproeven, leidt tot een significanteonderschatting van de sterkte die in de proeven iswaargenomen.

ConclusiesEr is onduidelijkheid omtrent de wijze waarop desterkte eigenschappen van met name veen ten be-hoeve van het berekenen van de stabiliteit van wa-terkeringen zou moeten worden bepaald. Echteruit vergelijkingen van laboratoriumresultaten metveldsondemetingen en daadwerkelijke bezwijkge-vallen begint inzicht in het sterktegedrag van veente ontstaan. Immers in figuur 10 wordt een goedeovereenkomst gevonden tussen veldsondemetin-gen en laboratoriumproefresultaten, terwijl in fi-guur 14 een goede overeenkomst wordt gevondentussen dezelfde laboratoriumproefresultaten ende resultaten van de veldproeven.

De belastingsgeschiedenis heeft een grote invloedop het sterkte gedrag van veen. Bij het vaststellenvan sterkte eigenschappen ten behoeve van hettoetsen van waterkeringen of ontwerp van dijkver-sterkingen wordt dit niet altijd in voldoende mateonderkend. Verwacht mag worden dat een deel

van het verschil in ervaring en de daaruit voor-vloeiende discussie over de wijze waarop parame-ters voor stabiliteitsberekening van dijken moetworden bepaald is gebaseerd op niet goed onder-kennen van de invloed van de grensspanning op de sterkte van grond.

De beschrijving die voor de sterkte van klei veel-vuldig wordt gebruikt, vergelijking 1, past goed bijde proefresultaten op veen. Hierin wijkt het ge-drag van veen niet wezenlijk af van dat van klei.Wel is de waarde voor S groter dan we voor klei ge-wend zijn. Door het gebruik van vergelijking 1 bijhet bepalen van de sterkte van veen, wordt veenbeschouwd als een materiaal dat overgeconsoli-deerd gedrag vertoond. Dit is wezenlijk andersdan dagelijkse ingenieurspraktijk waar veen wordtgezien als een normaal geconsolideerd materiaal.

De vigerende leidraden voor het toetsen van waterkeringen en ontwerpen van dijkversterkin-gen gaan voor het bepalen van de sterkte eigen-schappen uit van het gebruik van triaxiaalproeven.Hierbij wordt bezwijken gedefinieerd als het bereiken van 2 of 5% verticale rek. Het toepassenvan de vigerende werkwijze van parameterbepa-ling leidt tot een onderschatting van de sterkte diein de veldproeven bij Uitdam werd waargenomen.Hieruit volgt de conclusie dat een minder conser-vatieve schatting van de sterkte eigenschappenvan veen bij lage spanningen mogelijk is. Hierbijworden twee kanttekeningen geplaatst. Ten eerste is in dit onderzoek alleen gekeken naar de verwachtingswaarde van de sterkte en is geenrekening gehouden met de spreiding in sterkte eigenschappen. Ten tweede is in het onderzoek alleen gekeken naar de sterkte van het veen terwijlde stabiliteit van dijken wordt bepaald door het samenspel van zowel het stijve dijksmateriaalals het slappe veen. In de verdere praktische uitwerking van de proefresultaten spelen dezetwee kanttekeningen een grote rol.

Literatuur– Van Duinen T.A., Calle E.O.F. (2007) Bezwijk-sterkte van Grond in stabiliteitsanalyses voor waterkeringen Geotechniek 11 no 3 p 28-31.– Van Duinen T.A. (2012) SBW Slope stability, Obtaining strength parameters from penetrationtests, Onderzoeksrapport SBW macrostabiliteit,rapportnr 1206015-001-GEO-0005, Deltares.– Golovanova L. (2009) Regionale proevenverza-meling sterkteparameters voor boezemkeringenGeotechniek 13 no 4 p. 42-46.– Greeuw G. (2007) Ongedraineerde sterkte uit de T-bar en bolsondering Geotechniek 11 no 4 p 48-51.– Den Haan E.J. (2006) Ongedraineerde stabiliteit-sanalyse Geotechniek 10 no 3 p 32-37.– Den Haan E.J., Kruse G.A.M (2007) Characterisa-

tion and engineering properties of Dutch peats in:Characterisation and engineering properties ofnatural soils- Tan, Phoon,Hight & Leroueil (eds)Taylor & Francis Group, London ISBN 978-0-415-42691-6.– Den Haan E.J. (2010) Ongedraineerde sterkte vanslappe grond deel I Geotechniek 14 no 3 p 54-62.– Den Haan E.J. (2011) Ongedraineerde sterkte vanslappe grond deel II Geotechniek 15 no 1 p 42-51– Dyvik R., Berre T., Lacasse S., Raadim B. (1987)Comparison of truly undrained and constant volume direct simple shear tests Géotechnique 37no 1 p 3-10.– Jardine J.R. , Gens A., Hight D.W., Coop M.R.(2004) Developments in understanding soil behavi-our in: Advances in geotechnical engineering: TheSkempton Conference Thomas Telfort London.– Koelewijn A.R., Van der Meer M. Th., Linden-berg J., Koehorst B.A.N. (2002) VervormingsproefBergambacht rivierdijk bezweken door opdrijvenGeotechniek 6 no 2 p 34 -40.– Koelewijn A.R., Van der Meer M. Th., KoehorstB.A.N., Lindenberg J.(2003) Bezwijkproef Bergam-bacht geëvalueerd Geotechniek 7 no 1 p 68-75.– Ladd C.C., Foot R. (1974) A new design procedure for stability on soft clays Journal of the Geotechnical Engineering Division Vol 100,GT7, 1974 p 763.– Lindenberg J., Van der Meer M. Th., KoehorstB.A.N., Koelewijn A.R. (2003) Proefvak Bergam-bacht Stabiliteitstoetsing van dijken: een eendui-dige zaak? Geotechniek 7 no 2, p 46-52.– Mesri G., Ajlouni M (2007) Engineering properties of fibrous peats Journal of Geotechnicaland Geoenvironmental Engineering 133 no 7 p 851-866.– Schofield A.N. (2001) Re-appraisal of Terzaghi’ssoil mechanics, special lecture in: 15th int. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Eng.Istanbul.– Stoop D.J. (2010) Vanuit de praktijk van de waterkeringbeheerder Schuifsterkteparameters in de stabiliteitsanalyse van dijken Geotechniek 14 no 1 p 38-41.– Suzuki K., Yasuhara K. (2007) Increase in undrai-ned shear strength of clay with respect to rate ofconsolidation Soils and Foundations vol 47, no 2 p 303-318.– Yamaguchi H., Ohira Y., Kogure K., Mori S.(1985) Undrained shear resistance of normally consolidated peat under triaxial compression andextension Soils & Foundations 25 no 3 p 1-18– Wood D.M. (2007) Soil behaviour and criticalstate soil mechanics, Cambridge University press,Cambridge.– Zwanenburg C., Den Haan E.J., Kruse G.A.M.,Koelewijn A.R. (2012) Failure of a trial embank-ment on peat at Booneschans, The NetherlandsGéotechnique 62 no 6 p 479-490. �



InleidingSinds februari 2013 is de nieuwe norm NEN-EN-ISO 22476-1:2012/C1:2013 Geotechnisch onder-zoek en beproeving - Veldproeven - Deel 1:Elektrische sondering met en zonder waterspan-ningsmeting van toepassing als vervanging vanNEN 5140, die inmiddels is ingetrokken. NEN-EN-ISO 22476-1 wordt niet in het Nederlands ver-taald, wel zal een verklarende woordenlijst door

NEN worden gepubliceerd.Bij het uitvoeren van een sondering conform NEN-EN-ISO 22476-1:2012/C1:2013 wordt de punt-weerstand gemeten, die moet worden over-wonnen om een conus met een tophoek van 600 eneen basisoppervlak van 1000 mm2 met een con-stante snelheid van ca 20 mm/s in de bodem tedrukken. De norm is opgesteld voor een standaardconus met een basisoppervlak van 1000 mm2.

Volgens NEN-EN-ISO 22476-1 mag echter het basisoppervlak van de conus tussen 500 en 2000mm2 variëren zonder dat correctiefactoren op demeetresultaten behoeven te worden toegepast.In de huidige praktijk, waarbij dieper sonderensteeds meer wordt gevraagd, worden standaardde sonderingen uitgevoerd met een sondeerconusmet een basisoppervlak van 1500 mm2, die robuuster is en meer geschikt voor zwaardere omstandigheden.

De norm bestaat uit 7 hoofdstukken. Na de inlei-ding en definities (1 – 3) volgen hoofdstukken overhet equipment (4), test procedures (5), resultaten(6) en rapportage (7).In hoofdstuk 4 worden de afmetingen van deconus, kleefmantel en locaties van waterspan-ningsmeting gegeven. Ook de nauwkeurigheidvan de metingen komt hier aan de orde (verwezenwordt naar NEN-EN-ISO-22476-1, Tabel 2, weer-gegeven in tabel 1).

Nieuwe sondeernorm NEN-EN-ISO 22476-1 ‘Elektrisch sonderen’

Normen en Waarden

Ing. W.A. (Wim) NohlPrincipal Consultant Fugro Geoservices BV

Ir. A.J. (Adriaan) van SetersHoofd Adviesafdeling Geotechniek Fugro Geoservices BV

Tabel 2 - Nauwkeurigheid conusweerstand in kPa

Klasse / NEN NEN-EN-ISO Toepassings- 5140 22476-1klasse

1 50 352 250 1003 500 2004 500 500

Tabel 3 - Nauwkeurigheid plaatselijke wrijvingsweerstand in kPa

Klasse / NEN NEN-EN-ISO Toepassings- 5140 22476-1klasse

1 10 52 50 153 50 254 50 50

Tabel 1 - Eisen toepassingsklassen volgens tabel 2 in NEN-EN-ISO-22476-1.



Toepassingsklassen In de norm is onderscheid gemaakt in twee typensondering te weten TE1 en TE2, respectievelijkmet meting van conusweerstand en plaatselijkewrijvingsweerstand en met meting van conus-weerstand, plaatselijke wrijvingsweerstand en waterspanning.

Voorafgaand aan de uitvoering dient een keuze teworden gemaakt binnen welke toepassingsklassemet bijbehorende toelaatbare meetonzekerheidhet werk minimaal uitgevoerd moet worden.Net als in de oude norm NEN 5140 is er een klasse-

indeling opgezet op grond van nauwkeurigheidvan het meetresultaat, die betrekking heeft op demeting en niet op het instrument. In de nieuwenorm echter is het toepassingsgebied d.w.z. degrondsoort er aan toegevoegd, vandaar de naam“toepassingsklasse (application class)”.

De toepassingsklasse geeft voor het bodemtypemet een maximale waarde van de conusweerstandeen bijbehorende betrouwbaarheid voor de bepa-ling van stratigrafie en grondparameters. Ophoofdlijnen komt het erop neer dat naarmate hetbenodigde meetbereik groter is de meetnauw-

keurigheid afneemt. Dit betekent dat indien zowelzeer slappe gronden met qc < 0,2 MPa als zeervaste zanden met qc > 50 MPa moet worden ge-sondeerd de lage meetrange niet met de grootstenauwkeurigheid kan worden gemeten. In tabel 1 (tabel 2 in NEN-EN-ISO-22476-1) zijn de eisen voor de toepassingsklassen opgenomen.

Voor projecten, waarbij parameters op basis vanTabel 2b van NEN 9997-1 worden afgeleid, is eenhoge nauwkeurigheidsklasse gewenst. Het is echter in een bodemgesteldheid met zowel zeerslappe grondlagen als zeer vaste zandlagen methoge conusweerstanden onmogelijk om aan de eisen van toepassingsklasse 1 te voldoen zoalsook blijkt uit de tabel 1.

De nauwkeurigheid van de conusweerstand en deplaatselijke wrijvingsweerstand in sonderingen isuitgedrukt in een absolute nauwkeurigheid voorhet lage meet bereik van de conusweerstand totca 2 MPa of een percentage van de meetwaarde.In tabel 2 zijn de waarden voor dit meetbereik vande conusweerstand gegeven. In tabel 3 is dit ookvoor de plaatselijke wrijvingsweerstand vermeld.

In de figuren 1 en 2 zijn de hoogste meetnauwkeu-righeden van zowel de NEN 5140 als de NEN-EN-ISO 22476-1 naast elkaar gepresenteerd. Hieruitblijkt dat de indeling van de toepassingsklassen in de nieuwe norm bij gelijke (toepassings)klasseaanzienlijke verschillen met NEN 5140 vertoont.In de nieuwe norm zijn de nauwkeurigheden aan-zienlijk scherper gesteld.

Voor de plaatselijke wrijvingsweerstand zijn deverschillen tussen de NEN 5140 en de nieuwenorm nog iets groter dan voor de conusweerstandzoals blijkt uit tabel 3 en figuur 2.

WaterspanningsmetingNaast de conusweerstand en plaatselijke wrijvingis nu ook de meting van de waterspanning in denieuwe norm opgenomen. Hier zijn 3 verschillendemeetlocaties mogelijk met ieder zijn specifieketoepassing (zie figuur 3).

– Meetlocatie u1. Deze meetlocatie is zeer ge-schikt voor het identificeren en classificeren vanrespectievelijk grondstructuren (gelaagdheden) engrond- soorten (cohesief / niet cohesief).

– Meetlocatie u2. Deze locatie is geschikt voor debepaling van de netto conusweerstand en het af-leiden van grondparameters d.m.v. correlaties.Deze meetlocatie wordt ook internationaal veelgebruikt (o.a. classificatie met Robertson). Minder

Normen en Waarden

Figuur 2 - Vergelijk nauwkeurigheid plaatselijke wrijvings-weerstand volgens NEN 5140 en NEN-EN-ISO 22476-1.

