Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving
CUR Postbus 420 2800 AK Gouda Tel. 0182-539600
M 620-01 INVENTARISATIE BETONTECHNOLOGIE WERKRAPPORT CUR/COB-uitvoeringscommissie M 600 "Lining en betontechnologie"
Centrum Ondergronds Bouwen
COB
Auteursrechten AUe rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieen, opnamen of op enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de CUR/COB. Het is toegestaan overeenkomstig artikel 15a Auteurswet 1912 gegevens uit deze uitgave te citeren in artikelen, scripties en boeken, mits de bron op duidelijke wijze wordt vermeld, alsmede de aanduiding van de maker, indien deze in de bron voorkomt, "~Rapport M 620-01 "lnventarisatie betontechnologie", mei 1996, CUR/COB, Gouda." Aansprakelijkheid CUR/COB en degenen die aan deze publikatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het samensteUen van deze uitgave. Nochtans moet de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat er toch fouten en onvoUedigheden in deze uitgave voorkomen. Ieder gebruik van deze uitgave en gegevens daaruit is geheel voor eigen risico van de gebruiker en CUR/COB sluit, mede ten behoeve van al degenen die aan deze uitgave hehhen meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze uitgave en de daarin opgenomen gegevens, tenzij de schade mocht voortvloeien uit opzet of grove schuld zijdens CUR/COB en/of degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt.
VOORWOORD
3
4
INHOUD
SAMENVATTING ...................................
9
Hoofdstuk
1
INLEIDING ......................................
Hoofdstuk
2 2.1 2.2
ACHTERGRONDEN VAN HET ONDERZOEK
3 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.3 3.4 3.5
BETONTECHNOLOGISCHE Algemeen . . . . . . . . . . . Boortunnels . . . . . . . . . . Algemeen . . . . . . . . . . . Opbouw van de lining. .. Brandveiligheid
Hoofdstuk
4
AANBEVELINGEN VOOR NADER ONDERZOEK . . . . . . . . . . . . .
24
Bijlage
A Al A2 A3 A3.1 A3.1.1 A3.1. 2 A3.1. 3 A3. 1.4
HOGE STERKTE BETON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inventarisatie projecten eigen bureau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26 26 26 35 35 35 35 35 36
B Bl B2 B3 B3.1 B3.1.1 B3.1.2
STAALVEZELBETON
Hoofdstuk
Bijlage
11
""""""'"
Onderzoekprogrammaondergronds bouwen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sloop en hergebruik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
EISEN. .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . .
. . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
""""""""""""""""""
Explosiebestendigheid
""""""""""""""""
Duurzaamheid """""""""""""""""'"
Diepwanden en palenwanden ...................... Onder water gestorte betonvloeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beslissingsmatrices
Literatuurstudie
Raadpleging
"""""""""""""""""
""""""""""""""""""
databanken
""""""""""""""'"
Bibliotheek TV Delft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compendex EI (Engineering Index) Monthly. . . . . . . . . . . . . . . . . . RSWB 1987-6/95 (IRB-Stuttgart) """""""""""'"
NTIS 1990-1995(National Technical Information Service)
"""'"
Pascal (Centre Nationale de la Recherche Scientifique) . . . . . . . . . . . .
Inventarisatie projecten eigen bureau. Literatuurstudie
Raadpleging
......................
""""""""""""""""""
databanken
""""""""""""""'"
Bibliotheek TV Delft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compendex EI (Engineering Index) Monthly. . . . . . . . . . . . . . . . . . ICONDA 1976-7/95 (The cm International Construction
Database) B3.1.3 B3.1.4 B3.1.5
""""""""""""""""""""
RSWB 1987-6/95 (IRB-Stuttgart)
"""""""""""'"
NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service) Pascal (Centre Nationale de la Recherche
Scientifique)
"""'"
. . . . . . . . . . . .
12 12 14 16 16 17 17 19 20 21 21 21 22 23
37 37 38 49 49 49 50 52 54 55
5
Bijlage
C Cl C2 C3 C3.l C3.1. 1 C3.1.2
GROUT EN GROUTlNJECTlE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inventarisatie projecten eigen bureau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatuurstudie
""""""""""""""""""
Raadpleging databanken """"""""""""""'" Bibliotheek TU Delft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compendex EI (Engineering Index) Monthly. . . . . . . . . . . . . . . . . . ICONDA 1976-7/95 (The CIB International Construction Database)
Bijlage
""""""""""""""""""""
C3.1.3
Pascal (Centre Nationale de la Recherche Scientifique) .. . . . . . . . . . .
D Dl D2 D3 D3.1 D3.1.l D3.1.2
ONDERWATERBETON """"""""""""""" Inventarisatie projecten eigen bureau. Literatuurstudie
......................
""""""""""""""""""
Raadpleging databanken """"""""""""""'" Bibliotheek TU Delft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compendex EI (Engineering Index) Monthly. . . . . . . . . . . . . . . . . . ICONDA 1976-7/95 (The CIB International Construction Database)
D3.1.3 D3.1.4
56 56 56 66 66 66 71 76 77 77 79 86 86 86 89 93 93
""""""""""""""""""""
RSWB 1987-6/95 (IRB-Stuttgart) """""""""""'"
NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service) """'"
Bijlage
E El E2 E3 E3.l E3. 1. 1 E3.1.2 E3.1.3 E3.1.4
Bijlage
F Fl F2 F3 F3.1 F3.1. 1 F3.1.2
DIEPWANDEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inventarisatie projecten eigen bureau. . . . . . . . . . . . . Literatuurstudie Raadpleging databanken """"""""""""""'" Bibliotheek TU Delft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compendex EI (Engineering Index) Monthly. . . . . . . . ICONDA 1976-7/95 (The CIB International Construction
. . . . . . . . .. . . . . . . . . ..
95 95 95
. . . . . . . . .. . . . . . . . . ..
102 102
102
Database) """""""""""""""""""" NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service)
Pascal (Centre Nationale de la Recherche Scientifique) ...
104 107 """'"
. . . . . . . ..
107
STAALVEZELS IN ROGE STERKTE BETON. . . . . . . . . . . . . . .. Inventarisatie projecten eigen bureau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
108 108
Literatuurstudie
108
""""""""""""""""""
Raadpleging databanken
111
""""""""""""""'"
Bibliotheek TU Delft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Compendex EI (Engineering Index) Monthly. . . . . . . . . . . . . . . . .. ICONDA 1976-7/95 (The CIB International Construction
Database) """""""""""""""""""" F3.1. 3 NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service)
111 111 112 113
"""'"
Bijlage
G GO Gl G2
6
BESLISSINGSMA
TRICES:
CONSTRUCTIEGEBONDEN
EISEN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
114
Mogelijke combinaties """""""""""""""" Eindsterkte van het beton
115 116
Snelle sterkte-ontwikkeling
"""""""""""""""
"""""""""""""'"
117
G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 GIO Gll G12
Vertraagde binding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hydratatiewarmte-ontwikkeling. . . . . . . . . . . . . . . . Plastische krimp, verhardingskrimp en uitdrogingskrimp Consistentie betonmengsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hoge vloeibaarheid
en zelfverdichtend
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
.. .. .. ..
betonmengsel
Verpompbaarheid van het betonmengsel Dichtheid van het verharde beton
118 119 120 121 122
"""""'"
"""""""""'"
"""""""""""'"
123 124
Waterdichtheid bij hoge (grond)waterdruk . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
125
Volumieke massa van het beton """"""""""""" Ductiliteit (hoge breukrek) van gewapend beton na scheurvorming . . . ..
126 127
7
8
SAMENV ATTING
In het buitenland is ondergronds bouwen om meer dan een reden al langer ingeburgerd dan in Nederland. De bouw voltrekt zich daar echter meer in een relatief harde ondergrond en niet of nauwelijks in slappe grond zoals hier. Het primaire doel van het "Impulsprogramma Kennisinfrastructuur Ondergronds Bouwen" van het Centrum Ondergronds Bouwen (COB) is een primaire structuur tot stand brengen, waarbinnen een continue stroom van innovatieve produktideeen wordt gegenereerd op het grensvlak van de bij het ondergronds bouwen betrokken disciplines. Twee hoofdthema's van de korte en lange termijn uitvoeringsprogramma's
zijn:
- Economische tunnelbouw: lining en betontechnologie - Ondergrondse ruimten: integratie en verruiming van de kennis op het gebied van ondergronds bouwen, ook buiten de specifieke toepassing voor infrastructuur Als voorloper voor het opstellen van een gericht Basisprojectplan voor het project M 620 "Betontechnologie", is een opdracht uitgevoerd waarin de specifieke aspecten voor de toepassing van beton bij ondergronds bouwen is ge'inventariseerd. Het doel van deze inventarisatie is om hieruit vast te stellen op welke gebieden nader onderzoek (theoretisch en experimenteel) wenselijk is voor de toepassing van beton in ondergrondse constructies. Tevens kan de inventarisatie worden gebruikt om doublures op onderzoekgebied te voorkomen.
De werkzaamheden zijn begeleid en de resultaten beoordeeld door een door de CUR/COB hiervoor ingestelde Klankbordgroep. In overleg met het COB zijn de volgende primaire trefwoorden (in het Nederlands en het Engels) uit de betontechnologie als uitgangspunt van de inventarisatie aangehouden: -
hoge sterkte beton; hoogwaardig beton; staalvezelbeton; grout; groutinjectie; onderwaterbeton; diepwanden;
en zinvolle combinaties daarvan. am uit de hoeveelheid gegevens een nadere selectie te kunnen maken, is aan de zoekopdrachten bij het raadplegen van literatuur en databases een secundair trefwoord toegevoegd, zoals daar zijn: -
tunnel; ondergrondse toepassingen; ondergrondse ruimten; ondergrondse parkeergarages; ondergrondse stations; waterdichtheid.
9
Bij ondergrondse ruimten kunnen, op basis van beton en/of staal als constructiemateriaal voor vloeren, wanden, daken en lining, globaal de volgende varianten worden onderscheiden: a. b. c. d. e. f.
met beton- en/of voorspanstaal gewapend beton; staalvezelbeton; grout en groutinjectie; onderwaterbeton; staal-beton; staal.
De inventarisatie, waarvan in dit rapport de verslaggeving, heeft betrekking op de punten a, b, c en d. Aspecten waaraan extra aandacht moest worden gegeven, zijn: - duurzaamheid (def.: het behoud van de eigenschappen die nodig zijn voor het doelmatig, en met de vereiste veiligheid, functioneren van een constructie gedurende de beoogde levensduur); - materiaaleigenschappen in relatie tot de toepassing en gebruiksomstandigheden, specifieke belastingen (o.a. explosies), vocht, temperatuur en dergelijke; - onderhoud en beheer; - mogelijkheden voor sloop en hergebruik. Om enigszins structuur te scheppen in de relaties tussen betontechnologie en constructieve randvoorwaarden, is een aantal beslissingsmatrices opgesteld. Hierin is voor constructie-onderdelen (vloeren, wanden, daken en linings) van ondergrondse constructies aangegeven in hoeverre bepaalde betontechnologische aspecten vereist, gewenst of juist ongewenst zijn. Deze matrices kunnen dienen als leidraad voor de betontechnoloog bij het nemen van beslissingen bij het ontwerpen van een samenstelling van een betonmengsel voor een ondergrondse toepassing.
10
HOOFDSTUK
1
INLEIDING
CUR/COB heeft aan Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. de opdracht verstrekt om een inventarisatie uit te voeren naar de betontechnologische aspecten, specifiek in relatie tot ondergrondse bouwconstructies in Nederlandse (of hiermee vergelijkbare) bodemomstandigheden ("zachte grond"). De werkzaamheden zijn begeleid en de resultaten beoordeeld door een hiervoor ingestelde Klankbordgroep. Het doel van de inventarisatie is om vast te stellen op welke onderdelen onderzoekactiviteiten wenselijk zijn voor de toepassing van beton in ondergrondse constructies. Tevens kan de inventarisatie worden gebruikt om doublures op onderzoekgebied te voorkomen. Op basis van de aanbevelingen voor aanvullend onderzoek zal CUR/COB een basisprojectplan voor vervolgactiviteiten opstellen. Betontechnologie behandelt de fabricage en de eigenschappen van het materiaal beton. Het omvat de keuze van de grondstoffen, het samenstellen van het mengsel, het mengen, het transporteren en verwerken van betonspecie en het nabehandelen van beton met het doel een produkt te verkrijgen dat aan bepaalde materiaaleisen voldoet. Zoals uit deze omschrijving blijkt, valt hier niet alleen de betonmengselsamenstelling onder, maar spelen hierbij ook uitvoeringsaspecten, meetmethoden en nabehandeling een ro1.
In overleg met COB zijn de volgende primaire trefwoorden (in het Nederlands en het Engels) uit de betontechnologieals uitgangspunt van de inventarisatie aangehouden: -
hoge sterkte beton; hoogwaardig beton; staalvezelbeton; grout; groutinjectie; onderwaterbeton; diepwanden;
en zinvolle combinaties daarvan. Om uit de hoeveelheid gegevens een nadere selectie te kunnen maken, is aan de zoekopdrachten bij het raadplegen van literatuur en databases een secundair trefwoord toegevoegd: - tunnels; - ondergrondse toepassingen; - ondergrondse ruimten; - ondergrondse parkeergarages; - ondergrondse stations; - waterdichtheid.
11
HOOFDSTUK
2
ACHTERGRONDEN VAN HET ONDERZOEK
2.1
Onderzoekprogramma ondergronds bouwen
Gewapend beton is een geschikt constructiemateriaal voor ondergrondse bouwwerken. Het COB voert een onderzoekprogramma uit, waarin om die reden ook aan de betontechno1ogische aspecten van ondergronds bouwen aandacht wordt besteed. Op grond van hun functie kunnen ondergrondse bouwwerken worden onderverdeeld in vier categorieen: - Kleine infrastructuur:
. kabe1s
en kleine
. microtunne1s.
-
1eidingen;
Grote infrastructuur: . grote (transport)leidingen;
. tunnels
voor pijp1eidingenbundels; trein, metro of tram;
. tunnels voor wegverkeer, . trein- en metrostations.
- Verblijfsruimten voor menselijke activiteiten: . werken; . produceren; . recreeren. -
Opslagruimten:
. tijdelijke
ops1ag;
. permanente
opslag.
Naar hun constructieve functie, vormgeving en p1aatsbinnen het bouwerk, kunnen bij "doosvormige" ondergrondse ruimten de vo1gendeconstructie-onderdelenworden onderscheiden: - v1oeren; - wanden; - daken. Aan dragende kolommen en wanden binnen zo'n afges10ten ondergrondse ruimte worden, ten opzichte van bovengrondse funtionee1 vergelijkbare bouwwerken, geen aanvullende eisen geste1d. Afuankelijk van de bouwvolgorde wordt in de literatuur gesproken van "topdown"-, "bottom-up"- of "wanden-dak"methode. Bij enkel- of dubbe1gekromde ondergrondse constructies (buisvormige tunnels, cilindervormige schachten, bo1vormige reservoirs e.d.) wordt in de rege1 gesproken van een "lining", a1s de constructieve (grond- en waterkerende) wand wordt bedoeld. Bij ondergrondse ruimten kunnen, op basis van beton en/of staal a1s constructiemateriaa1 voor vloeren, wanden, daken en lining, globaal de vo1gende varianten worden onderscheiden: a. met beton- en/of voorspanstaal gewapend beton; b. staalveze1beton; 12
c. d. e. f.
grout en groutinjectie; onderwaterbeton; staal-beton; staal.
De in dit rapport vastgelegde inventarisatie heeft betrekking op de punten a, b, c en d. Aspecten waaraan extra aandacht moest worden gegeven, zijn: - duurzaamheid (def.: het behoud van de eigenschappen die nodig zijn voor het doelmatig, en met de vereiste veiligheid, functioneren van een constructie gedurende de beoogde levensduur );
- materiaaleigenschappenin relatie tot de toepassing en gebruiksomstandigheden, specifieke belastingen (o.a. explosies), vocht, temperatuur en dergelijke; - onderhoud en beheer; - mogelijkhedenvoor sloop en hergebruik. Toelichting ad a. Gewapend beton Gewapend beton kan zowel worden vervaardigd met beton in een gebruikelijke sterkteklasse, dat wi! zeggen met een druksterkte tot globaal 65 N/mm2, als met hoge sterkte beton (druksterkte hoger dan 65 N/mm2). In Nederland groeit de ervaring met in het werk gestort gewapend hoge sterkte beton. Deze ervaring stoelt hoofdzakelijk op demonstratieprojecten van gebouwen en bruggen. Nagegaan is of er in het buitenland al ervaringen zijn opgedaan met ondergrondse constructies van hoge sterkte beton. Aangezien het onderzoek vooral gericht is op betontechnologie, zijn hierbij ook toepassingen in niet-slappe grond beschouwd. In de prefab betonindustrie van kleine en middelgrote constructie-elementen (duikers, persleidingsbuizen, vloerplaten en brugliggers) is in Nederland voldoende ervaring opgedaan met hoge sterkte beton tot druksterkten van circa 85 N/mm2. Ervaring met hoge sterkte beton in grote geprefabriceerde elementen voor ondergrondse constructies ontbreekt nagenoeg in Nederland. Nagegaan is of hiervan in het buitenland wel toepassingen zijn gerealiseerd. ad b. Staalvezelbeton Toepassingen van staalvezels in beton voor ondergrondse ruimten zijn geinventariseerd. Onderzocht is of er ook al toepassingen van staalvezels in hoge sterkte beton zijn gerealiseerd en welke betontechnologische overwegingen hierbij een rol hebben gespeeld. ad c. Grout en groutinjectie Dit deel van het onderzoek was gericht op een inventarisatie van grout en groutinjecties als constructieve mogelijkheid ten behoeve van het stabiliseren of het waterdicht maken van de grond rondom ondergrondse constructies. Noot: Kunstmatigebevriezingvan de grond, toegepastals grout-alternatiefvoor tijdelijke grondstabilisatie,is een geotecbnischaspect dat in deze inventarisatiebuiten beschouwingis gelaten. In "Concretein the ground" (proceedings of a two-day conference, London 21,22 May 1984 - The Concrete Society) kan in het artikel van M.J. Bell "Concrete in temporarily frozen ground" (met 8 referenties) de nodige informatie worden gevonden omtrent het gedrag van verhardend beton in kunstmatig bevroren grond. Daarnaast is ook in "Properties of Concrete van A.M. Neville de nodige informatie over de invloed van vorst op beton in de "groene" fase te vinden.
13
ad d. Onderwaterbeton Dit deel van de inventarisatie was gericht op de toepassingsmogelijkheden en gesignaleerde problemen bij onderwaterbeton en diepwandconstructies als tijdelijk (t.b.v. een bouwput) en definitief constructie-onderdeel van ondergrondse constructies. Geraadpleegde literatuur 1. CUR-C.R.O.W-SNT-Rapport 91-11, Ondergronds bouwen. Eindrapportage Programma Adviescommissie 12 "Ondergronds Bouwen", Gouda, november 1991. 2. Bouquet, G. Chr., Ondergronds bouwen, nieuwe dimensie in ruimtelijke ordening. Cement 1991, nr. 11. 2.2
Sloop en hergebruik
Een beperkte inventarisatie op het gebied van sloop en hergebruik is uitgevoerd met behulp van de volgende zoektermen: sloop, hergebruik, demolition, recycling en reuse. Voor nadere informatie kunnen onderstaande bronnen worden geraadpleegd. In CUR-rapport 125 uit 1986 "Betonpuingranulaat en metselwerkpuingranulaat als toeslagmateriaal voor beton" wordt ingegaan op slopen van beton en hergebruik van betonpuingranulaat. Van het Second International RILEM Symposium (1988) zijn de proceedings in een tweetal boeken gebundeld: "Demolition and reuse of concrete and masonry" - ed. by Kassai, Y. (Vo1. 1: Demolition methods and practice; Vo1.2: Reuse of demolition waste). Onderwerpen die aan de orde komen zijn: - Demolition method for reinforced concrete underground structures in Japan (Part 1: General; Part 2: Demolition method; Part 3: Practical examples of demolition procedure). - Demolition work for opening of diaphragm-wall (diepwand) shaft by applying electric current through reinforcing bars. - Blasting of the underground beam by SLB (safety and low-sound-level breaker). - Application of non-explosive demolition agent for removing an upper portion of a cast-inplace concrete pile. In 1992 is RILEM Report no. 6 verschenen met de titel "Recycling of demolished concrete and masonry" (ed. by Hansen, T.C.). Onderwerpen die in dit boek aan de orde worden gesteld zijn onder meer: recycled aggregate concrete, blasting of concrete, localized cutting in and partial demolition of concrete structures. In de Proceedings "Demolition and reuse of concrete and masonry" (ed. by Lauritzen, K.) van het Third International RILEM Symposium on Demolition and Reuse of Concrete and Masonry, is een artikel opgenomen met de titel "Progress of blasting demolition techniques for reinforced concrete construction in Japan". In relatie tot "blasting demolition to underground construction" wordt in deze publikatie geconcludeerd: It is very effective and safe to apply the blasting method to underground beams, foundations, and so on... In 1995 is een Stuvo-cel (no. 144) ingesteld met als taakstelling: het inventariseren van de verschillende technieken waarmee een gebouw kan worden gesloopt en het doen van aanbevelingen aangaande de wijze waarop bij het ontwerp van gebouwen rekening kan worden 14
gehouden met de toekomstige sloop. Over het eerste deel van de taakstelling bleek een aantal relevante rapporten beschikbaar te zijn. Als eerste werd genoemd het Stuvo-rapport nr. 66 "Slopen van beton", november 1982 (met 24 literatuurverwijzingen), waarbij slooptechnieken onderzocht en vergeleken zijn, en waarbij aan de hand van een aantal praktijkgevallen dieper is ingegaan op problemen bij het slopen van betonconstructies. Daarnaast moet ook worden genoemd het PIP-rapport van de commissie voor Practical Construction "Demolition of reinforced and prestressed concrete structures" (1982). Hoewel deze rapporten al wat ouder zijn, had de Stuvo-cel op het gebied van slooptechnieken daar niet veel aan toe te voegen. Sindsdien is een aantal eindstudierapporten aan de TV Delft aan deelontwerpen gewijd, maar de eerstgenoemde geven min of meer de State-of-the-art van dit moment weer. Resteerde het tweede deel van de opdracht: hoe bij het ontwerp van een gebouw rekening houden met de latere sloop? De Stuvo-cel meende daar geen "kant en klare" recepten voor te kunnen geven. Wel werden drie gebieden onderkend, waarvan het goed zou zijn als de constructeur bij het ontwerpen daarmee zoveel mogelijk rekening hield: a. het slopen van funderingsconstructies, in het bijzonder bij de toepassing van grote en diepe funderingseenheden, zoals diepwanden en boorpalen; - deels ontgraven, deels verwijderen; en de rest? - in de grond springen van wanden, het puin ontgraven en afvoeren; invloed op naastliggende constructies? - financiele verwijderingsbijdrage op de stichtingskosten? b. het slopen van gebouwen in een dicht bebouwd centrum, vooral als het om hoge gebouwen gaat met weinig ruimte er omheen; c. de komende eis dat van een bouwwerk te zijner tijd bij sloop 85 % of zelfs 90 % van de afkomende materialen worden hergebruikt. Ook op het gebied van de funderingen moet er rekening mee worden gehouden dat de Nederlandse bodem voor 80 % of zelfs 100 % moet kunnen worden hergebruikt. Met andere woorden: oude funderingen zullen niet meer in de grond mogen achterblijven. Zeker niet nu er wordt gedacht aan het gebruik van de ondergrond. Geschetst werd het beeld van een tunnelboormachine (TBM) die op een onvermoede betonnen diepwand stuit. Het goed registreren van fundaties en ondergrondse werken is essentieel. In een tussenverslag werd gemeld dat de Stuvo-cel van mening was dat het (volledig) verwijderen/slopen van diepwanden zeer problematisch en kostbaar is. In 1996 zal in Kopenhagen een IABSE-congres worden gehouden met als thema "Structural engineering in consideration of economy, environment en energy". Hierbij zal ook het onderwerp "Demolition and recycling of structures" aan de orde komen.
15
HOOFDSTUK
3
BETONTECHNOLOGISCHE
3.1
EISEN
Algemeen
In het algemeen bepaalt de constructeur welke materiaalkundige eigenschappen duurzaam van belang zijn voor een constructie in (gewapend) beton. De betontechnoloog stelt aan de hand van de eisen, en de wijze waarop het betonmengsel zal worden verwerkt, de samenstelling van het betonmengsel vast. Een juiste nabehandeling zal ertoe bijdragen dat het verharde beton aan de gestelde eisen zal voldoen. Naast een aantal betontechnologische eisen, die vrijwel altijd voor iedere toepassing gelden, zijn er specifieke constructie- of uitvoeringsgebonden eisen. Het probleem is vaak dat technologische maatregelen, die nodig zijn om aan bepaalde eisen te voldoen, in conflict komen met andere gewenste eigenschappen. In de praktijk wordt dan door de betontechnoloog gezocht naar het beste compromis. Betontechnologische eisen die vrijwel altijd, ongeacht de toepassing, worden gesteld, hebben betrekking op: II - de IIverwerkbaarheid van het betonmengsel: elke uitvoeringsmethode vereist een bepaalde minimale verwerkbaarheid van het betonmengsel; Toelichting Verwerkbaarheid is een algemene uitdrukking die aangeeft hoe gemakkelijk of hoe moeilijk het beton zich op de plaats van bestemming laat verwerken. II - het IIverhardend beton: in vrijwel alle gevallen worden eisen gesteld aan de sterkteopbouw; IIverhard beton ": dit betreft zowel eisen gesteld aan de eindsterkte als eisen gesteld aan de duurzaamheid (in de Voorschriften Beton respectievelijk beschreven als B-waarde en milieuklasse) . Toepassingsgerichte eisen op betontechnologisch gebied voor ondergronds bouwen kunnen betrekking hebben op (zie ook bijlage G): Verwerkbaarheid van de betonspecie - de "consistentie" (cohesie, samenhang) van het betonmengsel: bepaalde toepassingen vereisen een hogere consistentie en een hogere weer stand tegen uitspoeling en ontmenging dan normaal gebruikelijk is (zie G6); bij speciale stortmethoden voor onderwaterbeton (b.v. Hop-dobbermethode) worden zwaardere eisen gesteld aan de stabiliteit van de betonspecie; in bepaalde gevallen kan de toepassing van colloldaal beton noodzakelijk zijn; II - de zelfverdichtbaarheid": bepaalde toepassingen (b.v . onderwaterbeton) vereisen een
betonmengsel dat onder invloed van de zwaartekracht zelfnivellerend is en zichzelf voldoende verdicht (zie G7); II - de IIverpompbaarheid van het betonmengsel: deze eigenschap is nodig als het mengsel door betonpompen wordt getransporteerd (zie G8);
16
de "vloeibaarheid" van het betonmengsel: bepaalde toepassingen vereisen een hogere vloeibaarheid van het betonmengsel dan normaal gebruikelijk is (zie G7); - de "vertraagde binding": soms is om uitvoeringstechnische redenen (b.v. in verb and met de benodigde tijd tussen mengen en storten, mogelijkheden tot afwerken en secant-piling) een tijdelijke uitstel van de binding nodig (zie G3). Verhardend beton - de "sterkte-ontwikkeling": soms is een versnelde binding en/of verharding met een rei atief hoge aanvangssterkte gewenst (zie G2); - de "hydratatiewarmte-ontwikkeling": meestal wordt, om scheuren zoveel mogelijk te voorkomen, een lage hydratatiewarmte-ontwikkeling op prijs gesteld (zie G4); - de "krimp ": plastische krimp, verhardingskrimp en uitdrogingskrimp moeten zo klein mogelijk zijn (zie G5). Verhard beton
- de "eindsterkte": het beton moet na de voorgeschreven nabehandeling en de verhardingsduur een bepaalde minimale druksterkte, met bijbehorende (buig)treksterkte bezitten; voor bepaalde toepassingen (b.v. gekromde dunne linings) kan een zeer hoge sterkte gewenst zijn (zie Gl); - de "stijilieid": het beton moet meestal, na verharding, ten minste een bepaalde minimale elasticiteitsmodulus bezitten; - de" ductiliteit": soms is een hogere waarde voor de breukrek van verhard beton gewenst dan normaal gebruikelijk is (b.v. bij opgelegde vervormingen) (zie GI2); - de "kruip": meestal is een lage kruipcoefficient gewenst (b.v. in verb and met de beperking van de doorbuiging); soms is juist een hoge kruipcoefficient gewenst (b.v. in verband met de relaxatie van spanningen bij belemmerde inwendig opgelegde vervormingen); - de "volumieke massa": meestal wordt een lage waarde voor de volumieke massa op prijs gesteld; soms is juist een hoge waarde gewenst (b.v. in verband met het opdrijven van constructies onder de (grond)waterspiegel) (zie Gll). Duurzaamheid - de "dichtheid" van het verharde beton: meestal is een hoge dichtheid gewenst (permeabiliteit, diffusie en duurzaamheid); soms is een bepaalde porienstructuur gewenst die met een luchtbelvormer wordt bereikt (vorstbestendigheid en verwerkbaarheid) (zie G9); - de "weerstand" van verhard beton tegen chemisch-agressieve stoffen (b.v. sulfaathoudend grondwater); - de "waterdichtheid": bepaalde toepassingen vereisen een beton dat na verharding, in ongescheurde toestand, geen water doorlaat, ondanks dat het tijdens de levensduur langdurig aan hoge waterdrukken is onderworpen (zie G 10). 3.2
Boortunnels
3.2.1 Algemeen [1 en 2] De primaire functie van de tunnellining is weerstand bieden tegen de gronddruk en, als de tunnel geheel of gedeeltelijk onder water ligt, de waterdruk. Tijdens de aanleg van een tunnel met een TBM moet de lining ook de reactiekrachten van het schild opnemen.
17
Onder scheid kan worden gemaakt tussen meerwandige en enkelwandige systemen. Een van de belangrijkste rollen speelt hierin de eis voor de waterdichtheid van de tunnel. Bij de ontwikkeling van enkelwandige systemen uit de meerwandige systemen is deze dan ook bepalend geweest. Bij de meerwandige systemen zorgt de tweede laag voor de waterdichtheid. Tegenwoordig worden meestal geprefabriceerde segmenten van gewapend beton gebruikt. Daarnaast worden ook geextrudeerd (staalvezel)beton en gietijzer toegepast. Om zettingen te voorkomen, wordt de ruimte tussen de tunnellining en het boorgat tijdens het voortschuiven van het schild onmiddellijk volgeperst met cementgrout. Het doel van de groutlaag kan bestaan uit een of meer van de volgende functies: -
het vullen van de spleet die ontstaat tijdens het boren; het verhogen van de waterdichtheid van de tunnel; het verhogen van de sterkte van de omringende grond; het verkleinen van (ongelijkmatige) zettingen (consolidatie); het leveren van een constructief aandeel in de sterkte van de tunnel; de binding van chemisch aggressieve stoffen (sulfaten en chloriden).
