Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid. Bouwplaatsmachinisten. Bouwtechnologie GRONDTECHNIEKEN -

Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid

Bouwplaatsmachinisten Bouwtechnologie

GRONDTECHNIEKEN Basis

2

BOUWTECHNOLOGIE

grondtechnieken Basis

Voorwoord Situering Er bestaan al verschillende uitgaven over bouwplaatsmachines, maar de meeste zijn verouderd. Daarom is de vraag naar een modern handboek, waarin ook de nieuwe technieken aan bod komen, enorm groot. Het ‘Modulair handboek Bouwplaatsmachinisten’ werd geschreven in opdracht van fvb-ffc Constructiv (Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid). De dienst Gemechaniseerde beroepen (MECA) van het fvb vormde het redactieteam. De verschillende boekdelen werden in samenwerking met de opleidingsinstellingen uitgewerkt. Dit handboek werd opgebouwd uit verschillende boekdelen en verder opgesplitst in modules. De structuur en inhoud werden aangepast aan de nieuwe technieken in de bouwen machinewereld. In het naslagwerk werd tekst zoveel mogelijk afgewisseld met afbeeldingen. Hierdoor krijgt de lezer het leermateriaal meer visueel aangeboden. Om goed aan te sluiten bij de realiteit en de principes van competentieleren is een praktijkgerichte beschrijving het uitgangspunt van elk onderwerp. De boekdelen bevatten ook praktijkoefeningen.

Opleidingsonafhankelijk Het handboek werd zo ontwikkeld dat het voor verschillende doelgroepen toegankelijk is. We streven naar een doorlopende opleiding: zo kan zowel een leerling bouwplaatsmachinist als een werkzoekende in de bouw of een werknemer van een bouwbedrijf dit handboek gebruiken.

Een geïntegreerde aanpak Veiligheid, gezondheid en milieu zijn thema’s die de redactie hoog in het vaandel draagt. Het is voor een bouwplaatsmachinist uitermate belangrijk dat hij daar de nodige aandacht aan besteedt. Om de toepasbaarheid te optimaliseren werden deze thema’s zoveel mogelijk geïntegreerd in het handboek.

Robert Vertenueil Voorzitter fvb-ffc Constructiv

3

© fvb•ffc Constructiv, Brussel, 2012 Alle rechten van reproductie, vertaling en aanpassing onder eender welke vorm, voorbehouden voor alle landen. N015BM - versie augustus 2012.

D/2011/1698/37

4

Contact Voor opmerkingen, vragen en suggesties kun je terecht bij: fvb•ffc Constructiv Koningsstraat 132/5 1000 Brussel Tel.: +32 2 210 03 33 Fax: +32 2 210 03 99 website : fvb.constructiv.be

BOUWTECHNOLOGIE


INHOUDSTAFEL 1. Wat is grond?........................................................7 1.1. Vorm van grondkorrels..............................................7 1.2. Grootte van grondkorrels........................................8 1.3. Water en lucht tussen grondkorrels..................8

2. Grondsoorten..................................................9 2.1. Zand......................................................................................9 2.2. Klei.......................................................................................10

4. Hoeveelheden in vrachtwagens met kipbak................................................................19 4.1. Algemeenheden........................................................19 4.1.1. Gewicht op de assen............................................ 19 4.1.2. Maximaal toegelaten massa (M.T.M.)......... 20 4.1.3. Afmetingen................................................................ 21

4.2. Oefeningen...................................................................22

2.2.1. Toepassingen............................................................ 10

5. Grondwater........................................................23

2.3. Leem..................................................................................11 2.4. Teelaarde.........................................................................11 2.5. Veen...................................................................................12 2.6. Grind..................................................................................12

5.1. Freatisch vlak................................................................23 5.2. Capillair grondwater................................................23 5.3. Grond verzadigd met water................................24 5.4. Drainage..........................................................................25

3. Kenmerken van grond......................13 3.1. Ongeroerd – geroerd..............................................13 3.2. Uitlevering......................................................................13 3.3. Uitleveringscoëfficient...........................................14 3.4. Inklinking........................................................................14 3.5. Schijnbare volumemassa (soortelijk gewicht).15 3.6. Zettingen........................................................................16 3.7. Hoek van inwendige wrijving φ (fi)................17 3.8. Korrelsamenhang (cohesie)................................18 3.9. Praktische hellingshoeken van grond..........18

