ontwerp en aanleg in de praktijk - vakbladgeotechniek.nl€¦ · soms de voorkeur gegeven aan het toepassen van gebiedseigen grond aan de buitenkant van de talud. Echter, de vervormingseisen

Taluds > 50°Steile taluds worden laagsgewijs opgebouwd.Wanneer de wrijvingsweerstand van de verschil-lende grondlagen onvoldoende is, kan door hettoevoegen van bindmiddelen, bijvoorbeeld onge-bluste kalk of cement en/of door de inbouw vaneen wapening van geogrids, de weerstand ver-hoogd worden. Laatstgenoemde variant laat ookbegroeiing toe. Bovendien blijft het grondli-chaam vervormbaar, waardoor vervormingen uitde ondergrond zonder schade kunnen wordenopgenomen. Een combinatie van beide bouwme-thoden is ook zinvol, omdat door het bindmiddelde sterkte van hele slappe grondlagen toeneemten de voordelen van een met geogrids gewapendtalud behouden blijven.

Met de beschikbare standaardprogramma’s is destatische stabiliteitsberekening eenvoudig uit tevoeren conform de in de rekenmethodenomschreven veiligheidseisen van EC-7, DIN 1054en DIN 4084. De eisen aan de beproevingen en deproductspecifieke eisen voor geokunststoffenzijn europees omschreven onder de toepassings-normen EN 13249-ff. In Duitsland worden deeisen door de TL-GeoK E-StB 05 aangevuld.Hier wordt uitvoerig op ingegaan in de nieuwedruk van de EBGEO[U6]. Er kan uit een veelvoud

van systemen worden gekozen, waardoor de constructie optimaal kan worden ingepast in hetlandschap.

De meest toegepaste bouwmethode is deomslagmethode, die echter hoge eisen aan deuitvoering stelt, omdat er geen starre bekleding-selementen ingezet worden.Figuur 2 toont een voorbeeld, waarbij in het eenvoudige staalprofiel bekistingplanken alshulpbekisting worden ingezet. Hierbij wordteen bekleding aangebracht met een afgerondegeogrid omslag, waardoor de wapeningslaaggrote krachten kan opnemen.Een alternatief voor de omslagmethode isgebruik van stalen roosterelementen in verzinkteuitvoering of als gebogen staalmatten. Ookschanskorven of steenblokken worden gebruiktals bekleding. Een nieuwe ontwikkeling op ditgebied is het gebruik van kunststof componenten.Door de afgeronde vorm van de deze bekledingbinnen in de bekisting wordt de krachtenverde-ling verbeterd. Een goede verdichting aan devoorzijde van het talud (bij de omslag van de geogrid) is van groot belang voor het succes van deze bouwmethode.

Voor het optimaliseren van de begroeiing wordt

Samenvatting

Dipl.-Ing Lars VollmertBBG Bauberatung Geokunststoffe GmbH & Co. KG

Dipl.-Ing Walter EwertNaue GmbH & Co. KG

Gewapende taluds en ondersteuningsconstructies –ontwerp en aanleg in de praktijk

74 GEOkunst – juli 2010

Figuur 1 Voorbeelden van typische taludafschuivingen en hellingbreuk.

Taluds behoren tot de klassieke grondcon-structies. Geokunststoffen in combinatie metklassieke bouwelementen zoals verticaledraagelementen, stalen roosterelementen,schanskorven, grondverankering en bindmid-delen dragen als een economisch, en flexibelinzetbaar bouwmateriaal bij, aan de duur-zaamheid en instandhouding van de con-structie. De lange levensduur van geokunststofffen isgewaarborgd door de europees en nationaalkeuringsvoorschriften en kwaliteitskeur -merken. Voor de Duitse markt is de geotechnischebewijsvoering vastgelegd in de normen DIN1054 en DIN 4084 en wordt in de nieuwedruk van de EBGEO aangevuld. In een met grond opgebouwd talud ontstaanverschillende krachten in het talud zelf enin de ondergrond: de normaal- en schuif-spanningen uit het grondlichaam zelf en ver-keersbelastingen. De schuifweerstand van degrondlagen waaruit het talud is opgebouwdmoet voldoende zijn om deze krachten op tenemen. Dit geldt zowel voor een nieuw aante leggen landhoofd, als ook voor het in profiel brengen van een bestaande grond-aanvulling. In figuur 1 is te zien wat er mis kan gaan,wanneer de krachten uit evenwicht zijn.Door toepassing van geokunststoffen-systemen wordt het grondlichaam versterkt,waardoor het in staat is de krachten op tenemen.

