Geotechniek. Onafhankelijk vaktijdschrift voor het geotechnische werkveld. Geokunst. Statistiek bij regionale proevenverzamelingen:

Geotechniek

Onafhankelijk vaktijdschrift voor het geotechnische werkveld

11e jaargang - nummer 3 - juli 2007

Statistiek bij regionale proevenverzamelingen: Het ruimtelijk statistische model MicroTunnelling palen: Een nieuw ervaringsoverschrijdend funderingssysteem onder het emplacement van Amsterdam CS Bezwijksterkte van grond in stabiliteitsanalyses voor waterkeringen Funderingsontwerp van de SPM Sakhalin-1 Empirische regels voor de interpretatie van sonderingen en het afleiden van mechanische parameters van grond in Vlaanderen inclusief

Geokunst

pagina 59 t/m 67

Stalen Damwanden van Arcelor

Economische en innovatieve oplossingen Arcelor Commercial RPS en haar vertegenwoordiger in Nederland en België Arcelor Projects bieden U een compleet assortiment damwandprofielen: • AZ profielen, AU profielen, PU profielen • Gecombineerde wanden De volgende diensten van Arcelor staan tot uw beschikking: • • • •

Diverse constructiehallen voor klant specifieke oplossingen Het uitvoeren van haalbaarheidsstudies Het ontwerpen van damwandconstructies Advies over de installatie methode

Door onze kennis en ervaring kunnen wij U de technisch en economisch optimale oplossing bieden. Bekijk onze website voor de laatste ontwikkelingen.

Arcelor Commercial RPS s.à r.l Sheet Piling 66, rue de Luxembourg L-4221 Esch/Alzette Luxembourg Tel. +352 53 13 31 05 Fax +352 53 13 32 90 [email protected] www.arcelor.com/sheetpiling

Arcelor Projects B.V.

Arcelor Projects N.V.

Postbus 24 4780 AA Moerdijk Nederland Tel. +31 168 385 885 Fax +31 168 385 888 [email protected] www.arcelorprojects.nl

Industrielaan 2 B-3900 Overpelt België Tel. +32 11 800 890 Fax +32 11 800 895 [email protected] www.arcelorprojects.be

agenda

Studiedagen

Cursussen

Mini Symposium Van Sondering tot grondmodellering 11 september 2007 in Delft organisatie: GeoDelft i.s.m. Afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA

Grondmechanica en Funderingstechniek 2 (basis)(CGF2) start 4 september 2007 in Delft, 5 september 2007 in Leiden en 6 september 2007 in Utrecht (14 wekelijkse lesavonden) organisatie: Elsevier Opleidingen i.s.m. KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek

Middagsymposium: Omgevingsbeïnvloeding en uitvoeringsbegeleiding 12 september 2007 in Delft organisatie: GeoDelft Beton in Funderingen 18 september 2007 in Zeist organisatie: Betonvereniging i.s.m. Afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA Workshop GeoBrain: Voorspellingen maken voor de funderingstechniek 18 september 2007 in Delft organisatie: DelftGeoAcademy

Grondmechanica en Funderingstechniek 1 (vervolg)(CGF1) start 4 september 2007 in Utrecht, 5 september 2007 in Leiden en 6 september 2007 in Delft (14 wekelijkse lesavonden) organisatie: Elsevier Opleidingen i.s.m. KIVI NIRIA, Afdeling voor Geotechniek MWell Modelleren van bronbemalingen 25 september 2007 in Delft organisatie: DelftGeoAcademy

Middagsymposium: Microtunneling 3 oktober 2007 in Delft organisatie: GeoDelft

Inleiding GeoQ-Risicomanagement van de ondergrond 27 september 2007 in Delft organisatie DelftGeoAcademy

Geotechniekdag 4 oktober 2007 in Breda organisatie: Afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA i.s.m. TI-KVIV, vaktijdschrift Geotechniek en CUR

MSheet I Damwanden ontwerpen met MSheet volgens CUR 166 2 oktober 2007 in Delft organisatie DelftGeoAcademy

Waterbouwdag 30 oktober 2007 in Breda organisatie: CUR Middagsymposium: Duurzaam ophogen en beter bouwrijp maken 31 oktober 2007 in Delft organisatie: GeoDelft Workshop MGeoLab: Bepaling van grondparameters met MGeoLab 8 november 2007 in Delft organisatie: DelftGeoAcademy Middagsymposium: Verzekerbaarheid van ondergrondse constructies 14 november 2007 in Delft organisatie: GeoDelft Betondag 2007 15 november 2007 in Rotterdam organisatie: Betonvereniging Workshop MRoad: Afwegingsmodel voor het ontwerpen van rijkswegen 27 november 2007 in Delft organisatie: DelftGeoAcademy

Beschrijven van grond 4 oktober 2007 in Delft organisatie DelftGeoAcademy MStab/MSettle Ontwerpen van grondlichamen 9 oktober 2007 in Delft organisatie DelftGeoAcademy Eurocode 7: Geotechniek 9 en 10 oktober 2007 in Delft organisatie: PAO Risicobeheersing van gemeentelijke bouwprojecten 17 oktober 2007 in Delft organisatie DelftGeoAcademy Inleiding GeoQ-Risicomanagement van de ondergrond 25 oktober 2007 in Delft organisatie DelftGeoAcademy Innovatieve dijkversterkingen 30 en 31 oktober 2007 in Delft organisatie: PAO Funderingsproblematiek bij houten paalfunderingen 31 oktober en 1 november 2007 in Delft organisatie: PAO

Beursen en congressen

14 th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering 24 – 27 september 2007, Madrid, Spanje www.ecsmge2007.org

3r d International Conference on Site Characterization 1 – 4 april 2008, Taipei, Taiwan www.elitepco.com.tw/ISC3/ VI International Symposium Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground – IS-Shanghai 2008 10 – 12 april 2008, Shanghai, China www.tc28-shanghai.org 5 th International Geotechnical Seminar on Deep Foundations on Bored and Auger Piles 8 – 10 september 2008, Gent, België www.terzaghi.ugent.be 11 th Baltic Sea Geotechnical Conference: Geotechnics in Maritime Engineering 15 – 18 september 2008, Gdańsk, Polen www.11bc.pg.gda.pl 17 th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering 5 – 9 oktober 2009, Alexandrië, Egypte www.2009icsmge-egypt.org

Informatie en aanmelding Betonvereniging www.betonvereniging.nl +31-(0)182-539233 COB www.cob.nl +31-(0)182-54 06 60 CROW www.crow.nl +31-(0)318-69 53 00 CUR www.cur.nl +31-(0)182-54 06 00 Elsevier Opleidingen www.elsevieropleidingen.nl +31-(0)78-625 38 88 GeoDelft www.geodelft.nl tel. +31-(0)15-269 35 00 KIVI NIRIA www.kiviniria.nl +31-(0)70-391 98 90 KOAC-NPC www.koac-npc.nl +31-(0)55-543 31 00 NGO www.ngo.nl +31-(0)30-605 63 99 NSTT www.nstt.nl +31-(0)182-56 73 80 PAO www.pao.tudelft.nl +31-(0)15-278 46 18 Plaxis b.v. www.plaxis.nl +31 - (0)15-251 77 20 TI-KVIV www.ti.kviv.be +32-(0)3-260 08 40

vacatures W e r k e n b i j d e Vo o r b i j G r o e p Geotechnicus Functie omschrijving: Als geotechnicus ben je de sleutelfiguur voor onze complexe- funderingsprojecten. Je bent -of wordt- de centrale persoon voor het realiseren van funderingsoplossingen. Daarbij ben je zelfstandig in staat om op basis van uitgevoerd grondonderzoek een funderingsadvies of zelfs een compleet bouwputontwerp voor onze klanten

uit te werken. Je draagt bij aan het actualiseren en vernieuwen van de funderingsexpertise binnen het bedrijf vanuit een goede theoretische en normtechnische kennis. De praktische kanten van het funderingsvak volgen dan als vanzelf, zodat je op termijn kan uitgroeien tot funderingsspecialist. Kijk ook op: www.voorbij-groep.nl

Functie eisen:

Voor meer inhoudelijke informatie kun je contact opnemen met de heer C. van Klarenbosch, op telefoonnummer 020-4077165. Stuur je CV en een motivatie naar: [email protected]. Of stuur je CV en een motivatie naar: Voorbij-Groep, Postbus 20562, 1001 NN Amsterdam, ter attentie van mevr. N. de Boer 020-4077015.