5.4.1. Waarom draineren?............................................... 26 5.4.2. Onderdelen van het systeem.......................... 27 5.4.3. Plaatsing van een drainage.............................. 28

5.5. Bronbemaling..............................................................29 5.5.1. Onderdelen en principe..................................... 29 5.5.2. Grondwaterverlaging dieper dan 7 m...... 31

5

6

1. Wat is grond?

BOUWTECHNOLOGIE


1. WAT IS GROND? Grond is een geheel van verweerde minerale en/of organische korrels, waarbij de poriën tussen de korrels gevuld zijn met water en lucht. Het onverweerde materiaal wordt rots genoemd. Minerale gronden: zand, klei, grind, keien … Deze gronden ontstaan door verwering in de natuur. Verwering is het geleidelijk uiteenvallen van rotsen door een combinatie van vorst, dooi, zon, regen, wind ... Rotsblokken kunnen bijvoorbeeld loskomen door gletsjers, naar beneden rollen en in rivieren meegevoerd worden. In dat geval zijn de steenbrokjes groter in het begin van de rivier (grind) en worden ze kleiner en harder naarmate ze zich verder in de rivier bevinden (grof zand, verder fijn zand en ten slotte slib). Organische gronden: aarde, turf, modder, slijk … Organische gronden kunnen niet gebruikt worden als constructiegrond omdat ze verder verteren. Kunstmatige gronden Er worden steeds meer kunstmatige gronden gemaakt van slooppuin (baksteen, beton), dat in brekers en zeven verkleind wordt voor hergebruik. Zo wordt breekzand, breekpuin ... verkregen. Deze grond kan meestal gebruikt worden als constructiegrond.

1.1. Vorm van grondkorrels Grondkorrels kunnen drie vormen hebben: • rond: gevormd door water of wind • hoekig: ontstaan door mechanische invloeden, bv. gletsjers • gebroken: ontstaan door explosie of breken

7

BOUWTECHNOLOGIE


1. Wat is Grond?

1.2. Grootte van grondkorrels Grondkorrels kunnen sterk variëren in grootte: van cm over mm tot duizendsten van een millimeter. Een veel voorkomende eenheid is ook ‘micro’: een miljoenste. Voorbeelden: 1 µm (micrometer) 1 µg (microgram) 2000 µm 50 µm

= = = =

0,000001 m = 0,001 mm 0,000001 g 2 mm 0,05 mm

1.3. Water en lucht tussen grondkorrels Grond waarvan de poriën volledig met water gevuld zijn, is (met water) verzadigde grond. Als de poriën volledig met lucht gevuld zijn, spreken we van volledig droge grond. De vorm en de grootte van de grondkorrels en de water/ luchtverhouding tussen de grondkorrels beïnvloeden de eigenschappen van de grond grondig.

Voorbeelden: • Met volledig droog zand kan je geen zandkasteel bouwen. • Met kletsnat zand kan je ook geen zandkasteel bouwen. • De eigenschappen van klei en van zand zijn erg verschillend.

8

2. grondsoorten

BOUWTECHNOLOGIE


2. Grondsoorten 2.1. Zand Bouwzand bestaat grotendeels uit losse, fijne kwartskorrels die afkomstig zijn van gesteenten. Kwarts is een zeer hard mineraal, met een erg goede weerstand tegen afslijting. De korrelgrootte ligt tussen 0,016 mm en 2 mm. Korrels van minder dan 0,016 mm zijn slib. Vanaf 2 mm spreken we van grind. Grond voor metselwerk en betonwerk moet een goede korrelgradatie hebben. In de voorschriften wordt vermeld welke percentages korrels op welke genormaliseerde zeven mogen blijven liggen of doorgelaten mogen worden. De korrels mogen vrijwel geen klei en humusstoffen en helemaal geen licht verweerbare deeltjes bevatten. Bepaalde stoffen, zoals zwavelhoudende bestanddelen (gips, pyriet ...), mogen niet in hoeveelheden van enige betekenis aanwezig zijn. Zand met korrels van 0 mm tot 2 mm (0/2) is fijn zand; zand met korrelmaat 0/5 is grof zand. Drijfzand bestaat uit ronde korrels die allemaal bijna dezelfde afmetingen hebben (bv. zeezand aan de duinen). De schijnbare volumemassa van zand varieert tussen 1600 kg/m³ en 1800 kg/m³ (afhankelijk van de vochtigheid). In de bouwsector wordt gebruik gemaakt van rijnzand, maaszand, scheldezand, duinzand, … Als de zandkorrels puntig zijn, spreken we van scherp zand. Rijnzand is bijvoorbeeld scherp zand.