soms de voorkeur gegeven aan het toepassenvan gebiedseigen grond aan de buitenkant vande talud. Echter, de vervormingseisen zoudenzwaarder moeten wegen. Voor een goede afwerking moet juist de buitenkant van het taludstabiel zijn. De verdichtingseisen liggen meestalop ≥ 98% proctordichtheid. Aan steile construc-ties kunnen hogere eisen worden gesteld.In het buitenste deel van de constructie moetde wapening doorlopen, daar mogen geen verbindingen worden gemaakt, omdat andersuitpuilingen kunnen optreden door het inklinkentengevolge van naverdichting. Ideaal is de in [U4]beschreven en in [U5] opgenomen bouwmethode,waarbij tussen twee bekledingselementen meteen verticale afstand van 0,50 tot 1,00 m eenkleine tussenberm met een breedte van 5 tot15 cm wordt aangebracht. Hierdoor wordt destroomsnelheid van het hemelwater aanzienlijkverminderd, zodat minder erosie optreedt ende plantengroei wordt verbeterd.

Door de hoge verdichtingsgraad van de aanvul-grond, wordt een gewelfeffect bereikt [U3],waarbij de gronddruk op de oppervlakte wordtgereduceerd. De verticale afstand van de wapeningslagen magbij zandige en slibachtige grondsoorten niet groter zijn dan 0,5 m. Voor grofkorrelig materiaal(steenmengsels) is de minimale afstand 1,00 m.In [U6] zijn rekenvoorbeelden te vinden waarbijrekening gehouden is met de stijfheid van debekledingselementen [U6].

Taluds < 50°In tegenstelling tot taluds met hellingen boven50° kan bij hellingen onder de 50° de op hettalud oppervlak werkende gronddruk in de regelverwaarloosd worden, zolang overwegend onge-bonden grondsoorten gebruikt worden en de ver-ticale laagdikte tussen twee wapeningslagen niette groot is. Andere eisen, zoals erosiebestendigheidworden dan bepalend voor de taludopbouw.Figuur 6 toont een voorbeeld in dwarsdoorsnede,zowel tijdens de uitvoering als bij de oplevering.

Zoals vermeld in [U5] moet de bevestiging vanhet oppervlaktesysteem altijd volgens het ont-werp worden uitgevoerd om (plaatselijk) bezwijkente voorkomen. Het talud zelf moet laagsgewijsworden aangebracht en verdicht. De relatiefhoge vervormbaarheid van geokunststofgewa-pende systemen in taluds komt uitstekend vanpas bij een zettinggevoelige ondergrond.

Figuur 8 toont een voorbeeld van het baanvakBerlijn Stettin (Traject Casekow – Tantow),waarbij geokunststoffen in verschillende gedeelten

GEOkunst – juli 2010 75

Figuur 2 Opbouw van een steile wand met de omslagmethode.

Figuur 3 Verdichting van de grond aan de voorzijde van en constructie met stalen roosterelementen.

Figuur 4 Steil talud Gänsbergspange Idstein onmiddellijk na oplevering in de herfst van 2001 (links) en in de droge zomer van 2006 (rechts).

Figuur 5 Ontstaan van gewelfwerking bij zachte bekledingssystemen (links) in vergelijk tot halfstarre systemen zoals bijv. schanskorven (rechts) uit [U2].

