PROJECTGROEP A4: Capaciteitsuitbreiding van de Rijksweg A4 RAPPORT 2: Grondmechanica en Milieu NAAM: Reyndert van Vliet. Inhoudsopgave

© December 2002 Alle 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 fotokopieën opnamen, of op enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de Projectgroep A4 Het college van bestuur van de Hogeschool Alkmaar aanvaardt geen enkele aansprakelijkheid voor schade voortvloeiend uit het gebruik van enig gegeven, hulpmiddel, procédé of enige werkwijze in deze rapporten beschreven.

PROJECTGROEP A4: Capaciteitsuitbreiding van de Rijksweg A4 RAPPORT 2: Grondmechanica en Milieu NAAM: Reyndert van Vliet

Inhoudsopgave Inhoudsopgave.............................................................................................................................. 2 Inleiding ......................................................................................................................................... 3 1 Grondmechanica ........................................................................................................................ 4 1.1 Inleiding ............................................................................................................................... 4 1.2 Geschiedenis van de ondergrond........................................................................................ 4 1.2.1 Pleistoceen ................................................................................................................... 4 1.3 Holoceen.............................................................................................................................. 4 1.3.1 Historie Haarlemmermeer............................................................................................. 5 1.4 Boringen .............................................................................................................................. 5 1.5 Sonderingen ........................................................................................................................ 6 1.6 Bepalen van de maximale draagkracht ............................................................................... 6 1.7 Maximale draagkracht op het funderingsoppervlak............................................................. 6 1.8 Fundering op palen............................................................................................................ 10 1.9 Zetting................................................................................................................................ 13 2 Milieu ........................................................................................................................................ 17 2.1 Geluidszone....................................................................................................................... 17 2.2 Geluidsberekening............................................................................................................. 18 2.3 Uitbreiding van de A4 op huidig niveau............................................................................. 19 2.4 Geluidsniveau van de A4................................................................................................... 20 2.5 Geluidsniveau van de LAB ................................................................................................ 21 2.6 Gemiddeld geluidsniveau .................................................................................................. 21 2.7 Geluidsbeperkende maatregelen ...................................................................................... 21 2.8 Kwel ................................................................................................................................... 21 3 Conclusie.................................................................................................................................. 24 4 Verklarende woordenlijst.......................................................................................................... 25 5 Lijst van figuren en tabellen ..................................................................................................... 27 5.1 Figuren............................................................................................................................... 27 5.2 Tabellen ............................................................................................................................. 27 6 Literatuurlijst ............................................................................................................................. 28 6.1 Boeken............................................................................................................................... 28 6.2 Websites ............................................................................................................................ 28 7 Bijlage....................................................................................................................................... 29 7.1 Bijlage 1: Boring en Sondering .......................................................................................... 29

2 Inhoudsopgave


Inleiding De LAB zal in de middenberm geplaatst worden op kolommen boven de A4. In dit rapport zal het grondmechanische deel behandeld worden. Er zal gekeken worden naar de draagkracht van de grond en de zetting. Hiervoor moet eerst de structuur van de ondergrond beschreven worden, dit is nodig om de grondlagen van de boorstaten beter te kunnen begrijpen. De bijlage die bij dit rapport is gevoegd is afkomstig van het NITG te Utrecht. Dit is een bedrijf wat gespecialiseerd is in het vervaardigen van kaartbladen. De kaartbladen die voor dit project nodig waren, hadden zij echter nog niet af. Hierdoor moest er een boring en sondering van de Haarlemmermeer worden opgehaald. De draagkracht van de ondergrond zal berekend worden doormiddel van een berekening uit de NEN 6744 en met behulp van tabel 1 uit de NEN 6740. Het totale gewicht van de LAB zal hiervoor bepaald worden door het nemen van een aantal aannames. In het rapport komen er drie typen van fundering ter sprake, hieruit volgt een berekening van de benodigde fundering. Bij het begin van de LAB en de toe- en afritten van de LAB na Burgerveen komen grond ophogingen. Hiervoor moet een zettingsberekening gemaakt worden voor de uiterste belasting. Voor het onderdeel milieu zal het geluidsniveau bekeken worden wat er geproduceerd wordt in 2020 op de A4 en LAB samen en op de A4 wanneer er op huidig niveau uitgebreid wordt. Deze geluidsverschillen worden vergeleken met het uiterste geluidsniveau wat nu toegestaan is in een buitenstedelijk gebied. Dit is op het moment nog 65dB(A) maar zal in de toekomst 60dB(A) worden. Er wordt dus berekend of het geluidsniveau onder de nieuwe norm kan komen. Het laatste hoofdstuk behandelt het onderwerp kwel, dit is een groot probleem in de Haarlemmermeer in verband met zout water dat door de ondergrond omhoog komt. Omdat er in dit gebied veel gebouwd wordt, en daarbij de ondergrond door bijv. heipalen doorboord wordt neemt dit probleem in de toekomst alleen maar verder toe.

3 Inleiding


1

Grondmechanica

1.1

Inleiding Om enig inzicht te krijgen in de draagkracht van de grond, voor de in het midden te plaatsen LAB en de op en afritten na Burgerveen, moet er eerst onderzocht worden wat er onder het maaiveld voor grondsoorten te vinden zijn. De grondlagen die men tijdens een sondering in de Haarlemmermeer tegenkomt zijn in het verre verleden ontstaan. Er zijn in het verleden verschillende periodes te onderscheiden welke beïnvloed werden door het toen heersende klimaat in Nederland. Wanneer deze perioden bekeken woden, samen met de boring en sondering van de A4 (zie bijlage 1), is het duidelijker wat er in de ondergrond van de Haarlemmermeer zit. Om het ontstaan van deze lagen uit te leggen moet er miljoenen jaren terug in de tijd gekeken worden. Door te kijken naar deze verschillende tijdsperioden en het ontstaan van de verschillende grondlagen kan men de grondboringen en de gegevens daaruit beter interpreteren.

1.2

Figuur 1: Ligging van het Pleistoceen t.o.v. NAP

Geschiedenis van de ondergrond Het landschap van Nederland is gevormd tijdens het jongste geologische tijdperk, het Quartair. Dit is de periode van 2½ miljoen jaar geleden tot het heden. Tijdens het Quartair zijn er een aantal glacialen (ijstijden), afgewisseld door interglacialen (warmere perioden) geweest. Het Quartair is onderverdeeld in twee perioden, het Pleistoceen en het Holoceen. Het Pleistoceen was van 2½ miljoen jaar tot 10.000 jaar geleden en het Holoceen is van 10.000 jaar geleden tot nu.

1.2.1

Pleistoceen De eerste ijstijd was het Preglaciaal. Hierin daalde de zeespiegel en door sedimentatie van de rivieren werd het landschap opgehoogd. Hierna kwam het Saalien (dit is de tweede ijstijd). Tijdens deze ijstijd was het ijs tot de lijn Vogelenzang en Nijmegen in Nederland te vinden. Het ijs was dus ook deels in de Haarlemmermeer te vinden. Tijdens het Postglaciaal (derde ijstijd) kwamen de gletsjers tot in Denemarken. Doordat de Noordzee een laag waterpeil had en de wind uitsluitend Noordwest was, waaide er zand het land op. De afzettingen van de drie ijstijden heten nu het Pleistoceen, op deze harde zandlaag worden tegenwoordig vaak de palen van een gebouw geheid. In figuur 1 is de diepte van het Pleistoceen te zien ten opzichte van NAP. In de Haarlemmermeerpolder is het Pleistoceen op ongeveer 9 tot 12 meter onder NAP zou moeten zitten.

1.3

Holoceen Door de temperatuurstijging steeg de zeespiegel en half Nederland was bedekt met moerasplanten. Dit zorgde voor de eerste laag van het Holoceen: het basisveen. Door het afzetten van zand langs de huidige kustlijn ontstonden strandwallen, doordat de wind zand op deze strandwallen afzette werden de lage duinen gevormd (oude duinen). Achter de strandwallen ontstond een laag van zeeklei (oude zeeklei) door de afzetting van zand die door de zee werd neergelegd.

