GEO. kunst pag Eerste toepassing Observational Method bij ontwerp soilmixpalenwand. Gedrag van zand onder cyclische belasting

13 E J A A R G A N G NUMMER 1 JANUARI 2009

Eerste toepassing ‘Observational Method’ bij ontwerp soilmixpalenwand in België Gedrag van zand onder cyclische belasting

Piping in heterogeen zandpakket – kijkproeven en simulaties

GeoInternational Dam and canal design on soluble rock (West Gode Irrigation Project, Ethiopia) Comparison Ensemble Kalman filter with Unscented Kalman filter

inclusief

GEO kunst

pag. 55 – 63

Geotechniek is er weer bij! U ook?

en speciale engelstalige editie van Geotechniek verschijnt ter gelegenheid van de 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5-9 oktober 2009 te Alexandrië, Egypte.

E

Madrid, Osaka, Shanghai...: Geotechniek is ‘vaste gast’ op internationale congressen. Haar spraakmakende uitgaves zetten Nederlandse expertise in een internationaal voetlicht. U kunt daar (weer) bij zijn.

In deze editie geven gerenommeerde bedrijven en instellingen een ‘capability statement’ af. En natuurlijk wordt de ‘state of the art’ van Nederlandse geotechniek ruim belicht. Alle deelnemers aan de conferentie ontvangen deze editie. Een unieke gelegenheid voor uw organisatie om onder de aandacht van dit internationale vak-publiek te komen. Reserveer uw ruimte in deze speciale editie vóór 15 januari 2009 en ontvang 10% korting op het plaatsingstarief. Wees op tijd: vol = vol! Informatie over plaatsingsmogelijkheden en tarieven: bel Uitgeverij Educom, Rotterdam 010-425 6544 of mail naar: [email protected].

Reserveer op tijd. Neem contact op met de uitgever voor informatie!

Van de redactie Colofon Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken. Geotechniek, jaargang 13 Nummer 1 – januari 2009 Uitgave Uitgeverij Educom BV Mathenesserlaan 347 3023 GB Rotterdam Tel. 010 - 425 6544 Fax 010 - 425 7225 E-mail [email protected] www.uitgeverijeducom.nl Uitgever/bladmanager R.P.H. Diederiks

Terugblik

Tot slot

Het is alweer het einde van 2008 en voor u ligt het januarinummer van 2009. Er is in het afgelopen jaar weer veel gebeurd. De recente gebeurtenissen in Amsterdam, waar de praktijk van ons vakgebied toch even wat tegenviel, is weer een voorbeeld van geotechniek in het nieuws. Helaas was het in 2008 ook nog steeds zo dat de geotechniek vooral in het nieuws komt als er een ‘calamiteit’ optreedt (een verzakkend huis is dat voor de bewoners zeker!). Het zou toch mooi zijn als de geotechniek vaker op een positieve manier in het nieuws komt. Wellicht is dit één van de goede voornemens die we met z’n allen kunnen maken voor het nieuwe jaar. In ‘Ode aan de grond’, verderop in dit blad, wordt alvast een voorproefje van vele goede ideeën gegeven die kunnen leiden tot een positiever beeld van het vakgebied.

Vanaf deze plek wens ik namens de redactie iedereen zeer fijne feestdagen en een inspirerend en gezond 2009 toe. Laten we er voor zorgen dat de geotechniek op een goede manier in het nieuws komt, waardoor het vakgebied de erkenning krijgt die het verdient! Ik zou willen afsluiten met de woorden van een ervaren politieman uit een vroegere serie: ‘Let’s be careful out there...’ Namens de redactie en uitgever, Roel Brouwer

‘Never a dull moment’ Redactieraad Alboom, ir. G. van Barends, prof. dr. ir. F.B.J. Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Brok, ing. C.A.J.M. Brouwer, ir. J.W.R. Calster, ir. P. van Dalen, ir. J.H. van Deen, dr. J.K. van Diederiks, R.P.H. Eijgenraam, ir. A.A. Graaf, ing. H.C. van de Heeres, dr. ir. O.M. Jonker, ing. A. Kant, ing. M. de

Kooistra, mw. ir. A Korff, mw. ir. M. Lange, drs. G. de Mathijssen, ir. F.A.J.M. Schippers, ing. R.J. Schouten, ir. C.P. Seters, ir. A.J. van Smienk, ing. E. Stam, ir. J.L. Thooft, dr. ir. K. Tigchelaar, ir. J. Veenstra, ing. R. Vos, mw. ir. M. de Wibbens, G.

Redactie Brouwer, ir. J.W.R. Diederiks, R.P.H. Heeres, dr. ir. O.M.

Kant, ing. M. de Korff, mw. ir. M. Thooft, dr. ir. K.

Lezersservice Adresmutaties doorgeven via ons e-mailadres: [email protected]

Net zoals de vorige keren zijn in deze uitgave een aantal internationale artikelen opgenomen. Het blijft naar de mening van de redactie een goed streven om ook buiten de landsgrenzen te kijken. Zo wordt ons blikveld verbreed en natuurlijk kunnen we juist ook veel leren van de buitenlandse praktijk. Tevens wordt bij de invulling van dit blad gestreefd naar een goede mix van theorie en praktijk. Zoals bovenstaand al vermeld blijft de geotechniek bij uitstek een vakgebied waar de praktijk altijd anders kan reageren dan op papier gedacht. Dit blijft een paradox in ons vakgebied: het is een gevaar wat altijd om de hoek loert, maar tegelijkertijd is dit ook de charme van ons vakgebied: ‘never a dull moment in geo-engineering’! De praktijk biedt gelukkig ook genoeg kansen. De observational method, zoals verderop in deze uitgave besproken, is een goed voorbeeld van de koppeling tussen theorie en praktijk.

© Copyrights Uitgeverij Educom BV - januari 2009 Niets uit deze uitgave mag worden geproduceerd door middel van boekdruk, foto-offset, fotokopie, microfilm of welke andere methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. © ISSN 1386 - 2758

GEOtechniek – januari 2009

1

Aan de slag met Nederland

Werk je bij het Rijk, dan werk je aan Nederland. Het Rijk is de verzamelnaam voor alle ministeries en tientallen diensten, verspreid over het hele land. Zo’n 120.000 mensen werken er aan maatschappelijk belangrijke vraagstukken en de uitvoering van uiteenlopende projecten. Van ouderenzorg en kinderopvang tot asielzoekers. Van voedselveiligheid en Europese regelgeving tot belastinghervormingen. Zaken die ons allemaal raken. Dat maakt het werken bij het Rijk zo bijzonder. Denk je verder en wil je verder? Kijk dan hier of ga naar www.werkenbijhetrijk.nl voor alle andere banen met inhoud. Zowel mannen als vrouwen worden uitgenodigd te solliciteren, tenzij anders vermeld.

Senior adviseur geotechniek Rijkswaterstaat Bouwdienst, afdeling Waterbouw en Milieu, Utrecht Opleiding: wo. Brede kennis van geotechniek in bouw. Ruime ervaring met projectorganisatie.

Salarisindicatie: brutomaandsalaris bedraagt maximaal € 5.444,- bij een 36-urige werkweek. Wij zijn dé adviseur over waterbouwkundige werken zoals dijken, stormvloedkeringen en landaanwinning. Jij adviseert bij doorgaans complexe vraagstukken over de ondergrond. Je stelt vraagspecificaties op, verzorgt de marktbenadering en je toetst adviezen over kwaliteitsborging. Je bent lid van het kennisveld GeoEngineering van Rijkswaterstaat en draagt bij aan onze innovatie. Info: www.werkenbijhetrijk.nl/RWS08092-GT

Junior adviseur geotechniek Rijkswaterstaat Bouwdienst, afdeling Waterbouw en Milieu, Utrecht Opleiding: wo geologie, affiniteit met geotechniek in bouwprojecten, goed in informatieanalyse.

Salarisindicatie: brutomaandsalaris bedraagt maximaal € 3.776,- bij een 36-urige werkweek. We adviseren over dijken, stormvloedkeringen, landaanwinning, ecologie, geotechniek en milieu, en werken aan duurzame inkoop. Je adviseert bij multidisciplinaire vraagstukken over de bodem. Je stelt vraagspecificaties op, verzorgt de marktbenadering en toetst adviezen over kwaliteitsborging. Je draagt bij aan onze innovatie en zorgt mede voor kennisontwikkeling en -behoud. Info: www.werkenbijhetrijk.nl/RWS080671-GT

www.werkenbijhetrijk.nl

Geotechniek is een uitgave van

Uitgeverij Educom BV Mathenesserlaan 347 3023 GB Rotterdam Tel. 010 - 425 65 44

Hoofdsponsor-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Postbus 220, 3800 AE Amersfoort Tel. 033 - 477 1000 Fax 033 - 477 2000 www.arcadis.nl

Sub-sponsors-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Kleidijk 35 3161 EK Rhoon Tel. 010 - 503 02 00 www.mosgeo.com

Galvanistraat 15 3029 AD Rotterdam Tel. 010 - 489 69 22 www.gw.rotterdam.nl

Rijksstraatweg 22F 2171 AL Sassenheim Tel. 071-301 92 51 www.geo-explorer.nl

Son: 0499 - 47 17 92 Sliedrecht: 0184 - 61 80 10 Hoofddorp: 023 - 565 58 78 www.inpijn-blokpoel.com

Klipperweg 14 6222 PC Maastricht Tel. 043 - 352 76 09 www.huesker.com

Gemeenschappenlaan 100 B-1200 Brussel Tel. 0032 2 402 62 11 www.besix.be

Vlasweg 9 4782 PW Moerdijk Tel. 0168 - 38 58 85 www.arcelorprojects.com

IJzerweg 4 8445 PK Heerenveen Tel. 0513 - 63 13 55 www.apvdberg.nl

Mede-ondersteuners-------------------------Arcadis Infra BV

Stieltjesweg 2 2628 CK Delft Tel. 015 - 269 35 00 www.deltares.nl

Veurse Achterweg 10 2264 SG Leidschendam Tel. 070 - 311 13 33 www.fugro.com

Postbus 25296 3001 HG Rotterdam E-mail [email protected] www.uitgeverijeducom.nl

De Holle Bilt 22 3732 HM De Bilt Tel. 030 - 220 78 02 Fax 030 - 220 50 84 www.grontmij.nl

INFRA Consult + Engineering ingenieursbureau van Ballast Nedam Postbus 1555 3430 BN Nieuwegein Tel. 030 - 285 40 00 www.icpluse.nl

Korenmolenlaan 2 3447 GG Woerden Tel. 0348-43 52 54 www.vwsgeotechniek.nl

Zuidoostbeemster Tel. 0299 - 433 316 Almelo: 0546 - 532 074 Oirschot: 0499 - 578 520 www.lankelma.nl

Dywidag Systems International Industrieweg 25 B-3190 Boortmeerbeek Tel. 0032 16 60 77 60 Veilingweg 2 NL-5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 418 578922 www.dywidag-systems.com

Baggermaatschappij Boskalis BV Rosmolenweg 20 3356 LK Papendrecht Tel. 078 - 696 9011 Fax 078 - 696 9555

www.boskalis.nl

Boskalis bv Natte en droge infrastructuur ’s-Gravenweg 399-405, 3065 SB Rotterdam Postbus 4234, 3006 AE Rotterdam Tel. 010 - 28 88 777 Fax 010 - 28 88 766 www. boskalis.nl

CRUX Engineering BV Asterweg 20 L1 + L2 1031 HN Amsterdam Tel. 020 - 494 3070 Fax 020 - 494 3071

www.cruxbv.nl

Geomet BV Postbus 670, 2400 AR Alphen aan den Rijn Tel. 0172 - 44 98 22 Fax 0172 - 44 98 23 www.geomet.nl Grontmij Vlaanderen Frans Smoldersstraat 18 B-1932 Zaventem Tel. +32 2 725 01 10 Fax. +32 2 725 45 02 www.grontmij.be

IFCO Funderingsexpertise BV Limaweg 17, 2743 CB Waddinxveen Tel. 0182 - 646 646 E-mail: [email protected] Witte Vlinderweg 11, 1521 PS Wormerveer Tel. 075 - 647 6300 www.ifco.nl

Jetmix BV Oudsas 11, 4251 AW Werkendam Postbus 25, 4250 DA Werkendam Tel. 0183 - 50 56 66 Fax 0183 - 50 05 25 www.jetmix.nl

Plaxis BV Röntgenweg 22 2408 AB Alphen a/d Rijn Tel. 0172 - 427 800 Fax 0172 - 427 801 www.geomil.nl

Postbus 1025 3600 BA Maarssen Tel. 030-248 6233 Fax 030-248 6666 [email protected] www.struktonengineering.nl

Postbus 572, 2600 AN Delft Tel. 015 - 251 77 20 Fax 015 - 257 31 07 www.plaxis.nl

SBR Postbus 1819, 3000 BV Rotterdam Kruisplein 25Q, 3014 DB Rotterdam Tel. 010-206 5959 Fax 010-413 0175 www.sbr.nl

Vroom Funderingstechnieken B.V. Postbus 7, 1474 ZG Oosthuizen Tel. 0299 - 40 95 00 Fax 0299 - 40 95 55 www.vroom.nl


3

Uw carrière bij Grontmij Grontmij is een multidisciplinair advies- en ingenieursbureau voor milieu, water, energie, bouw, industrie en infrastructuur. Wij leveren meerwaarde in het hele proces van advies, ontwerp, engineering, management en realisatie van projecten. Meer dan 8.000 medewerkers zijn actief in Europa. Wij ontwerpen en realiseren plannen voor de toekomst door mensen en partijen in regio’s bij elkaar te brengen. Wij doen dat met respect voor de omgeving, voor onze klanten en voor elkaar.

Projectleider stabiliteit (m/v)

Functiebeschrijving

Als projectleider stabiliteit word je ingeschakeld in een enthousiast team in Groot-Bijgaarden en ben je verantwoordelijk voor het concept en ontwerp van infrastructuurprojecten en kunstwerken. Je staat in voor: •

De uitwerking van het technisch concept van de ontwerpen van infrastructuurprojecten en kunstwerken (bruggen, tunnels, enz.), en dit in overleg met andere vakspecialisten;

• •

Het beheer en de uitvoering van de stabiliteitsstudies; Het ondersteunen van andere afdelingen (Infrastructuur, Open Ruimte, Mobiliteit, Hydraulica, …) met betrekking tot speciﬁeke stabiliteitsaspecten;

•

•

Het overleg met de opdrachtgever en de leveranciers gedurende de volledige projectcyclus nl. van studie tot met de exploitatiefase;

• •

De opvolging van werven; Het informatiebeheer, de planning en organisatie, het budget, de kwaliteit en de veiligheid tijdens het projectproces; De motivatie van een team van ingenieurs, vakspecialisten, tekenaars,

•

ontwerpers en administratieve medewerkers.

Wie zoeken we? Een dynamische burgerlijk of industrieel ingenieur bouwkunde met een vijftal jaar ervaring in – bij voorkeur – de civieltechnische stabiliteit en tevens met

•

een gedegen kennis betreﬀende grondmechanica;

Wat bieden we u?

• • •

Een aangename werksfeer in een groeiend bedrijf waar mensen centraal staan; Een voltijds contract van onbepaalde duur; Een aantrekkelijk loonpakket met extra legale voordelen;

Contacteer ons

Een open, communicatief, resultaatsgericht, maar tevens ook diplomatisch persoon met grote inzet en motivatie die zowel autonoom als in team goed aardt.

• • •

Opleidingsfaciliteiten en kansen op zelfontplooiing; Een afwisselend takenpakket en doorgroeimogelijkheden; Flexibele werkuren en standplaats te Groot-Bijgaarden.

Stuur je CV naar [email protected] t.a.v. Marjolein Vanderpoorten - tel +32 499 07 01 57 - www.grontmij.be

Inhoud Geotechniek 1 6 11 12 15

Van de Redactie / Colofon Actueel Technische commissies KIVI NIRIA rubriek Ingezonden

16 17 19 21 25

Normen & waarden Agenda Afstudeerders The Magic of Geotechnics SBR-info

26

Eerste toepassing van de ‘Observational Method’ bij het ontwerp van een soilmixpalenwand in België Tom Smet / Jan Maertens / Noël Huybrechts

30

Gedrag van zand onder cyclische belasting P. Meijers / M.B. de Groot / P. Lubking / R. Thijssen

36

Piping in een heterogeen zandpakket kijkproeven en simulaties V.M. van Beek / A.R. Koelewijn / G.A.M. Kruse / J.B. Sellmeijer

39 40

Geointernational Dam and canal design on soluble rock (West Gode Irrigation Project, Ethiopia) Peter N.W. Verhoef

52

A comparison of the Ensemble Kalman filter with the Unscented Kalman filter: application to the construction of a road embankment Anneke Hommels / Akira Murakami / Shin-Ichi Nishimura

55

Geokunst

57

Van de redactie / Colofon

58

‘Asfalt op de rol’ – Hechtweg Jo van Montfort / Maarten Broens

62

Weekendje weg met NGO A.H. de Bondt

Distributie van Geotechniek in België wordt mede mogelijk gemaakt door: ABEF vzw

Belgische Vereniging Aannemers Funderingswerken Priester Cuypersstraat 3, 1040 Brussel Secretariaat: [email protected]

C.V.R. nv

Lochtemanweg 52, 3580 Beringen, Tel. +32 (0) 11 45 64 00 E-mail [email protected] www.cvr.be

BGGG

Belgische Groepering voor Grondmechanica en Geotechniek c/o BBRI, Lozenberg 7, 1932 Sint-Stevens-Woluwe E-mail [email protected]


5

Actueel Rijkswaterstaat reikt eerste Routepluimen uit Op 16 oktober jl. werden door Rijkswaterstaat voor de eerste keer Routepluimen uitgereikt. Het Snelwegmuseum (foto) in de categorie cultuur, het Haagse Station Beatrixlaan Randstadrail (foto), categorie civiele kunstwerken en de Zaanse A8ernA, categorie snelweg en snelwegomgeving zijn de prijswinnaars. De prijzen werden uitgereikt tijdens het Symposium van de Vormgevingsadviesgroep (VAG) van Rijkswaterstaat.

De Routepluim is een opsteker voor vernieuwende projecten die op een inspirerende manier bijdragen aan de ruimtelijke kwaliteit rond infrastructuur. Deze prijs is in het

Onder redactie van R.P.H. Diederiks / O.M. Heeres

leven groepen door Jan Brouwer, voormalig Rijksadviseur voor de infrastructuur en Ingwer de Boer, voorzitter van de VAG van Rijkswaterstaat. Met de Routepluim willen zij de ruimtelijke kwaliteit op en rond infrastructuur stimuleren. De jury roemde het Snelwegmuseum vanwege het feit dat de kunstenaars de snelwegen als streek zien, met eigen architectuur, met eigen gerechten en gebruiken. Het Haagse Station Beatrixlaan Randstadrail is in de prijzen gevallen wegens het groots aangepakte karakter; van niets is er een modern ontwikkeld gebied ontstaan. De Zaanse A8ernA kreeg de Routepluim vanwege het omvormen van gribusbuurt naar een gebied waar mensen kunnen verpozen. De jury bestond uit: Jan Brouwer, Ingwer de Boer, Annemiek Rijckenberg (VROM Raad), Tracy Metz (journalist) en Steven Slabbers (landschapsarchitect). De prijs is een kunstwerk van de Haagse beeldend kunstenaar Antoinette van Hoek. Voor de Routepluimen waren in totaal twaalf projecten genomineerd. Alle genomineerden zijn verbeeld en beschreven in het boekje ‘Routepluim’.

Prof.dr.ir. Barends ontvangt Speurwerkprijs ‘Deltatechnologie’ Op 30 oktober jl. heeft KIVI NIRIA tijdens haar jaarcongres in de Aula van de TU Delft de Speurwerkprijs uitgereikt aan prof. dr.ir. Frans Barends, hoogleraar TU Delft en wetenschappelijk strateeg bij kennisinstituut Deltares. Hij ontving de prijs vanwege zijn aanzienlijke wetenschappelijke en maatschappelijke bijdragen op het gebied van deltatechnologie.

Jaarlijkse prijs De speurwerkprijs wordt jaarlijks uitgereikt aan een persoon, groep of organisatie, die op een bepaald technisch wetenschappelijk gebied het beste speurwerk heeft uitgevoerd en heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van de technische wetenschappen. Elk jaar wordt de Speurwerkprijs uitgereikt op een ander gebied, dit jaar ging het om innovaties die op het gebied ‘deltatechnologie’ leiden tot een veilige, schone en duurzame Delta.

Bijdrage Barends Barends ontving de prijs, omdat hij zich meer dan 35 jaar geleden al realiseerde dat alleen technische kennisontwikkeling niet voldoende was. Juist de praktische toepasbaarheid in combinatie met ICT en het delen van deze kennis en ervaring, blijken maatschappelijk relevant. Zijn betrokkenheid bij het faciliteren van een duurzame inrichting van kwetsbare delta’s, nationaal en internationaal, wordt nog eens geïllustreerd door het geven van de prestigieuze Terzaghi lecture in 2005, waarbij Barends de rol van de ingenieur in de moderne maatschappij belichtte en door het verschijnen van twee boeken van zijn hand in 2008: Introduction to Geo-Engineering en Bodemdaling langs de Nederlandse Kust. Barends heeft zijn carrière gewijd aan de ontwikkeling van ‘deltatechnologie’, het duurzaam inrichten van kwetsbare deltagebieden, in Nederland en in de wereld. En dat werk wordt steeds belangrijker. Delta’s hebben wereldwijd een grote aantrekkingskracht op mensen: we

6


Actueel wonen en werken er graag. Maar het water, de slappe grond en de bevolkings-concentratie hebben ook een keerzijde. In delta’s heerst overstromingsgevaar, gebouwen en infrastructuur kunnen wegzakken, de bruikbare ruimte is schaars en bodem en grondwater kunnen worden vervuild. Daar komt bij dat aan de leef-, woon- en werkomgeving steeds hogere eisen worden gesteld en de voorspelde klimaatverandering zal de problemen alleen maar groter maken. Mensen als Barends, die voordurend werken aan nieuwe kennis die positief bijdraagt aan het leven in de Delta, zijn daarom zo belangrijk.

Jury Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs, KIVI NIRIA, reikt sinds 1954 jaarlijks de Speurwerkprijs uit. De jury hanteert voor het selecteren van de winnaar criteria als de toepassingsgerichtheid van het speurwerk, de kwaliteit van (internationaal bekend) wetenschappelijk onderzoek en multidisciplinaire samenwerking. De jury bestond uit 8 personen, waaronder diverse hoogleraren en directeuren. Voorzitter van de jury is prof.dr.ir. Jacob Fokkema, Rector Magnificus TU Delft.

lijke publicaties’ waren de criteria: wetenschappelijk vernieuwend, maatschappelijke impact en helderheid van de presentatie. De winnaar van de Geo-Oscar 2008 in deze categorie was het artikel van prof. ir. Frits van Tol over schadegevallen bij bouwputten. Het artikel bekijkt de geo-engineering op een vernieuwende wijze nu eens niet vanuit de techniek maar vanuit de beschikbaarheid van kennis en de oorzaken van faalkosten.

Breed publiek In de categorie: ‘geo-engineering voor een breed publiek’ staan artikelen in landelijke (dag)bladen centraal. Criteria waren: een duidelijke uitleg voor een breed publiek, technisch correcte weergave en een positieve bijdrage aan het imago van het vakgebied. De Geo- Oscar is uitgereikt aan Joost Straver voor zijn artikel in Trouw over de Nederlandse Ingenieurs die in New Orleans aan het werk zijn na de orkaan Katrina. Straver geeft met het artikel weer wat de Nederlandse ingenieurs ter plaatse doen en welke waardering daar bij het brede publiek voor bestaat.

Jong Talent

Geo-Oscars uitgedeeld op Funderingsdag Op de Funderingsdag 2008 zijn voor de derde maal de Geo-Oscars uitgereikt. De Geo-Oscars worden uitgereikt voor publicaties die bijdragen aan de ontwikkeling van de geoengineering. De prijs kent drie categorieën: Wetenschappelijke publicaties, Geo-engineering voor een breed publiek, en Jong talent. Juryvoorzitter ir. Mandy Korff van Deltares, vice-voorzitter van Kivi-Niria Geotechniek, reikte de prijzen uit. In de categorie: ‘wetenschappe-

Afstudeerders van universiteiten en hogescholen kwamen in aanmerking voor de GeoOscar voor 'Jong Talent'. In deze categorie is beoordeeld op originaliteit en creativiteit, helderheid in rapportage en begrip van de maatschappelijke relevantie van het onderzoek. De winnaars van deze Geo-Oscar waren Fransje Paagman en Femke Rambags. Zij zijn afgestudeerd aan de Universiteit van Utrecht op de manier waarop aardgas door de bodem migreert. Het onderzoek werd door de jury geroemd omdat het duo de complexe materie op een zeer volledige manier heeft onderzocht. Er is zowel numeriek als experimenteel een

stevige basis gelegd door gebruik te maken van een supercomputer en modelproeven van gastransport. Concrete aanbevelingen worden gedaan om gasleidingen in Nederland op een veiligere manier aan te leggen.

Nederlandse ondernemingen fuseren tot wereldwijd leidende producent van hei-apparatuur

PVE-Dieseko en International Construction Equipment (ICE), twee leidende Nederlandse heien trilblokproducenten, hebben een fusie van hun activiteiten aangekondigd. Het besluit wordt ondersteund door zowel het management als de aandeelhouders van beide ondernemingen en is positief ontvangen door de medewerkers. De combinatie leidt tot een sterke en solide onderneming met een omzetniveau van circa € 100 miljoen en een uitgebreid productassortiment in combinatie met een wereldwijd servicenetwerk. De fusie werd oktober jl. per direct geëffectueerd en de nieuwe onderneming gaat verder onder de naam ICE – PVE. De individuele merknamen en de onderscheidende capaciteiten van beide ondernemingen blijven gehandhaafd. ICE – PVE blijft opereren vanuit haar huidige productielocaties in Sliedrecht, Almere, Emmeloord en Singapore. De ondernemingen zijn gecombineerd in belangrijke mate complementair. Door het samenvoegen van de sterke Europese positie van PVE en de sterke groei van ICE buiten Europa, is de nieuwe onderneming goed gepositioneerd om haar klanten wereldwijd te kunnen bedienen met een compleet producten- en serviceaanbod.


7

Actueel Proef Dijkdoorbraak geslaagd Op zaterdag 27 september jl. om 16.02 uur is bij het Groningse Bellingwedde de proefdijk bezweken. In deze proefdijk zijn inspectietechnieken beproefd, die een betere voorspelling van het bezwijken van dijken mogelijk moeten maken. Daarvoor was het belangrijk dat de dijk bij Bellingwedde volgens een vooraf bepaald mechanisme zou bezwijken. Nadat op donderdag 25 september op het proefterrein van de Stichting IJkdijk werd

8


begonnen met het verhogen van de waterstand achter de dijk, is de waterkering van zes meter hoog en honderd meter lang succesvol bezweken. De doorbraak is minutieus gevolgd via sensoren en camera’s in en bij de dijk. De analyse van de gegevens gaat de komende tijd plaatsvinden. De proef kwam tot stand door een succesvolle samenwerking van de Stichting Ijkdijk met het RWS Innovatie Test Centrum en de deelnemende bedrijven. De dijk bezweek conform het draaiboek na het

aanbrengen van waterdruk aan de buitenzijde van de dijk, het uitgraven van de teensloot en het aanbrengen van waterdruk in de zandkern van de dijk. De bijgevoegde foto's tonen de bezweken waterkering. Alle instrumenten van de diverse bedrijven waarmee het bezwijken van de waterkering is geobserveerd, hebben een schat aan gegevens verzameld. De analyse van deze gegevens zal nog geruime tijd nemen en zal helpen bij het opstellen van methoden om zwakke plekken in dijken eerder te kunnen detecteren.