9

BOUWTECHNOLOGIE


2. GRONDSOORTEN

2.2. Klei Kleideeltjes bestaan niet uit korrels, maar uit microscopisch kleine platte plaatjes die aan elkaar kleven. Als meer dan 25% van deze deeltjes kleiner zijn dan 2 µm (= 0,002 mm), spreken we van klei. Kleideeltjes zijn niet met het blote oog te onderscheiden. We kunnen klei herkennen: • in vochtige toestand: als een samenhangende, zachte en vette grond, die zeer plastisch (kneedbaar) is • in gedroogde toestand: als een zeer harde grond In vergelijking met zand is klei weinig waterdoorlatend en in droge periodes houdt klei water langer vast. Als klei uiteindelijk toch droogt, zal ze enorm krimpen, waardoor grote scheuren ontstaan in de bodem. De schijnbare volumemassa van klei varieert van 1400 kg/m³ tot 2000 kg/m³ (afhankelijk van de dichtheid en het vochtgehalte).

2.2.1.

Toepassingen

In België wordt op grote schaal klei gewonnen. Op sommige plaatsen kunnen we erg dikke kleilagen vinden. Zo kan Ieperiaanse klei lagen van meer dan 100 m dik bevatten. Met deze klei worden bijvoorbeeld stenen en pannen gebakken in Kortrijk (Koramic).

10

2. GRONDSOORTEN

BOUWTECHNOLOGIE


2.3. Leem Leem is meestal geel of bruin. Leemdeeltjes zijn groter dan kleideeltjes. Bepalend is de verhouding tussen het gehalte aan klei (deeltjes < 2 µm), tussenkorrels (deeltjes van 2 tot 50 µm) en zand (deeltjes tussen 0,05 en 2 mm). Vette leem bevat veel klei, magere leem bevat veel zand (tot 60%) en wordt zavel genoemd. Doordat leemdeeltjes zo klein zijn, lijkt leem sterk op klei. Leem voelt nog lichtjes ruw aan als je het tussen je vingers wrijft. Als je een vochtige leembrok in je hand schudt, wordt hij glanzend omdat er water wordt uitgeperst. De schijnbare volumemassa van leem varieert van 1400 kg/ m³ tot 2000 kg/m³.

2.4. Teelaarde Teelaarde is een mengsel van zand en/of klei met plantaardige en dierlijke resten die aan het ontbinden zijn (humus - Latijn voor aarde, grond). Teelaarde is donkerbruin tot zwart. Op de bovenlaag, die 30 tot 50 cm dik is en visueel duidelijk herkenbaar is, groeien gewassen. Teelaarde is niet geschikt voor constructies. De schijnbare volumemassa van teelaarde bedraagt 1450 kg/m³.

11

BOUWTECHNOLOGIE


2. GRONDSOORTEN

2.5. Veen Veen ontstaat doordat planten in de grond rotten en afsterven. Het is een sponsachtige, zeer natte, zuurstofarme grondsoort die bestaat uit een opeenhoping van organisch materiaal. Plantenresten zijn doorgaans nog duidelijk herkenbaar. In gedroogde vorm noemen we deze resten turf.

2.6. Grind Grind of grint is een korrelig afzettingsgesteente. De korrels zijn grover dan zandkorrels, maar fijner dan keien. De natuursteen waaruit het grind is ontstaan, bepaalt de eigenschappen ervan. Grind wordt benoemd in functie van de vindplaats: maasgrind, rijngrind, berggrind, … Riviergrind bevat afgeronde steentjes. Waarom? De stroming van een rivier selecteert de steentjes op gewicht en hardheid. Leg uit:

Grind heeft een korrelgrootte van 2 tot 64 mm. Het wordt in hoofdzaak gebruikt als toeslagmateriaal voor beton, in funderingslagen van wegen of spoorwegen …

12

3. KENMERKEN VAN GROND

BOUWTECHNOLOGIE


3. Kenmerken van grond 3.1. Ongeroerd - geroerd Vaste grond in natuurlijke toestand die al heel lang niet verplaatst of uitgegraven werd, is ongeroerde grond, waarbij de grondkorrels optimaal samengepakt zijn. De grond zal dan ook niet meer zakken. Als we een gedeelte grond ontgraven, wijzigen we de structuur van de grond en valt hij uiteen in grove kluiten (klei) of fijne kruimels (zand). In die kluiten of kruimels ontstaan grote openingen (holten), waardoor het volume van de grond toeneemt. Ontgraven grond noemen we geroerde grond.