ambitieus - kennis van NL en EU normen en voorschriften flexibel - collegiaal

2OYAL(ASKONINGZOEKTONDERNEMENDE'EOTECHNICI "INNEN DE ADVIESGROEP #IVIELE #ONSTRUCTIE 'EOTECHNIEK VORM JE DE ONMISBARE SCHAKEL TUSSEN DE CONSTRUCTIE EN DE ONDERGROND *E VERZORGT GRONDMECHANISCHE EN FUNDERINGSTECHNISCHEADVISERINGINMULTIDISCIPLINAIREPROJECTTEAMSENWERKTAANGROTERE COMPLEXEINFRASTRUCTURELEPROJECTENINBINNEN ENBUITENLAND*EHEBTOOGVOORRISICO´S DIESAMENHANGENMETGEBRUIKVANDEONDERGRONDENVOORDEECONOMIEVANHETTOTALE PROJECT$AARNAASTBENJEINSTAATZELFSTANDIGGRONDMECHANISCHEADVIEZENAANDERDENTE VERSTREKKENENBEGELEIDJEDEUITVOERINGVANGRONDMECHANISCHWERKENFUNDERINGEN 2OYAL(ASKONINGISEENINTERNATIONAALENMULTI DISCIPLINAIR BUREAU VAN CONSULTANTS ARCHITECTEN EN INGENIEURS $E ADVIESDIENSTEN BESTRIJKEN HET BREDE VELD VAN DE DUURZAMEINTERACTIETUSSENDEMENSENZIJNOMGEVINGOP HET GEBIED VAN 2UIMTELIJKE /NTWIKKELING )NFRASTRUCTUUR 4RANSPORT !RCHITECTUUR "OUW "OUWMANAGEMENT !DVIES 'EBOUWINSTALLATIES )NDUSTRIpLE )NSTALLATIES -ILIEU 7ATER +UST 2IVIEREN EN -ARITIEM 0ROFESSIONALSADVISERENOVERHEDENENBEDRIJFSLEVENOVER DEGEHELEWERELDALMEERDANJAAR

)SJEINTERESSEGEWEKT

*E BESCHIKT OVER EEN OPLEIDING OP ("/ACADEMISCH NIVEAU MET ALS SPECIALISATIE GEOTECHNIEK EN ERVARING OP GEOTECHNISCH GEBIED BIJ VOORKEUR IN DE ADVISERING /OK EEN JUNIOR GEOTECHNICUS KUNNEN WIJ EEN UITDAGENDE START BIEDEN 6ERDER BEN JE OP DE HOOGTE VAN NIEUWE ONTWIKKELINGEN OP HET GEBIED VAN GRONDONDERZOEK EN SOFTWARETOEPASSINGEN VOOR GRONDMECHANISCHE ONTWERPEN *E HEBT AF½NITEIT MET CONSTRUCTIESENFUNDERINGSTECHNIEK BESCHIKTOVEREENANALYTISCHDENKVERMOGENENHEBT DEJUISTEINSTELLINGOMINTEAMVERBANDTEWERKEN%ENONDERNEMENDEENCOMMERCIpLE INSTELLINGCOMPLETERENHETGEHEEL

"RENGDANEENBEZOEKAANONZEWEBSITEWWWWERKENBIJROYALHASKONINGCOMWAARJEDEDEZEENANDEREFUNCTIES TERUGVINDTBIJDEDISCIPLINE'EOTECHNIEK 6OORMEERINFORMATIEKUNJEBELLENMET*URGEN(ERBSCHLEB 3ENIOR'EOTECHNICUS TELEFOON -EERINFORMATIEOVER2OYAL(ASKONINGVINDTUOPONZEWEBSITE

WWWROYALHASKONINGCOM

PSAA@>JK

accuraat - geotechnisch en constructief inzicht

Geïnteresseerd?

R E O Q A H A ? K I I Q J E ? = P E A www.tweed.nl 1502-07

HBO / WO civiele techniekenthousiast

)NTERNATIONAALSTERK LOKAALBETROKKEN

7AARKOMTJOUWVEELZIJDIGHEID TOTZIJNRECHT "ARTELS)NGENIEURSVOOR"OUW)NFRALEVERTALMEERDANVIJFENDERTIGJAARADVIEZEN OPHETGEBIEDVANBOUWKUNDIGEENCIVIELECONSTRUCTIES BOUWTECHNIEK GEOTECHNIEK BOUWKOSTEN BRANDVEILIGHEIDENBOUWMANAGEMENT-ETTIEN VESTIGINGENIN.EDERLANDENKANTORENIN$UITSLAND 0OLEN "ULGARIJE )ERLANDEN 'HANA VORMENWEEENVEELZIJDIGE INTERNATIONAALGEORIÑNTEERDEORGANISATIEMET LOKALEBETROKKENHEID 6OORDEAFDELING'EOTECHNIEKZOEKENWIJPERDIRECTEEN

SENIORADVISEURGEOTECHNIEK METEENPASSIEVOORTECHNIEKENONDERNEMERSSCHAP !LSSENIORADVISEURGEOTECHNIEKBENJEVOLLEDIGVERTROUWDMETHETONTWERPEN VANGEOTECHNISCHECONSTRUCTIESINEENWERELDDIESTERKUITVOERINGSGERICHTIS !LSDÏSPECIALISTBINNEN"ARTELSDRAAGJEBIJAANDEVERDEREONTWIKKELINGVAN DEAFDELINGGEOTECHNIEKENDEDIENSTVERLENINGDIEWIJALS"ARTELSBINNENDE MARKTAANBIEDEN

BOUWTECHNIEK CIVIELETECHNIEK

"ARTELSKENTEENOPENENCOLLEGIALEWERKSFEER2UIMTEVOOREIGENINITIATIEF AANPAK ENINBRENG0RIMAARBEIDSVOORWAARDEN :OEKJIJEENBAANMETINHOUD VERANTWOORDINGENAFWISSELINGBINNENEEN DYNAMISCHEOMGEVING3OLLICITEER

UITVOERINGSENGINEERING GEOTECHNIEK BOUWKOSTENEXPERTISE BOUWMANAGEMENT

#ONTACT 6OORMEERINFORMATIEKUNJECONTACTOPNEMENMETDEHEER4+LEVERING ALGEMEEN DIRECTEUR OFPEREMAILTKLEVERING BARTELSNL *ESCHRIFTELIJKEREACTIEKUNJEZENDENNAAR"ARTELS)NGENIEURSVOOR"OUW)NFRA TAV)NEKE:WEVERINK AFDELINGPERSONEELSZAKEN 0OSTBUS !#,OCHEMOF PERE MAILAANIZWEVERINK BARTELSNL

BRANDVEILIGHEIDADVIES

"ARTELSVINDTUIN

!MSTERDAMs!PELDOORNs%INDHOVENs%LSTs%NSCHEDEs,EEUWARDENs,OCHEMs5TRECHTs6EENENDAALs:WIJNDRECHT "ULGARIJEs$UITSLANDs'HANAs)ERLANDs0OLEN

WWWBARTELSNL

Geotechniek wordt mede mogelijk gemaakt door:

Hoofdsponsor

Mede-ondersteuners

Stieltjesweg 2, 2628 CK Delft, Tel. (015) - 269 35 00

Plaxis BV Postbus 572 2600 AN Delft Tel. 015 - 251 77 20 Fax 015 - 257 31 07 Internet: http://www.plaxis.nl

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

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

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

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

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

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

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

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

Keverling Buismanweg 4 2628 CL Delft Tel: 015 - 269 37 93

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

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

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

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

Postbus 5, 5690 AA Son Ekkersrijt 3301, 5692 CJ Son Tel. : 0499 486 486 Fax : 0499 486 666 E-mail : [email protected] Internet : www.betonson.com

Zuidoostbeemster, tel. 0299 - 433 316 Almelo, tel. 0546 - 532 074 Oirschot, tel. 0499 - 578 520

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

GeoMil Equipment B.V. Röntgenweg 22 2408 AB Alphen aan den Rijn Tel. 0172 - 427 800 Fax 0172 - 427 801

Postbus 1025 3600 BA Maarssen Tel.030 248 6233 Fax 030 248 6666 Internet: www.teconsult.nl E-mail : [email protected]

Wareco Amsterdam BV Postbus 6 1180 AA Amstelveen Tel. 020 - 750 46 00 Fax 020 - 750 46 99 Internet: http://www.wareco.nl CUR Postbus 420 2800 AK Gouda Tel. 0182 - 54 06 30 Fax 0182 - 54 06 51 Internet: http://www.cur.nl Geomet BV Postbus 670 2400 AR Alphen aan den Rijn Tel. 0172 - 44 98 22 Fax 0172 - 44 98 23 Internet: http://www.geomet.nl Arcadis Infra BV Postbus 220 3800 AE Amersfoort Tel. 033 - 477 10 00 Fax 033 - 477 20 00 Internet: http://www.arcadis.n IFCO Funderingsexpertise BV Limaweg 17 2743 CB Waddinxveen Tel. 0182 - 646 646 E-mail: [email protected] Internet: http://www.ifco.nl Witte Vlinderweg 11 1521 PS Wormerveer Tel. 075 - 6476300 Vroom Funderingstechnieken B.V. Postbus 7 1474 ZG Oosthuizen Tel. 0299 - 40 95 00 Fax 0299 - 40 95 55 Internet: http://www.vroom.nl Arthe Civil & Structure BV Postbus 291 3400 AG IJsselstein Tel. 030 - 638 45 54 Fax 030 - 638 04 52 Internet: http://www.arthecs.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 SBR Postbus 1819 3000 BV ROTTERDAM Kruisplein 25Q 3014 DB ROTTERDAM Tel:+31 (0)10 206 59 59 Fax:+ 31 (0)10 413 01 75 Website: www.sbr.nl

Geotechniek | juli 2007

Van de Redactieraad

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 11, nummer 3, juli 2007 Uitgave Uitgeverij Educom BV Mathenesserlaan 347-b, 3023 GB Rotterdam Tel. 010 - 425 65 44 Fax 010 - 425 72 25 E-mail: [email protected] Uitgever/bladmanager Robert Diederiks Redactieraad Alboom, ir. G. van

Jacobs, dr. ir. M.M.J.