Actueel

De Stichting IJkdijk heeft als doelstelling dijken sensortechnologie te ontwikkelen, te integreren en te valideren. Hiervoor worden grootschalige experimenten uitgevoerd. Het nu uitgevoerde macrostabiliteitsexperiment is het grootste experiment in zijn soort. De Stichting IJkdijk is opgericht door de partners Deltares, IDL, NOM, STOWA en TNO. Aan het macrostabiliteitsexperiment doen de volgende bedrijven mee: Alert Solutions, Intech, IBM, Ten Cate, Inventec, GTC

Kappelmeyer, DikeSurvey, Koenders, Landustrie, Volker Wessels, HansjeBrinker, RPS BCC en IFCO. Het experiment wordt uitgevoerd in samenwerking met het Rijkswaterstaat Innovatie Test Centrum en wordt gesteund door Economische Zaken, het Samenwerkingsverband Noord Nederland, Staatsbosbeheer en Waterschap Hunze en Aa's. De IJkdijk is gelegen in een kleine polder ten zuiden van Nieuweschans in Groningen. Rijkswaterstaat, de uitvoeringsorganisatie van het ministerie van Verkeer en Waterstaat, werkt voor u aan

droge voeten, voldoende en schoon water, vlot en veilig verkeer over weg en water en betrouwbare en bruikbare informatie. Het Rijkswaterstaat Innovatie Test Centrum beproefd vernieuwende en innovatieve technieken op het werkveld van Rijkswaterstaat. Foto's: André Koelewijn


9

Actueel Boek Rapid Load Testing on Piles Dr.ir. Paul Hölscher en prof. ir. Frits van Tol hebben een boek samengesteld over de snelle paaltest. Deze testmethode voor het bepalen van de stijfheid en het draagvermogen van funderingspalen lijkt een aantrekkelijk alternatief voor de kostbare en tijdrovende statische testen. In 2007 organiseerden Hölscher en Van Tol een seminar waaraan toponderzoekers uit Japan, de VS en Europa deelnamen. In het eerste deel van het boek zijn de artikelen van deze onderzoekers gebundeld. Het tweede deel gaat in op het onderzoek van Delft Cluster naar snelle paaltesten en de experimenten in de GeoCentriguge van Deltares. Verder bevat het een analyse van alle beschikbare empirische data van snelle paaltesten. Het boek Rapid Load Testing on Piles is te bestellen bij Taylor & Francis/Balkema: www.crcpress.com/shopping_cart/products/

10


product_detail.asp?sku=K00126&isbn=9780415 482974&parent_id=&pc. Of men kan contact opnemen met Paul Hölscher: [email protected].

wordt nagestreefd. Eind 2008 wordt de site www.klimaatdijk.nl operationeel en verschijnt tevens een nieuwe versie van het visiebeeldboek Klimaatdijk.

CUR/ WINN Kennis programma Klimaatdijk

CUR/Delft Cluster Commissie ‘Monitoring Bouwputten’ hei-apparatuur

Sinds het voorjaar 2008 coördineert CUR Bouw & Infra het kennisprogramma Klimaatdijk. Het initiatief Klimaatdijk is ontstaan in het kennisinnovatieprogramma WINN van Rijkswaterstaat. Het kennisprogramma Klimaatdijk richt zich op het raakvlak dijken en ruimtelijke inrichting. Via ‘het nieuwe dijkdenken’ wordt, met de te stellen veiligheidseisen als primaire randvoorwaarde, gestreefd naar nieuwe inrichtingsmogelijkheden, betere inpasbaarheid en multifunctionele gebruiksmogelijkheden. Het kennisprogramma bevindt zich in de aanloopfase heeft een looptijd van twee tot drie jaar. Een groot aantal partijen neemt deel aan het kennisplatform Klimaatdijk en verder verbreding met alle belanghebbende partijen

Ongeveer twintig partijen nemen deel aan deze commissie en ontwikkelen gezamenlijk de richtlijn voor monitoring van bouwputten. De richtlijn geeft inzicht in alle beschikbare monitoring-technieken en hun toepassingsmogelijkheden en doet aanbevelingen over inpassing van monitoring in het bouwproces. De commissie is al ver gevorderd in haar activiteiten. Eind 2008 zal de richtlijn in concept gereed zijn. Via koppeling aan een aantal praktijkcases zal het concept begin volgend jaar getoetst worden en naar verwachting in het 2e kwartaal 2009 beschikbaar komen. Nadere info: [email protected] of [email protected]

Technische commissies ISSMGE-TC1 Coastal Engineering and Dyke technology: activiteiten ’07-’09 De International Society for Soil mechanics and Geotechnical Engineering heeft een Technische Commissie TC1 op het gebied van ‘coastal engineering and dyke technology’. Het voorzitterschap en secretariaat van deze commissie ligt in Nederlandse handen. In totaal participeren 14 landen in deze commissie. ISSMGE-TC1 hield zijn startvergadering in 2007 te Madrid tijdens de 14de Europese conferentie on Soil Mechnics and Geotechnical Engineering. In deze vergadering is de zogenaamde ‘terms of reference’ (zie ook www.issmge.org) vastgesteld en is een nadere detaillering van de focus en activiteiten besproken. De gezamenlijke focus van deze TC ligt op: risicobeoordeling van langgerekte geotechnische constructies van grond (zoals dijken) met een nadruk op het effect van klimaatverandering en heterogeniteit van de ondergrond; meting en inspectietechnieken van deze constructies; geotechnische faalmechanismen (met een nadruk op erosie, overslag, piping, stabiliteit en het effect van vegetatie); bouwtechnieken (vooral op gebouwde gebieden) van deze constructies; landaanwinningen en havenuitbreidingen. In september 2008 heeft de TC een sessie georganiseerd op de 11th Baltic Sea conference (zie ook www.11bc.pg.gda.pl) te Gdansk. Deze sessie had als thema de invloed van klimaatverandering op Kustwaterbouw en Dijktechnologie. TC1 bijdragen waren bijvoorbeeld: ‘van overstromingsrisico naar duurzaam landgebruik’, ‘biologische versterking in situ van zand’, ‘Evaluatie van de dijken en constructies in New Orleans tengevolge van Orkaan Katrina’, ‘Geotechnisch beslissing ondersteunend systeem voor een duurzame erosiebestendige kust in zweden’, ‘Consolidatie op lange termijn van de klei in de Baai van Osaka’ en ‘sterkte van klei tijdens golfoverslag’. Via de contacten vanuit de TC zijn partijen uit de USA (USACE en RPI) betrokken in het IJkdijk project en vindt er met hen kennisuitwisseling plaats op het gebied van monitoring,

faalmechanismen als stabiliteit en piping en reparatie technieken bij daadwerkelijk falen. Verder heeft TC1 de prijsvraag rondom de IJkdijkpredictie internationaal gesteund. In het IJkdijkproject is een dijk tot aan bezwijken belast en afgeschoven. Vooraf is er een internationale predictiecompetitie georganiseerd. TC1 zal de prijsuitreiking gaan verzorgen. TC1 steunt ook de internationale cursus ‘understanding dyke safety’ De cursus zal jaarlijks worden ingepland. Meer informatie over deze cursus kan worden gevonden op www.delftgeoacademy.nl. Een aantal leden van de TC doceren in de cursus. TC1 is momenteel druk bezig met de volgende activiteiten: samenwerking van TC1 met TC39, geotechniek in rampenbestrijding. Gedacht wordt aan het organiseren van een gezamenlijk congres en een gezamenlijke publicatie; rapport over geotechniek en climate change op basis van de papers voor de Baltic Sea conference die gereed zal zijn voor de Alexandrie Conferentie; steunen van een initiatief om een internationale ‘levee manual’ te maken; steunen van het initiatief om een internationale hydraulic fill manual te maken; organisatie van een workshop of sessie tijdens rondom dit rapport en thema de volgende internationale ISSMGE conferentie in Alexandrië 2009; opstellen van een werkplan voor TC1 voor de volgende 4 jaar, te presenteren tijdens de conferentie in Alexandrië. Zo fungeert de TC als een internationaal netwerk waarin we ons als Nederland profileren, kennis uit het buitenland halen, aangesloten zijn op wat er wereldwijd speelt en onze eigen kennisontwikkeling etaleren. En er wordt internationaal naar ons gekeken en verwezen want we blijken als ‘Nederland BV’ op dit gebied behoorlijk voorop te lopen. Meindert Van voorzitter ISSMGE-TC1

Technische Commissies van de ISSMGE JTC = gemeenschappelijke commissie van de ISSMGE met de International Association for Engineering Geology and the Environment (IAEG) en de International Society for Rock Mechanics (ISRM) JTC 1 JTC 2 JTC 3 JTC 4 JTC 5 JTC 6 JTC 7

Landslides and Engineered Slopes Representation of Geo-Engineering Data Education and Training Professional Practice Sustainable Use of Underground Space Ancient Monuments/Historic Sites Soft Rocks and Indurated Soils

TC = internationale technische commissie van de International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE) TC 1 TC 2 TC 3 TC 4 TC 5 TC 6 TC 8 TC 16 TC 17 TC 18 TC 23 TC 28 TC 29 TC 32 TC 33 TC 34 TC 35 TC 36 TC 37 TC 38 TC 39 TC 40 TC 41

Coastal Engineering and Dyke Technology Physical Modelling in Geotechnics Geotechnics of Pavements Earthquake Geotechnical Engineering and Associated Problems Environmental Geotechnics Unsaturated Soil Frost Geotechnics Ground Property Characterization from In-Situ Tests Ground Improvement Deep Foundations Limit State Design in Geotechnical Engineering Underground Construction in Soft Ground Laboratory Stress Strain Strength Testing of Geomaterials Engineering Practice of Risk Assessment and Management Geotechnics of Soil Erosion Prediction and Simulation Methods in Geomechanics Geo-Mechanics from Micro to Macro Foundation Engineering in Difficult Soft Soil Conditions Interactive Geotechnical Design Soil-Structure Interaction Geotechnical Engineering for Coastal Disaster Mitigation and Rehabilitation Forensic Geotechnical Engineering Geotechnical Infrastructure for Mega Cities and New Capitals

ERTC = Europese regionale technische commissie ERTC 3 Piles ERTC 7 Numerical Methods in Geotechnical Engineering ERTC10 Evaluation Committee for the Application of EC 7 ERTC12 Evaluation Committee for the Application of EC 8


11

Afdeling Geotechniek

KIVI NIRIA

‘En weer ging het mis aan de Vijzelgracht’ Bovenstaande tekst is de kop van een uitgebreid artikel in NRC.Next, 15 september jl. De ondertitel van het artikel luidt: ‘Onduidelijkheid over oorzaak verzakkingen’. De oneliner die het artikel ten slotte mag illustreren is: ‘Onze bouwtechniek wordt wereldwijd toegepast’. De niet-ingewijden in het project Noord-Zuidlijn in Amsterdam zouden verschillende conclusies kunnen trekken: De Vijzelgracht, daat

Hoe moeten wij deze boodschap nu duiden ? Ten eerste neem ik aan dat de citaten juist zijn, dat mag je van een krant als de NRC verwachten. We kunnen er dus vanuit gaan dat het Gemeentebestuur van Amsterdam bewust naar buiten treedt met de mededeling dat er een beroep gedaan wordt op 1) experts van 2) met een niet-Nederlandse achtergrond. Individueel zijn beiden natuurlijk volop ingeschakeld,

De buitenlandse experts zullen ongetwijfeld bevestigen wat velen al eerder gevonden hebben: de uitdagende omstandigheden, het belang van ervaring en het doen van (praktijk-) proeven, het benoemen van aanwezige risico’s en de verklaring dat risico’s nooit helemaal uit te sluiten zijn. Benieuwder ben ik naar de nuances die gekozen gaan worden. Hoe kijkt men aan tegen de interactie

ting niet interessant, (te) vanzelfsprekend of niet passend in de opbouw en van het artikel. De meeste lezers zijn, net als ikzelf, niet betrokken bij het project. Toch heb ik een zekere interesse naar de inzet van buitenlandse experts. Als Afdeling voor Geotechniek van KIvI Niria streven wij naar een continue verdieping en verbreding in ons vakgebied.

gaat nogal eens wat mis! Of: Hoe ontstaan verzakkingen eigenlijk? En nog intrigerender: Er is kennelijk een bouwtechniek (ontwikkeld) die wereldwijd navolging vindt. Lezers van de krant krijgen genoeg verleidingen om er eens goed voor te gaan zitten. Beroepshalve is het sowieso interessant hoe ons vak in de krant komt, dus lezen van het artikel was en is aan te raden.

zowel de experts (vanuit de wetenschap en adviesbureaus, als de buitenlanders (vanuit de bouwondernemingen). De woordkeuze van de wethouder verwijst echter naar een combinatie van beiden: buitenlandse experts.

tussen ontwerp en uitvoering? De omgang met gesignaleerde afwijkingen in zowel de ondergrond als in het bouwproces? En bijzonder interessant vanuit een meer maatschappelijke context: Hoe beoordeelt men de interactie tussen technisch uitvoerders en bestuurlijke uitvoerders ?

We mogen dan ook hopen en verwachten dat de kennis die mogelijkerwijs wordt toegevoegd ons verder zal verrijken. Na meer dan 15 jaar investeren in dit project tot nu toe, is er getuige het krantenbericht in ieder geval nog meer ruimte voor verdieping en/of verbreding.

Echter, dat weten we nu nog niet. Sterker nog: de krant vertelt ons alleen dat er buitenlandse experts worden ingeschakeld. De toelichting daarop is niet gevraagd of niet weergegeven. Als deze niet gevraagd is, dan is de verklaring van de bestuurder door de journalist ervaren als een te verwachten en voor de hand liggend verloop van zaken (da’s logisch, zei de voetbalmeester). Als de toelichting simpelweg niet is weergegeven dan kan dat ook om meerdere redenen zijn: De journalist vond de toelich-

De geïnteresseerde lezer van de krant zal niet anders concluderen dan dat ons vak in ieder geval nog wel wat ruimte voor verbetering kent.

Maar dan, een dag later, dezelfde krant. ‘Ook komt er een onderzoek, waarbij buitenlandse experts worden ingeschakeld. Dat heeft wethouder Tjeerd Herrema (Volkshuisvesting, PvdA) gisteren laten weten’.

12


Ik hoop en verwacht meer van dit traject te gaan vernemen in de toekomst. In mijn ervaringen met buitenlandse experts in de geotechniek valt het mij telkens weer op hoe universeel ons vakgebied is. Overeenstemming over materiaalgedrag is snel gevonden, net als gedeelde inzichten over spanningen en vervormingen en de snelheid van die verandering daarin. Weliswaar streven we continu naar verbetering van bestaande modellen en methoden, maar welke beroepsgroep dat nou niet ?

dé Ne Nederlandse e beroepsvereniging g van n en n voor KIVI NIRIA is dé ingen ingenieurs,, op opgeleid d aa aan n universiteiten n en n hogescholen,, en n vormtt h aardi dig g technisch h kennis-- en n kennissennetwerk.. Hiermee een hoogwaa hoogwaardig maakt maa aaktt KIVI NIRIA , het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs, het belang van v n techniek technie iek k zichtbaa zichtbaar aarr in n onze e samenleving g en n ondersteuntt ingenieurs taak. ingenie s bijj hett uitoefenen n van n hun n belangrijke belang ngrij ijke e taa aak.. Ingenieurs staan aan de e basiss van n innovatie,, doord rdatt zijj hun n technische e kenniss weten n aan doordat toe e te e passen pas assen n ten n behoeve e van n ontwikkeli ontwikkeling ling g in n de e maat maatschappij. atschappij.

Waarom een Afdeling Geotechniek? Geotechniek volgens Van Dale: de toegepaste wetenschap, die zich bezighoudt met het gedrag van grond en rots, ten behoeve van het ontwerpen en uitvoeren van grond- en kunstwerken Dit klinkt erg abstract, maar in de praktijk zijn er maar weinig ingenieurs die niet met geotechniek te maken krijgen. Denk maar eens aan de fundering van een weg of gebouw, het aanbrengen van waterdichte schermen bij een bodemsanering of het verplaatsen van grond bij het baggeren of boren van een tunnel. Daarom dus een Afdeling Geotechniek.

Aanmelden of meer informatie over KIVI NIRIA Geotechniek ? Meer informatie over de Afdeling Geotechniek kunt u vinden op www.kiviniria.nl/geo of bij Marty Herrmann, KIVI NIRIA Kamer TU Eindhoven, Tel. 040-247 29 49 (ma t/m vrij 10 - 14 uur), E-mail [email protected] Meer informatie over KIVI NIRIA: www.kiviniria.nl

Netwerk en Communicatie De Afdeling Geotechniek vormt een netwerk van mensen werkzaam op het vakgebied, mensen die het vak studeren en andere geïnteresseerden. Dit netwerk strekt zich uit over de grenzen van ons land en uit zich in nauwe samenwerking met soortgelijke verenigingen binnen Europa. Jaarlijks organiseert de afdeling tal van activiteiten, waarvan een aantal op Europees niveau in samenwerking met anderen. KIVI NIRIA Geotechniek is tevens founding partner van Geonet, het onafhankelijk platform voor interactief geotechnisch Nederland (www.geonet.nl). Alle leden van KIVI NIRIA Geotechniek kunnen zich gratis abonneren op het vakblad Geotechniek. Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vakblad dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnisch vakgebied te kweken. Het vakblad verschijnt vier maal per jaar (excl. specials). Activiteiten De Afdeling Geotechiek geeft steun aan wetenschappelijk onderzoek en helpt mee aan de ontwikkeling van diverse cursussen op het vakgebied. Daarnaast organiseert de afdeling de Funderingsdag en de Geotechniekdag en vele excursies, lezingen en symposia. Ook voor jonge leden is de afdeling actief. Zo levert zij een bijdrage aan de Young Geotechnical Engineers Conference en er is een speciale afstudeerdersmiddag.

Ingezonden

Standaard parametersets betekent niet het einde van modelparameterbepaling Dr.ir. D.A. Kort NGI, Noorwegen

Een reactie op ‘Einde van modelparameterbepaling nabij?’ (Ronald Brinkgreve, Geotechniek, Juli 2008)

gebaseerd worden op kwalitatief hoogwaardig grondonderzoek. Monsterkwaliteit en de kwaliteit van de labproeven mag hier geen discussiepunt zijn en moet dus goed georganiseerd zijn en volledig openbaar en toegankelijk. Figuur 1 onderstreept het belang van hoogwaardig grondonderzoek: Wie zijn modelparameters baseert op de inferieure kwaliteit van het 54 mm monster in plaats van op de hoge kwaliteit van het blokmonster, komt bedrogen uit.

In zijn inbreng Einde van modelparameterbepaling nabij? stelt dr. Brinkgreve voor om een 25-tal standaard datasets samen te stellen voor geclassificeerde grondsoorten op basis van zeer geavanceerde modellen die dicht in de buurt van het werkelijke grondgedrag komen. Het idee van dr. Brinkgreve om een x-aantal standaard datasets samen te stellen, ondersteun ik maar ik vind wel dat: 1. Deze datasets gebaseerd moeten zijn op hoogwaardig grondonderzoek en 2. In de dagelijkse praktijk de datasets moeten worden aangepast aan het grondonderzoek van de bouwlocatie.

Om tot verantwoorde algemene parametersets te komen, stel ik voor om een aantal test sites (in binnen- en buitenland) op te zetten die de verschillende grondsoorten afdekken. Deze test sites moeten dan een groot aantal jaren (laten we zeggen minimaal 50 jaar) toegankelijk blijven voor onderzoekers uit binnen- en buitenland zodat zij bij behoefte hun eigen methodes op deze sites kunnen ijken, of aanvullend grondonderzoek kunnen doen als ze met een belastingssituatie te maken hebt die onvoldoende door de database wordt gedekt. Tegenwoordig zijn veel van deze sites projectgericht, slecht toegankelijk, en gaan helaas verloren als het project is afgerond.

aanvullende grondonderzoek kan dan zijn dat de modelparameters van de standaard dataset enigszins gewijzigd moeten worden. Dit levert twee voordelen op: 1. Meer informatie kan uit het grondonderzoek worden gehaald; 2. De gebruiker wordt aangemoedigd de standaard datasets aan het grondonderzoek te verifieren en eventueel aan te passen. Hiermee blijven de modelparameters in het zicht van de gebruiker. Wat mij betreft is het begin van geavanceerde modelparameterbepaling.

Referentie K. Karlsrud, T. Lunne, D.A. Kort and S. Strandvik. (2005). CPT correlations for clays. XVI ICSMGE, Osaka. pp.693-702. Rotterdam: Millpress.

Grondonderzoek op bouwlocatie Wanneer op bovenstaande wijze de 25-tal ‘standaard datasets’ zijn bepaald, betekent dit m.i. niet het einde van grondonderzoek. Standaard parametersets kunnen immers nooit de grond ter plaatse beschrijven, dus is er altijd aanvullend grondonderzoek op de bouwlocatie nodig.

Hoogwaardig grondonderzoek Het aanbieden van een algemene standaard dataset alleen heeft m.i. als negatief gevolg dat de modelparameters uit het zicht van de gebruiker worden weggenomen. Als je daarvoor kiest, moet je op z’n minst een kwalitatief hoogwaardige parameterset kunnen aanbieden die betrouwbaar voor is meerdere locaties en precies datgene doet wat de gebruiker ervan mag verwachen. Dit vereist dat deze datasets

Wel kan de hoeveelheid grondonderzoek kan worden gereduceerd omdat je gebruik kunt maken van de ervaring van de hoogwaardige ‘standaard dataset’. Het aanvullende grondonderzoek kan dus gerichter en kleinschaliger zijn en dus ook goedkoper dan het grondonderzoek dat nodig is om zo’n ingewikkelde dataset samen te stellen zonder de voorkennis van de standaard dataset. De uitkomst van dit

Figuur1 Invloed van monstername op de kwaliteit van de grondparameters (Karlsrud et al., 2004)


15

Normen & waarden

Eurocode 8 is ook voor Nederland van belang Deze rubriek besteedt aandacht aan de nationale en internationale normontwikkeling. In deze bijdrage wordt de betekenis van Eurocode 8 ‘Ontwerp en berekening van aardbevingsbestendige constructies’ toegelicht. Deze rubriek verschijnt onder verantwoordelijkheid van de redactie van Geotechniek en komt tot stand met medewerking van de leden van de normcommissies.

Inleiding In 2004 heeft NEN ingestemd met de inhoud van de delen 1 t/m 6 van Eurocode 8 ‘Ontwerp en berekening van aardbevingsbestendige constructies’. Over de inhoud van deze Eurocode is destijds in de betrokken normcommissies weinig discussie gevoerd. Het onderwerp leeft niet in Nederland en voor zo ver thans valt te overzien, zal er in Nederland geen wettelijke plicht komen om Eurocode 8 voor het ontwerpen van constructies te gebruiken. Dat is vreemd, omdat: met een eenvoudige analyse in het verleden is aangetoond dat de gedachte dat de windbelasting altijd groter is dan de aardbevingsbelasting niet opgaat. Aardbevingen kunnen in Nederland wel degelijk van belang zijn; in Zuid-Limburg voor het ontwerpen van constructies geen gebruik behoeft te worden gemaakt van Eurocode 8, terwijl dat in de direct aangrenzende landen om verzekeringstechnische redenen (België) of vanwege wettelijke regels (Duitsland) wel gebeurt; kleine aardbevingen als gevolg van gaswinning vooral in Noord-Nederland regelmatig voorkomen. Indien Eurocode 8 in dat geval wordt gebruikt voor het ontwerpen van onstructies, dan leidt dit naar de mening van deskundigen bij een eenvoudige constructieve analyse tot een niet-passend ontwerp. Er is daarom behoefte aan aanvullende bepalingen die zijn toegesneden op de Nederlandse situatie. Dit zou kunnen in de vorm van een nationale bijlage bij Eurocode 8.

Scope van Eurocode 8 De scope van Eurocode 8 beperkt zich tot het, in het geval van een aardbeving, beschermen van

16


mensenlevens, beperken van schade en het operationeel houden van constructies die van belang zijn voor de bescherming van de burgers. Bijzondere constructies, zoals kerncentrales, offshore constructies, LNG-terminals en grote stuwdammen vallen buiten de scope van Eurocode 8. Eurocode 8 bevat voorts alleen bepalingen die complementair zijn aan die in de andere Eurocodes. Het Internationaal Atoomgenootschap verplicht overigens de lidstaten om bij het ontwerp van nucleaire installaties rekening te houden met het optreden van aardbevingen. In feite sluit de scope van Eurocode 8 goed aan bij de indeling in geotechnische categorieën die de Nederlandse geotechnische normen al jarenlang hanteren: de normen zijn specifiek geschreven voor Geotechnische Categorie 2. Voor Geotechnische Categorie 3 gelden in veel gevallen aanvullende eisen die door de opdrachtgever worden geformuleerd. Eurocode 8 kan dan ook worden gezien als een minimum pakket aan eisen die ook voor bijzondere constructies gelden. Eurocode 8 kent zes delen: 1. Algemene regels, seismische belastingen en regels voor gebouwen 2. Bruggen 3. Beoordeling en vernieuwing van gebouwen 4. Silo’s, opslagtanks en pijpleidingen 5. Funderingen, grondkerende constructies en geotechnische aspecten 6. Torens, masten en schoorstenen Voor het vakgebied geotechniek zijn vooral de delen 1 en 5 van belang. In de geotechniek is de relatie tussen een aardbeving en de mogelijkheid van het veroorzaken van zettingsvloeiingen een belangrijk onderwerp. Zettingsvloeiingen komen vooral in zuidwest-Nederland regelmatig voor en de thans gebruikte ontwerpregels blijken in de praktijk nog wel eens tekort te schieten.

problematiek van aardbevingen bij het bouwproces. Over aardbevingen is in Nederland veel kennis. De website van het KNMI (www.knmi.nl) bevat veel informatie over Seismologie in het algemeen, maar ook specifiek voor de Nederlandse situatie. Zo is er bijvoorbeeld een kaartje te vinden met de verschillende seismische zones in Nederland, zie figuur 1. In deze kaart is Nederland verdeeld in de zones A t/m D. De horizontale piek-grondversnellingen voor de zones A, B, C en D zijn respectievelijk 0,01g; 0,022g; 0,05g en 0,1g. Het KNMI maakt onderscheid tussen tektonische en geïnduceerde aardbevingen. Tektonische aardbevingen hebben te maken met de natuurlijke bewegingen van de aardkorst, terwijl geïnduceerde aardbevingen het gevolg zijn van het ingrijpen van de mens, zoals het winnen van gas. De geïnduceerde aardbevingen in Nederland worden gekenmerkt door een beperkte magnitude (1 tot 4 op de schaal van Richter). Het epicentrum bevindt zich relatief ondiep, zo’n 2 tot 4 km onder het aardoppervlak. De aardbeving bestaat meestal uit een kortdurende klap. De tot nu toe grootste tektonische aardbeving in Nederland vond op 13 april 1992 plaats bij Roermond (5.8 op de schaal van Richter). Het epicentrum bevond zich op zo’n 15 km diepte. Tektonische aardbevingen hebben

54

7,0

A

53

6,5

6,0

B 5,5

52

C

5,0

Kennis over aardbevingen Er zijn de laatste jaren steeds meer Nederlandse ingenieursbureaus actief in het buitenland. Daar wordt bij het ontwerp van constructies wel rekening gehouden met aardbevingsbelastingen. Veel Nederlandse ingenieursbureaus zijn daarom bezig kennis op te bouwen over de

51

4,5

D

3

4

5

6

7

Seismische zones in Nederland, www.knmi.nl

normen & waarden een duidelijk ander belastingspectrum dan geïnduceerde aardbevingen en het epicentrum bevindt zich dieper in de aardkorst.

gegevens over de in rekening te brengen magnitude in plaats van responsspectra.