3.2. Uitlevering Geroerde grond, of grond die afkomstig is uit een gegraven gat, neemt meestal een groter volume in dan ongeroerde grond. Deze volumewijziging noemen we uitlevering. Uitlevering: volumewijziging, meestal volumetoename, na het ontgraven van ongeroerde grond Uitlevering betekent niet altijd volumetoename: • Door zand (met een groot poriëngehalte) nat te verwerken kan ook een dichtere pakking ontstaan en kan de massa grond uit een gegraven gat een kleiner volume innemen. • Als we onder de grondwaterstand grond uitgraven, kan er een dichtere pakking ontstaan door uitdroging en wordt het volume dus kleiner. Als we ongeroerde grond ontgraven, worden de dieper gelegen lagen ontlast en gaan ze zwellen. Bij sterk zwellende grond moeten we dus meer ontgraven dan enkel het theoretische profiel.

13

BOUWTECHNOLOGIE



3.3. Uitleveringscoëfficient Als we rekening willen houden met de uitlevering, is het moeilijk om de juiste hoeveelheid grondverzet te berekenen. Het verschil in uitlevering voor en na de uitgraving wordt uitgedrukt door middel van de uitleveringscoëfficiënt. Praktische waarden van de uitleveringscoëfficient: GRONDSOORT

Uitleveringscoëfficient:

Zand

1,1 tot 1,2

Zware, vette klei, leem

1,2 tot 1,35

Zavel

1,2 tot 1,25

Grind

1,05 tot 1,15

3.4. Inklinking Bij het verwerken van grond moeten we de holle ruimten tussen de korrels weer zo klein mogelijk proberen te maken. Als we dat niet doen, zal de grond na verloop van tijd geleidelijk inzakken door een natuurlijk proces en door de belasting. Dit inzakken noemen we ‘inklinking’. Voorbeeld: Inklinking is zeer nadelig op plaatsen waar een verharding moet komen. Welke plaatsen zijn dat? Het getal dat de mate van inklinking uitdrukt, is de inklinkingscoëfficiënt. Praktische waarden van de inklinkingscoëfficiënt:

GRONDSOORT

inklinkingscoëfficient:

Zand

0,90 - 0,95

Teelaarde

0,64 - 0,74

Grind

0,87 - 0,97

14


BOUWTECHNOLOGIE


3.5. Schijnbare volumemassa (soortelijk gewicht) Bij grond (zand, klei, grind, …) zijn het VOLUME en het GEWICHT belangrijke gegevens. Dit gewicht en volume veranderen in functie van hoe we de grond gebruiken. Als voorbeeld kunnen we zand nemen: • We maken een bak van 1 m x 1m x 1m (= 1 m³) los gestort, DROOG zand. Tussen de korrels zand bevinden zich holle ruimtes, die gevuld zijn met lucht. Gewicht: 1600 kg • We gieten 100 liter water in deze bak. Zal dit lukken zonder dat de bak overloopt ? Ja, want nu wordt een deel van de holle ruimtes tussen de zandkorrels met water gevuld en niet meer met lucht. Gewicht: 1700 kg • We gieten nog 250 liter water in de bak. Dit zal nog net lukken, maar de bak zal tot bovenaan vol met water staan. Het zand is dus volledig verzadigd met water. Gewicht: 1950 kg

CONCLUSIE: Bij hetzelfde volume grond is droge grond veel lichter dan natte grond.

Grondsoort Droog zand Vochtig zand Droge klei Met water verzadigde klei (afhankelijk van de dichtheid) Natte leem Nat veen

Schijnbare volumemassa 1600 – 1700 kg/m³ 1700 – 1800 kg/m³ 1400 – 1600 kg/m³ 1500 – 2000 kg/m³ 1900 – 2000 kg/m³ 970 – 1100 kg/m³

15

BOUWTECHNOLOGIE



3.6. Zettingen Als er een zwaar bouwwerk op een weide geplaatst wordt, wordt de grond meer samengedrukt en treedt er zakking op, ook zetting genoemd. Zetting, of consolidatie, is het proces waarbij grond wordt samengedrukt onder invloed van een belasting (zoals een bouwwerk). Zettingen onder bouwwerken vormen een groot probleem, want ze kunnen gebouwen veel schade toebrengen (scheuren). Niet te grote, gelijkmatige zettingen vormen meestal geen probleem. Differentiële zettingen, waarbij de ene kant van een gebouw verder wegzakt dan de andere kant, zijn meestal wel problematisch. De grootte van de zetting en de toename ervan in de tijd kan bepaald worden met samendrukkingsproeven in het laboratorium. Vooral bij veengrond, maar ook bij kleigrond, kan het zettingsproces een aantal jaren duren.