Het boren van tunnels is in het buitenland al jaren gebruikelijk. Vooral in rotsachtige grond, waarbij geen last wordt ondervonden van grondwater en het risico van instorting van het tijdelijke boorgat klein is, worden reeds lang tunnels geboord. De laatste jaren wordt ook onder moeilijkere grondomstandigheden geboord: in losse materialen als zand, leem of klei. De tunnel heeft dan direct achter de staart van de TBM een waterdichte lining nodig. Met name Japan heeft de trend gezet om onder deze omstandigheden toch te kunnen boren, zonder de bovenliggende infrastructuur aan te hoeven tasten. In navolging hiervan zijn recentelijk ook in Europa tunnels geboord in tamelijk slappe grond. In Duitsland (Keulen en Essen) en in Frankrijk (Lille en Lyon) zijn in stadsgebieden metro- en verkeerstunnels op deze wijze gemaakt. De grondomstandigheden zijn daar echter nog aanzienlijk beter dan in Nederland: vrij vaste, relatief ondoordringbare grond met lage, gemakkelijk te bemalen grondwaterstanden. In het project Tweede Heinenoordtunnel zal de lining bestaan uit losse geprefabriceerde tunnelsegmenten van gewapend beton (volgens de Channel- en Storebrelt-tunnel). Aangezien voornamelijk door de pleistocene zand- en grindlagen wordt geboord, kan grotendeels worden teruggevallen op buitenlandse ervaring. De variant op basis van het extrusieprincipe (extruded concrete lining) is op grond van minder positieve ervaringen in Duitsland niet als een mogelijk alternatief onderzocht. De boorkop van de TBM zet zich bij het boren af op de zojuist gemonteerde prefab tunnelwand. De hiervoor benodigde kracht wordt geleverd door hydraulische vijzels. Een speciaal probleem wordt gevormd door de grootte van de axiale krachten in bochten. De TBM wordt gestuurd door de vijzelkrachten op de reeds geplaatste segmenten te varieren. Deze vijzelkrachten kunnen leiden tot het splijten van het beton van de segmenten. De toe te passen betonsterkteklasse en het aanbrengen van wapening (betonstaal of staalvezels) moet door middel van optimalisering uit het programma van eisen worden bepaald. De toe te passen betonsterkteklasse voor de segmenten van de Tweede Heinenoordtunnel is vastgesteld op B 45. Door het gericht aanbrengen van splijtwapening worden de gevolgen van splijtspanningen (mogelijke scheurvorming) beheersbaar gehouden. 18
Na het monteren zal de ruimte tussen de prefab tunnelsegmenten en de grond met een zandcementgrout worden gelnjecteerd. De functie van de groutlaag is in dit project tweeledig: het vuHen van de spleet die ontstaat tijdens het boren en het verkleinen van (ongelijkmatige) tunnelzettingen. Op de overige hiervoor genoemde gunstige functies wordt veiligheidshalve niet gerekend. De grout zal met een geringe overdruk ten opzichte van de bentonietdruk aan het graaffront, via 6 injectie-openingen, in de spleet worden geperst. De groutdruk, het debiet en de verbruikte hoeveelheid worden continu gemeten en geregistreerd. Volgens [1] is het mogelijk om met behulp van niet-destructieve technieken een idee te krijgen van de vorm en de dikte van de verharde groutlaag rondom de tunne1constructie. Inzicht hierin is onder meer van belang voor de waterdichtheid. Uiteindelijk is ervoor gekozen om bij het doorbreken van de tunnelwand ten behoeve van een dwarsverbinding bij de Botlekspoortunnel de vorm van de groutschil te inspecteren, en de dikte ervan te meten. Onderzocht kan worden hoe een betere interactie tussen prefab segmenten en grout kan worden bereikt, waardoor als het ware een dikkere constructie wordt verkregen. Met de huidige stand van de techniek is het mogelijk hogere betonsterkteklassen en/of vezelbeton toe te passen. Keuzecriteria hierbij zijn: krachtsverdeling, vervormingen, duurzaamheid, wijze van wapenen, splijtgevoeligheid en ductiliteit bij opgelegde vervormingen. Keuze-overwegingen zijn onder meer: - Is een dunner segment van hoge sterkte beton aantrekkelijker dan een segment van normaal beton (minder grond boren, minder maar wel duurder beton)? - Is bij het toepassen van hoge sterkte staalvezelbeton, in verb and met het gewenste ductiel nascheurgedrag, een hoger gehalte aan staalvezels nodig dan tot nu toe gebruikelijk is? - Is het bij hoge sterkte staalvezelbeton nodig, of economisch, om staalvezels met een hoger koolstofgehalte, en derhalve een hogere treksterkte, toe te passen? - Worden de extra investeringen in geval van hoge sterkte staalvezelbeton gerechtvaardigd door verhoogde duurzaamheid en het daaruit volgende verminderde risico en onderhoud? 3.2.2 Opbouw van de lining Bij geboorde tunnels wordt onderscheid gemaakt tussen de dubbelwandige en de enkelwandige techniek. Dubbelwandige techniek
De eerste wand van de lining heeft de volgende functies: - weerstand bieden tegen grond- en waterdruk; - opnemen van de vijzelkracht uit de TBM; - kering van het grondwater. De noodzaak van een tweede wand is hoofdzakelijk gelegen in het feit, dat het in het verleden moeilijk bleek om een waterdichte enkelwandige lining te kunnen maken. Door het aanbrengen van een tweede wand werd het mogelijk de lining waterdicht te maken. Enkelwandigetechniek Tegenwoordig is het mogelijk om waterdichte betonnen linings te maken, zowel in ter plaatse gestort als in geprefabriceerd beton. Door betere beheersing van de toleranties en de ontwikkeling van betrouwbare neopreen profielen en hydrofiel rubber, worden enkelwandige systemen van beton thans het meest toegepast. Bij de enkelwandige systemen worden aHe 19
functies door dezelfde wand vervuld, zowel in de tijdelijke als de definitieve fase. Het enkelwandige systeem vereist een juiste keuze tussen dikte en permeabiliteit (mengselsamenstelling en verdichting). Een goede groutlaag tussen lining en grond kan bijdragen aan een duurzame waterdichtheid van de lining. Materialen - Geprefabriceerde gewapende betonsegmenten De meest toegepaste techniek is het construeren van een lining uit geprefapriceerde segmenten, waaruit een ringvormige tunneldoorsnede wordt opgebouwd. De belangrijkste toepassing in het buitenland betreft de bouw van lange verkeerstunnels met constante dwarsdoorsnede. Het aantal segmenten per ring wordt onder meer bepaald door het gedrag van de omringende grond en de vereiste ringstabiliteit wordt bepaald door het aantal dwarsvoegen (momentscharnieren). In langsrichting worden de dwarsvoegen verspringend aangebracht, waardoor de ringstabiliteit wordt verhoogd. Voor de in Nederland voorkomende grondsoorten is de gegroute, waterdichte, enkelvoudige gewapend betonlining het meest geschikt. De elementen kunnen zijn gewapend met betonstaal of met staalvezels. - Geextrudeerd, met betonstaal of staalvezels gewapend beton Op basis van het extrusieprincipe (ECL = Extruded Concrete Lining) zijn methoden ontwikkeld, waarmee het ook in minder samenhangende grond mogelijk is om liningen van in-situ beton te maken. Tijdens het boren wordt plastische betonspecie achter het schild tussen de grond en een binnenbekisting geperst. De druk in de betonmortel is zodanig dat weerstand wordt geboden aan de buiten de tunnel heersende grond- en waterdrukken. De binding en verharding van de specie moet vervolgens relatief snel plaatshebben. De benodigde lengte van de staart van de TBM wordt bepaald door de vereiste voortgangssnelheid en de tijd die de specie nodig heeft om een bepaalde minimale aanvangssterkte te bereiken. De tunnel wordt meestal vooralsnog voorzien van een tweede wand om de waterdichtheid te kunnen garanderen. In sommige gevallen moet deze wand tevens een deel van de uitwendige belasting in de definitieve fase opnemen. In Japan is in 1992 een project uitgevoerd waarbij deze wand in gewapend beton is uitgevoerd. In de meeste gevallen wordt in het buitenland de primaire wand echter uitgevoerd in staalvezelbeton. 3.2.3 Brandveiligheid De lining van een geboorde tunnel wordt voornamelijk op druk en buiging belast. Door de cirkelvormige doorsnede zal de wanddikte waarschijnlijk kleiner kunnen zijn dan bij conventionele tunnels met rechthoekige doorsneden, die meer op buiging worden belast. Om deze redenen is het aan te beve1en in geboorde tunnels voor wegverkeer het volledige gedeelte boven het wegdek te beschermen tegen de in [3] beschreven brand. Aangenomen kan worden dat op plaatsen waar een betonwand met een dikte van minimaal 200 mm aanwezig is, de lining voldoende beschermd is. Op de overige plaatsen zal een hittewerende bekleding moeten worden aangebracht. Onderzocht kan worden of een met staalvezels gewapende laag spuitbeton een economische oplossing is [3]. In tunnels voor stadsrailverkeer kan ermee worden volstaan de plafonds te bespuiten met een brandvertragend materiaal.
20
3.2.4 Explosiebestendigheid De hoofdconstructie van een tunnelbuis voor wegverkeer moet bestand moet zijn tegen een inwendige statisch equivalente overdruk van 1 bar. Ten tijde van het opstellen van het rapport werden er geen eisen gesteld aan de explosiebestendigheidvan spoortunnels voor goederenvervoer. Naar verwachting zullen deze er op middellange termijn wel komen. Aan tunnels voor stadsrailverkeer worden geen speciale eisen gesteld. De kans op een grote explosie is kleiner dan bij autotunnels (geen vervoer van explosiegevaarlijkestoffen). 3.2.5 Duurzaamheid Om de bruikbaarheid en veiligheid van de tunnel over de gehele gebruiksperiode (50 tot 100 jaar) te garanderen, is het noodzakelijk de duurzaamheid van de lining te beschouwen. In het grondwater kunnen chemisch agressieve stoffen voorkomen die het beton aantasten. Om dit te voorkomen zal de betonsamenstelling hierop moeten worden afgestemd. De vereiste levensduur van niet vervangbare onderdelen van verkeerstunnels bedraagt ten minste 75 jaar [3]. De meest kwetsbare delen van een boortunnel met geprefabriceerde betonsegmenten zijn de voegen tussen de e1ementen. Het grote aantal en de relatief geringe betondekking op de wapening van de prefab e1ementen is nadelig voor de duurzaamheid. Door een optimalisatie van de voegdetaillering en de toepassing van hoge betonsterkteklassen kan de duurzaamheid worden verhoogd. Bijzondere maatregelen kunnen nodig zijn ter beperking van het gevaar voor zwerfstroomcorrosie van de wapening (coating). Alternatieven in staalvezelbeton moeten in zo'n geval in ogenschouw worden genomen. Voor de wapening in de prefab elementen van de Tweede Heinenoordtunnel geldt het volgende. Het betonstaal (lasbaar staal FeB 500) mag worden gelast tot een wapeningskooi. De dekking op de wapening is 35 mm. Gestreefd wordt naar een zeer dicht (prefab) beton. De omstandigheden met betrekking tot corrosie van wapening worden, ondanks dat er sprake is van brak water, niet als "ernstig" beschouwd: geen stromend water en geen zuurstof. Daarnaast ligt de tunnel over het grootste deel zo diep, dat de normaaldrukkracht in de lining (ten gevolge van 3 atm wateroverdruk) overheerst ten opzichte van de buigende momenten. De rekenkundige kans op buigtrekscheuren is klein. 3.3
Diepwanden en palenwanden
Voor het beton in diepwanden en palenwanden geldt dat deze primair moet voldoen aan de eisen die volgen uit de uitvoeringstechniek. De belangrijste eisen zijn, dat het beton zeer plastisch, zelfverdichtend en in sommige gevallen verpompbaar moet zijn. Het beton moet zo vloeibaar zijn, dat het de bentonietspoeling overal kan verdringen en een aanwezig wapeningsnet zonder kunstmatige verdichtingsenergie volledig kan omhullen. Daarnaast worden hoge eisen gesteld aan de homogeniteit en de consistentie van het beton. In verharde toestand is de waterdichtheid van het beton van belang, zeker als de diepwand in de uiteindelijke toestand, zonder toepassing van een voorzetwand met geventileerde spouw, een deel van de definitieve constructie gaat uitmaken. In dat geval worden ook vaak eisen aan het uiterlijk van het binnenoppervlak gesteld. De waterdichtheidseis, die dan ook aan het materiaal wordt gesteld, geldt dan ongeacht het gegeven dat stortnaden meestal maatgevend zijn voor de totale hoeveelheid doorsijpelend spanningswater. In verb and met de vereiste levensduur moet de waterdichtheid onder
21
langdurend aanwezige waterdruk als ontwerpcriterium worden beschouwd. In de Angelsaksische literatuur staat dit begrip bekend onder de naam "long-term watertightness durability". Aanvangs- en eindsterkte van het beton voor diepwanden zijn meestal van secundair belang. Een hogere einddruksterkte dan 35 N/mm2 is zelden nodig. In incidentele gevallen kan het toepassen van hoge sterkte beton gewenst of noodzakelijk zijn (zie de bijlagen A en E). In een bijzonder geval van een palenwand was, bij ongewijzigde eindsterkte, een vertraagde sterkte-ontwikkeling gedurende de eerste dagen na het storten vereist (secant piling: zie bijlage E). 3.4
Onder water gestorte betonvloeren
De eisen die aan de rheologische (verwerkings)eigenschappen van het beton in de plastische fase worden gesteld, zijn van primair belang en worden in de eerste plaats bepaald door de gekozen stortmethode. De consistentie van het betonmengsel moet zodanig zijn, dat geen ontmenging en uitspoeling optreedt tijdens de vrije val en horizontaal transport onder water. In rust mag geen bleeding optreden. Het beton moet echter wel zo vloeibaar zijn, dat alle hoeken en inkassingen van het te storten yak zonder slibinsluitingen volledig met beton worden opgevuld. Een eventueel aanwezig wapeningsnet of geribbelde trekpalen moeten zonder verdichtingsenergie volledig door het onderwaterbeton worden omhuld. De verdringing van (vuil) water en slib door de betonspecie moet plaats kunnen hebben onder invloed van uitsluitend de zwaartekracht, aangezien normaal gesproken het beton niet kunstmatig kan worden verdicht. Hiervoor is een zeer plastisch, zelfverdichtend, zelfnivellerend en in sommige gevallen verpompbare beton nodig. In de meeste gevallen is vertraging van binding en verharding over een periode van enige uren vereist, zonder atbreuk te doen aan de te bereiken eindsterkte. Voor deze toepassing kan worden gekozen voor colloidaal beton (zie bijlage D). In het algemeen verschillen de eisen die aan onderwaterbeton in de verharde fase worden gesteld niet veel van de eisen die aan verhard beton in constructies blootgesteld aan de lucht worden gesteld. Het is gebruikelijk om een einddruksterkte van 25 of 35 N/mm2 te eisen. Volgens Hutchinson is in Engeland de trend om, door het gebruik van plastificeerders, hogere sterkten toe te passen (zie bijlage D). Bij dikke vloeren is het, met het oog op het voorkomen van scheuren, van groot belang om de hydratatiewarmte-ontwikkeling zo beperkt mogelijk te houden. Voor een dikke onderwaterbetonvloer van een hoogbouwproject op de Potsdamer Platz in Berlijn wordt overwogen om, ter verhoging van de ductiliteit en beperking van de scheurwijdte, staalvezels aan het mengsel toe te voegen. Aan deze beslissing is een uitgebreid onderzoekprogramma vooraf gegaan (zie bijlage B). Ter compensatie van het verlies aan plasticiteit zijn dan aangepaste mengselrecepturen nodig. In verharde toestand is de waterdichtheid van het beton van belang, zeker als de vloer in de uiteindelijke toestand, zonder toepassing van een constructief daarmee verbonden gewapende betonvloer, een deel van de definitieve constructie gaat uitmaken. De waterdichtheidseis, gesteld aan het materiaal beton, geldt dan ongeacht het gegeven dat de uitvoering en de aanwezigheid van inwendige stortvlakken meestal maatgevend zijn voor de waterdichtheid van de vloer. In verb and met de vereiste levensduur moet ook van een onderwaterbetonvloer de waterdichtheid onder langdurend aanwezige waterdruk als ontwerpcriterium worden beschouwd. 22
3.5
Beslissingsmatrices
Om enigszins structuur te scheppen in de relaties tussen betontechnologie en constructieve randvoorwaarden, is een aantal matrices opgesteld (zie bijlage G). Hierin is voor de in 2. 1 genoemde constructie-onderdelen (vloeren, wanden, daken en linings) van ondergrondse constructies aangegeven in hoeverre bepaalde betontechnologische aspecten vereist, gewenst of juist ongewenst zijn. Omdat niet alle cellen van de basismatrix een mogelijke combinatie vertegenwoordigen, is eerst op bijlage GO aangegeven welke combinaties wel tot de mogelijkheden behoren. Op de bijlagen G 1 tot en met G 12 worden achtereenvolgens de volgende betontechnologische, of aanverwante, aspecten behandeld: -
bijlage bijlage bijlage bijlage bijlage bijlage bijlage bijlage bijlage bijlage bijlage bijlage
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 G 12
Eindsterkte van het beton Snelle sterkte-ontwikkeling Vertraagde binding Hydratatiewarmte-ontwikkeling Plastische krimp, verhardingskrimp en uitdrogingskrimp Consistentie betonmengsel Hoge vloeibaarheid en zelfverdichtend betonmengsel Verpompbaarheid van het betonmengsel Dichtheid van het verharde beton Waterdichtheid bij hoge (grond)waterdruk Volumieke massa van het beton Ductiliteit (hoge breukrek) van gewapend beton na scheurvorming
De matrices kunnen dienen als leidraad voor de betontechnoloog bij het nemen van beslissingen bij het samenstellen van een betonmengsel voor een ondergrondse toepassing. Geraadpleegdeliteratuur 1. Werkrapport CUR/COB-uitvoeringscommissie K 100 "Praktijkonderzoek Boortunnels", K 00-01 - Instrumentatie- en meetplan. CUR/COB, Gouda, maart 1995. 2. Werkrapport CUR/COB-uitvoeringscommissie K 100 "Praktijkonderzoek Boortunnels", K 100-02 - Predictieplan. CUR/COB, Gouda, maart 1995. 3. Boren van tunnels voor rail- en wegverbindingen. Eindrapportage van de werkgroep "Boren van tunnels voor rail- en wegverbindingen" van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI), Afdeling voor Tunneltechniek en Ondergrondse Werken, 29 augustus 1993. 4. Richtlinie Innenschalenbeton. Osterreichischer Betonverein, Wien, Ausgabe: Marz 1995. 5. Boortechnieken voor tunnels in Nederland. Cursus van de Stichting Postacademisch Onderwijs Civiele Techniek in samenwerking met de Netherlands Society for Trenchless Technology, Delft, 1992.
23
HOOFDSTUK
4
AANBEVELINGEN VOOR NADER ONDERZOEK
Uit de inventarisatie is gebleken dat het uit economisch en constructief oogpunt zinvol en de moeite waard is om onderzoek te verrichten naar een aantal nog niet eerder onderzochte economische en constructieve aspecten van de betontechnologie in relatie tot ondergronds bouwen. Nog onbeantwoorde vragen met betrekking tot het toepassen van "hoogwaardig beton" (hoge sterkte beton), al dan niet gewapend met staalvezels, in ondergrondse bouwwerken zijn onder meer: - Is bij boortunnels een dunner geprefabriceerd segment van hoge sterkte beton aantrekkelijker dan een segment van beton met gebruikelijk druksterkte (b.v in verb and met minder grond boren; minder maar wel duurder beton)? Speelt dit een rol bij de veiligheid tegen opdrijven? - Is bij het toepassen van hoge sterkte staalvezelbeton, in verb and met het gewenste ductiele nascheurgedrag, een hoger gehalte aan staalvezels nodig dan tot nu toe gebruikelijk is? Is het composiet dan nog economisch verantwoord? - Is het bij hoge sterkte staalvezelbeton nodig, of economisch, om staalvezels met een hoger koolstofgehalte, en derhalve een hogere treksterkte, toe te passen? - Worden de extra investeringen in geval van hoge sterkte staalvezelbeton gerechtvaardigd door verhoogde duurzaamheid en het daaruit volgende verminderde risico en onderhoud? - Is het toepassen van hoogwaardig beton in hoogbelaste (drukkrachten) diepwanden interessant? Kunnen staalvezels hierin een constructief gelijkwaardig en economisch aantrekkelijk altematief voor betonstaal zijn? Voor het toepassen van "staalvezels" in beton verdient het aanbeveling op de nog openstaande vragen op de volgende gebieden aanvullend onderzoek te verrichten: - de invloed van het fabricageproces op de vezelorientatie; - de duurzaamheid (corrosie) van gescheurd staalvezelbeton onder (nagenoeg) stilstaand en mogelijk agressief grondwater; invloed van de scheurwijdte op de corrosie van de vezels; - de waterdichtheid van met staalvezels gewapende, op buiging en normaaldrukkracht belaste, gescheurde betondoorsneden; waterdichtheid als functie van de scheurwijdte en de hoogte van de ongescheurde betondrukzone. Met betrekking tot" groutinjectie" verdient het aanbeveling om te onderzoeken in hoeverre zogenoemde microfine-cements, met een Blaine-getal oplopend tot 16000 cm2/g, een technisch volwaardig, economisch aantrekkelijk en milieuvriendelijk altematief kunnen zijn voor het injecteren van slecht doorlatende korrelstructuren, waarvoor onder Nederlandse omstandigheden normaal gesproken alleen chemische vloeistoffen in aanmerking komen. In navolging op een in Duitsland gestart onderzoek voor een dikke "onderwaterbetonvloer" van een hoogbouwproject op de Potsdamer Platz in Berlijn zou kunnen worden onderzocht in hoeverre het in Nederland interessant is om, uitgaande van ongewapende onderwaterbetonvloeren, ter verhoging van de ductiliteit en beperking van de scheurwijdte, staalvezels aan 24
het beton toe te voegen. Uitgaande van met betonstaal gewapende vloeren zou kunnen worden onderzocht in hoeverre staalvezels een economische aantrekkelijke en voldoende veilige oplossing bieden.
25
BULAGE A
HOGE STERKTE BETON
Al 2875
Inventarisatie projecten eigen bureau Kelderconstructievoor een loopstal Betr.: Onderzoek benodigde wanddikte en wapening bij B 25, B 45 (flazocrete"), B 95 (HSB); een en ander in relatie tot bekisten-ontkisten cycli; flazocrete = normaal beton + vliegas + superplastificeerder. Conef.: De buitenwanden worden hoofdzakelijk op buiging belast. Ten opzichte van B 25 kon in B 95 met een 25 % dunnere wand worden volstaan; de benodigde verticale wandwapening nam toe met 40 %. Keuze bepaald door kostenoptimalisatie.
2884
Ondergrondse ronde, waterdichte, multireactor voor ajvalwater-zuiveringsinstallatie Betr.: Diameter: 4 m; diepte: 60 m; onderzoek benodigde wanddikte en wapening bij B 35 en B 85; benodigde wapening in verband met waterdichtheidseis. Conef.: De voordelen van HSB (B 85) waren in dit geval, waarin buiging + trek maatgevend was, alleen van uitvoeringstechnische aard (snellere verharding; hogere aanvangsterkte; nagenoeg zelfverdichtend; duurzaamheid).
3036
Dimensionering boortunnels Betr.: Dimensionering gewapend beton in de sterkteklassen B 35 en B 95. Conef.: Het verschil in benodigde dikte en wapening tussen B 35 en B 95 is niet significant. Omdat B 95 aanzienlijk duurder is dan B 35 ligt het toepassen van B 95 niet voor de hand. De keus tussen "gewoon" beton en hoge sterkte beton wordt bepaald door de voordelen van hogere plasticiteit (geen verdichtingsenergie nodig), hogere aanvangssterkte en grotere dichtheid (duurzaamheid) af te wegen tegen het nadeel van hogere kosten, hogere warmte-ontwikkeling en mogelijk hogere krimp (scheurvorming) .
A2 Literatuurstudie Cement 9517-8 Kantoorgebouw in hoge sterkte beton (temperatuur- en krimpeffecten in de vroege fase van verharding) 95/6
Zelf-verdichtend beton (hoge verwerkbaarheid SPOB)
94/6
Tweede Stichtse Brug; toepassing HSB (B 85)
93/4
HSB - Sterk in het werk (praktijkproef; waterdichtheid)
93/3
HSB - Sterk in het werk (betontechnologische aspecten; duurzaamheid; verwerking; snelle sterkte-ontwikkeling)
26
met behoud van stabiliteit; B 50;
93/1
HSB, Bouwmateriaal van de toekomst Produktie van beton in sterkteklasse B 120 (betontechnologie)
91/5
Beton met hoge sterkte
Betoniek 9/12 Beton met hoge sterkte Civiele Techniek 95/3 Tweede Stichtse brug in hoge sterkte beton; een bijdrage aan duurzaam bouwen? Trefw.: Milieubewust ontwerpen; energie-inhoud; duurzaam bouwen. Abstr.: Vergelijking tussen lichtbeton B 45 (LB), normaalgewichtbeton B 65 (NB) en hoge sterkte beton B 85 (HSB). CUR-rapporten/aanbevelingen Aanbeveling 37 Hoge sterkte beton Rapport 90-9
Hoge sterkte beton. Technologie, eigenschappen en rekenwaarden
Rapport 93-7
Hoge sterkte beton. Interimrapport onderzoek en aanzet tot regelgeving
Praktijkproef Beton met hoge sterkte 1992 Ballast Nedam; Bouwdienst Rijkswaterstaat en andere. Trefw.: B 105; uitvoering; gedrag betonspecie; warmte-ontwikkeling; sterkte-ontwikkeling; waterindringing; verhardingsbeheersing. Cement, concrete, and aggregates (tijdschrift) 94/12 Vol. 16, No.2, Optimization of the composition of High Performance Concrete. Rougeron, P. Abstr.: Production of high performance concrete; low water-binder ratio; superplasticiser; silica fume; concrete optimization; high performance concrete costs. Structural Engineering International 95/3 Specialist Products in High Performance Concrete Waterproof Basements A system has been developed using silica fume, superplasticisers and plasticisers to design watertight concrete, used in conjunction with a reinjectable joint grouting system to ensure water tight joints. The system was used in Singapore on the Ngee Ann City Centre. Design for durability: The Great Belt Link Rostam, S.; Concrete Technology. New Trends, Industrial dings of the International RILEM workshop on Technology Trends in Concrete. ConTech '94. Barcelona 1994. Ed. by A. Keyw.: High strength concrete; durability; Great Belt Link; and maintenance; protection strategy; service life design.
Applications. ProceeTransfer of the New Aguado. monitoring; operation
27
Abstr.: A bored railway twin tunnel is one of the major parts of the Great Belt Link. Four full-face earth pressure balance tunnel boring machines (TBMs) were used to excavate the main tunnels. The precast concrete lining consists of 1.65 m wide rings in 6 segments plus key. The lining is 400 mm thick. Each ring has an overall taper of 20 mm for correcting plane and negotiating curves. The segments were reinforced to avoid excess cracking during handling due to stress concentrations at joints and at bolt pockets. A fully welded reinforcement cage was employed, which gave a very modest steel proportion of 80 kg/m3 of concrete. The reinforcement was b1astcleaned, cut, bent, and welded. The segments had to be manufactured to very high tolerances to avoid excessive stress concentrations with the very high loadings involved. Replacement of segments is extremely difficult, if possible at all, and repair of segments will also be very complicated in the tunnel under operation due to limited accessibility and due to extensive electric equipment fixed to the lining. Therefore, all possible measures shall be taken to ensure the most robust, long term durable segments needing a minimum of maintenance and repair within the foreseen 100 year service life. Sufficient durability of concrete can be provided by: - selecting a concrete quality, i.e. concrete mix, which provides a low penetrability for the aggressive substance characterising the environment in question, e.g. low water/cement ratio; - high chemical resistance towards these substances, e.g. pozzolanic additions; - selecting large concrete cover to the reinforcement, finding an optimum between the advantage of a larger cover with the increased risks of cracking; - good compaction and good curing of the hardening concrete. A multi-stage protection strategy was applied for the precast concrete lining segments, consisting of: - an annular grout with high binding capacity for chlorides and sulphates; - segments of very dense, high strength concrete with fully gasketed joint seals, ensuring a water tight lining; - epoxy coating of welded reinforcement cages. The concrete mix design for the Great Belt Link has evolved from national and international experience with high quality concretes. The concrete mix (without air entrainment) for the prefabricated tunnel segments reflect the extensive use of pozzolans as cement replacement, and the reduction of the water content and the w/c ratio made possible by the introduction of plasticisers and superplasticisers, and made necessary by the increase in the specified service life. It is to be expected that the w/c ratio has reached the practical lower limit.
Concrete mix: 28
cement microsilica sand aggr. 8/16 plasticiser w/c ratio slump
335 20 585 1360
kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
0.32 10 cm
- flyash - water - aggr. 2/8 - aggr. 16/32 - superplasticiser - air, fresh
40 kg/m3 128 kg/m3
0.8 1.7
Lit.: Concrete International, July 1992, V. 14, NO.7. Hawley, J.; "The Great Belt Link - The Eastern Rail Tunnels". High Performance Concretes and Applications (1994) Shah, S.P. and S.H. Ahmad. Application of high strength concrete in Japan Diaphragm walls (diepwanden). Project: Diaphragm wall of LNG tanks at the Tokyo Gas Company's Plant (lit.: Foundation Work, 111, 11).
Sodegaura
Characteristics: 49 MPa 28.4 % 38.8 % 128 kg/m3 water: 450 kg/m3 (low heat; Cement-BFS-FA) cement: 1 1.5 (CX%) superplasticiser: 2*) 1.0 (CX%) average compressive strength: 69 MPa (standard curing 91 d) 69 MPa (strength of core) 7 MPa standard deviation
- design strength: - w/c: - s/a:
-
""'
*) Relayed addition
Note: Massive concrete. Usually, for diaphragm walls concrete of 20 to 25 MPa is used. However, it is desirable to use higher strength concretes for deep underground large scale walls, which are subjected to higher water and earth pressures. This is very important for Japan, since there is a strong need to develop underground space because of the limited land mass. The concrete for a diaphragm wall does not need consolidation, because it is cast in bentonite slurry through a tremie pipe. Therefore, the fluidity and the resistance to segregation of concrete are important considerations for designing the concrete mixes. Usually, a diaphragm wall is for temporary use, however in this case the upper part of the diaphragm wall was combined with an inner lining concrete of the side wall to achieve a permanent structure. The inner lining concrete was cast first using the top down lining method in which the excavation was carried out without shoring. The foundation slab was then cast, followed by the construction of the side wall. The thickness of the side wall was 120 cm, and it utilized high strength concrete. Low-heat cement with three binding components was employed in order to solve the heat and cracking problem related to mass concreting. High Performance Concrete. From material to structure (1992) Malier, Y. High performance concretein tunnel linings Brocherieux, J. M.
29
Keyw.: Tunnelling using mechanical boring machines; prefabricated lining in concrete. Project requirements: high strength; high durability; prefabrication. Mix requirements: reduced w/c ratio; minimum cement content; workability suitable for prefabrication with a high range water reducer; eventually add an admixture like silica fume + high range water reducer. Project: TGV Atlantique: Villejust runway tunnels, Paris Concl.: For precast linings of grade 40 to 70 MPa, silica fume is noted mandatory: its cost is high in France, in consequence it is very seldom used. It is less costly in the Paris area to produce a grade 60 MPa with a high strength Portland cement (CPA HP) and a high range water reducing admixture only. Project: The Channel Tunnel See also: Pearse, G.E.: Tunnelling '91 - Sixth international symposium. London 1991. Institution of mining and metallurgy. Elsevier Applied Science. The tunnel lining is made of precast reinforced concrete segments. Very extensive studies have been made on the subject of the durability of the reinforced precast concrete tunnel lining segments, and specific design criteria relating to the achievement of long durability were evolved. Dense, high strength concrete mixes have been developed, with coefficients of permeability and diffusivity as low as can be found amongst standard production concretes. The requirements call for: - a 120 year "design life"; - the best of current (1986) practice in workmanship and materials, bearing in mind the scale of the project; - limitations upon ground water inflow: for example, no "drippers" with more than one drop per minute; - total water inflow limitations. As far as the design of the precast elements for the tunnels is concerned, it was necesary to achieve far higher standards of concrete quality, reinforcement and fabrication tolerances, lining erection tolerances and inflow water control than has previously been attempted on this scale. The design envisaged: - concrete of exceptionally low permeability and diffusibility; - cover to steel reinforcement of 35 mm, this being the optimum between larger values to increase time by which chlorides will penetrate to the steel, and the reduction in strength of the linings if cover/thickness ratios are too large; - annulus grouting between the excavated bore and the extrados of the lining; - closed drainage paths.
30
Fabrication of French tunnel linings For practical and economic reasons, high strength concrete is produced for the Channel Tunnel segments. For the French section 90 % of the lining was designed for a characteristic specified strength of 45 MPa and on only 10 % of the lining was a 55 MPa strength specified (in the deepest section). Durability requirements (minimum Portland cement content, maximum w/c) resulted in an average compressive strength of the segments of about 63 MPa and the same trend is shown by the UK segment production. The segments are cast in molds horizontally, like in Villejust. This needs a very stiff concrete with slump equal to zero. Two high range water reducing admixtures have been used:
- Durciplast from Chryso;
- Sikament HR 401 from Sika. The content is about 611m3. The concrete for casting in situ is, by contrast, very plastic with a slump of 120 rom, up to 21/2hours after mixing. The cement used is CPA 55 PM from Dannes and Lumbres. The main requirements were:
- strength of AFNOR mortar
-
-
2 days: 25 MPa s = 1.6 MPa 28 days: 56 MPa s = 2.0 MPa C3A = 7.5% heat of hydration (Langavant) at 12 hours cementcontent: 400 kg/m3 w/c ratio < 0.35
= 167jig, s = 10.7 jig
Fabrication of UK precast tunnel linings Given the intention to develop a high-strength, dense concrete mix, the specification contained many clauses calling for optimum performance: - use coarse and fine aggregates of crushed Glensanda granite, obviating risks of alkali-silica-reaction; - employ a superplasticiser; - cover all segments upon demoulding with a thermal jacket for 48 hours. Other measures, such as coating segments or reinforcement were at the time of decision-taking adjudged to be expensive and far from proven to be effective. Steel reinforcement cages in each segment are electrically connected by welding, and provided with bonding terminals in the intrados so that in future localised cathodic protection schemes may be implemented. The original outline specification used for development was as follows: -
28-day strength 60 MPa; minimum cementitious content 400 kg/m3 maximum water/cement ratio 0.45 workability 75 rom slump minimum strength after 6 hours 10 MPa
31
It was determined that the following mix was required and that a typical curing regime based on laboratory trials of 1 hour at 20 DC followed by 5 hours at 50 DC would ensure the early strength development required: -
ordinary Portland cement pulverised fuel ash 20 mm granite 10 mm granite processed granite fines w/c ratio superplasticiser initial mix temperature
310 130 818 358 638 0.35 5.0 25-30
kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 £1m3 DC
Early principal problems encountered were due to the handling characteristics of the mix, for example voids occurring below reinforcement bars in the upper portion of the segment and poor bond between the parent concrete and reinforcement spacers. To overcome these problems the aggregate mix proportions were revised to increase the small grit and coarse snad fraction thereby increasing mechanical interlock and total aggregate surface in relation to cement paste. To maintain the same workability entailed increasing the superplasticiser. Thus the successful mix that has continued to be used throughout production is as follows: - ordinary Portland cement - pulverised fuel ash - 20 mm granite - 10 mm granite - fines - w/c ratio - superplasticiser - initial mix temperature
310 130 580 454 780 0.35 5.8 25-30
kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 £1m3 DC
Proceedings symposia Utilization of high strength concrete - Proceedings Stavanger 1987 - High strength concrete lining for deep, soft rock tunnels (Norway) Lyngra, Alf J. Abstr.: The studies performed in connection with development of the Petromine concept - subsea tunnelling for oil - made obvious the need for a tunnel lining able to withstand extreme outer load. Ordinary concrete lining would lead to high cost, so the feasibility of using high strength concrete was looked into. The conclusions are: - high strength concrete looks interesting for a Petromine; - tunnel linings look interesting for high strength concrete in general. High strength concrete - Berkley 1990 Bevat geen relevante informatie met betrekking tot ondergronds bouwen.