Actieplan Voor geotechnische constructies valt in het geval van tektonische aardbevingen met Eurocode 8 goed te werken. Zonder meer het rekenmodel van Eurocode 8 toepassen op geïnduceerde aardbevingen leidt door het afwijkende belastingspectrum tot overgedimensioneerde constructies. Vanuit de geotechniek is er vooral behoefte aan: het locatie afhankelijk kunnen vaststellen van de in rekening te brengen horizontale piekversnellingen in de grond als gevolg van tektonische aardbevingen; het specifiek voor de Nederlandse situatie vaststellen van de manier waarop Eurocode 8 wordt toegepast in het geval van geïnduceerde aardbevingen;

De normcommissie Geotechniek algemeen en funderingstechniek is bezig de discussie over het toepassen van Eurocode 8 in Nederland op gang te brengen en heeft daartoe de volgende voorstellen geformuleerd: Breng op korte termijn de vertaling van deel 1 van Eurocode 8 in het Nederlands uit (er is al een volledige concept-tekst) en zorg dat ook de andere delen van Eurocode 8 worden vertaald in het Nederlands. Dit zal de toegankelijkheid en het gebruik ten goede komen. Stel een nationale bijlage bij Eurocode 8 op met daarin een kaartje met de verschillende seismische zones in Nederland (eventueel de seismische zone per gemeente vaststellen). Stem de seismische zones af met die in België

en Duitsland. Maak aanvullende bepalingen voor het geotechnisch ontwerp voor typisch Nederlandse problemen, zoals de kleine aardbevingen in Noord-Nederland. Voor het bepalen van responsspectra voor dit type aardbevingen is nader onderzoek nodig. Stel een communicatieplan op om het gebruik van Eurocode 8 in Nederland te bevorderen. Het presenteren van voorbeeldberekeningen wordt daarbij als zinvol gezien. De voorgestelde acties zouden er toe kunnen leiden dat voor de hoogste veiligheidsklasse in (delen van) de provincies Brabant en Limburg aardbevingsberekeningen vereist zijn en dat in andere delen van het land (Zeeland, Utrecht en de noordelijke provincies) kan worden gevraagd na te gaan of een aardbevingsberekening in het kader van een risicoanalyse wellicht zinvol zou kunnen zijn.

agenda 2009 = Organisatie

Beurzen / Congressen

Cursussen 2009

17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering 5 - 9 oktober 2009 – Alexandrië, Egypte www.2009icsmge-egypt.org

Eurocode 0 + 1: grondslagen en belastingen 14 januari 2009 PAO

9th International Conference on Geosynthetics (IX ICG) 23 -27 maart 2010 – Brazilie www.9icg-brazil2010.info

Cursus Computational geotechnics 26 januari 2009 PAO

INFRATECH 2009 13-16 januari 2009 – Ahoy’ Rotterdam www.infratechahoy.nl Dag van het ondergronds bouwen 29 januari 2009 – COB

Informatie en aanmelding Betonvereniging www.betonvereniging.nl +31-(0)182-539 233 COB www.cob.nl +31-(0)182-540 660 CROW www.crow.nl +31-(0)318-695 300 CUR www.cur.nl +31-(0)182-540 600

Basiscursus Damwanden ontwerpen met MSheet volgens CUR 166 20 januari 2009 Delft GeoAcademy

Gevorderden cursus Damwanden ontwerpen met MSheet 3 februari 2009 Delft GeoAcademy Cursus Damwandenconstructies en bouwputten 5 februari 2009 PAO

Delft GeoAcademy www.delftgeoacademy.nl +31-(0)15-269 3752 Deltares www.deltares.nl +31-(0)15-269 3500 Elsevier Opleidingen www.elsevieropleidingen.nl +31-(0)78-625 3888 KIVI NIRIA www.kiviniria.nl +31-(0)70-391 9890 KOAC-NPC www.koac-npc.nl +31-(0)55-543 3100

NGO www.ngo.nl +31-(0)30-605 6399 NSTT www.nstt.nl +31-(0)182-567 380 PAO www.pao.tudelft.nl +31-(0)15-278 4618 PLAXIS www.plaxis.nl +31-(0)15-251 7720 TI-KVIV www.ti.kviv.be +32-(0)3-260 0840

Cursus Paalfunderingen voor civiele constructies 10 maart 2009 Delft Geoacademy Cursus Grondwateroverlast en -onderlast in de bebouwde omgeving 19 maart 2009 Delft Geoacademy International course for Experienced Plaxis users 23 maart 2009 Plaxis Paalfunderingen ontwerpen en toetsen volgens NEN en CUR met MFoundation 24 maart 2009 Delft GeoAcademy Horizontal Directional Drilling using MDrill 30 maart 2009 Delft GeoAcademy Cursus Eurocode 7: Geotechniek 16 april 2009 PAO

Studiedag Bouwputten in de stad 14 januari 2009 – TUDELFT, CiTG Lezingenmiddag KIVI NIRIA, Afdelingen Bouw- en Waterbouwkunde en Geotechniek


17

Afstudeerders

Ing. H.J. Everts

In deze rubriek wordt een samenvatting gegeven van

Gewapende granulaat matras op prefab palen Het aanbrengen van een zandbaan op een zeer slappe ondergrond leidt soms tot een niet acceptabele lange bouwtijd en grote restzettingen. Een mogelijkheid om die restzettingen te beperken is het toepassen van een onderheide gewapende granulaatmatras. De achterliggende gedachte is dat de palen het grootste deel van de belasting afdragen naar de zettingsvrije, dieper gelegen lagen, zonder toepassing van een dure vloer over de paalkoppen. In plaats daarvan wordt over de palen een wapening van geotextiel aangebracht. Bij de aanleg van de N210 tussen Krimpen aan den IJssel en Bergambacht wordt door Ballast Nedam zo’n gewapende matras toegepast. Omdat voor dit soort constructies in Nederland nog geen ontwerpnorm bestaat, heeft Ballast

het afstudeerwerk van studenten van de Technische Universiteit Delft die afstudeeren bij Geo-engineering. Dit keer bespreekt Bert Everts het werk van Marco Pettini, die afstudeerde bij prof. ir. A.F. van Tol.

Nedam in samenwerking met Fugro besloten om het ontwerp te baseren op in het buitenland gangbare ontwerpmethoden en het DO te verifiëren met een proefproef. Het afstudeerwerk bestaat uit het evalueren van de praktijkproef en valideren van de ontwerpmethoden. Het ontwerp van de matras is gebaseerd op de Britse richtlijnen. Onder de matras zijn prefab-palen toegepast. In het proefvak zijn de volgende metingen verricht: belasting in de palen; belasting op de grond tussen de palen; optredende rekken in de verschillende geogrids / geotextielen; optredende zettingen in de constructie (onderkant, midden en bovenkant matras); helling van de palen; stijghoogte van het grondwater;

Figuur 1 Dwarsdoorsnede paalmatras.

Figuur 2 Schematische weergave belastingafdracht.

luchtdruk; luchtvochtigheid; temperatuur.

Om het gedrag van de matras te analyseren is deze onderworpen aan zowel statische belastingen als dynamische. De statische belastingen zijn gerealiseerd door met granulaat gevulde bigbags en een ophoging op de matras te plaatsen; de dynamische door vrachtwagens over de matras te laten rijden. Belangrijke conclusies uit het onderzoek zijn dat de ondergrond een niet te verwaarlozen deel van de belasting draagt. De boogwerking tussen de palen wordt vooral geactiveerd door het aanbrengen van een dynamische belasting. Verder bleek dat de aangebrachte belasting groter was dan de som van de gemeten paalkopreacties en de gemeten reactie van de ondergrond, zoals deze is gemeten midden tussen de palen. Vermoedelijk reageert de grond direct naast de palen relatief stijf, waardoor de grondreactie hier groter is dan midden tussen de palen. De bovenbelasting wordt dan alsnog via negatieve kleef in de palen geleid, maar niet gemeten in de drukopnemers die in de kop van de palen zijn geplaatst. In het proefvak wordt nog steeds gemeten.

Figuur 3 Ep (effectiviteit van de palen) als functie van de dikte van de matras met constante (s-a), waarin s = afstand tussen de palen en a= breedte van de kopplaat op de palen) voor verschillende predictiemethoden (Terzaghi, Hewlett &Randolph, Bush-Jenner, EBGEO, BS8006).


19

The Magic of Geotechnics de Diefdijk en de Kinderdijk, later met windenergie opgewekt met duizenden windmolens. Nog later namen stoom en elektriciteit het over waardoor de ontwikkeling van het lage land mogelijk werd op niet eerder vertoonde schaal. De maatschappelijke organisatie van de waterschappen is uniek in de wereld en plaveide de weg naar een prachtig bestuurssysteem om optimaal tegen overstroming beveiligd te zijn.

Ode aan de grond Op het KIVI-NIRIA Jaarcongres Reinventing DeltaLife op 30 oktober 2008 werd aan Prof. Frans Barends de KIVI-NIRIA Speurwerkprijs 2008 toegekend, in het bijzonder om de verbinding die hij heeft gelegd tussen geo-engineering en ICT. Verbindingen leggen, ook naar de maatschappij, heeft Barends altijd beziggehouden, ook al omdat de geo-engineer daar zijn erkenning krijgt. Dat de geo-engineer daarbij trots op zijn vak en zijn vakgebied mag, nee: moet, uitstralen, is het thema van onderstaand essay van zijn hand. Wanneer we het in Nederland hebben over ‘het water’ weet iedereen waar we het over hebben: de eeuwige strijd tegen het water, het temmen van de rivieren bij heviger regenval en de stijging van de zeespiegel. En daarnaast water als drinkwater, als transportmiddel en voor recreatie. En als we het over 'de lucht' hebben zijn er evenzeer aansprekende beelden: zeilen, surfen, de luchthaven Schiphol, het dagelijkse weerbericht, fijnstof en windenergie. Maar als het over

'grond' gaat is opeens saaiheid troef: landschap, landbouw, landinrichting. Water drinken we op, lucht ademen we in, en van grond wordt je vies. Waar weinigen zich van bewust zijn, is dat al ons doen en laten gebaseerd is op grond die van onszelf is. Water en lucht komen altijd van elders. Grond is de belangrijkste voedingsbron en voor koolstof de levensbuffer bij klimaatverandering. Met grond beheersen we de zee en de rivieren door dammen, dijken en duinen. Met zware aarden stuwdammen temmen we de natuur, onderbreken we de hydrologische kringloop en wekken we energie op. Op de grond hebben we een indrukwekkende infrastructuur opgebouwd: steden, wegen, spoorlijnen, tunnels, bruggen, pijpleidingen - en we maken er steeds meer van. We zijn experts in het bouwen met grond. Laten we daar eens wat verder in duiken, met de nadruk op de Nederlandse omstandigheden.

Grond is bescherming Al minstens tien eeuwen bouwen de Nederlanders dijken en polders om de stormvloeden en hoge rivierstanden het hoofd te bieden. In den beginne met handkracht, waar iedereen zijn steentje aan bijdroeg zoals blijkt uit namen als

De keerzijde van het polderen is dat drooggelegde grond, in het bijzonder veen, slinkt en krimpt. Als gevolg daarvan zakt het maaiveld. Langs de kust gemiddeld met een maximum snelheid van 10 cm per eeuw, in polders circa 25 cm per eeuw, en in sommige veengebieden lokaal zelfs 150 cm per eeuw. Dat vraagt weliswaar om permanente waakzaamheid, maar met dit dalingstempo is de beheersing tegen stormvloeden technisch haalbaar, zelfs met de verwachte zeespiegelstijging. Sinds 1996 is er een wettelijke toetsing van alle waterkeringen eenmaal in de vijf jaar, en over het geheel genomen is het resultaat dat ongeveer 50% in orde is, dat we het van 30% niet weten door gebrek aan gegevens en dat 20% verbetering behoeft. De overheid geeft jaarlijks ruim 1 miljard euro uit om de kwaliteit van de bescherming op peil te houden. Nu het publiek de exacte getallen van de status van de waterkeringen kent, klaagt het over een gebrek aan veiligheid: 'slechts 50% is goed'. Desalniettemin bieden de dijken op dit moment meer veiligheid dan ooit tevoren. Noodzakelijke verbeteringen worden ter hand genomen. Dat vraagt een aantal jaren tijd, maar we moeten niet vergeten dat leven zonder risico's niet bestaat. Onze voorouders wisten dat, accepteerden risico’s en overleefden.

Grond is ondersteuning Amsterdam is gefundeerd op honderdduizenden palen, vertellen we de toeristen. En zo is het. Alle constructies in het westen van Nederland zijn slim gefundeerd, om de draagkracht van de grond tot het uiterste te benutten. Een draagkracht die pas substantieel beter wordt op het pleistocene zand dat meer dan 10 m diep ligt. De vroegste funderingen van de monumentale panden in Amsterdam bestaan uit dunne houten wrijvingspalen van hooguit 6 m lang, soms gebundeld in bossen ('huien'). In de 17e eeuw kwamen heimachines in zwang, op menskracht, die het mogelijk maakten langere houten palen weg te heien tot op een stevige zandlaag. Tegenwoordig worden vele verschillende funderingstypes toegepast die tot 50 meter en dieper


21

The Magic of Geotechnics

gaan. De uitdaging nu is bouwen in zeer complexe omstandigheden met minimale hinder naar de omgeving. De bouw van de Amsterdamse Noord-Zuidlijn is daarvan een perfect voorbeeld. Ook in het verleden werden slimme oplossingen bedacht. Rond 1650 blies een zware zuidwesterstorm de toren van de Laurenskerk in Rotterdam scheef tegen het schip van de kerk. De toren, gefundeerd op korte wrijvingspaaltjes, was topzwaar geworden door de laatste opbouw in kostbaar Italiaans marmer. Onder leiding van de stadsbouwmeester werd een nieuwe fundering met lange houten palen rondom het bestaande fundament aangebracht, en de zware toren werd met kettingen en paardenkracht rechtgezet en op de nieuwe fundering gezet zonder een enkel schrammetje; een opmerkelijke prestatie. Hoe men dat precies voor elkaar heeft gekregen is helaas niet overgeleverd. Als we tegenwoordig naar Rotterdam kijken, naar het nieuwe centrum met zijn torenhoge gebouwen, de Kop van Zuid, de Van Brienenoordbrug en de Erasmusbrug, de geweldige haven en het grote aantal tunnels, wegen en kades, en dit alles op uiterst slappe grond en met een hoog grondwaterniveau, dan zien we een indrukwekkend staaltje van geraffineerde geotechnische ingenieurskunst – al is het ondergrondse ervan nagenoeg onzichtbaar.

Grond is mobiliteit In het westen van Nederland worden wegen en spoorwegen gebouwd op een zandbaan. Zonder zo'n onderbouw is een vlak spoor niet mogelijk. Wegen bouwen die niet ongelijkmatig verzakken op de slappe grond is geen gemakkelijke opgave, vooral door de heterogeniteit van de ondergrond. Grond is niet doorzichtig. Moderne technieken zoals akoestiek, seismiek en radarverkenning hebben hun beperkingen. Mobiliteit heeft echter een stevige basis nodig; alleen met goede wegen kunnen we ons vrijelijk bewegen, met minder oponthoud door voortdurende storingen vanwege de beweeglijke ondergrond. Ook onze ondergrondse transportinfrastructuur is indrukwekkend. We hebben meer dan 50 km aan korte tunnels, meestal kruisingen in een complexe omgeving, onder rivieren en kanalen, door dijken en in dichtbebouwde steden, gemaakt onder buitengewoon lastige grondcondities. Omdat tunnels een kortsluiting kunnen vormen verdient hun overstromingsbestendigheid speciale aandacht. Boren van grote tunnels is pas het laatste decennium opgekomen, omdat daarvoor de bestaande boortechnieken te veel risico met zich mee

22


brachten. Toch heeft in minder dan tien jaar de Nederlandse tunneltechniek zich een toppositie veroverd in de internationale state of the art. Bovendien ligt de ondergrond vol kabels en leidingen, zeker in de stad. Ieder huis heeft ondergrondse aansluitingen voor gas, water, elektra en telecom. Er ligt vele duizenden kilometers leiding in de grond. Grote leidingen worden onder waterwegen en andere hindernissen door geduwd of getrokken met behulp van gestuurd boren. De volgende stap is transport van huishoudelijk afval, goederenvervoer naar en van stadscentra, en leidingentunnels voor meerdere kabels en leidingen. De ondergrond is de drager voor de mobiliteit van de toekomst.

onze energie uit kolen, gas en olie komt en dat meer dan 35% van ons energiegebruik in de klimaatbeheersing van onze woningen zit, is het duidelijk dat geothermische energie precies is wat we moeten ontwikkelen. Fossiele brandstoffen raken uitgeput: de prijs groeit gestaag, en toenemende afhankelijkheid van energie-import getuigt niet van wijs beleid. Door exploitatie van geothermische warmte kan in principe de CO2uitstoot met 20 tot 30% worden gereduceerd, zodat de Kyoto-doelstellingen haalbaar worden. Olie is in feite een onvervangbare grondstof, veel te kostbaar om te verbranden. De olieindustrie kan heel goed in de energiemarkt blijven en zich toeleggen op geothermische energie. Kortom, als oplossing voor de energie van de toekomst is de grond veelbelovend.

Grond is economie De havens van Rotterdam en Amsterdam, maar ook die van Vlissingen en Delfzijl, en vele andere (jacht)havens liggen op de grens van land en water. Kades en aanlegsteigers voorzien in aanmeergelegenheid voor de grootste mammoettankers tot de kleinste plezierjachten. De luchthaven Schiphol stelt de hoogste eisen aan de vlakheid van de startbanen, die gelegen zijn op de kleiige bodem van een voormalig meer. De mainports van Europa zijn de kraamkamer van industriële activiteit en zij beginnen vol te geraken. Nieuwe manieren van uitbreiding zijn nodig op de overbelaste grond. Verbreding van wegen en hogesnelheids- en vrachtspoorwegen, nieuwe kustuitbreiding (Stive's idee: ‘een enorm antropogeen zandduin net buiten de kust, als een zandmotor die met de jaren via natuurlijke morfologische processen land creëert’), nieuw havengebied (Maasvlakte II), herstel van wetlands in samenhang met wonen, werken en natuur (IJsselmeer), en recent de Deltacommissie 2008 met het rapport Samen werken met water, dat uiteindelijk voor een belangrijk deel gaat over grond. Dit zijn grote uitdagingen met een uitgesproken rol voor de geotechnische ingenieur.

Grond is energie Meer dan 99% van de aarde is warmer dan 1000˚C, minder dan 0.1% is kouder dan 100˚C. Naar beneden gaande neemt de temperatuur iedere 100 meter met 3˚C toe. Stel je voor: we leven op een gigantische kachel. Een grootschalige oplossing voor de huidige energieproblematiek ligt recht onder onze voeten, bereikbaar met moderne en toekomstige slimme boortechnieken uit de olie-industrie. Bovendien, in de wetenschap dat dat meer dan 90% van

Grond is bedrijvig Het biochemisch potentieel van de ondergrond is immens en vooralsnog nauwelijks verkend. In een kilo grond zitten 1000 miljard bacteriën met allerlei rollen: afbraak van organisch materiaal, onderdeel van de cyclus van voedingsstoffen, betrokken bij vrijwel iedere chemische omzetting in de grond. Afhankelijk van de beschikbaarheid van voedingsstoffen zijn ze actief of niet. Als we hen nu eens voor ons aan het werk konden zetten! Recente ontwikkelingen op dit gebied bij Deltares hebben aangetoond dat de natuurkrachten van micro-leven gestimuleerd kunnen worden om grondcondities te veranderen. Zandsteen maken in slechts enkele dagen, afdichten van onderbrekingen in grondlagen of tunnelwanden zonder tevoren te weten waar zij zitten, maken van bijzondere boorvloeistof voor zettingscompensatie, stabiliseren van veen (niet meer gevoelig voor oxidatie), en reinigen van vervuilde grond. De elegantie van die aanpak is dat we de natuur zelf het werk laten doen.

Grond is thuis Meer en meer gebruiken we de ondergrondse ruimte, de derde dimensie. Door minder prettige activiteiten ondergronds te brengen, krijgen we op het maaiveld ruimte voor de dingen die we daar wel willen, zoals wonen, recreatie, landbouw en niet het minst: natuur, om te hebben en om ervan te genieten. In de ondergrond stoppen we parkeergarages, winkelcentra, bibliotheken, gevangenissen, kassen, personen- en goederenvervoer, en allerlei industriële activiteiten zoals waterzuivering, vuilopslag en distributiesystemen. De ondergrond is ongevoelig voor klimaat en het dagelijkse weer. De grond is een veilig thuis voor veel activiteiten.

SBR-info Column Jack de Leeuw

Sinds enkele maanden ben ik ervaringsdeskundige in het kader van SBR richtlijn B. Ik ondervind namelijk hinder van trillingen in het gebouw waar ik werk. De Weena-tunnel wordt geheel vervangen door een nieuwe. Er zal vermoedelijk zwaar verkeer doorheen moeten kunnen, want het wegdek wordt volledig onderheid. Eerder al zijn damwanden geplaatst om voor een droge en veilige bouwput te zorgen. Mijn ervaring met hinder door trillingen ligt op drie fronten. Dat heien hoef ik niet uit te leggen. Het Groothandelsgebouw heeft een enorme massa.Van 1950 tot 1953 is een groot deel van de nationale betonproductie hier verwerkt. De hei-installatie is voorzien van allerlei dempingsmiddelen. Desalniettemin voel ik aan mijn vergadertafel elke klap. Die damwanden doen ook wat. Die worden er in getrild en als ik bij een lastige kwestie mijn bureau eens stevig beet pak om na te denken, dan is dat trillen onmiskenbaar aanwezig, zeker als die wand er weer uit wordt getrild. Het derde ervaringsfront geeft de meeste hinder. Heien maakt veel herrie en damwanden trillen levert de overtreffende trap van herrie. In Rotterdam weten ze van aanpakken, dus hier doen ze dat dan ook tegelijkertijd. Voor die herrie hebben ze nog geen woorden uitgevonden. Objectief gezien kunt u vaststellen dat ik eigenlijk meer slachtoffer ben dan ervaringsdeskundige. Veel bezoekers vragen zich af hoe we het uithouden. En dan blijkt dat hinder ook een subjectieve kant heeft. Wij bij SBR kijken namelijk graag naar de bouw en zeker vanuit ons raam naar één van de meest complexe bouwputten in Nederland. Elke bezoeker bij SBR loopt ook altijd eerst naar het raam en wil uitleg over wat er daar gebeurt. En zo zie je dat al die hinder toch minder erg is dan objectief kan worden vastgesteld. Een troost is dat het een keer ophoudt en er een prachtige stationslocatie ontstaat. Trillend constateer ik dat we dan wel ruim 25 columns verder zijn…

ir. Jack de Leeuw Algemeen directeur SBR

Succesvolle bijeenkomst ‘Schadeclaim: trillingen als oorzaak?’ In september 2008 organiseerde SBR de succesvolle bijeenkomst ‘Schadeclaim: trillingen als oorzaak?’. Bijna 100 geïnteresseerden van uiteenlopende partijen uit de bouwkolom vulden het auditorium van het Bouwhuis in Zoetermeer tot de nok. Centraal thema in de bijeenkomst was de vraag: hoe moet je handelen wanneer er schade aan een gebouw is opgetreden. Het thema werd ingeleid door Jan Keijzer (Sight adviseurs) en vervolgens vanuit verschillende gezichtspunten belicht.

SBR Trillingsrichtlijnen In de praktijk blijkt de SBR Richtlijn Trillingen vaak te worden gebruikt om achteraf te beoordelen of trillingen de oorzaak waren van schade aan een gebouw. Arnold Koopman (TNO Bouw en Ondergrond) legde in zijn presentatie uit dat de richtlijnen daar niet voor zijn bedoeld. De SBR Richtlijnen geven grenswaarden, die bij overschrijding een bepaalde kans op schade of hinder betekenen. Onderschrijding is geen garantie dat er geen schade optreedt. Net zo min als overschrijding met zekerheid schade aan het gebouw oplevert. Dat er toch sterke behoefte is aan een richtlijn die beoordeling achteraf mogelijk maakt of ten minste ondersteunt, bleek wel uit de presentaties van expert Kees Akse (GAB Robins Takkenberg) en verzekeraar Freek Schipper (Allianz). Kees Akse gaf aan de hand van foto’s inzicht in de problemen

waar hij op stuit in zijn expertisepraktijk. In zijn verhaal markeerde Freek Schipper helder de grenzen van de verzekerbaarheid. Arnold Koopman presenteerde een opzet voor een dergelijke richtlijn. Dit concept biedt mogelijkheden om voor verschillende schadebeelden via de methode van uitsluiting de oorzaak met grote waarschijnlijkheid te determineren. SBR ziet in een dergelijke richtlijn een goede aanvulling op de bestaande richtlijnen. Het kenniscentrum zal met TNO een projectplan ontwikkelen om tot een richtlijn te komen.

Meer dan 1 miljoen mensen hebben hinder van trillingen In een tussenzin maakte Arnold Koopman nog een interessante opmerking over het gebruik van de SBR Richtlijnen. Volgens onderzoek zouden zo’n miljoen mensen in Nederland klagen over trillingen. Wanneer deze klachten worden geuit en er metingen worden uitgevoerd luidt vaak ten onrechte de conclusie dat de SBR-grenswaarden niet worden overschreden. Het blijkt echter dat vaak aan de verkeerde richtlijn wordt gerefereerd. Hier is sprake van hinder, terwijl wordt getoetst aan SBR Richtlijn A: Schade aan gebouwen! De van toepassing zijnde grenswaarde zou moeten worden betrokken van SBR Richtlijn B: Hinder voor personen in gebouwen.


25

ing Tom Smet prof. ir Jan Maertens ir Noël Huybrechts

Directeur R&D van C.V.R. nv Jan Maertens & Partners & KULeuven Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf, WTCB

Samenvatting Voor de bouw van zes torengebouwen op

Eerste toepassing van de ‘Observational Method’ bij het ontwerp van een soilmixpalenwand in België

de Westkaai van het Kattendijkdok in Antwerpen is de observational method toegepast. Dit is een ontwerpmethode die uitgaat van een relatief optimistische benadering van grondparameters. Dankzij de methode is op deze werf enorm veel kennis opgedaan over de materiaalkwaliteit van de C-mix®palenwand, de manier van ontwerpen en de aanname van grondparameters. De observational method bleek een goede manier om enerzijds met de meest waarschijnlijke grondparameters te ontwerpen, en anderzijds toch de nodige veiligheid te behouden dankzij een uitgewerkt monitoringprogramma en een vooraf vastgelegd actieplan indien bepaalde grenswaarden of triggercriteria overschreden zouden worden.

Inleiding Op de Westkaai van het Kattendijkdok in Antwerpen worden 6 torengebouwen opgericht. In een eerste fase worden twee torens en een ondergrondse parking met twee ondergrondse niveau’s gebouwd (figuur 1). Aan C.V.R. nv uit Beringen werd door hoofdaannemer MBG gevraagd om de volledige funderingswerkzaamheden uit te voeren. Dit hield de bouwputbeschoeiing met zijn verankering, de funderingspalen onder de torengebouwen en de trekpalen onder de parkings in. Een typische sondering die uitgevoerd werd op de desbetreffende site is gegeven in figuur 2.

Uit figuur 2 kan men afleiden dat de eerste 7 à 8 m in het algemeen uit aanvulmateriaal en zandhoudende leem- en/of kleilagen bestaat. Vanaf een diepte van 7 à 8 m vindt men een tertiaire glauconiethoudende zandlaag terug.

een kleine verlaging van de grondwatertafel toegestaan. Er werd gekozen voor een waterdichte secanspalenwand tot op niveau -11,00m TAW. Ter plaatse van de torengebouwen, heeft de palenwand, naast zijn tijdelijke grond- en waterkerende functie ook een permanent dragende functie. Ter plaatse van de ondergrondse parking heeft de wand een zeer geringe dragende functie en stelde C.V.R. voor om een C.V.R. C-mix®palenwand uit te voeren.

De bouwput diende gerealiseerd te worden op amper 10 m van het bestaande Kattendijkdok. Het maaiveld ligt op ongeveer +6,60 m TAW, het waterpeil van het Kattendijkdok bevindt zich op +4,25 m TAW. Er diende uitgegraven te worden tot -1,01 m TAW. Aangezien veel van de gebouwen in de buurt gefundeerd zijn op houten palen, was er buiten de bouwput maar

0

Omdat de in het bestek opgenomen grondparameters zeer conservatief waren stelde C.V.R. voor om de stabiliteitsberekeningen te

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210

220

2

4

6

8

10

12

14

16

18

44

20

22

24

26

28

30

32

34

36

0,01

Parking

Toren 1

Kattendijkdok

Betonnen Secanspalenwand belasting 1000kN/m Reeks aaneengesloten funderingspalen CVR C-Mix®Palenwand belasting 100kN/m

1

-1,99

2

-2,99

3

-3,99

4

qc [MN/m2]

-4,99

5

Qst [kN]

-5,99

6

-6,99 -7,99 -8,99 -9,99

26


7 8 9 10

-10,99

11

-11,99

12

-12,99

13

-13,99

14

-14,99

15

-15,99

Figuur 1 Grondplan werf Westkaai.

Diepte [m]

Toren 2

Relatief peil

Parking

-0,99

..qc

16

Figuur 2 Typische sondering werf Westkaai.