4 Grondmechanica


Achter de kustlijn met de oude duinen ontstond een waddengebied waarvan de Haarlemmermeer deel uit maakte. In dit waddengebied werd zeeklei en zand afgezet. De zeespiegel daalde weer waarna de kustlijn sloot en er moerassen ontstonden. Door deze moerassen ontstond hier een veenlaag. Ongeveer 2000 voor Chr. drong de zee het land binnen en sloeg grote delen van het veen weg. In plaats hiervan kwam jonge zeeklei te liggen. Later ontstonden de jonge duinen doordat de wind zand het land opblies.

1.3.1

Historie Haarlemmermeer In de periode van de 13e tot de 18e eeuw kregen wind en water zoveel invloed op het meer dat het steeds groter werd. In 1800 was het totale oppervlak van het meer ruim 18.500 ha. De steden Amsterdam en Leiden kregen steeds meer te maken met wateroverlast uit het meer. In 1845 werd begonnen met het graven van een ringvaart om de Haarlemmermeer heen. In dit zelfde jaar begon het stoomgemaal Leeghwater met proefdraaien. In 1849 werden de gemalen Lijnden en Cruquius in werking gesteld. Zo ontstond in 1852 de Haarlemmermeerpolder. Door middel van een Hoofdtocht, zes dwarstochten, sloten en tochten wordt de polder samen met de gemalen nog steeds droog gehouden.

1.4

Boringen Een boring wordt gedaan wanneer men de grondlagenopbouw van de bodem wil weten. Wanneer men een boring gaat maken in de grond zal men de meeste lagen die in de voorgaande twee paragrafen zijn genoemd tegen komen. De boringen die in bijlage 1 staan zijn allen zogenaamde “Pulsboringen” en zijn op het traject van de A4 gemaakt. Een Pulsboring is een boring waarbij een boorbuis de grond in wordt gebracht, de grond wordt door middel van pulsen verwijderd uit de boorbuis. Een puls is een buis met aan de onderzijde een terugslagklep, die naar binnen open gaat (zie figuur 2). Door de puls beurtelings tot beperkte hoogte op te trekken en weer te laten vallen wordt de grond van de bodem van het boorgat losgewoeld en met het water van het boorgat vermengd tot een vloeibare massa. Dit mengsel dringt vervolgens de puls binnen. De terugslagklep onder in de puls zorgt bij het ophalen dat deze vloeibare massa niet uit de puls stroomt.

Figuur 2: Principe detail Pulsboring (Bron: home.tiscali.nl)

Figuur 3: Principe tekening Pulsboring (Bron: home.tiscali.nl)

Classificatie van de grondsoorten wordt gedaan op basis van het in de puls aangetroffen mengsel. In figuur 3 staat een principe tekening van een pulsboring. In Bijlage 1 staat een boorstaat die aangenomen wordt als standaard boorprofiel voor de gehele A4, die voor dit project gebruikt zal worden. Op de boorstaat is af te lezen dat het Pleistoceen 11 meter onder NAP te vinden is.

5 Grondmechanica


1.5

Sonderingen Een sondering is een methode van terreinonderzoek die bestaat uit het in de grond drukken van een staaf waarbij de kracht die daarvoor nodig is gemeten wordt. De staaf bestaat uit een conus en een kleefmantel. De sonderingsresultaten wordt vooral gebruikt voor een indicatie van de grondopbouw en voor de bepaling van het draagvermogen van palen (dit volgt uit de conusweerstand). Bij de boring die in bijlage 1 is aangegeven is ook een sondering uitgevoerd. Deze twee gegevens samen worden gebruikt om een verder grondonderzoek te verrichten naar het draagvermogen, de zetting en de funderingslaag voor de palen. In figuur 4 is een standaard sondeerprofiel weergegeven.

1.6

Bepalen van de maximale draagkracht De maximale draagkracht is: de maximale door de grond uitgeoefende weerstandskracht bij indringing van het funderingselement in de grond. De draagkrachtberekening is nodig om te zien of de grond voldoende draagkracht heeft. Als de draagkracht te klein is dan bezwijkt de grond en zal een zettingsberekening overbodig zijn en zal er niet op staal gefundeerd kunnen worden, maar moet er op palen worden gefundeerd. De draagkracht zal berekend worden volgens NEN 6744. De draagkracht wordt bekeken door een kracht te laten werken die op een plaat drukt.

1.7

Maximale draagkracht op het funderingsoppervlak De berekening wordt gedaan met een maximale draagkracht loodrecht op de fundering, met een belasting Fs;v;d. Er wordt uit gegaan van een gedrainde toestand en hiervoor moet volgens 5.2.3.2 van NEN 6744 gekozen worden uit drie gevallen. Figuur 4: Principe detail Sondering Voor de berekening die hier gemaakt wordt zal geval b (Bron: www.mathys-bvba.be) gehanteerd worden. In geval b wordt verwezen naar 5.2.4.3 van NEN 6744, hierin staat: De parameters in de gedrainde toestand moeten voor een gelaagde grondslag tussen het funderingsvlak en de maatgevende invloedsdiepte zijn bepaald als gewogen parameters, waarbij de invloedsdiepte (te) gelijk gesteld moet zijn aan 1,5 Bef. De berekening is gebaseerd op de gegevens uit de boringen en sonderingen van het NITG te Utrecht. In bijlage 1 is de boring weergegeven welk gebruikt is voor de draagkrachtberekening. Er wordt uitgegaan van een fundering met een breedte van 3,0 meter en een lengte van 3,0 meter Æ Bef=Lef=3,0 meter (zie figuur 5). Aef= Bef x Lef =3,0 x 3,0= 9,0 m2

Figuur 5: Funderingsplaat

De grondgegevens kunnen met behulp van de sondering, de boring en tabel 1 uit NEN 6740 bepaald worden. Volgens 5.2.4.3 van NEN 6744 moeten de lagen die binnen een diepte van 1,5Bef vallen meegerekend worden voor de draagkracht berekening. In dit geval zijn dat dus vijf lagen die meetellen. De gegevens van de lagen zijn in tabel 1 te vinden.

6 Grondmechanica


Kleiig zand Klei Kleiig zand Zand Kleiig zand

Laag dikte 0,7 m 0,3 m 1,2 m 0,6 m 2,2 m

Ysat 19 16 20 20 19

Cp 650 12 250 600 50

Cs 130 450

Ø’ c’ 27,5 17,5 35 27,5 32,5 27,5 0,5

Tabel 1: Grondgegevens (Bron: NEN 6740)

De volgende formule wordt gebruikt voor de draagkracht loodrecht op het funderingsvlak: Fr;v;d = σ’max;d Aef waarbij: σ’max;d = c’e;d Nc sc ic + σ’v;z;o;d Nq sq iq + 0,5 γ’e;d Bef Ny sy iy Voor de formule van σ’max;d geheel kan worden ingevuld moeten er eerst nog andere berekeningen worden gemaakt. Xi moet worden berekend om de volgende drie formules te kunnen berekenen: 1.

Ø’e;d = ∑ Hi Øi;d Xi ∑ Hi Xi

2.

γ’e;d = ∑ Hi γi;d Xi ∑ Hi Xi

3.

c’e;d = ∑ Hi ci;d Xi ∑ Hi Xi waarbij: Xi =te + 0,5Hi - ∑ Hj Berekening van de invloedsdiepte: te = 1,5Bef = 4,5 meter Onder de fundering moeten dus 5 grondlagen worden beschouwd ten behoeve van de bepaling van de maximale draagkracht, waaruit volgt: H1 = 0,7 m Ø’1;d = 27,5˚ γ’1;d = 21 – 10 = 11 kN/m3 H2 = 0,3 m Ø’2;d = 17,5˚ γ’2;d = 16 – 10 = 6 kN/m3 H3 = 1,2 m Ø’3;d = 26˚ γ’3;d = 10 – 10 = 10 kN/m3 H4 = 0,6 m Ø’4;d = 27,5˚ γ’4;d = 10 – 10 = 10 kN/m3 H5 = 2,2 m Ø’5;d = 27,5˚ γ’5;d = 19 – 10 = 9 kN/m3 = 4,15 m X1 = 4,5 + 0,5 x 0,7 – 0,7 X2 = 4,5 + 0,5 x 0,3 – (0,7 + 0,3) = 3,65 m X3 = 4,5 + 0,5 x 1,2 – (0,7 + 0,3+ 1,2) = 2,9 m = 2,0 m X4 = 4,5 + 0,5 x 0,6 – (0,7 + 0,3 + 1,2 + 0,6) X5 = 4,5 + 0,5 x 2,2 – (0,7 + 0,3 + 1,2 + 0,6 + 2,2) = 0,6 m Voor de hierboven staande formule geldt dat de hulpvariabele X niet groter mag zijn dan te.