32
High-strength concrete 1993 - ProceedingsLillehammer 1993 - Utilization of high strength concrete in North America Hoff, G.C. .., Silica fume shotcrete has been used in a variety of projects: rock slope stabilization; highway and rail tunnel linings; ... INFRA TUNNEL 1995 Conference & Trade Show on Underground and In-ground Infrastructure Intelligent Shield Technique Janssen, P. Abstr.: The tunnel segments that make up the tunnel casing are prefabricated in a special concrete factory. The stock of segments will have to be sufficient to compensate for any stagnation in production and to prevent any delays in positioning the segments in the tunnel. The segments are manufactured in steel moulds and should be made of high-quality concrete and with great precision. The segments are 1.00 to 1.20 m long. In the case of larger diameters, a ring that is 1.00 to 1.20 m long usually cons its of 8 segments, including one fitting piece. The segments are transported to the boring machine using a narrow-gauge track system. The thickness of the elements and the degree of reinforcement depend on the tunnel diameter and depth. The segments should have a high level of dimensional stability and quality. Comparison betweenrecent shield and NATM tunnels in London Fraser, R.A. Abstr.: The construction programme for the Thames Water Ring Main, dictated higher rates of tunnel advance than previously achieved in London (and averaged approxiametly 300 m per week). This could only be achieved by reducing the number of segments per ring and increasing the ring width from the traditional design. These were still unreinforced, but of very high strength concrete, and the segment weight increased from 1.40 kN to 6 kN. Concern with the watertightness of tunnels in London is becoming an issue, both with the cost of maintenance and operation of equipment and fittings. Tunnels are being driven with closed face TBM's and are being built with bolted reinforced concrete segmental linings designed to be waterproof, in general achieved with a strict specification for concrete permeability and high tolerance segments with neoprene or hydrophilic gaskets. Fewer and wider segments (the current trend is to 1.5 m width) reduce the number of joints and potential seepage paths. Plain concrete segments have been successfully used for small diameter expanded linings in the London Underground running tunnels. High to very high concrete strength has been required. Reinforcement is required for bolted linings and is sometimes epoxy coated for durability, and consideration of protective coatings to segments would also be necessary in some instances. FIP/CEB
Bulletin
d'Information
No. 197 SR 90/1
- High
Strength
Concrete
- State
of
the Art Report Bevat geen relevante informatie met betrekking tot ondergronds bouwen.
33
CEB Bulletin d'Information Projecten:
222
- Application
of High Performance Concrete
- "Shore approach" Subsea concrete tunnel Keyw.: Underwater tunnel; prefabricated box girder elements; extreme environmental conditions. Reasons for using HSC: Reasons for using HPC: Concrete performance: Composition: Silica fume: Plasticiser: w/(c+s) ratio: Year of construction:
reduced dimensions; reduced weight durability z 90 MPa 400 kg/m3 Portland cement 32 kg/m3 7 kg/m3 < 0.38 1982
- Bonna Pipes for micro-tunelling Keyw.: Prefabricated concrete pipes", 0.80 - 1.2 m. Reasons for using HSC: Reasons for using HPC: Concrete performance: Composition: Silica fume: Superplasticiser: w/(c+s) ratio: Year of construction: - Channel Tunnel UK
increased compressive strength durability z
80 a 85 MPa
440 kg/m3 Portland cement 40 kg/m3 7 kg/m3 0.30 1982
- France
Keyw.: Tunnel lining; precast segments. Reasons for using HSCIHPC: Concrete performance: Composition: w/(c+s) ratio: Year of construction:
strength; durability; prefabrication 55 MPa required strength 400 kg/m3 cement < 0.35 1988 (start)
- Potash mine, Rockensussra Germany Keyw.: Tunnel lining; precast segments. Reasons for using HSCIHPC: high radial pressure; cheaper solution in comparison to cast-iron units or normal strength concrete Concrete performance: B 80 grade concrete Obtained strength: 90-105 MPa Concrete mix: Cement: 450 kg/m3 low alkali cement PZ 45 Silica fume: 45 kg/m3 Superp lasticiser: 3% 34
w/(c+s) ratio: Year of construction:
< 0.17 1988
- Subway of Lyon, France Keyw.: Tunnel. Reasons for using HSC/HPC: workability; early age strength; durability 41 MPa mean strength at 1 day Concrete performance: 63 MPa char. cyl. strength at 28 days Composition: 420 kg/m3 Portland cement Fly ash: 125 kg/m3 Steel fibres: 30 kg/m3 Year of construction: 1985/86 A3
Raadpleging
databanken
A3.1 Bibliotheek TU Delft A3.1.1 Compendex EI (Engineering Index) Monthly High pressure triaxial cell with improved measurement sensivity for saturated water permeability of high performance concrete EI-Dieb, A.S.; Cement and Concrete Research, v. 24, n. 5, 1994, P 854-862. Keyw.: High performance concrete; measurement of saturated water permeability of concrete. Abstr. : A high pressure triaxial cell with improved measurement sensitivity is presented. Principles underlying production of high-performance concrete Mehta, P.; Cement, Concrete and Aggregates, v. 12, n. 2, Winter 1990, p 70-78. Keyw.: Mixtures; durability; high performance concrete. Abstr.: Durability rather than high strength appears to be the principal characteristic for high performance concrete mixtures being developed for use in hostile environments such as seafloor tunnels etc. A3.1.2 RSWB 1987-6/95 (IRB-Stuttgart) High performance concrete Improvement of special properties Nischer, P.; Betonwerk und Fertigteiltechnik, Jg. 61, Nr. 1, 1995. Keyw.: Impermeability; watertightness; durability; chemicals; property; water-proofness; resistance to chemicals.
-
wear-resistance;
A3.1. 3 NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service) NCSU Concrete Materials Database Chi, W.K.; North Carolina State Univ. at Raleigh, Dept. of Civil Engineering, 1991. Keyw.: Database; mechanical properties; fibre reinforced concretes. Abstr.: The NCSU Concrete Materials Database program was designed to collect and organize research data on the mechanical properties of high performance concrete.
35
A3.1.4 Pascal (Centre Nationale de la Recherche Scientifique) Betons haute performance pour fabriquer des panneaux destinees reparer des structures submerges Sonebi, M.; Canadian journal of civil engineering, vol. 20, no. 4, 1993. Keyw.: High strength concrete; underwater structure; durability; test program. A wide-ranging seminar on high performance concrete Concrete plant and production, vol. 12, 1994. Abstr. : Presented is a summary of the different papers about the mechanical properties of high performance concrete, the design for durability, the use of admixtures, the structural design in off-shore application and for tunnel linings.
-
Tunnels and Water, vol. 1 Water and its influence on the design, construction, and exploitation of tunnels and underground works Serrano, J.M.; Proceedings of the International Congress on Tunnels and Water, Madrid, 1988. Submergedtunnelsfor a fixed link across the Strait of Messina, Italy Pigorini, B. Abstr.: The paper describes the main results of a feasibility study for the permanent crossing of the Strait of Messina. Tunnels are lined with high-strength precast concrete segments that arrive at the working face from the prefabricating plant. The tunnels are lined with precast concrete segments 70 em thick, 1 m wide and 2.05 m of average length. A complete lining ring with an inside diameter of 10.20 m consists of 16 segments plus an 80 em keystone segment. Guarantee of seal is provided by the subsequent back-filling of the lining rings with cement mixture. Development of extruded concrete lining engineering methodfor shield tunnels that useprestress and H-steel rings Matsumoto, Y. Keyw.: Extruding method of concrete; quality of extruded concrete; adhesion of concrete to skin plate; waterproofness. Abstr.: This engineering method employs cats-in-place concrete as its lining which is prestressed at the site. The concrete is extruded toward natural ground under pressure before it hardens. Concrete proportion was determined after trial mixes to achieve the following requirements: 1. maintain a slump value of more than 15 em for 90 minutes after mixing; 2. have a strength of about 15 MPa and an E-modulus of about 20000 MPa after 24 hrs.; 3. have a strength of about 35 MPa and an E-modulus of about 30000 MPa after 3 days of hardening; 4. limited temperature increase during hydration. Maximum size of coarse aggregate: 20 mm. Cement Type: High-early-strength Portland. Additives (water reducer). Fluidizer (setting retarder).
36
BULAGE
B
STAALVEZELBETON
B1
Inventarisatie projecten eigen bureau
Een aantal schadegevallen met betrkking tot "scheurvorming" in ke1derv1oeren (lekkage) en bedrijfsvloeren. Oorzaken:
1. Be1emmerde plastische krimp, thermische krimp en uitdrogingskrimp (gradient). Toel.: Toevoegen van staalvezels vereist een relatief hoge plasticiteit van de mortel (pompbeton); daarom vaak een hoge krimp. 2. Temperatuurgradienten (hydratatiewarmte; nachtelijke atkoeling betonoppervlak). 3. Schotelen nabij zaagsneden. 4. Te 1age beddingsconstante ondergrond. 5. Te laag vezelgehalte in bedrijfsvloeren (=0 30 kg/m3).
Aspecten:
- Verschuiving vloerdelen ten opzichte van elkaar aan weerszijden van de scheur. - Resterende veiligheid na scheurvorming bij opwaartse waterdruk. - Reparatie van watervoerende scheuren door middel van injectie.
1508
Handleiding bedrijfsvloeren "Dramix-staalvezelbeton" Betr.: Materiaaleigenschappen als functie van het gehalte aan staalveze1s; uitvoeringswenken; dimensionering; vermoeiing; voegen.
2794
Keldervloeren van een utiliteitsgebouw Prohl.: Zie bijlage D (D1). Aan het beton voor de constructievloer op de onderwaterbetonvloer is een kunststofvezel toegevoegd (0,9 kg per m3 beton). Toevoeging van deze vezels had nauwelijks effect op de scheurwijdte van de constructieve krimpscheuren. Toel.: Kunststofvezels verbeteren alleen het scheurgedrag van het beton in de plastische ("groene") fase, in die zin dat de scheurwijdte van plastische krimpscheurtjes in beton met deze kunstofvezels kleiner is dan in dezelfde beton zonder deze veze1s. De verdeling van de p1astische krimpscheurtjes wordt dus "fijner" (minder geconcentreerd). Echter, plastische krimp is niet de enige krimp die optreedt in beton. Er kan onderscheid worden gemaakt tussen: a. plastische krimp
b. verhardingskrimp
(contractie als gevolg van verdamping van bleeding oppervlaktewater; vindt alleen aan het oppervlak in de plastische fase plaats); (contractie als gevolg van chemische reacties; vindt over de gehele doorsnede plaats, in de overgang van plastische fase naar verharde fase);
37
c. thermische krimp (contractie als gevolg van afkoeling na de hydratatie); d. uitdrogingskrimp (contractie als gevolg van verdamping van het overtollige aanmaakwater in het betonmengsel; vindt over de gehele doorsnede plaats, in de verharde fase. Onder plastische krimp wordt slechts de oppervlakte-uitdrogingskrimp verstaan die optreedt als de verdamping van het oppervlaktewater groter is dan de toevoer als gevolg van bleeding (zie b.v.: A.M. Neville: "Properties of concrete"). Plastische krimp kan dus leiden tot oppervlaktescheurtjes, waarop FibreMESH een "verdelende" en dus scheurwijdtebeperkende invloed heeft. Let wel, dit is dus vooral een oppervlakteverschijnsel en heeft dus niets te maken met constructieve scheuren "door en door" (die juist wel van groot belang zijn met oog op waterdichtheid). De grootste bijdrage aan de totale krimp wordt echter niet door de plastische krimp maar door de "over-all" uitdrogingskrimp geleverd. Bij belemmering van deze uitdrogingskrimp, waarbij trekspanningen in het verharde beton kunnen ontstaan die de treksterkte bereiken, ontstaan "constructieve scheuren, door en door".
3036
Dimensionering boortunnels Betr.: Dimensionering in staalvezelbeton. Lit.: Bekaert: "Controle berekening van een tunnel in staalvezelbeton". Nader te onderzoeken betontechnologische aspecten volgens een notitie van prof. Bruggeling: -
waar wordt het beton gemengd? waar worden de staalvezels aan het mengsel toegevoegd? moet de betonmortel niet van het type "Very Liquid and Stable" (Vlasocrete) zijn? er mee rekening houden dat de betonmortel onder druk in de bekisting wordt gebracht.
ConeZ.: Bij toepassing van staalvezelbeton is binnen een wanddikte belast op druk + buiging, bij variatie van het gehalte aan staalvezels, slechts een beperkte variatie in sterkte te bereiken. B2
Literatuurstudie
Steel Fibre Reinforced Concrete (1995) Maidl, B.R.; Ernst & Sohn Verlag fUr Architektur und technische Wissenschaften GmbH, Berlin. Keyw.: Terminology; historical development; applications; types of steel fibres; concrete mixes; properties of steel fibre reinforced concrete; mixing and placing technology and equipment for the manufacture of steel fibre reinforced concrete; quality assurance; standards, guidelines and recommendations; construction-technology and construction options for the use of steel fibre reinforced concrete in tunnelling; costs and cost-effectiveness; research and development; projects; tunnelling; references [249]. Abstr.: Steel fibre reinforced concrete can be used in shield tunnelling in the form of: - pumped concrete in combination with an extrusion process; - precast elements (tubbings).
38
Steel fibre reinforced pumped concrete can be applied using shield tunnelling and the extrusion process. The stabilisation of tunnels with the help of this method can offer a cost-effective alternative for mechanical driving on friable soil. Tunnels in Hamburg, Frankfurt, Lyon and Shinanagowa (Japan) have been stabilised using steel fibre reinforced extruded concrete. For technical and construction-process reasons it is basically impossible to use conventional reinforcement as a backup in the placing of extruded concrete. The concrete is compacted by the pressure in the annular space of a tunnelling machine. Due to the early-age strength requirement in tunnelling, early strength cement is often preferred. Increased early-age strength can be achieved through the use of authorised accelerator admixtures. This, however, can cause reductions in the final strength. The advantages for tunnel construction in this procedure (extremely low settlement, applicable in extremely difficult soil situations) go hand in hand with extreme demands on the workability properties of the steel fibre reinforced concrete. In terms of mixability, workability and strength development, in this instance the steel fibre reinforced concrete is sometimes required to meet contradictory requirements. During placing, the workability of the steel fibre reinforced concrete must correspond to that of a fluid concrete but it must also attain high initial strength rapidly as this affects the stripping timetable and thus the lengthof the convertible tubbing formwork and the shield advance rate. Projects in Frankfurt, Lyon and Hamburg successfully completed using steel fibre reinforced extruded concrete show that the required properties of the steel fibre reinforced concrete can be achieved through the use of specially adapted highly effective concrete admixtures. Steel fibre reinforced concrete can also be used in the manufacture of precast tubbings. This simplifies manufacturing processes and can also improve homogeneity through the elimination of steel bar reinforcement. The manufacture of tubbings in the precasting workshop guarantees homogeneity of quality which meets the requirements for a load-bearing structure. It is also possible to reduce the danger of cracks occurring in the tubbings arising from the effects of transport and high force of pressure during driving. This kind of tubbing construction requires that the statical system for the tunnel ring is selected in such a way that there is minimal stress from bending moments. Flexible connections together with continuous longitudinal joints, which would enable the formation of a stable hinged ring, are particularly suitable for use in this instance. Unexpected water-conducting cracks can generally be repaired by additional measures such as injection. If, however, the stability of the structure depends on the effect of the fibres, this must be guaranteed for its entire period of service. In order to ensure maximum accuracy of dimensions, manufacturing should take place in precasting or in-situ workshops using precise metal forms. To guarantee the necessary level of quality, the following requirements should be fulfilled: -
concrete quality basically as B 45; steel fibre content of 80 kg/m3 depending on the type of steel fibre used; watertight concrete with low volume of air voids; initial strength of 11 N/mm2 at striking time.
39
Examples of projects: - Sewage collector Hamburg-Harburg, Germany (steel fibre reinforced pumped extruded concrete). SFRC-Mix: kg/m3 - steel fibres Rid = 45/1 mm 95 - cement (PZ 450 F/HS-NA) 400 kg1m3 - filler (HIB 30 S) 100 kg/m3 - aggregate, grading curve A 16 - B 16 1673 kg/m3 - admixture super BV 6.6 kg/m3 - w/c 0.45 - slump 60 cm - Subway Frankfurt section 36 (extruded concrete). SFRC-Mix: - cement 400 kg1m3 - filler 100 kg/m3 - aggregate 1700 kg/m3 - steel fibre 94 kg1m3 - water 180 kg/m3 Plasticiser and retarder were also used. The average 28 day compressive strength achieved was 70 N/mm2 with 24 hour strength of 15-20 N/mm2. - Subway Lyon, France (extruded concrete). - Subway Frankfurt, sections 50, 52, 54 (pumped concrete). - Dortmund urban rail (pumped concrete). Subjects that need further investigation: 1. influence of the manufacturing process on fibre orientation; 2. properties of the hardened concrete in conditions as close as possible to those on the building site; 3. durability (corrosion) of cracked steel fibre reinforced concrete under water; influence of crack widths on the corrosion of fibres; 4. watertightness of (bending-) cracked steel fibre reinforced concrete; 5. influence of cracking on the stability of the tunnel. Economic application and processing of steel fibre reinforced concrete in tunnelling Maidl, B.R.; Towards New Worlds in Tunnelling. Ed. by Luis Vieitez-Utesa, vol. 1 and 2, Proceedings of the international Congres towards new worlds in tunnelling, Acapulco, 1992. The Construction of a Steel Fibre Reinforced Concrete Segmental Lining in London Moyson, D.; Forschung und Praxis Band 36. Keyw.: Heathrow Airport baggage tunnel. New developments and applications: linings Moyson, D.; Bekaert N. V.
40
Pumped steel fibre reinforced
concrete for tunnel
-
Tunnelling the world With 7 reference projects (3rd. edition) Vandewalle, M.; N.V. Bekaert S.A., 1994. Keyw.: Shotcrete; mix design; Dramix steel fibre reinforced shotcrete; silica fume; design; applications; reference projects; extruded tunnel lining system; segmental lining. Abstr.: The German construction firm Hochtief AG has developed a tunnel-driving method whereby a steel fibre reinforced concrete tunnel outer lining is continuously extruded at the tail end of a tunnelling machine. This system slipforms cast-in-place steel fibre reinforced concrete directly behind the tunnel boring machine forming a steel fibre concrete tube, almost free of joints. The concrete mix is extruded from orifices in a ring shaped slipform device by means of pumps under high pressure and forced into the gap between the excavated ground and a segmental formwork. The concrete must have an initial set-time in the 20 to 40 minute range to achievethe required advance rates. It must also exhibit a rapid early strength gain to support ground and construction loadings. Generally, a 28 days compressive strength of 35 N/mm2, and a flexural strength of 8 N/mm2 are reached. After 24h, an early compressive strength of 10 N/mm2 is reached. New developments and applications: concrete A State of the Art Moyson, D.; Bekaert N. V.
-
Precast tunnel segments in steel fibre reinforced
Anwendung von Stahlfaserbeton im Tunnelbau und weitere mogliche Anwendungsgebiete Dahl, J.; Faserbeton. Vortrage der DBV-Arbeitstagung, 1992, Duisburg. Keyw.: Stahlfaserbeton; Dramix; Bekaert; Extrudier Pumpbeton; Faserzugabesystem; Tunnelbau. Abstr.: Stahlfaserbeton ist bei HOCHTIEF als extrudierbeton flir den Bau von Tunnelschalen verwendet worden. Das Ziel der projektbezogenen Entwicklung war, die aufwendige Betonstahlbewehrung im Tunnel konsequent durch Stahlfaserbewehrung zu ersetzen. Mit den Ergebnissen aus Vorpriifungen erfolgte die Konzeption der Betonrezepturen, die im Zuge der anschliel3enden Hauptpriifungen betontechno10gisch untersucht wurden. Hierzu gehOrten die Frischbeton-Priifungen mit Ausbreitmal3en vor und nach der Faserzugabe (::::: 90 kg/m3), Frischbetontemperaturmessungen, Rohdichten und Faserverteilung. Tunnelinnenschalen
aus
Stahlfaserbeton
-
Genehmmigungsplanung
und
Baudurch-
fuhrung fur einen S-Bahn-Tunnel Dahl, J.; Hochtief AG, Essen: Braunschweiger Bauseminar 1993. Dauerhafte Bauwerke aus Faserbeton. Institut fur Baustoffe, Massivbau und Brandschutz, Amtliche Materialpriifanstalt flir das Bauwesen, IBMB - TV Braunschweig, Heft 105, Braunschweig, 1993. Keyw.: Stahlfaserpumpbeton; Eignungspriifungen und Baustellengrol3versuche; Fasergehalt; Liitgendortmunder S-Bahn-Tunnel; Baudurchfuhrung; Besonderheiten Stahlfaserpumpbeton; Arbeitsablauf im Betonwerk und auf der Baustelle; Giiteiiberwachung, Vntersuchungsprogramm.
41
-
Fachseminar Stahlfaserbeton Marz 1993 Braunschweig Neue Erkenntnisse und Anwendungsgebiete Dahl, J.; Hochtief AG, Essen: Institut fur Baustoffe, Massivbau und Brandschutz, Amtliche Materialpriifanstalt fur das Bauwesen, IBMB - TV Braunschweig, Heft 100, Braunschweig, 1993. Technologie van met staalvezels gewapend beton (1985) Rapport V - Stutech. Trefw.: Staalvezels; eigenschappen van verhard staalvezelbeton; eigenschappen van staalvezelbetonspecie; mengselontwerp; kwaliteitscontrole; met literatuurlijst. Stahlfaserpumpbeton im Tunnelbau Institut fur Konstruktiven Ingenieurbau Ruhr-VniversWit Bochum, Mitteilung 83-2, Juni 1983. Bericht fiber ein Forschungsvorhaben des BMFT unter Beteiligung yon Hochtief AG. Trefw.: Extrusie; stromingsgedrag van het beton; onvolkomenheden in de wand; met uitgebreide literatuurlijst (153). Neue Erkentnisse und Anwendungsgebiete (1993) Falkner, H.; Institut fur Baustoffe, Massivbau und Brandschutz, TV Braunschweig. Fachseminar Stahlfaserbeton, Heft 100, Braunschweig. Keyw.: Anwendung des Stahlfaserbetons im Tunnelbau, Hochtief AG; Qualit1itssicherungs-Program; Vntersuchungsprogramme zu den Eignungspriifungen. DBV-Merkblatt "Bemessungsgrundlagen fiir Stahlfaserbeton im Tunnelbau". Fassung 9/92 Stahlfaserbeton (1991) Maidl, B.R. Keyw.: Qualitatssicherung im Tunnelbau; Stahlfaserschalbeton, -spritzbeton, -pumpbeton; bauverfahrenstechnische und konstruktive Moglichkeiten fur Stahlfaserbeton im Tunne1bau; Ausfuhrungsbeispiele; Stahlfaserbeton im Extrudierverfahren; Sicherung yon Tunneln mit Hilfe yon Stahlfaserbetonim Extrudierverfahren bei maschinellen Tunnelvortrieb im Lockerboden. Ausfuhrungsbeispiele Tunne1bau:
-
- Abwassersammler Hamburg - Harburg; Stahlfaserpumpbeton; Stahlfasergehalt 95 kg/m3; Zementgehalt 400 kg/m3 (PZ 450F/HS-NA); Tunne1durchmesser 3,60 m; Hydroschild; Wanddicke 360 mm; Grunddeckung 9 - 11 m; 6 m unter Wasser; keine Stahlfaser-Korrosionsprobleme. - V-Bahn Frankfurt, Ausbaustrecke C1; Wanddicke 250 mm; Tunneldurchmesser 5,60 m; Stahlfasergehalt 70 kg/m3; Zementgehalt 380 kg/m3 (PZ 45F). Tunnelinnenschale mittels Stahlfaserbeton fiir den Bau der Stadtbahn Main Fleckner, S.; Beton 39 (1989), Heft 11.
Stahlfaser Pumpbeton - Ein Baustoff fiir den Tunnelbau Bielecki, R.; Beton- und Stahlbetonbau 76 (1981), Heft 2. 42
Frankfurt
am
Stahlfaser-Pumpbeton im Tunnelbau Magnus, W.; Tietbau ,Ingenieurbau, Stra{jenbau 23 (1981), Heft 9. Stahlfaserpumpbeton im Tunnelbau Maidl, B.R.; Mitteilung Nr. 83-2 des Instituts fUr Konstruktiven (1983).
Ingenieurbau
Extrudierbetonbauweise im Tunnelbau Braack, 0.; Beton 38 (1988), Heft 3. Stand der Technik und Entwicklungstendenzen beim maschinellen Lockerboden Babendererde, S.; Forschung + Praxis 33 (1990). Extru-Beton als Tunnelauskleidung: Erkentnisse aus aufgefahrenen Babendererde, S.; Forschung + Praxis 30 (1986).
Tunnelvortrieb
im
Tunnelstrecken
Einschaliger Tunnel in Stahlfaser-Spritzbetonbauart Peters, H.L.; Beton- und Stahlbetonbau 4/1984. Fachseminar Stahlfaserbeton (1993) Falkner, H. Keyw.: Neue Erkentnisse und Anwendungsgebiete. Numerical research on steel fibre reinforced structures Schipperen, J.H.A.; Projectteam BRITE-EURAM Project BE-3275 "Failure mechanics of fibre reinforced concrete and pre-damaged structures" . Verification studies on pipes for tunnelling. TNO/TUD-Report 94-CON-R0117/03.21.31.0.31, date: 20-1-1994. Keyw.: Computational Modelling; FRC; Wirex fibre; Dramix fibre; pipes; tunnel segments. Abstr.: This report contains the results of research on the behaviour of steel fibre reinforced concrete pipes and tunnel segments, which is part of the BRITE-EURAM Project BE-3275 "Failure mechanics of FRC and Pre-Damaged structures". Cement 95/9 Staalvezels in vloeren (vloerdichtheid in gescheurde toestand) 94/2
Het gedrag van bedrijfsvloeren nascheurgedrag)
van staalvezelbeton (betonmortel;
91/5
Vezels in beton; Staalvezelbeton in de wegenbouw
gropene fase;
90/3-5 Taaiheidswaarden voor staalvezelbeton
43
88/10 Bedrijfsvloeren van staalvezelbeton Trefw.: Ervaringen en aanbevelingen; scheurvorming; buigproeven op staalvezelbeton. 85/11 Moderne tunnelbouwtechniek. Tunnelwanden van geextrudeerd beton, gewapend met staalvezels Trefw.: Hochtief; schildmethode; zeer plastische betonspecie met staalvezels. Abstr.: Hoofdleiding voor afvalwater in Hamburg; U-Bahngedeelte in Frankfurt; twee tunnelbuizen onder de Rhone en Saone in Lyon; tunnel Bundesbahn; 05,20 m; betonkwaliteit B 35 met 50 kg/m3 staalvezels (gladde vezels van 0,6 - 0,8 mm met een lengte van 40 mm). Toel.: Zeer plastische en stabiele betonspecie vereist. Korrelopbouw, hoeveelheid water en hulpstoffen bepalen de plasticiteit. Bindingsvertragers. Verdichting met trilapparatuur is overbodig. Betoniek 3/25 Vezels als wapening 8/21
Vezels
8/28
Staalvezelbeton Toel.: Staalvezels worden gewoonlijk toegepast om een verbetering van de eigenschappen van ongewapend beton te bereiken. Staalvezels kunnen bij de thans gebruikelijke hoeveelheden (25 a 40 kg1m3)niet de normale constructieve wapening vervangen.
Tunnels and Tunnelling 95!7 Steel fibres reinforce segments Keyw.: Description of the use of steel fibre reinforced concrete ring segments for the Heathrow Baggage Tunnel; cracking and ultimate strength tests with 30 and 50 kg fibres per m3 concrete. A summary of increase in strength with increase in steel fibre content is given in the Pemberwell Services Ltd report for the Miller Crendon Joint Venture "Pre-Production Testing for Steel Fibre Reinforced Precast Concrete Tunnel Lining Segments for Heathrow Baggage Tunnel" of 30th June 1994. 95/3
Steel fibre developments in South Africa Wallis, S.
94/10
Rock mass conditions dictate choice between NMT and NATM Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; fibre corrosion. Abstr.: High grade concretes with plasticisers, super-plasticisers, silica fume, slump killers and hydration control have extremely low water contents, permeabilities and porosities. Since the fibre is non-continuous, it does not suffer galvanic cell type corrosion. Medium grade concretes such as C 35 that were common with steel fibre reinforced concrete application ten years ago do not show fibre corrosion in ten year old subsea tunnels.
44
93/5
Design and construction for durability in tunnels Campbell, J.G. Keyw.: Steel fibres; grout.
S & E-publikatie 1 "Vezelversterkt cement en beton" Uitvoering en technologie van staalvezelbeton Trefw.: Mengselontwerp; wijze van toevoegen van staalvezels aan het betonmengsel; inblazen van staalvezels; verpompen van staalvezelbeton; verdichten van staalvezelbeton; controle-maatregelen; staalvezelspuitbeton; staalvezelmortel; hittebestendigstaalvezelbeton.
Staalvezelgewapende betonbuizen Trefw.: Verwerken van staalvezels; toepassing bij riolen; scheurgedrag en aantasting van de vezelwapening; corrosieweerstand van staalvezelbeton. CEB Bulletin d'Information
222
- Application
of High Performance
Concrete
- Subway of Lyon, France
Keyw.: Tunnel. Reasons for using HSC/HPC: workability; early age strength; durability Concrete performance: 41 MPa mean strength at 1 day 63 MPa char. cyl. strength at 28 days Composition: 420 kg/m3 Portland cement Fly ash: 125 kg/m3 Steel fibres: 30 kg/m3 Year of construction: 1985/86 INFRA TUNNEL 1995 Conference & Trade Show on Underground and In-ground Infrastructure Comparison betweenrecent shield and NATM tunnels in London Fraser, R.A. Abstr.: Concrete reinforced with steel fibre (RSF) has only been used in a limited extent anywhere to date. A 4.50 metre internal diameter RSF concrete expanded lining was successfully used in the London Clay for the baggage handling tunnel at Heathrow. The very limited use of SFR concrete in the design of segments may be put down to the absence of design codes. The potential improvement with segment manufacture, the homogeneous and multi directional reinforcement, and other improved qualities should see greater use of SFR concrete in the future. Steel fibre reinforced segments have been trialled for the Jubilee Line Extension. The lower steel content when compared with a reinforcement cage, the fact that the reinforcement extends to the surface and areas of stress concentration, and the small production staffing and site requirements are all benefits. Better handling performance and durability of segments is expected.
45
Structural Engineering International 3/95 Specialist Products in High Performance Concrete Shotcrete in Tunnel Construction .. .Another recent development is the inclusion of steel fibres into the shotcrete mixes. This system can replace the use of reinforcment, and is finding increased acceptance for the construction of tunnel linings. ..
Fibre reinforced concrete
- ACI Publication
SP-44
An investigation of large diameter steel fibre reinforced concrete pipe ConeZ.: Large concrete pipe reinforcement with short steel fibres can not meet the
severe requirements of ASTM C76-72 when dollar value or equal volume of fibres replace conventional cage reinforcement. Conventional reinforcement is effectively oriented, whereas fibres are randomly oriented and dipersed throughout the wall thickness, and therefore is not comparitively effective. It is estimated that with a sufficient percent fibre content the load requirements can be met. This may best be accomplished by a "flexible" pipe design using higher fibre percentages and reduced wall thickness rather than a "rigid" pipe design. CUR-rapporten Rapport 89 Nieuwe betonsoorten - Staalvezelbeton (met uitgebreid literatuuroverzicht) Trefw.: Staalvezelsoorten; technologie; sterkte; dynamische belastingen; duurzaamheid; fysische eigenschappen; temperatuurbelastingen; praktijkaspecten. Toepassingen van staalvezelbeton: - Waterbouwkundige toepassingen: Onder water gestort beton. Bij het storten onder water biedt de betere samenhang van de specie waarschijnlijk voordelen. Dit is echter nog niet experimenteel bevestigd. - Mijn- en tunnelbouw: De bekisting en wapening kunnen worden vereenvoudigd, dan wel worden weggelaten, onder andere door het toepassen van speciale technieken zoals spuiten. Hierdoor kunnen ongelijke vormen worden gevolgd, is een aanpassing van de dikte mogelijk en kan het materiaal in dunne lagen worden aangebracht. Rapport 90-5
46
Nieuwe materialen voor betonconstructies Trefw.: Staalvezelbeton. Toel.: De hoeveelheid staalvezels in het beton is niet alleen door economische, maar ook door praktische overwegingen beperkt. Betonspecie met staalvezels kan tot een maximum dosering van 80 kg/m3 verpompt worden. Ais gevolg daarvan zullen na het ontstaan van een scheur in hetbeton de vezels, die de scheur effectief passeren , niet in staat zijn om de volledige trekkracht over te brengen. Deze trekkracht werd v66r scheurvorming door het beton overgebracht. Wanneer een scheur is ontwikkeld op de zwakste plaats van een constructie-element worden daarin geen nieuwe scheuren meer gernitieerd. Staalvezels kunnen in vrijdragende betonconstructies in feite alleen worden toegepast als een voorziening tegen abnormale overbelasting of ter verdeling van enkele grove scheuren in veel kleinere scheuren. De toepassing van
staalvezels heeft geleid tot interessante ontwikkelingen bij de vervaardiging van betonbuizen. Doordat een buis bij een sterke verticale overbelasting een ovale vorm aanneemt, activeert deze in de grond horizontale gronddruk, waardoor na scheurvorming nog een behoorlijk restdraagvermogen overblijft. CUR-aanbevelingen Aanbeveling 10 Ontwerpen, berekenen en uitvoeren van bedrijfsvloeren van staalvezelbeton (vervallen) Aanbeveling 35 Bepaling van de buigtreksterkte, de buigtaaiheid en de equivalente buigtreksterkte van staalvezelbeton Aanbeveling 36 Ontwerpen, berekenen en detailleren van bedrijfsvloeren van constructief beton BMC Nationale beoordelingsrichtlijn betreffende het KOMO-attest voor STAALVEZELBETON, brl 5060, d.d. 1995-06. Deze beoordelingsrichtlijn is opgesteld door de Begeleidingscommissie "Staalvezelbeton", vastgesteld door het College van Deskundigen Betonmortel en Mortels en bekrachtigd door het bestuur van de Certificatie-instelling BMC. Trefw.: Definities; taaiheidsklassen; kwaliteitseisen; externe controle; verwerkingsvoorschrift; laboratorium; attest; bijlagen. Osterreichischer Betonverein Richtlinie Innenschalenbeton; Ausgabe: Marz 1995. Keyw.: Faserbeton. Abstr.: Als Ersatz der konventionellen Bewehrung und zur Erreichung bestimmter Eigenschaften (z.B. Vergro{Jerung des Arbeitsvermogens, Ri{Jbreitenbeschrankung) werden dem Beton Fasern zugegeben. Derzeit finden Stahlfasern mit entsprechender Formgebung zur Verankerung im Beton Anwendung fUr Innenschalen. Der Anwendungsbereich ist hauptsachlich Pumpbeton oder Extrudierbeton. Die Beigabe von Stahlfasern kann die statisch erforderliche Stabstahlbewehrung ersetzen. Die Lange der Fasern beeinflu{Jtinsbesonders die Verarbeitbarkeit und ist einer Eignungspriifung festzulegen. Die Werkstoffqualitat, die Lange, die geometrische Form der Fasern in Langsrichtung und im Querschnitt sowie die Oberflache wirkt sich auf die Verarbeitbarkeit, die Festigkeit und das Verformungsverhalten des Betons aus. Die Zugabe von Stahlfasern bewirkt eine steifere Konsistenz und ist durch Zugabe von verflussigenden Zusatzmitteln auszugleichen. Mit zunehmenden Fasergehalt ist mit erhOhtem Luftgehalt im Frischbeton zu rechnen, der sich auch mit gro{Jerem Verdichtungsaufwand nicht restlos beseitigen la{Jt. Zweckma{Jig ist die Anhebung des Feinkornanteils im Zuschlag. Die Begrenzung des Gro{Jtkrons mit 22 mm hat giinstigen Einflu{J auf das duktile Verhalten und die Biegezugfestigkeit und ermoglicht eine bessere Verankerung der Fasern in der Betonmatrix. Fur die Blocklange von Innenschalen aus Stahlfasern gilten bestimmte Grenzwerte. Die Ausfiihrung endlos extrudierter Innenschalen mit Faserbeton als
47
wasserdichte Innenschale Beton ist unzuHissig. Die Sicherung yon Arbeitsfugen hat bei Zugkraftiibertragung zusatzlich mit Bewehrung zu erfolgen.