..Qst

38

40

42

Grondparameters per laag

LAAG 1 Parameters Grenzen Bestek CVR (initieel voorstel) groen-oranje oranje-rood

γd in kN/m3 γn in kN/m3 ϕin* δin*

16 18 20 13.33 1.000

c in kN/m3 k in kN/m3

16 18 25 16.67 5 3000

16 18 27 18 5 3.000

16 18 22,73 15,15 4,55 2.727

Tabel 1 Grondparameters project Westkaai

Figuur 3 Verkeerslichtensysteem Observational Methodprincipe. BRON: [4]

maken op basis van grondparameters die afweken van het bestek. Deze grondparameters werden echter zowel door het raadgevend ingenieursbureau als door het controlebureau te optimistisch bevonden, met als gevolg dat het nieuwe ontwerp werd verworpen. In samenspraak met ir. Jan Maertens van het geotechnisch studiebureau Jan Maertens & Partners, stelde C.V.R. voor om de Observational Method (OM) toe te passen. Nadat C.V.R. in 2002 als eerste de soilmixing techniek toepaste als bouwputbeschoeiing, was deze ontwerpmethode alweer een primeur. In samenwerking met Jan Maertens & Partners en met de ondersteuning van het WTCB, die in het kader van het project TIS-SFT [1] gedetailleerde toelichting gaf met betrekking tot de Observational Method, kon het raadgevend ingenieursbureau en het controlebureau overtuigd worden om C.V.R. met een meer optimistisch ontwerp verder te laten werken. De toepassing van de OM was dus dé voorwaarde om de C.V.R. C-mix®palenwand en de meer optimistische grondparameters te mogen toepassen.

Observational Method De observational method (OM) is een ontwerpmethode die toegestaan is in Eurocode7. De OM is een combinatie van ontwerp, uitvoering, monitoring en revisie. Deze ontwerpmethode kan gebruikt worden voorafgaand aan de werken (ab initio) of nadat er zich problemen voordeden (best way out). Meer informatie met betrekking tot de praktische toepassing van de Observational Method kan men terugvinden in [2, 3]

In tegenstelling tot een klassiek ontwerp waar men eerder vertrekt van relatief conservatieve grondparameters, volgt men bij de OM een meer optimistische benadering. Het ontwerp kan dan bvb. opgemaakt worden op basis van de ‘meest waarschijnlijke’ parameters: Er zijn echter een aantal voorwaarden waaraan voldaan moet worden voor het gebruik van de OM. Er moeten bepaalde grenzen aan het gedrag van de constructie gesteld worden; De verschillende manieren waarop de constructie of de onderdelen ervan zich gaan gedragen moeten bekeken worden. Er moet worden aangetoond dat de constructie zich waarschijnlijk zal gedragen binnen de gestelde grenzen; Een meetprogramma dient opgesteld te worden om na te gaan of de constructie zich binnen de grenzen gedraagt. De metingen moeten met voldoende korte intervals worden uitgevoerd. Het meetsysteem moet van die aard zijn dat het tijdig problemen meldt. Er moet immers altijd voldoende tijd zijn om actie te ondernemen; Er moeten op voorhand procedures vastgelegd worden voor de te ondernemen acties wanneer de grenzen overschreden worden. Deze acties moeten tijdig kunnen worden uitgevoerd; Tijdens het uitvoeren van de werken moet de monitoring worden uitgevoerd zoals gepland. De resultaten van de monitoring moeten regelmatig worden geëvalueerd en actie moet ondernomen worden wanneer bepaalde grenswaarden, of triggercriteria, worden overschreden. Deze triggercriteria worden bepaald aan de hand van een verkeerslichtensysteem. In de groene zone gedraagt de constructie zich zoals voor-

speld. In de oranje zone is er verhoogde waakzaamheid; alles moet in gereedheid worden gebracht om actie te kunnen ondernemen wanneer de grens oranje-rood wordt overschreden. In de zone rood moet actie worden ondernomen om de stabiliteit van de constructie te garanderen. Na het uitvoeren van bijkomende stabiliteitswerken, moeten dan nieuwe grenzen worden vastgelegd. Het principe van dit verkeerslichtensysteem is gegeven in figuur 3. Wanneer de uitvoering in verschillende fasen gebeurt, moeten er voor elke fase apart triggercriteria worden vastgelegd .

Implementatie van de Observational Method Het aangepaste ontwerp Op de werf werden een groot aantal sonderingen uitgevoerd. In de zone van de twee eerste torengebouwen waren zes sonderingen uitgevoerd. Deze sonderingen verschilden nogal van elkaar en daarom besloot C.V.R. om de werf in zes zones in te delen. Voor elke zone werd dus een apart ontwerp met MSheet 7.7 gemaakt. De triggercriteria werden vastgelegd voor twee verschillende ontwerpen. De rek ten gevolge van de momentenlijn werd berekend met parameters die nog net iets gunstiger waren dan de door C.V.R. geschatte meest waarschijnlijke parameters. De grens oranje-rood werd berekend met conservatievere parameters. Dit principe wordt weergegeven in figuur 4. Ter illustratie zijn in tabel 1 de grondparameters van laag 1 gegeven die in rekening gebracht werden in één van de zes zones. Bij minder goede grondparameters zouden de ankers overbelast worden vooraleer de wapening in de palenwand overbelast zou worden. Als noodmaatregel werd het boren van extra ankers voorzien. Hierdoor dalen de ankerkrachten per individueel anker. Bovendien zou het dan


27

Figuur 5 en 6 Verkeerslichtensysteem voor verplaatsing en ankerkrachten.

Figuur 4 Gausscurve grondparameters

mogelijk zijn om grotere voorspankrachten aan te brengen op de ankers, met als gevolg dat het buigend moment gereduceerd zou worden. Vastleggen triggercriteria De volgende drie triggercriteria werden vastgelegd: verplaatsing van de palenwand wordt groter dan 50mm; ankerkrachten overschrijden de grens oranje-rood; maximaal toegelaten rek in het staal wordt overschreden. In de onderstaande figuren 5 en 6 zijn de berekende verplaatsing en de ankerkrachten voor de grenzen groen-oranje en oranje-rood voor elke uitvoeringsfase weergegeven. Bij overschrijding van de grens oranje-rood dienden er – op kosten van C.V.R. – extra grondankers te worden geboord om de stabiliteit te vergroten. De meting van de triggercriteria diende te gebeuren met een systeem dat de volledige levensduur van de werf moest doorstaan. Dit was gezien de werfomstandigheden en het herfst en winterseizoen geen gemakkelijke opgave. Bovendien moesten de gevraagde gegevens snel en eenvoudig opvraagbaar zijn. Opstellen meetprogramma Ter controle van de triggercriteria werd het

28


Figuur 7 en 8 Vergelijking van de opgemeten ankerkrachten met de berekende waarden.

volgende meetprogramma voorgesteld: inmeten van de palenwand na elke uitgravingsfase door een landmeter, dagelijks opmeten grondwaterstanden in de verschillende peilbuizen binnen en buiten de werf (ter controle van de randvoorwaarden), plaatsen krachtopnemers op verschillende ankers in elke van de zes verschillende zones. De aflezing van de reële ankerkrachten gebeurde dagelijks in de week na de uitgravingsfase. Daarna was de frequentie van het meten afhankelijk van de snelheid van waarmee de meetwaarden wijzigden. Er werd minstens één keer per week een meting uitgevoerd, meten van de rek in het staal in de wapeningsprofielen in de C.V.R. C-mix®palenwand met optische vezels. Deze waarden werden gemeten na elke uitgravingsfase en wanneer de ankerkrachten in de zone rood zouden gaan, uitvoeren kernboringen op soilmix ten behoeve van druk- en E-modulusproeven. Dit was nodig om nog tijdens de uitvoering de aangenomen eigenschappen van de gemixte grond te kunnen controleren.

gebleken dat de gemiddelde druksterkte (12.8 MPa) en de E-modulus (± 7000 MPa) groter waren dan vooraf werd ingeschat. De opmetingen van de landmeter toonden aan dat de verplaatsingen van de wand onder de 50mm bleven. Het verschil tussen de grenzen groen-oranje en oranje-rood was echter kleiner dan de nauwkeurigheid van de metingen. Daarom was het irrelevant om de opgemeten waarden te vergelijken met de berekende. De verplaatsing van de wand lag in de grootteorde van de berekende waarden.

Toetsing metingen aan de hand van het verkeerslichtensysteem

De ankers waren in het ontwerp van C.V.R. kritisch voor de stabiliteit. Daarom werden deze, als extra veiligheid gedimensioneerd op hun maximaal toelaatbare trekkracht en niet op de grens oranje-rood. Enkele voorbeelden van het verloop van de ankerkrachten zijn grafisch weergegeven in de figuren 7 en 8. De grafieken tonen aan dat de ankerkrachten net iets groter zijn dan de berekende. Omdat de ankerkracht zich in de oranje zone bevond, werden deze quasi dagelijks opgemeten. De zone rood is echter nooit bereikt; er dienden bijgevolg geen bijkomende ankers geboord te worden.

Nog tijdens het verloop van de werf werden de gevraagde druk en E-modulusproeven uitgevoerd door een extern laboratorium. Hierbij is

Een aantal stalen profielen werden geïnstrumenteerd met optische vezels. Op de flenzen van

Eerste toepassing ‘Observational Method’ bij ontwerp soilmixpalenwand in België

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Rek ten gevolge van de Momentenlijn Rek in het staal: Momentenlijn grens oranje-rood Maximale rek in het staal

Figuur 9 Vergelijking staalrekken met berekende waarden

deze profielen heeft de firma FOS&S een optische vezel met telkens dertien meetpunten aangebracht. In twaalf meetpunten werd de staalvervorming (rek) gemeten, in één meetpunt de temperatuur. Op voorhand werd er berekend dat de rek in het profiel maximaal iets meer dan 800µstrain zou bedragen. De metingen hebben echter aangetoond dat de maximale waarden kleiner waren. Verder was het interessant om te zien dat het rekverloop vrij goed overeen kwam met de berekende momentenlijn Dit dient wel enigszins genuanceerd te worden: Zo zijn de referentie momentenlijnen uit M-sheet in figuur 9 omgerekend naar een rekverloop. De opgemeten waarden zijn hierbij echter de rekken ten gevolge van het buigende moment, maar ook t.g.v. de neerwaartse en de dwarskracht van de ankers. Bovendien dient men hierbij op te merken dat de reële positie van een profiel in een soilmixkolom afwijkt van de theoretische positie.

Conclusies De werf ‘Westkaai’ is dankzij de Observational Method voor C.V.R. een zeer leerrijke werf geweest. Er werd op deze werf enorm veel kennis opgedaan over de materiaalkwaliteit van de C.V.R. C-mix®palenwand, de manier van ontwerpen, de aanname van grondparameters enz. Figuur 10 geeft een beeld van de werf na volledige uitgraving. De OM is dus een ideale manier om enerzijds met de meest waarschijnlijke grondparameters te ontwerpen, en anderzijds toch de nodige veiligheid te behouden dankzij een uitgewerkt moni-

Figuur 10 Vergelijking staalrekken met berekende waarden.

toringprogramma en een vooraf vastgelegd actieplan indien bepaalde grenswaarden of triggercriteria overschreden zouden worden. Het grootste voordeel voor C.V.R. op deze specifieke site was echter dat de C.V.R. C-mix®palenwand mocht toegepast worden dankzij de OM. Hierbij dient toch de volgende kanttekening geplaatst te worden. De administratie, de voorbereidingen en het extra rekenwerk dat komt kijken bij de OM werd aanzienlijk onderschat. Voor elk van de zes zones dienden er drie ontwerpen met telkens verschillende parameters gemaakt te worden. Verder moesten er tijdens de werkzaamheden extra berekeningen gemaakt worden als gevolg van grote schommelingen in de grondwaterstanden. Het verzamelen en overzichtelijk weergeven van alle meetgegevens vroeg aanzienlijk meer inspanningen dan vooraf gedacht. Bijgevolg zal C.V.R. de OM dus enkel toepassen op de grotere projecten, omdat enkel hier de kostenbesparingen op materiaal opwegen tegen de extra administratieve taken. Als slotconclusie kan er gesteld worden dat de OM C.V.R. enorm geholpen heeft om een beter inzicht te krijgen in het gedrag van de CVR Cmix® palenwand. Bovendien heeft deze werf CVR gestimuleerd om hun pioniersrol verder te zetten en verder te investeren in de CVR TWIN-

MIX® en TRIPLE C-MIX®systemen. Deze laatste is vanaf eind oktober 2008 operationeel. Tenslotte dient er nog op gewezen te worden dat de realisatie van dit project verricht werd met steun van het Onderzoekscomité van het Grindfonds.

Referenties [1] WTCB 2006-2008, Thematische Innovatiestimulering - Speciale FunderingsTechnieken, TIS-SFT, Project gesubsidieerd door het IWT, project nr. 050586. Info beschikbaar op www.tis-sft.wtcb.be. [2] GeoTechNet Project GTC2-2000-33033, WP3: Innovative Design Tools in Geotechnics Observational Method and Finite Element Method, editor N. Huybrechts, BBRI. Report available on www.geotechnet.org. [3] Patel D., Nicholson, D., Huybrechts, N. & Maertens, J. 2007 The observational method in geotechnics, Proceedings of the XIVth ECSMGE, Madrid 2007. [4] Nicholson, D., Tse,C. & Penny, C., 1999 The observational method in ground engineering principles and applications. Report 185, CIRIA, London.


29

P. Meijers, M.B. de Groot, P. Lubking en R. Thijssen

Deltares, Unit Geo-engineering

Samenvatting In sommige situaties is niet het gedrag van de grond onder statische belasting van belang, maar het gedrag onder een wisselende (cyclische) belasting. Meestal is de stabiliteit bij een enkele wisseling wel voldoende. Bij meerdere belastingwisselingen kunnen cumulatieve effecten als de opbouw van wateroverspanning en de mogelijke verdichting van het zand relevant worden en ongewenste gevolgen hebben. In dit artikel wordt ingegaan op de fysische achtergrond van het gedrag van zand onder cyclische belasting. Hiermee heeft de geotechnische adviseur het benodigde inzicht om de verschijnselen te begrijpen. Voor een aantal praktijkproblemen wordt geschetst

Gedrag van zand onder cyclische belasting Inleiding Het overgrote deel van de werkzaamheden van een geotechnicus heeft betrekking op belastingen die constant aanwezig zijn of eenmalig voorkomen. Er zijn echter ook belastinggevallen die als 'cyclisch' gekarakteriseerd kunnen worden. Voorbeelden hiervan zijn het intrillen van damwandplanken, verkeerstrillingen, belasting van

Figuur 2 Gedrag korrelskelet (schematisch) bij wisselende belasting.

30


de zeebodem door windgolven en aardbevingen en golfbelasting op een golfbreker. De grootte van de enkele belastingamplitude is hierbij vaak zo klein dat deze zonder problemen door de grond als statische belasting opgenomen kan worden. Toch ontstaan er vaak problemen zoals te veel verzakking, wateroverspanningen e.d. Dit komt omdat bij een cyclische belasting verschijnselen (cumulatieve effecten) relevant worden die bij een eenmalige belasting een verwaarloosbare rol spelen. Het doel van dit artikel is om kwalitatief inzicht in het gedrag van zand onder cyclische belasting te geven. In het kader van dit artikel is het, gezien de omvang van de problematiek, niet mogelijk om in detail op alle aspecten in te gaan. Begonnen wordt met een kwalitatieve (filosofische) beschrijving van het gedrag op korrelniveau (micro schaal). Daarna wordt het gedrag op macro schaal beschreven. Hierbij wordt eerst het gedrag van droog (of in ieder geval gedraineerd) zand besproken. Daarna wordt het gedrag bij ongedraineerd, verzadigd zand beschreven ('ongedraineerd' gedrag). Tot slot wordt aandacht besteed aan situaties waarbij de situatie tussen volledig gedraineerd en volledig ongedraineerd in ligt. Voor een

welke aanpak gevolgd kan worden voor de geotechnische analyse.

Figuur 1 Voorbeeld van verdichting door cyclische belasting.

aantal praktijkproblemen wordt op hoofdlijnen de mogelijke aanpak beschreven.

Kwalitatieve beschrijving gedrag op korrelniveau Voor een goed begrip van het gedrag van zand onder een wisselende belasting wordt eerst een kwalitatieve beschrijving hiervan op korrelniveau gegeven. In essentie bestaat zand uit een stapeling van korrels met daartussen poriën. Deze poriën kunnen leeg zijn, gedeeltelijk gevuld met water of volledig gevuld zijn met water. In rustsituatie rusten de korrels op elkaar en worden de spanningen via contact krachten overgedragen (subfiguur I in figuur 2). Een trilling betekent in feite dat de korrels iets heen en weer willen verschuiven. Voor het begrip kan een trilling het beste worden gezien als een kleine schuifvervorming. Bij een zeer kleine trillingsamplitude (schuifrekamplitude) zullen de korrels alleen een beetje heen en weer bewegen, maar niet blijvend t.o.v. elkaar verplaatsen. Bij iets grotere schuifrekamplituden kunnen ze blijvend ten opzichte van elkaar verplaatsen. Dit is weergegeven in de subfiguren II en III. Als er niets in de ruimte tussen de korrels zit kunnen ze een iets dichtere pakking aannemen (contractie, ze vallen als het ware in de

Figuur 3 Volumerek van middel vastgepakt zand als functie van dichtheid en schuifrek

ruimte tussen de korrels, subfiguur III). Hierdoor ontstaat er elders in het korrelskelet weer enige ruimte zodat bij een volgende wisseling dit proces zich kan herhalen. De verdichting bij iedere volgende wisseling neemt wel af. Als de schuifrek groter wordt zullen de korrels weer over de volgende korrels worden verschoven zodat dan het volume (tijdelijk) wil toenemen. Voor statische belasting (schuifvervorming) verschijnsel staat dit bekend als ‘dilatantie’. In veel gevallen zijn de poriën tussen de korrels gevuld met water. Voordat de korrels dichter op elkaar kunnen gaan zitten moet dit water eerst wegstromen, waar enige tijd voor nodig is. Bij een laag frequente belasting is deze tijd wel aanwezig en is het gedrag niet wezenlijk anders dan hiervoor beschreven. Bij een hoogfrequente belasting is de tijd tussen twee wisselingen te kort om het water te laten wegstromen. Het gevolg is dat de korrels in eerste instantie een deel van hun onderlinge contact verliezen (subfiguur II). Hierdoor neemt de korrelspanning, en daarmee de sterkte, af. In het extreme geval is alle contact tussen de korrels verdwenen en gedraagt de grond zich als een vloeistof. Dit wordt vaak aangeduid met de term ‘verweking’. Na enige tijd is het teveel aan water weggestroomd en zitten de korrels wel dichter op elkaar. Het resultaat is dat het volume van de grond alsnog afneemt, maar dan vertraagd t.o.v. het moment van belasting (subfiguur III). In de praktijk is niet altijd duidelijk wat met de term 'verweking' wordt bedoeld. Soms wordt hiermee de situatie bedoeld dat het zand geen enkele korrelspanning heeft, soms wordt ook het proces dat tot verlies van korrelspanning leidt hiermee bedoeld. Om misverstanden uit te sluiten zouden de termen ‘volledige verweking en ‘gedeeltelijke verweking’ gebruikt kunnen worden.

Figuur 4 Ontwikkeling van de volumerek bij cyclische belasting.

Gedrag bij droog zand In een eerder artikel [De Groot et al 2007] is het spannings- en vervormingsgedrag van een korrelskelet uitgebreid besproken. Hier zal de essentie worden herhaald. In figuur 3 wordt het gedrag (volumerek vol) tijdens een gedraineerde triaxiaalproef getoond. Hierin is p' de gemiddelde korrelspanning, q de deviatorspanning, ϕ de hoek van inwendige wrijving en γ de totale schuifrek.

ε

Bij kleine schuifrekken is er sprake van contractie (volume afname). Bij losgepakt treedt veel contractie op; bij dichtgepakt zand weinig. Bij toename van de schuifrek wordt het zand weer losser (dilatantie). Bij vastgepakt zand kan dit aanzienlijk zijn. Bij losgepakt zand is er nauwelijks sprake van dilatantie. De rek waarbij de contractie overgaat in dilatantie wordt het ‘fase transformatie (phase transformation)’ punt genoemd. In figuur 3 is dit punt aangeduid met een cirkeltje. De schuifrek is hierbij nog klein (orde 0,5% voor vast zand en orde 3% voor los zand). Bij de meeste cyclische belastingen zijn de optredende schuifrekken klein. Vaak zal de richting van de belastingverandering (en daarmee die van de schuifspanning) omkeren al voordat het fase transformatiepunt wordt bereikt, of vlak daarna, zodat nog nauwelijks dilatantie is opgetreden. In deze fase zal wederom eerst enige contractie optreden en vervolgens dilatantie. In figuur 4 is het verloop van de volumerek weergegeven voor twee verschillende schuifrek amplitudes. De volumeverkleining per belastingwisseling neemt af naarmate het zand dichter wordt. De volumeverkleining is het sterkst als de beginspanning een isotrope spanning is, d.w.z. de beginschuifspanning (of begin

deviatorspanning) nul is en waarbij de cyclische belasting symmetrisch is. Bij zeer kleine schuifrekamplituden gaat het zand zich min of meer elastisch gedragen. In de praktijk wordt vaak een ‘drempelwaarde’ voor de schuifrekamplitude gehanteerd waaronder geen blijvende verplaatsing zou optreden. De grootte hiervan wordt vaak gesteld op 0,5 à 1,5 10-4. Uit proeven met zeer veel belastingwisselingen blijkt echter dat ook onder deze grenswaarde nog enige verdichting kan optreden. Voor de meeste praktische problemen zal het begrip ‘drempelwaarde’ bruikbaar zijn om situaties waar cyclisch gedrag van zand wel of niet van belang kan zijn te onderscheiden. Voor situaties waar sprake is van een zeer groot aantal wisselingen en zeer strenge eisen aan de vervorming hoeft dit niet het geval te zijn.

Gedrag bij verzadigd ongedraineerd zand Als het zand verzadigd is met water en als het water niet kan wegstromen, dus als het zand zich ongedraineerd gedraagt, kan de verdichting niet optreden. In plaats daarvan zal zich waterover- of onderspanning ontwikkelen. Als de gemiddelde totale spanning p gelijk blijft, zal de toename van de wateroverspanning gelijk zijn aan de afname van de korrelspanning p'. De grootte van wateroverspanning u hangt enerzijds af van de plastische volumerek door contractie (of dilatantie), εvolpl, anderzijds van de stijfheid van het korrelskelet bij isotrope ontlasting, die uitgedrukt kan worden in de elastische compressiemodulus K:

Hiermee is er een verband tussen de verdichting en de opbouw van de waterspanning bij cyclische belasting.


31

Figuur 5 toont een kenmerkend spanningspad voor een ongedraineerde spanningsgestuurde cyclische triaxiaalproef op redelijk vastgepakt zand. Duidelijk hierin is dat de isotrope korrelspanning afneemt bij toenemend aantal wisselingen. Uiteindelijk neemt deze zover af dat het spanningspad langs de bezwijklijnen heen en weer gaat bewegen (het zogenaamde ‘vlinderen’). Gedetailleerde inspectie van het spanningspad toont aan dat bij de eerste wisselingen de toename van de waterspanning vrij sterk is en vervolgens afneemt. Dit komt overeen met het gedrag bij een gedraineerde proef waarbij de verdichting per cyclus afneemt bij toenemend aantal wisselingen. Als de korrelspanning sterk is afgenomen neemt de opbouw van de waterspanning per wisseling juist weer toe als gevolg van de toename van de verhouding q/p'. Net als bij het gedraineerde gedrag is er een dilatant en een contractant gebied te onderscheiden. Hier wordt dat zichtbaar als een gebied waarbij de waterspanning toeneemt (de korrelspanning afneemt) en een gebied

32

waarbij de waterspanning afneemt (de korrelspanning neemt toe). Bij vastgepakt zand wisselen toename en afname elkaar gelijkmatig af op het eind van de proef tijdens het vlinderen langs de bezwijklijn. Bij dat zand treedt aan het eind van de proef geen volledig bezwijken op, althans niet een doorgaande vervorming. Wel is dan de stijfheid van het monster in het midden van elke cyclus zover afgenomen, dat de schuifrekamplitude erg groot is. Figuur 6 toont de ontwikkeling van de wateroverspanning tijdens de proef van figuur 5 en laat zien dat het verloop van de wateroverspanning uit twee componenten bestaat. De eerste is een variatie per belastingwisseling. De tweede is een opbouw van de gemiddelde wateroverspanning per belastingwisseling. Voor de analyse is het goed onderscheid te maken tussen deze twee componenten. De variatie tijdens de cyclus wordt 'instantane' of 'momentane' wateroverspanning genoemd. Hij wordt veroorzaakt door elastische samendrukking van het korrelskelet en/of het poriënwater. De toename per cyclus

wordt, ter onderscheiding, de ‘residuele’ wateroverspanning genoemd. In dit artikel wordt voornamelijk aandacht besteed aan de residuele wateroverspanning. Die wordt in het rechter deel van figuur 6 aangegeven met een dikke rode lijn. Die lijn geeft het verband tussen het aantal belastingwisselingen en de wateroverspanning. Hij wordt vaak benaderd met de volgende uitdrukking [Seed Rahman 1978]:

Hierin is σ’v0 de oorspronkelijke verticale korrelspanning en θ een empirische constante, de grootte hiervan is ongeveer 0,5 tot 1. De hier beschreven proef is spanningsgestuurd (met een constante schuifspanningsamplitude). Soms worden er ook vervormingsgestuurde cyclische triaxiaalproeven gedaan, dus met een constante schuifrekamplitude. In dergelijke proeven is de opbouw van de wateroverspanning

Figuur 5 Effectief spanningspad ongedraineerde cyclische triaxiaalproef.

Figuur 6 Ontwikkeling waterspanning in ongedraineerde cyclische triaxiaalproef.

Figuur 7 Aantal cycli tot verweking als functie van belasting en relatieve dichtheid.

Figuur 8 Opbouw wateroverspanning tot evenwichtssituatie.


Gedrag van zand onder cyclische belasting

veel gelijkmatiger en wordt over het gehele traject een geleidelijke afname van de waterspanningsopbouw per cyclus gezien, overeenkomstig de afnemende verdichting per wisseling in een gedraineerde proef. Een belangrijke parameter die uit dergelijke proeven wordt bepaald is het aantal cycli tot verweking (Nliq). Deze parameter is een functie van de (relatieve) dichtheid en van de (relatieve) schuifspanningsamplitude. Voor het opstellen van deze relatie dient een serie cyclische triaxiaalproeven te worden uitgevoerd. Het resultaat wordt vaak gepresenteerd in de vorm van een grafiek (zie figuur 9) waarbij op de verticale as de (relatieve) schuifspanningsamplitude (cyclic shear stress ratio, CSSR) staat en op de horizontale as het aantal cycli tot verweking. Het verband tussen het aantal belastingwisselingen tot verweking Nliq en de (relatieve) belasting amplitude wordt vaak benaderd met de volgende uitdrukking:

Hierin zijn a en b empirische parameters. De grootte van a ligt meestal in de orde 0,4 tot 1 en van b in de orde van 0,15 tot 0,3.

Gedrag bij verzadigd zand met gelijktijdige drainage In het voorgaande zijn twee extremen besproken, de situatie waarin het zand zich gedraineerd gedraagt en de situatie waarin het zand zich ongedraineerd gedraagt. De eerste situatie is

een situatie waarbij geen water aanwezig is of waar iedere wisseling zo lang duurt dat alle wateroverspanning in deze periode kan dissiperen. De tweede situatie is die waarbij de tijdsduur van de belastingwisselingen zo kort is dat in deze periode praktisch geen wateroverspanning kan dissiperen. Een voorbeeld van beide situaties wordt gevonden als het effect van meerdere treinen op de ondergrond wordt beschouwd. De tijdsduur van een enkele passage is zo kort dat hierin praktisch geen wateroverspanning kan dissiperen (situatie praktisch ongedraineerd). De tijdsduur tussen twee treinpassages is echter zo lang dat hierin alle opgebouwde wateroverspanningen van de voorgaande treinpassage zal dissiperen. Er zijn echter veel situaties die zich tussen deze twee extremen bevinden. Hierbij kan gedacht worden aan golfbelasting, het heien van palen, het intrillen van damwanden, etc. De vraag is nu wat dit betekent voor de opbouw van de wateroverspanning. De situatie van gecombineerde waterspanningsgeneratie en -dissipatie laat zich in een 1-dimensionale situatie beschrijven met de volgende consolidatievergelijking:

Hierin is A(t) de zogenaamde bronterm en cve.δ2u/δz2 de dissipatie term, waarin cve de consolidatiecoëfficiënt voor elastisch grondgedrag is. De situatie van bijvoorbeeld een zeebodem met losgepakt zand over een diepte d, belast door windgolven laat zich met deze differentiaalvergelijking beschrijven.