Figuur 1 - Vergelijk nauwkeurigheid conusweerstandvolgens NEN 5140 en NEN-EN-ISO 22476-1



geschikt voor de doeleinden zoals vermeld bij u1.

– Meetlocatie u3. Deze meting kan worden ge-bruikt samen met de u2 meting voor correctie vande wrijvingsmeting i.v.m. de waterspanning. Dezelocatie is eigenlijk alleen interessant bij sonderenin zeer slappe gronden.

Overige voorschriftenIn de nieuwe norm staan verder nog aanwijzigenbetreffende:

Uitvoering

– Rechtheid van sondeerstangen; De sondeerstan-gen dienen recht te zijn met een beperkte afwij-king. In Bijlage A is hiervoor een werkwijzeaangegeven.– Afstand conus kleefbrekers; de afstand tussende kleefbreker en de conuspunt dient cylindrischte zijn over een minimale afstand van 400 mm vooreen 1000 mm2 conus. Voor afwijkende conussendienen alle afmetingen proportioneel met de diameter te zijn.

Waterspanning

– Verzadiging van het waterspanningselement; Bij de uitvoering van waterspanning sonderingendient het meetsysteem verzadigd te zijn zonderluchtinsluitingen. – In de norm zijn aanwijzingen gegeven voor toe te passen vloeistoffen (gedestilleerd water, glyce-rine e.a.), materialen en methoden.Onderhoud en controles (bijlage A)

– Voor onderhoud van conussen en kalibraties is,naast aanwijzingen voor controles tijdens uitvoe-ring en onderhoud, een schema opgenomen mettijdsintervallen die minimaal hiervoor dienen teworden gehanteerd. – Controle totale meetsysteem. Tevens is aange-geven dat niet alleen het meetelement (conus)dient te worden gekalibreerd maar ook het totalemeetsysteem zijnde de data-acquisitie en dediepte registratie.

RapportageIn hoofdstuk 6 worden de te meten parametersweergegeven: conusweerstand qc, gemetendiepte l, plaatselijke wrijving fs, waterspanning u1,u2 of u3 en helling . Verder worden de af te leiden parameters gegeven: conusweerstand gecorrigeerd voor de waterspanning qt, Wrijvings-getal Rf en de werkelijke diepte z.

In hoofdstuk 7 volgt de rapportage. Er worden 3rapporten onderscheiden:– Veldrapport, dat op site wordt opgesteld. – Test rapport, waarin de eindresultaten worden

gepresenteerd.– Individuele plot van alle resultaten (sondeer-

grafiek).

Volgens de nieuwe norm dient de maaiveldhoogtealtijd t.o.v. NAP en de locatie t.o.v. een coördina-ten systeem te worden vastgelegd. Tevens dientde locatie van het piezo-element (u1, u2 of u3) teworden gegeven.

Voor Toepassingsklasse 1 moet de gecorrigeerdeconusweerstand qt voor sonderingen met metingvan waterspanning worden gepresenteerd. Voor toepassingsklassen 1 en 2 dienen bovendienbij presentatie van sondeerresultaten de 0-puntwaarden voor alle gemeten parameters te wordengegeven en de toegepaste 0-punt correcties.

Vergelijking van Nieuwe norm met NEN 5140Standaard sonderingen uit de huidige Neder-landse praktijk - volgens de oude NEN 5140,klasse 2 – zouden qua meetnauwkeurigheid vol-gens de nieuwe norm in toepassingsklasse 3 vallen(zie figuur 1 en 2). Ontwikkelingen zoals bijvoor-beeld digitale conussen kunnen hierin verbeteringbrengen.

Toepassingsklasse 1 sonderingen kunnen alleenmet speciale gevoelige conussen met een beperktmeetbereik in een klei/veen/leembodemprofielmet qc < 3 MPa worden gerealiseerd. Toepassings-klasse 2 sonderingen kunnen in bodemprofielen,waarin zowel zeer slappe lagen als zeer vaste lagenvoorkomen, alleen worden verkregen door toe-passing van digitale conussen met regelmatige kalibraties, aanvullende uitvoeringsmaatregelenen kwaliteitscontroles. Toepassingsklasse 1 is indit bodemtype eigenlijk niet haalbaar. De bereiktesondeerklasse kan worden aangetoond door controle van kalibraties en 0-puntsverloop tussenhet begin en het eind van de sondering.

Een methode om alle foutenbronnen inzichtelijkvast te leggen is de volgende:1. 0-punt vastleggen (bij voorkeur meerdere bepa-lingen) voorafgaand aan de meting2. Temperatuur van de conus zoveel mogelijk aan-passen aan de temperatuur van de grond3. 0-punt vastleggen (bij voorkeur meerdere bepa-lingen) na de meting4. Regelmatige controle van de geometrie en kalibratie van de conus onderdelen

Conclusie– De nieuwe Nederlandse norm NEN-EN-ISO-22476-1 geeft vereiste nauwkeurigheden voor

meting van conusweerstand, plaatselijke wrijving,waterspanning, helling en diepte registratie

– De eisen van de nieuwe norm liggen hoger (grotere nauwkeurigheid vereist) dan voor verge-lijkbare klassen uit de oude norm NEN 5140. De standaard sonderingen uit de NEN 5140 klasse2 komen qua nauwkeurigheid overeen met deNEN-EN-ISO-22476-1 Toepassingsklasse 3.

– Om aan de strenge eisen van Toepassingsklasse1 (alleen in grond met conusweerstand < 3 MPa) tevoldoen, dient met een conus met beperkt meet-bereik te worden gewerkt. Daarnaast moeten 0-punten worden vastgelegd (meerdere bepalingenzowel voor als na de meting), de temperatuur van de conus aan de omgeving worden aangepasten geometrie en de kalibratie van de conus regel-matig worden gecontroleerd.

– Bij de externe rapportage (test rapport en gra-fiek) dienen 0-punt correcties te worden gerap-porteerd.

– Voor onderhoud en kalibraties van conussen zijnminimale tijdsintervallen gegeven. �

Normen en Waarden

Figuur 3 - Principe piëzo-conus.




KIVI NIRIA

KIVI NIRIA is dé Nederlandse beroepsverenigingvan en voor ingenieurs opgeleid aan universiteitenen hoge scholen, en vormt een hoog waardig tech-nisch kennis- en kennissennetwerk. Hiermee maaktKIVI NIRIA, het Ko nink lijk Instituut Van Ingenieurs,het belang van techniek zichtbaar in onze samen-leving en ondersteunt ingenieurs bij het uitoefenenvan hun belangrijke taak. Ingenieurs staan aan debasis van innovatie, doordat zij hun technische kennis weten toe te passen ten behoeve van ontwikkeling in de maatschappij.

Waarom een Afdeling Geotechniek?Geotechniek volgens Van Dale: de toegepaste wetenschap die zich bezighoudt met het gedrag vangrond en rots ten behoeve van het ontwerpen enuitvoeren van gronden kunstwerken. Dit klinkt ergabstract, maar in de praktijk zijn er maar weinig ingenieurs die niet met geotechniek te maken krijgen. Denk maar eens aan de fundering van eenweg of gebouw, het aanbrengen van waterdichteschermen bij een bodemsanering of het verplaatsenvan grond bij het baggeren of boren van een tunnel.Daarom dus een Afdeling Geotechniek.

Netwerk en CommunicatieDe Afdeling Geotechniek vormt een netwerk vanmen sen werkzaam op het vakgebied, mensen die

het vak studeren en andere geïnteresseerden. Ditnetwerk strekt zich uit over de grenzen van ons landen uit zich in nauwe samenwerking met soortgelijkeverenigingen binnen Europa.

Jaarlijks organiseert de afdeling tal van activiteiten, waarvan een aantal op Europees niveau in samen -werking met anderen. KIVI NIRIA Geotechniek i s tevens founding partner van Geonet, het onaf-hankelijk platform voor i nteractief geotechnischNederland (www.geonet.nl). Alle leden van KIVINIRIA Geo techniek kunnen zich gratis abonnerenop het vakblad Geotechniek. Geotechniek is een informatief/promo tioneel onafhankelijk vakbladdat beoogt, kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele, geotechnisch vak gebied te kweken. Hetvakblad verschijnt vier maal per jaar (excl. specials).

ActiviteitenDe Afdeling Geotechiek geeft steun aan weten-schappelijk onderzoek en helpt mee aan de ont-wikkeling van diverse cursussen op het vakgebied.Daarnaast organiseert de afdeling de Funderings-dag en de Geo techniekdag en vele excursies,lezingen en symposia. Ook voor jonge leden is deafdeling actief. Zo levert zij een bijdrage aan deYoung Geotechnical Engineers Conference en er is een speciale afstudeerdersmiddag.

Aanmelden of meer informatieover KIVI NIRIA Geotechniek ?Meer informatie over deAfdeling Geotechniek:www.kiviniria.nl/geoof bij Mart Herrmann,KIVI NIRIA Kamer TU EindhovenTel. 040-247 29 49Ma t/m vrij 10 - 14 [email protected] informatie over KIVI NIRIA: www.kiviniria.nl


InleidingDe eerste (statische) sonderingen werden uitge-voerd in de jaren ’30 van de vorige eeuw, in Neder-land, vandaar ook de vroeger in het buitenlandgebruikte benaming Dutch Cone Test. Alvorens ophet sonderen in te gaan wordt in het kort stil-gestaan bij de ‘state of the art’ van de geotechniekin deze jaren, zoals gepresenteerd in 1948 tijdensde Internationale Conferentie te Rotterdam.

1948, Rotterdam, 2nd International Conference on Soil Mechanics and Foundation EngineeringDe eerste conferentie werd gehouden in Cam-bridge in 1936. Na de Tweede Wereldoorlog wasin 1948 het ambitieuze Nederland aan de beurt.Dit werd voor wat betreft zowel deelname als inhoud een groot succes. Van over de gehele wereld kwamen 596 deelnemers. Uit de proceed-ings blijkt, dat ook toen al ons vak een goede mixwas van theoretische grondmechanica, ontwikke-

ling van onderzoekstechnieken in het veld en laboratorium en praktisch geotechnisch ontwer-pen. De literatuurverwijzingen gaan veelal terugnaar de 17e eeuw.

Enkele topics waren de toepassing van de uit demetaalkunde afkomstige Prandtl-theorie voor hetdraagvermogen van ondiepe funderingen, de Kop-pejan-zettingsformule en de conusbelastings-proef op ongeroerde monsters (de voorloper vande sondering). Verder vallen op een continu monstersteekapparaat, gebruik makend van eensteunvloeistof, waarmee 20 m lange volgens Kjell-man en Kallstenius ‘quite undisturbed’ grondmon-sters werden genomen (door deze techniek tecombineren met het koussteekapparaat van LouisParez ontstond in de jaren ’60 onder leiding vanBegemann de Delft Continuous Sampler). Van Nederlandse zijde werd door Plantema (Gemeen-tewerken Rotterdam en Vermeiden (LGM), elk met en apart artikel, melding gemaakt van de

ontwikkeling en toepassing van een 10-tons sondeerapparaat (sinds 1938). Hiermee werd beoogd om het draagvermogen vaneen paalpunt in zand ‘al voordat er geheid werd’(!!) vast te stellen. Plantema meldde dat in de periode van 1938-1948 hiermee duizenden sonde-ringen zijn gemaakt, waarvan vele honderden voorde wederopbouw van Rotterdam. De op theo-retische basis geschoeide rekenregels voor hetdraagvermogen werden vervolgens getoetstd.m.v. ‘paalsonderingen’. Dit waren proefbelas-tingen op een paal die steeds wat dieper werd geheid. Een bezichtiging van het sondeermateri-eel van LGM maakte deel uit van het congrespro-gramma (figuur 1). DiepsonderenMet diepsonderen werd vroeger reeds bedoeldhet uitvoeren van sonderingen met een wegdruk-kracht van 100 kN. De eerste diepsondering werdgemaakt in 1938. Voordat diepsonderen bestondwerd de benodigde paallengte van meestal hou-ten palen in het werk bepaald d.m.v. proefheien.Voor importante projecten werden voorafgaandhieraan boringen uitgevoerd..

Het verhaal gaat dat Huizinga, toenmalig directeurvan het LGM, na het maken van de diepsonderin-gen vaak samen met zijn opdrachtgever het terreinbezocht en daarbij met zijn wandelstok op hetmaaiveld tikte, waarna hij opmerkte: zo te voelenmoeten hier de palen zo en zo lang zijn. Zijn opdrachtgevers waren daarna verbaasd als dit bij het heien van de eerste paal werd bevestigd.

Bij de diepsondering werd gebruik gemaakt vande zgn. conus van Barentsen, in België door DeBeer conus met sluitmoer genoemd, later in NEN3680 aangeduid als simpele conus (figuur 2).

Barentsen gebruikte deze conus 10 cm2 reeds in1932 voor verkenning van zeer slappe veen- enkleilagen voor de aanleg van wegen. Via de bin-nenstang werd om de 10 cm de conus uitgedrukt,waarbij de kracht (uiterst nauwkeurig) werd geme-ten door de manometeraflezing te noteren op eenhydraulisch meetlichaam. De hoge nauwkeurig-heid werd bereikt door een klein meetbereik vande manometer. Daarna werd op de sondeerbuis


De geschiedenis van het sonderen, 1930 – jaren ‘70

Ing. H.C. (Henk) van de GraafLankelma Geotechniek Zuid B.V.,

Oirschot

Figuur 1 – Sondeerapparatenpark 1948.


gedrukt, tot de conus weer ‘in’ was en werden buizen en conus samen verder gedrukt tot dediepte van de volgende meting. Meestal werd om de 10 cm gemeten. Deze wijze van sonderenwordt discontinu genoemd, d.w.z. bij het uitdruk-ken van de conus staan de sondeerbuizen stil. Het wegdrukken van conus en sondeerbuizen ge-beurde door met 2 man handmatig te drukken.