-
Tunnels and Water, vol. 2 Water and its influence on the design, construction, and exploitation of tunnels and underground works Serrano, J .M.; Proceedings of the International Congress on Tunnels and Water, Madrid, 1988. Metro ligne D: Premiers resultats et bi/an des chantiers de genie civil Ferrand, J. Keyw.: Resultats techniques Metro de Lyon; diametre excave: 6,5 m; Hochtief; hydroschild; anneau de beton renforce de fibres metalliques; Ie revetement en beton extrude; fluidite du beton; prise du beton; formulation du beton; caracreristique mecaniques du beton. Abstr.: Les Travaux de genie civil du troncon central de la ligne D du metro de Lyon comportent la traversee en souterrain du RhOne et de la Saone a hauteur de la place Bellecour. Lors de l'appel d'off're et de la mise au point de ce projet particulierement innovant au point de vue technique, Ie maitre d'oeuvre et les entreprises devaient inventorier et analyser de la maniere la plus exhaustive possible les problemes auxquels ils risquaient d'etre confronte et envisager les solutions techniques sembi ant les mieux adaptees. Steel wire fibre reinforced segments for Tunnel linings Moyson, D.; Dramix, Bekaert SA. Keyw. : Comparison between conventionally reinforced segments and steel fibre reinforced segments. References: Fanaco (Palermo - Sicily), Metrosud (Napels), Heatrow (U.K.). Heathrow baggage Wallis, S.; World Tunnelling, October 1994. Keyw.: Steel fibre reinforced precast concrete segments. Abstr.: The tunnel is passing through good quality London clay at Heathrow. Steel fibres are added principally for handling purposes and to withstand the thrust pressures of the tunnelling shield. Bekaert was instrumental in answering doubts about the durabilityand possible corrosion of the steel fibres in the precast segments over time. They claim that, experience on the Continent has shown that,for various reasons, steel fibre reinforced precast concrete suffers less from corrosion attack than segments reinforced with rebar cages. The design called for a minimum concrete compressive strength of 50 N/mm2. A consistent 60 N/mm2 was maintained in the segment production. Unterwasserbetonsohle Potsdamer Platz, Berlin Falkner, H.; Institut fUr Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (IBMB), Fachgebiet Massivbau, TU Braunschweig, 14 September 1994. Forschungsvorhaben. Keyw.: Unterwasserbetonsohlen Abstr.: Auftriebssicherung durch eine zugverankerte Unterwasserbetonsohle. Nachteile unbewehrter beton: keine Duktilitat, keine Ri{Threitenbegrenzung, keine Um-
48
lagerungsmoglichkeit, gro{3e Setzungsempfindlichkeit. Vorteile Stahlfaserbeton: hohe DuktiliHit, Ri{3breitenbegrenzung, Umlagerungsmoglichkeit, erhOhte Sicherheit. Forschungsvorhaben Unterwasser-Beton-Bodenplatte: 1. 1st Faserbeton als Unterwasserbeton tiber langere Strecken pumpbar einzubauen? 2. Darstellung der Vorteile des Stahlfaserbetons an Modellversuchsplatten (Ma{3stab 1:3). 3. Vergleich des Trag- und Verformungsverhaltens von Stahlfaserbeton- mit unbewehrten Betonbodenplatten. Betongiite B 25 mit 0, 40 und 60 kg/m3 Faser. Mischungsrezeptur der Unterwasserversuchsplatten: -
Zement PZ 35 F 280 kg/m3 EFA-Fiiller 160 kg/m3 Wassergehalt 240 kg/m3 Flie{3mitel 0,4 % vom Zementgewicht beim Stahlfaserbeton - Zuschlag 0/29 38 % 612 kg/m3 218 28 % 469 kg/m3 8116 34 % 574 kg1m3 Biegezugfestigkeit des Unterwasserbetons nach 7 und nach 28 Tage. Nachri{3zugfestigkeit des Stahlfaserunterwasserbetons. B3
Raadpleging databanken
B3.1 Bibliotheek TV Delft B3.1.1 Compendex EI (Engineering Index) Monthly Steel fibre reinforced piles at horse mesa dam Bayasi, Z.; Concrete International, v. 17, n. 6, June 1995, p 32-36. Abstr.: Steel fibre reinforced pile wall. The existence of steel fibres improved the material characteristics of the plain grout considerably. Steel-Fibre reinforced segments for Heathrow baggage handling tunnel Anon; Quality Concrete, v. 1, n. 3, March 1995, p 65-68. Keyw.: Tunnels; tunnel linings; precast concrete tunnel segments; automatic poker vibrating system; computerized dimension checking system. Steel fibre developments in South Africa Wallis, S.; Tunnels and Tunnelling, v. 27, n. 3, March 1995, p 22-24. Keyw.: Steel fibre reinforced precast concrete lining; materials testing; tunnels; structural design rings; technology transfer. Abstr.: The last 140 m of the pressurised tunnel in South Africa for the Lesotho Highlands Water Project is lined with steel fibre reinforced precast concrete. This tunnel has been recently the subject of a comprehensive research and development study involving the development of a suitable concrete mix using two different types of fibre (Dramix and Ferro-Fibres). In general, the results obtained led to the development of an steel fibre segmental lining that meets all the design criteria for the tunnel.
49
Supporting tunnels at lower cost Page, M.; Tunnels and Tunnelling, v. 27, n. 1, January 1995, p 51-52. Keyw.: Fibre reinforced materials; coatings; tunnel linings; corrosion protection; inspection; quality control; steel fibre reinforced shotcretes. Flexural behaviour of SIMCON Akers, DJ.; Infrastructure: New Materials and Methods of Repair Proceedings of the Materials Engineering Conference 804, October 1994, ASCE, New York, NY, USA, P 375-379. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete. Abstr.: A new process using manufactured rolls of pre-packaged steel fibres (SIMCON) represents a quantum in steel fibre technology from conventional steel fibre reinforced concrete. Increase of flexural strength. Steel fibre reinforced concretes: an example of French research Rossi, P.; ACI Materials Journal, v. 91, n. 3, May-June 1994, p 273-279. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; mix proportioning; replacement of shear reinforcement (stirrups) by steel fibres. Abstr.: A methodology to study the mix design and mechanical behaviour of steel fibre reinforced concretes is proposed. B3.1.2 ICONDA 1976-7/95 (The CIB International Construction Database) Stahlfasern im Betonbau. Neue Merkblaetter des Deutschen Betonvereins Ruffert, G.; Hoch-und-Tietbau (Munchen), v. 46, no. 3, p. 50-52, 1993. Keyw. : Steel fibre reinforced concrete; concrete property; corrosion behaviour; watertightness; aggregate; admixture; quality assurance. Abstr.: Two new information leaflets. Design principles for steel fibre concrete in tunnel construction. Einschaliger Tunnelausbau mit Stahlfaserpumpbeton. Probleme der Wasserundurchlassigkeit. Moller, K.F.; Forschung und Praxis. U-Verkehr und unterirdisches Bauen, 29 (1984). Keyw.: Steel fibre reinforced pumped concrete; cracking; water-proofness; underground railway tunnel. In situ test to determine fibre content of steel fibre reinforced concrete by an electromagnetic method Malhotra, V.M.; Americain Concrete Institute - Symposium on In Situ Nondestructive Testing of Concrete, Canada, Ottawa (1984). Keyw.: Metal fibre reinforced concretes; nondestructive tests. Abstr.: The proposed method of measuring fibre content is discussed from the point of view of practical problems such as the effects of distribution and orientation of fibres. The method has been introduced as a standard test of steel fibre reinforced concrete in Japan.
50
Feautures of steel fibre impregnated concrete Schulz, H.; ICPIC '84. Vierter internationaler Kongress Polymere und Beton, Darmstadt, Germany, no. 84, September 1984. Keyw.: Steel fibre concrete; polymer impregnated concrete. Abstr.: The properties of fibre reinforced concrete were recollected as well as those of polymer impregnated concrete. Particularly interesting was the improvement of adhesion fibre concrete and the following possibility of working up to crack point the mechanical properties of fibres. Application of extruded steel fibre reinforced concrete tunnel lining on the Frankfurt metro Bokemeyer, R.; Proceedings Eurotunnel '83, Basel, June 1983. Keyw.: Steel fibre concrete; tunnel lining; underground railway construction. Stahlfaserverstarkter Beton Ruffert, G.; Tietbau, Ingenieurbau, Strassenbau, v. 23, no. 1. Keyw.: Fibre reinforced concrete; tunnel construction. Betontechnische Berichte, 23, 1984/85 Wischers, G.; Verein Deutscher Zementwerke e. V., Dusseldorf, Forschungsinstitut der Zementindustrie, 1986. Keyw.: Steel fibre concrete; concrete technology; rheology; test method; consistence. An overview of progress and applications of steel fibre reinforced concrete Shah, S.P.; Steel fibre concrete, Swedish Cement and Concrete Research Institute, US-Sweden joint seminar, Sweden, Stockholm, 3 June 1985. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; shotcrete; production; application. Abstr.: The past two decades of research worldwide involving steel fibre reinforced concrete is referenced and used to provide insight into future development. An overview of current applications and production practices in the United States is classified and presented for comparison with the experience being reported in other parts of the world. Special applications, technologies, including extrusion are discussed, with emphasis on the developments in extrusion research. Durability of steel fibre reinforced concrete to severe environments Shah, S.P.; Steel fibre concrete, Swedish Cement and Concrete Research Institute, US-Sweden joint seminar, Sweden, Stockholm, 3 June 1985. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; shotcrete; durability; corrosion behaviour; long-term behaviour; test procedure; laboratory test; environmental conditions. Abstr.: The corrosion performance experience of steel fibre einforced concrete in three different aggresive environments, and the results of laboratory tests performed, are described. After 10 years exposure in a severe freezing and thawing environment, steel fibre reinforced concrete has about the same durability as a non-reinforced reference specimen.
51
Verteilung und Orientierung yon Stahlfasern im Beton und ihr Einflup auf die Eigenschaften yon Stahlfaserbeton. Bonzel, J.; Beton, v. 34, no's 11 und 12, 1984. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; fibre-distribution; concrete composition; concrete property; processibility; test.
-
Factors influencing the workability of steel fibre reinforced concrete Part 1 Narayanan, R.; Concrete (London), v. 16, no. 10, 1982. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; consistence; tests; processibility. Extrusion of steel fibre reinforced concrete Zollo, R.; Proceedings ACI, v. 72, no. 12, 1975 (periodical). Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; mixture; investigation findings. Neue Bauverfahren mit Stahlfaserpumpbewton beim Sammlerbau in Hamburg Magnus, W.; Tiefbau Berufsgenossenschaft, v. 92, no. 6, 1980. Keyw.: Pumped steel fibre reinforced concrete; tunnel; shield driving. B3.1.3 RSWB 1987-6/95 (IRB-Stuttgart) Stahlfaserbeton als Baustoff fUr dichte Bauteile. Untersuchungen iiber das Eindringverhalten wassergefahrdender Stoffe Grahlke, C.; Beton, Jg. 44, Nr. 10 (1994). Keyw.: Steel fibre concrete; impermeability; water penetration. Abstr.: Die Autoren berichten tiber eine weitere Verbesserung, die hahere Dichtheit yon Stahlfaserbeton. Stahlfaserbeton im Tunnelbau. Grundlagen, Bemessung und Ausfiihrung am Beispiel der Innenschale der Stadtbahn Essen, Baulos 32 Schntitgen, B.; Beton-Informationen, Jg. 34, Nr. 5, 1994. Keyw.: Steel fibre concrete; concrete composition; concrete quality. Abstr.: Einflufj yon Faserart und Fasergehalt. Am Beispiel der Erstellung der Innenschale des Tunnels im Ballios 32 der Stadtbahn Essen wird tiber Probleme und Erfahrungen berichtet, die sich beim Einsatz yon Stahlfaserbeton mit Hochofenzement als auch mit Portlandzement in der Praxis ergaben. Dabei wird sowohl auf die Herstellung, den Einbau und die Nachbehandlung eingegangen als auch auf die Priifung des Frisch- und Festbetons. Dauerhafte Bauwerke aus Stahlfaserbeton Falkner, H; Braunschweiger Bauseminar, Deutschland, -Bundesrepublik, schweig, November 1993. Keyw.: Steel fibre concrete; durability; tunnel construction.
Braun-
Stahlfaserbeton - Technologie, Eigenschaften, Band 1. Informationszentrum RAUM und BAU der Fraunhofer-Gesellschaft, IRB-Verlag, Stuttgart, 1992. Keyw.: Steel fibre concrete; technology; materials research; composition; relevant literature. 52
Abstr.: Theoretische und praktische Entwicklung, Stand der Technik, Forschungsergebnisse, Untersuchungen und Versuche zur Baustoftbeschaffenheit, Materialauswahl der Stahlfasern und der Betonmatrix. Verbundwirkung und Verarbeitung. Band 1 enthalt Hinweise auf Veroffentlichungen bis 1984. Stahlfaserpumpbeton. Erstmalige Anwendung des neuen Baustoffes bei der DB im Liitgendortmunder S-Bahn- Tunnel Hoffmann, R.; Eisenbahningenieur, Jg. 43, Nr. 5, 1992. Keyw.: Steel fibre concrete; pumped concrete; tunnel construction; concrete test; aptitude test; quality control; execution of construction. Einsatz und Weiterentwicklung yon Stahlfaser-Pumpbeton bei Tunnelinnenschalen Hoffmann, R.; Tunnelbau 1993 (04). Neue Chancen aus europaeischen Impulsen. Sonderdruck aus: Forschung + Praxis, Band 34, 1993, Alba Fachverlag GmbH & Co. KG, Dusseldorf. Keyw.: Diskussion uber: Rostspuren an der BetonobertUche, Dehnfahigkeit, Igelbildungder Fasern, Entmischung und HomogenWit, Oberflachenschutz. Einsatz und Weiterentwicklung yon Stahlfaser-Pumpbeton bei Tunnelinnenschalen Hoffmann, R.; Tagung Tunnelbau. Neue Chancen aus europaeischen Impulsen, Dusseldorf, 1991. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; pumped concrete.
-
Tunnelinnenschalen aus Stahlfaserbeton Erstmaliger Einsatz bei der Deutschen Bundesbahn Hoffmann, R.; Braunschweiger Bauseminar 1993. Dauerhafte Bauwerke aus Faserbeton. Institut rur Baustoffe, Massivbau und Brandschutz. Amtliche Materialpriifanstalt rur das Bauwesen, IBMB - TU Braunschweig, Heft 105, Braunschweig 1993. Abstr.: Die 1984 zwischen Unna und der bisherigen Endstation Dortmund-Germanina in Betrieb genommene Teilstrecke der S-Bahn-Linie S4 ist Teil des Schnellbahnnetzes "Rhein-Ruhr". Mit einer Verlangerung dieser Strecke urn rd. 2,5 km wurde der Stadtteil Lutgendortmund an das Dortmunder Stadtzentrum angeschlossen. Die Gesamtlange des unterirdischen, eingleisigen Tunnelbauwerks mit dem Haltepunkt betragt 1423 m. Es besteht aus den Segmenten: 187 m langer, aus StahlbetonRahmenbauwerk in offener Baugrube hergestellter Haltepunkt, ein 1052 m langer, in Spritzbeton-Bauweise von einem Startschacht aufgefahrener Tunnelabschnitt, und ein 184 m langer, aufgrund schwieriger geologischer Verhaltnisse und mangelnder Uberdeckung in offener Bauweise erstellter Tunnelabschnitt. Da der Einbau von Stahlfaserbeton nur bei uberwiegend druckbeanspruchten Bauteilen moglich ist, die bei konventioneller Bauweise haufig nur mit Mindestbewehrung zu bemessen waren, liefert der Kostenvergleich allein bezogen auf den Stahlvebrauch keine aussagekraftigen Werte hinsichtlich seines wirtschaftlichen Einsatzes. Neben der durch baubetriebliche Vorteile einzurechnenden Bauzeitverkiirzung waren es bei nahezu gleichen Ausgaben vornehmlich die gegenuber dem Stahlbeton besseren Qualitatseigenschaften des Stahlfaserbetons (Verbesserung der Bruchdehnung und seines Verhaltens im Brandfall, verbunden mit der ErhOhung der passiven Sicherheit), die der Bundes53
bahndirektion Essen bewogen, ihn bei diesem Vorhaben einzusetzen. Ein Untersuchungsprogramm forderte umfangreiche betontechnologische Eignungsuntersuchungen mit verschiedenen Fasertypen. Faserbeton - Beziehung zwische Qualitat und Menge yon Fasern und Betonfestigkeit Ukraincik, V.; Zement-und-Beton (Vienna), Jg. 34, Nr. 2, 1989. Keyw.: Steel fibre concrete; composition; test procedure. Abstr.: Fur zwei Faserarten, Stahl und Polypropylen, wurde die Moglichkeit ihrer optimalen Anwendung im Schwer- bzw. Normal- und Leichtbeton experimentell uberpriift.
-
Properties of fibre reinforced concrete Workability, behaviour under long-term loading, and air-void characteristics Balaguru, P.; ACI Materials Journal, Jg. 85, Nr. 3, 1988. Keyw.: Steel fibre concrete; concrete property; long-term behaviour; air entraining agent; hardening; consistence; porosity; processibility; slump. Rotor-Rohrweiche fiir Extrudierbeton- Verfahren Beton, Jg. 38, Nr. 4, 1988. Keyw.: Steel fibre concrete; tunnel lining; concrete placement; pumped concrete. Tunnelbau im Extrudierverfahren BD-Baumaschinendienst, Jg..24, nr. 1, 1988. Keyw.: Tunnel; Pumpbeton; Stahlfaserbeton. Faserbetondichtheit Lemberg, M.; TH Darmstadt, Fachbereich 14 Konstruktiver lngenieurbau, lnstitut fUr Massivbau, Deutschland. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; impermeability; research program. B3.1.4 NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service) Zur Qualitat yon Stahlfaserbeton fiir Tunnelschalen mit Biegezugbeanspruchung Dietrich, J.; Ruhr Univ., Bochum, lnst. fUr Konstruktiven lngenieurbau, 1992. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; materials testing; quality assessment. Abstr.: The bending behaviour of steel fibre reinforced concrete is very important for load bearing capacity and especially watertightness of tunnel shells. To fulfill the requirements for the building these characteristics have to be integrated in the quality assurance and to be considered for planning, control and inspection of quality. Untersuchung yon Verbundfugen einschaliger Tunnelsicherungen unter Beriicksichtigung der Einbaubedingungen Koenning, R.; Ruhr Univ., Bochum, lnst. fUr Konstruktiven lngenieurbau, 1991. Keyw.: Tunnel supports; joints; steel fibre reinforced concrete. Abstr.: The thesis is concerned with experimental research on the behaviour of joints within single-shell tunnel supports. Main object of the studies is the integration of the second layer by optimal load distribution and by help of modification of tunnel-
54
ling operation. Realisation of the main object is possible application of a second layer including steel fibre reinforced concrete. B3.1.5 Pascal (Centre Nationale de 1a Recherche Scientifique) Betons de fibres: queUe durabilite? Cheruette, P.; Les Cahiers techno Batiment, no. 132, 1992. Keyw.: Fibre reinforced concrete; characteristics; durability; metal fibre. Characterisation et controle des betons renforcees de fibres Bernier, G.; Annales ITBTP, vol. 45, no. 494, 1991. Keyw.: Fibre reinforced concrete; energy; rupture; deformation.
55
BULAGE C
GROUT EN GROUTINJECTIE
Cl
Inventarisatie
1300
Chemisch injecteren van grond ten behoeve van een voetgangerstunnel in Rijswijk
1893
Ondergronds hydrocycloon
projecten eigen bureau
Trefw.: Scheurvorming in wanden; afgezonken; snijrand; bentoniet, later vervangen door grout; vertrager; onderschatte horizontale groutdrukken; ondergedimensioneerde horizontale wapening.
2410
Schadegeval met een kelder Betr.: Grond gelnjecteerd met injectiemateriaal Monodur. Instorting talud door onvoldoend gelnjecteerd zandpakket.
2884
Ondergrondsemultireactor voor ajvalwater-zuiveringsinstallatie Trefw.: Diameter: 4 m; diepte: 60 m; na de bentonietfase wordt de bentoniet vervangen door grout; rekenen op onregelmatige groutdrukken in omtreksrichting (zie ook artikel Matsumoto, Y.); in verb and met scheurvorming door buigende momenten moeten uitvoeringsmaatrege1en worden getroffen om tijdens het grouten de groutdruk in omtreksrichting zo gelijkmatig mogelijk te doen zijn (veel injectiebuizen in omtreksrichting toepassen).
C2
Literatuurstudie
Structural Grouts (1994) Domone, P.L.J.; Blackie Academic & Professional. Keyw.: Chemical and physical structure of cement grouts; Portland cements; cement replacement materials; chemical admixtures; high alumina cement (HAC, or calcium aluminate cement); fresh properties of Portland cement grouts; hardened properties of Portland cement grouts (strength; deformation; durability); other types of grouts; underbase grouting; grouting of tunnel linings. Abstr.: Grouting of tunnel linings: 1. Ground investigation and design This chapter describes the most common types of grouting used in new tunnels and shafts. Knowledge of the ground to be traversed is of prime importance. 2. Methods of grouting Pre-grouting is required immediately in advance of driving the tunnel or shaft. The main purpose of pre-grouting is to prevent water inflow during excavation and during the subsequent service life. After the tunnel or shaft has been driven, the annulus between the lining and the surrounding soil is filled with grout. This is called primary grouting, and it is carried out as soon as possible after the lining has been placed. In some cases, secondary grouting (also known as post-grouting) is required to supplement the primary grouting. 56
3. Grouting of shield-driven tunnels There is an optimum period for grouting the annular gap between the tunnel lining and the surrounding strata for shield-driven tunnels. The grout must be placed in time to prevent the ground from collapsing on to the lining, causing uneven loading and possible deformations, but it must avoid grouting the end of the shield and impregnating and nullifying the effectiveness of the tail-seals. The grouting sequence must therefore be carefully phased in with the tunnel progress. With the slury-tunnelling concept, such conflicting requirements are further complicated by the buoyancy of the lining within the voiduntil it is grouted. Good grouting practice is to grout from the invert upwards, irrespective of whether the tunnel is being driven in "free" or compressed air. However, such grouting in tunnels driven using the slurry techniques tends to aggravate the buoyancy effect, with the added risk of unevenly loading the lining and causing distortion as well as gaining access to the tail-seal system at the bottom of the tail skin. As a result, it has now been established that slurrydriven tunnels should generally be grouted from the ring shoulder position, with, in some cases, additional slurry being supplied from behind the TBM to stabilise the void until it has been grouted. 4. Grouting specifications Grouting specifications are all too often open to requirements. A performance type specification, effective solution for the particular application, type. The following "examples" of useful clauses trate this:
a very liberal interpretation of which allows to use the most is preferable to a prescriptive from such specifications illus-
a. Cavity grouting is to be carried out in two stages, primary and secondary grouting: . primary grouting will be an initial void filler and be to apressure of not
.
more than 1 bar above the surrounding hydrostatic pressure; secondary grouting shall be completed as soon as is practcable, but within
14 days of the ring build or 50 m from the face, whichever is the most critical; secondary grouting shall be a a pressure not greater than 6 bar, consistent with completely filling all voids. b. Whatever the solution proposed for filling of the annular void, the Contractor shall give a detailed description of the proposed device and method of injection and obtain the consent of the Engineer. The proposals shall include details and location of the mixing plant and grout pump(s), mix design and constituents, pumping rates and pressures, injection points, the methods of monitoring, recording and controlling the sequence and timing of grouting, the method of preventing grout leakage, and details of the experience of the personnel and supervisors. c. The grout shall be a mixture of Portland cement and water with a water/cement ratio in the range of 0.35-0.50 by weight as appropriate to the circumstances. The Engineer may allow plasticisers or non-shrink agents in the grout mix or the use of other additives, excepting those containing calcium chloride. For the purpose of this clause, additives shall include bentonite and pulverised fuel ash (pfa) but shall exclude sand. 57
d. The characteristics of the grout and the working procedure shall satisfy the following requirements: . in the short term, the grouting shall prevent settlement phenomena prejudicial to safety of the environment; . in the long-term, the grout shall be a factor for water-tightness and durability of the tunnel. The grout shall have the following characteristics: a. be prepared as near as possible to its injection point; b. be initially of suitable viscosity to fill the void created during the shield penetration; c. set quickly to avoid settlement; d. be formulated correctly in order not to block the tail seal; e. provide a long-term homogeneous, stable and low-permeability ring around the tunnel lining; f. preferably, be placed from the invert to the shoulder. Accordingly the Contractor shall particularly study: a. the grout composition and types of additives; b. the working out conditions, viscosity and shrinkage characteristics of the grout; c. the long-term durability and strength of the grout, and its compatibility with the lining segments; d. quality control procedure and tests (in laboratory and on the working sites). In particular, the volume of grout injected for each ring, compared with the theoretical volume of the annular void, shall be controlled and recorded. If the amounts injected are shown to be insufficient or the grouting imperfect, secondary grouting as a complementary treatment shall be performed as soon as possible, at the Contractor's own time and cost. 5. Case study: Grouting the Channel Tunnel Effective grouting of the tunnel linings was important for the successful operation of the tunnel. There had been a need for traditional cementitious grouts to be modified to meet the demands of fast mechanised tunnelling. The grouts required sufficiently early setting characteristics to take the invert load of the segment trains within 1 h of grouting, i.e. setting should occur within 15 min of the grout being pumped into place behind the tunnel linings. This was achieved by the addition of an accelerator at the injection point. Good anti-washout properties were required to cope with water ingress and the large overall volume of grout, which was often placed in relatively small batches and therefore required a long pumping life prior to injection. Grouts currently in use for wet conditions incorporated long-chain polymer-based admixtures with accelerators added at the mixing station. These grouts quickly thicken and become unpumpable and were therefore incompatible with long pumping lines. In the Channel Tunnel grouting, although mixing was generally undertaken as close to the point of injection as was feasible, the demands of the project required the development of an enhanced performance grout, based on an ordinary Portland cement - pulverised fuel ash blend. 58
Client's specification: The main points in the specification for the grouting of the articulated precast concrete tunnel linings were: 1. Properties . The minimum strength, measured on 100 mm cubes, should be 1.0 N/mm2 at
.
1 day, and 8 N/mm2 at 28 days. The initial set should be achieved within 45 vmin of injection at a temperature
.
of 20 cC. The final set should generally be achieved in a maximum of 6.5 h at a tem-
.
perature of 20 cC, unless there are other conflicting requirements. The grout should not bleed significantly during hydration.
2. Testing The above properties should be determined, on any of the grout mixes used, at least at weekly intervals during grouting, or on each 30 m3 of grout, whichever was the greater. 3. Verification of grouting . Proof drilling to expose the excavated ground should be carried out in the
.
crown of the running and service tunnels and/or elsewhere if required. All voids encountered should be fully grouted, and all drill holes filled using nonshrink cementitious material or similar. Grout in the invert segments of running tunnels should be verified by proof drilling through grout holes.
4. Grouting method . The grouting should be carried out in the following stages: a. grouting of the invert segments; b. grouting of the remaining segments up to the shoulder; c. grouting of the key void; d. grouting of the crown. Where appropriate, one or more of the stages could be combined. . The grout should be pumped into the annular space starting from the lowest
.
grout hole in the segments and successively progressing up the segments. Grouting should be progressed uniformly on both sides of the tunnel to maintain symmetrically balanced pressure on the tunnel lining. The injection of grout should be continued until the grout emgerges from the
.
highest point in the section being grouted. Proof grouting should combine the injection of grout through the drilled holes at a pressure not exceeding 0.5 N/mm2, as measured at ppoints of injection. It should be deemd as complete if the quantity of grout injected does not exceed 300 kg per group of 5 rings. If greater quantities are required the proof grouting shall be repeated. (Note: this relatively low pressure was a consequence of the segmental nonbolted design of the lining.)
59
Grouting. Theory and Practice Nonveiller, E.; Developments in Geotechnical Engineering, 57, 1989. Keyw.: Properties of soils; grouting suspensions, solutions and resins; grouting technology; contact and consolidation grouting; prestressing of lining of pressure tunnels by grouting. Abstr. : Various materials are used for grouting, depending on the purpose of grouting and the properties of the grouted soil. The ingredients for the preparation of mortars and grouting suspensions are: cement, bentonite, clay, sand and fillers, additives for stability, and water. Normal Portland cement can be injected into gravelly sand (~0.9 mm), the high early strength cement into coarse sand (~ 0.7 mm), the colloidal fine cement into medium sand (~ 0.4 mm), and the ultra fine cement into fine sand (~ 0.1 mm). In case of very high pressure grout injection, uniform compressive stresses can not be achieved. The radial compressive stress can be very irregularly distributed along the perimeter of the lining. As a consequence, bending moments en bending tensile stresses will be induced. Grouting in soils (1976) Herndon., J. Keyw.: Soil grouting; grouting design; water control; grout properties; grouting techniques. Abstr.: This manual provides guidelines for the design and conduct of soil grouting operation, from the selection of the grout and the design of the injection pattern to construction control methods. This report emphasizes grouting applications associated with excavation and tunnelling in an urban environment. Tunnelling '91 - Sixth international symposium, London 1991 Pearse, G.E.: Institution of mining and metallurgy, Elsevier Applied Science. Keyw.: Development of grouting methods for Channel Tunnel United Kingdom segmental lining; grouting materials; evaluation trials; conclusions from site trial; long term durability; plant modifications; client's specification; Fosroc Grouting System. Abstr.: The original grouting equipment provided in the Marine Service Tunnel was capable of performing to the requirements of high production tunnelling operation. However, the adverse ground conditions encountered by the Marine Service Tunnel over the first 3 km of drive revealed two grouting problems: 1. To avoid washout it was necessary to incorporate a long chain polymer into the grout. Adequate mixing was not possible using the Schwing-mixer as sufficient shear mix could not be applied by this type of screw mixer. 2. In the adverse ground conditions the rate of advance was not sufficient to enable the concrete pump to be used effectively. Microfine cements Bensted, J.; World cement, December 1992. Abstr.: Microfine cements (Blaine surface area ~ 925 m2fkg) are cements of small particle sizes which are increasingly being employed for cementing in the construction industry by virtue of their greater penetrability and ultrarapid hardening properties. They offer advantages over conventional cement systems for a number of specialised applications. They are often employed as neat grouts for the consolidati60
on grouting of unsound strata such as weak sandstone formations. Sulphate-resisting microfine cements are also useful in this context where sulphate resistance is required. The choice of water/cement ratio for a grout depends strongly on the grain size distribution of the soil to be grouted and the expected properties of the grouted soil. The effectiveness of the injection operation requires that: - the voids in the soil are sufficiently large to allow the suspended cement particles to pa8'Sthrough~
- the cement particles must be kept in suspension long enough to be transported to their final location in the sand. German national report on tunnelling in soft ground Wittke, W.; Underground Construction in Soft Ground (ed. by Keiichi Fujita). Proceedings of the International Symposium on underground construction in Soft Ground, New Delhi, J994. Abstr.: During metro construction in Essen an extensive measuring instrumentation was coupled with grouting equipment at the undercrossing of an industrial building to compensate the settlement by grouting. Current practice of shield tunnelling methods. A survey on Japanese tunnelling Underground Construction in Soft Ground (ed. by Keiichi Fujita). Proceedings of the International Symposium on underground construction in Soft Ground, New Delhi, 1994. Keyw.: Back-filling; back filling materials; grouting from shield concurrently with digging; grouting from grouting holes in segments concurrently with digging; grouting after digging; grouting from rear. Abstr.: Requirements back-filling materials: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
very little likelihood of causing such material seperation as bleeding; small volume reduction rate following hardening after filling; early establishment of uniform strength equivalent to that of the ground; superior fluidity; ideally, a good filling performance within a limited space; good water-tightness; non-pollutive; inexpansive.