Figuur 9 Verloop gemiddelde wateroverspanning bij gelijktijdige opbouw en dissipatie van wateroverspanningen, illustratie effect van verdichting envan het geschiedeniseffect.

Ter vereenvoudiging zal de situatie van een constante bronterm A(t) = C worden beschouwd. Verder wordt ter vereenvoudiging verondersteld dat deze constant is over de diepte van de zandlaag. Hiermee laat zich de stationaire situatie bepalen door te stellen δu/δt = 0. De randvoorwaarden zijn dat aan de bovenkant (z=0) de wateroverspanning nul is (u(z=0) = 0). De andere randvoorwaarde is dat op de onderkant van de zandlaag de waterstroming nul is (δu/δz(z=d) = 0). Oplossen van de resulterende differentiaalvergelijking geeft: u(z) = -0,5.C/c ve .z 2 +C/c ve dz De werkelijkheid is gecompliceerder dan in dit eenvoudige voorbeeld. Door dissipatie verdicht het zand. Dit heeft een vermindering van de waterspanningsgeneratie per belastingwisseling tot gevolg. Na enige tijd is de snelheid van dissipatie groter dan die van de waterspanningsgeneratie en zal de wateroverspanning gaan afnemen. Uit proeven blijkt echter dat er meer aan de hand is. Zolang er geen volledige verweking optreedt, blijkt de weerstand van het korrelskelet tegen verweking sterker toe te nemen dan volgt uit de verandering van de (relatieve) dichtheid [Smits e.a. 1978]. Dit wordt wel het 'geschiedeniseffect' genoemd. Bij het bepalen van het risico op verweking bij bijvoorbeeld offshore sleufaanvullingen bepaalt dit effect mede het risico. Kwantificeren en meenemen van dit effect maakt vaak het verschil tussen de beslissing wel en niet verdichten of afstorten van de sleufaanvulling. Als het materiaal verweekt, of als het anderszins een grote schuifvervorming ondergaat, wordt dit

Figuur 10 Verloop gemiddelde wateroverspanning bij gelijktijdige opbouw en dissipatie van wateroverspanningen, illustratie effect van verdichting en van het geschiedeniseffect.


33

positieve effect weer teniet gedaan. Het is zelfs mogelijk dat daarbij de weerstand tegen verweking kleiner is dan in het begin. Dit verschijnsel duidt er op dat de structuur van het korrelskelet een belangrijke parameter is. Helaas is deze in de praktijk niet te meten.

Adviespraktijk De analyse van situaties waar cyclisch gedrag een rol speelt verloop in een aantal stappen. In dit hoofdstuk zal voor een aantal regelmatig voorkomende situaties geschetst worden op welke wijze het probleem geanalyseerd kan worden. Afhankelijk van de situatie kan het nodig zijn om bepaalde onderdelen in meer detail te analyseren.

Taludstabiliteit dijk of golfbreker op zand in aardbevingsgebied In gebieden waar met aardbevingen rekening moet worden gehouden is het vaak de vraag of er verweking van de ondergrond kan optreden en wat de invloed daarvan op constructies is. Voor de analyse van dit probleem zijn de volgende 5 stappen nodig: I. Bepaal de ontwerp aardbevings belasting. II. Bepaal de respons van de ondergrond op het aardbevingssignaal. III. Kies, op basis van literatuurgegevens, het equivalent aantal cycli voor de ontwerp aardbevingsmagnitude, deze is geldig voor een equivalente schuifspanningsamplitude van 65% van de piekwaarde [Youd e.a. 2001]. IV. Bereken wateroverspanning met behulp van relaties als figuur 6 en 7.

V. Beoordeel de taludstabiliteit tijdens en direct na de aardbeving.

Een voorbeeld van dergelijke analyse is te vinden in [De Groot & Meijers 1992].

Opdrijven van een pijpleiding in een met zand afgedekte geul in de zeebodem

Stabiliteit en deformatie van gewichtsconstructie op zandige zeebodem onder golfaanval

Offshore leidingen worden vaak begraven onder de zeebodem, bijvoorbeeld om ze te beschermen tegen krabbende ankers. Ze zijn zwaarder dan water, maar veelal lichter dan verweekt zand. Verschillende malen is geconstateerd dat ze na enige tijd op de zeebodem lagen, in plaats van eronder. Dat kan voorkomen worden door het zand waarmee de geul gevuld wordt, voldoende doorlatend te kiezen of aanvullend te verdichten. De analyse omvat de volgende 7 stappen: I. Schat de relatieve dichtheid van het aanvulmateriaal (een veilige schatting is Re = 0,2). II. Bereken CSSR in zand in geul als functie van golfhoogte [Yamamoto e.a. 1978]. III. Bepaal snelheid waarmee golfhoogte maximaal kan groeien en daarmee snelheid waarmee CSSR kan groeien. IV. Bereken simultaan u(z,t) en Re(z,t) als functie van CSSR voor meerdere waarden van elastische consolidatiecoëfficiënt cve met formule in figuur 8, gecorrigeerd voor het effect van tussentijdse dissipatie. V. Kies waarde van cve waarbij de gradiënt van de wateroverspanning over de hoogte van de leiding (zie figuur 9) kleiner is dan het effectief gewicht van de leiding. VI. Schat stijfheid zand in decompressie en bereken minimaal vereiste doorlatendheid en daaruit minimaal vereiste D15. VII.Als uit stap VI een niet haalbare eis volgt moet het ontwerp worden herzien.

Figuur 11 Analyse risico opdrijven offshore pijpleiding.

34


Caissongolfbrekers en olie-opslagtanks (gravity structures) op zee ondervinden veelal een zware golfbelasting, terwijl de fundering relatief klein is. Daardoor kan de waarde van CSSR hoog worden en bestaat het gevaar van verweking van de funderingsgrond als deze uit zand bestaat. Gedeeltelijke verweking kan al voldoende zijn om enige afschuiving tijdens de piek van de belasting van een extreem hoge golf mogelijk te maken. De analyse omvat de volgende stappen: I. Bepaal de maatgevende golfcondities en hieruit het maatgevende verloop van de golfhoogte voordat de constructie wordt belast door de ontwerpgolf II. Bereken de bijbehorende golfbelasting (golftop en golfdal), bijvoorbeeld met ‘Goda’ [Oumeraci et al 2001] III. Bepaal het verloop van de CSSR in de ondergrond voor deze reeks golven met een geschikt rekenmodel; vergelijk [De Groot e.a. 2001]. IV. Bereken de opbouw van de wateroverspanning en dissipatie van de wateroverspanning t.g.v. deze golfreeks. V. Bepaal de stabiliteit van de constructie tijdens de ontwerpgolf waarbij deze wateroverspanning aanwezig is. Een meer uitgebreide beschrijving van de vereiste analyse is te vinden in [de Groot e.a. 2006b].

Figuur 12 Analyse stabiliteit caissongolfbreker onder golfaanval .

Gedrag van zand onder cyclische belasting

Zakking maaiveld bij trillend plaatsen of verwijderen van een damwand Bij het in- en uittrillen van damwanden treden vaak verzakkingen op in de omgeving. Dit is een gevolg van verdichting van de ondergrond. De cyclische belasting wordt veroorzaakt door de trillingen die vanuit de damwand worden uitgestraald naar de omgeving. Een paar kenmerkende getallen voor deze situatie zijn: - duur: 2 à 5 minuten - aantal wisselingen: 5000 à 15.000 Hierbij is de situatie niet meer volledig als ongedraineerd maar ook niet als volledig gedraineerd te beschouwen. Bij de analyse zal dus het gelijktijdig optreden van verdichting, opbouw van wateroverspanning en dissipatie van wateroverspanning in rekening moeten worden gebracht. De belasting wordt veroorzaakt door de schuifspanning op het grensvlak damwand-grond. De maximum waarde hiervan wordt mede bepaald door de grootte van de wateroverspanning. De analyse omvat de volgende stappen: I. bepaal de trillingsamplitude als functie van de afstand tot de damwand. II. bepaal de plastische volumerek door deze trillingsamplitude en geschat aantal belastingwisselingen. III. corrigeer de volumeverandering voor de bijdrage van het damwandvolume. IV. vertaal de volumeverandering naar een maaiveldzakking. Een uitgebreide beschrijving van de mechanismen en de beschikbare rekenmodellen is te vinden in [Meijers 2007].

Afsluitende opmerkingen In dit artikel is de fysica achter het gedrag van zand bij cyclische belasting beschreven. Hierbij is uitgegaan van de situatie waarbij de beginspanning een isotrope spanning is, d.w.z. de beginschuifspanning (of begin deviatorspanning) nul is en waarbij de cyclische belasting symmetrisch is. Als dat niet zo is kunnen enigszins afwijkende verschijnselen optreden. Bij vast zand en een relatief hoge statische schuifspanning is bij ongedraineerde proeven gebleken dat de waterspanning afneemt bij een cyclische belasting [Ibsen 1994]. Bij gedraineerde

proeven zal in zo'n geval het zand losser worden. Anderen aspecten die het gedrag bepalen zijn onder andere de (geologische) leeftijd van de afzetting, de wijze waarop het zand is afgezet, hoekigheid, korrelgradering, percentage silt en spanningsrotaties. In het kader van dit artikel kan daar niet verder op in worden gegaan.

Referenties – Groot, M.B. de, Meijers, P. (1992). Liquefaction of trenchfill around a pipeline in the sea bed. BOSS-92, 12 pp. – Groot, M.B. de; Pachen, H.M.A.; Van Zanten, D.C.; Elprama, R., Kortlever, W.C.D.; Van den Bosch, M.; De Gijt, J.G. 2001. Study future caisson breakwater for Rotterdam - foundation design and liquefaction aspects. Advanced Design of Maritime Structures in the 21 st Century, Goda and Takahashi (eds) Port and Harbour Reseach Institute, Yokosuka, Japan, pp 325-329. – Groot, M.B. de, Bolton, M.D., Foray, P., Meijers, P., Palmer, A.C., Sandven,R., Sawicki, A., Teh, T.C. (2006a). Physics of liquefaction phenomena around marine structures. J. Waterway Port Coastal & Ocean Engineering, 132-4, pp 227-243. – Groot, M.B. de, Kudella, M., Meijers, P., Oumeraci, H. (2006b). Liquefaction Phenomena underneath Marine Gravity Structures Subjected to Wave Loads J. Waterway Port Coastal & Ocean Engineering, 132-4, pp 325 - 335. – Groot, M.B. de, Stoutjesdijk, T.P., Meijers. P., Schweckendiek, T. (2007). Verwekingsvloeiing in zand. Geotechniek, oktober 2007, pp 54 - 59 – Ibsen, L.B. (1994). The stable state in cyclic triaxial testing on sand. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 13, 1994, pp 63-72 – Meijers, P (2007). Settlement during vibratory sheet piling. Dissertatie TU Delft, 2007 – Oumeraci, H.; Kortenhaus, A.; Allsop, N.W.H.; De Groot, M.B.; Crouch, R.S.; Vrijling, J.K.; Voortman, H.G. (2001). Probabilistic design tools for vertical breakwaters. Balkema, Lisse, The Netherlands, 373 pp. – Sawicki, A and Swidzinski, W. (1989). Pore pressure generation, dissipation and resolidification in saturated subsoil. Soils and Foundations, 29 (4), pp 62 - 74

– Sawicki, A., Mierczynski, J., (2006). Developments in modelling liquefaction of granular soils. Applied Mechanics Reviews, ASME, 59(2), pp 91-106 – Seed, H.B., Rahman, M.S. (1978). Wave-induced pore pressure in relation to ocean floor stability of cohesionless soils. Marine Geotechnology, Vol. 3, No. 2, pp 123-150. – Smits, F.P., Andersen, K.H., Gudehus, G. (1978). Pore pressure generation. Proceedings Int. Symposium on Soil Mechanics Research and Foundation Design for the Oosterschelde Storm surge Barrier, Foundation aspects of Coastal Structures, The Netherlands, October 9-12, 1978. – Verruijt, A. (1982). Approximations of cyclic pore pressures caused by sea waves in a poroelastic half-plane. Soil Mechanics - Transient and Cyclic Loads, Pande, G.N. and Zienkiewicz, O.S. eds, John Wiley & Sons, Chichester, UK, Ch 3, pp 37 - 51. – Yamamoto, T., Koning, H.L., Sellmeijer, H., Van Hijum, E. (1978). On the response of a poro-elastic bed to water waves. J. Fluid Mech. 87, pp 193-206. – Youd, T.L., Idriss, I.M., Andrus, R.D., Arango, I., Castro, G., Christian, J.T., Dobry, R., Liam Finn, W.D., Harder, L.F., Hynes, M.E., Ishihara, K., Koester, J.P., Liao, S.S.C., Marcuson III, W.F., Martin, G.F., Mitchell, J.K., Moriwaki, Y., Power, M.S., Robertson, P.K., Seed, R.B. and Stokoe II, K.H. (2001). Liquefaction resistance of Soils: Summary report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils. J. Geotechnical and Geoenvironmental Eng., ASCE, 127 (10), pp 817 - 833.


35

V.M. van Beek, A.R. Koelewijn, G.A.M. Kruse, J.B. Sellmeijer

Deltares

Samenvatting

Piping in een heterogeen zandpakket – kijkproeven en simulaties

Piping, het ontstaan van holle ruimten in zandlagen onder dijken ten gevolge van terugschrijdende erosie vormt een risico voor de veiligheid van de Nederlandse dijken. De beschikbare rekenmodellen veronderstellen dat het zand waarin de pipe ontstaat homogeen is. In de praktijk is dit niet het geval; door de geologische geschiedenis variëren de zandeigenschappen op de schaal van millimeters tot decameters. Om een beeld te vormen van de invloed van deze heterogeniteit op het pipingproces

Piping, het ontstaan van holle ruimten in zandlagen onder dijken ten gevolge van waterstroming, is een faalmechanisme dat een risico vormt voor de veiligheid van de Nederlandse dijken. Om het optreden van dit fenomeen te voorspellen zijn een aantal modellen beschikbaar. De meest recent ontwikkelde methode is de regel van Sellmeijer. Deze regel veronderstelt, net als andere methoden, dat het zand waarin de pipe ontstaat homogeen is. In de praktijk is dit niet het geval, de zand eigenschappen varieren immers van millimeter tot decameterschaal. Tot nu toe is de invloed van heterogeniteiten die voorkomen langs de lengte van de pipe niet onderzocht. Om een eerste beeld te vormen van de invloed van deze heterogeniteiten op

het pipingproces zijn experimenten uitgevoerd. Tevens zijn berekeningen in MSeep uitgevoerd, een grondwatermodel uitgebreid met een module voor piping.

zijn experimenten uitgevoerd. Tevens zijn berekeningen in MSeep uitgevoerd, een grondwatermodel uitgebreid met een module voor piping. De eerste indruk uit de proeven is dat combinatie van verschillende zanden

Opzet onderzoek: experimenteel werk en MSeep berekeningen Het experimentele werk bestaat uit een serie kijkproeven, die zijn uitgevoerd in een kleine pvc bak, welke kan worden afgedekt met een perspex deksel. Deze bak is gevuld met verschillende combinaties van fijn en grof zand, waarna een constant verval wordt aangebracht, welke op vaste tijdsintervallen verhoogd wordt. Bij doorgaand zandtransport wordt echter gewacht met verhogen van het verval totdat de situatie stabiel is.

tot een relatief ‘sterk’ pakket leidt.

Opstelling voor experimenten De gebruikte zanden zijn Speelzand en Metselzand, afkomstig van een doe-het-zelf zaak. De eigenschappen van deze zanden zijn weergegeven in tabel 1. Beide zanden zijn eerst afzonderlijk getest, waarna verschillende combinaties gemaakt zijn met deze zanden: Individuele testen. Grof zand bovenstrooms, fijn zand benedenstrooms (GF). Fijn zand met een band van grof zand in het midden (FGF). In het grondwaterstromingsmodel MSeep zijn alle experimenten numeriek gesimuleerd. Dit grondwatermodel is uitgebreid met een pipingmodule en daarom is het mogelijk een meer complexe bodemgesteldheid te configureren.

Figuur 1 Opstelling voor experimenten.

D10

D60

D70

K [m/s]

Speelzand

0.156

0.243

0.270

2.65·10-4

Metselzand

0.215

0.538

0.680

4.64·10-4

Tabel 1 Eigenschappen Speel- en Metselzand.

Figuur 2 Foto's van de twee heterogene testen GF en FGF.

36


De piping module in dit programma is niet eerder getest voor bovengenoemde condities. Het originele concept van MSeep is echter wel getest voor verschillende ondergrondsconfiguraties. In onderstaande figuur is een van de gebruikte configuraties in MSeep weergegeven.

Metselzand

Speelzand

Resultaten In onderstaande tabel is een overzicht gegeven voor de in de experimenten gevonden kritische vervallen van de individuele testen. Het kritisch verval is het verval waarbij de totale lengte van het kanaal ontwikkeld wordt en waarbij dus in zekere zin doorbraak van de waterkering plaatsvindt. Het wordt hierbij opgemerkt dat de waargenomen kritische verhangen door de kleine schaal niet overeenkomen met een praktijksituatie. Kritisch verval experiment: [cm] Grof metselzand Fijn speelzand

1 26 24

2 62 -

Uit de gevonden kritisch vervallen van de individuele testen blijkt dat de proeven op metselzand slecht reproduceerbaar zijn. Dit wordt toegeschreven aan de grote spreiding van korrelgrootte in dit zand, waardoor het lastig is een homogeen zandpakket te creeren. Het fijnere metselzand is slechts eenmaal individueel getest. Deelresultaten van de heterogene testen geven echter aanleiding om aan te nemen dat dit zand wel reproduceerbare resultaten oplevert. De GF testen, waarbij grof zand bovenstrooms is geplaatst en fijn zand benedenstrooms, laten twee stappen van kanaalvorming zien. Bij relatief laag verval vindt kanaalvorming in het speelzand plaats, terwijl het verval fors verhoogd moest worden om kanaalvorming in het grove zand plaats te laten vinden. In onderstaande tabel zijn de deelvervallen weergegeven.

GF1 GF2

Figuur 3 MSeep configuratie voor GF-test.

Kritisch verval [cm] voor: Speelzand (F) Totale doorbraak 12 51 12 40

Op soortgelijke wijze vindt kanaalvorming in de FGF testen in drie stappen plaats. Opvallend is dat het kritisch verval ook na doorbreken van de band van grover metselzand nog verhoogd moet worden om doorbraak in het bovenstroomse fijnere zand te bewerkstelligen. Kritisch verval [cm] voor: Speelzand Metselzand Totale (F) (G) doorbraak FGF1 22 70 82 FGF2 22 66 76

Figuur 4

Wanneer deze waarden vergeleken worden met de resultaten van de berekeningen van MSeep valt op dat de kritische vervallen van de individuele testen redelijk overeenkomen met de kritische vervallen zoals gevonden met MSeep. Dit geldt echter niet voor de heterogene testen waar grote verschillen worden gevonden tussen beide kritische vervallen. Het kritische verval van MSeep berekeningen is in alle heterogene situaties significant lager. Overzicht kritische vervallen in de Experimenten en MSeep berekeningen [m] Experiment MSeep 1 2 simulatie Grof metselzand 26 62 32 Fijn speelzand 24 – 17 GF 51 14 50 FGF 82 76 18

Discussie en conclusies De eerste indruk uit deze serie proeven is dat de combinatie van verschillende zanden tot een sterk pakket leidt, mogelijk door de combinatie van grote korrels en een relatief lage bulk doorlatendheid.

Opvallend is echter het verschil tussen de resultaten van MSeep en de experimenten. Dit verschil kan een aantal oorzaken hebben. Er is ondere andere gekeken naar de invloed van het kanaal op de totale doorlatendheid. In MSeep neemt de doorlatendheid sterk toe met toenemende lengte van het kanaal. In de experimenten is dit echter niet waargenomen. Mogelijk wordt dit verschil veroorzaakt door het verschil in 2D-berekeningen (oneindig brede spleet) en 3D experimenten. Een andere oorzaak kan zijn dat de proefopstelling teveel afwijkt van een praktijksituatie. De stroming langs de perspex plaat is immers groter dan bij stroming onder een goed aansluitend kleidek. Hierdoor zou de toename in doorlatendheid ten gevolge van kanaalvorming gering kunnen zijn. De eerste stap in de experimenten, het vormen van een kanaal in het benedenstroomse speelzand, kan zeer goed voorspeld worden met gebruik van een aangepaste regel van Sellmeijer. Het kritisch verval van het speelzand wordt bepaald via de regel van Sellmeijer en dit gevonden kritisch verval wordt gecorrigeerd voor de verhangafname veroorzaakt door de


37

rest van het zandpakket. Voor de praktijk is dit echter van geringe waarde. Het totale kritisch verval is namelijk de belangrijkste parameter om te voorspellen of

piping een risico vormt. Deze waarde kan echter nog niet goed voorspeld worden met de huidige methoden. Meer onderzoek op dit gebied wordt aanbevolen. Op dit moment

wordt binnen het onderzoeksprogramma SBW piping onderzoek gedaan naar de invloed van verschillende zandsoorten en schaal.

Vera van Beek heeft op 4 en 5 september 2008 de Europese conferentie voor Young Geotechnical Engineers (YGEC) in Gyor Hongarije bijgewoond. Zij is geselecteerd door en financieel ondersteund vanuit Kivi-Niria Geotechniek. Meer informatie over deze conferentie: www.ygec2008.sze.hu De YGEC-Conferenties zijn bedoeld om beginnend geotechnici (onder 35 jaar) kennis te laten maken met internationale congressen, het vakgebied en netwerk. De volgende YGEC wordt van 2-4 oktober 2009 gehouden direct voorafgaand aan het internationale congres van de ISSMGE in Alexandrie, Egypte. Kandidaten voor deelname kunnen worden aangemeld bij het bestuur van Kivi-niria Geotechniek.

Figuur 5 Bulk doorlatendheid bij toenemende kanaallengte.

INDEPENDENT JOURNAL FOR THE GEOTECHNICAL WORLD

international 13 T H Y E A R NUMBER 1 JANUARY 2008

DAM AND CANAL DESIGN ON SOLUBLE ROCK (WEST GODE IRRIGATION PROJECT, ETHIOPIA) ROBERT BERKELAAR LENNARD HUISMAN COR J.L.M. LUIJTEN

A COMPARISON OF THE ENSEMBLE K ALMAN F I LT E R W I T H T H E UNSCENTED KALMAN FILTER: APPLICATION TO THE CONSTRUC TION OF A R OA D E M B A N K M E N T ANNEKE HOMMELS AKIRA MURAKAMI SHIN-ICHI NISHIMURA

This site investigation for a diversion dam at Gode (Ogaden) carried out in 1986 has been used for many years as an illustrative case example in Engineering Geology lectures at the TU Delft. It demonstrates the hazards imposed by the presence of soluble rock in the subsurface, not only on the foundation of the dam itself, but on the entire irrigation project. The method used to estimate dissolution rates of gypsum rock is given.

DAM AND CANAL DESIGN ON SOLUBLE ROCK ( WEST GODE IRRIGATION PROJECT, ETHIOPIA ) PETER N.W. VERHOEF1

P R O LO G U E

The idea was to build the dam on this rock platform

insisted that two weeks of fieldwork were needed for

In December 1985 ir. Jaap Oosterman, a DHV engineer

in the dry, while the river could continue to flow

me to be able to do the work.

who was managing a NEDECO project for an irri-

uninterrupted by the construction process. When

gation scheme in Ethiopia, visited Prof. David Price.

finished, the river would be dammed and the water

So I went off to Addis Abeba in January, where I was

David called me to his office to join this meeting in

diverted to the weir to enter the main irrigation

to join other team members to travel to the Ogaden.

which Jaap shortly explained the project. In the

canal. This looked like a good idea.

There we found that the old DC-4 Dakota plane that

Ogaden desert, along the river Wabi Shebelle near

But then Jaap started to sum up some of his worries.

should fly us to Gode had broken down. We had to

Gode, an irrigation scheme was planned. It involved

He mentioned big slabs of limestone found down-

wait a few days, which meant that I had only one

some 20 000 hectares of land to be irrigated, a major

stream of the rock platform. He was worrying about

week to spend in the field. During the week

project for the Somali province of Ethiopia. It was a

these. We talked about erosion processes that

preceding the site visit, I visited the Ministry of

gravity irrigation project, one of the first of its kind.

might have caused dislocation of slabs from the rock

Mines where I could study 1 : 20 000 aerial photo-

Current irrigation was normally done using pumps,

outcrop. But then Jaap mentioned there was gypsum

graphs of the site and a hydrogeological report on

where the fuel needed for the pumps would cost as

rock in the subsurface. At this point David Price

the Ogaden area (NWRC, 1972). This allowed a

much as the harvest of the land would gain. The team

started to laugh and said with his typical thunderous

proper preparation of the fieldwork. A visit to the

of Jaap Oosterman was doing the design of the pro-

bas-baritone voice: ‘Gypsum?...forget the whole

Technological University in Addis Abeba was made,

ject, which had to be finished within a time span of 8

project!’. With gypsum present in the rock mass

to acquire information on the possibilities for

months, including all field work needed. One of the

under the dam there would be a high chance of

geophysical site investigation and laboratory testing

key factors was the design of a small weir. This

problems caused by the solubility of this rock. He

of rock in Ethiopia.

diversion dam was going to be constructed on a

mentioned examples of dams on gypsum rock

horizontal platform of limestone, which acted as a

foundation that had failed when reservoirs were

Our party, consisting of Jaap Oosterman, other

barrier causing the river Wabi Shebelle to flow around

filled for the first time (Flores Calcano & Rodrigues

Ethiopian and Dutch engineers and myself, left next

this rock. The main reason of the visit was to discuss

Alzura, 1967). He was pessimistic and said that a

weekend for Gode. This was no straightforward trip.

the foundation of the dam. Since the foundation was

thorough investigation was needed to find out the

First by plane to Deri Dawa. We stayed overnight in

on rock, Jaap sought the advice of David Price, the

geological conditions of the dam site.

this town and bought food at the local market place to bring with us. The next day we flew in the Dakota

‘éminence grise’ of Dutch Engineering Geology. It was decided at the meeting

to Gode. The most interesting flight I have had up to

that I would go to Ethiopia in

now! The doors could not be locked anymore and

January 1986 to do field work

were secured by hemp rope. The small plane slowly

FIGURE 1

and prepare a site investigation

rose and flew at low height over the mountains,

LOCATION OF

program for the dam. Jaap had

rocking and jumping. One of the few times I saw

THE OGADEN

scheduled a visit to the site of

many people making use of paper vomiting bags…

AND GODE.

three days, but David and I

After a few hours we arrived at Gode. From there the

FIGURE 2 GEOLOGICAL MAP OF ETHIOPIA (NOTE THAT THE OGADEN DESERT COINCIDES WITH THE PRESENCE OF GYPSUM ROCK AT THE SURFACE).

40

GEOinternational – January 2009

DAM AND CANAL DESIGN ON SOLUBLE ROCK (WEST GODE IRRIGATION PROJECT, ETHIOPIA)

party went by Toyota Land Cruiser to the camp site,

FIGURE 3

some 40 km to the west. We made a stop along the

SECTION AA' OF GEOLOGICAL

road to examine a basalt outcrop. One of the nice

MAP IN FIGURE 2. BASEMENT

things of being a geologist is that you can explain

ROCK IS JURASSIC LIMESTONE

people a lot about their own rocks, even when you

OVERLAIN BY GYPSUM ROCK

yourself are a newcomer under the African sky!

AND SANDSTONES, WHICH ARE INVADED BY DOLERITE AND

1 . G E O LO GY

BASALT RELATED TO THE

Ethiopia is situated at the Afar triangle, the

AFRICAN RIFT SYSTEM.).

well-known triple point of the African and Red Sea rift systems (figure 1). Therefore one of the first things to think of is seismic risk related to move-

redeposited by flood flows during rainstorms (figure

ments along the fault system of the rift. Existing

4, red hatching).

hazard maps show that the Ogaden occurs far south of the mountain ranges along the rift system and

The main gypsiferous formation (Neocomian, Lower

Gode is situated in a low seismic risk zone.