7 Grondmechanica


De rekenwaarde voor het gewogen gemiddelde van de effectieve hoek van inwendige wrijving kan nu worden uitgerekend: Ø’e;d = ∑ Hi Øi;d Xi = 27,5˚ ∑ Hi Xi = 0,7x 27,5 x 4,15 + 0,3 x 17,5 x 3,65 + 1,2 x 27,5 x 2,9 + 0,6 x 32,5 x 2,0 + 2,2 x 27,5x 0,6 (0,7 x 4,15) + (0,3 x 3,65) + (1,2 x 2,9) + (0,6 x 2,0) + (2,2 x 0,6) = 27,0˚ Uit de tabel 1 van NEN 6744 zijn de gegevens voor de draagkrachtfactoren Nc, Nq en Ny te vinden: Nc = 25 Nq = 14 Ny = 14 De vormfactor voor de invloed van de gronddekking: sq = 1 + Bef sin Ø’e;d Lef = 1 + 3/3 sin 27,0 = 1,41 De vormfactor voor de invloed van de cohesie: sc = sq Nq –1 Nq –1 = 1,41 x 14 –1 = 1,44 14-1 De vormfactor voor de invloed van het effectieve gewicht van de grond onder het funderingsoppervlak: sy = 1 – 0,3 Bef Lef = 1 – 0,3 x 1 = 0,7 γ’e;d is de rekenwaarde voor het gewogen gemiddelde van het effectieve volume gewicht, in kN/m3. γ’e;d = ∑ Hi γi;d Xi ∑ Hi Xi = 0,7 x 9 x 4,15 + 0,3 x 6 x 3,65 + 1,2 x 10 x 2,9 + 0,6 x 10 x 2,0 + 2,2 x 9 x 0,6 0,7 x 4,15 + 0,3 x 3,65 + 1,2 x 2,9 + 0,6 x 2,0 + 2,2 x 0,6 = 9,10 kN/m3 Om de gegevens van ic, iq en iy te kunnen berekenen moeten eerst de horizontale en verticale belasting op de ondergrond worden berekend. De horizontale kracht wordt later in deze paragraaf berekend. De verticale kracht op het vlak is als volgt berekend: Op figuur 6 is een simpele doorsnede te zien, hoe het ongeveer moet worden. De kubieke meters zijn in figuur 6 afgebeeld, de overspanning de LAB van kolom tot kolom is gesteld op 10 meter. De oppervlaktes van de constructie zijn in AutoCad opgemeten: Het betonnen middenstuk wat op de kolommen rust heeft een oppervlakte van 10,4 m2 Over een lengte van 10 meter wordt dit dus: 10 x 10,4 = 104 m3 2 Het asfalt voor de weg is 0,8 m dit wordt: 10 x 0,8 = 8 m3 De kolom heeft met een doorsnede van 1,00m en hoogte van ongeveer 5m: π x r2 x 5 = 4 m3 Op de LAB mag geen vrachtverkeer rijden. Voor de belasting worden dus personenauto’s gebruikt. Op beide rijbanen staan tijdens file vier auto’s op de LAB. Gemiddeld weegt een auto 1500 kg, dus 15kN: 15 x 8 = 120kN De stalen delen die aan het betonnen deel worden opgehangen wordt gesteld op 1000kN per deel, dit is een aangenomen waarde omdat de constructie niet wordt berekend tijdens dit afstudeerproject, dit komt dus op een totaal gewicht van: 1000 x 2 = 2000kN

8 Grondmechanica


De kracht die op de plaat drukt is dus, drie volumes bij elkaar maal de soortelijke massa van beton: Fs ;v ;d = ((104 + 8 + 4) x 24 kN/m3) + 120kN + 2000kN = 4904kN Beton 104 m3 Asfalt 8 m3

Staal 1000 kN

Staal 1000 kN Kolom 4 m3

Figuur 6: Principe detail LAB met volume/massa

De maximale in horizontale richting De verticale kracht die op de LAB werkt is nu bekend. Om de draagkracht van de grond onder de LAB verder te berekenen moet ook de horizontale kracht die op de LAB werkt berekend worden: De horizontale kracht Fs;h;rep die op de LAB werkt komt uit de belasting van de auto’s die over de LAB rijden en ook door de wind belasting die op de weg werkt. De horizontale belasting wordt op 500 kN gesteld. De veiligheidsfactor voor windbelasting is: γf;g = 1,3 (wind). Fs;h;d = 1,3 x 300 = 650 kN De maximale draagkracht in horizontale richting: Sh;d = Fs;v;d x tan δs;d tan δs;d

= 2/3 x φ’d = 2/3 x 27° = 18

Sh;d

= 4904 x tan 18 = 1425 kN

Fs;h;d ≤ Sh;d

650 ≤ 1425 kN

Nu de krachten Fs;v;d en Fs;h;d bekend zijn kan de volgende berekeningen gemaakt worden: iq is de reductiefactor voor de helling van de belasting op de invloed van de gronddekking. iq =1Fs;h;d . Fs ;v ;d + Aef x c’e;d x cot Ø’e;d =1650 . 4904 + 9 x 0 x cot 27,5 = 0,87 ic is de reductiefactor voor de helling van de belasting op de invloed van de cohesie. ic = iq Nq – 1 Nq – 1 = 0,87 x 14 – 1 14 – 1 = 0,86 iy is de reductiefactor voor de helling van de belasting op de invloed van het effectieve gewicht van de grond onder het funderingsoppervlak. Iy = iq = 0,87

9 Grondmechanica


De rekenwaarde voor de oorspronkelijke verticale korrelspanning: σ’v;z;o;d= 0,7 x 19 + 0,3 x 16 + 0,3 x 18 – 1,3 x 10 = 45,3 kN/m2 Nu de gegevens bekend zijn, om de maximale funderingsdruk op het effectieve funderingsoppervlak, kan deze ingevuld worden: σ’max;d = c’e;d Nc sc ic + σ’v;z;o;d Nq sq iq + 0,5 γ’e;d Bef Ny sy iy = 0 x 25 x 1,44 x 0,86 + 10,5 x 14 x 1,41 x 0,87 + 0,5 x 9,1 x 3 x 14 x 0,7 x 0,87 = 297kPa Met dit resultaat kan de Fr;v;d uitgerekend worden, Fr;v;d is de rekenwaarde van de draagkracht loodrecht op het funderingsvlak. Fr;v;d = σ’max;d Aef = 297 x 9 = 2673 kN Fs;v;d ≤ Fr;v;d

4904 ≤ 2673 kN

voldoet niet

Wanneer er gekeken wordt naar kijken naar de andere sonderingen zijn deze nagenoeg hetzelfde als sondering die voor de som hierboven zijn gemaakt. Er kan hieruit geconcludeerd worden dat ook op deze plaatsen de draagkracht van de grond te zwak is. De LAB kan dus niet op staal gefundeerd worden, er zal dus gebruik gemaakt moeten worden van een palenfundering. De LAB kan dus niet op staal gefundeerd worden, wat nog meer een rol speelt is de stabiliteit van de LAB. Het wegdek zal nooit aan beide kanten even veel gewicht hebben, hierdoor ontstaat er een kans dat de constructie gaat kantelen.