Experience from the water tightening in the Oslo tunnel O.Berge, K.; Towards New Worlds in Tunnelling (ed. by Luis Vieitez-Utesa), vol. 1 and 2. Proceedings of the international Congres towards new worlds in Tunnening, Acapulco, 1992. Abstr.: It was a conscious and continuous work carried out to reduce the use of chemicals in favour of cements, specially microcements. Microcements with Blainevalues up to 16000 cm2/g were successfully applied. Super plastifying/water reducing additives were used to increase the entering of cement as grouting material. The increased use of cements/microcements compared to chemical grouts gave a $ 1.5 million better economical result for these works than anticipated.
6f
Tunnels with in-situ pressed concrete lining (1985) Marennyi, Ya., I. Keyw.: Concrete for lining, experience of tunnel construction; report: progress in the eighties.
State-of-the-art
Tunnel-abdichtungen (1969) Girnau, G.; Forschung + Praxis; U-Verkehr und Unterirdischen Bauen. Keyw.: WasserundurchHissigerKonstruktionsbeton; Betontechnologische Einfliisse; Einflu{3yon Betonzusatzmitteln; Injektionen. Rock grouting and diaphragm wall construction (1989) Verfel, J. Keyw.: Grouting methods in loose soils; grouted medium; grouting mixes; equipment for grouting boreholes; grouting operations; grouting operation checks; grouting in tunnel construction; consolidation of loose soils to facilitate the excacavation of tunnels; grouting at the back of the lining; sealing the joints in the lining of underground tunnels; filling the space between armouring and concrete; diaphragm walls; concreting diaphragm walls; joints between the individual wall section; finishing a diaphragm wall; concrete mix; practical examples. Grouting in engineering practice (1981) Bowen, R. Keyw.: Aspects of grouting, cement and clay as grouting materials; chemical grouting; specifications for grouting. Chemical grouting Karol, R.H. (1983). Keyw.: Grouting in tunnels and shafts; European practice; recent developments in tunnel grouting practice; shaft grouting. Ground Stabilisation: deep compaction and grouting (1984) Greenwood, D.A. Keyw.: Deep compaction; grouting for stabilisation of soils and rocks. Moderne funderingstechnieken (1981) Weele, A.F. van; Waltman - Delft. Trefw.: Grondinjecties; chemical grouts (met 13 literatuurverwijzingen
1954-1980).
Cement 95111 Metrostation Wilhelminaplein Rotterdam. In de grond vervaardigde jetgroutschermen (cement-groutkolommen;). Very High Pressure (VHP) grouting systeem. Problemen met waterdichtheid door onbekende oorzaak 95/5
Nieuwe funderingstechniekte ter overweging (cementinjectie; jet-grouting)
94/3
Spoortunnelverdubbeling op Schiphol (groutankers)
62
93/12
Willemspoortunnel Rotterdam; station Blaak - waterdicht scherm door middel van de jet-groutmethode (verticale, elkaar overlappende, cilinders van grout met grond); diameter 1350 mm; h.o.h. afstand 850 mm (Lv.m. boorafwijking 1 %); - Tubex-grout-injectiepalen; voorgespannen.
92/6
VHP-Grouting voor verdieping van Kelders in Antwerpen
92/1
Grondvernageling, bijzondere toepassing van VHP-Grouting (grondkerende wanden voor bouwputten)
91/12
VHP-Grouting
90/9
FIP-Congres Hamburg (I) Trefw.: Geboorde tunnel Grote Belt Denemarken; dubbele koker 0 7,70 m diameter; ruimte tussen boorgat en tunnelwand ge'injecteerd met grout.
90/7 -8 Verdubbeling spoorinfrastructuur Schiphol Trefw.: Vibro-combinatie trekpalen: cementgrout-vulling voorgespannen betonpalen en de grond.
tussen geprefabriceerde
90/4
Willemspoortunnel Rotterdam (jetgroutwand)
88/6
Geboorde tunnel onder Hartelkanaal Trefw.: Boorbuizen van het type gewapend betonbuis met plaatstalen kern; na beeindigen van de boring is de bentonietmantel gestabiliseerd met cementgrout. Toel.: Als cementgrout werd hier gekozen voor "Dammer" vanwege de volgende eigenschappen: - zeer goede vloei-eigenschappen en daardoor goed verpompbaar over lange afstanden; - geen krimp bij het uitharden; - volledige uitharding onder water; - geboden wordt een alkalisch milieu dat aan de bescherming tegen corrosie bijdraagt.
87/4
Verstraeten bouwt schacht tot 60 m diepte Trefw.: Groutornhulling; onderwaterbeton.
81/1
Enkele overwegingen bij het gebruik van grout, mortel en beton in de funderingstechniek Trefw.: Diepwanden; groutankers; waterkerende schermen.
Tunnels and Tunnelling 95/7 Extra improve products - Grouting and shotcrete additives Keyw.: Examination on some of the many and varied types of grouting and shotcrete admixtures available on the market today and the equipment for applying them (SIKA; Rescon; Reader Grout & Equipment; Chemgrout; Tricosal). 63
95/5
Technology Underground '95; 12th Rapid Excavation and Tunnelling Conference and Technology '95 exhibition. Keyw.: New grouting solutions for major and difficult tunnelling projects; Nicholson Construction Co.
S & E-publikatie 13 "Funderingstechniek" Funderen van ondergrondse constructies Trefw.: Pre-metro Antwerpen; tunnel-bekleding van geprefabriceerde betonnen segmenten; ruimte tussen de bekleding en de grond is volgegrout. FIP notes 95/2 Great Belt Link; East tunnel To obtain a service life of 100 years, a multistage protection strategy against incoming chlorides and sulphates is provided in the form of dense concrete for the annular grout filling between the lining and the soil, epoxy coating of the reinforcement cages, and the possibility of providing cathodic protection if needed in the future.
-
Water, vol. 1 Water and its influence on the design, construction, and exploitation of tunnels and underground works Serrano, J.M.; Proceedings of the International Congress on Tunnels and Water, Madrid, 1988. Results of various testsperformed for the purpose of selecting groundwater treating method at the time of tunnelling Kikuchi, T. Keyw.: Chemical grouting test. Abstr.: Narashiodai Tunnel (Japan) is to be dug in the sand layer below the groudwater level immediately under the urban district using NATM (New Austrian Tunnelling -) Method of tunnelling. Chemical grouting method was effective in cutoff ability and increase in strength. Structure and construction technology of a single-shell tunnel lining of precast reinforced concrete elements,sealedagainst groundwater pressure Muller, M. Keyw.: Expanding cement; grout; rapid setting cement mortar. Abstr.: A tunnel lining system has been developed for the Budapest metro construction, applied for the railway tunnel of Belgrade, and also for the Calcutta metro. The lining of hinged elements interacts with the soil and develops mainly normal forces. Stability of the structure being dependent on the interaction with soil, the void behind the wall has to be grouted with rapid setting cement mortar before the wall ring slips out of the shield. For the Budapest metro, groove sealing was made with expanding cement, and recently, with a polymer-admixed rapid
64
Watertightness of the tunnel lining - Experiencesfrom the construction of the Prague underground Gran, J. Keyw.: Grouting; protection against aggressive activity of slow moving underground water (pH; CO2; S04; carbonate hardness); resistance of cements. Abstr.: The system and construction of the tunnel lining as it is used in Prague for station and line tunnels is described in the paper. The structure of the lining is mostly made of reinforced concrete blocks and two stages of grouting. During the tunnelling works immediately after the assembling of the ring, the space between the lining and ground is filled (usually 30-120 mm) with the so-called "filling routing". The mixture of sand (3 mm), cement, bentonit and water is transported into the space through center holes of the segment under pressure of 4-6 atm. Later in the distance of 30-100 m from the face, the so-called "sealing grouting" is made. The mixture of cement, water, and other pulverised additions (bentonit, light ashes) is driven in through new drilled holes in the ground by a pressure of 10 atm.
Multi-circularface shield driving tunnel Matsumoto, Y. Keyw.: Back-fill grouting. Abstr.: In the major cities of Japan, railway tunnels for double-track sections have been frequently used. However, in railway tunnels for double-track sections, there is a great difference between the required tunnel section and section to be excavated. Therefore, the authers have developed a new tunnelling method (Multi-circular face shield driving tunnel). The tunnel construction comprises segments installed with natural ground. The segments are of flat panel type made of reinforced concrete with the wall-thickness of 30 cm and segment-length of 1 m. Stability of lining in the Multi-circular face shield method is greatly governed by the surrounding natural ground. The shape of lining is maintained until the segments are supported by surrounding natural ground by back-fill grouting, and also by a circle retainer against grouting pressure which acts locally. For the back-fill grouting which is important for supporting the segment lining with natural ground while maintaining its shape in conformity with design, a special back-filling material is utilized, which can become a plastic solidified body immediately after filling and can generate a certain strenght several minutes to 30 minutes thereafter. In order to fill this material immediately after the segment lining leaves the tail, two simultaneous back-fill grouting systems are employed. Grouting in the ground (1992) Bell, A.L.; Institution of Civil Engineers, Proceedings of the conference organized by the Institution of Civil Engineers, London, 25-26 November 1992. Keyw.: Consolidation grouting; equipment; quality and control of grouting processes; jet grouting and soil mixing; grouting concepts and materials; tunnelling.
65
C3
Raadpleging
databanken
C3.1 Bibliotheek TU Delft C3.1.1 Compendex EI (Engineering Index) Monthly Modelisation du comportement des mortiers de rembourrage a la filtration Amoura, A.; Cement and Concrete Research, v. 25, n. 5, July 1995, p 933-938. Keyw.: Concretes; grouting; filtration; flow able backfill; pumpability. Abstr.: In this study, the filtration of flow able fills is analyzed and modelized. Sweden's national library goes underground Lindblom, U.; Tunnelling and Underground Space Technology, v. 10, n. 2, April 1995, p 149-154. Keyw.: Underground structures. Abstr.: Appropriate grouting techniques to minimize inflow of groundwater. More choices to solve old problems Jones, M.; Tunnels and Tunnelling, v. 27, n. 3, March 1995. Keyw.: Pressure grouting in close-grained permeable ground; chemical grouts; renovation. Abstr.: Percolating groundwater is the main cause of voids found in sewers as well as in traffic tunnels. In most cases, these voids require a combination of renovation methods depending on the extent of damage and other site conditions. Pressure grouting is a promising method for such application however as the volumes of water become higher and the pressure or the need to fill close-grained permeable ground is greater, the use of specialist chemical grouts or water proofs is more preferred. Construction of extension shield tunnel using ground freezing method Suzuki, S.; Proceedings 7th. Int. Symp. on Ground freezing, 1994. A.A. Balkema, p 289-293. Keyw.: Tunnels; grouting; extension shield tunnel; ground freezing method; chemical grout. Abstr.: This paper describes the construction of the extension tunnel for the major telephone artery using ground freezing method. Under the frozen condition, the shield tunnel segement at the junction was demolished, from where a rectangular widening was excavated upward in order for the caisson structure to be extended to the shield tunnel. After completion of the extension tunnel construction, the ground was forced to thaw and the chemical grout was injected. Admixtures: the UK scene Anon.; Concrete (London), v. 28, n. 3, May-June 1994, p 15-17. Keyw.: Concrete additives; cement additives; tunnels; plasticisers; mortar; testing. Abstr.: Developments in construction methods such as the introduction of the New Austrian Tunnelling Method (NATM) require admixtures in grout.
66
Investigation of grouting effects to improve strength and water-proof of ground in shallow tunnel excavation by NATM Fukushima, S.; Doboku Gakkai Rombun-HokokushulProceedings of the Japan Society of Civil Engineers, n. 505, pt 3-29 December 1994, p 319-327. Keyw.: Grouting; tunnels; sand; waterproofing; shallow tunnels; face stability. Abstr.: Face stability is one of the most important factors to excavate safely a shallow tunnel by the New Australian Tunnelling Method in a sandy ground under water level. The results of an investigation aimed at evaluating the improvement effect of a sandy ground in tunnel improved by chemical grouting are presented here in.
Basic study on characteristics of urethane material for grout forepoling applied for tunnelling Higo, M.; Doboku Gakkai Rombun-Hokokushu/Proceedingsof the Japan Society of Civil Engineers, n. 504, pt 6-25 December 1994, p 117-126. Keyw.: Grouting; tunnelling; materials testing; urethane materials. Experimental study on backfill grouting in box shield tunnelling method Tada, K.; Doboku Gakkai Rombun-Hokokushu/Proceedings of the Japan Society of Civil Engineers, n. 504, pt 6-25 December 1994, p 51-60. Keyw.: Backfill grouting; tunnelling; materials testing. Abstr.: In this study, grouting performance was investigated through tests using a full scale model. Based on the results, simultaneous grouting was carried not during experimental tunnelling to investigate the state of ground deformation and grouting thickness. Observations of ground and structure movements for compensation grouting during tunnel construction at Waterloo station Harris, D.l.; Geotechnique, v. 44, n. 4, December 1994, p 691-713. Keyw.: Tunnels; grouting; underground structures; compensation grouting. Abstr.: Compensation grouting was undertaken in the ground between the tunnels and the overlying structures to limit settlements. This comprised injections of grout during tunelling in response to detailed observations of ground and structure movements. The specified requirements for compensation grouting and a summary of the grouting operations are presented. Inter Milan Wheeler, P.; Ground Engineering 27, 8 October 1994, p 23. Keyw.: Ground treatment for tunnelling; injection of microfine grouts in sand; linings; underground railway. Abstr.: The main point of interest in the project is the ground treatment for tunnelling. Injection of microfine grouts is preparing the ground for the final section. The grout has the dual purpose of reducing permeability of the sand and also consolidating it. Using microfine cements will permit enlargement of the pilot bore to a twin railtrack tunnel.
67
Drive way Wheeler, P.; Ground Engineering 27, 8 October 1994, p 16-17. Keyw.; Tunnelling with high pressure jet grouting; a new tunnelling technique. Abstr.: A new support technique has enabled tunnelling to restart at the Vasto rail tunnel. High pressure grouting is being used to stabilize the aborted tunnel. Reducing the risk factor Greywell, C.; Tunnels and Tunnelling, v. 26, n. 9, September 1994, p 43-46. Keyw.: Tunnels; grouting; ground freezing. Abstr. : The author presents tried and tested methods of consolidating unstable ground. EPB shield tunnelling in mixed face conditons Clough, G.W.; Journal of Geotechnical Engineering, v. 119, n. 10, October 1993, p 1640-1656. Keyw.; Tunnelling; soils; sand; stiff clays; tunnelling machines; silicate grouting; (EPB) shield tunnelling. Abstr.: The earth pressure balance (EPB) shield has proven to be successful for tunnelling in soft ground in homnogeneous soils. On three soft ground tunnelling projects in Wash-ington, D.C., EPB shields were used in mixed ground conditions with a high water table. Microtunneling for pre-support of Marta tunnels Funkhouser, M.R.; Proceedings - Rapid Excavation and Tunnelling Conference 1993. Publ. by Soc. of Mining Engineers of AIME, Littleton, CO, USA, P 963-982. Keyw.: Railroad tunnels; jet grouting. Abstr.: Microtunnelling for presupport, jet grouting for heading stability, and minipiles for support of steel sets were used to mitigate highway settlements and the potential for catastrophic failure.
-
New American tunneling technique NA TT Zurawski, J.F.; Proceedings - Rapid Excavation and Tunnelling Conference 1993. Publ. by Soc. of Mining Engineers of AIME, Littleton, CO, USA, P 477-491. Keyw.: Grouting; continuous bentonite grout application. Abstr.: This paper describes tunnel design and construction utilizing continuous grouting during advancement of tunnel boring machine; grouting. Final tunnel linings on oakwood beach west branch Schneidkraut, P.S.; Proceedings - Rapid Excavation and Tunnelling Conference 1993. Publ. by Soc. of Mining Engineers of AIME, Littleton, CO, USA, P 295-304. Keyw.: Tunnel linings; concrete backfill grout. Abstr.; This paper will dis cuss the Final Tunnel Linings which were placed in 6700 m of a 2.32 m inside diameter precast concrete lined interceptor sewer tunnel. Two methods were employed to install the final tunnel linings. One method involved forming and placing a polypropylene fibre reinforced concrete cunette invert, fol68
lowed by an arch pour. The second method involved the jacking of reinforced concrete pipe into the tunnel followed by a low density cellular concrete backfill grout. Some recent developments in ground treatment for tunnelling Bruce, D.A.; Proceedings - Rapid Excavation and Tunnelling Conference 1993. Publ. by Soc. of Mining Engineers of AIME, Littleton, CO, USA, P 93-108. Keyw.: Permeation grouting; fundamental research improving the penetrability characteristics of cement-based grouts; special additives into stable grouts; major soft ground tunnelling projects in Europe; jet grouting. Abstr.: In permeation grouting, fundamental researches have continued into improving the penetrability characteristics of cement-based grouts. The twin advantages of field regrinding normal grouts to reduce cement particle sizes, and incorporating special additives into stable grouts, are now being systematically exploited in major soft ground tunnelling projects in Europe. The methodologies of jet grouting continue to be developed with special attention being paid to quality assurance/quality control issues, reducing unit production costs, and improving predictive capabilities for subsequent settlements. Protective underground umbrella MacKenzie, A.; Tunnels and Tunnelling, v. 25, n. 5, May 1993, p 67-70. Keyw.: Tunnels; waterproofing; grouting; shotcreting. Abstr.: Water complicates construction and inadequately waterproofed linings can severely effect the long term utility of the tunnel. The severity of the problem depends on the volume of water flow, the hydrostatic pressure behind it, and the quality of the water, particularly its acidity and salt content. Effect of tunnelling technology on ground control Eisenstein, Z.; Tunnelling and Underground Space Technology, v. 7, n. 3, July 1992, p 273-279. Keyw.: Relation between the grout pressure and the tail displacements of a Hydroshield Boring Machine; tunnel in sand. Abstr.: The results have direct practical significance for design decisions (slurry pressure, grout pressure, stiffness of liner) associated with this tunnelling technique. Temporary tunnel excavation support by chemical grouting Gularte, F.B.; Geotechnical Special Publication, v. 1, n. 30. Publ. by ASCE, New York, NY, USA. Keyw.: Chemical grout stabilization of granular soils; a fire occurring during tunnel construction provided a unique test of the support provided by chemical grouting. Settlement reduction by soil fracture grouting Pototschnik, MJ.; Geotechnical Special Publication, v. 1, n. 30. Publ. by ASCE, New York, NY, USA, P 398-409. Keyw.: A new and refined soil fracture grouting method; New Austrian Tunnelling Method.
69
Soilcrete cut-off wall for undercrossing a busy rail line Steiner; Geotechnical Special Publication, v. 1, n. 30. Publ. by ASCE, New York, NY, USA, P 384-397. Keyw.: Air-assisted jet-grouting. Proceedings of the 1992 ASCE Specialty Conference on Grouting, Soil Improvement and Geosynthetics Geotechnical Special Publication, v. 2, n. 30, 1992. Publ. by ASCE, New York, NY, USA, P 739-1453. Keyw.; Compaction grouting in clay soils; grouting practice; ground treatment for tunnels; cement grouting; chemical grouting; the effects of fillers and admixtures on grout performance; microfine cement grouts. Recommendations on grouting for underground works Anon.; Tunnelling and Underground Space Technology, v. 6, n. 4, 1991. Keyw.: Tunnels; grouting; composition; injected grout; in situ test. Abstr.; Recommendations of the French tunnelling association regarding grouting works for underground structures. Chapters on grouts and their properties as a function of dosage, their areas of application and durability, and control techniques. The recommendations should permit an adequate application of grouting techniques and contribute to finding solutions for the delicate problem of ground stability, notably when proceeding with excavations or underground workings, which generally take place below water table levels. Chemical grouting to control ground losses and settlements on Los Angeles metro rail contract A146 Robison, MJ.; Proceedings - Rapid Excavation and Tunneling Conference. Publ. by Soc. of Mining Engineers of AIME, Littleton, CO, USA, P 179-195. Keyw.: Chemical grouting. Abstr.: The paper describes the execution of the chemical grouting program and presents an analysis of the results and performance of the program. Deep tunnelling through bad ground Gee, R.; Railway Gazette International, v. 146, n. 10, October 1990, p 749-752. Keyw.: Cementitious and polymer grouts. Determining if in-place grout meets specifications Snell, L.M.; Concrete International: Design and Construction, v. 13, n. 1, January 1991, p 29-31. Abstr.: Procedures to determine whether the compression strength of in-place grout meets specifications are not available in the literature. Investigators are thus forced to improvise by using techniques from non-destructive testing, concrete technology, and statistics. This paper presents a procedure for locating the areas to bo tested, removal of samples for testing, and a method of determining if the in-place grout meets specification procedures.
70
C3.1.2 ICONDA 1976-7/95 (The CIB International Construction Database) Koncept en uitvoering van Antwerps linkeroeverprojekt Wittemans, A.; Het Ingenieursblad, no. 11, 1987. Keyw.: Grouting; hydroshield. Chancen und Grenzen moderner Technik Studiengesellschaft fUr unterirdische Verkehrsanlagen (Tagung), 1987. Keyw.: Grouting. Grouts and Grouting Smith, R.; Civil Engineering (London), March 1987. Keyw.: Grouting; grouting-method; grouting-work; grouting-equipment. Jet grouting horizontal dans la construction de tunnels Meyer, B.; Buletin du Ciment, v. 55, no. 22, 1987. Keyw.: Jet-grouting; tunnel-driving.
Texte provisoire des recommandations relatives aux travaux d'injection pour les ouvrages souterrains Tunnel ouvrages souterrain, no. 81, 1987. Keyw.: Grouting; injection; watertightness. Construction de tunnels et ouvrages souterrains en milieu urbain dans des sold granulaires sans cohesion et aquifers. Etanchement et consolidation prealables par injection. Haffen, M; Travaux, no. 487, 1975. Keyw.: Grouting. Influence of bentonite cement on the pumpability of compaction grouts Borden, R.; American Concrete Institute, SP-83, 1984. Keyw.: Grouting mortar; fly-ash; admixture; viscosity; workability. Abstr.: Predicting production pumping rates is an important part of estimating the required time and rsultant cost of completing a particular grouting project. In this experimental study, the influence of the admixture bentonite, in amounts up to 15 percent of the pozzolan content, on the flow rate versus pumping pressure relationship, was investigated in field tests using production scale equipment. Low slump copactive tail shield grouting in soft ground, shield driven tunnels Ruggiero, J.G.; American Concrete Institute, SP-83, 1984. Abstr.: Tail void filling of soft ground shield driven tunnels has historically been conducted through the use of pea gravel and neat cement grout. This method has normally resulted in some settlement, infiltration of grout into utilities and divided the heading grouting should be conducted. A soft ground shield driven compressed air tunnel, a contract modification was made to use a low slump, low shrink grout mixture of cement, limeflour, betonite and admixtures in lieu of pea gravel and neat cement grout. Placement was made at two to five times overburden pressures in close proximity to subsurface utilities and into tail of the shield. Settlement moni-
71
toring indicated negligible settlement along the tunnel route. This paper describes the use and advantages of this method. The use of condensed silica fume in grouts Aitcin, P.C.; American Concrete Institute, SP-83, 1984. Keyw.: Grouting mortar; Portland cement; silica-concrete; viscosity; porosity; shrinkage. Abstr.: The hardened grout is stronger and less porous when it contains condensed silica fume because the lime liberated during the hydration of Portland cement reacts with the very fine silica particles to form a compact secondary CSH. By this way the possibility of leaching out of the lime is practically suppressed and the resistance of the grout to chemical attack should be improved. Cementitious grouts, an update Shaw, J.D.N.; Civil Engineering (London), October 1985. Keyw.: Grouting mortar; soil injection. Innovative cement grouting Welsh, J.P.; American Concrete Institute, SP-83, 1984. Abstr.: This publication includes a selection of the papers presented at the two-part technical session "Innovative Materials and Techniques in Cement Grouting", 1983 in Kansas City. While cement grouting has been used in construction projects for more than 100 years, only recently have industry, government, and academia recognized the need for cooperative research in this area. The academic papers discuss potential new uses of existing materials, current research into a new non-destructive testing method, and properties of cement grouts. grouting - Part 1, 2 and 3 Littlejohn, G.S.; Ground Engineering, v. 18, no's 2, 3 and 4, 1985. Abstr.: Discussions on setting time, stability, strength/creep of grouted formation. Permanence, health and safety aspects. Description of methods of chemical grouting and its applications in tunnels.
Chemical
Recent applications of grouting Merrifield, C.M.; Ground Engineering, v. 17, no. 5, 1984. Abstr.: Reports on an informal discussion organised by the British Geotechnical Society. Describes three projects requiring innovative grouting techniques. Illustrates the variety of grout applications in civil engineering. Auffahren eines Tunnels unter Druckluft im Schutz einer chemischen Injektion. bahn Duisburg, Baulos 6/7 Hochtief-Nachrichten, v. 57, no. 4, 1984. Keyw.: Grouting; underground railway tunnel; soil hardening; chemicals. Monitoring of Pumping Tests and Grouting Operations Muller, R.E.; Rock mechanics and rock engineering. Keyw.: Grouting; underground construction in rock; pumping test. 72
Stadt-
Ondergronds bouwen bij de Maascentrale in Buggenum. Specialisme van de uitvoering Liempt, J. van; Cement, v. 36, no. 5, 1984. Keyw.: Soil-injection; grout; grouting method. Modern grouts and their uses Dodd, M.; Tunnels and Tunneling, v. 14, no. 10, 1982. Keyw.: Grouting mortar; cement mortar; tunnel construction. Meteor lot 14 Brignieu, J.; Tunnels et ouvrages souterrains, no. 125, 1994. Keyw.: Grouting; injection; watertightness. Stationen unter Bebauung Beschorner, K.; Felsbau, v. 13, no. 2, 1995. Keyw.: Tunnel; underground railway station; cement grouting; groundwater.
-
Injektionen in den Baugrund Anforderungen und Priifungen aus Wasserhygienischer Sicht. Schoessner, H.; Wasser und Boden, v. 46, no. 5, 1994. Abstr.: The necessity to analyse grouting material applied for soil consolidation is explained. A test method is introduced, which employs a sand filter column to evaluate the influence of grouting material upon ground- and surface-water. Unterwasserbeton als Problem lOser Hoch und Tiefbau, v. 46, no. 6, 1993. Keyw.: Cement grouting; underwater-concrete. VorUiufiges Merkblatt fUr EinpretJarbeiten Die Bautechnik
- Ausgabe
mit Feinsbindemitteln
in Lockergestein
A, v. 70, no. 9, 1993.
Abstr.: Preliminary instructional leaflet for grouting works with microfine hydraulic binders in soil and ground. Verbesserung der Injizierbarkeit und der chemischen Widerstandsfahigkeit yon Feinstzement-Suspensionen Tax, M.; Felsbau, v. 11, no. 2, 1993. Abstr.: This article presents the results of long-term studies on the resistance of high-solids-content superfine cement suspensions to massive chemical attack. U-Bahntunnel im Grundwasser. Verankerung mit Tiibbing-Hinterfiillanlagen Beton, v. 43, no. 11, 1993. Keyw.: Grouting; underground railway tunnel; tunnel shield driving.
-
Hochdruckinjektion, Vereisung, Druckluft Besonderheiten beim Bau der U-Bahnlose 3.4 H und 3.5 H in Diisseldorf. Uhlendorf, W.; Tunnelbau - Neue Chancen aus Europaeischen Impulsen, 1991. Keyw.: Grouting; underground railway tunnel.
73
HDI, Druckluft und Vereisung. Besonderheiten beim V-Bahn-Bau Diisseldorf Uhlendorf, W.; Beton, v. 42, no. 2, 1992. Keyw.; Tunnel; underground railway tunnel; grouting; soil freezing; diaphragm wall; concrete technology; concrete composition. Abstr.: The special features of the underground railway construction project in Dusseldorf are the building processes for the tunnel passages which often pass below built-up areas. High-pressure grout-injection has been employed, and is described in this report. Jetinjekteringsmetoden Holm, G.; Swedish Council for Building Research, 1992. Abstr.: Jet grouting is aplied to strengthen loose and permeable soil or to make it impervous. In Sweden it has been used for reinforcement of tunnels in soil. The publication describes a number of jet grouting projects. Jet grouting is a Japanese method which was introduced in Sweden in 1981. It differs from convential grouting of soil in that the soil, prior to application of grout, is loosened up with a jet of air and water. The publication sets out the principle underlying the method, the information to be provided, the method of design and the construction of jet grouted columns. Anwendung yon Hochdruckinjektionen fUr den Tunnelvortrieb Weissbach, G.; Felsbau, v. 10, no. 2, 1992. Keyw.: Tunnel driving; grouting. Abstr.: The use of horizontal jet grouting for tunnelling in loose ground is shown by two examples: first on the entrance areas of the Oswaldiberg Tunnel near Villach, Carinthea, where jet pilling was used in fine sands and gravel, and second on a 500 m tunnel, part of the Rhein-Sieg underground metro system in Bonn-Bad Godesberg.
Cement grouting Snell, L.M.; Construction Specifier, p 138, 1990. Abstr.: Construction and Design of Cement grouting (book). Cementitious grouts and grouting Concrete Technology Today, p 4, 1990. Abstr.: Cementitious Grouts and Grouting; publ. by Portland Cement Association provides ingredients, properties, proportions tests, etc. Geotechnical Cement Grouting: The 19808 and the future Graf, E.D.; Concrete International, 1990. Abstr.: Jet and compaction grouting, deep soil mixing, recording equipment, colloidal mixures, new additives, ultrafine cement, and lime; fly ash.
74
Tunnel construction through the cross area of the two largest tectonic lineaments in Japan Yamamoto, K.; Proceedings 1st Latin American Congress on Underground Construction in Heterogeneous Soils, Venezuela, Caracas, June 1984, no. 1, 1984. Keyw.: Grouting. Several cases of large-size slurry shield tunnelling in heterogeneous soils Watanabe, T.; Proceedings 1st Latin American Congress on Underground Construction in Heterogeneous Soils, Venezuela, Caracas, June 1984, no. 1, 1984. Keyw.: Grouting; tunnel-driving; hydro-screen; range of application. Injektion mit Feinstbindemitteln. Erfahrungen und Einsatzbeispiele. Huth, R.I.; Beton, v. 40, no. 9, 1990. Abstr.: Super-fine bonding agents are very finely ground cements which are increasingly used for rebuilding foundations and all types of sealing operations. Using empirical findings and examples of applications, the author explains the injection of super-fine bonding agents and special aspects which have to be taken into account. This method is, in particular, a replacement for chemical injections in sandy grounds. Erkenntnisse aus ersten Anwendungen des Jetting-Verfahrens im Tunnelbau. Fechtig, R.; Tietbau, Ingenieurbau, Strassenbau, v. 30, no. 7, 1988. Keyw.: Tunnel driving; soil hardening; cement grouting. Abstr.: In-situ soils (loose soils) are consolidated by injection of cement grout or cementlbentonite suspension with the jetting or jet-grouting method. The injection material is pressed out with high pressure, 300-600 bar, in fine jet from the nozzles of a rotating injection linkage. Peak pressures of up to 800 bar can occur. The surrounding material is - so to say - cut, it mixes with the injection material and forms a stiff, cylindrical injection body after the setting of the cement. Jetting bodies cannot be built up with pressures of below 300 bar. Injektionen als Hilfsmapnahme zum Auffahren eines Tunnels unter Druckluft mit der NOET in rolligem Baugrund Engelhardt, K.; Vortrage der Baugrundtagung 1982 in Braunschweig. Keyw.: Tunnel shield driving; cement-grouting. Soil improvement with cement-injection in partly cohesive soils Rizkallah, V.; Proceedings 2nd Austral. Conf. on Engineering Materials, Sydney, 1981. Keyw.: Cement-grouting; cohesive soil. Injektionsmischungen mit Zement Littlejohn, S.; Geomechanik Kolloquium, Austria, Salzburg 1985, no. 34, Felsbau v. 4, no. 4, 1986. Keyw.: Cement grouting; flow behaviour; hardening; viscosity. Abstr.: Hydraulic behaviour, excess-water, filtration, setting and hardening as well as change in volume and temperature are presented. All in respect of appropriate 75
application. Besides technical and economical aspects cement based grouts derive increased attention due to the environmental doubts regarding the use of chemical grouts. The durability of cement grouts Osende, J.; Trans. 15th International Congres on Large Dams, Vol. 3, no. 15, June 1985. Keyw.: Cement-grouting; soil-improvement. Quality concrete for Carsington Dam tunnel lining Barfoot, J.; Concrete (London), v. 17, no. 3, 1983. Keyw.: Cement-grouting; tunnel shield driving. New tunnelling techniques spotlighted at Tokyo conference International Construction, v. 17, no. 8, 1978. Keyw.: Cement-grouting; soil-improvement; underground railway. Injections "ecologiques" sous controle informatique Montagnon, M.; Chantiers de France, no. 267, 1994. Keyw.: Grouting; underground railway station; leakproofness; injected grout. C3 .1. 3 Pascal (Centre Nationale de la Recherche Scientifique) Rheological behaviour of grouts based on microfine cements intended for injection works Benhamou, 0.; Ecole nationale superieure des mines de Paris, 1994. Keyw.: Injected grout; hydraulic binder; rheology; viscoplasticity; stability; superplasticiser; chemical composition; ultrafine particle. Recommendations on grouting for underground works Association Francaise des Travaux en souterrain, France. Tunnelling and Underground space technology, vol. 6, no. 4, 1991. Keyw.: Europe; tunnels; grouting; soil stability; injected grout; check; recording; in situ test; recommendation.