16


BOUWTECHNOLOGIE


3.7. Hoek van inwendige wrijving φ (fi) φ is de hellingshoek van het natuurlijke talud van

ongeroerde grond in volkomen droge toestand, waarbij de grondmassa in evenwicht is. Dit is een theoretische waarde die in het laboratorium wordt bepaald.

φ wordt beïnvloed door: • trillingen, bijvoorbeeld doordat er een kraan of vrachtwagen naast een sleuf rijdt • water, bijvoorbeeld: • uitgravingen onder het grondwatervlak (freatisch vlak). Door de waterdruk vermindert φ. • een sleuf die enkele dagen open blijft en nat wordt door regen. Daardoor kan de hellingshoek verminderen.

17

BOUWTECHNOLOGIE



3.8. Korrelsamenhang (cohesie) De cohesie is het aan elkaar kleven van grondkorrels. Hiervoor is water nodig. Praktisch is het zeer moeilijk om rekening te houden met de cohesie. Daarom wordt φ meestal met 5% verhoogd en wordt er geen rekening gehouden met de cohesie.

3.9. Praktische hellingshoeken van grond In onze streek komen drie soorten grond vaak voor: zandachtige grond, leem en zware klei. Hieronder vind je enkele praktische vuistregels voor de hellingshoek wanneer je sleuven graaft. Bij twijfel kies je de veiligste hoek of laat je een grondproef uitvoeren. De onderstaande hellingshoeken zijn enkel geldig: • voor uitgravingen in eenzelfde grondsoort • als het grondwater niet te hoog zit (geen wateroverlast) • voor uitgravingen van minder dan 4 m diep

1. Dit is de minimale hellingshoek voor werken van zeer korte duur in ongeroerde grond en bij een geringe diepte. 2. Dit is de minimale hellingshoek voor werken van iets langere duur in licht geroerde grond en bij een iets grotere diepte.

18

4. HOEVEELHEDEN IN VRACHTWAGEN MET KIPBAK

BOUWTECHNOLOGIE


4. Hoeveelheden in vrachtwagens met kipbak 4.1. Algemeenheden Voorbeeld van een vrachtwagen:

4.1.1.

Gewicht op de assen

In België mogen vrachtwagens en hun lading samen maximaal 44 ton wegen (in Nederland is dit 50 ton). De maximaal toegelaten belasting op de as van een vrachtwagen is 10 ton, op een luchtband is dit 5 ton. Meestal staan er echter 4 wielen op één wielas, waardoor het gewicht per luchtband veel lager ligt dan 5 ton. In België bestaan er vrachtwagens met 2, 3, 4, 5 en 6 assen. Een trekker met dieplader is bijvoorbeeld een zesasser. Een vrachtwagen met drie assen achteraan is een triple.

19

BOUWTECHNOLOGIE



Als dit maximaal toegelaten gewicht (44 ton voor de vrachtwagen en 10 ton per as) overschreden wordt, is de vrachtwagen overladen. Overladen vrachtwagens kunnen het wegdek ernstig beschadigen. De schade aan het wegdek neemt veel sneller toe dan evenredig met de overschrijding. Zo zal een overbeladen vrachtwagen met een aslast van acht ton niet dubbel zo veel schade aanrichten als een aslast van 4 ton, maar wel zestien keer zo veel. Daardoor kunnen sporen gevormd worden in het wegdek. Een beschadigd wegdek herstellen is duur. Daarom wordt er streng opgetreden tegen overladen. Het is gemakkelijker om het totale gewicht van de vrachtwagen te bepalen (met een weegbrug) dan het gewicht op de verschillende assen. De fabrikant van de vrachtwagen moet alle nodige gegevens verstrekken.

4.1.2.

Maximaal toegelaten massa (M.T.M.)