1.8

Fundering op palen Uit de draagkracht berekening is dus gebleken dat een fundering op staal niet uitvoerbaar is, vanwege het feit dat de grond te slap is om de kracht van de LAB op te vangen. De fundering die nu bekeken wordt is een fundering met één paal die in de grond wordt gemaakt: “de schroefpaal”. Deze paal wordt gemaakt door eerst een gat te boren en deze te vullen met beton en vervolgens een wapeningskorf in het beton te laten zakken (zie figuur 7), en na verhalding zijn steun zal vinden op het Pleistocene zand. Het principe van een schroefpaal gaat als volgt (zie ook figuur 7): 1. Met behulp van schroefdraad aan de punt van de boor wordt er een gat geboord in de grond. Het midden van de boor bestaat uit een holle pijp (de holle kern). 2. Boven het schroefdraad zit een grondverdringende kegel die de grond tegen de wanden van het gat duwt. Figuur 7: Principe van een schroefpaal 3. Op het moment dat de boor de (www.vroom.nl) gewenste diepte heeft wordt de boor teruggetrokken. 4. Tijdens het terugtrekken van de boor wordt door de holle kern beton geperst. 5. Door de grondverdringende kegel boven het schroefdraad komt er aan de oppervlakte geen grond vrij. 6. Het gat is nu geboord en geheel gevuld met beton. 7. Nadat de boor uit het gat is weggehaald wordt er meteen wapening in het beton afgezakt.

10 Grondmechanica


Door het gebruiken van deze schroefpalen hoeft de lengte van de palen niet bepaald te worden. Voor elke paal kan de lengte van de paal tijdens de uitvoering bepaald worden. Op het moment dat er voldoende stuit wordt bereikt is de diepte van de paal voldoende. Het gebruik van een schroefpaal is echter niet haalbaar, aldus een deskundige op het gebied van grondmechanica van Unihorn b.v., omdat de grond onder de paal niet verdicht is en hierdoor een grote zettingen kan ondervinden waardoor de paal zal zakken. Dit komt doordat de schroefpaal geen grond onder de paal verdringt en dit dus niet zal verdichten. Dit verdichten gebeurd alleen bij de wanden van de boorschacht d.m.v. de kegel die aan de boor zit. Hierdoor ontstaat minder kleef om de paal heen. Met het gebruik van geheide of geperste palen komt er minder zetting voor en hoeft het gewicht niet aangepast te worden op de palen, maar kan het aantal palen aangepast worden op het gewicht. Het is dus noodzakelijk om een geheide paalfundering te gebruiken. De paalfundering van de LAB zal berekend worden met de sondering die in bijlage 1 is gegeven. Voor de draagkracht van de paal levert de hele doorsnede van de paalvoet het grootste aandeel aan de draagkracht. Ook de schachtwrijving kan hier aan bijdragen. Als de resultante van de schachtweerstand in opwaartse richting is, is er sprake van positieve kleef. De puntweerstand en de positieve kleef samen vormen het nuttige draagvermogen van de paal. De maximale sonderingwaarde wordt gesteld op 15 MN/m2, wanneer deze waarde van de sondering meer dan een meter achtereen in de grond voorkomt. Puntweerstand Om de puntweerstand Æ stuit uit te rekenen moet de volgende formule worden uitgewerkt: Pr;max;punt = [0,5 x αp x β x s x {(qcI + qcII)/2 +qcIII}] D = 0,3 m Pr;max;punt αp β s qcI qcII qcIII Deq

= maximale puntweersand; = paalklassefactor = 1 voor verdringend ingebrachte palen; = vormfactor in verband met de verhouding van punt- en schachtafmeting = 1 voor de gladde paal; = 1 voor de vierkante paal; = het laagst gemiddelde van de conusweerstand dat over het traject tussen 0,7Deq en 4Deq onder het paalpuntsniveau berekend kan worden Deq = de paaldoorsnede; = de gemiddelde minimale conusweerstand die van onderen naar boven binnen hetzelfde traject als bij I over 0,7Deq en 4Deq berekend wordt; = de gemiddelde minimale conusweerstand over het traject 8Deq boven het paalpuntniveau; = is de middellijn of de kleinste dwarsafmeting van het paalpuntoppervlakte.

Deq

=1,13 a√(b/a) =1,13 0,3(√(0,3/0,3) = 0,339

4D 8D

= 1,356m = 2,712m

qcI qcII qcIII

= 15,00 N/mm2 = 15,00 N/mm2 = 15 x 1,72 + 5,88 x 0,992 2,712 = 11,66 N/mm2

= [0,5 x αp x β x s x {(qcI + Pr;max;punt qcII)/2 +qcIII}] = 0,5 x 1 x 1 x 1 x {(15 + 15)/2 + 11,66}] = 13,33 MN/m2 qcI qcII

Figuur 8: Principe sondering van bijlage 1

Æ 15 MN/m2 (zie figuur 8) Æ 15 MN/m2 (zie figuur 8)

11 Grondmechanica


qcIII

Æ 11,66 MN/m2 (zie figuur 8)

Fr;max;punt

= Pr;max;punt x Aschacht = 13,33 x 103 x 0,3 x 0,3 = 1200kN

Positieve kleef Dit is ook wel de schachtweerstand. De berekening van de positieve kleef moet zijn gebaseerd op de een percentage van de gemiddelde conusweerstand. Het percentage is voor heipalen is 1,0 %. Fr;max:schacht

= O x d x qc x αs

Fr;max:schacht O d qc αs

= de positieve kleef in kN; = de omtrek van de paal in meters (= 1,2 m); = de dikte van de weerstandbiedende laag in meters (= 5,0 m); = de sondeerwaarde, gemiddeld over de hoogte van de weerstandbiedende laag in kN/m2 (11000 kN/m2); = 0,010 voor gladde palen.

Fr;max:schacht

= 1,2 x 5,0 x 11000 x 0,010 = 660kN

Veiligheid van de heipaal Fveilig e.g. paal Lpaal Lpaal;nat γbeton γwater

= veiligheidsfactor voor de paal voor de kans op bezwijking 1,2; = eigengewicht van de paal; = lengte van de paal; = lengte van de paal wat onder water zit; = soortelijk gewicht van beton 24 kN/m3; = soortelijk gewicht van water 10 kN/m3.

e.g. paal

= Opaal x lpaal x γbeton – Opaal x Lpaal;nat x γwater = 0,32 x 12 x 24 – 0,32 x 11 x 10 = 16,02kN

Fveilig

= 0,75 x (1200 + 660) – 1,2 x 16,02 1,25 = 1097kN

Figuur 9: Palenplan

12 Grondmechanica


Negatieve kleef Voor het berekenen van de negatieve kleef wordt gebruik gemaakt van de volgende formule: Fs;nk;d = γf x 0,25 x σ’v x Aschacht = 1,0 x 0,25 x (0,7 x 6,3 +0,3 x 15,15 + 0,3 x 20,4 + 0,9 x 27,6 + 0,6 x 35,1 + 2,2 x 50,6 + 0,7 x 77,75 + 0,4 x 96,9 + 0,4 x 103,8) x 2 x π x 0,25 = 0,25 x 307 x 0,3 x 0,3 = 7kN Bezwijkbelasting van de paal Voor de paal moet gelden: Fs;d ≤ Fr;d Fr;d Fr;d

= Fveilig - Fs;nk;d = 1097 – 7 = 1090kN Om het aantal palen te berekenen die nodig zijn om de hele constructie te kunnen dragen moet de belasting van de LAB gedeeld worden door Fr;d.

4904 = 4,5 palen 1090 Er zijn dus 5 heipalen van 0,3 bij 0,3 meter nodig om de kolom van 1,0 meter doorsnede met hierop steunend een overspanning van 10 meter te ondersteunen. Het palen plan ziet er uit als in figuur 9 en 10 zijn aangegeven. De middelste paal zal loodrecht naar beneden gaan, de vier anderen zullen als schoorpalen worden geheid. Dit betekent dat de palen schuin geheid worden, de vier palen die in dit ontwerp worden geheid zullen 1:20 de grond in worden geslagen. Het schuin slaan van de palen heeft als doel windbelastingen of gewichtsverschillen op de weghelften van de LAB op te vangen.

1.9

Zetting

Figuur 10: Langsdoorsnede van de fundering

De zetting van de grond is een belangrijke factor voor het bepalen of en hoeveel de grond gaat zetten wanneer er een belasting op de grond wordt geplaatst. De boring die bij de sondering staat aangegeven in bijlage 1 wordt gebruikt voor de berekening van de zetting. Van de eerste boringen die in de bijlage staan zal de zetting worden uitgewerkt. Voor het berekenen van de korrelspanning zal tabel 2 bekijken worden. De gegevens uit tabel 2 komen uit tabel 1 van NEN 6740.