76
BULAGE D ONDERW
Dl
A TERBETON
Inventarisatie projecten eigen bureau
524 en Onderwaterbetonvloervoor eengemaal 600 Trefw.: Seheurvorming (krimp; hydratatiewarmte); seheurwijdte maximaal 3 a 4 mm; vloerdikte 2 m; vloer gestort met het zogenoemde "hydroventiel "; temperatuurmetingen; hoogtemetingen. Betonsamenstelling: -
hoogoveneement klasse A 400 690 zand 1100 grind 152 water
kg/m3 kg/m3 kg/m3 11m3
Er werd geen plastifieeerder gebruikt. De zetmaat bedroeg 10 em. Bij de opbouw van het stort was een grotere zetmaat nodig om de damwandkassen goed gevuld te krijgen. Gemiddelde cilinderdruksterkte 40 N/mm2. Gemiddelde buigtreksterkte 3,7 N/mm2. Concl.: Cementgehalte verminderen tot 350 a 375 kg/m3. Toepassen van een plasti-
fieeerder. 1209
Een schadegeval met een spoortunnel Betr.: Lekkage in een onderwaterbetonvloer ten gevolge van een uitvoeringsfout. Bij
het storten is een wel en een "spuiter" ontstaan, waardoor 80 a 90 m3 zand onder de vloer is weggespoeld. 1596
Een verkeerstunnel Betr.: Bevestiging en detaillering van stalen trekpalen aan een vloer van onderwaterbeton; buigtrekspanningen in de vloer ten gevolge van krimp; hydratatiewarmte en opwaartse waterdruk.
1888
Een schadegeval met een verkeerstunnel Betr.: Seheurvorming in onderwaterbetonvloer
door zettingen; lekkage.
2626
Metrobak Station Lombardijen Betr.: Verbinding onderwaterbetonvloer aan eonstruetief beton; verbinding Vibroeombinatiepalen door middel van ribbels aan onderwaterbetonvloer; zwerfstromen afkomstig van trein, tram en metro.
2722
Een basculekelder voor een brug Betr.: Probleemverkenning als gevolg van uitvoeringsonvolkomenheden van massa onderwaterbeton (gewapend); gelaagdheid als gevolg van potentiele seheurvlakken; verbinding trekelementen door middel van stiftdeuvels en kranseonsole aan het onderwaterbeton.
77
2738
Een diepe keldervloer voor een stationsgebouw Betr.: Onderwaterbetonvloer-tussenvloer met drainsconstructievloer; vochtplekken op willekeurige plaatsen in de constructievloer op de onderwaterbetonvloer; lekkage; groot aantal wijde scheuren (5 mm) in onderwaterbetonvloer; injectie met cementgrout; vloer in 2 lagen gestort. Betontechnologische maatregelen om scheurvorming als gevolg van krimpbelemmering en hydratatiewarmte te beperken:
- hoogovencement
klasse A (geringe hydratatiewarmte) 280 kg/m3;
- vliegas 50 kg/m3; - water-bindmiddelfactor 0,55; - hulpstoffen: vertrager (3 tot 6 u); plastificeerder K3T 0,3 a 0,4 %; later OFT 2 0,6 %; - fijne delen « 250 /Lm) 130 f 1m3; - sterkteklasse B 25 en milieuklasse 2; - consistentiegebied 2 (zetmaat 50 t/m 90 blank); met superplastificeerder consistentiegebied 3 of 4.
naar
Conc/.: Een onderwaterbetonvloer, waarop later een constructievloer wordt gestort, moet eerst volledig waterdicht zijn alvorens met het storten van de constructievloer te beginnen. 2794
Keldervloeren van een utiliteitsgebouw Prohl.: De constructieve keldervloeren zijn gestort op een onderwaterbetonvloer en verankerd aan trekpalen, die in beide vloeren zijn opgenomen. Bij krimp van de constructiebetonvloer zijn deze onderhevig aan belemmering vanuit de onderwaterbetonvloer, waardoor doorgaande scheurvorming is opgetreden. De hoeveelheid wapening in de constructievloer is zodanig dat wordt geanticipeerd op een niet-volledig ontwikkeld scheurenpatroon. In principe worden hiermee wijde krimpscheuren geaccepteerd die door injectie achteraf moeten worden verdicht. Dit als alternatief voor het toepassen van meer wapening, waardoor een fijn verdeeld scheurenpatroon met "waterdichte" scheuren zou zijn ontstaan. Commentaar Mebin: Voor grote vloeren is het doorgaans lonend te "investeren" in hulpapparaturen die het mogelijk maken met een betrekkelijk normale betonspecie te werken. Een bekend voorbeeld biervan is de zogenoemde "Hop-dobber". Tijdens het storten komt bij deze uitvoeringsmethode de betonspecie niet in aanraking met water. Pas rui het afwerken van de betonspecie is er direct contact tussen betonspecie-oppervlak en water. In het algemeen vragen deze stortmethoden een betonspecie met goede samenhang (mengselopbouw/speciestabiliteit) en een verwerkbaarheid die overeenkomt met consistentiegebied 4. De opbouw van deze betonsamenstelling vereist bijzondere aandacht. Het aandeel "fijn" dient doorgaans hoger dan gebruikelijk te zijn en de opbouw van het toeslagmaterialenmengsel continuo Het is gebruikelijk in deze betonspecies plastificerende, dan wel superplastificerende hulpstoffen toe te passen. Omdat deze toepassingen vaak zeer dikke vloeren met een groot volume (tot enkele duizenden m3) betreffen, is het handhaven van een "vers" stortfront soms een probleem. Het kan dan nodig zijn het begin van de binding te vertragen. In deze vloeren kunnen zich problemen voordoen met de aansluiting op damwand-inkassingen en eventuele paalkoppen. Naast onvoldoende zorg voor vuil en slib in de bouwput, kan de stabiliteit van de betonspecie eveneens een rol spelen. Ook bij de aanvang van het stort, en bij incidenteel optredende calarniteiten, komt de betonspecie in direct contact met water. De specie is bier niet op ontworpen en kan ontmengen. Hierdoor kunnen plaatselijk slechte plekken ontstaan. Door de vaak forse dikte van deze
78
vloeren kunnen ze gevoelig zijn voor scheurvorming als gevolg van temperatuurgradienten. De toepassing van betonspecie met lage warmte-ontwikkeling is hier vaak gewenst.
D2
Literatuurstudie
Evaluation of admixtures for use in concrete to be placed underwater O'Tynes, W. Keyw.: Placing concrete underwater by the use of a tremie; materials; mixtures; equipment; testing procedures; results and discussion. Cement 95/12 Optimalisering van de ribbelpaal. Verbinding tussen ribbelpaal en onderwaterbetonvloer 95/7-8 Erasmusbrug Rotterdam 95/4
Eemscentrale (onderwaterbetonvloer)
95/3
Diepe meerlaagse kelderconstructies (KIvI-rapport) De Eemscentrale (gewapende onderwaterbetonvloer met trekpalen; onderwaterbeton met stalen trekpalen tot in het later aan te brengen constructiebeton).
94/3
Spoortunnelverdubbeling op Schiphol (onderwaterbeton)
94/1
Tweede Schipholtunnel (onderwaterbetonvloer gewapend/ongewapend; zwerfstromen)
93/9
Onderwaterbetonvloer verankerd met groutankers (boorgaten voor ankers; putvervorming; waterbezwaar tijdens de bouw)
93/4
Onderwaterbeton in hartje Den Haag (gedeeltelijk gewapend; verankerd aan de damwand; toleranties; onderwaterbetonvloer en damwanden definitief als keldervloer en -wanden)
92/5
Stationsgebouw-West Schiphol (gewapend; verankerd aan trekpalen)
92/1
Spoortunnel Rotterdam (ongewapende verankerde betonvloer; toleranties; waterkerend, niet-waterdicht; Vibro-combinatie trekpalen; koeling waterkerende buitenwanden
explosiedruk;
90/10 Ringweg om Amsterdam voltooid Trefw.: Zeeburgertunnel; onderwaterbeton; problemen met waterdichtheid ter plaatse van de aansluiting aan de stalen damwanden; watervoerende gaten bij de injectiepalen; insluitingen van licht bodemmateriaal (slibinsluitingen) in het onderwaterbeton rond de stalen injectiepalen; aanbrengen van een constructieve vloer van gewapend onderwaterbeton op de bestaande vloer. Toel.: Op een bouwterrein zijn de wapeningskorven voor de constructieve vloer geprefabriceerd. Na transport en afzinken is met behulp van de Hop-dobber beton79
specie gestort. Daaraan was een colloId ale hulpstof toegevoegd om uitspoelen te voorkomen. 9017-8 VN-Rydromix voor onderwaterbeton. Samenhangend en verpompbaar. Van Neerbos-PCI Verdubbeling spoorinfrastructuur Schiphol. Trefw.: Bouwmethode tunnel met behulp van damwanden, onderwaterbeton en Vibro-combinatie trekpalen. 8917-8 Colloldaal beton als waterafsluitende laag @ dikte 400 mm; tunnel; Trefw.: Colloldaal onderwaterbeton; Mebin Rydrocrete onderzoek naar waterdichtheid. Toel.: Op een aantal punten bleek de aansluiting met de damwand niet waterdicht te zijn. Op een aantal plaatsen zijn slibinsluitingen ontstaan. Concl.: Colloldaal beton met de juiste samenstelling is geschikt om onder water een relatief dunne waterafsluitende laag aan te brengen. Ret v10eigedrag van het beton onder water zorgt ervoor dat de diverse plots in elkaar overlopen, waardoor 1ekkage door het beton wordt voorkomen. Ret beton heeft zonder mechanische verdichting een goede homogene structuur. am de aansluitng tegen de damwand goed waterdicht te maken, was, bij de gegeven grondsoort en vloerdikte, het verwijderen van slib noodzakelijk. 87III
Vloer van constructief onderwaterbeton in bouwkuip Zeeburgertunne1 Toel.: Met behulp van de Hop-dobber is circa 2250 m3 constructief gewapend onderwaterbeton gestort. De volgende randvoorwaarden werden aan het betonmengsel gesteld: -
sterkte-eis na 3 weken: B 22,5; er mocht geen ontmenging of uitspoeling plaatsvinden; een zelfverdichtend mengsel; betonspecie met hoge vloeibaarheid in verb and met omhulling van de wapening en de staalconstructie op de injectiepaal;
- vertragingstijd
van circa 10 uur;
- stortcapaciteit 50 m3luur. Ais uitgangspunt is gekozen voor een colloldaal mengsel om uitspoeling of ontmenging tegen te gaan. Mengselsamenstelling:
- cement: -
toeslagmateriaal: korrelopbouw: water-cementfactor: hoeveelheid "fijn": vertragingstijd:
- vloeimaat: 80
170 kg hoogovencement klasse A en 170 kg portlandcement klasse C zand 0-4; grind 4-16; grind 16-32 binnen gebied AB; zeefrest 16 mm in het mengsel 20 % 0,58 + 0,02 minimaal 125 11m3 8-10 uur te bereiken door toevoeging van een vertrager waarbij de dosering afhankelijk is van de specietemperatuur 380 + 50 mm
-
zetmaat: luchtgehalte: colloldale toevoeging: uitspoe1gedrag:
220 + 30 mm maximaal 5 % hydrocrete (1,47 kg/m3) maximaal 7,5 % na 3 achtereenvolgendeuitspoelproeven
87/l 0
Uitvoering Zeeburgertunnel, gecompliceerder dan voorzien Probl.: Vloer van onderwaterbeton bleek bij droogpompen niet waterdicht; 1ekkages bij de aansluiting van het onderwaterbeton op de damwanden; watervoerende gaten bij de injectiepalen; aanhechting tussen onderwaterbetonv10er en de stalen injectiepalen kwam in het geding; in het onderwaterbeton bevond zich rond de stalen injectiepalen insluitingen van licht bodemmateriaal. Opi.: Op de niet -constructieve vloer werd een gewapende betonvloer (constructieve onderwaterbetonvloer) gestort; lekkages door injectie gedicht; ter plaatse van de aansluiting damwand-onderwaterbeton werden aanvullende voorzieningen tegen lekkage getroffen.
87/8
Uitvoering kelder onder nieuwe pier op Schiphol Trefw.: Onderwaterbeton dik 1,50 m, ongewapend; trekpalen. Toei.: Het onderwaterbeton is gestort vanaf werkpontons, met behulp van de Hopdobbermethode. Per stort zijn 2 Hop-dobbers ingezet, die elk vanaf een zijde van de bouwput met betonpompen werden gevoed. Na het droogzetten van een compartiment is op het onderwaterbeton een 0,25 m dikke drainlaag aangebracht, ten einde eventueel lekwater door de bouwputomgrenzing af te kunnen voeren en de constructieve keldervloer "in den droge" te kunnen storten.
84/9
Ontwerp en uitvoering van het verdiepte aangelegde gedeelte in de A27 Toei.: Activiteiten voor het storten van het onderwaterbeton: - het peilen van de bodem om te kunnen constateren of zich onregelmatigheden voordoen; - het vaststellen van eventueel aanwezig slib (d.m.v. duikers). Tijdens het peilen werd geconstateerd dat de bodem van de bouwput een zetting had ondergaan van circa 0,40 m in het midden tot circa 0,15 m aan de zijkanten langs de damwand. Deze enigszins holle bodemligging is met het storten van het onderwaterbeton gevolgd. Ook bleek nogal wat slib aanwezig te zijn, een laagdikte van gemiddeld 0,30 m. Deze hoevee1heid was tevee1 om zonder meer aan te vangen met het storten. Het slib is weggezogen met een 6" vuilwaterpomp, voorzien van een door duikers gestuurde zuigslang. Zo'n vak werd als het ware schoongezogen. Ben nogal kostbare zaak. In een later stadium is voor dit doel gebruik gemaakt van een kleine modderzuiger, met zeer goed resultaat. Voor het storten van het onderwaterbeton is gebruik gemaakt van de "Hop-dobber". Het grootste probleem vormde de breedte van de bouwput in verb and met het ter p1aatse inbrengen van de betonspecie. Gekozen is voor een ponton over de volle breedte (54 m) van de bouwput, verhaalbaar in lengterichting. Op de ponton zorgde een ste1sel van verro1bare betonpersleidingen in samenhang met een betonpomp met giek voor het voeden van de Hop-dobber. De maximale capaciteit bedroeg circa 60 m3/uur. Gestort is met een betonmengsel met zetmaat 18, 320 kg cement/m3 en een vertrager met een vertragende werking van
81
ongeveer 6 uur. Er is een ontmenging geconstateerd, terwijl de drukproeven op de geboorde cilinders voldeden aan de gevraagde B 22,5 kwaliteit. 83/12
Storten van onderwaterbeton met de Hop-dobber Prob!.: Betonkwaliteit; vloeibaarheid; uitspoeling; insluitingen van water of slib; maatbeheersing. Trefw.: Metrostation Dijkzicht, Rotterdam; aanbrengen van een grindlaag ter voorkoming van problemen met grote hoeveelheden slib. Toel.: De vloer is gefundeerd op palen en voorzien van een onderwapeningsnet; de later gestorte constructievloer bevat de bovenwapening. Betonsamenstelling:
-
cement: water-cementfactor: zetmaat: tras: vertrager:
hoogovencement klasse A 325 kg/m3 0,55 140 mm 25 kg/m3 werkzame tijd 24 uur
Aan de hand van proefcilinders werden druksterkten gemeten van gemiddeld 45 N/mm2, bij een ouderdom van 66 dagen. Trefw.: Metrostation Delfshaven; proefneming in de kleine Hartelsluis; constructieve onderwaterbetonvloer met onder- en bovenwapeningsnet; beton B 22,5; maatregelen moesten worden genomen om slibafzetting op horizontale vlakken en staven te voorkomen. Trefw.: Praktijkervaringen bij de Koopvaardersschutsluis, Den Helder. Betonsamenstelling:
hoogovencementklasse A 325 kg/m3 160 mm; toegestane afwijking -20 mm, + 30 mm - hoeveelheid fijn materiaal < 0,25 mm: 140 elm3 2 e1m3 - plastificerende vertrager (Cretolent):
- cement: - zetmaat:
Vit de ervaringen in Den Helder is de regelmatige aanvoer van betonspecie en het constant houden van de zetmaat van groot belang gebleken voor het bereiken van een zo vlak mogelijk stortoppervlak. 83/6
82
Onder water storten van vloeibeton Aanleg van de funderingsplaat voor het San Marco droogdok in Trieste met onderwatervloeibeton. Trefw.: 4 m dikke vloer onder water gestort; na droogmalen is daarop de toplaag van 1 m gewapend beton gestort; contractormethode. Toel.: Het onder water storten van beton stelt hoge eisen aan de vakbekwaamheid van het uitvoerend personeel. Vooral het duikerwerk (inspecteren voor en tijdens het storten) moest nauwkeurig worden afgestemd op de betonwerkzaamheden: mengen, transporteren en verpompen.
Mengse1samenstelling: -
-
portlandcement: water: zand: toeslagmaterialen:
400 kg/m3 190 £/m3 180 kg 1m3
gebroken steenslag 990 kg/m3 grind 3-16 mm 630 kg/m3 Rheobuild 561 6 £1m3 superplastificeerder: 0,47 water-cementfactor: 260 mm zetmaat: Gemiddelde druksterkte controlekubussen: 42 N/mm2
82/6
Constructief onderwaterbeton Samenvatting studiemiddag 10 december 1981. Trefw.: Praktijkervaringen Rijkswaterstaat directie Sluizen en Stuwen; aanbevelingen met betrekking tot de prefab wapeningskorven en de ondersteuning daarvan; achtergebleven slib met klokpompen verwijderen; schoonmaken damwandkassen met schraapmechaniek of spuitlans; duikercontrole op eventuele achtergebleven veenbonken of slib; dilatatievoegen; colloidaal beton. Prob!.: Hoe de wapening aan te brengen en deze tijdens het storten op zijn plaats te houden; tijdens het storten wordt het aanwezige slib "vooruitgedreven". Wordt daardoor de wapening vervuild en wat zijn de eventuele gevolgen voor de aanhechting; kan scheurvorming in de vloer worden beperkt; wat zijn de toleranties ten aanzien van de dekking op de wapening en wat zijn de toleranties van bodemvlakheid en vloeroppervlak. Als er betonnen palen worden geheid, wordt er goed aan gedaan de ontgraving enige overhoogte te geven in verb and met het opheien van de grond.
81/7
Onderwaterbeton constructief toegepast Trefw.: 1 m dikke spreidingslaag van grof zand op veen/kleipakket; wapeningsnetten voor het onderwaterbeton; storten van onderwaterbeton; lekwater uit de sloten van de afgebrande damwandplanken. Prob!.: Vlakheidstolerantie van het oppervlak.
80/2
Uitvoering Gouwe-aquaduct Trefw.: Storten van onderwaterbeton met behulp van transportband en stortgiek; hydroventiel.
Betoniek 2/17 Onderwaterbeton Trefw.: Stortmethoden; injectiebeton; betonsamenstelling; hulpstoffen; krimp en kruip; druksterkte en homogeniteit; waterdichtheid; vlakheid van het betonoppervlak; conclusies. 6/9
Klaar voor onder water Trefw.: Colloidaal beton; verwerkbaarheid; toepassingen.
cohesie; mechanische eigenschappen;
83
7/22
Collo'idaal beton Trefw.: Plastisch gedrag; mechanische eigenschappen; permeabiliteit; toepassingen/ervaringen; gewapend onderwaterbeton; diepwandtoepassingen; biologische aangroei; economie. Toel.: Het stugge karakter van colloidaal beton heeft voor de uitvoering zowel voorals nadelen. De schuifweerstand langs de wand van een buizenstelsel van een betonpomp is groter dan bij een normale specie. Hierdoor is de afstand waarover dichte collo'idale betonspecie kan worden verpompt minder groot.
9/10
Granulaten in de praktijk Trefw.: Proefprojecten RWS-CUR; beton.
toepassing van menggranulaat
in onderwater-
Tunnels and Tunnelling 94/12 Underwater concrete Keyw.: Rheomac UW450; liquid ready to use admixture developed to resist washout of cement and fines; workability; pump ability; placeability; setting time; slump; bleeding; segregation. P-Bouwkunde en Civiele Techniek 86/5 Moderne paalfunderingen veiliger en efficienter K.F. Brons. Trefw.: Vibro-combinatiepaal (prefab voorgespannen betonpaal + groutomhulling) verbonden aan onderwaterbetonvloer; zwerfstromen; spanningscorrosie. Civiele & bouwkundige techniek 84/11 Onderwaterbeton in de praktijk @ collo'idaal beton; polymeertoevoeging; Trefw.: Hydrocrete waterbeton.
Constructief onder-
S & E-publikatie 13 "Funderingstechniek" Funderen van ondergrondse constructies Trefw.: Diepwanden; onderwaterbeton. Toel.: Als geen waterafsluitende grondlaag op de juiste diepte aanwezig is en ook niet wordt bemalen, wordt meestal onderwaterbeton toegepast. Dit kan een gewichtsvloer zijn, maar bij grotere waterdrukken wordt het toepassen van trekelementen al gauw aantrekkelijk. De onderwaterbetonvloer heeft twee functies: een stempel voor de wanden en een waterkering. Meestal is de vloer ongewapend en worden trekspanningen van zo'n 0,5 N/mm2 toegelaten bij een betonkwaliteit B 22,5. Bij toepassing van trekpalen is er meestal sprake van een vloer die veel draagkracht aan boogwerking ontleend. Vloerdikten van 1 m kunnen heel goed worden gemaakt. In de vloer kan ook wapening worden toegepast. Een definitieve constructie volgens deze methode wordt nog maar zelden gemaakt. Het risico van bouwschade door uit het slot lopen van damwandplanken is bij onderwaterbetontoepassing veel kleiner dan bij gebruikmaking van waterafsluitende lagen op grotere diepte, daar het waterkerende deel van de damwand boven het onderwaterbeton uitsteekt en vooraf te controleren is. 84
CVR-rapporten/aanbevelingen Aanbeveling 18 (1990) Colloldaal beton Trefw.: Toegepast ongewapend en gewapend onderwaterbeton. Rapport 56 (1972)
Onderwaterbeton (met uitgebreide literatuuropgave) Trefw. : Betonsamenstelling; eigenschappen; historisch overzicht; hulpstoffen; kosten; kwaliteitsaspecten; laagvorming; praktijkwaarnemingen; stortmethoden; stromingsbeeld.
Rapport 102 (1981)
Gewapend onderwaterbeton (met uitgebreide literatuuropgave) Trefw.: Aanbevelingen ontwerp/uitvoering; aanhechtlengte; betondekking; betonsamenstelling; dilatatievoegen; eigenschappen onderwaterbeton; geprefabriceerde wapeningskorven; homogeniteit; hulpstoffen; kosten(vergelijking); kwaliteitsaspecten; literatuurstudie; praktijkwaarnemingen; stortmethoden; temperatuureffecten; uitvoeringsaspecten.
Heron vol. 19 (1973)
Trefw.: Composition of the concrete; consistency; cement; admixtures; properties of underwater concrete.
Rapport Rijkswaterstaat. CTR-nr. 2145 a; Dokumentnr. Onderwaterbetonvloer project BMK. Gewapend onderwaterbeton. Huis in 't veld, M.
Afstudeerrapport
aggregate;
D-07-0014; 1992
TV-Delft 1993
Concrete placing techniques and rheology Hutchinson, M.T.; The Concrete Society - Concrete in the Ground. Proceedings of a two-day Conference London 21, 22 May 1984. Abstr.: The requirement for the hardened phase of under water concrete does not differ much from other reinforced concrete structures. The applications of such concrete are cast-in-situ piles, diaphragm walls, under water slabs. It is usual to specify concrete strength between 20 to 30 MPa and sometimes 40 MPa. The present trend is to use high strength concrete which may be obtained by the use of plasticisers. The requirements for the fresh mix are of predominant importance. Its rheological properties must ensure th efull displacement of the original fuid, which is often contaminated by debris from the excavation, and compaction must be effected by gravity forces alone, since it is not normally possible to use vibration methods.
- Water
and its influence on the design, construction, and exploitation of tunnels and underground works Serrano, I.M.; Proceedings of the International Congress on Tunnels and Water, Madrid, 1988. Avoidance of unfavourable influence on ground-water by long extendedtunnels Ulrichs, K.R. Keyw.: Underwater concrete; diaphragm walls. Tunnels
and Water,
vol. 1
85
Abstr.: In the Federal Republic of Germany, bottoms of underwater concrete have been applied successfully in tunnel construction and in case of rising structures with cellars deeply integrated in the ground-water. The support of underwater concrete on respectively in the diaphragm walls is prepared by divers. The connection between underwater concrete and diaphragm wall is achieved by friction or via recesses. Underwater concreting Report of the working party on underwater concreting set up within The Concrete Society. Technical Report TRCS 3. Keyw.: Concrete placed underwater; cement; aggregates; mixing water; admixtures; mix design; testing. Abstr.: High workability is required. High strength concrete is normally not required and the working conditions make it very difficult to provide. Mix design for underwater concret (1994) Staynes, B.W.; Underwater concreting and repair. A. McLeish. Keyw.: Mix design for underwater concreting; properties required of underwater concrete; strength/age requirements; aggregates; cements; anti-washout admixtures; test methods; underwater inspection; durability. Abstr.: Concrete mix design involves the selection and proportioning of available materials to produce concretes which in both the fresh and hardened state meet the requirements of a specified application. Generally these requirements concentrate on the properties of workability /flow, compressive strength and durability. In the case of underwater concreting operations, mix design plays a significant part in the overall efficiency of construction in terms of technological quality and overall economics. The properties needed for underwater concrete are directly related to the method of placement. D3
Raadpleging
databanken
D3.1 Bibliotheek TV Delft D3.1.1 Compendex EI (Engineering Index) Monthly Effects of antiwashout admixtures on fresh concrete properties Khayat, K.H.; ACI Materials Journal, v. 92, n. 2, Machr-April 1995, p 164-171. Keyw.: Underwater concrete. Abstr.: A study aimed at better understanding of the effects of antiwashout admixtures on concrete properties is discussed. The benefits as well as the limitations of employing such admixtures in concrete are emphasized. Fresh propereties of low-, medium and high-strength concrete made with the use of two types of antiwashout admixtures are evaluated to determine fluidity, bleeding, water dilution, segregation, setting time as well as air content. In the wet Gerwick, B.C. jr.; Civil Engineering (New York), v. 65, n. 5, May 1995, p 46-48. Keyw.: Development of high-performance tremie concrete mixes and procedures; placement of concrete underwater.
86
Influence of materials on the action of admixtures in antiwashout underwater concrete Ohtomo, T.; ACI Materials Journal, v. 92, n. 3, May-June 1995, p 315-320. Keyw. : Antiwashout underwater concrete; admixtures; flowability retention; air entraining agents; water reducing agents. Abstr.: The actions of chemical admixtures in antiwashout underwater concrete and the mechanism of flowability retention of the concrete were clarified by investigating the influences of different types of mineral admixtures and fine aggregates on the setting characteristics and flowability retention of concrete and mortar. Based on this investigation, it was shown that flow ability retention and the substantial delay of setting time of antiwashout, underwater concrete resulted from increasing the concentration of air-entraining, water-reducing agent in the liquid phase so that the adsorption of the antiwashout admixture by cement particles holds back the adsorption of air-entraining water-reducing agent. Difference in adsorption of antiwashout admixtures and air-entraining water-reducing agent by materials such as fly ash and fine aggregate are considered to be the cause of the difference in flow ability and setting characteristics with different materials. Study on pouring, confluence and horizontal joints of antiwashout underwater concrete for large scaleplacing Sakamoto, M.; Doboku Gakkai Rombun-Hokokushu/Proceedings of the Japan Society of Civil Engineers, n. 492, pt 6-2 1994, P 67-76. Keyw.: Antiwashout underwater concrete. Abstr.: For expeditious and large construction of antiwashout underwater concrete, it is important to understand the condition of confluence and horizontal joints due to the pouring of concrete. In this study, the effect of material composition and the placing method of long-scale pouring has been examined in addition to implementing large-scale experiments based on the results of the examination. Large and rapid construction of antiwashout underwater concrete can be constructed by using adequate materials mix and placing and treatment of horizontal joints. Experience and current trends in the use of condensed silica fume Durekovic, A.; Gradevinar, v. 46, n. 7, July 1994, p 395-403. Keyw.: Condensed silica fume; underwater concrete. Abstr.: Various uses of the condensed silica fume are presented. In addition condensed silica fume in cement composites of greater durability and in the of high and very high strength. the author also outlines condensed silica concrete for increase temperatures, in underwater concreting, shotcreting, grouting.
to using concrete fume in cement
Effect of polysaccharide gums on fresh concrete properties Ghio, V.A.; ACI Materials Journal, v. 91, n. 6, November-December 1994, p 602-606. Keyw.: Concrete additives; concrete testing; shotcreting; rheology; high range water reducers. Abstr.: Polysaccharide gums are currently being used in concrete for several purposes, mostly in the form of antibleeding agents and antiwashout admixtures for underwater concreting, as well as pumping aids and sag-resitance additives for shot87
crete applications. To provide more information on how additions of polysaccharide gums affect the fresh concrete properties, an experimental program was carried out. Concrete placement with inclined tremie for small underwater repairs Khayat, K.H.; Concrete International: Design and Construction, v. 15, n. 4, April 1993, p 49-56. Keyw.: Underwater concrete. Abstr.: Concrete mixes suitable for underwater repairs have been developed using a variety of materials, in particular anti-washout admixtures. The use of an inlined tremie pipe instead of a vertical one to lower the risk of waterdilution, as well as the use of a foot valve which makes it easier to interrupt the concrete flow when moving the placement device between damaged areas is described. Mass transit concrete developments. Washington Metro Irshad, M.; Concrete International: Design and Construction, v. 15, n. 2, February 1993, p 36-39. Keyw.: Tremie concrete for underwater construction. Applications of underwater concreting with tremie process using boundary layers So, L.C.~ Proceeding\> Second Int. Off\>oore Polar Eng. Conf. Publ. by Int. Soc. of Offshore and Polar Engineers (ISOPE), P.O. Box 1107, Golden, CO, USA, P 93-102. Keyw.: Underwater concrete; admixtures; tremie process; anti-washout admixture. Abstr.: Underwater concreting encounters problems like segregation and water pollution due to the contact between fresh concrete and surrounding water, resulting in decreasing the quality of concrete. This paper suggests a new tremie process using boundary layer matrix added between fresh concrete and surrounding water, for the high quality of concrete. Experimental model tests under different conditions, i.e., various kinds of boundary layers, concrete, and construction methods, were carried out to see the possibility of tremie process application and to find the minimum amount of boundary layer matrix. This process proved to be a feasible process for the improvement of the quality of concrete. Non-segregation underwater concrete composed of ultra high-fineness slag Sato, K.; NKK Technical Review, n. 61, April 1991, p 75-82. Keyw.: Non segregation underwater concrete; ultra high-fineness slag; non segregation agents; pump ability . Abstr.: Trial underwater concretes were prepared by mixing ultra high-fineness slag (mean particle diameter 2 JLm approx. 3 JLm) with ordinary Portland cement. Strength development and segregation resistance properties of the concrete under the coexistence of some kinds of non-segregation agents were studied for laboratory and concreting in site tests. As the results, the non-segregation underwater concrete composed of the ultra high-fineness slag are found to be applicable to the actual use. The concrete's major feature are: 1. a good segregation resistance property which leads to the reduction of the dosages of non-segregation agent; 2. a good pumpability;
88
3. a high self-levellingproperty; 4. good mechanicalproperties. Evaluation of concrete mixtures for underwater pile repairs Khayat, K.H.; Cement, Concrete and Aggregates, v. 13, n. 1, summer 1991, p 32-41. Keyw.: Underwater concrete; testing; density; concrete aggregates; fly-ash; tremie placement; antiwashout admixtures. Abstr.: In this paper, physical and mechanical properties that are deemed necessary to secure high-quality concrete under water were evaluated for numerous mixtures. A testing program indicated that concrete mixture containing antiwashout admixtures and either silica fume or fly ash can secure higher quality repairs, at equal or lower costs, than similar concretes made with high silica fume or high cement contents and no antiwashout admixtures.
D3.1.2 ICONDA 1976-7/95(The cm International Construction Database) Erosionsfester Unterwasserbeton yom Transportbetonwerk Petscharnig, F.; Zement-und-Beton,no. 2, 1991. Keyw.: Underwater concrete; admixture; installation; separation; consistence. Abstr.: Thanks to the development of special blends of concrete additives, any ready-mix concrete plant is now capable of manufacturing concrete with similar properties to colloidal concrete. Fresh concrete containing such additives is erosionresistant and can fall through water freely and in an unprotected state without separating. Zusatzmittel fur Unterwasserbeton. Einflusse und Anwendungen KueWing, G.; Beton, v. 41, no. 8, 1991. Keyw.: Underwater concrete; admixture; consistence; test; separation; concrete additive. Abstr. In addition to traditional installation methods, the article describes primarily the influence of underwater compounds on mortar and concrete as well as their applications in underwater construction. Erosionsfester Unterwasserbeton yom Transportbetonwerk. Neue Moglichkeiten Unterwasser-Zusatzmittel Beton, v. 41, no. 1, p 30. Keyw.: Underwater concrete; admixtures; separation; ready-mix-concrete.
durch
Betonieren unter Wasser. Besondere Bauverfahren fUr den Fahrlachtunnel in Mannheim Zwissler, U.; Beton, v. 40, no. 7, p 279-284. Keyw.: Open-type underwater concrete work. Abstr.: The report deals with the special technical and technological concrete features of this particular project.