Dit is het maximale gewicht dat een voertuig in beladen toestand mag hebben. Het is dus de optelsom van: • het leeg eigen gewicht van het voertuig (= tarra): het gewicht van het voertuig, met inbegrip van de volledige uitrusting, brandstof, water, olie … (bv. 11,3 ton) • het gewicht van de inzittenden • het laadvermogen: het toegelaten gewicht van de lading op het voertuig. Het laadvermogen wordt altijd bij de technische gegevens vermeld.

4.1.3.

Afmetingen

Er bestaan wettelijke beperkingen voor de afmetingen van een vrachtwagen: • De hoogte, met inbegrip van de lading, mag maximaal 4 m bedragen. • De maximale breedte is 2,55 m. Een vrachtwagen met drie assen en een kipbak heeft meestal de volgende binnenafmetingen: • lengte van de bak: tussen 4,5 m en 7,5 m • breedte van de bak: tussen 2,2 m en 2,4 m • hoogte van de bak: tussen 0,8 m en 1,5 m

20


BOUWTECHNOLOGIE


4.2. Oefeningen • Gegeven: Een vrachtwagen Mercedes-Benz (Actros) MTM: 28.000 kg laadvermogen: 18.165 kg • Gevraagd: Wat is het maximale leeg eigen gewicht van het voertuig, met de inzittenden inbegrepen? _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ • Gegeven: Dezelfde vrachtwagen, met de volgende binnenafmetingen van de laadbak: lengte: 6 m, breedte: 2,35 m, hoogte: 1,48 m We willen ‘vochtig zand’ met een schijnbare volumemassa van 1700 kg/m³ in de vrachtwagen laden. • Gevraagd: Hoeveel m³ zand mogen we maximaal laden? _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________

21

BOUWTECHNOLOGIE



• Gegeven: Een tuinpad van 6 m lang en 2 m breed moet opgehoogd worden met 5 cm (verdicht = inklinking) zand. Er gaan ongeveer 12 kruiwagens in 1 m³ zand. • Gevraagd: Hoeveel zand is er nodig? Hoeveel kruiwagens zijn dat? _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ • Gegeven: We willen een kelder van 3 m diep, 10 m lang en 5 m breed uitgraven. De grond is leemgrond. • Gevraagd: • Hoeveel m³ grond moeten we vervoeren? • Hoeveel ton grond moeten we vervoeren? • Hoeveel van de hierboven beschreven vrachtwagens hebben we hiervoor nodig? _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________

22

5. GRONDWATER

BOUWTECHNOLOGIE


5. Grondwater 5.1. Freatisch vlak Regen- of oppervlaktewater (uit een beek, vijver …) dringt door in de grond tot het op een ondoorlatende laag stoot, bv. klei. Het water komt langzaam samen boven deze ondoorlatende laag en de grond raakt verzadigd met water. De bovenkant van de verzadigde grondlaag is het freatische vlak, ook grondwaterspiegel, grondwaterpeil en grondwaterstand genoemd. Door het oneffen terrein en de verschillende grondsoorten eronder vormt het grondwater bijna nooit een plat vlak. De ene grondsoort laat sneller water door dan de andere. De grondwaterstand schommelt ook onder invloed van de hoeveelheid neerslag, het seizoen, verdamping via planten, enz. Hoe kunnen we weten waar het freatische vlak zich bevindt? • door een put of vijver te graven • door peilbuizen te plaatsen

5.2. Capillair grondwater Afhankelijk van de grondsoort wordt grondwater door de capillaire werking van de bodem omhoog gezogen worden tot een bepaalde hoogte boven het freatische vlak. Dit grondwater boven het freatische vlak noemen we capillair grondwater. Capillair: vergelijk ook een klontje suiker in koffie met een baksteen in water. • Hoe fijner de poriën tussen de grondkorrels zijn, hoe groter de stijghoogte van het capillair water is. • In zandlagen spreken we over enkele centimeters boven het freatische vlak. • Bij een kleilaag kan het capillaire grondwater door de kleine poriën meerdere meters boven het freatische vlak gezogen worden.