Barends, prof. dr. ir. F.B.J.

Jonker, ing. A.

Berg, dr. ir. P. van den

Kant, ing. M. de

Brinkgreve, dr. ir. R.B.J.

Kooistra, mw. ir. A.

Brouwer, ir. J.W.R.

Mathijssen, ir. F.A.J.M.

Calster, ir. P. van

Meel, ir. R. van der

Deen, dr. J.K. van

Rijkers, drs. R.H.B.

Diederiks, R.P.H.

Schouten, ir. C.P.

Dijk, ir. B. van

Seters, ir. A.J. van

Eijgenraam, ir. A.A.

Smienk, ing. E.

Graaf, ing. H.C. van de

Stam, ir. J.L.

Graaf, ir. H.J. van der

Thooft, dr. ir. K.

Haasnoot, ir. J.K.

Veenstra, ing. R.

Hannink, ir. G.

Vos, mw. ir. M. de

Redactie Berg, dr. ir. P. van den Brouwer, ir. J.W.R. Diederiks, R.P.H. Hannink, ir. G. Kant, ing. M. de Thooft, dr. ir. K. Omslagfoto De toren tijdens de constructie, met in het midden de ice cone. SPM-toren staat op acht zogenaamde pile sleeves die uiteindelijk worden verbonden met de funderingspalen. Lezersservice Adresmutaties gelieve door te geven via ons e-mailadres: [email protected] © Copyrights Uitgeverij Educom BV - juli 2007 Niets uit deze uitgave mag worden geproduceerd

Eén van de verwijten die geotechnici en technici in het algemeen vaak wordt gemaakt, is dat ze successen te weinig vieren. Een project kent vaak wel een PSU (project start up), maar aan de succesvolle afronding ervan wordt doorgaans weinig aandacht besteed. We zijn dan immers al weer begonnen met een volgend project. Het gevolg hiervan is dat succesverhalen maar mondjesmaat de buitenwereld bereiken en projecten die niet geheel succesvol verlopen, en die nu eenmaal wel in het nieuws komen, volop aandacht krijgen. Graag leggen we de schuld van dit vertekende beeld van ons vakgebied bij de boze buitenwereld, maar we zijn hier toch echt zelf debet aan. In de vorige uitgave van Geotechniek zijn de successen van onze dijkenbouwers belicht. Een onderwerp dat onlangs ook landelijk aandacht kreeg bij de viering van het 75-jarig bestaan van de afsluitdijk. Treffend is daarbij de rol die Cornelis Lely speelde. Via de Zuiderzeevereniging en een aantal voor het publiek en de politiek begrijpelijk geschreven technische nota’s werd hij als 37-jarige minister van Waterstaat, handel en nijverheid. Tegenwoordig is de afstand tussen techniek en politiek een stuk groter en ook daarvan kunnen we de schuld niet aan de politiek geven. Het vakgebied geotechniek is volgens velen niet sexy, er vinden voor het grote publiek geen spectaculaire innovaties plaats. De creativiteit in het vakgebied komt vooral tot uitdrukking in de uitvoeringsfase: onder druk van (dreigende) problemen worden vaak geweldige ideeën ontwikkeld die er voor zorgen dat de bouw weer verder kan. Prima, maar meestal is het zo dat het bewuste idee maar één keer wordt gebruikt en niet zorgt voor een structurele verbetering van het bouwproces. Wat dat betreft blijft de bouw, ondanks de jarenlange pogingen om dat te verbeteren, een ambachtelijk vak. Natuurlijk gebeurt er het nodige aan innovaties in ons vakgebied, vooral binnen de bedrijven zelf. Het geotechnisch onderzoek voor de gehele sector wordt voor een groot deel via subsidieprogramma’s van de overheid gefinancierd. Maar wat is het resultaat van al die onderzoeken? Innovaties moeten uiteindelijk meer opleveren dan de investeringskosten, maar het is maar de vraag of er ooit is nagegaan wat die opbrengsten zijn, behalve dan dat er onderzoekers aan het werk worden gehouden. In veel gevallen lijkt het uitvoeren van onderzoek een doel op zich. Er wordt weer een nieuw samenwerkingsverband opgericht om een bepaald deel van de subsidiestroom te onderscheppen en intussen gaat de tijd en de creativiteit van de onderzoekers zitten in het schrijven van het zoveelste ‘proposal’. Zo houden we elkaar behoorlijk bezig en tegen de tijd dat de subsidie eindelijk afkomt, is het enthousiasme van de onderzoeker bijna geheel weggeëbd. Wat een vernietiging van geld en creativiteit. Is dit nu echt niet anders te organiseren? Wat bij dat alles opvalt, is dat er voor subsidieaanvragen heel veel samenwerkingsverbanden worden opgericht, maar dat er bijna nooit één wordt opgeheven, althans dat wordt niet naar buiten gebracht. Het is hetzelfde verhaal als met de projecten: wel een PSU en geen fatsoenlijke projectafronding. Door dit alles is de versnippering binnen het vakgebied geotechniek groot, terwijl de omvang van de beroepsgroep in feite beperkt is. Het vaktijdschrift Geotechniek kent al vele jaren zo’n 40 verschillende ondersteunende partijen. Het is dus mogelijk om gezamenlijk bepaalde doelen te verwezenlijken en elke drie maanden iets naar buiten te brengen waaraan diverse partijen hebben meegewerkt. Ook in de presentatie van ons vakgebied naar buiten – naar het publiek en de politiek – zouden we meer gezamenlijk moeten optreden. Succesvolle innovatie met tastbare resultaten kan daarvoor de gemeenschappelijke noemer zijn. Geotechniek ziet uit naar het publiceren van die successen.

door middel van boekdruk, foto-offset, fotokopie, microfilm of welke andere methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever.

Ir. G. Hannink

R.P.H. Diederiks

Voorzitter van de redactieraad

Uitgever

© ISSN 1386 - 2758


Geo Techniek

hjGrontmij

• Funderingstechnieken • Kadeconstructies • Waterkeringen • Onderbouw wegen en spoorwegen • Ondergronds bouwen • Grondverbeteringstechnieken • Grondonderzoek en interpretatie • Restauratiewerken

Postbus 203 3730 AE DE BILT

www.grontmij.com [email protected]

De basis voor mooi werk

Inhoudsopgave Geotechniek Agenda

3

Actueel

10

CUR-info

14

Nieuws vanuit Delft Cluster

16

Normen en waarden

20

The Magic of Geotechnics

24

Van de redactieraad SBR-info

7

13

Plaxis-info KIVI NIRIA

Afstudeerders

(Internationale) Technische Commissies

Bezwijksterkte van grond in stabiliteitsanalyses voor waterkeringen

MicroTunnelling palen: Een nieuw ervaringsoverschrijdend funderingssysteem onder het emplacement van Amsterdam CS

Statistiek bij regionale proevenverzamelingen: Het ruimtelijk statistische model Funderingsontwerp van de SPM Sakhalin-1

Empirische regels voor de interpretatie van sonderingen en het afleiden van mechanische parameters van grond in Vlaanderen

Geokunst

Van de redactie

Geotextiele zandelementen

Markant: Doeken, matten en zakken

15

18

22

26

28 32

40

48 54

61

62

66

Met beide voeten op de grond

www.besix.com

Start van nieuwe CROW-werkgroepen Onlangs zijn twee CROW-werkgroepen gestart met onderzoek op het grensvlak van weg en fundering. Doel van de werkgroep ‘Reële langsvlakheidseisen’ is het ontwikkelen van een model dat deze eisen relateert aan voorspelbare en meetbare zettingsverschillen. Door de introductie van nieuwe contractvormen hebben opdrachtgevers en –nemers behoefte aan reële, functionele langsvlakheidseisen. Reëel, omdat ze ook voor slecht draagkrachtige ondergrond haalbaar en betaalbaar moeten zijn. Functioneel, omdat een langsvlakheidseis afhankelijk is van ontwerpsnelheid (wegtype) en voertuigsoort. In het onderzoeksprogramma ‘Blijvend Vlakke Wegen’ van Delft Cluster (DC-BVW) wordt onderzoek verricht dat zich deels richt op deze problematiek. De CROW-werkgroep maakt in belangrijke mate gebruik van de onderzoeksresultaten van DC-BVW. De andere werkgroep die is gestart, houdt zich bezig met overgangsconstructies. De reden hiervan is dat verzakking van de grond hoge onderhoudskosten en verminderde beschikbaarheid van spoorwegen veroorzaakt. Dat gebeurt vooral bij overgangsconstructies. Delft Cluster (DC) werkt samen met deze nieuwe CROW-werkgroep ‘Effectieve overgangsconstucties’ om de resultaten van het DC-onderzoek naar minder en beter voorspelbaar onderhoud te implementeren in de praktijk. Behalve naar de overgangsconstructies van het spoor, kijkt de werkgroep ook naar de behoefte en mogelijkheden bij overgangsconstructies in wegen. Ook daar geldt dat steeds hogere eisen worden gesteld aan de beschikbaarheid.