Cretaceous) occupies a large part of the Ogaden (figure 4, white). It is made up of alternating marls,

The geological map of Ethiopia reveals that the

more or less gypsiferous clays, thick beds of massive

Ogaden is underlain by Cretaceous gypsiferous rocks

gypsum, dolomites and very thick rock salt layers.

(figure 2). On the map one can see that the northern

Thickness near Gode surmounts 250 m. On top of the

rivers entering the Ogaden desert disappear in the

gypsiferous formation a dolomitic-calcareous layer

underground, attesting to the effect of dissolution

of about 30 m thick occurs, the Mustahil Limestone.

of gypsum (figure 2). At a distance of 40 km from the

This layer forms a very distinct resistant cover over

proposed diversion dam site near Gode, a deep

the main gypsum, and represents a major geomor-

borehole has been made which shows that the gypsi-

phologic feature of the Ogaden (figure 4, blue colou-

ferous rock formation is at least 250 m thick. The

red rock in the south). The very rich fossil content

cross section shows that basaltic rock, related to

points to a Barremian-Albian age (Lower Cretaceous).

African Rift volcanism, has intruded into the gypsife-

The Mustahil Limestone is covered by gypsiferous

rous Cretaceous rocks (figure 3).

marly layers. Dolerite dykes of olivine basalt compo-

When we examine the local geological map west of

sition cut through the sedimentary cover all over the

Gode (figure 4), we see that the basement of gypsi-

Ogaden Basin (figure 4, green colour). Occurrences

ferous rock is covered by recent wadi deposits, with

of these dolerites are within 15 km of the building

the wadi streams flowing into the direction of the

site of the dam. Examination in the field has shown

Wabi Shebelle. At present the Ogaden is a plateau

that the dolerite occurs mainly as rounded core sto-

gently dipping into the direction of the Indian Ocean

nes left over from ancient weathering episodes. The

(figures 2 and 3). The Wabi Shebelle itself has incised

core stones itself, however, have only a very thin

in this plateau, it flows 5 to 6 m below plateau level

weathered skin of brown coloured iron oxides. They

(photo 1). The Wabi Shebelle flows in a broad valley

are strong, dense and fresh and probably suitable for

filled with alluvial clay deposits. This clay apparently

construction purposes.

FIGURE 4 GEOLOGICAL MAP WEST OF GODE (WHITE: GYPSIFEROUS ROCK SERIES, BLUE: MUSTAHIL LIMESTONE, GREEN: DOLERITE AND BASALT, RED HATCH: RECENT WADI DEPOSITS).

seals the river from the surrounding soluble gypsiferous rock, which explains that this river does not disappear into the underground and can reach the Indian Ocean (figure 2).

2 . T H E I R R I GA TION SCHEME L AYO U T Figure 5 gives schemati-

The alluvial deposits are reported to reach a thickness

cally the layout of the

of at least 30 m (NWRC, 1972). In the study area the

irrigation scheme. The

alluvial deposits have a width of 12 to 13 km. The

proposed

deposits consist of clays, sandy silts and gravels

occurs at location I. As

rich in ferromagnesian minerals resulting from the

you can see, the design

weathering of volcanic source rocks situated in the

was changed (why will

mountains far to the northeast (figure 4, green

become clear in the

horizontal hatching). The recent local deposits are

following) and the main

alluvial wadi deposits and debris cones from inter-

canal starts at dam site

PHOTO 1

mittent rivers and wind-blown silt deposits often

II. First an area to the

WABI SHEBELLE NEAR GODE.

dam

site


41

DAM AND CANAL DESIGN ON SOLUBLE ROCK ( WEST GODE IRRIGATION PROJECT, ETHIOPIA )

PHOTO 2 DAM SITE I, ON THIS LIMESTONE ROCK THE DAM WAS PLANNED TO BE CONSTRUCTED IN THE DRY.

occur, with a total thickness of 3 m (maybe these

very wide aperture (up to several tens of centime-

beds have been eroded away by the river on the left

tres), due to erosion by the river. In the underlying

bank in the past, before deposition of the recent

platy limestone the aperture of the joints closes to

sheet wash deposits). The lower of the two gypsi-

very tight. The third set of discontinuities that exists

ferous beds is about 1.25 m thick and consists of

is parallel to the subhorizontal bedding. In the platy

thinly bedded distorted limestone layers and pebbles

limestone beds also a scan line measurement has

and loose blocks of limestone cemented by fine,

been carried out. The joints and bedding planes are

crystalline gypsum. On top of this, there is a 1.75 m

being opened up by tree roots, some are very wide,

thick layer of gypsiferous gravel and marly sand.

some are narrow and filled with stiff clay. Most dis-

north of Wabi Shebelle is irrigated. This area is called

It has been observed that this gypsiferous bed can be

continuities are tight.

West Gode. Then the irrigation canal crosses the river

easily eroded by the river and that dissolution occurs.

by a siphon to irrigate an area south of the river.

On top of the gypsum beds about 2 m of recent sandy

The aim of the field work was to prepare the site

silt sheet wash deposits occur (figure 6, cross section

investigation that would follow. The observations

AA').

made it evident that more information of the discon-

FIGURE 5 OUTLINE OF IRRIGATION PROJECT (I AND II: LOCATION OF DAM SITE I AND II).

3 . DA M S I T E I

tinuities should come from the boreholes. Since the

The site of the weir structure has been chosen at a locality where limestone rock forms a natural barrier

I wrote the following description in my report concer-

two sets of joints are subvertical, inclined boreholes

for the Wabi Shebelle (photo 2). On the 1:250 000

ning the engineering geological situation of this site:

are necessary to obtain information on the nature of

geological map this rock is indicated as belonging to

‘The foundation rock for the diversion dam consists of

these. So a borehole program was set up and it was

the Mustahil Limestone (figure 4).

strong dolomite and limestone. Thickness of the foun-

specifically stressed that inclined drilling had to be

When I examined this outcrop in 40 degrees Celsius

dation rock is at least about 4 meters, drilling will have

done. Also borehole packer tests were requested, to

heat (it was forbidden to swim in the river, since the

to provide information on depth and nature of the

determine rock mass permeability.

local crocodile was really dangerous), I found that

underlying materials. It is expected that below the

the limestone rock is capped with a reddish-yellow

limestone, layers of clay alternating with gypsum occur,

My main assignment was to assemble the necessary

dolomite layer of about 1 m thickness, which appears

and below that massive gypsum and gypsiferous dolo-

parameters to define the foundation of the dam. I did

to be very resistant to river erosion. Below this dolo-

mite may occur.

not expect problems concerning the bearing capacity

mite layer, a thinly bedded limestone sequence

Both the limestone foundation and the underlying rock

of the foundation rock. The crucial hazard was the

occurs with a thickness of at least 2.70 m (measured

are suspect of having dissolution cavities or open dis-

possibility of leakage pathways, either already exis-

up to the water line). The limestone rock has a more

continuities, since both gypsum and carbonate are sol-

ting or induced by the changed hydraulic head after

or less horizontal position. Striking, however, is that

vable. Field observations have not shown obvious dis-

construction of the dam. The possibility of piping

the limestone beds tend to dip water-inward at many

solution features in the limestone, apart from features

erosion due to dissolution of gypsum present in the

places where the limestone borders the river (see the

resulting from the river erosion. The gypsum layers

foundation rock should be considered. Possibly a

dip signs in the sketch map of figure 6). This indicates

above the limestone, however, indicate recent disso-

grouting curtain would have to be constructed below

that somewhere below the waterline the river erodes

lution features; open piping-like holes at least 1.5

the dam to prevent such piping erosion, or to decrea-

a soft layer, undercutting the limestone. On the left

meters deep into the formation occur along the riverside.’

se the permeability of the foundation rock. A grouting blanket to seal the pervious dolomite layer might

bank of the river the limestone and dolomite are covered by recent sandy silt deposits, with some

In the field I gathered information on the rock discon-

also be necessary. So I summed up my requirements

clay intercalations. Cross-bedding in the sandy silt

tinuities along scan lines. In the limestone two sets of

for the ensuing site investigation:

indicates that these have been laid down by sheet

subvertical discontinuities occur; a set (J1) which

“The data coming from the further site investigation

wash on the river-bank slope during heavy rainfall

trends in NE-SW direction and is persistent (>20 m)

and laboratory tests will be necessary to assess:

periods. On the right bank, however, on top of the

and a set (J2) which trends in NW-SE direction. On

the nature of the foundation rock mass

yellow dolomite two beds of gypsiferous formation

the dolomite surface these subvertical joints have a

the bearing capacity of the rock mass

42



FIGURE 6 SKETCH OF THE DESIGN OF THE DAM ON SITE I, WITH CROSS SECTIONS MADE AFTER THE RESULTS OF THE BOREHOLE INVESTIGATION BECAME

PHOTO 3

AVAILABLE.

DAM SITE II WITH DRILL RIG AT POSITION OF BOREHOLE 25 (FIGURE 8).

FIGURE 7 INTERPRETATION USING THE FIRST THREE

permeability of the rock mass

reached, was encountered (probably in gypsum) at

possibility of piping erosion/dissolution problems

18.5-20.0 m depth. At this site also geophysical

necessity of grouting

surveying has been performed. Due to the com-pli-

rippability of the rock

cated subsurface conditions at the dam site the

abrasion resistance of the limestone rock

seismic refraction measurements were unsuccessful.

Survey to have a thickness of at least 30 m at that

type of concrete to be used on site (considering

Electric resistivity soundings along flushing canal

location (figure 5). A comprehensive drilling program

the possibility of reaction of concrete with

and desilting basin gave better results, but their

was set up with this in mind (photo 3). An electrical

sulphate-rich water or with dolomite)

interpretation awaited confirmation by drilling

resistivity survey along the proposed dam site was

(Ruiter, 1986).

performed as well, by an engineering geophysics

Certainly for construction of the dam the gypsum

BORE-HOLES AND THE ELECTRICAL RESISTIVITY SURVEY MADE AT DAM SITE II.

student from Delft, Jacob Ruiter, who stayed for

layers on top of the dolomite will have to be removed. This can easily be done by ripping.

After the execution of 6 boreholes it was decided to

several months at the project site (Ruiter, 1986).

The quality of the further site investigation will

abandon the site because the quality of the underlying

Unexpectedly, already the first borehole (nr. 1) hit

determine the firmness with which answers can be

limestone and gypsum was such that an expensive

gypsum rock at the unexpected depth of 7.5 m. The

given to the above mentioned questions concerning

grouting program would be surely necessary to impro-

following two boreholes (nr. 5 and 7), found the

the diversion dam construction on this site.”

ve the foundation of the diversion dam. The main

rock surface at depths of 23 and 30 m, respectively

advantage of the site, from a construction point of

(figure 7). At this stage I was called in, since again pro-

4 . T H E S I T E I N V E S T I GAT I O N I N A P R I L A N D M AY 1 9 8 6

view, was the possibility to build the dam without any

blematic rock was involved at the site. From June 19

necessity to divert the river during construction. Now

until June 26 a field visit was made.

After the preparatory fieldwork, I wrote the require-

a new site had to be selected, lacking this advantage.

ments for the fieldwork needed on the dam site. The

I was phoned at that time and told that the cavities

It was expected that two days were needed to eva-

locality was chosen in the expectance of finding a

below the limestone layer were so large that when

luate the situation at dam site II. Unfortunately the

sequence of limestone and underlying gypsiferous

the driller hit the rock with a steel bar, one could hear

drilling crew had experienced difficulties. Rock

stiff clay to found the dam upon. Since also massive

a hollow sound from below!

coring had become impossible due to lost wire-line rods in borehole 7. Up to now, only information of

gypsum was expected below the site, deep boreholes

the above mentioned 3 boreholes was available.

show the situation that was found after drilling these

5 . A N E W S I T E F O R T H E DA M : DA M S I T E I I

boreholes. The limestone is at places highly fissured

A new site was selected one kilometre upstream,

Nordmeyer DSB 1/3.5 trailer-mounted rig. But it

parallel to the bedding and has low RQD values. In

with the intention of founding the dam on alluvial

would take 3 months before the replacement rotary

one borehole a cavity, of which the bottom was not

stiff clay, which was reported by the Wabi Shebelle

core barrels would reach the site from Germany.

were prescribed. The cross sections of figure 6

Drilling equipment was excellent: a brand new


43


FIGURE 9 CROSS SECTION ALONG AA' OF THE MAP OF FIGURE 8. THE BLACK OUTLINE SHOWS THE LOCATION CHOSEN FOR DAM CONSTRUCTION.

PHOTO 4 120 MM TUBE CORE OF STIFF CLAY WITH GYPSUM VEINS AND NODULES (BOREHOLE H).

FIGURE 8 AFTER THE RESULTS OF THE AUGER DRILLING THROUGH THE CLAY SOIL BECAME AVAILABLE (RED NUMBERS GIVE DEPTH TO ROCK), A DEPTH CONTOUR MAP OF GYPSUM ROCKHEAD COULD BE MADE. THIS MAP SHOWS THE OUTLINE OF A STEEP GORGE IN THE GYPSUM ROCK IN THE SUBSURFACE.

once the dam is finished are indicated on the dra-

soil mass removed in the excavation would be higher

In the meantime I had developed quite a good idea of

wing. Plateau level is 327 m at the site, so the dam is

than the weight of the diversion weir constructed in

what could be expected in the subsurface at this new

constructed in excavation. The simplified picture of

it, rebound fractures might form in the clay mass and

dam location. I envisaged that when the river first

the design is shown in Figure 10b.

together with any dissolution of gypsum this would have a deteriorating effect on the integrity of the

encountered this gypsiferous rock, extensive dissolu-

clay directly below the dam structure.

tion must have occurred at the river bed. Steep gor-

The location of the dam is along the line of boreholes

ges as you see in some limestone terrains must have

JIFHG in figure 8. There, the depth of the gypsiferous

developed. A karstic moonscape, now filled with

rock is at -22 m or more, which is at about 300 m as

6 . H E L I CO P T E R S U R V E Y

alluvial clay deposits. A plan was drawn up to spread

can be seen in figure 9. On the cross section in this

My second visit in June gave me extra opportunities

the boreholes to a wider area. Fortunately we could

figure the outline of the dam is shown in profile.

to get familiar with the local geology. As I had diffi-

still drill up to the rock head, using the shell and

Borehole H has been continuously sampled by large

culties to convince people of the necessity of inclined

auger equipment which was still functioning.

diameter Shelby tube. This was done to ensure that

drilling and the performance of packer permeability

Somewhere in August we could examine the results

any permeable layer within the clay would be detec-

tests after my first visit in January, in June the client

of the drilling exercise. Figure 8 shows just as I expec-

ted. In several of the boreholes, permeability tests

had become very aware of the major problem which

ted the outlines of a meandering river valley with

(falling head) were performed in the clay and piezo-

the project was facing: the solubility of the gypsum

steep slopes. The first design had placed the dam

meters were placed.

bedrock! A helicopter was now available to perform

structure right on top of a subsurface gypsum rock

an extensive survey over the area. General geological

hill!

One of the more hazardous findings was that the stiff

surveying was performed and suitable localities for

The new information now allowed us to define the

clay regularly contained gypsum nodules, at some

the construction materials needed for the project

best position for the dam. This should be a position

places up to 40 volume percent (Photo 4). This was

were sought for. The work during this week was car-

where there would be a thick layer of alluvial clay

disquieting, since one of the major questions for the

ried out together with the site geologist, Ato Getu

separating the foundation of the dam from the gypsi-

foundation stability of the dam was at this time for-

Tilahun.

ferous rock. In figure 10a the design of the diversion

mulated as: “What would be the effect of the

weir is given. It is shown that the weir is used to

rebound of the soil after excavation in the clay?” This

Three days were needed to survey the area and to

divert the water of the river via a desilting basin to

question was related to the fact that the dam would

find suitable locations for construction materials. On

the main canal. Also the dikes that are constructed

be constructed in excavation. Since the weight of the

the geological map (figure 4) the localities visited are

44



PHOTO 5 SINKHOLES IN THE SILT COVER OF THE PLATEAU IN THE WEST GODE IRRIGATION AREA.

PHOTO 6 SINKHOLE ABOUT 40 CM DEEP, DEVELOPED AFTER RAINY PERIOD OF TWO WEEKS.

FIGURE 10A-B DESIGN OF THE DIVERSION WEIR (TOP); 10B: SKETCH MAP (BOTTOM).

given (Nos. 1-8); at each locality a walk-over survey

clear that sulphate resistant cement has to be used

lasting one to two hours was made. Sufficient basalt

for construction of the dam (to protect the concrete

of good quality is present at site 8. The basalt forms a

from aggressive sulphate-rich groundwater), alkali-

ridge, estimated to be possibly 500 m long (striking

aggregate reactions will be prevented.

NWW-SEE). If it would be decided to open up a quar-

The proposed irrigation area of West Gode was

ry there I advised to put down exploratory boreholes

surveyed from the air and photographs were taken.

to check for the degree of weathering of the olivine

Especially in the area north of the alluvial deposits

basalt, since other parts of the basalt nearby (sites

(see geological map, figure 4), where overland flow

2 and 5) are extensively affected by secondary

occurs during the rainy season, many sinkholes have

alteration and serious weathering. Site 8 is about 14

developed (Photo 5). The sinkholes have apparently

km from the dam site.

been formed where gypsum is present in the subsoil. The gypsum dissolves, forming cavities that subse-

The best source for sand and gravel is the wadi south

quently collapse. Size of these holes is mostly 0.5-1.0

of dam site II. The wadis north of the Wabi Shebelle

m (Photo 6). Diameters up to 3 m have been observed.

are unsorted with a large amount of fines. In the wadi

The holes may be very deep (in the order of one to

ROOF OF ABOUT 2 M THICK. THIS SITUATION

south of dam site II the fines are washed out at many

three metres), which can best be observed in January

SERVES AS A MODEL FOR THE SITUATION AT

places. Up to 10 km south of the dam site, the wadi

(as was told by the local Somali herdsmen), when the

DAM SITE I (FIGURE 6).

has localities with large accumulations of sand and

soil is completely dried out and maximum shrinkage

gravel. The composition is mainly limestone and

has occurred. In the central area of West Gode a bush

chert (amorphous quartz). Also some contamination

zone occurs, which is excluded from irrigation.

with gypsum is likely to be present. Chert is known to

Within the bush the concentration of holes is less but

reach the underlying gypsum in such an amount as in

cause alkali-aggregate reactions in concrete, causing

the sinkholes are larger (up to 3 m). This is probably

the adjacent area next to the bush.

cracking after about 10 years. However, since it is

due to the vegetation; the groundwater does not

PHOTO 7 CAVE IN GYPSUM ROCK BELOW A LIMESTONE


45


PHOTO 8 VAST AREA WITH HUGE LIMESTONE SLABS DOWNSTREAM OF DAM SITE I. PROBABLY THIS ROCK IS THE REMNANT OF A COLLAPSED ROOF ABOVE A DISSOLVED GYPSUM LAYER (FIG. 6). SOMALI PASTORS GUARD THEIR HERD.

FIGURE 12 SKETCH OF THE DESIGN OF THE DIVERSION WEIR AND HYPOTHETICAL DRAWINGS OF THE GROUNDWATER FLOW PATHS IN THE CASE OF A DESIGN WITH A GROUT CURTAIN. THE DISADVANTAGE OF A GROUT CURTAIN IS

FIGURE 11

THE POSSIBILITY OF DISSOLUTION TAKING PLACE RIGHT AT THE DAM

NS GEOLOGICAL CROSS SECTION THROUGH THE VALLEY OF THE WABI SHEBELLE.

STRUCTURE ITSELF.

Another interesting observation was made at site 7

I could now draw a sensible cross-section through the

rock-alluvium surface may be badly weathered gyp-

(figure 4). From the air this seemed to be a quarry in

area, which is given in figure 11. The interpretation of

sum and limestone.

limestone. It turned out, however, to be a limestone

the limestone at dam site I as being Mustahil

layer about 2 m thick overlying a thick, massive gyp-

Limestone on the geological map was certainly

If the diversion dam would be founded upon stiff

sum layer. An entrance into a cave was present. The

wrong. It contains hardly any fossils and is a lime-

clay, a layer of about 10-15 m of clay is sealing-off the

cave, developed in the geological past by the dissolu-

stone and dolomite intercalated in the gypsiferous

probably highly permeable zones below that. This

tion of gypsum, was 50 m long, 20 m wide and 5 m

rock formation.

situation seems to be acceptable. What has to be

high. Apparently the limestone layer could span a

Everywhere in the area there is evidence of the high

considered to assess the risk of this situation are the

cavern of this size. Adjacent to the cave a collapsed

dissolution capacity of gypsum, which forms the main

possible water transporting zones in the clay and

cavern is present (Photo 7).

geotechnical problem of the Gode Irrigation Project.

their permeability. A second consideration should be

After I had seen the collapsed roof of the cave, it

and its effect on settlement of the structure and

became completely clear to me what situation I had

7. THE ENGINEERING G E O LO G I C A L S I T UAT I O N

encountered at dam site I. I concluded that the limes-

Figure 9 gives schematically an interpretation of the

If the dam or dykes would be founded upon the

tone plate abutting the river was in fact a remnant

geological situation at dam site II. The alluvial

gypsum rock series, such as below borehole 1 and 5

roof rock above an elsewhere completely dissolved

sequence is silty sand underlain by stiff clay with on

(figure 8 and 9), then permeable zones should be

and collapsed gypsum layer as illustrated in figure 6.

average 10-20% of gypsum nodules. At a lower level

detected. Dissolution of gypsum may lead to excessive

This explained the loose large slabs of limestone

pebbles of limestone are present in this clay, and the

settlement of the structures. Concentration of disso-

lying upstream and downstream of the rock (photo 8).

lowest layer consists of limestone gravel. The

lution in certain zones results in tubular water

The helicopter survey, which lasted three days,

bedrock consists of a sequence of gypsum with clay

pathways (piping) below the structures with conse-

allowed a better understanding of the local geology.

and limestone intercalations. The top 15 m along the

quently excessive leakage.

the possible dissolution of gypsum crystals in the clay

46


maybe even on leakage.


PHOTO 9 COLLAPSE OF A SLOPE ALONG THE RIVER BANK IN GYPSIFEROUS ROCK.

FIGURE 13

DISSOLUTION IS CLEARLY AN ELEMENT DETERMINING THE STABILITY OF

DESIGN OF THE DIVERSION WEIR ON STIFF CLAY WITH IMPERMEABLE BLANKET.

THE SLOPES.

In fiigure 12 the implications of such a situation are

top of the gypsiferous rock there may be alluvial

illustrated. Two measures to decrease the hydraulic

sediments of varying thickness, deposited by the

rock. This is due to the sealing effect of the clay-rich alluvium that was likely deposited by the river during

head are indicated: a blanket in front of the dam

Wabi Shebelle. These are mainly stiff red clays that

an earlier phase of relatively high sea level.

(top drawing) and a grout curtain (middle and lower

contain gypsum grains. Thickness can amount up to

drawing). Both a blanket in front of the dam and a

37 m. Also so-called recent local deposits consisting

The main problem with foundations of dams or other

grouting curtain ensure a reduction in hydraulic velo-

of silty sand with local clay seams may be present

hydraulic structures on gypsiferous rock is how to

cities and uplift pressures under the dam. Grouting is

above the gypsiferous rock (figure 4).

prevent excessive dissolution to occur. Gypsum is one of the rock-forming minerals which tend to dis-

common practice in dam construction. It is used to improve bad rock conditions in the foundation (sea-

The gypsiferous rock series is a sequence of layers of

solve in fresh water. Compared with carbonate rock

ling of fissures to improve bearing capacity and to

varying lithology. Massive gypsum layers, several

such as limestone, it dissolves twice as fast and

reduce seepage). In general, if the rock is reasonably

metres in thickness, alternate with gypsiferous marls

more importantly, much more material can be taken

sound and no improvement of the bearing capacity is

and clays and limestone layers (figures 7 and 11). At

into solution (about 1 600 times or more) (James &

necessary, then a sealing blanket fulfils the function

every locality where rock containing gypsum comes

Kirkpatrick, 1980). The rate of dissolution depends

of reducing seepage velocities. In the case of gypsum

into contact with fresh water, dissolution may occur

on the composition of the dissolving water, the

rock, a classic curtain design would probably even be

(photo 9).

ambient temperature, the flow velocity of the dissolving water, and the contact area of the gypsum

hazardous. If the grouting has been done by injection through boreholes, there is always a chance that

As a matter of fact, it may seem rather surprising

exposed to the dissolving water (table 1).

water comes directly in contact with gypsum and

that the water of the Wabi Shebelle has a low salinity,

The dissolution rate increases with increasing

starts dissolving, right under the dam structure itself

flowing for such a long distance through gypsiferous

temperature, flow rate, sodium chloride content of

(figure 12). At dam site II it seems that the problem of dissolution of gypsum might be controllable since the foundation of the dam will be on stiff clay which seals off the fresh water from the gypsum rock below (figure 13). But considering the entire project, major difficulties can be envisaged. Fresh water will flow in canals over large stretches of area directly underlain by gypsum

TABLE 1 COMPARISON OF DISSOLUTION RATES FOR DIFFERENT SOLUBLE ROCKS, USING THE MODEL OF FIGURE 14: RETREAT OF A SOLUBLE SURFACE BENEATH FLOWING WATER. SOLUBILITY AND DISSOLUTION RATE CONSTANTS FROM JAMES & LUPTON (1978). Type of rock

Temperature [ºC]

Cs Solubility [kg/m3]

Kd Dissolution [m/s]

Rock Salt (NaCl)

10

0.05

360

0.3 x 10

Limestone (CaCO3 )

10

0.05

16.2

0.015

0.4 x 10-5

7 x 10-4

Gypsum (CaSO4 .2H2O)

10

0.05

2.5

0.2 x 10-5

0.068

Same

23

0.5

2.5

4

Gypsum with NaCl dissolved in water

10

0.05

Same

23

0.5

rock. This requires an analysis of the impact of this problem on the project.

8 . T H E E N G I N E E R I N G O F HYD R AU L I C S T R U C T U R E S O N GYP S I F E R O U S R O C K : D I S S O LU T I O N P R O B L E M S The Ogaden near Gode is underlain by a sub-horizontal sequence of gypsiferous rock, which at Gode has a thickness of at least 250 m. In the irrigation area on

Flow rate [m/s]

-5

Solution rate of surface [m/year]

x 10-5

1.36

10

0.2 x 10-5

0.27

10

4

x 10-5

5.44


47


the dissolving water and with decreasing grain size of

water samples taken of the fresh water of the Wabi

the soluble grains (i.e. increasing contact area). James & Lupton (1978) have determined the dependence of dissolution rate on these parameters, which allows us to make estimates of dissolution rates. With respect to problems of dissolution in the foundation rock or soil of hydraulic structures, it is important to realise that the exact location where dissolution may take place is depending highly on the subsurface geology and especially on the specific flow paths the groundwater follows in the subsurface. Prediction of dissolution rates and quantities therefore depends on the (hydro)-geological model used and thus on the quality of the basic data gathered from the subsurface (boreholes, samples, in-situ test results).