23

BOUWTECHNOLOGIE


5. GRONDWATER

5.3. Grond verzadigd met water Als grond die verzadigd is met water, samengedrukt wordt, wordt het volume van de grond kleiner onder de belasting. Omdat een vloeistof (hier water) niet samengedrukt kan worden, moet het water wegstromen. • In zandgrond vormt dit wegstromen doorgaans geen probleem. • Kleigrond daarentegen is weinig waterdoorlatend. Het water stroomt zeer langzaam weg uit de poriën, waardoor het samendrukkingsproces langer duurt. Hoe slapper de klei is, hoe meer water uitgeperst moet worden en hoe langer het zal duren voor de eindzakking wordt bereikt. Een belasting op kleigrond wordt vooral gedragen door het (onsamendrukbare) poriënwater, dat onder belasting ‘overspannen water’ wordt. De grondkorrels gaan dan ‘zwemmen’. Kleigrond is dus UITERST ONBETROUWBAAR. De grond kan ineens volledig wegschuiven. Voorbeeld: bij een ophoging in water (aanleggen van een dijk) of bij erg nat weer.

24

5. GRONDWATER

BOUWTECHNOLOGIE


5.4. Drainage

Draineren is het freatische vlak blijvend, kunstmatig verlagen (de bodem ontwateren). De drainagebuis zelf is een geprofileerde, flexibele, geperforeerde kunststofbuis. Het omgevingswater rond de buis moet aangetrokken worden, maar we moeten vermijden dat de buis dichtslibt door meespoelende gronddeeltjes. Daarom wordt een drainagebuis meestal in een grindbed gelegd, met rond dat grindbed een geotextiel dat dient als scheidingsvlies voor grond en water (geotextiel: zie bouwtechnologie – wegenbouwtechnieken).

25

BOUWTECHNOLOGIE


5. GRONDWATER

5.4.1.

Waarom draineren?

Wegen worden zwaar belast door het verkeer. De combinatie van een kleiachtige ondergrond met hevige of langdurige regenval of opdooi (opvriezen) maakt een goede drainage nodig. Zonder drainage wordt de draagkracht van de ondergrond een probleem. Als de weg in een ingraving ligt, als er zich dus hogere taluds naast bevinden, moeten we extra opletten voor problemen met de draagkracht. Bij een weg bestaan hiervoor meerdere oplossingen: sloten (grachten) aanleggen naast de weg, en gelijktijdig: • de weg ophogen • voldoende doorlatend materiaal gebruiken (zand / grind / steenslag …) • ervoor zorgen dat het waterpeil in het baanbed zoveel mogelijk gelijk blijft met het waterpeil in de sloten ernaast. Hiervoor wordt meestal een drainage gelegd.

26

BOUWTECHNOLOGIE

5. GRONDWATER

5.4.2.


Onderdelen van het systeem

De drainagebuis zelf is een geprofileerde, flexibele, geperforeerde kunststofbuis. De profilering (ribben): • Hierdoor kan de drainagebuis opgerold en in zeer lange lengtes geleverd worden. Door de lange lengtes is slechts een beperkt aantal verbindingen nodig. • De profilering is ook een versteviging voor dun materiaal: zelfs bij een geringe wanddikte is er toch een hoge weerstand tegen druk van bovenaf. Het filtermateriaal: Om te voorkomen dat de perforaties van de buis verstopt raken door meespoelende grond, kan de buis omwikkeld zijn met een gronddicht filtermateriaal, meestal kokos of geotextiel. Als geotextiel wordt vaak polypropyleen gebruikt (zwart van kleur), maar soms ook glasvlies, nylon ... Voor wegenbouwtoepassingen is geotextiel (doek) verplicht. Kokos mag niet meer gebruikt worden omdat het biologisch afbreekbaar is. Afmetingen en verbindingen: Er bestaan allerlei hulpstukken om de verbindingen te maken: klikmoffen, T-stukken, bochten van 90°, eindkappen, kruisstukken, eindbuizen, verloopstukken … De verbindingen worden gronddicht aan het hulpstuk vastgemaakt met plakband. PVC DRAINAGEBUIS PVC DRAIN MET KOKOS PVC DRAIN MET GEOTEXTIEL

Foto: geotextiel (zwarte kleur)

Uitwendige maat (in mm)

50

60

65

80

Rollengte (in m)

200

150

100

100

Waterinlaat (per m)

30 cm²

30 cm² 30 cm² 30 cm²

Uitwendige maat (in mm)

100

125

160

200

Rollengte (in m)

100

100

50

45

Waterinlaat (per m)

30 cm²

70 cm² 70 cm² 70 cm²

27

BOUWTECHNOLOGIE


5. GRONDWATER

Drainagebuis met kokos en machine om horizontale drainage in een terrein te plaatsen

5.4.3.