Kleiig zand Klei Kleiig zand Zand Kleiig zand Zandig klei Veenig klei Veen Pleistoceen

Laag dikte 0,7 m 0,3 m 1,2 m 0,6 m 2,2 m 0,7 m 0,4 m 0,4 m

Ydr

Ysat

Cp

Cs

Ø’

C’

17 16 18 17 -

20 20 19 15 15 12

650 12 250 600 50 10 10 7,5

130 450 110 40 30

27,5 17,5 27,5 32,5 28 22,5 15 15

35 0,5 0 1 5

Tabel 2: Grondgegevens (Bron: NEN 6740)

13 Grondmechanica


Om de zetting te berekenen moet eerst de korrelspanning berekend worden: • 1e laag σkorrel = γ x hoogte σkorrel = 18 x 0,7 = 12,6 kN/m2 •

2e laag σkorrel = γ x hoogte σkorrel = 17 x 0,3 = 5,1 kN/m2 = 12,6 kN/m2 + 5,1 kN/m2 = 17,7 kN/m2

Van de grondwaterstand is aangenomen dat deze op 5,5 onder NAP ligt, hierdoor wordt laag drie opgedeeld in een droog en een nat deel. •

3e laag σkorrel = γ x hoogte σkorrel = 18 kN/m3 x 0,3 = 5,4kN/m2 = 17,7 kN/m2 + 5,4kN/m2 = 23,1 kN/m2

•

4e laag = γwater x hoogte σwater σgrond = γsatr x hoogte σkorrel = σgrond – σwater

Æ σwater = 10 kN/m3 x 0,9 Æ σgrond = 20 kN/m3 x 0,9 + 23,1 Æ σkorrel = 41,1 kN/m2 - 9 kN/m2

= 9 kN/m2 = 41,1 kN/m2 = 32,1 kN/m2

•

5e laag σwater = γwater x hoogte σgrond = γsatr x hoogte σkorrel = σgrond – σwater


= 6 kN/m2 = 44,1 kN/m2 = 38,1 kN/m2

•



= 22 kN/m2 = 85,9 kN/m2 = 63,9 kN/m2

•

7e laag σwater σgrond σkorrel 8e laag σwater σgrond σkorrel

= γwater x hoogte = γsatr x hoogte = σgrond – σwater


= 7 kN/m2 = 99,4 kN/m2 = 92,4 kN/m2

= γwater x hoogte = γsatr x hoogte = σgrond – σwater


= 4 kN/m2 = 105,4 kN/m2 = 101,4 kN/m2


= 4 kN/m2 = 110,2 kN/m2 = 106,2 kN/m2

•

•


Laag 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Korrelspanning kN/m2 12,6 17,7 23,1 32,1 38,1 63,1 92,4 101,4 106,2

Gemiddeld kN/m2 (0+12,6)/2 (12,6+17,7)/2 (17,7+23,1)/2 (23,1+32,1)/2 (32,1+38,1)/2 (38,1+63,1)/2 (63,1+92,4)/2 (92,4+101,4)/2 (101,4+106,2)/2

Gemiddelde korrelspanning kN/m2 6,3 15,15 20,4 27,6 35,1 50,6 77,75 96,9 103,8

Tabel 3: Gemiddelde spanning per laag

14 Grondmechanica


Figuur 11: Spanningsdiagram

Nu de gemiddelde korrelspanning is berekend kan de zetting worden uitrekenen. De grond zal maximaal met een belasting van 600kN op moeten nemen. Dit is berekend uit de volgende gegevens: zand heeft een volume gewicht heeft van 15 kN/m3 en er komt een ophoging van 5 meter breed en 8 meter hoog. De eindzetting van de grond is bereikt wanneer de belasting 10000 dagen op het maaiveld blijft liggen. De zetting wordt berekend met de volgende formule: z = h(1/Cp+1/Csxlog t/t0)Ln P1/P2 •

1e laag z = 0,7 x (1/650)Ln (606,3/6,3) = 0,0049

•

2e laag z = 0,3 x (1/12 + 1/ 130 Log 10000)Ln (615,15/15,15) = 0,13 m

•

3e laag z = 0,3 x (1/250) Ln (620,4/20,4) = 0,0041 m

•

4e laag z = 0,9 x (1/250) Ln (627,6/27,6) = 0,011 m

•

5e laag z = 0,6 x (1/600) Ln (635,1/35,1) = 0,0029 m

•

6e laag z = 2,2 x (1/50 + 1/450 Log 10000) Ln (650,6/50,6) = 0,16 m

•

7e laag z = 0,7 x (1/10 + 1/110 Log 10000) Ln (677,75/77,75) = 0,21 m

•

8e laag z = 0,4 x (1/10 + 1/40 Log 10000) Ln (696,9/96,9) = 0,16 m

15 Grondmechanica


•

9e laag z = 0,4 x(1/7,5 + 1/30 Log 10000) Ln (703,8/103,8) = 0,20 m

De totale zetting is nu: 0,0049 m + 0,13 m + 0,0041 m + 0,011 m + 0,0029 m + 0,16 m + 0,21 m + 0,16 m + 0,20 m = 0,88 m De zetting die hierboven is uitgerekend is een behoorlijke zetting (0,88 m). Om de grond helemaal te laten uitzetten moet een overbelasting gedurende een periode blijven liggen. Dit kan gedaan worden tijdens de bouw van de LAB zelf zodat er niet gewacht hoeft te worden tot de zetting is voldaan. De LAB heeft na het knooppunt Burgerveen een toe- en afrit tussen de A4 en de LAB. Op deze plek moet naast de rijbaan die richting Rotterdam gaat, een oprit gemaakt worden en aan de andere kant richting Amsterdam een afrit. Bij het begin van de LAB en dus ook het eind hiervan aan de kant van het knooppunt De Hoek zal eerst een grond ophoging komen, waarna vervolgens palen onder de weg komen. Voor deze twee plaatsen zal zetting optreden, omdat alleen hier op het maaiveld een wegdeel wordt aangelegd. De LAB is zelf op palen gefundeerd en zal geen last hebben van zetting, omdat deze op een draagkrachtige laag rust.

16 Grondmechanica


2

Milieu Wegverkeer is de grootste veroorzaker van geluidshinder. Langs de A4 is aan weerszijde ongeveer een kilometer weiland. In deze ruimte staan elf huizen die last kunnen hebben van extra geluidshinder na plaatsing van de LAB. Hierna ligt aan beide kanten een weg waaraan huizen staan. Deze huizen staan te ver weg van de A4 om last van het geluid van de A4 en LAB te hebben. Ondanks dat de bewoners langs deze wegen geen last zullen hebben van het extra geluid wat de A4 en LAB zal produceren zal het geluidsniveau toch berekend worden, want in de Wet Geluidshinder staat dat de geluidsbelasting niet hoger mag worden dan voor de reconstructie. Dit is het zogenaamde “stand still”-principe. Ook zal er gekeken worden naar het geluidsniveau van de A4, met de uitbreiding op het maaiveld. Er zal dus wel degelijk gekeken moeten worden naar de extra geluidshinder die de LAB zal gaan veroorzaken.

2.1

Geluidszone Iedere weg heeft een geluidszone, dit is een aandachtgebied langs de weg waarbinnen de regels van de Wet Geluidshinder toegepast worden. De zone die langs de huidige A4 ligt is 400 meter breed. Na de aanleg van de LAB wordt deze zone, volgens de Wet Geluidshinder voor een weg met meer dan vijf rijstroken, 600 meter. Binnen deze geluidszone voor de gevel van woningen mag de etmaalwaarde van het equivalent geluidsniveau niet hoger zijn dan 65dB(A), binnen een geluidszone in een buitenstedelijk gebied. De geluidszone langs de A4 wordt dus na aanleg van de LAB 600 meter aan weerszijde. Binnen deze zone zijn, na het knooppunt De Hoek elf huizen te vinden die last kunnen hebben van het extra geluid dat de LAB met zich mee brengt. Vijf huizen staan aan de Bennebroekerweg, drie aan de Venneperweg en drie aan de Lisserweg. Geluidshinder beïnvloedt de kwaliteit van het leefmilieu. Te hoge geluidsniveaus kunnen leiden tot gezondheidsproblemen Figuur 12: Geluidsbelasting in Nederland zoals hoofdpijn, vaatvernauwing, (Bron:www.rivm.nl) slaapstoornis, communicatiestoornis en gehoorschade. Het is dus niet goed voor de gezondheid om naast een snelweg te wonen.