(2) where: T = the characteristic time for complete dissolution (s) u = migration rate of the dissolution zone (m/s)

ρ

= density of gypsum = 2 320 kg/m3

l0 = dimension of a gypsum particle (m)

β = volume coefficient of a particle (volume = βl03) α = area coefficient of a particle (area =αl02) n = number of particles per unit volume (1/m3) Kd = dissolution rate (m/s) Cs = solubility (saturated concentration) (kg/m3) Q

= volumetric flow rate (m3/s)

A

2

= flow area (m )

In our case the gypsum is present as grains of sand to gravel size (mostly sand size) and the volume of gypsum in the stiff clay is visually estimated from the

8 . 1 A N A LYS I S O F F O U N DAT I O N D I V E R S I O N DA M Three possibilities were presented for the dam foundation during the site investigation of diversion dam site II: 1. Foundation on gypsiferous rock with a grouting curtain; 2. Foundation on gypsiferous rock with a blanket; and

boring samples. If we consider the gypsum grains as spheres, the volume and area coefficients become:

α = π and β=1/6π (area=4 π r 2 = π l 02; volume = 4/3 π r 3 = 1/6π l 03). We have now an estimate of gypsum volume. The velocity of groundwater flow under the dam can be approximated from Q/A, the flow velocity, which is the hydraulic conductivity K (m/s) times the hydraulic gradient i:

lined that a foundation on stiff clay would give the least problems with respect to gypsum dissolution. Fortunately, a site has been found where this situation appears to exist. Figure 13 shows a simplified cross-section, and some of the parameters used in

at dam site II. The solubility in fresh water was 0.13 g/l of dissolved gypsum (CaSO4.2H2O) and of water from the boreholes 11.5 g/l water. That much more gypsum can dissolve in the groundwater is explained by the presence of sodium chloride in the groundwater. In the river water the sodium chloride (NaCl) content was 0.06 g/l; in the groundwater it was 10.4 g/l. This data can be compared to the literature values given in table 1. Electrical conductivity measurements, which can be done in the field using simple hand held devices, give a good indication of the salt content in water: The Wabi Shebelle water has a conductivity of 0.4 mmohs/cm; the groundwater in the alluvial clay has a value of 10.8 mmohs/cm. Using these values and figure 10 from James & Lupton (1978) estimates of Kd applicable to the situation at dam site II have been made. At borehole 5 a permeability of 5.4x10-7 m/s was obtained at the boundary of stiff clay and gypsiferous marl (at a depth of 8.00 m). The hydraulic gradient of a design with a blanket of 75 m length (figure 13) leads to a hydraulic gradient of 0.05. It follows that v=2.7x10-8 m/s. Say the stiff clay has

(3)

3. Foundation on stiff clay with a blanket. It was out-

Shebelle and of the groundwater in the boreholes

This allows us to calculate the migration rate of the dissolution zone towards the dam (figure 13). Using the volume estimate of gypsum in the clay,

40% gypsum grains of 5 mm diameter size, of spherical shape. Then (Kd from James & Lupton (1978): 5x10-5 m/s; Cs = 10 kg/m3;

ρgypsum =

2 320

kg/m3):

equation (2) becomes:

the analysis below are given in this figure. In the

(4)

design the dam is thought to have a blanket upstream, made of an impermeable synthetic foil. This foil is also present under the structure itself, to protect the structure against chemical attack on the cement and concrete by the sulphate-rich groundwater. Following James & Lupton (1978), the stiff clay with gypsum grains which forms the foundation soil mass of the dam may be treated as a ‘particulate’ deposit. Two factors with respect to dissolution are important to assess: 1. The width of the dissolution zone (the distance over which the ground water is capable of dissolving gypsum); 2. The migration rate of this dissolution zone towards the structure. James & Lupton (1978) give two formulae to solve this problem: (1) And:

48


With the help of the characteristic time T (equation 1) we can calculate the width of the dissolution zone (which is the distance fresh water coming in contact

(using equations 1, 5 and 4).

with gypsum can travel until it is saturated and can-

The width of the dissolution zone is 1 cm and this

not dissolve gypsum anymore):

will migrate with a rate of 1 cm/year towards the

W = T.v

structure. These values are very low, but they are

(5)

The parameters needed to estimate u and W for the

depending highly on the flow rate, and thus on the

stiff clay are volume, size, dissolution rate Kd and

reliability of the values found for the hydraulic

solubility Cs of the gypsum particles in the groundwa-

conductivity. To show the influence of some parame-

ter, flow velocity v (i.e. the hydraulic conductivity K

ters the same calculation has been made varying the

of the clay), and the hydraulic gradient i (which

parameters. If we use for example groundwater with

depends on the design of the dam structure).

no NaCl, the width of the dissolution zone can

The parameters Kd and Cs are not exactly known at

become of the order of 1 m. The migration velocity of

the diversion dam site. Kd depends on temperature

the dissolution zone remains of the order of cm per year.

and flow velocity, but also on the sodium chloride content of the groundwater. This dependence has

Apparently with the prevailing parameters the width

been studied by James & Lupton (1978), and

of the dissolution zone is acceptably low, and its

estimates of Kd can be obtained from their study. The

migration rate towards the dam too. The largest

solubility C of gypsum of the site is determined on

influence on the result has the flow velocity, which


is determined by the hydraulic gradient and the

where M is the amount of gypsum dissolved at time

permeability (hydraulic conductivity). In the pre-

t, A is the surface area of gypsum in contact with

liminary design used for site investigation purposes

fresh water and C is the concentration of dissolved

at dam site II, a 75 m blanket is provided for. This

gypsum in the water (since this is constantly refreshed

would correspond to a hydraulic gradient of 0.05.

this may be taken as zero).

The example calculation shows that the width of the

The linear retreat of the gypsum surface below a

dissolution zone is then 0.01 m, which is migrating

canal may also be written as -dZ/dt (see figure 14)

with a velocity of 0.01 m/year towards the dam

and the amount of gypsum dissolved per unit of time:

structure. This would mean that after 100 years only

(7)

a 1 m wide zone would have been affected by dissolution. If we decrease the blanket length,

Combining (6) and (7), taking C=0:

however, also the hydraulic gradient increases.

(8)

A reduction of the blanket length to 30 m will increase the migration rate (i=0.2, K=10-6 m/s;

Again Kd and Cs have to be estimated and depend on

v=2x10-7 m/s, 10% gypsum, 5 mm size, spherical;

flow rate, temperature and concentration of sodium

w=0.04 m, u=0.3 m/year). The dam would then be

chloride in the groundwater.

reached after 100 years. To fully rely on calculations such as above is un-

Example 1. In the case of a silt layer between massive

FIGURE 14

warranted. Much more should be known about the

gypsum and the canal (figure 14):

CONCEPT OF DISSOLUTION OF UNLINED

distribution of hydraulic conductivity in the stiff clay

-4

Take Kd=10 m/s and a low hydraulic gradient, then

IRRIGATION CANAL ABOVE GYPSUM ROCK.

and on the actual dissolution process. A continuous

v~10 m/s. If the silt contains salts, then the ground-

sample of the foundation clay has been obtained

water may have dissolved sodium chloride (NaCl) in it

from borehole H (figure 8) and no high permeability

and estimates of Kd=5x10-5 m/s and Cs=10 kg/m3 may

These calculations can be considered as examples.

layers have been observed.

apply. This gives (Equation 8):

Comparable calculations for different rock types are

-5

Another important aspect to consider is how the soil

shown in table 1. The calculated solution rates are

behaves after the gypsum nodules and veins in it have

regularly confirmed by observations and reported

been dissolved. What will be the change in geotech-

in literature (James et.al., 1981). Using actual site

nical properties? Probably the permeability and deformability of the leached zone increases and its shear strength will decrease. Excessive differential

Example 2. If no sodium chloride is present, then Kd=10-5 m/s and Cs=2.5 kg/m3 and

measurements of flow velocities and electrical conductivity measurements of the water and groundwater, these could be tailored to the real situation.

settlement may occur, the amount of which is likely to be determined by the (irregular) distribution of

8 . 3 D E S I G N O F M O N I TO R I N G PROGRAM

gypsum in the clay. Given these uncertainties a conservative design has

Example 3. If free flowing canal water is flowing

Before the actual construction starts, many data can

been adopted for the dam, with appreciable blanket

directly over a gypsum rock surface, with a velocity of

be gathered and monitored that would aid in the

length, to keep the dissolution zone far away from

0.5 m/s, then at 23 °C: Kd=4x10-5 m/s (James &

refining of the prediction of dissolution behaviour

the dam structure.

Lupton, 1978). Since hardly any sodium chloride is

of gypsiferous rocks and soils under hydraulic

present in Wabi Shebelle water, Cs=2.5 kg/m3.

structures in the irrigation area. Monitoring of piezo-

8 . 2 E F F E C T S O F D I S S O LU T I O N B E LOW T H E C A N A LS A N D T H E I R R I GAT I O N A R E A

These values are high and show that protection

conductivity measurements will give information on

During the helicopter survey made in June 1986 it

against contact with fresh water is necessary. They

hydraulic conductivity and also whether there is any

was observed that at many places where gypsum is

also explain why sinkholes may develop rapidly in the

fluctuation of the salinity of the groundwater. Also

present near the earth surface (for example near

wadis of the irrigation area during the rainy season,

the variation in C (solubility) over the site and in the

the camp site), sinkholes of varying size (0.1-3 m

the only time when water is flowing over these areas.

irrigation area can be obtained this way (by similarly

diameter) are present (photos 5 and 6).

Consider a locality where silt containing some sodium

measuring the electrical conductivity of the ground-

It may be expected that dissolution along the main

chloride salts is present above gypsiferous rock (the

water in other boreholes).

canal and primary and secondary canals also could

conditions of Example 1. Say a localised flow of water

take place giving rise to leakage and surface

during the rainy period occurred for a period of two

During and after construction it is highly advisable to

subsidence.

weeks, then a retreat of the underlying gypsum

monitor the groundwater, to be aware of any changes

The situation below a canal can be analysed following

surface of 6.8 m/year x (2/52) = 0.26 m could occur.

in conditions. After construction, the groundwater

James and Lupton (1978):

This is sufficient for a small sinkhole to develop

should be controlled regularly. Any groundwater

(photo 6).

coming from the drains of the diversion dam should

(6)

metric levels in the piezometric stations at the dam site, together with temperature and electrical

be saturated with gypsum. A sudden decrease (or


49


FIGURE 15 GOOGLE EARTH IMAGE OF THE WEST GODE IRRIGATION

concrete weir instead of a masonry one. To the southwest of the dam I see something like a sand and gravel pit from which the aggregate could have been derived. But all this is speculation.

AREA NEAR GODE

Apparently only the West Gode area is irrigated,

(BALE). YELLOW

which is some 7 050 hectares of land. In 2003, 350

SCALE BAR IS 5 KM.

hectares of this land were distributed to peasants. Each peasant owns about 1 hectare of land. Then disaster struck on October 17, 2006. A torrential rain caused massive overflowing of the river. I have seen a map that showed that the complete 12 km width of the alluvial valley was flooded, including the irrigated agricultural area of West Gode. It is reported that high-water indicators that are used to record river levels, have been submerged by the water bursting over muddy banks and flooding more than 17 000 hectares of land. The Wabi Shebelle river doubled in volume within two days. This disaster took the life of more than 20 people and numerous cattle in the Gode area. The irrigation canal and the dam are reported to have

change) in salinity (as measured by electrical conduc-

E P I LO G U E

tivity) may indicate that somewhere a dissolution

After Nedeco finished the design of the irrigation

zone has reached the dam and a leakage zone

works at Gode, I was of course interested to know

(possibly in the blanket) should be found to prevent

when the construction work would start. But I did not

further damage. Any increase in the salinity of the

hear much from Ethiopia. Over the years I used this

water flowing in the canals in the irrigation area

interesting site investigation case in my lectures and

REFERENCES

indicates that somewhere the canal water is in contact

halfway through the nineties I heard from Ethiopian

– Flores Calcano, C.E. & P. Rodrigues Alzura (1967).

with gypsum. The location may be found by tracing

students that this project was still considered to be

Problems of dissolution of gypsum in some dam sites.

increasing conductivity values and repair measures

executed, also by the new government that had

Bulletin of Venezuelan Society of Soil Mechanics

can be taken.

taken over from the 'Military Government of Socialist

and Foundation Engineering, July-September,

Ethiopia'. But finally I thought that the project had

pp. 75-80.

9 . CO N C LU S I O N

never come off.

– James, A.N. & A.R.R. Lupton (1978). Gypsum and

The presence of gypsum in the subsurface has serious

When Michiel Maurenbrecher asked me to write a

anhydrite in foundations of hydraulic structures.

implications for the engineering of this irrigation

paper on this case for the Newsletter, I started to

Geotechnique, 28, No. 3, pp. 249-272.

project. It should at all times be ensured that no

have a look at our new aid of the past two years:

– James, A.N. & I.M. Kirkpatrick (1980). Design of

undesired dissolution can take place during the

Google Earth. And then I could not believe my eyes! I

foundations of dams containing soluble rocks and soils.

engineering life of the constructions. The enginee-

definitely saw the contours of the canal starting at

Quart. J. Eng. Geol., 13, No. 3, pp. 189-198.

ring solution envisaged at the time of design of this

the location of dam site II and a pattern of irrigation

– James, A.N., A.H. Cooper & D.W. Holliday (1981).

project in 1986 was to place synthetic impermeable

canals in the West Gode region (figure 15). I was

Solution of the gypsum cliff (Permian, Middle Marl)

foil as a blanket in front of the dam and the protective

surprised and also a bit puzzled, because things do

by the River Ure at Ripon Parks, North Yorkshire.

dykes. Also below the dam foil had to be placed, to

not look right on this Google image. I do not see

Proceedings of the Yorkshire Geological Society,

protect the concrete from aggressive sulphate

any green fields and also the canals do not seem to

Part 4, 24, pp. 433-450.

groundwater. And last but not least: impermeable

contain water…

– NWRC (National Water Resources Commission)

foil should be placed at the bottom of the main canal

Then I started searching the internet and found bits

(1972). Ethiopia-France Cooperative Program,

and irrigation canals, everywhere gypsum rock is near

and pieces of news. The completion of the construc-

Wabi Shebelle Survey. Part IV : Geological Survey

the surface. It might also be considered to line the

tion of the dam in December 2001 had taken over

of the Wabi Shebelle Basin, A : Maps at 1:1.000.000

irrigation canals with alluvial clay to prevent contact

13 years. It appears that digging of the main canal

and 1:250.000 with explicative notes. B : Hydrological

of gypsum rock with the irrigation water.

started in 1999 and that IACO (Canada) was called in

Survey of Ogaden.

Furthermore the recommendation was made to

to assist with re-designing the project. Apparently

– Ruiter, J.P. (1986). Seismic refraction survey

develop a monitoring system, based on the measure-

one of the delaying factors during dam construction

and resistivity soundings at the original dam site.

ment of electrical conductivity of the water in the

was the import of sulphate resistant cement.

Gode Irrigation Scheme. Nedeco.

irrigation system. Any increase in conductivity would

I have not found more details on the construction. On

1

signal the dissolution of gypsum.

the Google image I see no quarry development in the

Boskalis Westminster nv (formerly Delft University

basalt rock, so I assume that it was chosen to build a

of Technology, Section Engineering Geology).

50


been damaged. Today efforts are underway to repair the damage and reinstall the irrigation works. I will check Google Earth regularly to see evidence of a change...

Dr. Peter N.W. Verhoef is employed at Royal

In 1960, Kalman published a paper in which he describes a filter to estimate the state of a linear system each time data becomes available. Later on, approximate filters for non-linear systems have been developed and used in the field of geomechanics for non-linear state space estimation. In a conceptual case study, based on the construction of a road embankment, the performances of two filters, the Ensemble Kalman filter and the Unscented Kalman filter are described. The measurements of the vertical displacement at several observation points were used to improve the uncertainty in the model state and the Young’s modulus E.

A COMPARISON OF THE ENSEMBLE KALMAN FILTER WITH THE UNSCENTED KALMAN FILTER: APPLICATION TO THE CONSTRUCTION OF A ROAD EMBANKMENT A N N E K E H O M M E LS 1 – A K I R A M U R A K A M I 2 – S H I N - I C H I N I S H I M U R A 2

INTRODUCTION

EnKF was designed to resolve two major problems

through the actual nonlinear function. The points are

In 1960, Kalman published a paper in which he

related to the use of EKF. The first problem relates to

chosen such that their mean, covariance and possibly

describes a recursive solution to the discrete data

the use of an approximate closure scheme in the EKF

also higher order moments match the Gaussian ran-

linear filtering problem (Kalman, 1960). In a filter, the

(first order Taylor expansion). The second problem

dom variable. The mean and the covariance can be

state of the system is analyzed each time data becomes

relates to the huge computational requirements

recalculated from the propagated points, yielding

available.

associated with the storage and forward integration

more accurate results compared to the ordinary

Although the linear Kalman filter was designed for

of the error covariance matrix P. For further details

function linearization.

linear systems, it is possible to derive approximate

the reader is referred to the references. In the

filters using a linearization techniques for non-linear

Ensemble Kalman filter, an ensemble of possible

Both the EnKF and the UKF have their advantages

systems. The Extended Kalman Filter is such a filter

state vectors, which are randomly generated using

and disadvantages. The good performance of the

and has been used in the field of geomechanics for

a Monte Carlo approach, represents the statistical

EnKF has been shown in Hommels et al. (2005). The

nonlinear state space estimation (Murakami, 1991).

properties of the state vector. The algorithm does

UKF has not been introduced in the field of geo-

Over the last few years, a couple of alternative

not require a tangent linear model, which is required

mechanics.

approaches have emerged, namely the Ensemble

for the EKF, and is very easy to implement.

In the following sections, the EKF, EnKF and the UKF are shortly introduced, a more extensive introduction

Kalman filter (EnKF) and the Unscented Kalman filter The UKF was first proposed by Julier and Uhlman

is found in the original article. In a conceptual non-

(1997) and further developed by Wan and Van der

linear casestudy, based on the construction of a road

Evensen introduced the EnKF in 1994 and the theo-

Merwe (2001). Instead of linearizing the functions as

embankment, the performances of the EnKF and the

retical formulations as well as an overview of several

is done in the EKF, the unscented transformation

UKF are compared to each other. The measurements

applications are described in Evensen (2003). The

uses a set of points, and propagates these points

of the vertical displacement at several observation

(UKF).

points were used to improve the uncertainty in the model state and theYoung’s modulus E. FIGURE 1 COMPARISON OF THE ENKF (MONTE CARLO), THE EKF AND THE UNSCENTED TRANSFORMATION, WHICH SERVES AS A BASIS FOR THE UKF (VAN DER MERWE ET AL., 2000)

K A L M A N F I LT E R I N G E X T E N D E D K A L M A N F I LT E R The linear Kalman filter is designed for linear systems. It is, however, possible to derive approximate filters using linearization techniques for non-linear systems. Unscented Kalman filter In 1997, Julier and Uhlmann introduced the Unscented Kalman filter (UKF) using the unscented transformation. Later, it was analyzed more in depth by Wan and Van der Merwe (2001). The UKF is based on the principle that is easier to approximate a Gaussian distribution than it is to approximate arbitrary nonlinear functions. They have shown that the UKF leads to more accurate results than the EKF and that the UKF generates much better estimates of the covariance of the states (the EKF seems to underestimate this quantity).

52


A COMPARISON OF THE ENSEMBLE KALMAN FILTER WITH THE UNSCENTED KALMAN FILTER

E N S E M B L E K A L M A N F I LT E R

OV E R V I E W

cated model for the determination of the settlement

Evensen introduced the Ensemble Kalman filter in

In figure 1 a schematic diagram of the three different

has been written using Smith and Griffiths (2004). In

1994 and the theoretical formulations as well as an

methods is shown. On the left, the EnKF has an

the left of figure 2 the three-layered foundation

overview of several applications are described in

ensemble of state vectors propagated through the

below the embankment is shown. The nodes at which

Evensen (1994 and 2003). The EnKF was designed to

non linear function f(x), and the true posterior mean

the observations of the vertical displacement were

resolve two major problems related to the use of

and variance are calculated. In the middle, the EKF,

performed, are indicated with a triangle. The proper-

the extended Kalman filter, which are mentioned

the random variables are calculated by a linearization

ties of the foundation, including the uncertain

earlier.

approach. On the right, the UKF is shown, where 5

Young's modulii E are given in table 1. For the materi-

sigma points are propagated through the non linear

al model the purely elasto-plastic Mohr-Coulomb

function f(x).

model is used. The groundwater table coincides with

In the Ensemble Kalman filter, an ensemble of possible state vectors, which are randomly generated using a Monte Carlo approach, represents the statistical

the original ground surface. The embankment is built in four lifts and at the end of

properties of the state vector. The algorithm does

CO N S T R U C T I O N O F A R OA D E M B A N K M E N T

not require a tangent linear model, which is required

Consider the construction of a four meter high

graph in the right of figure 2 shows at the left axis the

for the EKF, and is very easy to implement.

embankment on soft clay (left of figure 2). A dedi-

different stages during the construction versus the

each lift a consolidation period is considered. The

total time, while at the right axis the measured displacement versus the total time at the end of each lift at a certain observation point, is shown. The measuTA B L E 1

P R O P E R T I E S O F T H E F O U N DAT I O N B E LO W T H E E M B A N K M E N T

rements were generated based on an assumed true

Soil layer

µE (kPa) σE

υ

c

ϕ

ψ

γ(kN/m3)

kh(m/day)

kv(m/day)

1

3400

340

0.33

16

12.5

0

16.5

2.41E-05

2.94E-05

2

1400

140

0.33

22

13.5

0

15.6

8.34E-05

8.99E-05

R E S U LT S A N D CO N C LU S I O N S

3

4600

460

0.30

8

6.5

0

17.3

3.56E-04

1.03E-04

Figures 3, 4 and 5 show the results of the update

state.

FIGURE 2 (LEFT) THREE-LAYERED FOUNDATION; THE OBSERVATION POINTS ARE INDICATED WITH A RED TRIANGLE; (RIGHT) EMBANKMENT HEIGHT (LEFT AXIS) AND VERTICAL DISPLACEMENT (RIGHT) DURING THE CONSTRUCTION PHASES

FIGURE 3

FIGURE 4

UPDATE OF YOUNG'S MODULUS E OF LAYER 1

UPDATE OF YOUNG'S MODULUS E OF LAYER 2


53

A COMPARISON OF THE ENSEMBLE KALMAN FILTER WITH THE UNSCENTED KALMAN FILTER

process of the Young's modulii for soil layers 1,2 and

again is sure about his estimation (figure 6). This

and Eric Wan, The Unscented Particle Filter,

3 respectively using the EnKF and the UKF. The dot-

behaviour can be explained by the presence of only

Technical Report, TR380, Cambridge University,

ted horizontal line is the true value of the Young's

one observation point in layer 2, as can be seen in the

Engineering department (2000).

modulus E in each layer. The results of the updated

left of figure 2.

– Murakami, A., Studies on the application of

process using the EnKF are indicated with a '+'; the

From the above results it can be concluded that the

Kalman filtering to some geotechnical problems

results of the updated process using the UKF are indi-

EnKF performs much better than the UKF. For soil

related to safety assessment, dissertation,

cated with a 'x'.

layers 1 and 3 this is more evident than for soil layer 2.

Kyoto University (1991). – Smith, I.M. and Griffiths, D.V., Programming

From figures 3 and 5 it is clear that the Ensemble

AC K N OW L E D G E M E N T S

the finite element method, 4th Edition Chichester,

Kalman filter performs much better than the

This research has been performed on the basis of the

Wiley and Sons, (2004).

Unscented Kalman filter. The UKF overestimates the

invitatio program for short period, provided by the

– E.A. Wan and R. Van der Merwe,

Young's modulus in layers 1 and 3 and doesn't change

Japanese Society for Promotion of Science (JSPS).

The Unscented Kalman filter, chapter 7 in Kalman

much after one update, which probably implies that

The authors are very grateful to the efforts of Satoshi

Filtering and Neural Networks, Wiley, (2001).

the filter is quite sure about its estimation. This can

Kasamutsu, who performed his MSc-thesis on this

be seen in figure 6, which shows the standard deviati-

subject.

1

Anneke Hommels works at the Faculty of Civil

Engineering and Geosciences, Delft University of

on for each soil layer for the UKF. In figure 7, the stan-

Technology, The Netherlands.

dard deviation of the update process of the Young's

REFERENCES

moduli E of the three soil layers using the EnKF are

– Evensen, G., Sequential data assimilation with

shown. From figure 7 it is clear that at the start of the

non-linear quasi-geostrophic model using Monte

update process the filter is not quite sure about his

Carlo methods to forecast error statistics, Journal

estimation, but at the end of the consolidation peri-

of Geophysical Research, 99,143-162, (1994).

od, when the true state is reached, as can be seen in

– Evensen, G., The Ensemble Kalman filter:

figures 3 and 5, the standard deviation reaches zero.

theoretical formulation and practical implementation.

Figure 4 shows more or less the same performance

Ocean dynamics, vol. 53, 4, p. 343-367 (2003).

using the EnKF and the UKF; at the final update step

– Julier, S.J. and J.K. Uhlman, A new extension

the EnKF has a better value than the UKF, which

of the Kalman filter to nonlinear systems. Proc. Of Aerosense, 11th Symp. On Aerospace/ Defense Sensing, Simulation and Control, (1997).

FIGURE 5

– Hommels, A., F. Molenkamp, A.W. Heemink and B.

UPDATE OF YOUNG'S MODULUS E OF LAYER 3.

Nguyen, Inverse analysis of an embankment on soft clay using the Ensemble Kalman Filter. Proceedings of the Tenth Int. Conf. on Civil, Structural and Env. Eng. Computing, B.H.V. Topping (Editor), Civil-Comp Press, Stirling, United Kingdom, paper 252 (2005). – Kalman, R.E., A new approach to linear filter and prediction theory. Journal of BasicEngineering, 82D, 35-45 (1960). – Merwe, R. van der, A. Doucet, N. de Freitas

2

Akira Murakami and Shin-Ichi Nishimura are students

at the Graduate School of Environmental Science, Okayama University, Japan.

Dit artikel is een verkorte versie van de inbreng van Anneke Hommels op de Europese conferentie voor Young Geotechnical Engineers (YGEC) in Gyor Hongarije. Zij is geselecteerd door en financieel ondersteund vanuit Kivi-Niria Geotechniek. Meer informatie over deze conferentie en het volledige artikel is te vinden op www.ygec2008.sze.hu. De YGEC-Conferenties zijn bedoeld om beginnend geotechnici (onder 35 jaar) kennis te laten maken met internationale congressen, het vakgebied en netwerk. De volgende YGEC wordt van 2-4 oktober gehouden direct voorafgaand aan het internationale congres van de ISSMGE in Alexandrie, Egypte. Kandidaten voor deelname kunnen worden aangemeld bij het bestuur van Kivi-niria Geotechniek.

FIGURE 6

FIGURE 7

STANDARD DEVIATION OF THE YOUNG’S MODULI DURING

STANDARD DEVIATION OF THE YOUNG’S MODULI DURING

TIME OF THE THREE SOIL LAYERS USING THE UKF.

TIME OF THE THREE SOIL LAYERS USING THE ENKF.

54


11 E J A A R G A N G NUMMER 1 JANUARI 2009

‘Asfalt op de rol’

Weekendje weg met de NGO

De collectieve leden van de NGO zijn:

Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door: Subsponsors Colbond BV Postbus 9600 6800 TC Arnhem Tel. 026 - 366 4600 Fax 026 - 366 5812 E-mail [email protected] www.colbond-geosynthetics.com Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV Postbus 236 7600 AE Almelo Tel. 0546 - 54 48 11 Fax 0546 - 54 44 90 www.tencate.com NAUE Benelux Gewerbestrasse 2 32339 Espelkamp-Fiestel Duitsland Tel. +49 5743 41-0 Fax +49 5743 41-240 E-mail [email protected] www.naue.com

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Bonar Technical Fabrics NV, Zele Bouwdienst Rijkswaterstaat, Utrecht Cofra B.V. Amsterdam Colbond BV, Arnhem CUR, Stichting, Gouda Enviro Advice BV, Nieuwegein Fugro Ingenieursbureau BV, Leidschendam 8. Genap BV, ’s-Heerenberg 9. Deltares, Delft 10. GeoTipptex Kft, Koudekerk a/d Rijn 11. Geopex Product (Europe) BV, Gouderak 12. Holcim Grondstoffen BV, Krimpen a/d IJssel 13. Movares Nederland BV, Utrecht 14. Intercodam Infra BV, Amsterdam 15. InfraDelft BV, Delft 16. Joosten Kunststoffen, Gendt 17. Kem Products NV, Heist op den Berg (B) 18. Kiwa NV, Rijswijk 19. NAUE Benelux, Espelkamp-Fiestel 20. Ooms Nederland Holding, Scharwoude 21. Pelt & Hooykaas BV, Rotterdam 22. Prosé Kunststoffen BV, Britsum

23. Quality Services BV, Bennekom 24. Robusta BV, Genemuiden 25. Rijkswaterstaat DWW, Delft 26. Schmitz Foam Products BV, Roermond 27. Stybenex, Zaltbommel 28. Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV, Almelo 29. Tensar International BV, Oostvoorne 30. Terre Armee BV, Waddinxveen 31. TNO Ind. Div. Prod Onderzoek, Eindhoven 32. T&F Handelsonderneming BV, Oosteinde 33. Trisoplast® Mineral Liners, Kerkdriel 34. Unidek BV, Gemert 35. Van Oord Dredging and Marine Contractors, Rotterdam 36. Van Oord Nederland BV, Gorinchem 37. Voorbij Groep BV, Amsterdam 38. Zinkcon Boskalis Baggermij., Papendrecht 39. Ceco BV, Maastricht

Enkagrid ®

Steil talud, Noorder Dierenpark Emmen,

Enkagrid PRO, Enkagrid MAX en Enkagrid TRC

gewapend met Enkagrid PRO

Colbond biedt met de geogrids Enkagrid PRO, MAX en TRC een compleet pakket aan effectieve oplossingen voor grondwapening en stabilisatie voor o.a. steile taluds, (on-)verharde wegen, blokkenwanden, parkeerhavens, platforms, dijklichamen en funderingen.