In kleien veenlagen gaf de constructie van deconus geen probleem voor wat betreft het vervui-len van de spleet tussen binnenstang en sondeer-buis door het steeds in- en uitdrukken van deconus. Dat werd echter anders toen men bij de diepsondering diep in de funderingszandlaagpenetreerde. Het gevolg van deze vervuiling wasparasitaire wrijving tussen het onderste gedeeltevan de binnenstang en de binnenzijde van de sondeerbuis. Dit manifesteerde zich dan in een te hoge waarde voor de conusweerstand.Om dit probleem te bestrijden werd door Vermei-den de mantelconus ontwikkeld en in 1948 gepu-bliceerd, zie figuur 3.

Het vervuilingsprobleem was hiermede nagenoegopgelost. De mantel zit vast aan de conus(punt) en heeft een met de hoogte afnemende diameter.Dit dient om wrijving tussen grond en mantel daar-mee parasitaire invloed op de meting van de conusweerstand te voorkomen. In zand bleek dezeconische mantelvorm hiervoor voldoende effec-tief. Echter, in België werd door De Beer gevondendat met name in grondsoorten zoals stijve klei tochsprake is van wrijving tussen grond en mantel. Omdie reden is de mantelconus in België pas laat geaccepteerd en bleef men daar de conus metsluitmoer gebruiken.

De conusweerstand werd elke 0,20 m afgelezen op1 van de 2 manometers (verschillende meetbereik)van het hydraulisch meetlichaam. Met dit meet-lichaam drukte men op de binnenstang, waarbij de manometeraflezing met de hand werd geno-teerd. Ook de totaalweerstand om conus en sondeerbuizen gezamenlijk gelijktijdig verder tedrukken werd zo geregistreerd. Deze totaalkracht

werd gebruikt om de ‘kleef’ tussen grond en sondeerbuizen en hieruit het wrijvingsdraagver-mogen van een paal te berekenen. Hierbij deedzich vaak het probleem voor dat de beschikbare100 kN drukkracht onvoldoende was om diep genoeg te sonderen. In dat geval werd de sonde-ring vaak een tweede maal uitgevoerd met eenkleefbreker (verdikking) onderaan de sondeer-buizen. Dit scheelde vaak enkele 10-tallen kN in indringweerstand. Zodoende werd én de ge-wenste diepte bereikt én een ‘goede’ kleefmetinggedaan. Maar het was wel dubbel werk !

Vaak werd een sondering gestart met een zgn.middelzwaar hydraulisch meetlichaam. Het meet-bereik hiervan was een conusweerstand van 15MPa. Een nauwkeurigere 2e manometer op het-zelfde meetlichaam werd gebruikt voor de metingvan de conusweerstand tot 1,6 MPa. Bij het berei-ken van de funderingszandlaag werd een meet-lichaam met een groter meetbereik gemonteerd,eveneens voorzien van 2 verschillende mano-

meters. Op deze wijze kon een zeer nauwkeurigemeting van de kracht op de binnenstang wordengerealiseerd.

SondeersnelheidDe gebruikelijke sondeersnelheid van 20 mm/s is ontstaan doordat 2 mannen, draaiend aan eenslinger in een laag met een conusweerstand van 15MPa niet sneller konden sonderen. Daarnaastbleek later dat de conusweerstand weliswaar afhangt van de sondeersnelheid, maar dat de invloed hiervan voor kleine afwijkingen rond de 20 mm/s verwaarloosbaar is. Zo is deze sondeer-snelheid later uitgegroeid tot een geotechnischenorm.

Meting van de plaatselijke wrijvingsweerstandBegemann toonde reeds eind jaren ’40 met zijndoctoraalstudie in Bandoeng (Nederlands Indië)aan, dat het zonder meer hanteren van de totalewrijvingsweerstand voor het bepalen van het


SamenvattingIn onze tijd van normen, regels en protocollen zijn wij vaak niet meer bekend metde achtergronden hiervan. Dit houdt het gevaar in dat we voor onszelf de hierinaangegeven werkwijzen en methodieken als vanzelfsprekend ervaren en daarsoms een te grote mate van zekerheid aan toekennen. Om deze achtergrondenbeter te leren kennen kan een stukje geschiedenis goed van pas komen. Dit artikelis bedoeld als een handreiking daartoe. Het artikel is niet geschreven met de am-bitie om een volledig tijdsbeeld te geven; hierdoor zou het artikel te lang wordenof een te algemeen karakter krijgen. Gekozen is daarom om met name in te gaan

op in Nederland spelende saillante aspecten van de uitvoering van de sonderingen de toepassing van sondeerresultaten en wel in de periode 1930 - jaren ‘70.Aan het einde van het artikel wordt de state of the art van het sonderen in de jaren’70 in het kort gerefereerd aan de huidige praktijk. Op de omvangrijke en belang-rijke ontwikkelingen in de periode tussen de jaren ’70 en heden is in dit artikelniet ingegaan. Wellicht worden lezers door dit artikel geïnspireerd om hun eigenervaringen betreffende die periode aan een volgend artikel toe te vertrouwen.

Figuur 2 – Barentsen-conus (1948, Plantema). Figuur 3 – Mantelconus.


wrijvingsdraagvermogen van een paal niet juist is. Hij ondervond dit door een grote kist met kleite vullen, op de klei een bovenbelasting aan tebrengen en hier doorheen te sonderen. Hij consta-teerde daarbij dat naarmate meer sondeerbuizende klei passeerden de kleef lager werd. Hij pleittedaarom voor het plaatselijk meten van de kleef enwel zo kort mogelijk boven de conus. Door vervol-gens de gemeten plaatselijke kleefwaarden tesommeren werd de ‘echte’ kleef bepaald. In 1953kwam zodoende de kleefmantelconus ter beschik-king van de Nederlandse praktijk.

Begemann voegde boven de mantelconus eenkleefmantel toe. De conus was zo geconstrueerd,dat bij het drukken op de binnenstang eerste al-leen de conus (met mantel) werd uitgedrukt en na35 mm ook de kleefmantel werd mee bewogen.Door de manometeraflezingen ‘conus plus kleef’en ‘conus’ van elkaar af te trekken kon de plaatse-lijke wrijvingsweerstand worden berekend, zie fi-guur 4.Een dergelijke geometrische vorm van de kleef-mantel impliceert, dat de weerstand die de kleef-mantel ondervindt niet alleen kleef is, maar ookwat borstweerstand. Om dit parasitaire effect teverminderen werd de vorm van de aan de conus-punt vastzittende mantel enigszins aangepast,iets dat bij latere normalisaties weer werd terug-gedraaid.

Begemann gebruikte de zo gemeten ‘plaatselijkekleef’ om het wrijvingsdraagvermogen van palente berekenen op de wijze zoals aangegeven vooreen voorbeeld via de streepjeslijn in figuur 5. Input

waren hierbij de in de grondlaag gemeten conus-weerstand en plaatselijke kleef, output was eenbij een paaltype behorende factor, waarmee degemeten plaatselijke kleef moest worden verme-nigvuldigd om het wrijvingsdraagvermogen van depaalschacht te berekenen. Hieruit blijkt dat toende met het sonderen gemeten plaatselijke kleefleidend was voor de berekening van dit draagver-mogen. Een bijkomend voordeel van deze ontwikkelingwas, dat nu altijd met kleefbreker kon worden ge-sondeerd.

Het uit metingen met deze conus volgende wrij-vingsgetal, zijnde de plaatselijke wrijvingsweer-stand gedeeld door de conusweerstand, bleekafhankelijk te zijn van de grondsoort. En zo ont-stond een revolutionaire toepassing: bepaling vande grondsoort niet alleen op basis van de conus-weerstand, maar mede op basis van het wrijvings-getal.

Vaak wordt vergeten dat deze grafiek (figuur 6) alleen geldt voor grond onder de grondwater-stand en voor normaal geconsolideerd zand. De grafiek werd door Begemann gepubliceerd natalloze vergelijkingen met boringen middels voorprojecten uitgevoerde sonderingen en boringen.

StangenwrijvingDe meting van de conusweerstand wordt beïn-vloed door de zgn. stangenwrijving. Dit is de glijd-weerstand van de binnenstang in de sondeerbuis.Een onderzoek naar de grootte hiervan werd uit-gevoerd in de jaren ’80 door Rol. Hij vond dat de

stangenwrijving bij het discontinu mechanischsonderen evenredig is met de kracht op de binnen-stang en met de lengte ervan (in casu de diepte).Deze stangenwrijving leidt tot een te grote geme-ten conusweerstand.

Continu mechanisch sonderenNaast de bovenbeschreven discontinue sonderingkwam in de jaren 60 de continue mechanische sondering in gebruik. Hierbij worden conus ensondeerbuizen gelijktijdig weggedrukt. De conusbevindt zich hierbij in een enigszins uitgeschovenpositie. Het voordeel van deze methode was dat de door het sondeerapparaat uitgeoefendekracht op de binnenstang continu kon worden geregistreerd d.m.v. een elektrische drukdoos.Een nadeel van deze methode is dat de stangen-wrijving zowel een te hoge conusweerstand kangeven als een te lage, te hoog als de conusweer-stand afneemt en te laag als de conusweerstand toeneemt. Dit houdt verband met de bij verande-rende conusweerstand optredende samendruk-king of extensie van de binnenstang, waardoordeze wil glijden in de sondeerbuis.

Met de toepassing beoogde men voorts tijdwinst,t.o.v. de discontinue methode, ook bij het respec-teren van de nominale sondeersnelheid. Metingvan de plaatselijke wrijvingsweerstand is bij dezemethode niet mogelijk. Indien deze parametermoest worden gemeten werd daarom discontinugesondeerd. Omdat dit langzamer is leidde dit tot het nog steeds in gebruik zijnde prijsverschiltussen een sondering met en zonder meting van de ‘kleef’.


Figuur 4 – Kleefmantelconus. Figuur 5 – Afleiding wrijvingsdraagvermogen.


Scheef gaan sonderingOok als een sondering zuiver verticaal wordt be-gonnen kan deze met toenemende diepte scheefgaan, zelfs indien conus en sondeerbuizen mooirecht zijn. Dit treedt vooral op bij een asymmetri-sche spanningstoestand van de grond, zoals bij hetsonderen op korte afstand van een paal of bij hetsonderen nabij de kruinlijn of teenlijn van eentalud. Ook obstakels zoals puin in de bovenlagenof een plotselinge overgang van een lage naar eenzeer hoge conusweerstand, waarop de conus alshet ware afketst, kunnen scheef gaan bewerk-stelligen.

Het scheef gaan heeft allereerst een fout in de gemeten diepte tot gevolg. Meestal is de scheef-stand dermate klein, dat deze afwijking verwaar-loosbaar is. Echter, in extreme gevallen kan dezefout oplopen tot 1 meter of meer. Er zijn zeer ex-treme gevallen bekend, waarbij de conus zelfsweer uittrad boven maaiveld, terwijl men dacht opeen diepte van ca. 30 m te zitten! Tevens neemt bijscheef gaan de stangenwrijving aanzienlijk toe.Door één en ander groeide begin jaren ’70 de behoefte om over te gaan op elektrisch sonderenmet in de conus een hellingmeter.

De elektrische sonderingOnder een elektrische sondering wordt verstaaneen sondeermethode waarbij de krachtmetinglangs elektrische weg (meestal rekstrookjes) in deconus zelf plaats vindt.

De eerste elektrische sondering, met meting vanuitsluitend de conusweerstand, werd gemaakt in1948 door Bakker (Gemeentewerken Rotterdam).Wegens de onstabiele elektronica in die tijd werdhier snel mee gestopt.

Vlasblom publiceerde in 1985 dat het LGM reedsin 1962 over een elektrische sondeerconus be-schikte, waarmee behalve de conusweerstand de door het sonderen in de grond gegenereerdewaterspanning werd gemeten. Het doel was ommeer inzicht te krijgen in de zettingsvloeiïngsge-voeligheid (liquefaction) van zand. In 1970 werddeze conus voorzien van een kleefmantel, waar-mee niet alleen de plaatselijke wrijvingsweer-stand, maar ook de radiale gronddruk op dekleefmantel werd gemeten. Doordat echter demeetresultaten niet spoorden met die van anderonderzoek zijn met deze conussen enkel wat experimenten uitgevoerd.

Toen in 1965 Fugro werd opgericht startte mendaar meteen met de routinematige toepassing vaneen door hen ontwikkelde elektrische conus (figuur 7).Ook LGM ging daar enige jaren later toe over,maar men ondervond problemen omdat de geme-ten conusweerstanden in met name zand nietovereenstemden met die van de discontinue son-dering met mechanische conus. Hoe hier mee omte gaan in de adviespraktijk? Verschillen van 30%of meer waren geen uitzondering. De verklaring

hiervoor was, dat bij de discontinue mechanischesondeermethode tijdens het meten van de conus-weerstand de sondeerbuizen stilstaan en zo-doende geen extra spanningen in de grond binnende invloedssfeer van de conus teweeg brengen.Dit verschijnsel wordt ook wel kleefsteundruk ge-noemd. Omdat de geotechnische ontwerpregelsgebaseerd waren op de volgens deze discontinuemethode bepaalde conusweerstand werd beslo-ten om een zgn. ingesnoerde elektrische sondeer-conus (Heijnen) te ontwikkelen. De geometrieervan werd na vele vergelijkende proeven in Zeistin 1973 zodanig vastgesteld, dat de hiermee ge-meten conusweerstand vrijwel overeenstemdemet die van de mechanische discontinue sonde-ring, zie figuur 8. Het gevolg was dat in de in 1970 gepubliceerdesondeernorm NEN 3680 beide elektrische conus-vormen werden opgenomen, dit ondanks het feitdat uitsluitend LGM de ingesnoerde conus ge-bruikte. Vanwege de gebruiksnadelen van dezeconus (extra slijtage door de discontinue geome-trie, krom gaan van het ingesnoerde deel doorpuin of stenen) ging eind jaren ’70 ook LGM overop de cylindrische elektrische conus. Hierbijspeelde ook het bewustzijn zich te willen confir-meren aan de rest van de geotechnische wereld.Een ander aspect van de invoering van de elektri-sche conus was, dat de gemeten plaatselijke wrijvingsweerstand zeer sterk verschilde van diegemeten met de mechanische kleefmantelconus.