Onderzoek naar nieuwe dijkinspectiemethoden Op 24 april 2007 hebben vijf bedrijven een opdracht ontvangen om de haalbaarheid van nieuwe dijkinspectiemethoden te onderzoeken. Deze haalbaarheidsonderzoeken zijn onderdeel van het project DigiDijk van Rijkswaterstaat. Het project moet nieuwe waarnemingstechnieken opleveren die actuele en betrouwbare informatie geven over de toestand van de waterkeringen en dijken. Dit is nodig om in de toekomst schade aan dijken en daarmee calamiteiten te beperken. De vijf bedrijven die een haalbaarheidsonderzoek gaan doen zijn: - Alert Solutions B.V. (Hilversum) - Hansje Brinker (Delft) - Inventec B.V. (’t Harde) - Koenders Instruments B.V. (Almere) - MiraMap (Houten) Vorig jaar november hebben het ministerie van Verkeer en Waterstaat en het ministerie van Economische Zaken bedrijven verzocht mee te denken over nieuwe mogelijkheden voor waterkeringen dijkinspectie in de toekomst. Uit de 21 inzendingen heeft een commissie met daarin deskundigen van Rijkswaterstaat, het bedrijfsleven en de watersector de vijf bedrijven geselecteerd die hun ideeën verder uit mogen werken. Begin 2008 maakt het ministerie van Verkeer en Waterstaat bekend welke twee van deze bedrijven een prototype mogen gaan ontwikkelen.

Nieuwe geologische nomenclatuur Bij de vorming van TNO-NITG in 1997 is besloten de sinds 1975 bestaande lithostratigrafische indeling van afzettingen uit het Tertiair en Kwartair tegen het licht te houden. Dit heeft tot een vrijwel volledig nieuwe indeling geleid, die in 2003 door Westerhoff et al. voor het eerst is gepubliceerd. De indeling vervangt de oude indeling uit 1975 en is zuiver gebaseerd op lithostratigrafische criteria, waarvan herkenbare lithologische samenstelling en stratigrafische positie de belangrijkste zijn. In een komend nummer van Geotechniek zal een artikel verschijnen waarin de nieuwe indeling wordt toegelicht. De indeling kan als volgt worden geraadpleegd: Boek: Westerhoff, W.E., Th. E. Wong en E.F.J. de Mulder, 2003, Opbouw van de ondergrond. In: De ondergrond van Nederland. Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen TNO, Geologie van Nederland 7: 247-352. Internet: www.nitg.tno.nl/nomenclatorShallow/start/start/introduction/ index.html Deze pagina bevat overigens nog niet alle informatie en zal binnenkort worden geactualiseerd.

Belgische bijdragen voor Madrid In de vorige uitgave van Geotechniek zijn op de KIVI NIRIA pagina de titels van de vanuit Nederland ingezonden papers voor de 14e Europese Geotechniek conferentie in Madrid vermeld. Ook vanuit België is een aantal papers voor deze conferentie ingediend. De titels en auteurs hiervan zijn: - D rawing up of a geotechnical dossier for the closing of the highway of Antwerp (Masterplan Antwerp) (auteurs: G. Van Alboom, K. Haelterman, K. Nulens, J. Schittekat, K. Van Royen, B. Van Zegbroeck en L. Vincke) - Influence of soil suction on trench stability (auteurs: V. Whenham, M. De Vos, C. Legrand, R. Charlier, J. Maertens en J-C. Verbrugge) - P rediction of Strain Accumulation Caused by Low Level Vibrations (auteurs: C. Karg en W. Haegeman) - T he Observational Method in Geotechnics (auteurs: D. Patel, D. Nicholson, N. Huybrechts en J. Maertens) - T he regional geotechnical database “Databank Ondergrond Vlaanderen –DOV” as a powerful tool for consultation of subsoil information (auteurs: G. Van Alboom, P. De Schrijver en I. Vergauwen) - Underpinning and consolidation of the foundations of St. Mary’s Basilica at Tongeren (B) (auteurs: J. Maertens, D. Van Gemert, M. Jansen, W. Loosen en W. Cromheecke)

GeoOscar 2007 Jaarlijks wordt de GeoOscar uitgereikt op de tweejaarlijkse Geotechniekof Funderingsdag, meestal in oktober. Er zijn drie categorieën, het beste technisch-wetenschappelijke artikel, het beste krantenartikel dat het vakgebied etaleert en het beste afstudeerverslag; alle handelend over geo-engineering en door een Nederlandse of Vlaamse (hoofd)auteur. Spontane inzendingen worden gaarne geaccepteerd. Daarnaast probeert de organisatiecommissie zo veel mogelijk zelf te ver-

actueel 10


zamelen. Bij dezen het verzoek om vanuit uw werkveld geschikte kandidaten voor te dragen. De betreffende werkstukken dienen te zijn voltooid in de periode juli 2006 tot juli 2007. Sluitingstijd voor inzending is juli 2007. In eerste instantie gaat het om een samenvatting of een abstract. Na een eerste evaluatie dienen genomineerde werkstukken op aanvraag beschikbaar te zijn voor de eindbeoordeling door een onafhankelijke jury. Naast de eer is aan de drie GeoOscarprijzen ook een bedrag van 1.500 euro verbonden. De GeoOscar wordt onder auspiciën van de afdeling Geotechniek van KIVI NIRIA georganiseerd door GeoDelft. Voor nadere inlichtingen, vragen of inzendingen: Gerry Huegen, [email protected], 015 2693 682.

De Schreudersprijs 2007 wordt begin 2008 uitgereikt. De prijsvraag kent twee selectierondes. In de eerste ronde maakt de onafhankelijke jury van deskundigen uit de beroepspraktijk en het onderwijs de genomineerden bekend. De jury beoordeelt de inzendingen o.a. op inventiviteit en op de mate waarin zij bijdragen aan het stimuleren van ondergronds bouwen. Uitreiking van de prijs vindt plaats op de Dag van het Ondergronds Bouwen. De prijs heeft betrekking op de twee voorgaande jaren en wordt genoemd naar het jaar waarin de jury de prijs heeft toegekend. De winnaar van de Schreudersprijs ontvangt een oorkonde en een geldbedrag van € 25.000. Daarnaast kan de jury één of meerdere eervolle vermeldingen verlenen, waaraan een oorkonde is verbonden. Voor de Schreudersprijs 2007 kunt u zich tot 1 oktober 2007 aanmelden. U kunt projecten aanmelden waaraan u hebt gewerkt in de periode van 1 augustus 2005 tot 1 oktober 2007. U kunt ook iemand anders aanmelden. Voor actuele informatie zie www.cob.nl/schreudersprijs.

foto: Aeroview

Studiedag Beton in funderingen

Sinds 2002 is er ook de Schreudersstudieprijs. Voor deze prijs komen alle studenten in aanmerking die met succes een afstudeerproject hebben afgerond op het gebied van ondergronds bouwen aan een Nederlandse HBO- of WO-instelling. Sindsdien komen het ene jaar studenten in aanmerking voor een prijs en het andere jaar de gevestigde beroepspraktijk.