Plaatsing van een drainage

Een drainagesysteem voert het grondwater af naar het oppervlaktewater (gracht, beek, put …) of naar de riolering. De beste systemen worden gemaakt met een draineerbuis in een grindbed, met rond dat grindbed een geotextiel. Voor wegenbouw is dit een betere methode dan het geotextiel of kokosvezel rond de drainagebuizen te bevestigen. De buis wordt geplaatst met een helling van minimum 0,5 tot 2%. De drainagebuizen worden op een diepte van ongeveer 1 m gelegd, met een onderlinge afstand van ongeveer 10 m. Een drainage kan dus tot 4 à 5 m werken in de breedte.

28

5. GRONDWATER

BOUWTECHNOLOGIE


5.5. Bronbemaling Een bronbemaling wordt gebruikt om het freatische vlak tijdelijk en plaatselijk te verlagen tot ongeveer een halve meter onder de bodem van een put of sleuf die droog moet blijven.

Mogelijke toepassingen: openbare rioleringen leggen, kelders en ondergrondse parkeergarages bouwen …

5.5.1.

Onderdelen en principe

• Water kan vanaf de bovengrond opgezogen worden met een zuigerpomp tot een diepte van ongeveer 7 m. Dit wordt ook vacuümbemaling genoemd. • Aan de zijkant van de sleuf of put worden om de 3 tot 10 m kunststof zuigbuizen (bronnen) geplaatst. De gaten voor deze buizen worden geboord of met een spuitlans met water uitgespoten. Aan de onderste meter hebben ze openingen. De onderlinge afstand van de zuigbuizen is afhankelijk van: • de capaciteit van de zuigerpomp • de diepte van de grondwaterstand • de hoeveelheid water die verpompt moet worden • de waterdoorlatendheid van de grond rond de buis. Bij een slechte waterdoorlatendheid kan er fijn grind of grof zand aangebracht worden rond de buis. • De zuigbuizen worden bovengronds aan elkaar gekoppeld via een ringleiding of hoofdleiding. • Op de ringleiding is een pomp aangesloten. Meestal gaat het om een zelfaanzuigende zuigerpomp, in het bijzonder een stille dieselpomp of een elektrische pomp. De plaats van de pomp staat moet goed gekozen worden: de pomp moet goed bereikbaar zijn om het oliepeil te kunnen controleren en om brandstof te kunnen bijvullen. Er is vaak een reservepomp aanwezig. Waarom?

29

BOUWTECHNOLOGIE


30

5. GRONDWATER

5. GRONDWATER

5.5.2.

BOUWTECHNOLOGIE


Grondwaterverlaging dieper dan 7 m

Vanaf de bovengrond kan grondwater maar opgezogen worden tot ongeveer 7 m, wat een beperkte diepte is. Voor diepere ontgravingen bestaan andere oplossingen. Twee mogelijkheden zijn: • trapsgewijs bemalen • oppompen vanuit de buis Een pomp kan beter persen dan zuigen. Als er dieper dan 7 m gegaan moet worden, is het vaak een goede oplossing om een smalle onderwaterpomp in de bron op te hangen. De pershoogte is afhankelijk van de capaciteit van de pomp.

31

BOUWTECHNOLOGIE


NOTITIES

32

notities

fvb•ffc Constructiv Koningsstraat 132/5, 1000 Brussel t +32 2 210 03 33 • f +32 2 210 03 99 fvb.constructiv.be • [email protected] © fvb•ffc Constructiv, Brussel, 2012. Alle rechten van reproductie, vertaling en aanpassing onder eender welke vorm, voorbehouden voor alle landen

33

Modulaire handboeken bouwplaatsmachinisten •• Bouwtechnologie Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid



Bouwplaatsmachinisten



Bouwtechnologie

Bouwtechnologie

GRONDTECHNIEKEN BasIs

Grondtechnieken VerVolmakinG

Bouwtechnologie

METEN & UiTzETTEN

Meten en uitzetten Grondtechnieken - basis Grondtechnieken vervolmaking





Bouwtechnologie

Bouwtechnologie

bouwTECHNIEKEN

wegenbouwTeCHnIeKen

Bouwtechnieken Wegenbouwtechnieken

Andere boekdelen:

•• Praktijk bouwplaatsmachines •• Bouwplaatsmachines •• Motorenleer •• Toegepaste technieken


Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid. Bouwplaatsmachinisten. Bouwtechnologie GRONDTECHNIEKEN -

Recommend Documents