Figuur 6 – Relatie tussen grondsoort en wrijvingsgetal.Figuur 7 – ’Gladde’ (cylindrische)

elektrische conus.


Dit is vanzelfsprekend, omdat de mechanischekleefmantel borstweerstand ondervindt en deelectrische kleefmantel niet. In zand bleek deelektrisch gemeten kleef vaak de helft te zijn vande mechanische. Verder bleek dat de door hetsonderen veranderende ruwheid van de kleefman-tel en cylindrische en conische slijtage ervan inmet name in zand een grote invloed hebben op degemeten kleef. Met andere woorden: het is uiterstmoeilijk om met de elektrische conus een goed reproducerende kleefmeting te verkrijgen. In hetkader van de Nederlandse normalisatie werddaarom in de jaren ’80 besloten om de bepalingvan de schachtwrijving van palen niet langer te baseren op de kleefmeting, maar op de conus-weerstand.

Een grote stap: van de jaren ’70 meteen door naar het hedenVandaag de dag worden in Nederland vrijwel allesonderingen met een elektrische conus uitge-voerd. In België daarentegen wordt behalve hetelektrisch sonderen nog veel mechanisch geson-deerd. De reden hiervan is vooral dat het in Belgi-sche grond met de elektrische sondering, vakerdan met de mechanische sondering, technisch ofeconomische gezien (risico verlies of schade conus)niet mogelijk is om voldoende diep te sonderen.

Dit heeft geleid tot de internationale norm voormechanisch sonderen NEN-EN-ISO-22476-12:2009, welke tot stand gekomen is door grote Belgische voortvarendheid en inbreng. De hierinopgenomen conustypen zijn weergegeven in figuur 9. Deze norm verving in Nederland enkelejaren geleden al NEN 3680.Vermeldenswaardig is verder het in België in 2012verschenen, 71 pagina’s tellende document ‘Stan-daardprocedures voor geotechnisch onderzoek:sonderingen, deel 1: Planning, uitvoering en rapportering’. Dit document is opgesteld door de BGGG (Belgische Groepering voor Grond-mechanica en Geotechniek).In Nederland is de sondeernorm NEN 5140 Elek-trisch Sonderen onlangs ingetrokken en vervan-gen door NEN-EN-ISO-22476-1:(2012). Zie hier-voor een artikel van de hand van Wim Nohl, elders in dit nummer.Buiten Nederland hebben – voor wat betreft detoepassing van de sondering anders dan voor hetbepalen van het paaldraagvermogen, te wetenvoor een betere afleiding van grondparameters engrondsoort – de afgelopen decennia belangrijkeontwikkelingen plaats gevonden. Deze doen delaatste jaren ook in Nederland geleidelijk aan hunintrede in de sondeer- en adviespraktijk. Wellichtis het interessant om een volgend artikel te wijden

welke ontwikkelingen dit zijn en hoe zij tot standzijn gekomen.

Literatuur– 1948 Many authors, Proceedings of the secondInternational Conference on Soil Mechanics andFoundation Engineering, Rotterdam.– 1969 H.K.S.Ph. Begemann, The Dutch staticcone penetration test with the adhesion jacketcone. LGM-Mededelingen, Part XII no. 4 and Part XIII no. 1.– 1973 W.J. Heijnen, The Dutch Cone Test: Studyof the shape of the electrical cone, Proceedingsof the 8th International Conference on Soil Me-chanics and Foundation Engineering, Moskou.– 1982 A.H. Rol, Comparative Study on cone resistance, measured with 3 types CPT tips, Pro-ceedings of the escond European Symposium on Penetration Testing, ESOPT II, Amsterdam.– 1985 A. Vlasblom, The electrical penetrometer, a historical account of its development, LGM-Mededelingen no. 92.– 1988 H.C. van de Graaf ; J. Vermeiden, Een halve eeuw sondeertechniek, LGM-Mede-delingen no. 95.– 2012 BGGG, Standaardprocedures voor geotechnisch onderzoek: sonderingen, deel 1:Planning, uitvoering en rapportering. �

GEOTECHNIEK – Juli 201342

Figuur 8 – Ingesnoerde elektrische conus. Figuur 9 – Mechanische sondeerconussen NEN- EN-ISO-22476-12.


TERRACON

Kwaliteit als fundament

[email protected]


InleidingRijksweg 35 loopt dwars door het centrum van Nij-verdal. In de jaren 70 presenteert, plaatselijk ca-féhouder en grafisch ontwerper, Leo ten Brinkezijn plannen voor een gecombineerde weg- enspoortunnel door het centrum van Nijverdal. Hij iszijn tijd echter ver voorruit. Na de nodige studiesnaar mogelijke rondwegen in de jaren 80 wordtuiteindelijk in november 2007 opdracht gegevenvoor de aanleg van de eerste gecombineerde weg-en spoortunnel in Nederland.

De naam van Leo ten Brinke wordt nu gehanteerddoor de bouwcombinatie die in opdracht van Rijkswaterstaat de realisatie van het Combiplanverzorgt. De combinatie bestaat uit Van Hat-tum & Blankevoort, Hegeman Beton en Industrie-bouw, KWS en Vialis. Het project is aanbesteed op basis van een “Design & Construct” contract.De Combinatie is verantwoordelijk voor de uit-werking van het ontwerp, de realisatie en de instandhouding gedurende drie jaar na volledigeingebruikname van het systeem.

SituatieDe as van Rijksweg 35 wordt over een lengte van 6kilometer naar het noorden verschoven en gebun-deld met het spoor. Ter plaatse van het centrumvan Nijverdal worden spoor en weg over circa 1500

m verdiept aangelegd (zie figuur 1). Hiervan be-staat ca. 500 m uit een tunnel. Het station van Nij-verdal wordt verplaatst naar het centrum en komtin het open deel van de verdiepte ligging. Door hetverschuiven van het spoor en de Rijksweg moetook de lokale infrastructuur worden aangepast.Hiervoor worden twee onderdoorgangen voorlangzaamverkeer, twee wegbruggen, twee spoor-bruggen, een spoorviaduct en de nodige geluids-schermen gerealiseerd.

De Combitunnel loopt door het hart van Nijverdalen komt op de locatie van het oude spoortracé te liggen. De tunnel en toeritten dienen in de toekomst ruimte te bieden aan 2 sporen en 2 x 2rijstroken. De tunnel is verdeeld in drie tunnel-buizen: Een buis voor het spoorverkeer en tweebuizen voor het wegkeer. De totale breedte van de constructie varieert van circa 26 m tot circa 36 m ter plaatse van het station (zie figuur 2).De diepteligging van de diepe gedeelten varieertlangs het tracé tussen 6 m en 10 m. De tunnel bestaat uit 49 moten. De moten hebben in het algemeen een lengte van 30 m.

Geologie en grondwaterstandenDe belangrijkste geomorfologische afzettingenzijn gevormd in de voorlaatste ijstijd, het Saalien.De bodemopbouw langs het tracé is gekenmerkt

door een toplaag van geroerde antropogenegrond met wisselende samenstelling. Hier ondervolgt een zandlaag, silthoudend met lokaal dunneveenlenzen. Hieronder volgen lagen van matiggrof tot uiterst grof zand, grindhoudend of grind,matig zandig. De zanden grindlagen worden lo-kaal doorsneden door leem- en veenlagen, waarbijlokaal stoorlagen van oerhout zijn aangetroffen. Infiguur 3 is een typerende sondering weergegeven.

De invloed van de Nijverdalseberg is ook merkbaarbij de geohydrologie ter plaatse. Er is een aanzien-lijk verhang van het grondwater van de Nijverdal-seberg naar het riviertje de Regge. De tunnelwordt evenwijdig aan de stromingsrichting gerea-liseerd. Kenmerkend aan de grondwaterstand is de grotevariatie. Uit peilbuismetingen blijkt de waterstandte kunnen variëren van NAP +6,5 tot +9,0 m. Omeen eventuele stijging van het grondwater in de komende 100 jaar te kunnen opvangen, warenrelatief hoge ontwerpwaterstanden door de opdrachtgever voorgeschreven met een drempel-hoogte van NAP +10,0 m (oost) en +10,5 m (west).De rekenwaarde van de waterstand is vastgelegdop NAP +11,0 m (oost) en +11,9 m (west).

Keuze type bouwkuip en funderingDoor de centrale binnenstedelijke ligging golden


Ir. G. (Guido) MeinhardtVolker InfraDesign

Volker Staal & FunderingenIr. M. (Martijn) Takken

Volker InfraDesign

Ir. R. (Ronald) HergardenRoyal HaskoningDHV

Fundering Combitunnel

Nijverdal

Figuur 1 – Tracé eindsituatie.


strikte realisatie-eisen ten aanzien van geluid entrillingen, die maatgevend waren in de keuzes tenaanzien van het type bouwkuip en fundering. Ver-der waren de ligging van een aantal gestuurde bo-ringen onder het tunneltracé en de ligging vankabels- en leiding parallel aan de tunnel bepalend.Samen met de hiervoor geschetste geologischerandvoorwaarden heeft dit uiteindelijk geleid totde keuze voor het volgende funderings- en bouw-kuipontwerp (zie ook figuur 4):– Het gesloten gedeelte is op staal gefundeerd(D). De bouwkuip is hier gerealiseerd met ver-ankerde stalen damwanden en een onderwater-betonvloer. De owb-vloer is verankerd met ankerpalen die alleen een tijdelijke functie in debouwfase hebben.– De open (diepe) gedeelten zijn op palen gefun-deerd (C, E). De bouwkuip bestond hier ook uitverankerde damwanden met een onderwater-betonvloer met ankerpalen. Deze ankerpalen hebben zowel in de bouwfase als in de eindfaseeen functie. – Aan de uiteinden zijn, aan weerszijden, tweemoten op palen met een open bemaling gereali-seerd (B, F). Door de aanwezigheid van stoorlagenwas hier geen onderwaterbeton nodig.– De ondiepe delen van de toeritten zijn op staalgefundeerd (A, H). De moten zijn hier in een kuipmet open ontgraving gerealiseerd.

In totaal is ca 35.000 m2 onderwaterbetonvloermet een gemiddelde dikte van 1,0 m aangebracht[1]. De dikte van de vloer verloopt van 800 mm bij


SamenvattingBij het Combiplan Nijverdal zijn de tunnel en de toeritten gerealiseerd in binnenstedelijk gebied, met strenge realisatie-eisen ten aanzien van geluiden trillingen. Samen met de geologische randvoorwaarden heeft dit geleidtot de keuze voor een funderingswijze waarbij gebruik is gemaakt van eenfundering op staal en een fundering met GEWI-ankerpalen.Om tot een optimaal ontwerp te komen, zowel geotechnisch als constructief,zijn uitgebreide analytische en numerieke berekeningen opgesteld. Met deze berekeningen zijn vooraf onder andere de stijfheden van de bedding en van de GEWI-ankerpalen zo nauwkeurig mogelijk bepaald.

Deze stijfheden bleken in dit geval namelijk van grote invloed te zijn op het ontwerp, vanwege de strenge vervormingseisen vanuit het (spoor-)verkeer en in bepaalde gevallen ook vanwege het aspect vermoeiing. Deze intensieve interactie tussen het geotechnisch en het constructief ontwerp heeft uiteindelijkgeleid tot een integraal funderingsontwerp, waarbij gebruik is gemaakt van meer dan 3500 GEWI-ankerpalen. Meer inzicht in de te hanteren ontwerppara-meters is verkregen door het uitvoeren van omvangrijke bezwijkproeven.Door controleproeven zijn de gehanteerde uitgangspunten gecontroleerd en is deintegriteit van de palen ten aanzien van sterkte en stijfheid aangetoond.

Figuur 2 – Doorsnede gesloten tunnel.

Figuur 3 – Sondering.


de toeritten tot 1.100 mm bij de diepere delenmet een waterdruk van 6,6 m ten opzichte van on-derzijde onderwaterbeton. Ter plaatse van depompkelder is de dikte 1.300 mm bij een water-druk van 10 m.

Voor het aanbrengen van de damwanden is ge-bruik gemaakt van een mobiel geluidsscherm omde geluidsoverlast te beperken (zie figuur 5).Het hiervoor beschreven ontwerpconcept met derandvoorwaarden ten aanzien van trillingen, ge-luid en de aanwezige bodemgesteldheid hebbengeresulteerd in het toepassen van ruim 3500 GE-WIankerpalen. Het ontwerptraject van de anker-palen liep parallel aan de commissie voor hetopstellen van de CURrichtlijn C236 “Ankerpalen”[2]. Ervaringen vanuit het project zijn in de richtlijnterecht gekomen. Op het ontwerp, uitvoering enbeproeven van de ankerpalen wordt later in het

artikel nader ingegaan.