De Betonvereniging en de afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA organiseren op 18 of 25 september 2007 vanaf 12.30 uur in Figi te Zeist gezamenlijk de studiedag ‘Beton in funderingen’. Het programma biedt een breed scala aan interessante onderwerpen die volop in de belangstelling staan: • voegloze constructies in de wegenbouw • de Buri toren in Dubai • funderingen van windmolens • brand bij grondkerende constructies Nadere informatie: www.betonvereniging.nl

Aanmelden Schreudersprijs 2007 Het voornaamste doel van de Stichting A.M. Schreuders is inspireren en stimuleren. Zo wil de stichting een positieve bijdrage leveren aan de ruimtelijke inrichting van Nederland. Vanaf 1999 beloont de stichting om de twee jaar een persoon, bedrijf of instelling die een bijzondere prestatie heeft verricht op het gebied van ondergronds bouwen met de Schreudersprijs.

actueel Geotechniek | juli 2007

11

We let you penetrate the world

In 1932 ontwikkelden wij als de Goudsche Machinefabriek, naar ideeën van Prof. Barentsen, het eerste sondeerapparaat. Vandaag doen wij nog altijd waar wij het beste in zijn: Het ontwikkelen en produceren van sondeerapparatuur voor betrouwbaar en efficiënt bodemonderzoek, gericht op de toekomst. En vanzelfsprekend kunt u van GeoMil Equipment nog steeds de kwaliteit en service verwachten zoals u die al jaren van ons gewend bent.

Ontwikkeling, fabricage en verkoop van sondeerapparatuur De originele "Goudsche" sondeerkwaliteit

Al 70 jaar gekopieerd, nooit geëvenaard!

GeoMil Equipment B.V.

Postbus 620 2400 AP Alphen a.d. Rijn Röntgenweg 22 2408 AB Alphen a.d. Rijn

Tel. +31 (0) 172 427 800 Fax +31 (0) 172 427 801 E-mail [email protected]

www.geomil.com

Een betrokken ingenieur ! T&E Consult bv Adres : Postbus 1025 PC : 3600 BA Maarssen Tel. : 030 248 6233 Fax : 030 248 6666 Web : www.teconsult.nl E-mail : [email protected]

Bent U de praktijkgerichte adviseur Geotechniek? En spreekt onderstaande u aan? Functie-inhoud:

Functie-eisen:

- het zelfstandig ontwerpen van geotechnische bouwen hulpconstructies en het maken van berekeningen t.b.v. het aanbiedings- en uitvoeringsproces - als projectverantwoordelijke leidinggeven aan kleine ontwerpteams (1 à 2 teamleden) - fulltime (40 uur p.w.) - standplaats Utrecht, en mogelijk ook elders op projectbasis

- HBO (afstudeerrichting: Constructief met geo- en funderingstechnische vakken) of TU (Masteropleiding: Civil Engineering, variant Hydraulic and Geotechnical Engineering)

- relevante cursussen op het vakgebied - meer dan 3 jaar ervaring als (aankomend) geotechnicus - naast geotechnisch ook constructief inzicht - kennis van de voor het vakgebied relevante normen en richtlijnen.

Dan zien wij graag uw reactie tegemoet via de post of e-mail ! 



Column Jack de Leeuw Een bewoner of gebruiker van een gebouw zal niet gauw nadenken over de fundering. Dat is iets voor vaklui, net als constructieberekeningen en dilatatievoegen. Hij wenst een veilig en comfortabel gebouw en verwacht van professionals dat zij dat leveren. Daarmee raken we de kern van de rol van SBR: ondersteunen van professionals in de bouw om gebruikers datgene of zelfs meer te leveren dat ze wensen. Al tientallen jaren verzamelt SBR kennis en zorgt dat die gebruikt kan worden in allerlei stadia van het bouwproces. Vaak gaat dat over nieuwe ontwikkelingen en kansen of thema’s met een maatschappelijke impact, zoals duurzaam bouwen, de bouwregelgeving of het bouwonderwijs. Een voorbeeld hiervan is de “Handreiking Waterweg, ontwatering van stedelijk gebied”. Een direct gevolg van overleg tussen werknemers en werkgevers om betere arbeidsomstandigheden op de bouwplaats te realiseren als het gaat om wateroverlast. Bijzondere onderwerpen dus, hoewel voor u als lezers van Geotechniek zeer herkenbaar. We vergeten ook het “gewone” bijhouden van het vak niet. Ook al wat oudere kennis moet teruggevonden kunnen worden en praktisch bruikbaar en toepasbaar zijn. Zo hebben we een update gemaakt van onze serie “Trillingen, meet- en beoordelingsrichtlijnen (schade aan gebouwen en hinder door personen)”. En nu, met gepaste trots, brengen we “Funderingen”, een standaardwerk op het vakgebied. Voor sommigen van u bekend als handboek, voor u allen een onmisbare uitgave op digitaal formaat. U kunt hier kijken hoe het ook alweer zat met de beddingsconstante, of welke berekeningen ook al weer nodig zijn bij kelderconstructies. Wij proberen u zo te ondersteunen in het beoefenen van uw vak op de beste manier. En hoewel de bewoner of gebruiker nog steeds niet nadenkt over funderingen, zal hij er u toch dankbaar voor zijn als u uw vak perfect uitvoert. Met vriendelijke groet,

sbr info

Funderingen, het standaardwerk van SBR

De SBR publicatie Funderingen is grondig herzien. Het vaak als Handboek Funderingen aangeduide werk heeft zich sinds de eerste publicatie in 1995 ontwikkeld tot het standaardwerk op het gebied van de funderingstechniek. SBR acht de tijd rijp voor een andere aanpak. De losbladige editie wordt niet meer uitgegeven. In plaats daarvan is er nu SBR Funderingen in digitale vorm. Dat betekent dat de functionaliteit flink is toegenomen. In plaats van eindeloos bladeren vindt u sneller wat u zoekt, kunt u direct doorlinken naar relevante NEN-normen, CUR-publicaties en het Bouwbesluit. En voor wat betreft de documentatie over funderingssystemen kunt u direct doorlinken naar de websites van leverende of uitvoerende bedrijven. SBR heeft deze gelegenheid aangegrepen om in nauw overleg met de redactiecommissie onder leiding van prof. ir. L. de Quelerij de inhoud te actualiseren. In de vorige uitgave van Geotechniek was te lezen dat de nieuwe druk van 6744 ‘Funderingen op staal’ (uitgave NEN maart 2007) is gepubliceerd. Deze norm en de recent gepubliceerde NEN 6740 ‘Basiseisen en belastingen’ (NEN september 2006) en NEN 6743 ‘Drukpalen’ (NEN november 2006) zijn reeds verwerkt in de nieuwe SBR Funderingen. De verwijzingen naar en bepalingen van deze normen zijn in nagenoeg alle hoofdstukken van SBR Funderingen opgenomen. De teksten over onder andere grondonderzoek, ontwerp van funderingen, voorbeeldberekeningen en uitvoeringstechnische aspecten zijn door ABT waar nodig aangepast. Voor wat betreft de berekeningswijze van de draagkracht is ook de documentatie van de paalsystemen geactualiseerd.

Aanbieding voor Geotechniek lezers Voor u als Geotechniek lezer hebben we een speciaal aanbod samengesteld. U kunt tot en met 15 oktober 2007 gratis gebruik maken van SBR Funderingen als u zich aanmeldt op www.sbr.nl/funderingen. Als u besluit voor 1 oktober een abonnement te nemen, krijgt u bovendien 25% korting op de aanschafprijs. 1 gebruiker

2-5 gebruikers

6-10 gebruikers

> 10 gebruikers

aanschafprijs

€ 135,-

€ 270,-

€ 405,-

€ 675,-

Jaarlijkse licentiekosten

€ 75,-

€ 150,-

€ 225,-

€ 375,-

Prijzen SBR Funderingen. Bij abonneren voor 1 oktober krijgt u 25% korting op de aanschafprijs.

ir. Jack de Leeuw Algemeen directeur

sbr info Geotechniek | juli 2007

13

cur info DC/CUR Bouw & Infra commissie “Monitoring van bouwputten” Inmiddels heeft deze commissie haar eerste voorzichtige stappen gezet, op weg naar een CUR/DC richtlijn “Monitoring bij bouwputten”. De inhoudsopgave van deze richtlijn is door de commissie op hoofdlijnen vastgesteld. Met de verdere uitwerking en invulling ervan is een begin gemaakt. Geïnteresseerd in deelname? Mail naar [email protected] DC/CUR Bouw & Infra “Grondonderzoek in de tenderfase” De start van dit onderwerp was reeds aangekondigd in het Geotechniek nummer van januari 2007. Inmiddels is een startbijeenkomst gehouden waar het onderwerp verder is verkend. De echte drive voor dit onderwerp komt voort uit het feit dat de omvang en de diepgang van het grondonderzoek in de tenderfase van verschillende projecten onderling enorm verschilt. Er valt met geen mogelijkheid een lijn in te ontdekken. Wel is duidelijk dat het alles te maken heeft met goed opdrachtgeverschap en het omgaan met en de verdeling van risico’s en verantwoordelijkheden. Dat wordt, zeker tegen de achtergrond van nieuwe contractvormen, meer en meer duidelijk. De behoefte aan een handreiking is klip-en-klaar uitgesproken. Op dit moment wordt verder nagedacht over de opzet en de inhoud van zo’n richtlijn, die dan ergens in 2008 beschikbaar moet zijn. Meer weten? Mail naar [email protected] DC/CUR Bouw & Infra/CROW Werkgroep “Integraal wegontwerp” Tot op heden worden bij wegconstructies de ondergrond en bovenbouw afzonderlijk in beschouwing genomen. Een benadering waarin sterkte en vervormingen van de ondergrond en bovenbouw integraal worden geanalyseerd, ontbreekt. Voor een doorsnee constructie is dit geen probleem, maar het aantal constructies waar een integrale benadering gewenst is, groeit. Oorzaken zijn complexiteit, schaalvergroting, toepassing van nieuwe technieken en materialen en nieuwe combinaties van materialen. Uit een eerdere verkenning bleek dat de sector behoefte heeft aan een richtlijn voor een integrale ontwerpbenadering van ondergrond en bovenbouw. De resultaten van het Delft Cluster programma “Blijvend vlakke wegen” zullen als basis dienen voor de op te stellen richtlijn. Gelet op de nieuwe verhouding tussen opdrachtgever en markt is de inbreng van de