17 Milieu


In het hiernaast staande figuur is het geluidsniveau in Nederland weergegeven in dB(A). Als je naar de Haarlemmermeer kijkt zie je dat het gehele gebied dat rondom de A4 ligt, 50 tot 65 dB(A) heeft en dicht bij de A4 zelfs meer dan 65 dB(A). Het streven van de Wet Geluidshinder is om in buitenstedelijke gebieden het geluidsniveau te beperken tot 65dB(A) en naar verwachting zal dit door gebruik van nieuw asfalt (zie rapport Wouter) en stillere auto’s gereduceerd worden tot 60dB(A). Het streven is dan ook om het geluidsniveau te beperken tot 65dB(A). Voor een huis zal het geluidsniveau worden bepaald en bekeken of dit gelijk aan of onder de norm is van de Wet Geluidshinder. Er zal een huis bekeken worden wat binnen de geluidszone staat en een berekening maken van het geluidsniveau. Dit huis staat langs de Venneperweg en heeft een afstand van 300 meter tot de A4. De overlast van de A4 was er al, maar nu komt ook nog het geluid van de LAB erbij.

2.2

Geluidsberekening Het huis op 300 meter vanaf de A4 zal dus bekeken worden. Eerst zal het geluidsniveau van de A4 bekeken worden en daar na die van de LAB. Het bijzondere aan de berekening is dat er twee wegen apart moeten worden berekend, omdat allebei de wegen apart gezien kunnen worden. Dit vanwege het hoogte verschil van de wegen en omdat ze hun eigen geluid produceren. Deze twee niveaus zullen bij elkaar gevoegd worden en bekeken of het geluid onder de 65dB(A) komt. Wanneer dit het geval is dan hoeven er geen geluidsbeperkende maatregelen gehanteerd worden. Als de 65 dB(A) wordt overschreden dan zal er een berekening gemaakt worden hoe hoog een geluidswal moet worden om het gewenste geluidsniveau te behalen. De berekening die gebruikt wordt, komt uit het dictaat Verkeersgeluid van de Hogeschool INHOLLAND Alkmaar. Om deze berekening voor het geluidsniveau te mogen gebruiken moet de weg aan acht voorwaarden voldoen: 1 – De weg moet recht zijn Hieronder wordt verstaan dat de bocht van de weg niet groter is dan de helft van de afstand van waarnemer tot weg, over een bepaalde lengte.

Figuur 13: Bochting van een weg

2 – Afscherming van geluid Tussen de waarnemer en het wegdek mag geen afscherming plaatsvinden van het geluid. 3 – Weghoogte. De weg mag binnen het beschouwde wegdeel geen hoogteverschil hebben van 3 meter ten opzichte van het gemiddelde van de weg. 4 – Weghelling Er mogen geen belangrijke hellingen in de weg zitten. 5 – Wegdek Het wegdek mag geen verschillende verhardingen hebben tussen klinkers, asfalt of beton. 6 – Intensiteit en verkeerssamenstelling De doorstroming van het verkeer mag niet veranderen door het tussenvoegen van verkeer. 7 – Snelheid De snelheden die op de weg gereden worden door de voertuigen mogen niet lager zijn dan 30 km/h. 8 – Afstand De rekenmethode is op alle afstanden geldig binnen de geluidszone van de Wet Geluidshinder die langs de weg gelegen is.

18 Milieu


De hierboven staande voorwaarden zijn allen van toepassing op de A4 en de LAB. Dit betekent dat het geluidsniveau berekend kan worden zonder enige aanpassingen aan de formules die in het dictaat staan. Eerst zal gekeken worden hoe hoog het geluidsniveau van de A4 is met uitbreiding van twee rijstroken op huidig niveau.

2.3

Uitbreiding van de A4 op huidig niveau Wanneer de A4 op huidig niveau zal worden uitgebreid zal er een ander geluidsniveau uit de geluidsberekening komen dan die van de A4 en de LAB samen. Er zal bekeken worden wat het verschil is van de twee niveaus. Het aantal voertuigen wat op de A4 rijdt is volgens de HBM ter hoogte van de Venneperweg 22075 voertuigen per uur in de spits. Het vrachtverkeer is hier niet bij inbegrepen. Volgens het dictaat Verkeersgeluid van de Hogeschool INHOLLAND is 45% vrachtverkeer. Dit betekent dat 0,45 X 22075 = 9934 voertuigen vrachtverkeer zijn. Dit betekent dat er 9934 zware voertuigen rijden die tot de categorieën middelzwaar en zwaar vrachtverkeer behoren. De 9934 zware voertuigen zijn ingedeeld in 6500 middelzware voertuigen en 3434 zware voertuigen. Het aantal motorvoertuigen is gesteld op 178.

Elv Emv Ezv Emr

A4 met 6 rijstroken in de spits 21897 6500 3434 178

A4 met 6 rijstroken in de nacht 2180 650 343 18

Het geluidsniveau langs de rijksweg is te berekenen door middel van de volgende formule: LAeq = E + Cwegdek + Ckruising + Creflectie – Dafstand – Dlucht – Dbodem – Dmeteo Elke term hangt samen met een bepaald verschijnsel: E = emissiegetal (maat voor de bronsterkte, afhankelijk van de intensiteit, de snelheid en de verkeerssamenstelling) = correctie samenhangend met de aard van het wegdek Cwegdek Ckruising = correctie in verband met optrekkend verkeer nabij kruisingen Creflectie = correctie in verband met reflectie tegen bebouwing Dafstand = verzwakking afhankelijk van de afstand Dlucht = verzwakking in verband met luchtdemping = verzwakking door de bodem Dbodem Dmeteo = correctie in verband met meteorologische invloed Voor de hierboven uitgelegde termen moet eerst een waarde worden uitgezocht. Dit gebeurt aan de hand van de rekenmethode die in het dictaat Verkeersgeluid staat. Het emissiegetal E gvolgt uit de volgende formule met de volgende gegevens: Lichte voertuigen (Elv); Middelzware voertuigen Emv); Zware voertuigen (Ezv); Motorrijwielen (Emr).

Dafstand Dlucht Dbodem Dmeteo

= 10log x (10Elv/10 + 10Emv/10 + 10Ezv/10 + 10Emr/10) = ∆Lm x + b x log(vm/v0) = wordt op 0 dB(A) gesteld, omdat er geen kruisingen in de buurt te vinden zijn. = 0 dB(A), omdat er in de omgeving geen bebouwing staat wat het geluid kan weerkaatsen. = de afstand tussen de plaats van waarneming en de A4 is r = 300 meter = 0,035 r0,75 = B[2 + 4(1-exp(-0,04 x r)) x (exp(-0,65 x hw)+ exp(-0,65[hweg+0,75]))] = 3,5-3,5 x exp(-0,04 x r/(hw + hweg + 0,75))

Hw Hweg B

= hoogte waarnemer = hoogte weg = de bodemfactor

E Cwegdek Ckruising Creflectie

= 1,8 =1 = 0,9

19 Milieu


Hiervoor zijn de formules weergegeven van de termen in de formule LAeg die eerder is weergegeven. Voor de hoeveelheden aan voertuigen in de nacht zijn de waardes aangenomen. Er wordt aangenomen dat het aantal voertuigen ‘s nachts 10% is van wat er in de spits over de A4 rijdt. In bijlage II staat de berekening van het geluidsniveau in dB(A), de berekening is in excel gemaakt en heeft dezelfde formules in zich opgenomen als de hierboven staande formules. Voor de motorvoertuigen per uur in de nacht is het percentage gehouden op 10% van het verkeer in de spits. Uit deze berekening is de dagwaarde van 57,83 dB(A) het hoogste, de nachtwaarde is 57,81 dB(A). Cwegdek is volgens de nieuwe publicatie 133 van het CROW berekend en voor de top laag is ZOAB genomen. De formule is al eerder gegeven: = ∆Lm x + b x log(vm/v0m) Cwegdek ∆Lm = verschil in dB(A) bij v0m bm = snelheidsindex in dB(A) vm = de snelheid in km/h v0m = de minimumsnelheid in km/h: 80 km/h voor lichte motorvoertuigen en 70 km/h voor middelzware en zware motorvoertuigen Uit de berekening komen de gegevens die in de volgende tabel staan. ∆Lm bm vm v0m Cwegdek Lichte voertuigen -3,8 -6 120 80 -4,86 Middel en zware voertuigen -2 -11 80 70 -1,36 Cwegdek;totaal = 10 log (10L1/10 + 10L2/10) L1 = 4,86dB(A) L2 = 1,36dB(A) Cwegdek;totaal = 10 log (104,86/10 + 101,36/10) = 6,5 Deze uitkomst is in bijlage II ingevuld, in deze bijlage is een geluidsniveau berekend voor de uitbreiding op huidig niveau. Het geluidsniveau is 57,33dB(A), dit is voldoende, het is lager dan de grenswaarde van 65dB(A).