Het gekozen paalstramien was het resultaat vaneen afweging, waarbij zowel de belastingen in debouwfase als in de eindfase een rol speelden, maarook praktische uitvoeringsaspecten. Het stramienkent vaste randafstanden van 1,725 m in dwars-richting en 1,50 m in langsrichting. Daartussen zijnde hart-op-hart afstanden in dwarsrichting ca. 3,4m en in langsrichting ca. 3,6 m. Om de verticalevoegbeweging te beperken is het stramien nabijde dilatatievoegen verdicht. Het zijn vooral destrenge eisen vanuit het spoorverkeer geweest diehierbij bepalend waren voor het stramien en dediameter van de ankerpalen. Voor een deel van deGEWI-ankerpalen is vermoeiing het maatgevendecriterium gebleken voor de benodigde diameter.

De paalbelastingen in de eindsituatie vertonen

een relatief grote bandbreedte van zowel druk- alstrekbelastingen. Dit heeft te maken met de grotevariatie in mogelijke grondwaterstanden en hetaandeel van de mobiele belasting uit spoor- enwegverkeer. Zo treden bijvoorbeeld in het opengedeelte onder de wanden relatief hoge trek-belastingen op, maar zijn in het veld ook hogedrukbelastingen mogelijk.

Bij het bepalen van de paalbelastingen is rekeninggehouden met een bedding onder de vloer, dieeen deel van de drukbelasting opneemt. Het is in dat kader belangrijk dat de potentiele spleettussen onderwaterbetonvloer en de bodem, dietijdens het droogzetten van de kuip kan optreden,na het belasten van de onderwaterbetonvloerdoor de tunnelconstructie in de eindsituatie weerdicht gedrukt wordt. Hiervoor zijn uitgebreide numerieke berekeningen met PLAXIS uitgevoerd(zie figuur 6), waarbij met hardening model smallstrain stiffness is gerekend.

Het gesloten gedeelte van de tunnel is op staal gefundeerd. De te verwachten zettingen en deverticale bedding zijn bepaald op basis van analy-tische berekeningen gecombineerd met nume-rieke berekeningen. De analytische berekeningenzijn gebaseerd op de resultaten van de druk- sonderingen en geijkt aan de hand van een aantalrepresentatieve met Plaxis berekende dwarsdoor-sneden. Hiermee kon worden aangetoond dat de (rest)verschilvervormingen tussen de motenbeperkt zijn tot < 5 mm. De verticale beddingen variëren langs het tracé enliggen in orde grootte tussen 5000 à 10000 kN/m3.Op een beperkt aantal locaties is een grondverbe-tering aangebracht.


Figuur 5 – Mobiel geluidsscherm.

Figuur 6 – Funderingsconcept Combitunnel Nijverdal.

Figuur 4 – Funderingsconcept Combitunnel Nijverdal.




Figuur 7 – Boren ankerpalen vanaf pontonTabel 1 – Berekende statische paalstijfheden bij trekbelasting, paallengte circa 13 m.

Op plaatsen waar het op voorhand mogelijk wasom de damwanden te trekken, is reeds in het ontwerp het effect hiervan op de verticale bed-ding en de krachtswerking op de tunnel beoor-deeld. Uiteindelijke heeft dit bij de lokaalaanwezige bodemgesteldheden ertoe geleid datde bedding over de eerste twee meter van de randvervalt, en dat ter plaatse van de derde meter eenbedding van 50% in rekening is gebracht. Vanaf devierde meter is met volledige bedding gerekend.

Ontwerp en beproeving van GEWI-ankerpalenDe meest relevante aspecten voor het ontwerp vande gekozen GEWI-ankerpalen zijn:– Draagkracht (uitwendig geotechnisch)– Grote bandbreedte aan belastingen (door degrote variatie in de waterstanden en het aandeelvan belasting uit spoor- en wegverkeer)– Sterkte (inwendig constructief, ook rekeninghoudend met vermoeiing)– Stijfheid en vervormingen (met name bij voeg-overgangen in de spoortunnel)– Duurzaamheid (100 jaar levensduur en zwerf-stroom-eisen)– Uitvoeringsaspecten (toleranties, geluid en tril-lingen)Ontwerpdata GEWI-ankerpalen:– Verschillende staafdiameter 63,5 mm / 50 mm /40 mm– Schotel diameter 350 mm– Grout diameter 200 mm– Lengte palen tussen 13 à 26 m– Definitieve palen geboord (spoel-slagboren)vanaf ponton (zie figuur 7)

Eén van de bepalende factoren in de draagkracht-

berekening is de paalklassefactor t. Op basis vanervaringen is in het voorontwerp 1,8% aangehou-den. Om aan te sluiten bij C236 – Ankerpalen [2]en gezien de hoeveelheid palen is er samen met deverantwoordelijke funderingsaannemer VolkerStaal & Funderingen (VSF) gekozen om uitge-breide bezwijkproeven uit te voeren. Doel van deproeven was om verschillende uitvoeringsmetho-den te testen en de maatgevende paalklassefactorte bepalen. Verder is de omgevings- hinder en deuitvoeringssnelheid van de verschillende metho-den beoordeeld.

Hierbij zijn verschillende uitvoeringstechniekentoegepast zoals open spoelboren, spoel-slag-boren, trillend aanbrengen en micro verdringendeschroefpalen. Verder is onderscheid gemaakt in al dan niet afpersen. In totaal zijn er circa 42 testpalen aangebracht. Hierbij zijn palen op tweeverschillende locaties en groutlichamen op tweeverschillende hoogten aangebracht om voldoenderekening te houden met de ruimtelijke spreidingvan de bodemgesteldheid. De lengte van de grout-prop van de testpalen was 4 m. Van de 42 palenzijn uiteindelijk 14 palen beproefd voor het bepa-len van de paalklassefactor. De testpalen zijn vanafmaaiveld gemaakt.

De grote bandbreedte in de paalbelastingen hadinvloed op de berekening van het paaldraag-vermogen via de factor �var. Om deze factor zo realistisch en nauwkeurig als mogelijk te bepalenzijn in het constructief ontwerp verschillende combinaties van waterstanden en belastingen uitspoor- en wegverkeer doorgerekend.

Eén van de bepalende factoren voor het construc-

tief ontwerp van de tunnel en de owbvloer was destijfheid van de ankerpalen. Dit omdat de eisenaan vervormingen erg streng waren, vooral terplaatse van voegovergangen in de spoortunnel.Bovendien speelde de stijfheid van de ankerpalenook een grote rol bij het bepalen van de optre-dende lastwisselingen in de palen, waarmee de effecten van vermoeiing zijn gecontroleerd.Daarom zijn de stijfheden tijdens het ontwerpnauwkeurig berekend en is hierbij onderscheid ge-maakt tussen de stijfheid bij druk, de stijfheid bijtrek en de stijfheid bij kortdurende belasting.

De twee belangrijkste aandelen voor berekeningvan de axiale veerstijfheid van op trek belaste an-kerpalen zijn het elastische aandeel en het aandeeluit mobilisatie van de schachtwrijving.De vooraf berekende stijfheden voor een puur optrek belaste GEWI-paal (Dstaaf 50 mm) lagen ineen orde grootte van 40 MN/m à 50 MN/m (zietabel 1). Opgemerkt wordt de berekeningen des-tijds nog op basis van CUR77 in combinatie met deervaringen en meetresultaten van de aanleg vanhet verdiepte spoor door Almelo zijn uitgevoerd.Dit omdat CUR-richtlijn C236 nog niet beschikbaarwas.

In CUR77 zijn voor de berekening van de (deel)-veerstijfheid van de schachtwrijving de volgendefactoren genoemd: 75 (boorpalen) en 190 (prefabpalen). Gezien de uitvoeringsmethode liggenGEWI-ankerpalen tussen de twee genoemdewaarden/typen. Op basis van de gemeten stijf-heden op het project Almelo Verdiept is destijdseen factor van 110 aangehouden (zie tabel 1). InC236 zijn voor dit type ankerpaal nu waarden van120 / 140 / 170 vermeld; zie C236, tabel 8.1 [2].


Een andere parameter voor de berekening van deelastische (deel)veerstijfheid is de fictieve veran-keringslengte ofwel effectieve lengte Leff ge-noemd. Zowel in CUR77 als in C236 wordt gestelddat Leff = Lvrij + 0,5 La (zie C236, figuur 8.1).Ondertussen is de berekening van paalstijfhedenuit CUR77 in richtlijn C236 herzien, waarbij alge-meen geconstateerd is dat de hiermee berekendewaarden tamelijk conservatief (laag) zijn en nietaansluiten bij de in de praktijk gemeten waarden[3]. Daarom is in CUR-verband een platform anker-palen opgericht om betreffende dit onderwerp dehuidige richtlijn te laten aansluiten bij de in depraktijk gemeten hogere paalstijfheden.

De resultaten van de bezwijkproeven ten behoevevan het bepalen van de paalklassefactor kunnenals volgt worden samengevat:– t niet significant afhankelijk van boormethode(uitzondering trillend aanbrengen); – Duidelijk verschil tussen al dan niet afpersen;– t tussen 1,7 à 2,2 (afhankelijk van boorme-thode en al dan niet afpersen).

Opgemerkt wordt dat er gedurende de beoorde-ling van de proeven twijfels waren ten aanzien deuitgevoerde lengte van de groutlichamen. Daaromzijn een aantal testpalen/groutlichamen getrok-ken (zie figuur 8). Hierbij zijn de twijfels bevestigd.De afmetingen van de groutprop is essentieel

voor de bepaling van de maatgevende t en ver-dient de nodige aandacht in opzet en beoordelingvan bezwijkproeven.Op basis van de uitgevoerde proeven is gekozenom de definitieve GEWI-palen met de spoelslag-boor methode met afpersen uit te voeren en is delengte per ankerpaal met gemiddeld 2 m geredu-ceerd. De kosten voor de proef zijn ruimschootsgecompenseerd. Vanwege capaciteitsredenenheeft uiteindelijk Bauer funderingstechniek depalen voor Volker Staal & Funderingen uitgevoerd. Omdat de palen met de hogere t zijn ontworpenen in relatie tot de ontwikkeling van de richtlijnC236 “Ankerpalen” [1] gedurende het project, zijnaanvullend 24 controleproeven na installatie vande definitieve palen uitgevoerd. Hierbij zijn zowelsterkte als ook stijfheid van de palen vanaf de ponton getest (zie figuur 9). Alle palen voldoenaan de gestelde eisen qua sterkte en stijfheid. Intabel 2 zijn de achteraf gemeten stijfheden voorankerpalen met een staafdiameter van 50 mmweergegeven.

De testbelastingen waren 680 en 770 kN. De

gemeten stijfheden lagen tussen circa 43 à 74MN/m en passen daarmee in de bandbreedte vande van te voren berekende stijfheden (zie tabel 1).Aandachtspunt met betrekking tot de uitvoeringvanaf een ponton zijn realistische uitvoering-tole-ranties. Bij moot 37 zijn de GEWI-palen bijvoor-beeld nabij een hogedrukgasleiding geboord. De maatvoering is dan cruciaal. Hier zijn de palenmet een initiële helling van 2% van de leiding weggeboord en zijn de boorgaten met een inclinome-ter (verticaal) voor het passeren van de leiding ingemeten. Dat wil zeggen: boorproces stoppen,boorgaten inmeten, indien boorgat geen afwijkin-gen vertonen, dan verder boren. De palen zijn zon-der schade aan de leidingen uitgevoerd.

Literatuur[1] Cement; uitgave nr. 03-2013; Takken, De Winter, Meinhardt; Combiplan Nijverdal.[2] CUR Bouw & Infra, CUR 236 ‘Ankerpalen’, november 2012.[3] Geotechniek, jaargang 17, nummer 1, ‘Updatevan commissies’, axiale veerstijfheid ankerpalen. �


Figuur 8 – Getrokken groutlichaam paal bezwijkproef.

Figuur 9 – Test vanaf ponton.

Tabel 2 – Berekende en gemeten stijfheden GEWI-ankerpaal Dstaal = 50 mm.


CursussenWorkshop: Introduction to PLAXIS 2D - 3 juli - Plaxis BV

Dijkwacht 1 - Geotechnische oorzaken achter het ontstaan van dijkfalen en de door-braak zelf - 10 september - Deltares

Toepassen van MWell bij het modelleren van bronbemalingen - Bij het ontwerpenvan bemalingen is inzicht in de omvang van de onttrekking met het oog op de op-barst- en taludveiligheid in de bouwput zeer gewenst, evenals een snelle afwegingten aanzien van vergunningsvoorwaarden en de aard van effecten op de omgeving.- 12 september - Deltares

Hydrodynamica van Leidingsystemen – Dynamisch Gedrag - Verschaft zoveel inzicht zodat deelnemers in staat zijn het hydraulisch gedrag van een leidingsysteemte begrijpen, eenvoudige waterslag berekeningen te maken en mogelijke waterslagvoorzieningen en/of procedures te beoordelen - 16 september - Deltares

Dijkwacht 2 - Op welke wijzen kan een dijk doorbreken - 17 september - Deltares

Advanced course on Pressure Management and Pressure Transients in water

distribution systems - This 3-day intensive course on the latest concepts and toolsfor optima management of pressure in water distribution systems (including insights in analysis, prediction and validation methods for estimate of pressure management benefits) and deeper insight into pressure transients in pipeline systems - 18 september - Munich, Germany (meer info via Deltares)

Train de trainer Dijk Patrouille - Instructeurs krijgen een korte herhaling van de bezwijkmechanismen die in en rond een dijk te verwachten zijn en hoe deze bezwijkmechanismen zijn vertaald in Dijk Patrouille - 24 september - Deltares

Stabiliteit van grondlichamen berekenen met D-Geo Stability - Leer een grond-lichaam te modelleren en de stabiliteit ervan te berekenen met D-Geo Stability - 26 september - Deltares

Internationale congressen18th International Conference On Soil Mechanics And Geotechnical Engineering

2-6 september - Parijs

GeoMontréal 2013 – 29 september - Montréal, Canada

Informatie en aanmeldingBetonvereniging www.betonvereniging.nl +31-0-182-539233COB www.cob.nl +31-0-182-540660CROW www.crow.nl +31-0-318-695300CUR www.cur.nl +31-0-182-540600Deltares Academy www.deltaresacademy.nl +31-0-88-3357500Elsevier Opleidingen www.elsevieropleidingen.nl +31-0-78-6253888

Deltares www.deltares.nl +31-0-15-2693500KIVI NIRI www.kiviniria.net +31-0-70-3919890NGO www.ngo.nl +31-0-30-6056399NSTT www.nstt.nl +31-0-182-567380PAO www.pao.tudelft.nl +31-0-15-2784618Plaxis b.v. www.plaxis.nl +31-0-15-2517720ie-net (vh. TI KVIV) www.ie-net.be +32-0-3-2600840

AgendaOp het moment van drukken van dit nummer waren de volgende cursussen en symposia bekend. Voor een actueelen volledig overzicht zie de sites van de cursusaanbieders.