56

GEOkunst – januari 2009

Big Spotters’ Hill op de Floriade, gewapend met Enkagrid PRO

Enkagrid PRO is als gecertificeerd polyester geogrid gebruikt in vele gewapende hellingen. Enkagrid TRC heeft zich bewezen als grondstabilisatie op zeer slappe ondergrond. Hierin hebben het aramide geogrid en het vlies zowel een wapenings- als een scheidingsfunctie. Enkagrid MAX biedt door de stijve knooppunten een goede haakweerstand en een hogere verdichtingsgraad voor het granulaat in een wegfundering.

Ruim 30 jaar ervaring in onderzoek, ontwikkeling, productie en levering van producten voor grondwapening en stabilisatie maakt Colbond uw juiste partner voor ontwerp, levering en begeleiding. Colbond bv Postbus 9600 6800 TC Arnhem Tel.: 026 366 4600 Fax: 026 366 5812 [email protected] www.colbond.com

Van de redactie Beste Geokunst lezers, Wij zijn aan het einde gekomen van het 25 jarige jubileum jaar van

was het diner op de zondagavond, compleet met een Schotse bag-

de NGO. In de afgelopen 4 nummers is uitgebreid aandacht besteed

piper en een volksdanseres, een ‘trip down memory lane’ met

aan de geschiedenis van de NGO en een aantal markante figuren,

Hans Dorr, de Nederlands - Belgische betrekkingen (op geokunst-

die daarin een rol hebben gespeeld. Er is veel bereikt in die periode.

stoffen gebied) van Frans de Meerleer, de visie van de TU Delft op

De NGO is uitgegroeid tot een waardig Chapter van de IGS en het

de Geokunststoffen Masterclass van Jack Oostveen en een terug en

doel: ‘het bevorderen van de kennis en de verantwoorde toepassing

vooruitblik van de voorzitter van de NGO Arian de Bondt. De presen-

van geokunststoffen in Nederland’ vormt nog steeds de basis van

taties staan op onze website www.ngo.nl. Colette Sloots doet verslag

de NGO. In de komende jaren zal hierop verder worden gebouwd,

van deze happening in het artikel ‘Weekendje Weg met de NGO’.

waarbij de belangen van onze leden: producenten en leveranciers van geokunststoffen, maar ook overheden, onderzoeksinstituten

Jo van Montfort en Maarten Broens presenteren in het artikel ‘Asfalt op de rol’ de innovatieve prefab asfaltdeklaag, bestaande uit een

en adviesbureaus voorop zullen staan. De belangrijkste

asfaltmengsel op een geokunststoffen drager, dat letterlijk

thema’s voor de komende jaren zijn innovatie en

uitgerold wordt op een asfaltfundering. Deze innovatie is

onderwijs. Een initiatief binnen de Commissie Innovatie en Onderwijs is, dat er een aantal

in de markt gezet door Intron en Dura Vermeer onder de

afstudeeronderwerpen op zowel HBO als TU

merknaam ‘Rollpave’.

niveau worden opgezet, waarbij meerdere

Het product is één van de winnaars van een door Rijkswaterstaat uitgeschreven prijsvraag in het kader van het

afstudeerders aan hetzelfde project werken.

Innovatieprogramma Wegen naar de Toekomst.

Het idee is dat dan een groter onderwerp kan worden opgepakt, waaraan verschillende

Op dit moment werken Intron en Dura

studenten, onder begeleiding van de

Vermeer aan een rubberen variant

commissie, opvolgend, na elkaar kunnen

van Rollpave met een hogere geluids-

werken.

reductie. Ik ben benieuwd hoe het met

De commissie heeft al een aantal onder-

zo'n rol gaat als je een rotonde tegen-

werpen in gedachten, maar wil ook graag

komt. We houden de ontwikkelingen

onderwerpen uit de markt opnemen. Wij

in de gaten. Mede namens de redactieraad wens ik

nodigen u van harte uit om uw ideeën of concrete

u een gelukkig en gezond 2009 toe.

onderwerpen aan te dragen. Stuur voorstellen naar [email protected] onder vermelding van

Veel leesplezier met deze Geokunst.

‘Studieopdrachten Commissie I en O’. De NGO heeft op 7 en 8 september in

Shaun O’Hagan

Edinburgh, tijdens EuroGeo 4 haar 25 jarig

Eindredacteur Geokunst

jubileum gevierd. Hoogtepunt van deze viering

Colofon

Geokunst wordt uitgegeven door de Nederlandse Geotextiel-

Tekstredactie

C. Sloots

Eindredactie

S. O’Hagan

Redactieraad

C. Brok, A. Bezuijen, M. Dus ˘kov,

organisatie. Het is bedoeld voor beleidsmakers, opdrachtgevers, ontwerpers, aannemers en uitvoerders van werken in de grond-, wegen waterbouw en de milieutechniek. Geokunst verschijnt vier maal per jaar en wordt op aanvraag toegezonden.

J. van Dijk, W. Kragten, R. de Niet Een abonnement kan worden aangevraagd bij: Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO)

Productie

Uitgeverij Educom BV, Rotterdam

Postbus 7053, 3430 JB Nieuwegein Tel. 030 - 605 6399

Fax 030 - 605 5249

www.ngo.nl


57

Ing. Jo van Montfort Ing. Maarten Broens

Intron bv Colbond bv

Inleiding Dura Vermeer en Intron hebben de krachten gebundeld om een innovatieve wegdek op de markt te brengen. Het product wordt onder de merknaam Rollpave geleverd. Dit wegdek wordt vanaf een grote rol uitgerold op de weg en smelt zichzelf vast aan de ondergrond door een slimme inductietechniek waarbij gebruik wordt gemaakt van een inductiewals en ingebouwd stalen gaas. Het gaas is aan de onderkant van de drager geplakt met gemodificeerd bitumen. De 3 cm dikke asfaltdeklaag wordt in de fabriek aangebracht op een glasgewapend dragervlies, dat wordt geleverd door Colbond. ‘Asfalt op de rol’

‘Asfalt op de rol’ Hechtweg Inleiding Enige tijd geleden, begin 2000, is bij Rijkswaterstaat de behoefte ontstaan om een wegdek te ontwikkelen dat aan de volgende eisen voldoet. Het wegdek moest een sterke geluidsreductie bewerkstelligen, snel aan te brengen en modulair zijn. Bedoeld werd dat in tegenstelling tot conventionele wegconstructies, ook specifiek de eis is gesteld dat het wegdek snel te verwijderen moest zijn, wanneer nodig. Dit was een belangrijk verschil met de conventionele manier van het aanbrengen van wegdekken.

dat kan worden vergeleken met een bitumen dakbaan. In de drager zijn voornamelijk de sterkteeigenschappen van de mat terug te vinden. De drager bestaat uit een aantal componenten die door verschillende fabrikanten worden geleverd, waaronder een glasgewapend dragervlies (Colbond), een stalen fijnmazig gaas (Metaalgaasweverij Dinxperlo Wire Weaving Co Ltd.), dat wordt ingebouwd om hierin met behulp van inductie warmte op te wekken en een gemodificeerde dakbaanachtige structuur (Siplast uit Frankrijk). Zie afbeelding 1. Rollpave vof brengt op deze drager de open asfalt deklaag aan.

Rijkswaterstaat heeft hiervoor een prijsvraag uitgeschreven waarop de bedrijven Intron BV en DuraVermeer Infrastructuur BV als joint venture Rollpave vof hun idee ‘Roll Pave’ of ‘Asfalt op de Rol’ hebben ingestuurd. Na enkele jaren van testen, proberen, proefvakken aanleggen, kan worden geconcludeerd dat dit product een belangrijke innovatie is voor wegenbouwend Nederland en ver daarbuiten.

Asfalt op de Rol is met een dikte van 3 cm redelijk dun te noemen ten opzichte van traditionele zeer open asfalt constructies. Het voldoet aan de eisen voor zwaar belaste verhardingen. Dit betekent dat de mat allerlei soorten spanningen moet kunnen opnemen. Voertuigen remmen, trekken op, cyclische belasting door gewicht en wiellasten et cetera.

Wat houdt Asfalt op de Rol in?

Waarom Asfalt op de Rol?

Letterlijk en figuurlijk, een flexibele laag asfalt die min of meer als een rol tapijt over de opgeruwde bestaande wegconstructie wordt aangebracht. De originele fundering blijft dus gehandhaafd: Asfalt op de Rol fungeert als nieuwe toplaag.

Het gebruik van Asfalt op de Rol, stelt Rijkswaterstaat in staat reparatie- vervangingswerkzaamheden uit te voeren in een zéér kort tijdsbestek, daarbij alle voordelen van geluidsreductie te bewerkstelligen en de zekerheid te hebben dat het materiaal na enig verloop van tijd, ook weer met dezelfde snelheid kan worden uitgebouwd/verwijderd.

Het product bestaat uit een dragermateriaal

58


is zeer geschikt voor o.a. reparaties, omdat het snel kan worden aangebracht en vrijwel meteen bereden kan worden. Het is ook snel te verwijderen door met inductie de hechtlaag weer contactloos te smelten, waardoor het wegdek weer kan worden opgerold. Een mooie combinatie van geokunststoffen en asfalt in de wegenbouw.

Dragermembraan 4mm

Figuur 1 Doorsnede Rollpave.

Figuur 2 Schematische weergave Rollpave.

Daarom is het belangrijk dat de interactie tussen bestaande wegconstructie en nieuwe deklaag optimaal functioneert. Dit houdt in dat er geen verschuivingen, krimpen zetscheuren of rafelen mag optreden. Om deze redenen heeft Intron in samenwerking met DuraVermeer, Siplast en Colbond een drager en een deklaag ontwikkeld die hierin kunnen voorzien.

Wat doet Asfalt op de Rol? Het product realiseert een geluidsreductie, direct na aanleggen, van maximaal 7dB(A) ten opzichte van een referentiedeklaag van dab 0/16. Omdat bandenruis door verschillende

Noise reduction relative to dense asphalt concrete 1–16

Noise reduction [dB(A)]

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 50

60

70

80

90

100

Traffic speed [km/h] – – sma 0/6

– – two-layer porous asphalt 4/8–11/16

– – porous asphalt 0/16

––

Rollpave

Figuur 3 Geluidsisolerende werking van Rollpave.

Figuur 5 Cantabro test.

Figuur 4a Installatie rollen.

Figuur 4b Installatie rollen.

oorzaken een versterkte geluidsproductie voortbrengt is een aantal aspecten in de ontwikkeling van het product opgenomen. Lage macrotextuur, die inhoudt dat de aanstoting van de banden zo laag mogelijk wordt gehouden; Open microstructuur, die voorkomt dat lucht die door de banden verplaatst wordt, ruis veroorzaakt (airpumping); Lage stromingsweerstand in het product, wat inhoudt dat de verplaatste lucht door banden, min of meer weerstandsloos (en dus geen of zo min mogelijk ruis veroorzaakt) door de holle ruimten van de deklaag kan stromen. Bindmiddel dat zodanig is gemodificeerd dat het product kan worden opgerold en bijdraagt aan de geluiddemping van verkeerslawaai. In figuur 3 is te zien dat Rollpave een prima geluidsreductie heeft. Het is ook belangrijk, dat het materiaal niet schuift, breekt of scheurt en niet of nauwelijks rafelt binnen een periode van 5 tot 8 jaar. In figuur 4 zijn de resultaten van een Cantabro test samengevat. Met de Cantabro

test wordt de gevoeligheid voor rafeling bestudeerd. Uit de test resultaten is geconcludeerd dat in relatie tot rafeling een levensduur van meer dan 10 jaar kan worden verwacht.

Verschuiving Om verschuiving tegen te gaan, moet in de hechtlaag tussen de oude en de nieuwe wegconstructie, een zeer grote weerstand worden ontwikkeld, die de mat onder elke omstandigheid op zijn plaats houdt. De hechtlaag aan het product bestaat uit de Colbond-drager, die aan weerzijden bekleed is met een laag gemodificeerd bitumen. Aan de onderzijde is in het bitumen een staalgaas ingebracht. Op het wegdek hoeft in principe géén kleeflaag te worden aangebracht. Zodra de asfaltrol contact maakt met de ondergrond, zorgt een later toe te brengen contactloze verwarming door inductie ervoor dat het staalgrid warm wordt. De bitumenlaag wordt daardoor zacht en kleverig, wat resulteert in hechting met de ondergrond. Na afkoeling zit de mat vast.

De dikte van het hechtmembraan is afhankelijk van de ruwheid van het gefreesde oppervlak van de oude deklaag. Op exact dezelfde wijze kan ook de mat weer worden verwijderd. De inductie verwarming zorgt voor het (contactloos) smelten van de hechtlaag, de mat kan worden losgemaakt en vervolgens opgerold. Met behulp van eindige elementen programma Femmasse is gesimuleerd welke spanningen er in de hechtlaag optreden onder verkeerbelasting. Uit deze simulaties is geconcludeerd dat de beste parameter om te beoordelen of de mat in voldoende mate vast zit aan de ondergrond de schuifsterkte is. Rollpave heeft hiervoor zelf een proef ontwikkeld: ‘torsie-proef’. Hiervoor wordt het Rollpave ingeboord met een kernboor tot in de ondergrond. Vervolgens wordt met een draaimechanisme en momentsleutel gemeten welke kracht nodig is om de kern lost te draaien. Voor het bepalen van de duurzaamheid van Rollpave als deklaag zijn bij de TU Delft diverse proeven gedaan (lintrack). Uit de resultaten van deze proefnemingen is gebleken dat de deklaag


59

Figuur 7a-b Installatie rollen en Inductiewals.

en wijze van hechten voldoende sterk is om de optredende krachten, veroorzaakt door verkeer en weer, op te kunnen nemen. Ook is aangetoond dat het product Rollpave na miljoenen belastingswisselingen bij hoge en lage temperatuur zeer weinig spoorvorming en rafeling vertoont als een geschikte ondergrond wordt gebruikt.

magnetische inductiegolven) en aangedrukt. Hierna kan de nieuwe deklaag in principe direct worden bereden en belast. Op deze manier kan per uur een kleine 300m asfalt worden gelegd. Dit geldt voor de breedte van één rijbaan (3,75m). De rollen hebben de breedte van één rijbaan (en maximaal 4m) en separaat bestaan er breedtes op maat voor de redresseringsstrook of vluchtstrook. De rollen hebben een lengte van ongeveer 50m.

Voordelen van Asfalt op de Rol Snelle verwerking en hoge vervangingssnelheid;

Hoge geluidsreductie (tot 7dB(A)); Naast aanbrengen van het product, op dezelfde manier weer te verwijderen;

Geprefabriceerd en dus zeer gestroomlijnde aanvoer van materiaal;

Installatie Asfalt op de Rol wordt op grote stalen haspels aangeleverd. Een speciaal voor dit product ontwikkelde haspelwagen installeert de rollen. Vervolgens wordt met, speciaal voor dit product ontwikkelde inductieapparatuur (met ingebouwde aandrukwals), de zojuist gelegde strook asfalthechtlaag verwarmd (met elektro-

60


Kwalitatief zéér hoogwaardig door productie

onder constante omstandigheden (fabriek); Direct na aanbrengen belastbaar; Perfect geschikt voor reparatie/vervanging; D.m.v. prefabricatie zijn voorzieningen als sensoren, datatransfer en dynamische rijstrookmarkering in te bouwen; Hoge flexibiliteit in toepassingsgebied

Lage maatschappelijke kosten, door minimale hindering van het verkeer en hoge levensduurverwachting (tot 10 jaar). Zéér breed toepassingsgebied (van snelweg tot brugdek, parkeerplaats etc); Kostensparend in termen van life cycle kosten omdat er bij deze operatie sneller en efficiënter kan worden gewerkt. Met de ervaringen verkregen uit de aangelegde proefvakken worden in de toekomst de volgende punten verder verbeterd: Een drager die minder gevoelig is voor defecten tijdens productie; Een alternatieve hechtingsmethode om de mat goedkoper te maken; Een minder stijve drager waardoor de mat ongevoeliger wordt voor schade door zwaar verkeer; Een open drager waardoor eventueel onder de mat terecht gekomen water geen druk kan opbouwen; Een optimalisatie van het bindmiddel om levensduur te verlengen dan wel op te waarderen (‘healing’).

Onderscheidende inhoud

Hoogstaand drukwerk

Smaakvolle vormgeving

Perfecte distributie

Uw relaties zijn het waard Uw relaties zijn de basis voor uw succes. Dat mogen ze best weten. Geef blijk van uw waardering met een uitgave op niveau. Perfect drukwerk dat de ontvanger het gevoel van een cadeau geeft... Dat bereikt een e-mailing of website nooit. Educom realiseert al meer dan 20 jaar toonaangevende publicaties. Van basis-concept, inhoud en ontwerp, tot en met distributie (incl. sealen, postale- en abonneeservice). U heeft al een uitgave, of voelt er wel voor? Neem contact op voor een gesprek over hoe onze expertise u van dienst kan zijn.

Uitgeverij Educom BV

www.uitgeverijeducom.nl

Mathenesserlaan 347 Rotterdam T 010 - 425 6544 [email protected]

Colette Sloots Begin dit jaar heeft de PR commissie van NGO zich gebogen over de viering van ons 25 jarig bestaan. Al snel kwam het idee om het te vieren in Edinburgh tijdens de EuroGeo 4. Het kostte niet veel overredingskracht om het bestuur ervan te overtuigen dat dit een uitstekende ambiance zou zijn om samen met onze leden deze mijlpaal te vieren en terug te kijken op 25 jaar NGO. NGO bood de leden een feestelijk

Een weekendje weg met NGO

diner, overnachting en ontbijt aan in het Radisson SAS hotel in hartje centrum van Edinburgh. Zo’n dertig leden, merendeels met partner, gaven gehoor aan de uitnodiging en togen naar Schotland.

Zweinstein

Schotse kilt

Haggis

Zoals verwacht maakten de meeste leden van deze gelegenheid gebruik om een weekend in Edinburgh te verblijven. Dat bleek op de zaterdagochtend al op Schiphol, waar wij in de vertrekhal van Easyjet (de vluchten moesten zelf bekostigd worden), al verschillende NGOleden tegenkwamen. Het overgrote deel van de gasten was nog niet eerder in Edinburgh geweest en verkenden direct na aankomst, in druilerig weer, de oude stad. Slecht weer hoort bij Edinburgh, prentte wij onszelf in. Het geeft de ruige stad, gebouwd op zeven heuvels, iets mystieks. Lopend door de winderige straten, met de doedelzakmuziek in je oren en oogstrelende oude, donkere panden en kasteel op de hoogste heuvel op je netvlies, zie je J.K. Rowling zwoegen in een schriftje. Zweinstein en omgeving is duidelijk geïnspireerd op deze stad. Ben blij dat ze niet is doorgeschoten in haar fantasie. Harry Potter in een Schotse kilt en doedelzak? Laat maar zitten.

Over Schotse kilten gesproken; er zijn ontelbare winkels te vinden met de klederdracht van de Schotten. Vele ingericht voor de toerist, met goedkope kilts. Enkele winkels hebben alleen Schotten als klant. De ware Schot, kan daar bij zijn kilt met de ‘tartan’ (ruit) van zijn clan, kiezen uit allerlei bovenkleding en accessoires. Van simpel ‘footballshirt’ tot smoking met strikje. Van enkele vrouwelijke gasten begrepen wij dat er ook veel boetieks met mooie dameskleding en schoenen te vinden waren. Zonder Schotse ruiten, overigens. Na de eerste nacht in het hotel en de verdere verkenning van Edinburgh en omgeving, werd op zondagavond een borrel gehouden in de hotelbar. Hierbij ontbrak de champagne natuurlijk niet. Het was een goede gelegenheid voor de leden om bij te praten en nieuwe contacten op te doen. Voor sommige jongere leden een eerste ontmoeting met de éminence grises in levende lijve.

In de ‘dining room’ werden we onthaald door een traditionele Schotse doedelzakspeler. Dat door het Europese hof bij rechte is bepaald dat doedelzakspelers niet meer zo hard mogen spelen, is niet tot in Edinburgh doorgedrongen. Onze ‘bagpiper’ verwelkomde ons met oorverdovende Schotse volksmuziek. In het onverstaanbare Schots heeft hij de gasten verteld over de traditie van de kilt en de herkomst van het typische Schotse gerecht Haggis, dat als voorgerecht werd geserveerd. Traditioneel wordt op de verjaardag van de schotse dichter Robert Burns, die ooit eens een ode aan de Haggis schreef, onder begeleiding van doedelzakmuziek de Haggis opgediend. Zo ook bij dit feestelijke NGO diner. Kennelijk begreep bijna niemand wat hij vertelde, want slechts enkele gasten lieten hun voorgerecht staan. Address to a Haggis, Robert Burns: Fair fa' your honest, sonsie face, Great chieftain o' the pudding-race! Aboon them a' yet tak your place, Painch, tripe, or thairm: Weel are ye wordy o'a grace As lang's my arm. En dan te bedenken dat de ingrediënten, naast bouillon, cayenneper en havermout, schapenmaag, schapenvet, schapenlever, schapenhart en schapenlongen zijn…

Ambacht Niet wetende wat hij zojuist had gegeten, trapte Arian de Bondt af en heette alle aanwezigen van harte welkom. De foto uit 1983 van de eerste bestuursleden van NGO, was een klein bruggetje naar de aankondiging van de eerste spreker van de avond.

62


Hans Dorr, voormalig secretaris van de NGO, haalde herinneringen op aan het ontstaan en evolutie van vervaardiging en gebruik van geokunststoffen en beschreef daarmee op aanstekelijke wijze de ontwikkeling van ambacht naar wetenschap. Niet verassend dat zijn verhaal onder luid applaus van het groepje oudgedienden werd ontvangen.

werden vereerd met een laatste speech van Gert den Hoedt. Hierin gaf hij het bestuur het advies zo snel mogelijk een groots congres te organiseren. Naar zijn mening de meest succesvolle manier om NGO op de kaart te zetten als promotor van Geokunststoffen.

Jack Oostveen, van de TU Delft, vertelde over de plannen van de TU Delft over de komende masterclasses die vanaf november plaats vinden. Na de masterclasses in het eerste deel van 2008, zijn er wat aanpassingen op het programma doorgevoerd en is het bedrijfsleven beter over het bestaan ervan geïnformeerd.

Hoewel enkele leden die avond nog het uitgaansleven hebben verkend, zijn de meeste gasten op tijd naar bed gegaan. Sommigen om uitgerust aan de terugreis te beginnen, anderen om van hotel te wisselen een rondje golf te doen of nog een laatste keer door de, inmiddels zonnige, stad te struinen. Natuurlijk gingen de serieuze leden naar de EuroGeo 4 en bijbehorende beurs, verderop in de stad bij de oude universiteitsgebouwen.

Frans de Meerleer, voorzitter van de Belgische geotextielorganisatie, BGS, vertelde, met charmante Vlaamse tongval, over de overeenkomsten tussen Vlaanderen en Nederland en de mogelijkheden voor verdere samenwerking tussen de beide organisaties. Mogelijk worden zij beste maatjes, getuige de Hollandse leeuw die was voorzien van zowel de Nederlandse als Belgische kleuren. Een van de kenmerkende verschillen tussen Nederland en Vlaanderen: in België schijn je niets voor te stellen als je niet voorzitter bent van een of andere vereniging, al was het maar van de plaatselijke macramé club.

EuroGeo 4 Een van onze redactieleden, Adam Bezuijen en zijn collega en frequente schrijfster voor Geokunst, Suzanne van Eekelen, hielden presentaties tijdens het congres. Adam over Geosystemen: ‘Wanneer is deze constructie een kansrijk alternatief en wanneer niet?’ Hij doet kort verslag van zijn belevenissen:

After dinner speech Tussen de presentaties door is van een overheerlijk diner en dito wijn genoten. Een volksdanseres heeft haar danskunsten vertoond, waarna voorzitter, Arian de Bondt, het diner afsloot. Althans, dat dacht hij. Er was natuurlijk nog een erelid onder ons, die befaamd is om zijn after dinner speeches. En, jawel hoor hij was het nog niet verleerd, wij

Suzanne van Eekelen heeft twee presentaties gegeven over paalmatrassystemen die veel reacties gaven. Niet alleen de Geokunstredactie vindt dat zij het probleem duidelijk kan neerzetten en goed kan aangeven waar de pijnpunten in de verschillende ontwerpmethoden zitten. Jammer was dat de clustering van de onderwerpen in de verschillende sessies in elk

geval voor het volgen van al het nieuws over paalmatrassystemen niet optimaal was, waardoor niet alles te volgen was en Dimiter Alexiew van Huesker bij een sessie tijdens de discussie kon melden dat de vragen die men nu opriep in de andere sessie door Suzanne beantwoord werden. Bij paalmatrassystemen is er sprake van een levendige discussie en nieuwe ontwikkelingen, bij de waterbouw is dat minder duidelijk en leek het meer een herhaling van zetten. Edwin Zengerink had in de waterbouw sessie wel een leuk verhaal over toepassing van Geotubes bij Incheon Bridge in Korea. Hartmunt Hangen hield een verhaal over de N210 metingen. Vicky Potts had een interessant verhaal over de vervormingen van gewapende aardebanen boven gaten. Ze haalt met eindige elementenberekeningen de BS8006 onderuit. Dit zal door de CUR-werkgroep paalmatrassystemen worden meegenomen.

Bedankt Het bestuur heeft van vele gasten aardige bedankbriefjes ontvangen. Op haar beurt dankt NGO haar gasten voor het geslaagde weekend en kijkt er met veel voldoening op terug. Op naar het volgende lustrum!


63

Grondkeringen en Funderingstechnieken In 2009 wordt C.V.R. 20 jaar! Sinds 1989 zijn wij de specialist in het uitvoeren van grondkeringen en bijzondere funderingstechnieken. C.V.R. is gespecialiseerd in onder meer CVR C-mix®, TWINMIX® en TRIPLE C-mix®, secanspalenwanden, berlinerwanden, onderbouwwerken, verankeringen en micropalen.

C.V.R. nv Lochtemanweg 52 B-3580 Beringen Tel. +32(0)11 45 64 00 Fax +32(0)11 45 64 10 [email protected] www.cvr.be

Lees vanaf pagina 26 onze publicatie over de toepassing van de Observational Method.

De specialisten van Boskalis hebben een wereldwijde reputatie. Met grote landaanwinningsprojecten en baanbrekende infrastructurele werken hebben we als 'Hollanders' naam gemaakt als de grondleggers van talloze belangrijke economische ontwikkelingen. Ook in eigen land maken onze mensen dat meer dan waar. Aardebanen voor wegen, spoorwegen en bouwlocaties, tunnels, grondverbetering en -sanering, landopspuiting. En natuurlijk de bagger-, kusten oeverwerken waar de hele wereld ons van kent. Grondleggers van een land in beweging... Daar mogen we toch best een beetje trots op zijn?

Grondleggers van een land in beweging baggeren opspuiten van terreinen kusten oeverwerken infrastructuur afgezonken tunnels Boskalis bv Boskalis Dolman bv Boskalis Infra bv J. van Vliet bv

(water)bodemsanering

A.H. Breijs & Zonen bv Cofra bv Aannemingsmij Markus bv

speciebehandeling

’s-Gravenweg 399-405, 3065 SB Rotterdam. Tel. (010) 288 87 77. Fax (010) 288 87 66 E-mail: [email protected]

www.boskalisbv.nl

GEO. kunst pag Eerste toepassing Observational Method bij ontwerp soilmixpalenwand. Gedrag van zand onder cyclische belasting

Recommend Documents