89
-
ERMCO 83 Working Sesions W9A, WIOA; Concrete technology British Ready Mixed Concrete Association, 1983. Keyw.: Underwater concrete. Abstr.: A new structural design method for concreting under water which was applied in Belgium is presented. Neuartige Betone fiir den Wasserbau Freese, D.; V. Internationales Me1ment-Symposium, Miinchen, 1979. Keyw.: Underwater concrete; concrete composition; mortar; cement; additive; consistence; strength; economy. Studies on durability of concrete in hydraulic structures Vuorinen, J.; Nordisk-betong, v. 19, no. 2, 1975. Keyw.: Underwater concrete. Underwater concreting using admixtures Annett, M.F.; Concrete (London), v. 21, no. 9, 1987. Keyw.: Underwater concrete; admixture. Abstr.: Outlines a test programme for underwater admixtures. Antiwashout admixtures in underwater concrete Saucier, K.L.; Concrete international - Design and Construction, v. 9, no. 5, 1987. Keyw.: Underwater concrete; antiwashout admixture. Abstr.: Describes a two phase study which evaluated the use of antiwashout admixtures in concrete for underwater repair. Spezial-Unterwasserbeton Baugewerbe (Kaln), v. 58, no. 17, 1978. Keyw.: Underwater concrete; flow medium. Cementitious grouts, an update Shaw, J.D.N.; Civil Engineering (London), October 1985. Keyw.: Grouting-mortar; soil-injection; protection-against-corrosion; concrete.
underwater
-
Bewehrter Unterwasserbeton Erstellung wasserdichter Baugruben Schniedermann, K.H.; Neue Erfahrungen im U-Verkehr und Tunnelbau; Studiengesellschaft fUr Unterirdische Verkehrsanlagen e.V. - STUVA, KOln, 1978. Keyw.: Underwater concrete; watertightness; diaphragm wall. High workability concrete mixes Sliwinski, Z.J.; Civil Engineering (London), February and March 1981. Keyw.: Underwater concrete; mass-concrete; additive; flowing concrete; slump; processibility.
90
Cracking of mass concrete placed under water Holland, T.C.; Concrete International - Design and Construction, v. 5, no. 4, 1983. Keyw.: Underwater concrete; cracking; temperature stress; temperature measurement; laboratory investigation. Underwater concrete Maage, M.; Nordic concrete research - Nordic Concrete Federation, 1984. Keyw.: Underwater concrete; test series; admixture; water permeability; porosity; testing equipment; rheology; anti washout admixtures; properties of fresh and hardened concrete. Abstr.: From a testing of different anti-washout admixtures and ready mixed concretes/mortars with anti-washout admixtures, some interesting mixes are reported in this paper. In the tests, concrete fell freely through water up to 55 em. A traditional good concrete for underwater concreting was cast in the same way. The results indicated that the mixes with anti-washout admixtures were performing much better than the traditional good concrete. The best mixes sustained the free fall through water very well. They leveled out close to a horizontal surface with almost no mud sediment at the top of the concrete. Undervattensgjutning; Laboratoriefooersoek (Underwater concreting; Laboratory tests) Nygrads, J.; Nordisk-betong, no. 3, 1979. Keyw.: Underwater concrete; test method; material testing. Abstr.: Reports on a laboratory investigation into the plasticity of fresh concrete, the quality of hardened underwater concrete, and the bond between concrete and reinforcement, taking into account various methods of placement including vibration.
Unterwasserbeton - Einbauverfahren und Anwendung Tegelaar, R.; Beton-Informationen,v. 25, no. 4, 1985. Keyw.: Underwater concrete; grouting; type of placing. Betontechnologie
und
Anwendungsvefahren.
Readymix
- Beton-Informationstagung
1980 Betonwerk und Fertigteiltechnik, v. 46, no. 6, 1980. Keyw.: Underwater concrete; steel fibre concrete; concrete technology. Remote-controlled Hydrocrete Anderson, J.M.; Concrete (London), v. 17, no. 11, 1983. Keyw.: Underwater tunnel; underwater concrete. Bauausfiihrung Regionaltage 1995 Betonwerk und Fertigteiltechnik, v. 61, no. 5, 1995. Keyw.: Underwater concrete.
Unterwasserbeton als ProblemlOser Hoch und Tietbau (Munchen), v. 46, no. 6, 1993. Keyw.: Underwater concrete; cement-grouting.
91
Automation und Roboter im Unterwasserbau Brux, G.; Tietbau-Berufsgenossenschaft, v. 104, no. 6, 1992. Keyw.: Underwater concrete; concrete composition. Abstr.: The inspection of underwater structures with remote-controlled robot vehicles and the placing of over half a million cubic metres of underwater concrete are described as examples of the use in underwater construction.
Unterwasserbau - Neue Entwicklungen. Antwort auf hohe Anforderungen an Betonierverfahren Kuehling, G.; Aktuelles Bauen, v. 27, no. 6, 1992. Keyw.: Underwater concrete; consistence; requirement.
-
Weisse Wanne im Grundwasser Der Tunnel Allach im Zuge des Miinchner ringes A 99 Jedelhauser, B.; Beton, v. 43, no. 10, 1993. Keyw.: Tunnel; ground water; underwater concrete; watertightness. Abstr.: Detailed description of the project.
Autobahn-
Anti-washout admixtures for special underwater concrete Izumi, T.; Concrete Journal, vol. 28, no. 3, 1990. Keyw.: Admixtures; chemical resistance; tests and testing; underwater concrete; concrete technology. Abstr.: Recent years have seen increasing use of work procedures in which instead of carrying out conventional underwater concreting using ordinary concrete, workers emply a new type of concrete in which resistance to the segregation of materials caused by the washing action of water is imparted to the actual concrete itself. Automation und Roboter im Bauwesen. Internationales Symposium in Stuttgart Beton, v. 42, no. 1, 1992. Keyw.: Underwater concrete. Abstr.: Some special features and innovations relating to underwater concrete were discussed here. Produksjon av hoeyfast betong under vanskelige forhold (production of high strength concrete under difficult conditions) Loeberg, M.; Betongprodukter, v. 23, no. 2, 1991. Keyw.: Underwater concrete. Abstr.: Concrete works in connection with the Helgeland Bridge. Underwater concreting. Automation und Robotereinsatz fiir 500.000 m3 Unterwasserbeton Brux, G.; Betonwerk und Fertigteiltechnik, v. 57, no. 11, 1991. Keyw.: Underwaterconcrete;use of equipment;remotecontrol. Abstr.: Within 12 months, a total of 0.5 million cubic metres of underwater concrete were laid for the foundations of two bridge piers. Due to the large quantities of concrete and the unfavourable workingconcditions for concreting such large areas and
92
quantities in a short period, it was decides to automate the concrete production and processing as far as possible and to use robots in the underwater work. D3.1. 3 RSWB 1987-6/95 (IRB-Stuttgart) Unterwasserbeton erspart Absenkungen Stra{3en und Tiefbau, Jg. 44, NT. 7/8, 1990. Keyw.: Tunnel; underwater concrete. Underwater Tunnel. A Bibliography Informationszentrum RAUM und BAU der Fraunhofer-Gesellschaft IRB Verlag, Stuttgart, 1989. Keyw.: Underwater tunnel; underwater concrete; impermeability; literature-documentation; bibliography. Abstr.: Verschiedene Verfahren offener und gescWossener Bauweise zur Herstellung von Unterwassertunnel, z.B. Hydroschildverfahren, werden vorgestellt. Anhand von Beispielen werden die Probleme von Konstruktion, Material- und Verfahrensauswahl beschrieben. D3.1.4 NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service) Rebound Hammer Smith, A.; Department of the Navy, Washington DC, 19 July 1993. Keyw.: Underwater structures; measuring instruments. Abstr.: A measuring apparatus which detects defects in underwater concrete structures by measuring the compressive strength of the structure. Underwater concrete inspection equipment Smith, A.; Naval Civil Engineering Lab., Port Hueneme, CA, April 91, 1991. Keyw.:
Concrete; underwater equipment; test equipment.
Abstr.: This report describes the development of three specialized instruments for the underwater nondestructive testing of concrete waterfront structures. Each independent instrument provides unique information to help assess the condition of the concrete structure. Repair, Evaluation, Maintenance, and Rehabilitation Research Program. Laboratory Evaluation of Concrete Mixtures and Techniques for Underwater Repairs Neeley, B.D.; Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, November 1990. Keyw.: Underwater construction; concrete; test methods. Abstr.: Concrete mixtures were placed underwater using six placement techniques to: a. examine different b. estimate c. examine
the cohesive and flow parameters of selected concrete mixtures under placement situations; those parameters necessary for successful underwater placement; the quality of bonding of the repair concrete to the existing concrete.
A washout test was used to determine the relative amount of cement paste lost when the concrete is exposed to a large volume of water. The two-point workability test 93
was used to evaluate the relative workability properties of the concrete. The slump, tremie flow, and air content were also measured. Development of Low-Heat Type Non-Dispersible Underwater Concrete Sogo, S.; Obayashi Corp. Technical Research Institue, n. 41, Tokyo, 1990. Keyw.: Underwater construction; concretes; durability. Abstr.: Non-dispersible underwater concrete has good fluidity and excels in segregation resistance so that comparatively uniform structures can be made. However, this type requires more cement than normal concrete and there is high risk of thermal cracks occurring from heat of hydration. Therefore, the author have proposed a "Super Low-heat Type Non-dispersible Underwater Concrete" which is made of a cementitious material containing a large amount of an admixture such as blastfurnace slag or fly-ash, and some amount of limestone powder to increase fluidity and non-segregation. The papers shows that the Low-heat Type Non-dispersible Underwater Concrete excels in reducing thermal cracking through tests concerning properties of fresh concrete, hardened concrete, and heat generation. Special High Grade Underwater Concrete Sakamoto, M.; Taisei Technical Report, n. 20, Taisei Corp., Tokyo, Technical Research Institute, 1987. Keyw.: High strength concretes; underwater foundations; acceptability; separation; pollution; leveling. Abstr.: The authors have engaged in developing special high grade underwater concrete. Special high grade underwater concrete should have the following properties: no segregation when dropped into water; no pollution; self levelling; little deviation in strength of hardened concrete.
94
BULAGE E DIEPW ANDEN
El
Inventarisatie projecten eigen bureau
1215
Een schadegevalmet eenparkeergarage Prob!.: Tijdens de bouw traden horizontale verplaatsingen op als gevolg van onvoldoende inklemmingsdiepte van de diepwand. Na realisering van de garage ontstonden, als gevolg van krimp, lekkages ter plaatse van de naden van aansluitende elementen.
1675
Voorschriften "In de grond gevormde funderingselementen van beton" Trefw.: Ontwerp NEN 6724.
2626
Een spoortunnel met ondergronds station. Trefw.: Diepwanden; minimum wapeningspercentage voor scheurwijdtebeperking waterkerendheidseis.
E2
en
Literatuurstudie N.B.: Het diepwandsysteem in de huidige vorm wordt in Nederland sinds 1970 toegepast.
Structural and cut-off diaphragm walls (1975) Boyes, R.G.H. Keyw.: Structural diaphragm walls, bearing elements and pipes. A review of diaphragm walls Institution of Civil Engineers, London, 1977. Keyw.: Design and control of bentonite/clay suspensions and concrete in diaphragm wall construction; self-compacting type of concrete; workability; placing by pumping; use of superplasticisers; concrete strength; references. Diaphragm walls and anchorages (1974) Keyw.: Concrete specification; reinforcement design and details; joints and panel length; permeability of a diaphragm wall; risk element in diaphragm construction; case studies. Application of bentonite trenches in foundations Godden, H.W.; The Concrete Society - Concrete in the Ground. Proceedings of a two-day Conference London 21, 22 May 1984. Abstr.: The paper outlines the principal factors affecting the construction of in-situ reinforced concrete diaphragm walls. Concrete mix design requirements both in the long and short term, are considered. The concrete has to satisfy, in the long term, the requirements of the finished structure by way of strength, durability and permeability. In the short term the fresh concrete is required to be highly workable so that it can be placed uniformly in the trench under bentonite. Compressive strength 95
is normally specified to be between 20 and 30 N/mm2 and 35 N/mm2 is a recommended upper limit. Resistance to outside chemical attack is generally obtained by the use of sulphate resisting cement and in some cases by cement replacement with PFA and other additives. With cement replacement it is important to be sure of the consistency of the setting time. The mix should produce dense concrete. Permeability of the wall must be considered in two ways, firstly the permeability of the wall panel, and secondly, the permeability of the joint between panels. The second requirement of mix design is workability, and this is of great importance. In diaphragm wall construction there is no way of compacting the whole volume of the concrete by vibratory means and the mix must thus gain maximum density during placing by reason of gravity and its flowable properties. The shape of aggregate will affect workability, rounded aggregate requiring less cement paste than angular shaped aggregate. To obtain the necessary quantity of cement paste for fluidity the maximum cement content of 400 kg/m3 is recommended, and frequently specified. The water/cement ratio is adjusted to give the required workability and strength. The addition of plasticisers can reduce water content and thus increase strength for the same fluidity. The concrete must be of correct workability and it is important that all concrete which is below the limit of workability (normally specified as a minimum of 175 mm slump in the cone test) should be rejected. Similarly, if concrete is not correctly mixed and balling, it should not be used. Construction of Diaphragm walls (1984) Hajnal, I. Keyw. Concreting; concrete and reinforced concrete diaphragm walls; watertight joints; panel joints; water stops; end sections; reinforcement; curved diaphragm walls; spacers; composition of the concrete; precast panels. Slurry walls Paul; Davidson; Cavalli; ASTM STP 1129. Keyw.: History; making diaphragm wall joints watertight; quality control; specifications for concrete. Slurry walls as structural systems 2nd ed. (1994) Xanthakos, P.P. Keyw.: Slurry trench construction; diaphragm walls; concrete walls; concrete technology and design; underground transportation systems; technology, preparation, and control of slurries; specifications. Contents: Wall systems; construction fundamentals; geotechnical considerations; analysis and design considerations; load-bearing panels and foundation elements; concrete technology and design (factors influencing mix design; proportioning concrete mixes; strength considerations of reinforced concrete for diaphragm walls; attainable concrete strength; common vertical construction joints; special construction joins; efficiency of construction joints; watertight joints); design principles of wall-structure systems; underground transportation systems; utility tunnels; underground parking.
96
The effects of concrete mix design on secant piling Neal, D; The Concrete Society - Concrete in the Ground. Proceedings of a two-day Conference London 21, 22 May 1984. Abstr.: The paper discusses the method of forming structural diaphragm walls by the use of secant piling and the effects that the characteristics of the concrete mix in the piles have on production. Particular reference is made to the British Library Project, the problems encountered and their solution. The secant piled wall is formed by a series of interlocking piles which are individually constructed to form a continuous watertight structural element within the ground. This is achieved by boring and concreting piles at centres of less than two pile diameters. In order to ensure sufficient compaction and flow of the concrete as the temporary casing is extracted, a slump of 150 mm is required. The process required a concrete which posed a novel problem to the concrete industry. This was to produce a concrete which had a relatively low rate of gain of strength in the first few days after casting but eventually achieved a satisfactory structural strength and, on many occasions, was required to resist corrosive groundwater attack from sulphates and similar contaminants. A high strength concrete was not required on this contract because due to severe ground loadings every pile had to be reinforced. Specifications for tremied concrete usually call for a cement content of 400 kg/m3. Due to circumstances, concretes have been used with a maximum aggregate size of 40 mm rather than the more conventional 20 rom. The concrete was found to flow very satisfactorily.
Cement 9517-8 Cite internationale de Lyon 95/3
Op naar de diepte. Nieuw licht op diepe kelderconstructies. Diepe meerlaagse kelderconstructies (KIvl-rapport "Kelderconstrcuties; op naar de diepte") Diepwandlboorpalenwand; onderwaterbeton; chemische injectie; jetgrouting
94/6
Monster machine to relieve Tokyo floods. "Tunnels & Tunneling", The International journal of underground works, Vol. 25, No. 12, januari 1994
93/12
Willemspoortunnel Rotterdam; station Blaak - diepwanden gewapend beton B 22,5; dikte 1200 rom; betondekking 120 rom; omdat de diepwanden slechts als hulpconstructie fungeerden, werden hieraan geen scheurwijdte-eisen gesteld; - kopwanden: cement-bentonietwanden (600 rom; 1200 rom); - probl.: horizontale verplaatsing diepwand en dientengevolge een verticale verplaatsing van het "Witte Huis"; - remedie: stempels voorspannen met hydraulische vijzels; - zwerfstromen.
93/12 Fundamenteel gedrag van cement-bentoniet; inventarisatie beschikbare kennis over afdichtingswandenvan cement-bentoniet - wanneer toegepast? -+ indien de grondwaterstroming moet worden beleromerd; - variant op diepwandsysteem; tot 60 m diepte; 97
- cement -bentonietmengse1; - na verharding nagenoeg v10eistofdicht; - CUR-commissie C 88. 93/9
Spoortunne1 met ondergronds station te Rijswijk - diepwanden 0,8 - 1,0 m dik; breedte pane1en 5,60 m.
90/9
Afdichtingswanden van cement -bentoniet Trefw.: Waterscheidende wanden; variant op diepwand-procede.
90/4
Willemspoortunne1 - uitvoering; diepwandpane1en; stempeling.
89/2
W illemspoortunne1 Trefw.: Bouwput-diepwanden vanaf het metrostation Blaak tot aan de Maasbou1eyard; diepte tot circa 30 m onder maaive1d. Toel.: Deze grond- en waterkerende wanden kunnen niet tevens a1s tunne1wand worden benut, enerzijds vanwege de buigende momenten die op de wanden worden uitgeoefend, anderzijds vanwege de p1aatselijke breedte van de bouws1euf (45 m). De diepwanden kunnen na afloop van de tunne1bouw niet worden ges100pt. De diepwanden zijn vervaardigd in pane1en van 2,90 m breed en een dikte van 1,20 m en 1,00 m. Ter ge1eiding van de platte hydraulische grijpers van de graafmachine zijn betonnen ge1eidebalken toegepast.
88/5
Bouwwerken in en om Londen - British Library Trefw.: Grootste ondergrondse constructie in Londen; keerwanden gevormd door aaneens1uitendein de grond gevormde palen met een diameter van 1,10 m.
87/11
Waterdichte wanden in de grond Verstraeten pane1enwand. Geschikt voor bouwputbegrenzingen reservoirs.
en ondergrondse
87/10
Bankgebouw Brusse1 Trefw.: Diepwanden 0,80 m dik; diepte tot 18 m - maaive1d.
86/5
Dubai toren Trefw.: Dragende diepwanden. Toel.: De diepwanden dienden tijdens de bouw als grond- en waterkering voor de bouwput en vormden daarna de definitieve wanden van de ke1der. De diepwanden reiken tot 16 m minus maaive1d en zijn, ten behoeve van de waterdichtheid van de bouwput, door midde1 van groutinjectie verlengd tot 21 m minus maaive1d. De verbinding van de 0,8 m dikke ke1derv10er aan de diepwand is gedetailleerd op de vo1gende eisen: waterdichtheid, krachtoverdracht en het gegeven dat de verbinding al1een tot stand kan worden gebracht nadat de reeds aangebrachte diepwand is ontgraven. Hiermee rekening houdend is gekozen voor ingelijmde ankers in achteraf geboorde gaten in de diepwand. Voor de waterdichtheid is in verhouding met de
98
dikke keldervloer een elastisch waterdichtingsprofiel met metalen strip en hoeklijn aan de diepwand verankerd. 84/11
Computercentrum van de ASLK te Brussel Uitvoering ondergrondse bouwdelen Trefw.: Diepwand als semi-waterdichte wand. Toel.: De dikte van de diepwand bedraagt 0,80 m. De moten hebben een gemiddelde lengte van 5,80 m en zijn samengesteld uit twee panelen van 2,90 m. De diepwand reikt tot circa 30 m minus maaiveld en is ingeklemd in een kleilaag. Delen van de vloerplaten in de kelder zijn op 3 vloerniveaus gebruikt als stempels voor de diepwanden.
82/1
Ondergrondse parkeergarage op de vrijdagmarkt te Gent Trefw.: Diepwand 18 m; dikte 1 m. Toel.: De diepwand vertoonde na ontgraving een goed uiterlijk; alleen in de bovenste 3 a 4 m vertoonde het oppervlak enige onregelmatigheden. De waterdichtheid van diepwanden is in het verleden dikwijls een onderwerp van discussie geweest. Uiteindelijk is in dit geval een situatie gegroeid waarbij de diepwand als waterdicht wordt aanvaard, wanneer er geen waterdoorsijpeling zichtbaar is. Volgens het bestek wordt, voor elke vloer, langs de diepwand een ondiepe goot voorgeschreven waarlangs eventueel doorsijpelend water wordt weggeleid.
82/1
Tunnel in combinatie met ondergrondse parkeergarage te Brugge Trejw.: Diepwanden met een wanddikte van 1,20 m tot een diepte van circa 16 m onder het maaiveld. Toel.: Voor de diepwanden werden soms secties van 7,00 m breedte toegepast, waarvoor ook de wapeningskorven in een geheel in de sleuf werden geplaatst. De wapeningshoeveelheid in de diepwanden bedraagt 80 a 85 kg per m3, terwijl een betondekking van 7 cm is aangehouden. Als betonkwaliteit werd BN 35 tot BN 40 bereikt. In de diepwanden werden door het aanbrengen van tempexplaten, bevestigd aan de wapeningskorven, sparingen of inkassingen ter plaatse van later aan te brengen balk- of vloerverbindingen gemaakt.
81/4
Ondergrondse parkeergarage te Maastricht Trefw.: Gewapende diepwanden tot in vaste mergellagen; contractormethode.
80/12
Fundering hoofdkantoor Centrale Rabobank in Utrecht Trefw.: De uitvoering van het diepwandproject; primair-secundair methode.
73/8
Tunnelcaissons en diepwanden Trefw.: Uitvoeringsaspecten diepwandprocede; Metro Amsterdam; wanden-dakmethode; gesloten bakconstructie; dikte 0,80 m, lengte 19 tot 25 m. Toel.: De diepwanden hebben een drie-ledige functie: a. een dragende functie (dak en vloer); b. afsluiting van de bouwkuip in de bouwfase; c. definitieve wand in de eindfase; er zijn geen extra binnenwanden toegepast.
99
Betonkwaliteit: De bestekseis luidde K 300. Samenstelling:
-
cement: zand 0/5: grind 5/30: water-cementfactor:
- zetmaat:
hoogovencementklasse A 360 kg/m3 40 - 42 % 60 - 58 % 0,53 - 0,56 22 cm
Diepwandtechnieken Stuvo-rapport 94 (met Literatuuroverzicht en 13 case-studies) Vit deze inventariserende studie is een drietal belangrijke tekortkomingen gebleken in de ontwerpmethodiek voor diepwanden, die een bredere toepassing mogelijk in de weg staan. Tekortkomingen op het gebied van de betontechnologie zijn door de Stuvo-cel niet aangedragen. Vit het rapport kunnen de volgende problematische aspecten worden gelicht: - Voegen in een doorgaande wand compliceren een waterdichte aansluiting aan andere constructie-onderdelen, zoals wand en/of dak. - Het wandoppervlak is ruw (behalve bij toepassing prefab wand) en "verontreinigd" met bentoniet-suspensie. Dit houdt in dat er, in geval hoge eisen aan het wanduiterlijk worden geste1d, een aparte afwerkwand of iets dergelijks nodig is. Daarnaast moet de wand worden gereinigd voordat aansluitingen, bij voorbeeld met dak en/of vloer, worden gerealiseerd. - In vergelijking met in de kist gestorte en verdichte beton heeft het beton van de diepwand een wat hogere permeabiliteit. Dit kan aanleiding geven tot zweten en condensatie van warme en vochtige lucht in koele ruimten. Zijn de eisen aan de vochtigheidsgraad in de gecreeerde ruimte niet al te hoog, dan vol staat een voorzetwand met geventileerde spouw. In het andere geval moet worden overwogen een dunne betonwand tegen de diepwand aan te brengen. Met het oog hierop kan ook worden overwogen een "prefab" diepwand toe te passen. Hierbij wordt een hoogwaardig betonnen prefab element vooraf in de sleuf gehangen. Behalve de betere waterdichtheid is deze ook schoner en gladder dan de in-situ gestorte diepwand. De verwerking is echter gecompliceerder. - Een diepwand heeft een relatief hoog betonverbruik per m2 wand, doordat bij de gebruikelijke wanddiepten tot 25 m onder maaiveld een dikte van ten minste 600 mm uit uitvoeringstechnische overwegingen noodzakelijk is. - Momentvaste verbindingen met andere constructie-onderdelen zijn moeilijk. - Het aanbrengen van sparingen in in-situ te storten diepwanden is gecompliceerd. - Ten behoeve van een goede aansluiting van de diepwandsecties onderling wordt een voegmal toegepast. Waterdichting in verticale richting, langs de voegconstructie, is bij in-situ gestorte panelen praktisch onmogelijk. - In samenhang met het stroomlijnen van het wapenigsnet geldt dat het beton vloeibaar genoeg moet zijn om van onder af alle bentoniet in de stortsleuf te verdringen. Van belang zijn in dit verband: a. zetmaat (niet kleiner dan 160 a 200 mm); b. cementgehalte (350 kg/m3); c. juiste mengselsamenstelling; goede verwerkbaarheid en regelmatige korrelopbouw zijn uitgangspunt;
100
d.
-
-
-
-
de aanvoer van de betonspecie op het werk, een hoge stortsnelheid en continuiteit in het stortproces; hoe vloeibaarder het beton blijft tijdens het storten, hoe beter het eindresultaat; e. water-cementfactor niet hoger dan 0,6. In het algemeen bevindt een (permanente) diepwand zich met de buitenzijde diep in het grondwater en aan de ontgraven binnenzijde in een veel droger milieu. Aangezien (normale sterkte) beton enigszins poreus is, mag een (kleine) constant binnenwaarts gericht vochttransport worden verwacht. Sulfaataantasting: door agressief sulfaathoudend grondwater kan beton worden aangetast. In dergelijke situaties is het noodzakelijk een sulfaatbestendig cement toe te passen (b.v. hoogovencement met minimaal 65 % slak). Wapeningscorrosie: in diepwanden kan wapeningscorrosie slechts optreden in volledig tot voorbij de wapening gecarbonateerd beton in perioden dat het vochtfront de wapening passeert. Door de vochthuishouding in een diepwand, de relatief grote betondekking (minimaal 60 mm) en een goede betonkwaliteit is de kans op carbonatatie voorbij de wapening zeer klein en zal wapeningscorrosie nagenoeg niet voorkomen. Bij het storten van een diepwand kan het beton niet worden getrild (zelfverdichtend of hoge sterkte beton). Een zekere onregelmatigheid van het oppervlak is inherent aan de toepassing van diepwandtechnieken. Bij een eenzijdig ontgraven diepwand kan dit esthetische problemen veroorzaken en zal soms de wand aan het oog moeten worden onttrokken. De onregelmatigheid van het wandoppervlak mag echer geen excuus zijn voor een plaatselijk onvoldoende betondekking.
Diepwanden Weele, A.F. van (september 1981). Genoemde projecten: - Schipholtunnel (diepwanden; chemische injecties; groutankers; onderwaterbeton); 6 km lange spoortunnel. Funderingstechnieken; Nederhorst Grondtechniek B.V. - Ondergrondse parkeergarage op het Plein in Den Haag. De diepwanden werden uitgevoerd door Soleton B.V. ConeZ.: Een voeg tussen twee aansluitende panelen zal niet altijd absoluut waterdicht zijn. Aanbevelingen met betrekking tot de toe te passen beton: - zetmaat niet minder dan 200 mm; - cementgehalte 325 kg/m3 (een hoger gehalte is niet bezwaarlijk, maar niet bij voorbaat noodzakelijk); - een druksterkte van 25 N/mm2 kan zonder veel moeite worden gerealiseerd; met enige zorg wordt 35 N/mm2 gehaald.
Diepwanden, een vondst or een noodzakelijk kwaad? Weele, A.F. van (maart 1975).
101
Diaphragm Wall Manual Weele, A.F. van. Prefab diepwanden: - duurder dan ter plaatse gestorte diepwanden; - probleem met betrekking tot de voegoplossing en de waterdichtheid daarvan; - lekweg in verticale richting door de voeg blijft bestaan. Nota Bouwputten Dienst Bouwen en Wonen, Den Haag, februari 1992. TrejW.: Ondergronds bouwen; tramtunnels; onderwaterbeton; diepwanden; combinatieschermen; schroefpalenwand. Ground Engineering November 1975, Specification for Cast in Place Concrete - Diaphragm Walling Notes for Guidance Supplementary clauses for incorporation in contracts for diaphragm walling.
Water, vol. 1 - Water and its influence on the design, construction, and exploitation of tunnels and underground works Serrano, J. M.; Proceedings of the International Congress on Tunnels and Water, Madrid, 1988. Geotechnical performance of diaphragm walls during construction of Cairo metro tunnel Nahhas, F.El. Keyw.: Precast reinforced concrete diaphragm walls; cut-and-cover tunnel (open excavation) . Abstr. Excavation of the tunnel was carried out between two rows of precast reinforced concrete diaphragm walls extending through alluvial Nile deposits. Self hardening cement and bentonite slurry was used for supporting the vertical walls. A horizontal grouted plug was constructed by pumping bentonite-cement slurry and silica gel from ground surface through plastic pipes. This grouting operation was used to fill the voids in the sand layer between the lower portion of the diaphragm walls. E3
Raadpleging databanken
E3.1 Bibliotheek TU Delft E3.1.1 Compendex EI (Engineering Index) Monthly Unbraced circular cofferdam for Boston's third harbor tunnel Kirmani, M.; Restructuring: America and Beyond Structures Congress - Proceedings 2, 1995, ASCE, New York, NY, USA, P 1161-1164. Keyw.: Tunnel linings; reinforced concrete diaphragm walls; immersed tube tunnel. Abstr.: The project consisted of the design of a circular cofferdam which was constructed using an outer shell of reinforced concrete diaphragm (slurry) walls and an inner lining of cast-in-place concrete.
102
San Francisco Combined-sewer-overflow Edgerton, W.; Civil Engineering (New York), v. 65, n. 5, May 1995, p 68-71. Keyw.: Tremie concrete; undercrossing tunnels; jet grouting; diaphragm walls. Up-to-date technologies in urban civil engineering and environmental engineering Gyorgy, P.; Periodica Polytechnica, Civil Engineering, v. 38, n. 1, 1994, P 41-48. Keyw.: Diaphragm walling. Abstr.: The actual stage and examples of up-to-date methods and equipment of diaphragm walling, piling and soil consolidation have been detailed and a review of use of PC controlled "high-tech" applications has been presented. Examples for applied diaphragm wall technologies Nagy, J.; Periodica Polytechnica, Civil Engineering, v. 38, n. 1, 1994, p 85-98. Keyw.: Diaphragm wall. Application of the observational method at the limehouse link Glass, P.R.; Geotechnique, v. 44, n. 4, December 1994, p 665-679. Keyw.: Underground structures; top-down construction; diaphragm walls. Abstr.: Most of the tunnel was designed for top-down construction between reinforced concrete diaphragm wall, but it included a 600 m section of bottom-up construction in a cofferdam. The observational method was applied to both forms of construction although with significantly greater success in the top-down sections. Establishment of a method for evaluating the long-term water-tightness durability of underground concrete structures taking into account of some deteriorations Hironaga; Doboku Gakkai Rombun-Hokokushu/Proceedings of the Japan Society of Civil Engineers, n. 502, pt 5-25, November 1994, p 63-72. Keyw.: Underground concrete structures; durability; long-term water-tightness durability. Abstr.: To establish a method for evaluating the long-term water-tightness durability of underground concrete structures, the authors firstly studied a deterioration model to express the deterioration condition of concrete structures and constructed, on the basis of this model, a function evaluation model to estimate the lowering of functions due to deterioration. Based on this concept, the authors then discusses a technique for evaluating the long-term water-tightness durability of underground concrete structures, specifically indicating the technique by means of illustrations. Investigation of diaphragm walls to improve performance, design, and construction Varga, I.S.; Structural Engineering in Natural Hazards Mitigation, Proceedings Symp. Struc. Eng. Nat. Hazard Mitigation, 1993, pub!. by ASCE, New York, NY, USA, P 853-857. Keyw.: Diaphragm walls; slurry walls; tunnels; underground structures. Abstr.: As a result of the need for tunnels, underground highways and parking structures, cofferdams, facilities related to the improvement of the environment, etc., there has been a significant increase in the volume of underground construction. These structures frequently use diaphragm walls (slurry walls), and this has gener-
103
ated a sudden interest in the improvement of their design, construction, and performance. Deep basement in Aldersgate Street, London. Part 2: construction Marchand, S.P.; Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Civil Engineering, v. 97, n. 2, May 1993, p 67-76. Keyw.: Diaphragm walls; top-down construction. Abstr.: At 24 m deep, the Aldersgate Street basement is one of the deepest constructed basement to date. Construction followed the top-down method with progressive slab construction and excavation taking place concurrently with superstructure erection. Quality control in construction of structural diaphragm joints Kuang-Hsiung, L.; ASTM Special Technical Publication, n. 1129, publ. by ASTM, Philadelphia, PA, USA, P 377-390. Keyw.: Diaphragm wall joints; watertightness. Abstr.: Diaphragm wall with leaky or defective joints have been identified as one of the main reasons that lead to ground loss and associated structural distress of adjacent buildings. In recent years, improvements in joint detail and construction procedures have been proved successful in achieving watertightness requirements of structural diaphragm walls for deep excavation projects in Taiwan. The various factors which lead to leaky or defective joints and possible preventive measures are addressed. Watertight and earthquake resistant joints for diaphragm walls Tsai, K.W.; Geotechnical Special Publication, v. 1, n. 27, publ. by ASCE, New York, NY, USA, P 682-689. Keyw.: Diaphragm walls; watertight joints. Abstr.: Different types of joints were constructed and tested in the field to evaluate the bond between concrete and partition plate, the effect of tremie pipe location to the quality of concrete near the joints, and the effect on watertightness when diaphragm walls were subject to deformation.