De bekendheid van het Stedelijk Museum aan de

Paulus Potterstraat in Amsterdam heeft meer te

maken met de klassiek moderne en hedendaagse

kunst waarvan zij haar bezoekers laat genieten, dan

met het gebouw waarin zij is gevestigd. Toch is dit

neorenaissancegebouw – in 1895 ontworpen door

architect Adriaan Willem Weissman – een bekend en

historisch monument. De ingrijpende renovatie die in

de periode 2007 – 2010 heeft plaats gevonden vroeg

dan ook de grootste zorg.

Rekenen en bewaken

Om deze reden was MOS Grondmechanica van

het begin tot het einde van de uitvoering betrokken

bij de renovatie van het Stedelijk Museum. Het

bureau verzorgde het benodigde grondonderzoek

en op basis van de resultaten hiervan de volledige

geotechnische engineering van de bouwkuipen en

funderingen. MOS bleef gedurende het bouwproces

op de achtergrond aanwezig om te toetsen of de

optredende vervormingen van het oude pand niet

groter werden dan geoorloofd. Hiermee leverden de

mensen van MOS een belangrijk aandeel aan het

behoud van een markant stukje Nederlands erfgoed.

MOS Grondmechanica Kleidijk 35 Postbus 801 3160 AA Rhoon T + 31 (0)10 5030200 F + 31 (0)10 5013656 www.mosgeo.com

“De metingen geven aan dat de bouwput tot de einddiepte mag worden

ontgraven.”


Nieuw concept voor spoorverbredingen in ophoging met steile, groene taluds en ingebetonneerde geogrids

K AT E R N VA NSpelen met gewapende grond

17E JAARGANG NUMMER 3 JULI 2013ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR

GEBRUIKERS VAN GEOKUNSTSTOFFEN

Project1_Opmaak 1 31-05-13 23:50 Pagina 1

De collectieve leden van de NGO zijn:

Bonar BV, ArnhemBonar NV, ZeleCeco BV, MaastrichtCofra B.V., AmsterdamCURNET CUR Bouw & Infra, GoudaEnviro Advice BV, NieuwegeinFugro GeoServices BV,

LeidschendamDeltares, DelftRijkswaterstaat DVS (Dienst

Verkeer en Scheepvaart), DelftGeopex Products (Europe) BV,

GouderakHero-Folie B.V., Zevenaar Intercodam Infra BV, AlmereInfraDelft BV, DelftJoosten Kunststoffen, GendtKem Products NV,

Heist op den Berg (B)Kiwa NV, RijswijkKwast Consult, HoutenMovares Nederland BV, Utrecht

Naue GmbH & Co. KG, Espelkamp-Fiestel

Ooms Civiel, ScharwoudePelt & Hooykaas BV, RotterdamProsé Kunststoffen BV, BritsumQuality Services BV, BennekomRobusta BV, GenemuidenRijkswaterstaat (Dienst

Infrastructuur), UtrechtTen Cate Geosynthetics

Netherlands BV, AlmeloTensar International, ’s-HertogenboschTerre Armee BV, WaddinxveenT&F Handelsonderneming BV,

OosteindeTexion Geokunststoffen NV,

AntwerpenVan Oord Nederland BV, GorinchemVoorbij Funderingstechniek BV,

AmsterdamBaggermaatschappij Boskalis BV,

Papendrecht

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

Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:

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

52 GEOKUNST – Juli 2013

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)546-544 811 Fax +31 (0)546-544 [email protected]/geonederland

GK voor pdf_Opmaak 1 01-06-13 00:03 Pagina 2

Beste Geokunst lezers,

Bij de redactiewerkzaamheden voor deze Geokunst in de 2e week van mei, was het regenachtig ente koud voor de tijd van het jaar. Wij, de redactieraad, zagen, ongetwijfeld net als u, verlangenduit naar de zomer. In die omstandigheid lazen wij het artikel “Spelen met gewapende grond” enviel ons oog direct op het kopje “creatief met zand”. De associatie met een zonovergoten strandmet prachtige, door zandbeeldhouwers gecreëerde zandsculpturen, was al snel gemaakt.

Echter, bij deze creatieve uiting wordt geen wapening gebruikt, waardoor de zandsculpturen al naenkele mooie zomerse dagen de richting van de tijd zullen volgen van order naar disorder, waardoorze niet meer herkenbaar zullen zijn. Bij de eerste de beste storm of springtij zullen ze geheel zijnverdwenen. Het zal duidelijk zijn dat de gewapende grond aanzienlijk langer zijn vorm en functiezal behouden (lagere entropie) dan die mooie zandkastelen. Het zijn allebei kunstwerken, maar hetwoord “kunstwerken” heeft in de techniek een geheel ander betekenis dan in de kunst, al kan eencivieltechnisch kunstwerk aan beide voldoen. Echte kunst (works of art) zijn gemaakt om ervan tegenieten en hebben verder geen functie, maar als je er goed voor zorgt kunnen ze erg lang meegaan.Het artikel “Spelen met gewapende grond” van Suzanne van Eekelen, Piet van Duijnen, Wim Voskamp en Theo Huybrechts is een verslag over de NGO workshop “Met geokunststoffen gewa-pende steile hellingen”, dat op 19 maart jl. is gehouden in het World Art Centre in Delft. De tweedein een serie brainstorm sessies georganiseerd door de NGO. Vijftig deelnemers hebben in weer en wind een miniatuur gewapende grondconstructie gemaakt en daaruit verrassende conclusiesgetrokken. Voor een relaas over een leuk staaltje “outside the box”denken en de lezingen die zijngehouden over mogelijkheden van gewapende steile hellingen, verwijzen wij u naar dit artikel.

Vanuit de dagdroom over zonovergoten stranden en het effect van de 2e wet van de thermodyna-mica op zandkastelen, was de stap naar een zomerse treinreis met uitzicht over groene weiden enhellingen vol bloemen, een kleine. Een van de voorwaarden voor een veilige reis per trein is gedegenontworpen en uitgevoerde kunstwerken. J. Verstraelen, F. de Schepper en E. De Clercq doen verslag van een nieuw concept voor spoorverbredingen in ophogingen met steile, groene taluds en “ingebetonneerde” geogrids. Hierbij worden in beton gestorte geogrids in combinatie metgrondnagels gebruikt om stabiele steile taluds in de zeer beperkte ruimte langs het spoor BrusselZuid en Denderleeuw te realiseren.

Wij wensen u veel leesplezier met deze zomerse editie van Geokunst!

Shaun O’HaganEindredacteur Geokunst

Geokunst wordt uitgegeven door de Nederlandse Geotextie l organisatie. Het is bedoeld voor beleidsmakers, opdrachtgevers, ontwerpers, aan nemers en uitvoerders van werken in de grond-, wegen waterbouw en de milieutechniek. Geokunst verschijnt vier maal per jaar en wordt op aanvraag toegezonden.

Tekstredactie C. SlootsEindredactie S. O’HaganRedactieraad C. Brok

A. Bezuijen M. Dus̆kov J. van Dijk W. Kragten F. de Meerleer

Productie Uitgeverij Educom BV

Een abonnement kan worden aangevraagd bij:Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO)Postbus 3583840 JA HarderwijkTel. 085 - 1044 727

www.ngo.nl

Van de redactie

Colofon


Kunst

Kunstwerk

Work of art


Creatief met zandOm de creativiteit verder te prikkelen zijn 7 teamssamengesteld die ieder een miniatuur gewapendegrondconstructie van 0.3 m hoogte hebben ge-maakt. In elk team zat minimaal een opdracht-gever, een aannemer, een ontwerper en een leve-rancier. Eén groep bestond echter uiteindelijk

toch alleen maar uit drie geotechnische adviseurs. Ieder team kreeg een zak metselzand, een zak op-hoogzand, WC papier, keukenpapier en een stapelA3-tjes. Daarmee moesten ze een gewapendwandje maken in een houten bak met bodemplaat.Er waren 3 verschillende soorten bakken, waarbijde helling van de gewapende grondzijde varieerde

tussen de 0 en de 10 graden met de verticaal. Naafloop moest de voorkant eraf, en werd de con-structie op ludieke wijze belast door vrijwilligers. Dat er zeven zeer creatieve teams aan het werkwaren was al snel duidelijk. Ondanks hetzelfdebouwmateriaal (bij 6 van de 7 groepen) en nage-noeg dezelfde bakken was het eindresultaat 7unieke constructies die maar 2 zaken gemeen had-den: zand en wapening. Verder was zo ongeveeralles anders.

De snelheid van bouwen was verschillend, de diktevan de zandaanvulling tussen de wapeningslagen,de ankerlengte, het al dan niet terugslaan van dewapening. Eén team vond een verticale wand nietuitdagend genoeg. Dit team heeft het schaalmo-del na het opbouwen op z’n kop gezet, zodat ereen 10 graden voorover hellende wand ontstond.Anderen hadden – geïnspireerd op de Japansebouwmethode waar Wim Voskamp in zijn inleidingover had verteld – de zandzakken zo in de proef-bak gepropt. Een ander model werd gebouwd zonder de omslag van de wapening: een lasagnevan dunne laagjes zand en papier. Het resultaatwas een schaalmodel waarin je de wapening nietkon zien, vandalismebestendig en misschien eco-nomisch.

Het winnende team, met de 3 geotechnici, hadrondgestruind op zoek naar beter wapeningsma-teriaal. Dat lukt wel op het terrein van het WorldArt Centre in Delft, waar de workshop werd gehouden. Ze vonden kippengaas. Met dit gere-cyclede kippengaas hebben ze een doordachtschaalmodel gemaakt. Kippengaas, met daarbin-nen WC papier. Het betere metselzand aan devoorzijde, het opvulzand daarachter. Voor de‘groene uitstraling’ was het geheel nog wat opge-leukt met rietstengels. De foto laat zien hoe hunwinnende schaalmodel is proefbelast. Dit bevlo-gen groepje, bestaande uit Marijn Brugman vanArthe Civil & Structure, Rens Servais van Struktonen Dirk Goeman van Crux Engineering heeft hier-mee de NGO-wisselbokaal gewonnen! De organi-


Ing. P. (Piet) van Duijnen Lid NGO Commissie: Innovatie en Kennis-overdracht, Mobilis

Ir. S. (Suzanne) van EekelenVoorzitter NGO Commissie:

Innovatie en Kennisoverdracht, Deltares, TU Delft

Ing. T. (Theo) HuybregtsIngenieursbureau

Geologics

Ir. W. (Wim) VoskampVoskamp Business

Consultancy

Foto 1 – De proefbelasting van het winnende schaalmodel.

NGO-workshop 19 maart 2013: met geokunststoffen

gewapende steile hellingen

Spelen met gewapende

grond


satie, de NGO, accepteert overigens geen enkeleaansprakelijkheid voor loslopende, ontsnapte kippen in Delft-Zuid, wegens het ontbreken vanstukken kippengaas.

Creatief met wapeningEr moest meer gebeuren dan spelen met zand alleen. De dag startte met twee inleidingen. Eénvan Wim Voskamp over de grondwapening; geschiedenis en recente toepassingen. En één vanTheo Huybregts over het ontwerp van gewapendesteile hellingen. Vervolgens heeft Piet van Duijnen namens de NGO de deelnemers uitgedaagd om de in de samenvatting genoemde drie vragen tebeantwoorden. In de discussie achteraf bleek datenkele ideeën in de tenderpraktijk wel op tafelkomen maar worden afgeserveerd omdat de techniek nog niet is bewezen. Andere ideeën zijnal in de praktijk gerealiseerd. Weer andere ideeënlijken kansrijk, maar behoeven nadere uitwerking.Hieronder een samenvatting van enkele van devoorgedragen ideeën.

VerankeringDe wapening in een steile wand moet bij de aanlegvoldoende aangespannen worden om zonderplooien ingebouwd te worden. Een idee is dat ditaanspannen kan worden bereikt door de wapeningover een kuil aan te leggen zoals aangegeven in

figuur 1. Tijdens het aanvullen wordt de wapeningin de kuil gedrukt en zo strakgetrokken, waardooreen vorm van voorspanning ontstaat. Deze bouw-methode wordt zo nu en dan toegepast, maarheeft nog niet tot spectaculaire verbeteringen ge-leid. Uit diverse EEM analyses is nog niet geblekendat het op deze wijze voorspannen van geogridsignificante verbetering geeft.

Vormvastheid van een gewapende wandBij het opbouwen met de omslagmethode van een

gewapende wand met een tijdelijke bekistingmoet het vulmateriaal zich zo goed mogelijk vorm-vast gedragen.