bouwondernemers cruciaal en is afstemming nodig met de daar lopende innovatietrajecten. Afgelopen april is de werkgroep “Integraal wegontwerp” van start gegaan. Voor meer informatie mail naar: ruud.termaat@curbouweninfra. nl of [email protected] (Maarten Jacobs) Ontwerprichtlijn voor paal-matrassystemen In de afgelopen jaren heeft CUR Bouw & Infra commissie C147 onderzoek gedaan naar paalmatrassystemen en dan met name naar het paalgedeelte ervan. De commissie heeft inmiddels haar taak afgerond met het opleveren van een rapportage. Ten tijde van het verschijnen ervan zijn de bekende paalmatrassystemen: • Gewapende Spreidingsmatras op Slanke Palen (GSP), waarbij AuGeo palen of HogeSnelheidsPalen (HSP) worden gebruikt • Spijkerbed®, waarbij ’standaard‘ prefab betonpalen worden gebruikt • Kyotoweg, waarbij een houten paalfundering dient als ondersteuning van een gewapende matras, opgebouwd uit gemodificeerde baggerspecie of granulaat. • gestabiliseerde grondkolommen Mixed-InPlace (MIP), waarbij een overdrachtslaag alleen wordt toegepast als de kolommen ver uit elkaar staan • Geotextile Encased Columns (GEC), Geotextiel Omhulde Zandkolommen (GOZ), (oude benaming systeem Möbius, huidige benaming Ringtrac®), met daarboven een gewapende ophoging • CSV kolommen (Coplan-Stabilisierungs-Verfahren; in de grond gevormde, grondverdringende kolommen met kleine diameter), met daarboven een gewapende ophoging Het rapport betreft dus hoofdzakelijk constructies met een paalfundering en gaat niet in op details van de hierboven genoemde kolommen. Aandachtspunten bij het constructief ontwerp zijn de berekening van de draagkracht van de palen, waarvoor niet noodzakelijkerwijs dezelfde eisen gelden als bij een gebouwfundering, en de dimensioneringsberekening van de gewapende matras, waarvoor verschillende methoden in omloop zijn die tot nogal verschillende resultaten kunnen leiden. Het rapport kan worden gezien als een aanvulling/uitbreiding van CUR-publicatie 2002-7. Voor het rekenkundig ontwerp en de hierbij te beschouwen aspecten bestaat een aantal methoden die nogal uiteenlopende resultaten kunnen geven. Als eerste stap om te komen tot meer eenduidigheid zijn alle onderdelen en de

ontwerpkeuzes systematisch beschreven en becommentarieerd. Hierbij ligt het accent op het ontwerp van de paalfundering. Een vervolgstudie samen met Delft Cluster moet leiden tot een ontwerprichtlijn voor het hele paalmatrassysteem in Nederland. Het huidige rapport moet gezien worden als een werkdocument, dat, mogelijk met aanpassingen en verbeteringen, in de te ontwikkelen ontwerprichtlijn zal worden geïntegreerd. Dat is ook de reden dat deze rapportage niet officieel ‘in druk’ zal verschijnen. Gekozen is om dit werkdocument digitaal beschikbaar te stellen (for free downloadable) op www.curbouweninfra.nl onder ‘producten’. Construeren met grond (CUR-publicatie 162) Begin jaren ’90 is CUR-publicatie 162 verschenen onder de titel “Construeren met grond”, met als subtitel “Grondconstructies op en in weinig draagkrachtige en sterk samendrukbare ondergrond”. Dit handboek heeft in de jaren daarna zijn weg naar de sector gevonden. Intussen is er veel nieuwe kennis en ervaring bijgekomen, die beschikbaar is in de vorm van een vrij groot aantal publicaties over onderwerpen als: • toepassing van geokunststoffen, • geforceerde consolidatie van de ondergrond, • stabilisatie van de slappe ondergrond, • betrouwbaarheid van zettingsprognoses, • verdichting van de zandbaan. Publicaties over deze en nog meer specifieke onderwerpen zijn beschikbaar via kanalen als CROW, SBR en CUR Bouw & Infra. Het feit op zich dat er een scala van mooie en interessante publicaties is, betekent evenwel dat de kennis en ervaring op die manier behoorlijk is versnipperd. De vraag doet zich voor of het wellicht toch interessant is om CUR-publicatie 162 te updaten en te zorgen dat daarin alle kennis en ervaring uit andere publicaties wordt gekoppeld. Deze update zal tevens aansluiten op de nieuwe (internationale) regelgeving. Graag vernemen wij uw mening over de vraag “CUR-162 updaten of niet?”; mail naar [email protected] Geotechnical Exchange Format - GEF Een vrij groot aantal jaren geleden zijn binnen de sector afspraken gemaakt over een standaard uitwisselingsformaat voor geotechnische informatie. Er is toen gekozen voor het zgn. GEF-formaat. Op basis daarvan zijn diverse producten gerealiseerd. Informatie over het Geotechnical Exchange Format GEF en GEFgerelateerde software (het “GEFhoekje”) heeft

cur info 14


u tot nu toe kunnen vinden op www.geonet.nl. Omdat naast de door de CUR geïnitieerde GEF activiteiten allerlei andere GEF activiteiten zijn opgestart, draait er inmiddels een website speciaal voor GEF. Het GEFhoekje dat er op geonet was, is overgezet en in een nieuw jasje gestoken. Al dit moois vindt u op www.geffiles.nl. In de navigatiebalk bovenin kunt u doorklikken naar ‘National’, waar u het GEFhoekje vindt met door de CUR geleverde informatie.

Errata Handboek Damwandconstructies 2005 Sinds de introductie in oktober 2005 van het CUR-handboek Damwandconstructies (2 boeken, in totaal 950 pagina’s) is een aantal onjuistheden naar voren gekomen. Deze zijn gebundeld in een erratumlijst die te downloaden is vanaf de site www.curbouweninfra.nl, klik door naar ‘producten’, of die op aanvraag gratis door CUR Bouw & Infra zal worden toe-

gezonden (tel. 0182 – 540630). CUR Bouw & Infra hoopt met deze errata eventuele misverstanden bij het gebruik van het boek te voorkomen. Mocht u los van de geconstateerde punten nog opmerkingen of suggesties hebben, dan kunt u die altijd mailen naar [email protected]

plaxis info In deze nieuwe rubriek wordt een korte samenvatting gegeven van artikelen uit het meest recente Plaxis bulletin. Dit bulletin verschijnt tweemaal per jaar en bevat internationale bijdragen van gebruikers van de Plaxis eindigeelementenprogrammatuur, waarin interessante geotechnische projecten worden beschreven die met deze software zijn berekend. Hieronder volgt een samenvatting van Plaxis bulletin nr. 21, van maart 2007. Het volledige bulletin is te vinden op www.plaxis.nl > Services > Magazine. In het afgelopen jaar hebben we een toename gezien van Plaxis-gerelateerde activiteiten. Het vooruitzicht voor 2007 is nog beter. De toename in 2D en 3D geotechnische eindige-elementenberekeningen heeft geleid tot enkele interessante innovatieve toepassingen die in het bulletin worden beschreven. Het eerste artikel betreft een studie naar de stabiliteit van de Cumbre Vieja vulkaan op het eiland La Palma. In tegenstelling tot wat werd gesuggereerd in een wereldberoemde televisie documentaire, laten de resultaten van deze studie zien dat er op korte termijn geen gevaar is voor een grote aardverschuiving die een tsunami zou kunnen veroorzaken. Over gevaar gesproken, het tweede artikel laat zien hoe Plaxis kan worden gebruikt in constructieve betrouwbaarheidsberekeningen die zijn gebaseerd op probabilistische methoden. Daarbij wordt falen niet primair gedefinieerd als bezwijken van de grondconstructie, maar kan ook worden gedefinieerd in termen van constructieve krachten of verplaatsingen. Het