76 GEOkunst – juli 2010

Figuur 6 6 Beschermen van taludoppervlaktes bij hellingshoeken tot maximaal 50°..

Figuur 7 Beschermen van taluds tegen erosie en resultaten conform [U7].

van het traject zijn gebruikt in taludbewapeningen als verticale draagelementen. Onderzoekenhebben aangetoond, dat geokunststoffen hierbij ook bijdragen aan demping bij trillingen,waardoor de belastingen op de ondergrond verminderen. [U8]

ErosiebeschermingEssentieel voor de levensduur van een talud is deerosiebescherming, die in de praktijk regelmatigverwaarloosd wordt. Verteerbare erosiebescher-mingsproducten worden als ecologisch verant-woorde oplossingen gezien, maar de bescher-mende functie wordt binnen enkele jaren over -genomen door de wortels van de begroeiing.Hier moet dan rekening mee worden gehoudenmet het ontwerp. Geokunststoffen zijn in deregel voldoende UV gestabiliseerd, om ook najaren nog een minimum aan bescherming te bieden. Structuurmatten zijn te vergelijken meteen driedimensionaal kunstmatig wortelstelsel

en vertragen het afstromen van het hemelwateraanzienlijk (zie figuur 8). Structuurmatten wor-den daarom vaak ingezet als erosiebescherming,in het bijzonder bij steile taluds, zonder starrebekleding (zie figuur 6 en figuur 9).

Bij het gebruik van structuurmatten is het vanwezenlijk belang dat er overal een goed contactis tussen de structuurmat en de ondergrond. In [U5] worden hiervoor tot 4 grondpennen / m2

aanbevolen. Gebogen bouwstaal (U-krammen)met steekeinden van ≥ 0,3 m hebben zich in depraktijk al bewezen als geschikte grondpennen.

Verankering van bestaande taludsDe stabilisatie van bestaande en in grond uit -gegraven taluds kan, als alternatief voor nieuw-bouw, door een klassieke grondverankeringplaatsvinden. Onbevredigend zijn hierbij de totop heden gebruikte systemen voor het talud -oppervlak van losse steekblokken. Een schil van

spuitgietbeton is uit esthetische en ecologischeoverwegingen meestal niet acceptabel, kabel -systemen en staaldraadnetten hebben te grotemaaswijdte om fijnkorrelige grond vast te houden.Een bruikbaar alternatief hiervoor is de combi -natie van grondverankering en geogrid, die hettalud overspant[U9].In de buurt van de verankeringskop kan het taludlicht verdiept worden aangebracht, om een voor-spanning in de oppervlaktewapening te verkrijgen.De verankeringsschotels zijn zo aan te brengendat schuifspanningen op het geogrid verminderdworden. Speciale conische ankerschotels en/ofdikke, mechanisch gebonden vliezen ≥ 800 g/m2

als tussenlaag geven een adequate bescherming.Ook hier kunnen structuurmatten uitkomst bieden.

Taluds met afdichtingssystemenEen veel voorkomend probleem is het aanbrengenvan teelaarde op een talud, die is voorzien van

Figuur 9 Waarborgen van een terp op zachte ondergrond [U8].

een combinatieafdichting bestaande uit folieop een minerale laag. Het scheidingsvlak tussende folie en de teelaarde is daarbij de zwakkeschakel. De gangbare Richtlijnen en Aanbeve -lingen voor het ontwerpen van bijvoorbeeldregenopvangbekkens gaan meestal niet in opde maatgevende stabiliteitscriteria ter plaatsevan dit natuurlijke glijvlak. De aanbevelingenuit EBGEO [U6] zal deze leemte in de toekomstgaan opvullen. Belangrijk daarbij is allereerst dejuiste beoordeling van de wrijvingseigenschap-pen tussen de grensvlakken. Hierbij kan gebruikgemaakt worden van productspecifieke wrijvings-parameters, die meestal door de geokunststof -fabrikant worden aangereikt. Maar, de interactietussen de kunststof en de grond hangt voor eengroot deel van de eigenschappen van de grondaf en moeten dus per grondsoort door onderzoekworden vastgesteld. Taluds met afdichtingssyste-