2.4

Geluidsniveau van de A4 Over de A4 rijden volgens de HBM 9735 lichte voertuigen die de A4 vanaf knooppunt De Hoek verder dan knooppunt Burgerveen zullen volgen. Deze voertuigen kunnen de LAB volgen, waardoor er dus 12240 lichte voertuigen overblijven, van de in totaal 22075 lichte voertuigen, de A4 zelf. De motorrijwielen worden op 100 gesteld voor de A4, dus dan wordt het aantal lichte voertuigen 12240. Het geluid wordt berekend in dB(A) bij het huis langs de Venneperweg, 300 meter van de A4 af. Er zijn nu de volgende waardes voor de A4 en LAB: Elv Emv Ezv Emr

LAB 9657 0 0 78

A4 12240 6500 3434 100

De gegevens worden ingevuld in de tabellen die in bijlage II zijn (Excel bladen) toegevoegd om de waarde op 300 meter van de weg te krijgen. De Cwegdek wordt op hetzelfde gerekend als het geluidsniveau van de uitbreiding op huidig niveau van de A4, dit is 6,5dB(A). Dit wordt gedaan omdat er hetzelfde aantal verkeer blijft rijden. Het geluidsniveau bij het huis aan de Venneperweg is zowel in dagperiode als nachtperiode 57,31dB(A).

20 Milieu


2.5

Geluidsniveau van de LAB De LAB is een weg die zich boven het wegdek van de A4 bevindt. Voor de berekening van het geluidsniveau van de LAB zijn dezelfde berekeningen gebruikt als die voor de berekening van het aantal dB(A) van de A4. Het verschil is alleen dat er minder personenauto’s ter hoogte van de Venneperweg over de LAB rijden. De hoogte van het wegdek is 6,15 meter hoger dan de A4. Eerder is gezegd dat het aantal voertuigen dat de A4 niet verlaat 9735 is. De gegevens zijn uit de HBM gehaald het aantal is als volgt gevonden: - 2276 voertuigen komen van de LAB en zullen de A4 niet verlaten; - 2704 voertuigen reden al op de A4 (vanuit de noordelijke richting) en zullen deze niet verlaten; - 2830 voertuigen reden al op de A4 (vanuit de zuidelijke richting) en zullen deze niet verlaten; - 1925 voertuigen rijden via de A4 naar de A5 en blijven dus de A4 volgen. Deze aantallen bij elkaar is het totale aantal voertuigen wat tijdens de spits gebruik kan nemen van de LAB. Het aantal motorrijwielen is gesteld op 78, dus dan wordt het aantal lichte voertuigen 9657. Voor de nacht periode wordt het aantal voertuigen, evenals de bij de gestelde waarde van de A4, gesteld op 10% van het verkeer wat tijdens de spits over de LAB rijdt. Cwegdek is hier alleen het geluidsniveau wat de lichte voertuigen produceren. Lichte voertuigen

∆Lm -3,8

bm -6

vm 120

v0m 80

Cwegdek -4,86

In bijlage II zijn de gegevens van de LAB ingevuld, hieruit is een geluidsniveau van 55,37dB(A) wat voor dag en nacht hetzelfde is.

2.6

Gemiddeld geluidsniveau Om te berekenen hoe hoog de geluidsbeperkende maatregelen moeten worden, zal eerst het geluidsniveau van de A4 en de LAB samen uitgerekend moeten worden. De geluidsniveaus van de A4 (57,31dB(A)) en de LAB (55,37dB(A)) worden ingevuld in de volgende formule: Ltotaal = 10 log (10L1/10 + 10L2/10) L1 = 57,31dB(A) L2 = 55,37dB(A) Ltotaal = 10 log (1057,31/10 + 1055,37/10) = 59,45dB(A) Het totale geluidsniveau van de A4 en de LAB samen is meer dan het niveau van de A4 als deze op huidig niveau verbreed zou worden. 59,45dB(A) is zelfs onder het niveau (60dB(A)) wat in de toekomst behaald moet worden.

2.7

Geluidsbeperkende maatregelen Voor het huis wat op 300 meter van de A4 staat hoeven er geen geluidswerende maatregelen genomen te worden. Aangezien de verkeersgegevens uit de HBM gebaseerd zijn op de prognoses van 2020 zijn deze resultaten van het geluidsniveau ook gebaseerd op 2020. Het niveau kan alleen maar minder worden door de aanpassingen op voertuigen en op de verharding. De weerkaatsing van het geluid van de A4 zal echter wel voorkomen, dit zal tegen de LAB aan kaatsen. In het rapport Innovatieve oplossingen van Wouter Koning zal hier een oplossing voor beschreven worden.

2.8

Kwel Door zeespiegelstijging en daling van het land is er een grotere kwelstroom van de zee naar de polders. De overgangszone tussen zoet en zout grondwater is soms heel dun, maar kan ook wel vele meters dik zijn. Door een slappe veengrond die in de polder voorkomt is er eerder sprake van kwelstroming. Het feit dat de Haarlemmermeer de grootste bouwput van Nederland is en er veel grondverzet plaatsvindt is er hierdoor ook al sprake van het versnellen van de kwelstroming uit het dieper gelegen zoute grondwater naar het grondwater of het

21 Milieu


oppervlaktewater. De waterzuiveringscentrales en de agrarische sector hebben hier last van. De Haarlemmermeer is sinds 1852 drooggelegd. Dit droogleggen is toen door middel van stoomgemalen leeggepompt, waarna het de Haarlemmermeerpolder is geworden. Het is de taak van Waterschap Groot-Haarlemmermeer om te zorgen voor een goede waterhuishouding. Het Waterschap heeft in 2001 een nieuw gemaal in werking gesteld wat de gemalen De Lynden, Cruquius en De Leeghwater zal ondersteunen. Dit was noodzakelijk door de uitbreiding van Hoofddorp en Nieuwe-Vennep, de aanleg van de A5, de uitbreiding van Schiphol en in de toekomst de uitbreiding van de LAB. Door de aanleg van deze werken zal er in de ondergrond gewerkt moeten worden. Tijdens die werken zullen er dus verstoringen in de grondwaterstromingen voorkomen. De grondwaterdruk zal afnemen en het grondwater komt hier omhoog. Het diepere zoute grondwater wat onder het zoete grondwater zit zal door deze drukvermindering ook omhoog gaan. Dit heeft als gevolg dat de twee verschillende grondwateren zich mengen en het water brak wordt. Ook bouwwerken die op fundering op het maaiveld worden gezet vormen een extra druk op de bodem en verdringen het grondwater wat onder de bouwwerken aanwezig is. Dit water zal wegstromen naar boven. Door de bouw van het nieuwe hoofdgemaal is een uitbreiding van de bemalingscapaciteit sterk vermeerderd. Volgens Mevr. K. Ummels-Hoekstra van het Waterschap Groot-Haarlemmermeer was dit voldoende om het grootste deel van het kwelwater in de polder weg te pompen en de Haarlemmermeerpolder droog te houden.