E3.1.2 ICONDA 1976-7/95 (The cm International Construction Database) Neue Bauverfahren Hoch und Tietbau (Munchen), v. 47, no. 9, 1994. Keyw.: Underwater work; diaphragm wall. Injections "ecologiques" sous controle inrormatique Montagnon, M.; Chantiers de France, no. 267, 1994. Keyw.: Diaphragm wall; underground railway station; leakproofness; injected grout. Lyon presqu'ile. Quatre parkings souterrains en construction Leveque, M.F.; Tunnels et ouvrages souterrains, no. 115, 1993. Keyw.: Tunnel; underground structure; diaphragm wall; waterlogged soils; watertightness.
104
Herausforderung Europa. Betontag '93 im Zeichen Deutscher und Europaischer gung Beton, v. 43, no. 8, 1993. Keyw.: Diaphragm wall.
Eini-
The development of underground walls technology in the enterprise Buildingd foundation Chararnza, J.; Zak1adani, v. 3, no. 2, 1993. Keyw.: Diaphragm wall; sealing; underground walls. Abstr.: The development of underground monolithic walls with concrete filling. The imbedment of horizontal constructions in external underground walls. Typical examples of use of monolithic reinforced concrete underground walls. Structural prefabricated underground walls. Corrosion protection. Hindernisbeseitigung bau
mittels Hohlladungen.
Sprengtechnik
im Brunnen- und Spezialtief-
Braeur, J.; BBR-Brunnenbau,v. 41, no. 11, 1990. Keyw.: Diaphragm wall; blast technique. Recent developments in the construction of underground walls Massarsch, K.R.; Tunnels et ouvrages souterrain, no. 87, 1988. Keyw.: Diaphragm wall; polymer additive; jet-grouting; evolution. 10 million diaphragm wall breaks all records Barfoot, J.; Concrete (London), v. 22, no. 2, 1988. Keyw.: Underground structure; diaphragm wall. Abstr.: Reports on the completion of Europes longest and deepest underground wall on the coastal site of the Sizewell "B" Nuclear Power Station in Suffolk. Length: 1258 m; thickness: 800 mID, average depth 55 m. Leitungsbau mit Beton (Concrete in underground construction) Distelmeyer, H.; Beton, v. 37, no. 11, 1987. Keyw.: Diaphragm wall; grouting; in-situ concrete; concrete-technology. Abstr.: In the construction of the up to 85 m deep Gragenau culvert, which is doub1eshelled on account of the high water pressure, the inner jacket of the shafts was constructed by the sliding moulding method. The local concrete used had to be pumped as far as over one kilometre. This report illustrates the various applications of concrete in underground construction. Bau der Verbindungsleitung zwischen den KUirwerken Kijhlbrandhijft und Dradenau in Hamburg Dammann, P.; Tietbau-Berufsgeno(3enschaft, v. 99, no. 7, 1987. Keyw.: Diaphragm wall; watertightness; grouting; shield-driving; lining; joint; measurement program.
105
C.W.S system provides load-bearing and watertight joints between diaphragm wall panels Dupeuble, P.; Ground engineering, v. 18, no. 6, 1985. Keyw.: Diaphragm wall; joint; watertightness. Abstr.: Describes a new system which enables diaphragm walls to be constructed with mechanical and watertight continuity. Specification for cast-in-place-concrete diaphragm walling Ground engineering, v. 18, no. 6, 1985. Keyw.: Diaphragm wall. Abstr.: Refers to cast in place concrete diaphragm walls, with or without steel reinforcement, constructed under bentonite suspension and covers the controls which are necessary in this type of construction. Le procede hydrofraise Sourice, C.; Travaux, special issue, February 1986. Keyw.: Diaphragm wall; innovation. Abstr.: The hydrofraise process is used to drill strip piles and diaphragm walls. The two main features of the hydrofraise are: its drilling tool and its working method. The advantages are: continuous drilling, accurate drilling, access to great depths, ability to pass through hard layers, good quality of joints, distribution of reinforcement. Concrete in the ground. Proceedings Concrete Society, London, May 1984. Keyw.: Underground concrete works; concrete property; water permeability; durability; diaphragm wall; tunnel-construction; test; concrete corrosion. Abstr.: The conference includes 14 papers on aspects of design, materials and construction to foundations, substructures and undergrounds works using concrete. Tendenzen in der Schlitzwandtechnik Theimer, G.U.; Beton, v. 36, no. 1, 1986. Keyw.: Diaphragm wall; technology; underground railway tunnel. Abstr.: Groundwater conservation during construction works and groundwater diversion in the final state such as trends in diaphragm wall construction are the most interesting aspects. This contribution informs about this construction method which is resulting from the necessity of using these diaphragm walls as definite external walls for this underground station construction. Schadenursachen bei Schlitzwandarbeiten Karstedt, J.; Tietbau, Ingenieurbau, Stra,8enbau, v. 22, no. 8, 1980. Keyw.: Diaphragm wall; cause of damage. Einige Ursachen von Mi(1erfolgen bei der Herstellung von Schlitzwanden schlage zu ihrer Vermeidung Veder, C.; Bauingenieur, v. 56, no. 8, 1981. Keyw.: Diaphragm wall; damage; defects; execution of construction. 106
und Vor-
E3 .1. 3 NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service) Taisei Technical Research Report, Number 26 Taisei Corp., Yokohama (Japan), Technology Research Center, 1993. Abstr.: An experiment for filling ability of High Strength and Super Workable Concrete for underground diaphragm walls. E3.1.4 Pascal (Centre Nationale de la Recherche Scientifique) A study of different aspects of diaphragm walls EI Hussieny Om; Tunnelling and underground space technology, vol. 7, 1992. Keyw.: Diaphragm wall. Abstr.: Le texte presente les differents aspects des parois moules, du point de vue de leur conception et des methodes de construction. Meteor: une nouvelle ligne de metro entirement automatique a Paris Selosse, C.; Travaux, no. 690, 1993. Keyw.: Underground construction; tunnels; diaphragm wall; tunnelling shield.
107
BULAGE F STAALVEZELS
IN HOGE
STERKTE
BETON
F1 Inventarisatie projecten eigen bureau Geen projecten waarin staalvezels in hoge sterkte beton aan de orde zijn geweest. F2
Literatuurstudie
Cement 91/6 Brosheid en ductiliteit van beton met hoge sterkte (hoge sterkte beton met staalvezels; ductiliteit) Very High Strength Cement-Based Materials (1985) Young, Ed. 1. Francis; Materials Research Society Symposia Proceedings, Vol. 42, MRS, Pittsburgh. Keyw.: SIFCON = slurry infiltrated fibre concrete. Toel.: SIFCON is een materiaal met een zeer hoog staalvezelgehalte (5 a 20 vo1.-%). Dit materiaal wordt in stappen vervaardigd: eerst de vezels spreiden, daarna een grout ingieten en trill en. Toepassingen onder andere voor impactbestendige constructies. High Performance Concretes and Applications Shah, S.P. and S.H. Ahmad. Cit.: "...Usually, high-strength concretes are materials with higher strength and good workability. Unfortunately, they are also highly brittle. The best available method for increasing the ductility of concrete is through the use of fibres... Naaman showed that an efficient high-performance material with superior strength and ductility is obtained when a high-strength matrix is reinforced with fibres (Materials Research Society Symposium Proceedings, VoL 42, Materials Research Society, Pittsburgh, USA, 219-29). It appears that when a large volume (8 - 12 %) of fibres is used the tensile strength of the matrix also increases significantly (ACI Materials Journal, 88, 6, 595-602). The bond between steel and concrete is more brittle in slica fume concrete than normal concrete ("Bond behaviour of normal and high-strength fibre reinforced concrete" - ACI Materials Journal, 86, 6, 515-524)..."
Proceedings symposia CEB Bulletin d'Injormation 222 - Application of High Performance Concrete - Raanaasfoss Bridge, Norway Keyw.: 80 mm overlay on bridge. Reasons for using HSC/HPC: Concrete performance: Steel fibres: wlc ratio: Year of construction: 108
improved abrasion resistance 110 MPa average cube strength 50 kg/m3 0.34 1989
- Subway of Lyon, France Keyw.: Tunnel. Reasons for using HSC/HPC: workability; early age strength; durability Concrete performance: 41 MPa mean strength at 1 day 63 MPa char. cyl. strength at 28 days Composition: 420 kg/m3 Portland cement Fly ash: 125 kg/m3 Steel fibres: 30 kg/m3 Year of construction: 1985/86
-
Toughness Characterisation and Toughening Mechanisms High strength hooked end steelwire fibres for high strength concrete Lambrechts, A.: Bekaert N.V.; High Performance Fibre Reinforced Concrete, 1995, Workshop. Keyw.: High strength concrete; high strength hooked end steel fibres; ductility. Abstr.: The use of high strength concrete in construction has been steadily increasing over recent years. It's mean advantage is allowing reductions in cross-section, therefore reducing dead weight, so allowing longer spans, resulting in better use of space. High strength concrete is however very brittle: it shows hardly any strain softening behaviour when submitted to axial compression. This disadvantage of high strength concrete can be overcome by adding steel fibres to the plain concrete. The addition of small quantities of hooked end drawn wire fibres can significantly increase it's ductility and energy absorbing capacity resulting in a strain softening behaviour similar to that of normal strength concrete. In flexural tests, hooked end steelwire fibres change the brittle mode of failure of high strength concrete to a ductile one. In this study, the influence of the concretes compressive strength and the steel quality of the hooked end steel fibres on the toughness characteristics of steelfibre concrete has been investigated. Three different concrete mixes have been used in this programme: a normal, mid-strength, and high compressive strength concrete (:::::: 90 MPa). Two different types of glued, hooked end drawn wire fibres have been tested: the two fibretypes have the same shape and dimensions, but the tensile strength is different (1120 MPa respectively 2080 MPa). All concrete mixes had a good workability and were easily cast using vibration. The investigation showed the need for using high strength fibres in high strength concrete. For concrete qualities up to 50 - 60 MPa, Dramix fibres with a 1100 MPa tensile strength are effective. To achieve ductility in higher strength concretes, the hooked end fibres must be higher in tensile.
Mechanical properties of high strength fiber reinforced concrete Faisal, F.; Technical paper ACI Structural Journal, V. 89, no. 5, SeptemberOctober 1992, p 449-455. Neue Erkentnisse und Anwendungsgebiete (1993) Falkner, H.; Institut fUr Baustoffe, Massivbau und Brandschutz, TV Braunschweig, Fachseminar Stahlfaserbeton, Heft 100, Braunschweig.
109
Keyw.: Verbesserung der Duktilitat von hochfestem Beton durch Einsatz von Stahlfasern; Experimentelles Programm; Versuchsergebnisse Zahigkeit. Cone!.: Die Zugaben von geringen Mengen an Stahlfasern zu dem Hochfesten Beton fiihrt zu einem Nachbruchverhalten, welchen ahnlich demjenigen des Normalbetons ist. Use of steel fibres as shear reinforcement in high strength concrete beams Ashour, S.A.; Fibre Reinforced Cement and Concrete. Proceedings of the Fourth International Symposium held by RILEM (1992). Abstr.: The use of steel fibres as shear reinforcement in high strength concrete beams is investigated in this study. Concrete with average compressive strength of about 96 MPa and one type of hooked steel fibre were used in this investigation. Fiber addition noticeably improved the shear strength of the tested high strength concrete beams. High Performance Fibre Reinforced Cement Composites (1991) Reinhardt, H. W. Properties of fibre reinforced rapid hardening cement composites Balaguru, P. Keyw.: Rapid set cements; steel fibres; flexure; toughness indices. Abstr.: This paper deals with the behaviour of fibre reinforced concrete made with fast setting cementitious materials and fibres. Load-deformation behaviour and toughness characteristics are discussed. Fracture toughness measurements of high strength steel fibre concrete Batson, G.B. Keyw.: Steel fibres; toughness indices; high strength fibre concrete; testing methods. Abstr.: A description of the testing procedure for fracture toughness data are reported for high strength steel fibre reinforced concrete. Concrete compressive strength averaged 103 MPa. Fibre volumes were 0.5 %, 1.0 % and 1.5 % of crimped and hooked-end steel fibres. Promising application of fibre reinforced concrete. A contractor's view Faoro, M. Keyw.: Fibre reinforced structural concrete; applications; underground sewers. Abstr.: The deterioration of existing concrete structures has increased considerably due to the advancing state of corrosion of the steel reinforcement with time. A useful alternative to conventional construction methods consist in the application of fibre structural concrete, where the fibres are made out of non-corrosive materials. Based on a market investigation, STRABAG BAU-AG has investigated several promising areas of application of fiber reinforced concrete. Using an underground sewer pipe project as abasis, a multi-sector study was undertaken. The results of that study indicated that information is still needed on a number of essential variables before implementing the use of fibre structural concrete in real practice.
110
High performance fiber reinforced cement composites: Workshop summary, evaluation, and recommendations Reinhardt, H.W. Keyw.: High performance concrete; SIFCON; composite optimization.
F3
Raadpleging
databanken
F3.l Bibliotheek TU Delft F3.l.l Compendex EI (Engineering Index) Monthly Stress-strain behaviour of steel fibre high-strength concrete under compression Hsu, L.S.; ACI Structural Journal, v. 91, n. 4, July-August 1994, P 448-457. Keyw.: High-strength steel fibre concrete; experimental investigation to determine the stress-strain behaviour. Abstr.: A series of compression tests were conducted on cylindrical specimens using a modified test method that gave the complete stress-strain behaviour for highstrength steel-fibre concrete. Empirical equations are proposed herein to represent the complete stress-strain relationships of high strength steel-fibre concrete with compressive strength exceeding 10000 psi. Reinforced corbels made with high-strength concrete and various secondary reinforcements Fattuhi, N.; ACI Structural Journal (ACI), v. 91, n. 4, July-August 1994, p 376-383. Keyw.: High strength concrete; steel fibres. Abstr.: Corbels reinforced with steel fibres sustained smaller crack widths, achieved high strengths, and failed in a gradual and controlled manner.
-
Concrete the concrete future Papworth, F.; Concrete International, v. 16, n. 10, October 1994, p 39-44. Keyw.: High performance concretes; steel fibre reinforced concrete; admixtures for high-strength and high-durability concrete; steel fibres to provide toughness for concrete in industrial linings .
High Performance
Betons a haute performance pour fabriquer des panneaux destines a reparer des structures submergees Sonebi, M.; Canadian Journal of Civil Engineering, v. 20, n. 4, August 1993, p 650-659. Keyw.: High performance concrete; steel fibre; underwater repair. Abstr.: The purpose of the study described in this paper was to develop high performance concretes that can be used for manufacture of board for repair of abrasion damaged surfaces. The board might also be placed on surfaces already repaired with colloidal concrete poured underwater. Results show that high-performance concretes with very low water/cement ratio, good workability. Behaviour of fibre reinforced high-strength concrete under direct shear Valle, M.; ACI Materials Journal, v. 90, n. 2, March-April 1993, p 122-133. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; high strength concrete.
111
Abstr.: This paper reports the results of an investigation on the strength and ductility of fibre reinforced high-strength concrete under direct shear. Both experimental and modeling studies were performed. In general, fibres proved to be more effective in high-strength concrete than in normal strength concrete, increasing both ultimate load and overall ductility. For the specimens with steel fibres, significant increases in ultimate load and ductility were observed. Flexural toughness of steel fibre reinforced concrete Balaguru, P.; ACI Materials Journal, v. 89, n. 6, November-December 1992, p 541-546. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; high strength concrete; flexural behaviour; to meet ductility requirements. Abstr.: The results of an experimental investigation on the flexural behaviour of steel fibre reinforced concrete are reported in this paper. The results indicate that fibre content in the range of 30 to 60 kg/m3 provide excellent ductility for normal strength concrete. The fibre content has to be increased to about 90 kg/m3 for high strength concrete. Hooke end fibre geometry provides better results than corrugated and deformed-end geometry. Ductile behaviour can be obtained using 120 kg/m3 of fibres, even for concrete containing 20 % silica fume by weight of cement. Influence of Steel Fibres on Strain-Softening of High-Strength Concrete Taerwe, L.; ACI Materials Journal, v. 89, n. 1, January-February 1992, p 54-60. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; high strength concrete; strain softening; compressive strength; stress-strain diagrams. Abstr.: The stress-strain curve of high-strength concrete submitted to axial compression shows hardly any strain-softening behaviour as the descending branch after the peak stress is almost vertical. The results of loading tests on normal, medium, and high-strength concrete (93 MPa) cylinders under axial compression are discussed. Special attention is paid to the descending part of the stress-strain curve, which is known to be very steep for high-strength concrete. Adding steel fibres is shown to have a beneficial effect on strain-softening behaviour and significantly increases toughness, as measured by the area under the stress-strain curve. F3.1.2 ICONDA 1976-7/95 (The cm International Construction Database) Fibre-reinforced high-strength concrete Vares, S.; Technical Research Centre of Finland (VTT) , Buildings Materials Laboratory (1993). Keyw.: High-strength concretes; steel fibres. Abstr.: The publication comprises two experimental parts. Different matrices reinforced with steel or polypropylene fibres were subjected to aging and temperature and humidity changes. Bending properties of high early strength fibre reinforced concrete Naaman, A.E.; International Workshop on High Performance Concrete, November 1994, Bangkok, Thailand. Keyw.: Steel fibre reinforced concrete; silica fume; high-performance-concrete.
112
Abstr.: This paper provides a summary of part of the results of research on the fresh and hardened properties of high early strength fibre reinforced concrete. The main parameters included: 1. 2. 3. 4.
three different matrix mixes; two different volume fraction of fibre; two fibre materials (steel fibres and polypropylene fibes); two steel fibre lengths.
Potential applications in repair, rehabilitation, and transportation structures. In this paper a description is given of key results of the bending tests only. Properties of steel fibre reinforced concrete under cyclic loading Otter, D.E.; ACI Materials Journal, v. 85, no. 4, 1988. Abstr.: An experimental investigation of the behaviour of steel fibre, normal and high-strength reinforced concrete under cyclic compressive loading is presented. F3.1.3 NTIS 1990-1995 (National Technical Information Service) Evaluation of the Compressive Behaviour of Fibre Reinforced High Strength Concrete Galvind, M.; Technical University of Denmark, Lyngby. Afdelingen for Baerende Konstruktioner, May 1992 (Doctoral Thesis). Abstr.: The purpose of the present Ph.D. project is to, both experimentally and theoretically, investigate the possibilities of modifying high strength concrete, so that its mechanical behaviour under compression becomes less brittle. The investigation is concentrated on addition of fibres and on an optimization of the microfille materials. A geometrical packing model is developed which can be used to determine the optimum packing of the dry paste materials.
113
BULAGE G BESLISSINGSMA
Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage
..
114
GO G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G 10 G 11 G12
TRICES: CONSTRUCTIEGEBONDEN
EISEN
Mogelijke combinaties Eindsterkte van het beton Snelle sterkte-ontwikkeling Vertraagde binding Hydratatiewarmte-ontwikkeling Plastische krimp, verhardingskrimp en uitdrogingskrimp Consistentie betonmengsel Hoge vloeibaarheid en zelfverdichtend betonmengsel Verpompbaarheid van het betonmengsel Dichtheid van het verharde beton Waterdichtheid bij hoge (grond)waterdruk Volumieke massa van het beton Ductiliteit (hoge breukrek) van gewapend beton na scheurvorming
Rapport 3146-1-0
Bijlage GO
MOGELlJKECOMBINATIES
Constructie- onderdeel Vloer Ondergrondse
Functie
constructie
Onderwaterbeton
-
Activiteit Kleine infrastructuur
Ong./staalvezels
Betonstaal
Wand Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
Transport en
Grote
I
communicatiel
infrastructuur
Verblijf
In
-
situ
gestorte
tunnelsgr.@Ujjli~mm~~~~~~~ji~~mH@gUi~j~~~~:
Zinktunnel Boortunnel Trein -, metrostations Kantoren; winkels U - bouw
Opslag
(Cl) (CZ) (0)
-= I
~ ~
VI
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nuc1eair afval
I
=
Mogelijke Onmogelijke
combinaties C.q. onwaarschijnlijke
combinaties
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders;
tanks voor water, gas en chemicalien
Bijlage
Rapport 3146-1-0
G1
)0--1. 1---1' 0'1
BETONTECHNOLOGISCHASPECT'
EINDSTERKlE van het BETON
Constructie-
Vloer Ondergrondse
Functie Transport
constructie
Onderwaterbeton
Activiteit Kleine infrastructuur
Ong./staalvezels
Betonstaal
onderdeel
Wand Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
en I
communicatie
Grote infrastructuur
jjtjjjjjjjjjjjjjt~~~~~~~~~~~jjj~jjjjtli_I~~jjji~~~~~~iU@ijj~j~jj~jjj~j~~~~~:
Verblijf Opslag
(Cl) (CZ) (C3)
--
fm~l~~~~~~J~J~~lnl~IJJ~II~~I~i~~~j~~}Jil'~~~~jj~§~~~~m~~l§~i~i}~i~~I~~~~~~l~}~~})
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nucleair afval =
Hoge sterkte OOton mogelijk
de normaaldrukkrachten
interessant,
in geval van diepgelegen
parkeergarages;
constructies
overheersen ten opzicht van de buigende momenten.
koelhuizen; mestkelders;
waarin
tanks voor water, gas en chemicalien
Rapport 3146-1-0
Bijlage G2
BETONTECHNOLOGISCH ASPECT'
SNELLE STERKTE-ONlWIKKELING
ConstructieVloer Ondergrondse Functie
constructie
Activiteit
Onderwaterbeton Ong./staalvezels
Betonstaal
onderdeel
Wand Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
I
Transport en communicatiel
Verblijf
I
Kleine infrastructuur Grote infrastructuur
Werken Produceren Recreeren
Kleine leidingen Microtunnels Transportleidingen In situ gestorte tunnels Zinktunnel Boortunnel Trein -, metrostations Kantoren; winkels U - bouw
-
Opslag
(Cl) (CZ) (C3)
~ ....... J
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliothekenj archievenj nudeair afval
=
Gewenst
=
Mogelijk gewenst i.v.m. bekisten-ontkisten
cycli
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders;
tanks voor water, gas en chemicalien
Bijlage G3
Rapport 3146-1-0
~ ~ 00
BETON1ECHNOLOGISCH ASPECT'
VERTRAAGDE BINDING
Constructie-
Vloer
Ondergrondse constructie Functie
w
Activiteit I
Kleine Transport en communicatiel
I
infrastructuur Grote infrastructuur
Werken Produceren Recreeren
Verblijf
Onderwaterbeton Ong./staalvezels
Betonstaal
onderdeel
Wand , Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
Gekromde Gewapend prefabbetonsegmenten Betonstaal
~:~:~
;u~~::::~:~:
n
n
e
Is
Imtl~~mm~~mmmmt~~~u~~~~~~~~~~u~~u~~I~~~~u~~~~~~1~~1111~~111~~~~1~~1~11111~~~1~11~~~~~~~~~~~1~1111111~~~~~~~111~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~1~1~~11~~11~~~~1l~~I~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~1~1~~~~1~~~~~1~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~1~~11111~11~~~~~~~~~~11~111~1~11~~~~~~111111111~~111~1~~~~~~111~~~~~~~~t~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~1~~
Zinktunnel Boortunnel Trein -, metrostations Kantoren; winkels U-bouw
:::::::::::::::::::;:;::::=:::=::::::::::::::::::;:;:;:;:;:;: :::;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:::::::::::::::::::::::;:::
Permanent
-=
Staalvezels
Kleine leidingen Microtunnels
Opslag
(Cl) (C2) (C3)
I
linin
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nucJeair afval
In bepaalde gevallen nodig of gewenst
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders;
tanks voor water, gas en chemicalien
Rapport 3146-1-0
Bijlage G4
BETONTECHNOLOGISCH ASPECT'
HYDRATATIEWARMTE-
ONlWlKKELING
Constructie-
Wand
Vloer Ondergrondse Functie
Activiteit I
Transport en communicatiel
I
Kleine infrastructuur Grote infrastructuur
Werken Verblijf
Produceren
constructie
Onderwaterbeton
-
Wapening Ong./staalvezels Betonstaal Kleine leidingen Microtunnels Trans ortleidin en In -situ gestorte tunnels ~@M~l¥l@MII~I~§.IM IIMMI~~t""'" Zinktunnel Boortunnel Trein -, metrostations Kantoren; winkels U-bouw
onderdeel
Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructie beton Betonstaal
-
Gekromde Gewapend prefabbetonsegmenten Betonstaal
Recreeren I
(Cl) (CZ) (C3)
I~!ll~~!!!%~
~ ~
\0
Tijdelijk Permanent
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nucleair afval
=
Lagere hydratatiewarmte-ontwikkeling
vereist dan gebruikelijk
Staalvezels
m~~~§~~~~~~~~;~~~~~~~~N~~~~~~~~~i~~~[~1~i;
I
Opslag
I
linin
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders;
tanks voor water, gas en chemicalien
Rapport 3146-1-0
Bijlage G5 ~
N 0
BETONTECHNOLOGISCH ASPECT:
PLASTISCHE KRIMP. VERHARDINGSKRIMP. EN UITDROGINGSKRIMP
Constructie-
Vloer Ondergrondse
Functie
Activiteit Kleine infrastructuur
Transport en communicatie
Grote infrastructuur
constructie apening
-
Onderwaterbeton Ong./staalvezels
Betonstaal
onderdeel
Wand , Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
Gekromde linin Gewapend prefabbetonse enten Betonstaal Staalvezels
Kleine leidingen Microtunnels Trans ortleidin en In
- situ
gestorte
tunnels
r~ttl~@tt~~~MlM~~~~~~~~~~
~~~M~~lnt~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Zinktunnel Boortunnel Trein -, metrostations Kantoren; winkels U bouw
$~~~~~~f~WtffMt@@ l~~~~i~~~~$.~~~r~~~~~~~~1~~li§i~l~l~I~I~li§If:f:~j
-
Verblijf Opslag
-
(Cl) (C2) (C3)
I
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nucleair afval
I
=
Lagere krimp gewenst dan gebruikelijk
=
Zo laag mogelijk, zonder bijzondere voorzorgsmaatregelen
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders; tanks voor water, gas en chemicalien
Rapport 3146-1-0
Bijlage G6
CONSISTENTIE BETONMENGSEL
BETONTECHNOLOGISCH ASPECT'
onderdeel
Constructie-
Wand
Vloer Functie
Transport en communicatie
Verblijf Opslag
(Cl) (C2) (C3)
~
N ~
Activiteit Kleine infrastructuur Grote infrastructuur
Werken Produceren Recreeren Tijdelijk Permanent
Wapening
Onderwaterbeton
-
Ong./staalvezels
Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Gekromde linin S Gewapend prefab(Extrusie- ) pompbeton betonsegmenten Staalvezels Betonstaal I Staalvezels
Kleine leidingen Microtunnels
Transportleidingen In - situ gestorte tun
n e Is
I
U~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~u~~~t~~~~~~~~~~
~
~~~~~~~~~~~~~~~t~~~~~u~~~~~~~~~~~~~~~~~~~t~~~~~~~j
Zinktunnel Boortunnel Trein -, metrostations Kantoren; winkels U - bouw Cl C2 C3
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nucleair afval
=
Dak
I
Ondergrondse constructie
Eis: verhoogde weerstand tegen uitspoelingen ontmenging
~~~~;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~I~~~~~~~~j
~i~~~~;~~~~~i~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~]~~~~~~j
1::::1::::1:1:::::::1:::1:1:1:::1:::::::1::1::::11
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders;
tanks voor water, gas en chemica lien
Bijlage G7
Rapport 3146-1-0
~
N N
BETONTECHNOLOGISCHASPECT'
HOGE VLOEIBAARHEID EN ZELFVERDICHTBAARHEID BETONMENGSEL
Constructie-
Wand
Vloer Ondergrondse
Funct~ Transport en communicatiel
Verblijf Opslag
(Cl) (C2) (C3)
-
I
Activiteit Kleine infrastructuur
constructie
Ong./staalvezels
Werken Produceren Recreeren
Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
Gekromde linin Gewapend prefabbetonsegmenten Betonstaal I Staalvezels
Kleine leidingen Microtunnels Transportleidingen
Grote infrastructuur
Onderwaterbeton
onderdeel
~
In - situ gestorte tunnels Zinktunnel Boortunnel I:.: Trein-, metrostations Kantoren; winkels U - bouw (Cl C2 C3
~rr~~~~~~~~~~~~~~~~~~m~~tm~~~~~~~~~~~~ll
:~~~~~~~1l~~111~lJ1111111111111~1111~~m111:
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nucleair afval
= Vereist
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~I~~~~~~~~~~lllll~l~l~l~I~~~l]
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders; tanks voor water, gas en chemicalien
Bijlage G8
Rapport 3146-1-0
BETONTECHNOLOGISCH ASPECT'
VERPOMPBAARHEID
van het BETONMENGSEL
Constructie-
Vloer Ondergrondse
Func~ Transport en communicatiel
Verblijf
-
,......
N VJ
Wapening
Activiteit I
Kleine infrastructuur
Kleine leidingen Microtunnels
Onderwaterbeton
-
Ong./staalvezels
Transportleidingen Grote infrastructuur
Werken Produceren Recreeren
Opslag
(Cl) (CZ) (C3)
constructie
In
-
situ
ges
torte
tun
n
Zinktunnel Boortunnel Trein -, metrostations Kantoren; winkels U bouw (Cl CZ C3
e Is
Betonstaal
Wand Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
Gekromde linin Gewapend prefabbetonsegmenten Betonstaal I Staalvezels
.m 'm I'''''''''' , :1~1~1~1~1~1~1~1~1~1~1~1~1~1~1~11~1~1@ttti1~1~1~1111~111~1~1~1~1~1~1~1~1~1~1~11111111~111~1~1M~1~1~1t
m~~I~~~~~~~nIII~~~~~t~~~;~;i~~~~]
If"
-
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nucleair afval
=
onderdeel
Vereist
= Vereist indien beton wordt verpompt
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders;
tanks voor water, gas en chemicalien
Rapport 3146-1-0
Bijlage G9 ~
N ~
BETONTECHNOLOGISCH ASPECT'
DICHTHEID van VERHARD BETON
Constructie-
Vloer Ondergrondse Functie
Transport en communicatie
constructie
Activiteit Kleine infrastructuur
Onderwaterbeton Betonstaal
onderdeel
Wand Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
Grote infrastructuur
Werken Produceren Recreeren
Verblijf Opslag
(Cl) (C2) (C3)
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nuc1eair afval
=
Extra hoge dichtheidvereist
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders; tanks voor water, gas en chemicalien
Bijlage G10 Rapport 3146-1-0
BETONTECHNOLOGISCH ASPECT.
WATERDICHTHEID
bij hoge (GROND-}WATERDRUK
Constructie-
Vloer Ondergrondse Functie
Activiteit Kleine infrastructuur
Transport en communicatiel
I Grote infrastructuur
Opslag
........
N VI
Onderwaterbeton Ong./staalvezels
Betonstaal
Wand Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
Kleine leidingen Microtunnels Transportleidingen In situ gestorte tunnels Zinktunnel Boortunnel Trein -, metrostations Kantorenj winkels U bouw (Cl C2 C3
-
-
Verblijf
(Cl) (C2) (C3)
constructie
onderdeel
Musea; theaters; sportcentraj bioscopenj restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken; archieven; nucleair afval
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders;
=
Absoluut waterdcht OOtonvereist
=
Beperkte vochttoetredng $Oms, afhankelijk van de functie of activiteit, geen OOzwaar
tanks voor water, gas en chemicalien
Rapport 3146-1-0
Bijlage G11 ~
N 0\
BETONTECHNOLOGISCH ASPECT'
VOLUMIEKE MASSA van het BETON
Constructie- onderdeel Vloer Ondergrondse constructie Functie
Transport en communicatie
Activiteit Kleine infrastructuur
Onderwaterbeton
-
Ong./staalvezels
Betonstaal
Wand Constructiebeton Betonstaal
Constructiebeton Betonstaal
Dak Constructiebeton Betonstaal
Grote infrastructuur
Verblijf Opslag
(CI) (C2) (C3)
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren Bibliotheken; archieven; nucleair afval
voor afvalwaterzuivering);
parkeergarages;
koelhuizen; mestkelders;
tanks voor water, gas en chemicalien
=
Hoge volumieke massa soms gewenst, in geval van constructies onder de waterspiegel
=
Hoge volumieke massa soms ongewenst (bijv. LV.m. drijfvennogen tijdens transport versus opdrijfvennogen definitief)
Bijlage G12 Rapport 3146-1-0 BETONTECHNOLOGISCH ASPECT'
DUCTILITEIT (HOGE BREUKREK) van GEWAPEND BETON NA SCHEURVORMING
ConstructieVloer Ondergrondse Functie
constructie
Activiteit Kleine infrastructuur
Transport en communicatie!
Grote infrastructuur
Onderwaterbeton
In - situ gestorte
tunnels
N I -.1
R
I
0/5
0/5
Zinktunnel
Kantoren; winkels U - bouw
OpsIag
(CI) (CZ) (C3)
Wand Constructiebeton Betonstaal
1
T
R R
T
R
T
R R
1
R R
R
R
R
R
0/5
R
R
R
R
0/5 0/5 0/5 0/5
R R R R
R R R R
R R R R
R R R R
parkeergarages;
archieven; nucleair afval
=
Van belang (bijv. LV.m. opgelegde vervonningen)
=
Mogelijk van belang bij toepassing hoge sterkte beton (zie Bijlage G1)
I=
Rotatiecapaciteit vereist ter plaatse van de aansluitingen
I
Keuze tussen ongewapend of gewapend met staalvezels wordt a.m. bepaald door de vereiste ductiliteit na scheurvonning
=
Gekromde
Constructiebeton Betonstaal
0/5
Musea; theaters; sportcentra; bioscopen; restaurants Energieopslag; afvalverwerking (bijv. schachten en reactoren voor afvalwaterzuivering); Bibliotheken;
Dak
Constructiebeton Betonstaal
Kleine leidingen Microtunnels Transportleidingen
Boortunnel Trein -, metrostations Verblijf
Betonstaal
Ong./staalvezels
onderdeel
koelhuizen; mestkelders;
tanks voor water, gas en chemicalien
linin