We willen een mooie, strakke facing, zonder dattussen de lagen geogrids uitbuiking plaatsvindt(het “burrito-effect”). Het blijkt nodig te zijn dater voldoende fijne fractie in het vulmateriaal aan-wezig is om voldoende vormvastheid te bereiken.Voorgesteld is daarom om een granulaat fractie0/20 in plaats van 0/31,5 mm toe te passen. In de


SamenvattingGewapende grond is in de VS en Japan de gewoonste zaak van de wereld en ookin Nederland een constructie die steeds vaker wordt toegepast. Steeds vaker gebruiken we geokunststoffen voor 12 m hoge verticale wanden, ontlastings-constructies of op staal gefundeerde landhoofden op een gewapende grondwandtot 8 m. Dat een gewapende grondconstructie veilig is, is overduidelijk. Tijdens de grote aardbeving in Oost-Japan van 2011 is veel bezweken, maar vande gewapende grond-wanden is de volledige 178 km keurig blijven staan en nogsteeds in gebruik.

Gewapende grondconstructies worden in Nederland veel toegepast in Design en Construct contracten omdat ze economisch en flexibel zijn.Vijftig deelnemers hebben, onder leiding van NGO-voorzitter Arian de Bondt, gezocht naar een verdere uitbreiding van de inzetbaarheid van gewapende grond. Leidend waren 3 vragen: (1) Hoe kunnen we de bestaande constructies ver-beteren? (2) Welke nieuwe oplossingen van gewapende grond zijn mogelijk? (3)Hebt u een probleem waarvoor gewapende grond een oplossing kan zijn?

Foto 4 - Suzanne reikt de prijs

voor het winnend schaalmodel uit aan

v.l.n.r. Dirk Goeman, Marijn Brugman en Rens Servais.

Foto 3 - En dan aan de slag.Foto 2 - Overleg over de innovatieve constructies.



praktijk is dit al wel toegepast. Ook 2/20 is weleens geprobeerd.

TunnelsVerschillende varianten van tunnels passeerden de revue. Figuur 2 laat een ecoduct zien, gemaaktvan geotubes. Dit ligt in het verlengde van hetwerk dan de CUR 128 grondbogen-commissie in2003 heeft gepubliceerd. Figuur 3 laat een oplos-sing zien waarbij EPS en geokunststof wapening worden gecombineerd. Het EPS is vormvast, kanenige druk en trek opnemen en geeft de minstebelasting in de fragiele schil die de boog op zijnplek houdt. Tenslotte was er nog een idee een celwapening toe te passen in een variant op de wanden-dak methode, zie figuur 4. Een van deuitdagingen bij de laatste twee varianten ligt in debrandwerendheid van de constructie.

OntgravingenBij ontgravingen werden oplossingen aange-dragen voor de bodemput en de putwand. Figuren5 en 6 geven voorbeelden van stabilisatie van de bodemput met geokunststoffen. Het traditioneleonderwaterbeton wordt hier vervangen door eenfolie. De installatie en de verbinding met de verticale ankers zal hier nog enig denkwerk vra-gen. Bij deze oplossing zal op het geomembraanvoldoende afdekking moeten worden aange-bracht. De putwand kan worden uitgevoerd alseen Berlinerwand, al dan niet met een zig-zag structuur. Door een combinatie van verticaalingebrachte prefab betonpalen en een verticaalfolie kan de berliner wand worden gerealiseerd.De folie wordt dan ingebracht zoals dat nu ook gebeurt bij het in uitvoering zijnde project teLeeuwarden, zie foto 5.

Drainage-geogrid-strips als wapeningFiguren 7 en 8 laten zien hoe diagonale drainagekan bijdrage als grondwapening. De drainage staat haaks op de te verwachten bezwijkvlakken(Bishop) en kan daarmee extra versteviging bieden. Aandachtspunt is het opfrommelen van dewapening bij samendrukking van de consolide-rende grond. Ook kan de wapenende werking vandrainage-geogrid-strips gebruikt worden tijdensontgraving (Figuur 7). De vrijkomende wapeningkan weer worden teruggezet, waarbij een bekle-ding van grid of geotextiel kan worden vast-genaild.

OverslagGeokunststoffen kunnen de erosiebestendigheidvan het binnentalud van een dijk sterk vergroten.Gevolg is dat golf overslag minder schadelijk is. In-

Figuur 7 – Ontgraven in gewapende en gedraineerde grond.

Figuur 8 – Diagonale drains: versterking ondergrond en snellere drainage.

Figuur 1 – Betere verankering van de wapening:een kuil op 2/3 van de wapeningslengte.

Figuur 2 – Ecoduct opgebouwd uit geotubes.Figuur 3 – EPS en geokunststof

wapening in een viaduct.

Figuur 4 – Variant op wanden-dag methode:grid-honingraad-grid-ontgraven.

Figuur 5 – Putbodem: Alternatiefvoor onderwaterbeton.

Figuur 6 – Putbodem: waterdicht afsluitendgeotextiel wapening + afdichting.


dien een binnentalud goed bekleed is, en daarmeebeter bestand is tegen golfoverslag, dan kan eenlagere dijktafel geaccepteerd worden. Het bekle-den van het binnentalud kan dus een goed alter-natief zijn.Voor het realiseren van werkwegen en kraan-opstelplaatsen op slappe grond kunnen zoge-naamde geocellen worden toegepast. Dit zijn ver-ticale geogrids die in honinggraad zijn verwevenzodat er cellen ontstaan welke opgevuld wordenmet steenslag. Er ontstaat als het ware een stijveplaat die berijdbaar is.

Geokunststoffen in waterkeringenAan het einde van de bijeenkomst ontstond een levendige discussie over het al dan niet toepassenvan geokunststoffen in waterkeringen. In het buitenland worden geokunststoffen veelvuldigtoegepast om de stabiliteit van een dijk of zelfsstuwdammen te vergroten. In Nederland is datechter een zeldzaamheid. Bij techneuten heerst demening dat dit conservatisme is van dijkbeheer-ders. Aan de andere kant is het belangrijk dat het risico (kans maal gevolg) bij een dijk vaak veelgroter is dan bij een steil talud met gewapendegrond, al dan niet met een landhoofd er op. Conclusie is dat een grootschalig onderzoek naarde toepasbaarheid van geogrids in dijken zou kun-

nen leiden tot een besparing van tientallen miljoe-nen of zelfs miljarden. Een welkome bijdrage aanhet “indammen” van de crisis!

DankwoordDe bestuursleden van de NGO willen Han de Jongvan Mobilis bedanken voor het ter beschikking

stellen van negen houten mallen, een berg zandmet wapening en de NGO-wisselbokaal.

ReferentiesWerkrapport CUR commissie C-128, 2003,‘Grondboog’, overbruggen met grond. Opgestelddoor Theo Huybregts en Hein Jansen. �

SPELEN MET GEWAPENDE GROND

Foto 5 – Installatie foliewand in Leeuwarden. Bron: Combinatie GrutteFier bestaande uit Mobilis, De Vries, Van Gelder en Oosterhof Holma.


Figuur 1 – Principe detail.

InleidingBij de aanleg van het derde en vierde spoor op delijn 50A tussen Brussel-Zuid en Denderleeuw, wer-den ter hoogte van Anderlecht door Tucrail kunst-werken ontworpen die het complexe probleemvan het bouwen van een in de tijd stabiele spoor-wegconstructie moeten verenigen met de be-perkte bouwruimte en een nieuw groen talud.Het concept bestaat naast de ophoging zelf uitdrie basiselementen. Ten eerste het realiseren vaneen weerstandbiedend element in de bestaandespoorwegtaluds. Dit weerstandbiedende elementbestaat uit een vernageling van het bestaandetalud (foto 1).

Het tweede constructieve element zijn de gesta-pelde (of ter plaatse gevormde) L-vormige beton-nen elementen (foto 2). Zij vormen de grondkeringvan de nieuwe ophoging en bepalen de lijn van hetnieuwe talud. De verbinding tussen beide wordtgevormd door een trekwapening die instaat voorde krachtsoverdracht tussen de actieve zone en deweerstandbiedende elementen (zie fig 1, principe-detail).

Ten derde werden de vernageling en gewapendegrond gedimensioneerd volgens klassieke metho-

des en geldende normen, rekening houdend metop de markt aanwezige productspecificaties. Degrote onbekende was echter de sterkte van de ver-binding tussen de trekwapening en de betonele-menten. Er werd geopteerd om de trekwapeningin ieder geval in te betonneren. Dit impliceerdedat het toe te passen product bestand diende tezijn tegen de inwerking van vers beton. Er diendeaangetoond te worden dat de onbekende verbin-ding trekwapening-beton niet de zwakste schakelwas in het geheel, met andere woorden, de (vei-lige) berekende falingsmechanismen zoals brekenvan de wapening en of breuk of uittrekken van degrondvernageling, dienden in ieder geval toon-aangevend te zijn.

Concept en dimensionering van de constructieve elementenHet technisch concept dient een soepele structuurte realiseren, waarbij de vervormingen echter con-troleerbaar blijven. De verplaatsingen op langetermijn zijn van groot belang, aangezien kruip totvoortdurende vervorming van het spoor zou leiden, wat natuurlijk ongewenst is.

Bovendien moest gezocht worden naar een flexi-bel systeem, dat snel en eenvoudig toepasbaar is

voor allerlei uiteenlopende situaties. Er werd dusgezocht naar een type element, waarmee diversevormen en krommingen in de structuur worden ge-realiseerd. Dit element, hier een L-element metbeperkte dikte en constante wapening, werd ge-dimensioneerd voor verschillende situaties enhoogtes (momenteel tot 6 verdiepingen van 2.2 mhoogte). De achterkant van dit element is smallerdan de voorkant, wat de realisatie van bochtentoelaat. In relatie tot de diepte en beschikbareverankeringslengte, worden de geogrids ofwelverankerd aan grondnagels ofwel vrij uitgerold.

Voor de verbinding tussen grondnagels en geo-grid, werd gebruik gemaakt van een holle stalenbuis. Alle stalen elementen in contact met degrond werden gedimensioneerd met een corrosie-overdikte en voorzien van een galvanisatie. Hetgeogrid werd omgeslagen achter de buis en terug-geplooid in de aanvulling (foto 3). De afstand tus-sen L-muur en vernageling kon variëren door hetgeogrid voldoende lang te voorzien. Deze variatieskunnen zowel variaties zijn in het bestaande taludals variaties in het vlak van het te realiseren groeneterrassen talud. Het is met deze constructie moge-lijk om op bepaalde niveaus de terrassen in of uitte schuiven zoals de lades van een kast, en zo

Nieuw concept voor spoorverbredingen in

ophoging met steile, groene taluds en ingebetonneerde

geogrids


Ing. F. De SchepperEmotrade

Ir. E. (Eric) De ClerqTucrail

Ir. J. (Jan) VerstraelenTucrail

Foto 1 – Vernageld talud.


obstakels te omzeilen of overgangen naar flau-were klassieke taluds toe te laten.Aangezien de bijkomende last op de taluds beperkt is en het een soepele structuur betreft,volstaat een relatief licht type fundering. In de meeste zones volstaat een fundering op staal,en in de zones met grootste constructiehoogte(tot 11 m) en slechtste ondergrond (alluvium, conusweerstand 0.5 à 1 MPa) werden grindkernentoegepast. De berekeningen werden hoofdzakelijk uitge-voerd met het eindige differentie programmaFLAC [1].De veiligheid en de optredende krachten in hetsysteem werden per fase bestudeerd. Figuur 2toont het kritieke afglijden van de tijdelijke toe-stand, waarbij het bestaande talud vernageld is.

De nagels werden gemodelleerd als rockbolt-ele-ments, met een constante pull-out kracht per lopende meter nagel en beperkte buigstijfheid enmomentcapaciteit. De pull-out capaciteit werd ge-baseerd op de Franse richtlijn “Clouterre” [2] enwerd geverifieerd met uittrekproeven op verlorengrondnagels tijdens de uitvoering. De buigstijf-heid en momentcapaciteit van de grondnagels

heeft een beperkte invloed op de veiligheid naarafglijden toe, maar werd beschouwd voor de finalefase omdat de krachten van het geogrid niet in de-zelfde lijn liggen als de helling van de grondnagels(15° geheld). Deze toestand is tevens de toestandmet de laagste veiligheid naar afglijdingen toe(1.21 in dit geval). Deze veiligheid is nog steedsbeduidend hoger dan de veiligheid van het origi-nele talud (1 à 1.1).

Na uitvoering van de vernageling, worden grind-kernen uitgevoerd aan de teen van het vernageld

talud. Deze grindkernen verhogen lokaal zowel destijfheid als de grondmechanische weerstand vande teen van het talud. De grindkernen worden gemodelleerd als unit-cell of dus als zone met ver-beterde grondkarakteristieken (hogere E, c’ en �’)bepaald via de methode van Priebe [2]. Bovendienwerken de grindkernen als drainerende kolommenen versnellen ze de consolidatie. Op de grind-kernen werden eveneens belastingsproeven uitge-voerd, op het gebruikte grind werden directe afschuifproeven uitgevoerd. Ter controle van deverdichting, werden elektrische sonderingen uit-


SamenvattingSpoorverbredingen in ophoging zijn vaak moeilijk te realiseren. Ze dienen de eisenmet betrekking tot stabiliteit te verenigen met de veelal beperkte bouwruimte enhet uitzicht voor de omgeving. Door een nieuwe taludlijn te bouwen met L-vormigebetonnen elementen konden plantvakken gecreëerd worden die na verloop vantijd de taludlijn omvormen tot een groene berm.

De stabiliteit wordt verzekerd door de L-elementen te verbinden met de vernage-ling van het bestaande talud door trekwapeningen in de vorm van hoog perfor-mante geogrids. Het toegepaste systeem zal ongetwijfeld ook in andere landensnel toepassing vinden.