Figuur 14: Kwelgebieden (Bron:www.amva.dds.nl/ct)

De kwel die ontstaat bij het bouwen van de LAB zal door middel van verdringing door het gewicht van de LAB naar het oppervlaktewater gaan. Om de stroming van het zoute water niet groter te later worden moet dit tegengegaan worden. De gemalen hebben een reservebemaling waar een beroep op gedaan kan worden. Deze reserve is alleen te gebruiken bij calamiteiten zoals een dijkdoorbraak of hevige regenval. Er zou dus nog een gemaal gemaakt kunnen worden.

22 Milieu


Een andere optie is het plaatsen van damwanden om de paalfunderingen heen (zie figuur 15). Het zoute water kan door de plaatsing van de damwanden niet weg stromen. Hierdoor zal er geen extra water uit de polder gemalen worden. De grondwaterstromingen worden door het plaatsen van damwanden niet verstoord.

Figuur 15: Paalfundering met damwand als kwelscherm

23 Milieu


3

Conclusie Voor het grondmechanische deel is de uitkomst met de vijf palen van 30cm bij 30cm het belangrijkste. De LAB moet goed gefundeerd worden en zijwaartse belastingen kunnen opvangen. Dit had niet gekund wanneer de constructie op schroefpalen was gefundeerd en zeker niet op staal. De kwelschermen in de vorm van damwanden is hier een goede oplossing, omdat de damwanden niet het hele watersysteem kunnen veranderen. Door deze kwelschermen zal er dus geen extra zoute kwel naar het grondwater toestromen.

24 Conclusie


4

Verklarende woordenlijst Afrit

Verbindingsweg van een weg naar een weg van een lagere hoofdcategorie.

Bebording

Verkeersborden lang de weg die weggebruikers attenderen op gevaren en regels of de weg wijzen.

Berm

Nagenoeg horizontaal, niet verhard deel van een grondlichaam, niet zijnde een kruin, waarbij een onderscheid gemaakt wordt tussen onder andere een midden-, zij-, tussen-, boven- en onderberm.

Boring

Het verkrijgen van informatie van de grondlagen in de bodem.

Conus

Meet de grondweerstand tijdens een sondering.

Conusweerstand

De weerstand die de conus ondervindt tijdens een sondering.

Dwarstochten

De afvoersloten in een polder die de het overtollige water van de akkers transporteren naar de hoofdtocht.

Geleiderail

Vaak onjuist benoemd met vangrail. Een constructie van metalen platen, afstandhouders en palen met het doel om van de weg geraakte voertuigen terug te leiden naar de weg.

HBM

Herkomst- en BestemmingsMatrix. Een tabel waaruit voor elke verkeersstroom de herkomst en de bestemming te halen valt met daarbij het verkeersaanbod.

Hoofdtocht

Het grote afvoerkanaal van een polder. Hier komen alle dwarstochten op uit.

Invoegstrook

Strook waar het invoegend verkeer op rijdt alvorens de weg op te rijden.

Kaartblad

Geologische Kaart met daarop een inventarisatie van de ondergrond.

Kantstrepen

Doorgetrokken streep, die de zijkant van de buitenste rijstroken markeert.

Kleef

De wrijving die de mantel van de paal ondervindt.

Kleefmantel

Een koker boven de conus waarmee de langswrijving ter plaatse gemeten wordt.

Knooppunt

Een plaats waar snelwegen bij elkaar komen.

Kwel

Stroming van dieper gelegen water naar het grondwater.

LAB

Lange Afstand Baan. De benaming om de gescheiden baan voor lange afstand (doorgaand verkeer) aan te geven.

Negatieve kleef

Neerwaartse langswrijving van de grond t.o.v. de heipaal.

NEN

NEderlandse Norm. Wordt opgesteld door het Nederlands centrum voor Normalisatie.

Positieve kleef

Opwaartse langswrijving van de grond t.o.v. de heipaal.

Pulsboring

Een boring waarbij een boorbuis de grond in wordt gebracht. De grond wordt door middel van pulsen verwijderd uit de boorbuis.

25 Verklarende woordenlijst


Rijbaan

Aaneengesloten deel van de verkeersdragende baan dat bestemd is voor rijdend verkeer en begrensd wordt door twee opeenvolgende begrenzingen in de vorm van een kantstreep, overgang verharding of overgang verhard/onverhard.

Rijstrook

Begrensd gedeelte van de rijbaan dat voldoende breed is voor een rij van het voor dat gedeelte bestemde verkeer.

Spits

De tijd tussen 07.00 - 09.00 en 13.30 - 17.30 uur, waarin de wegen het drukst bereden worden.

Sondering

Een methode om door middel van het langzaam en gelijkmatig in de grond drukken van een staaf met een kegelvormige punt de indringingsweerstand te meten van de punt en eventueel van een deel van de staaf.

Schoorpaal

Een paal geheid/geslagen onder een hoek met de verticaal aangebrachte paal, bedoeld om horizontale krachten (bv. Windbelasting) op de ondergrond over te brengen.

Stuit

Wanneer een paal op de vaste laag (het Pleistoceen) is geheid.

Toerit

Verbindingsweg vanaf een weg naar een weg van een hogere hoofdcategorie.

Uitvoegstrook

Strook waar het uitvoegend verkeer op kan gaan rijden alvorens de weg te verlaten.

Verkeersaanbod

Hoeveelheid verkeer op een bepaald gedeelte van de weg.

Verkeersprognose

Een prognose die het verkeersaanbod in de toekomst voorspelt.

Viaduct

Betonnen constructie om de ene weg over de andere heen te leiden.

Zetting

De samendrukking van de grond na belasting hiervan.

ZOAB

Zeer Open Asfalt Beton. Een geluidsreducerend en goed waterdoorlatend soort asfalt.

26


5

Lijst van figuren en tabellen

5.1

Figuren Figuur 1: Ligging van het Pleistoceen t.o.v. NAP ................................................................................................................4 Figuur 2: Principe detail Pulsboring (Bron: home.tiscali.nl) .................................................................................................5 Figuur 3: Principe tekening Pulsboring (Bron: home.tiscali.nl) ............................................................................................5 Figuur 4: Principe detail Sondering (Bron: www.mathys-bvba.be) ......................................................................................6 Figuur 5: Funderingsplaat....................................................................................................................................................6 Figuur 6: Principe detail LAB met volume/massa ................................................................................................................9 Figuur 7: Principe van een schroefpaal (www.vroom.nl) ...................................................................................................10 Figuur 8: Principe sondering van bijlage 1 ........................................................................................................................11 Figuur 9: Palenplan............................................................................................................................................................12 Figuur 10: Langsdoorsnede van de fundering ...................................................................................................................13 Figuur 11: Spanningsdiagram............................................................................................................................................15 Figuur 12: Geluidsbelasting in Nederland (Bron:www.rivm.nl) ..........................................................................................17 Figuur 13: Bochting van een weg ......................................................................................................................................18 Figuur 14: Kwelgebieden (Bron:www.amva.dds.nl/ct) .......................................................................................................22 Figuur 15: Paalfundering met damwand als kwelscherm ..................................................................................................23

5.2

Tabellen Tabel 1: Grondgegevens (Bron: NEN 6740) .......................................................................................................................7 Tabel 2: Grondgegevens (Bron: NEN 6740) .....................................................................................................................13 Tabel 3: Gemiddelde spanning per laag............................................................................................................................14

27 Lijst van figuren en tabellen


6

Literatuurlijst

6.1

Boeken

6.2

Titel Grondmechanica

Auteur A. Verruijt

Jaar 1999

ISBN 90-407-1857-1

Ir. J.J.M. Brouwer -

Uitgever Delft University Press Groen bv -

Hogere Bouwkunde NEN 6744

1998 1991

90-212-9049-9 -

Dictaat Verkeersgeluid

Dhr. L. Kuipers

HSA Alkmaar

-

-

Websites Naam Mathys bvba Vroom Volksgezondheid en Milieu -

Onderwerp Pulsboring Schroefpalen Geluidsbelasting Geluidsbelasting

Adres www.mathys-bvba.be www.vroom.nl www.rivm.nl www.amva.dds.nl/ct

28 Literatuurlijst


7

Bijlage

7.1

Bijlage 1: Boring en Sondering

29 Bijlage

PROJECTGROEP A4: Capaciteitsuitbreiding van de Rijksweg A4 RAPPORT 2: Grondmechanica en Milieu NAAM: Reyndert van Vliet. Inhoudsopgave

Recommend Documents