\F iguur 1 Totale verplaatsingen ten gevolge van de historische groei, in een 2D model van de Cumbre Vieja. De

afschuifzone wordt gevormd door Post Collapse Sediments.

betreffende artikel laat zien dat probabilistische berekeningen met Plaxis zeer wel mogelijk zijn. Het derde artikel toont het gebruik van een nieuw model voor gedeeltelijk verzadigde grond. Het betreft een gecombineerde toepassing van niet-stationaire grondwaterstroming met PlaxFlow en deformatieberekeningen met Plaxis versie 8 op expanderende grond. Een van de conclusies is dat moet worden opgepast met het toelaten van zuigspanningen in deformatie- of stabiliteitsberekeningen. Het vierde artikel is een validatievoorbeeld van de groutanker modelleringsfaciliteit in het nieuwe 3D Foundation programma, dat binnenkort beschikbaar komt. De resultaten laten

zien dat dit een adequate manier is om groutankers in normale gebruiksomstandigheden te modelleren. Echter, er wordt benadrukt dat deze faciliteit niet moet worden gebruikt om de uittrekkracht te bepalen. Nabij bezwijken, worden de resultaten nogal mesh-afhankelijk. Wij denken dat het recente Plaxis bulletin voldoende interessante informatie bevat voor lezers van het blad Geotechniek, wat lezers ook zou kunnen stimuleren om de volgende keer zelf een bijdrage in te sturen. We wensen u veel leesplezier op www.plaxis.nl en kijken uit naar nog meer interessante projectbeschrijvingen voor de volgende bulletins. De redactie van het Plaxis bulletin

plaxis info Geotechniek | juli 2007

15

Bouwen in zee een uitdagend

Tweede Slappebodemdag De Tweede Slappebodemdag op 8 maart was net zo’n succes als de eerste in Boskoop in november 2005. Er was in het programma meer ruimte ingeruimd voor netwerken en bezoek aan de kennismarkt met stands van 15 adviesbureaus, aannemers, kennisinstellingen en leveranciers van lichtgewicht materialen, en daar werd ruim gebruik van gemaakt. Het programma bestond uit een technisch gericht ochtendprogramma waarin het Delft Cluster-project Balans centraal stond, en een meer beleidsmatig ingestoken middagprogramma. In de pauze konden de aanwezigen een bèta-versie van het afweegmodel Balans zelf testen.

Eén van de sprekers van het middagprogramma was Frank van Pelt van de provincie ZuidHolland. Hij ging in op de rol van de ondergrond in de planontwikkeling van de Zuidplaspolder bij Gouda. In de rubriek ‘The Magic of Geotechnics’ elders in deze Geotechniek wordt hij daarover geïnterviewd. Zowel de ochtendals de middagsessie werd besloten met een ‘mini-Community of Practice’. Een uitgekiende werkvorm, ontwikkeld samen met Traverse, maakte dat het gezelschap, ook na de thee ’s middags nog 60 man sterk, twee maal drie kwartier intensief met elkaar aan de slag ging. Lees verder www.delftcluster.nl/slappebodem

Succesvol seminar Snelle paaltesten Op 29 en 30 maart organiseerde Delft Cluster het seminar “Rapid Load Testing”, om de internationale samenwerking in het werkpakket “Snelle paaltesten” vorm te geven. De meest vooraanstaande onderzoekers, onder andere uit Japan, het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten van Amerika waren aanwezig. Het werkpakket “Snelle paaltesten” moet leiden tot een uitvoeringsnorm die past in de Eurocode en een interpretatierichtlijn. De norm geeft aan hoe de proef uitgevoerd moet worden om bruikbare resultaten te krijgen. De richtlijn geeft rekenregels, waarmee voor verschillende situaties het statische gedrag uit de proefresultaten bepaald kan worden.

De eerste dag hebben de onderzoekers hun wetenschappelijke resultaten gepresenteerd en aangegeven welke aspecten in de uitvoeringsnorm en de richtlijn opgenomen moeten worden. De presentaties leidden tot intensieve discussies. Deze dag is afgesloten met een diner in de binnenstad van Delft, waarbij een aantal deelnemers tot in de kleine uurtjes het Delftse uitgaansleven beleefd hebben. De tweede dag is besproken hoe de norm en de richtlijn vorm moeten krijgen. Delft Cluster, CUR-commissie H410 en het Engelse BRE zullen de norm en de richtlijn opstellen, waarbij onderzoekers uit de hele wereld bijdragen zullen leveren. Verder wordt het proces ondersteund door het WTCB in België en de LCPC uit Frankrijk.

Als we meer ruimte nodig hebben of een oplossing zoeken voor activiteiten die op land hinder veroorzaken, lonken we geregeld naar de zee. Denk aan de plannen voor een luchthaven op een eiland voor de kust. Volgens hoogleraar waterbouwkunde Marcel Stive staat het gemak waarmee bouwen in zee als optie wordt genoemd, niet in verhouding tot de complexiteit van landaanwinningsprojecten. “Er zijn nog tal van vraagstukken die moeten worden opgelost en waarnaar Delft Cluster onderzoek doet.” “Neem een megaproject als de Tweede Maasvlakte”, stelt Stive. “Deze uitbreiding van de bestaande Maasvlakte in westelijke richting komt voor een deel in veel dieper water te liggen dan de oorspronkelijke landaanwinning. Dat vraagt om andere oplossingen. Je kunt het talud bijvoorbeeld niet langzaam naar de zeebodem laten verlopen, maar moet er een soort trede in aanbrengen. We onderzoeken nu onder meer of op deze trede geotubes - zandworsten in geotextiel - nodig zijn om het wegvloeien van zand tegen te gaan. Een lastig vraagstuk is ook hoe je met de aanleg van een nieuw stuk land stromingspatronen beïnvloedt. Leidt de ingreep verderop niet tot kusterosie? De aanleg van de Nieuwe Waterweg heeft bijvoorbeeld de bestaande zandstroom langs de Noordzeekust drastisch veranderd. We doen dan ook veel onderzoek naar dit soort morfologische processen.” Zwevend stof “Een ander onderwerp waarnaar we onderzoek doen is de problematiek van zwevend stof. Zowel bij het winnen als aanbrengen van zand komen fijne deeltjes in suspensie. Wij ontwikkelen modellen om te voorspellen hoeveel fijn materiaal gaat wervelen. Ook onderzoeken we wat de samenstelling is van het materiaal en welke structuur de deeltjes hebben. Dat laatste is belangrijk om te kunnen voorspellen of het gaat verkleven en weer snel neerdaalt. De problematiek is in Nederland zeer actueel. Het belangrijkste gebrek dat de Raad Van State in 2005 constateerde bij de PKB voor de Tweede Maasvlakte was dat onvoldoende is aangetoond welk

delft cluster 16


e, de bezigheid effect de vrijkomende fijne stof heeft op vissenlarven in de Waddenzee. Ook in andere landen speelt deze problematiek. Zo hebben we in Singapore samen met de Public Utilities Board Singapore, de Singaporese Rijkswaterstaat, onderzoek gedaan naar het effect van zwevend stof bij een landaanwinningsproject op de visgronden van het buurland Maleisië.” Jetski “Van dit soort projecten, waarbij we onze kennis toepassen in het buitenland, leren we enorm veel. Dat is niet alleen onze ervaring met het project in Singapore, maar bijvoorbeeld ook bij de projecten die we in de VS uitvoeren samen met de US Geological Survey. De reden is denk ik dat je kennis meestal gebaseerd is op de specifieke situatie die in je eigen land geldt. Door je kennis te gebruiken in een andere situatie, wordt je gedwongen om alles nog eens goed te doordenken.” Stive vervolgt: “Als uitvloeisel van deze samenwerkingsprojecten ontwikkelen we ook gezamenlijk nieuwe onderzoekstechnieken. Een goed voorbeeld is de jetski met monitoringapparatuur om snel de zeebodem in kaart te kunnen brengen. Deze jetski ontwikkelen we samen met het Amerikaanse Office of Naval Research van de Delaware University. Belangrijke voordelen van een jetski zijn dat hij snel kan worden ingezet en ook, anders dan de schepen die tot nu toe voor dieptepeilingen worden gebruikt, in ondiep water metingen kan uitvoeren.“ Palen in zand Stive benadrukt dat het bij bouwen in zee niet alleen gaat om landaanwinningsprojecten, maar ook om de bouw van windmolenparken en het plaatsen van boorplatforms. Voor de fundering van dit soort installaties worden vaak stalen buispalen toegepast. Voordat ze de installaties hierop plaatsen, willen offshorebedrijven weten of deze palen voldoende draagkrachtig zijn . Een statische proefbelasting op open zee is echter moeilijk en kostbaar. Voor dat soort situaties is de snelle paaltest - een nieuwe beproevingstechniek waarbij een paal gedurende korte tijd wordt belast - praktischer.