Foto 2 – L-vormige betonelementen. Foto 3 – Geogrid teruggeplooid in de aanvulling.

Figuur 2 – Kritieke afglijden van de tijdelijke toestand.


gevoerd centraal doorheen de grindkernen (figuur 3).De grindkernen zijn aangezet op de diepere grind-laag rond 11 mTAW. Door afwijkingen tijdens hetsonderen gaat de sondeerconus wel voor het aan-zetpeil uit de grindkern. De figuur toont de homo-gene verdichting van het grind in het trajectcentraal doorheen de grindkern, en de afnamewanneer de sondering zich naar de rand van degrindkern begeeft. Verder toont de figuur ook aandat de trillingen en zijdelingse verdringing tijdensinstallatie van de grindkern geen toename van deconusweerstand heeft veroorzaakt, tenzij beperktin de diepere zand/grindlaag.

Na uitvoering van de grindkernen verhoogt detheoretische veiligheid van het vernageld taludnaar 1.35. Deze veiligheid wordt berekend doorhet bepalen van zogenaamde veiligheidscontou-ren: het programma zoekt verschillende lokaleglijdingen en legt contourlijnen vast van overeen-stemmende veiligheid. Dit is weergegeven in figuur 4. Hieruit blijkt dat de veiligheid identiek is aan de veiligheid voor diepe glijding langs de andere zijde van het talud. De figuur toont even-eens een oppervlakkige glijding boven de verna-gelde wand (met lagere veiligheid van 1.25) enlangs de oppervlakte langs de andere taludzijde.In de praktijk wordt deze taludzijde eveneens uitgebreid, in dit geval met een klassiek talud.

Bij het opbouwen van de wand worden de L-murengeplaatst en via het geogrid verbonden met degrondnagels. Daarna wordt laagsgewijs aangevuldachter de L-muren. In de tijdelijke fase als verna-gelde wand, is de kracht in de grondnagels nietmaximaal ter hoogte van de nagelkop, maar wel op

enige diepte in het grondmassief. Het geogrid oe-fent bij de aanvulling een bijkomende kracht uit opde nagelkop. De veiligheid van de finale toestandbedraagt 1.46, zie figuur 5 (owv het bijkomendstabiliserend gewicht aan de teen van het talud).

Omdat de verbinding tussen geogrid en verna-gelde wand als kritiek punt wordt beschouwd,wordt de invloed nagegaan van het wegvallen vandeze verbinding. In het model wordt progressiefde laatste meter van de grondnagel, en dus ook deverbinding met het geogrid, verwijderd. Aan-gezien de modellering 2D plane-strain is, is dezesituatie zeer conservatief want ze stelt het weg-vallen van de verbinding in een volledige rij voor.

Bij het wegnemen van deze verbinding verdeelt dekracht zich over de boven en onderliggende geo-grids en grondnagels. De grondnagels gedragenzich nu als vrije nagels, zonder kracht aan de na-gelkop (het spuitbeton werd ook verwijderd).Voor de wand die hier bestudeerd werd, kondenalle verbindingen verwijderd worden. De veilig-heid naar afglijden daalt wel drastisch naar 1.1,wat nog steeds aanvaardbaar geacht wordt voordeze accidentele toestand. De verplaatsingenlopen weliswaar zeer sterk op bij het wegvallenvan de verbindingen.

In alle berekende en opeenvolgende fases wordende krachten in de geogrids en de grondnagelszowel in gebruiks- als uiterste grenstoestand be-paald. Voor de kruip in de geogrids en de daaruitvolgende vervorming op lange termijn, is namelijkde kracht in gebruikstoestand bepalend.Om de vervormingen tijdens het aanvullen te be-

perken, is een zeer stijf geogrid geëist met eenstijfheid van 8000 kN/m. Het geplaatste geogridheeft deze hoge stijfheid en is bovendien zeer on-gevoelig voor kruip: de isochrone curven tussen 1dag en 114 jaar liggen binnen een interval van circa0.3% bij een dienstwaarde die 20% van de breuk-waarde bedraagt (zie figuur 6). Bijkomend voor-deel is dat de grootte van dit interval (depost-construction strain) vrij constant blijft binneneen spanningsgebied van 10 tot 50% van debreukwaarde, wat zeker niet het geval is voor an-dere types geogrid.

Tijdens en na de bouw, die liep tot oktober 2012,werden de L-muren topografisch ingemeten. Dehorizontale verplaatsingen tijdens en na de bouwzijn kleiner dan 2 cm en de zettingen schommelentussen de 5 en 6 cm (beide kleiner dan de bere-kende waarden). Het verloop van de zettingenvoor de onderste rij L-muren is weergegeven in figuur 7. In de figuur is de zetting van 5 meetpun-ten verspreid langsheen de totale lengte van deonderste L-muren (115 m voor de onderste rij)weergegeven. De figuur geeft aan dat de zettin-gen stabiliseren en dat er weinig differentiële zettingen zijn. Dit werd ook vastgesteld bij dehoger gelegen niveaus, die zeer gelijkaardige zettingen vertonen.

De gemeten horizontale verplaatsingen zijn zeerklein en tot op heden werd geen kruip vast-gesteld. Hierbij dient opgemerkt te worden datdeze kruip moeilijk te meten zal zijn gezien dekleine te verwachten waarde (de theoretische horizontale rek bedraagt 1%).Doordat het geogrid stijf is, gaat dit al bij een


Figuur 3 - Electrische sondering.

Figuur 4 - Contouren van glijlijnen met respectievelijke veiligheid.

Figuur 5 - Shear strain rate bij failing (veiligheid 1.46) in finale toestand.


beperkte opgelegde verplaatsing kracht opbou-wen. Het geogrid werd ook niet opgespannen: hetwerd los uitgerold en omgeslagen. Er werd welaandacht besteed aan de verbinding met de buisopdat deze goed contact maakt met de lussen opde ankerplaat aan de grondnagels. Deze lussen(twee per ankerplaat) zijn redundant, aangezienstructureel slechts één lus nodig is per plaat. In de

praktijk is de uitvoering met grondnagels ook ge-bonden aan toleranties, waarbij nagels niet op eenzelfde niveau zitten en/of niet op een zelfde af-stand tot de L-muur. Hierin speelt het geogridweer zijn rol als soepele en flexibele verbindingtussen beide constructiedelen. Het geogrid werdsteeds vlak uitgerold en loodrecht op de buis teruggeplooid. Het geogrid werkt ook als één

geheel met de ingesloten en bovenliggende gronden spreidt punten lijnlasten uit in het vlak.Om tot een kwalitatief goed eindresultaat tekomen, diende ook rekening gehouden te wordenmet een ontwerp voor de drainage van de wand,de correcte positionering van de elementen, devoegen tussen de elementen en de keuze van beplanting.


NIEUW CONCEP T SPOORVERBREDINGEN

Foto 4 - Fortrac R800 / 100 MP Geogrid.

Foto 6 - Geogrid getest tot breuk.Foto 7 - De ruimte voor constructielangs het spoor was zeer beperkt.

Foto 5 - Testopstelling.



Figuur 7 - Zettingen onderste rij L-muren.Figuur 6 - Isochrone curven tussen 1 dag en 114 jaar.

GeogridsMet de gestelde eisen en veiligheden is bekekenof er producten bestonden die konden voldoen enis er een bestekbeschrijving opgemaakt met tech-nische eisen. De geogrids werden ingebetonneerdin betonnen keerelementen. Er is gekozen voorpolyvinylalcohol als grondstof. PVA-vezels verto-nen geen sterkteverlies bij PH-waarden tot 12 enhebben een zeer stijf wapeningsgedrag. In toepas-singen waar het aspect wapening maatgevend isvoor het ontwerp worden voornamelijk geogridsingezet. Door hun open structuur hebben ze eengrotere interactie met hun omgeving dan geotex-tielen. De meeste geogrids zijn ook onderwerp vanlanglopende belastingstesten waardoor hun langetermijngedrag vrij goed bekend en betrouwbaaris. De keuze is uiteindelijk gevallen op FortracR800/100 MP een geogrid op basis van vezels in Polyvinylalcohol geproduceerd door HueskerSynthetic gmbh. Emotrade NV verzorgt de onder-steuning op de Belgische markt.

Pull-out testenHet doel van deze proeven, was aantonen dat hetgeogrid breekt alvorens de verbinding tussen hetgeogrid en het betonelement verbroken wordt. De basis van het ontwerp is dat in ieder geval geenrekening dient gehouden met de mogelijkheid dathet uittrekken uit het beton van het geogrid alskritisch falingsmechanisme zou kunnen optreden.

De proefopstelling bestond uit twee vlakke beton-panelen met dezelfde dikte (200 mm) als het hori-zontale gedeelte van de te voorziene L-elemen-ten. De wapening van de proefstukken diende uiteraard dezelfde te zijn als deze van de later tevervaardigen elementen. Gezien de hoge sterktevan het geogrid werd geen volle meter breedtebeproefd maar ongeveer de helft (ca. 55 cm), watvoor een proefstuk overeenstemt met een trek-

sterkte van ongeveer 445 kN. De treksterkte vanhet geogrid bedraagt 800 kN/m en een volle meterbreedte van het geogrid heeft gemiddeld 10.78bundels. De proeven werden uitgevoerd op eenmonster met 6 bundels. (800 : 10.78 x 6 = 445kN/m). De 2 betonnen elementen liggen in lijn opgesteld met een tussenafstand van 300 mm.Het geogrid met een lengte van ca. 1300 mm is 50 cm diep in elk element ingebetonneerd in dehelft van de dikte. Om wrijvingskrachten maximaaluit te sluiten werden de platen opgelegd op stalenbuizen.

Tussen de betonelementen werden centraal enboven en onder het geogrid 2 vijzels geïnstalleerd(foto 5) van het type Enerpac RC 256 om vol-doende belasting te kunnen genereren. De cen-trale plaatsing heeft tot doel om zoveel mogelijkongelijke belasting op de bundels, en vroegtijdiginscheuren, te vermijden. Tussen de vijzels en hetbetonoppervlak werden stalen verdeelplaten ge-plaatst om puntlasten op het beton te vermijden.De proeven werden na een voorbelasting verder-gezet met belastingstappen van ca. 50 kN, waarbijtelkens de verplaatsingen gemeten werden op diverse punten met een digitale afstandsmeter.De proeven werden steeds uitgevoerd tot breukvan het geogrid (foto 6). In geen enkel geval werdhet geogrid uit het beton getrokken.

De opgemeten breuklast in deze opstelling lagsteeds tussen de 65 en de 70 % van de treksterktevan het geogrid. Deze waarde is in overeenstem-ming met de waarde die we theoretisch kunnenbepalen op basis van de isochronen en de gekendereductiefactoren van deze geogrids.

Toelevering geogridsNaast hun mechanische karakteristieken hebbenflexibele geweven geogrids het voordeel dat ze

ook zeer flexibel zijn in maatwerk. De geogridswerden op vaste breedte volgens de afmeting vande betonelementen en op vaste lengten volgensde diverse vereiste ankerlengtes toegeleverd. Degeogrids worden zeer eenvoudig vlak uitgerold enmet lichte spanning ingebouwd in de ophoging ombij de minste vervorming geactiveerd te kunnenworden. Flexibele geogrids hebben geen afrolge-heugen of scherpe kanten waardoor ze eenvoudigen veilig in het gebruik zijn.

ConclusieVoor de realisatie van groene terrassen werd eennieuw concept ontwikkeld waarin bestaande engekende toepassingen verenigd worden en aange-vuld met enkele nieuwe detailleringen. De struc-tuur werd opgevat als gewapende grond en wordtverenigd met het principe van vernagelde wandenom de verankeringslengte te vergroten. Dit leiddetot uitdagingen voor de dimensionering van deverbindingen tussen beide concepten en tussen destructuur en het zichtvlak. Tijdens de uitvoeringwerden alle individuele componenten beproefd enwerd het geheel gemonitord naar verplaatsingentoe. Het resultaat bevestigde de aannames tijdenshet ontwerp en toonde aan dat zulke structuurzeer snel en economisch kan gebouwd worden. Opbasis van deze ervaring wordt het concept verdergedetailleerd en zal het zeker nog meer toegepastgaan worden in toekomstige en lopende projec-ten.

Referenties[1] Itasca, “FLAC, Fast Lagrangian Analysis of Continua” .[2] Projet National Clouterre, “Recommanda-tions Clouterre”, 1991. [3] H.J. Priebe, “The design of Vibro Replace-ment”, Ground Engineering, 1995. �



Monumentenliefhebbers valt op... Erfgoedspecialisten

begrijpen...

Gemeentesappreciëren...

Bedrijvenvertrouwen erop...

Kunsthandelarenervaren...

Project1_Opmaak 1 31-05-13 23:50 Pagina 14


HOOGBELASTE HETEROGENE GROND

DE BEPALING VAN STERKTE-EIGENSCHAPPEN VAN VEEN



NGO-WORKSHOP 19 MAART 2013: MET GEOKUNSTSTOFFEN GEWAPENDE STEILE HELLINGEN

NIEUW CONCEPT VOOR SPOORVERBREDINGEN IN OPHOGING MET STEILE,GROENE TALUDS EN INGEBETONNEERDE GEOGRIDS

I N C LU S I E F

k u n s t

JAARGANG 17 NUMMER 3 JULI 2013ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

VA

KB

LA

D G

EO

TE

CH

NIE

KJA

AR

GA

NG

17

•N

UM

ME

R 3

•JU

LI 2

013 N47 Cover_Opmaak 1 01-06-13 00:08 Pagina 1

Geotechniek juli 2013

Documents