men, die steiler zijn dan 1:1,5 , zijn zowel rekenkundig als bouwkundig een probleem. Normaal gesproken kan met grond taluds meteen gradiënt van maximaal 1:3 en 1:2 wordengerealiseerd. Dan nog is het meestal nodig omgeogrids bovenop de afdichtingslagen toe te passen om een voldoende hoger wrijvings -coëfficiënt te creëren tussen de overgang grond/folie. Een goede verankering van de geogrids isdan essentieel. Kraalmatten zonder vaste bereke-ningmethode conform [U5] zijn geen wapenings-elementen in de zin van de Richtlijnen [U5][U6].Aanbevolen wordt zowel in het ontwerp als inde besteksomschrijving onderscheid te makentussen wapeningselementen, zoals geogridsen erosiebeschermingsmatten en rekening tehouden met hun functie in het lagensysteem(figuur 10).

Literatuur[U1] Göbel, C. & Grossmann, S. (2006)Geokunststoffbewehrte Erde unter dynamischerBelastung – Weiterentwicklung des Systems.Tagungsband zur 7. Bautex 2006, Chemnitz.[U2] Pachomow, D., Vollmert, L. & Herold, A.(2007) Der Ansatz des horizontalen Erddrucks auf die Front von KBE – Systemen. Tagungsbandzur 10. FS – KGEO 2007, München.[U3] Bussert, F. (2006) Verformungsverhaltengeokunststofbewehrter Erdstützkörper.Dissertation. Institut für Markscheidewesen,Heft 13/2006, TU Clausthal.[U4] Saathoff, F., Vollmert, L. & Klompmaker, J.(2002) Geogitterbewehrte Böschung in der Altstadtvon Idstein. Strassen & Tiefbau, 10/2002.[U5] M GEOK E – Merkblatt für die Anwendungvon Geokunststoffen im Erdbau des Strassenbaus(FGSV, Ausgabe 2005).

GEOkunst – juli 2010 77

Gewapende taluds en ondersteuningsconstructies

Figuur 8 Waarborgen van een terp op zachte ondergrond [U8].

Figuur 10 Teelaarde op gladde kunststoffolie op het talud als klassieke ontwerpfout (links), een op basis van eisen ontworpen afdichtingssysteem (midden) en een statistisch doorgerekende verankeringsgreppel (rechts).

[U6] EBGEO – Empfehlungen für Bewehrungen ausGeokunststoffen. Hrsg. Deutsche Gesellschaft fürGeotechnik. Fassung 2008 (in Vorbereitung).[U7] Gülzow, H.-G., Köhler, M. & von Maubeuge,K. (2003): Wirksamkeit von Erosionsschutz -systemen. Strassen- und Tiefbau, 1/2003.[U8] Lieberenz, K. & Weisemann, U. (2007):Untersuchungen von geokunststoffbewehrten

Schichtsystemen über Weichschichten beiEisenbahnstrecken. Tagungsband zum 5. Geo -kunst stoff – Kolloquium 01/2007, Bad Lauterberg.Hrsg. Naue GmbH & Co. KG, Espelkamp.[U9] Müller-Rochholz , J., Recker, Ch. & Herold,A. (2005): Geokunststoffe und Böschungs -vernagelung – Berechnungen, Versuche, Beispiele.Tagungsband zur 9. FS – KGEO 2005, München.

[U10] Feuerbach, H.-M., Tarnowski, J. & Vollmert,L. (2003) Oberflächenentwässerung und Grund -wasserschutz in einem Gewerbegebiet nach ATV – DVWK – M 153 Tagungsband zur 8. FS – KGEO 2003, München.[U11] Toepassingsnormen, DIN EN 13249, DIN EN 13250, DIN EN 13251, DIN EN 13254 zie bijlagen. �