Delft Cluster ontwikkelt kennis en regelgeving om deze paaltest te kunnen toepassen. Hoogleraar funderingstechniek Frits van Tol: “De kennis van het gedrag van klei bij snelle paaltesten is uitgebreid onderzocht, onder andere door de universiteit van Sheffield. Nederlandse palen ontlenen hun draagvermogen echter meestal aan een zandlaag. Daarom doet een promovendus nu onderzoek naar het gedrag van palen in zand.”

ben we met hen overeenstemming bereikt over de opzet van een Europese uitvoeringsnorm en de interpretatierichtlijn. Zo werken nu de universiteiten van Sheffield en Dundee en het BRE uit Engeland, het WTCB uit België en zelfs Amerikaanse en Japanse specialisten mee aan het opstellen van deze richtlijn. Daarmee hebben we internationaal een goede basis gelegd voor de uitvoeringsnorm en de richtlijn.

Europese norm “Tegelijkertijd richten we ons op de toepassing van de ontwikkelde en bestaande kennis. De sector wil namelijk regelgeving voor de uitvoering en interpretatie van de snelle paaltest. In eerste instantie wilden we een CUR-rapport opstellen, maar uiteindelijk hebben we besloten de lat hoger te leggen. Eén van de deelnemende sectorpartijen aan het onderzoek, Shell Global Solutions, wilde alleen meedoen als er een publicatie op Europees niveau zou komen. We hebben de lopende contacten met buitenlandse partners, zoals Sheffield, toen uitgebouwd en inmiddels heb-

“De snelle paaltest kan voor de off-shore industrie de belangrijkste testmethode worden door zijn snelle uitvoerbaarheid en brede toepasbaarheid. Het aantrekkelijke is dat hij niet alleen geschikt is voor het beoordelen van hoge axiale draagvermogens, maar ook van horizontaal belaste palen en paalgroepen. Een vereiste is wel dat de snelheidsafhankelijke effecten volledig worden begrepen.”

Postadres Delft Cluster Postbus 69 2600 AB DELFT

Gennaro Esposito, Civil Geotechnical Engineer, Shell Global Solutions International BV)

Bezoekadres Keverling Buismanweg 4, 2628 CL Delft Tel: 015 - 269 37 93 Fax: 015 - 269 37 99 Als u vragen heeft kunt u contact opnemen via [email protected]

delft cluster Geotechniek | juli 2007

17

KIVI NIRIA Titel artikel

Eerste lezingenavond: een groot succes! Op donderdag 10 mei 2007 is de Geotechniek lezingenavond is ere hersteld. In het verleden werden deze avonden gehouden in het KIVI NIRIA gebouw in Den Haag. De bedoeling is nu om eens per half jaar een lezingenavond te houden bij een in de branche werkzaam bedrijf. Fugro was op 10 mei het eerste gastbedrijf. Onder aankondiging van gastheer Mark Phelig werden er vier lezingen gehouden In de eerste lezing gaf Adriaan van Seters van Fugro een heldere uiteenzetting van de nieuwe opzet van de Europese geotechnische norm: Eurocode 7. Hij ging daarbij speciaal in op wat er wel en niet gaat veranderen ten opzichte van de huidige normen. Na een voortreffelijk verzorgd diner gaf Marco Peters van Grontmij een lezing over het gunstige effect van de palen bij de beschouwing van het verticaal evenwicht van een bouwput in Gouda. Op deze wijze was het mogelijk een dure onderwaterbetonvloer uit te sparen. Erwin de Jong van VWS Geotechniek vertelde over de bouwput van het Pieter Vreedeplein in Tilburg waar voor de bouwputwand is gekozen voor spanwanden afgehangen in een cementbentonietsleuf. Deze innovatieve oplossing maakte het mogelijk spanwanden zonder schade aan te brengen in een bebouwde omgeving en daarbij gebruik te maken van een diepgelegen waterafsluitende laag. Robert de Heij van Witteveen+Bos gaf een lezing over het ontwerp van een aanvaarconstructie in wellicht het moeilijkste stukje Nederlandse ondergrond: het IJ achter het CS te Amsterdam. Gezien de drukte bij veel bedrijven en het grote aanbod aan lezingen en cursussen was het aantal deelnemers, met ca. 40 man (helaas geen vrouwen: het enige minpuntje) boven verwachting. De eerste ‘lezingenavond nieuwe stijl‘ was daarmee een groot succes. De volgende zal zijn bij IC+E / Ballast Nedam te Nieuwegein op 14 november 2007.

14e Europese Geotechniek Conferentie, 24-27 september 2007, Madrid De 14e Europese Geotechniek Conferentie, met als thema “Geotechnical Engineering in Urban Environments”, wordt van 24 t/m 27 september 2007 in het Congrespaleis in Madrid gehouden. Aan de conferentie is een tentoonstelling verbonden, waar bedrijven en instellingen hun

afdeling Geotechniek Bijeenkomsten Afdeling Geotechniek van KIVI-NIRIA - Jaarprogramma 2007 Datum

Omschrijving

Locatie

5 september 2007

Excursie RUG Groningen Centrum voor Levenswetenschappen

Nijenborg 4 (Zernike complex), Groningen

11 september 2007

Mini-Symposium Van Sondering tot Grondmodellering

GeoDelft, Delft

4 oktober 2007

Geotechniekdag

Chassé Theater, Breda

31 oktober t/m 2 november 2007

Buitenland Excursie (i.s.m. Afdeling Tunneltechniek en Ondergrondse Werken)

Nog te bepalen

Begin november 2007

Actiedag GeoForum: Bruggen bouwen tussen bestuur en techniek

Wordt later bekend gemaakt

14 november 2007

2e Geotechniek Lezingenavond ‘07

Ballast Nedam, Nieuwegein

kennis en kunde aan de geotechnici in Europa kunnen demonstreren. Er zijn ca. 300 papers vanuit de diverse Europese landen ingediend. Deze en de andere schriftelijke bijdragen aan de conferentie worden in de proceedings van de conferentie afgedrukt en op een CD-rom gezet die aan de deelnemers van de conferentie zullen worden uitgereikt. Voorts benutten ca. 10 Europese en internationale technische commissies de conferentie om workshops te organiseren. Het programma omvat enkele bijzondere voordrachten, zoals de Jiménez Salas Lecture en een voordracht over de rol van het vakgebied geotechniek bij een multidisciplinaire benadering van het in stand houden van historische steden en monumenten. In de zes plenaire sessies komen de volgende onderwerpen aan de orde: • Funderen in stedelijke gebieden; normen en richtlijnen • Diepe ontgravingen in stedelijke gebieden • Ondergrondse werken in stedelijke gebieden • Herstel van bouwwerken en infrastructuur in stedelijke gebieden • Grondverbetering in stedelijke gebieden • Grondonderzoek in stedelijke gebieden Voor de meer actieve kennisuitwisseling zijn discussiesessies voorzien met 18 subthema’s. Daarbij spelen diverse Nederlandse en Belgische collega’s een prominente rol. Prof. W. Van Impe coördineert de met succes in Osaka geïntroduceerde forumdiscussie van praktijk- en academisch georiënteerde geotechnici. Prof. F. Barends treedt op als voorzitter en prof. A. van der Stoel als general reporter van een discussiesessie. Prof. J. Maertens en de heer P. van den Berg treden op als discussieleider.

Prof. C. Bauduin en de heren N. Huybrechts, F. Kaalberg, A. Bezuijen en V.M. Thumann treden tijdens discussiesessies op als panelist. De auteurs van de ingediende papers worden in de gelegenheid gesteld hun paper te presenteren tijdens een poster sessie. Tijdens de excursiemiddag op donderdag 27 september kunnen de volgende technische bezoeken worden afgelegd: •C EDEX faciliteiten voor het testen van railinfrastructuur, bouwwerken en haven modellen •T unnels voor de hoge snelheidslijn Madrid – Valladolid • Atocha – Chamartin tunnel • Overstapstation bij Puerta del Sol •V ergroting van het netwerk van de ondergrondse in Madrid • De ombouw van de stadsring M-30 in Madrid

Geotechniekdag op 4 oktober 2007 in Breda Op 4 oktober 2007 zal in het Chassé theater te Breda de tweejaarlijkse Geotechniekdag worden gehouden. Op deze dag vindt tevens de jaarlijkse bijeenkomst van de Nederlandse afdeling voor Geotechniek van KIVI NIRIA en het Genootschap Grondmechanica & Funderingstechniek van de Vlaamse TI-KVIV plaats. De Geotechniekdag wordt in samenwerking met het vaktijdschrift Geotechniek en de CUR georganiseerd. Het thema van de Geotechniekdag is ditmaal ‘Geotechniek – Grenzeloos’. Aan de Geotechniekdag is zoals gebruikelijk een expositie verbonden.

kivi niria 18


KIVI NIRIA is dé Nederlandse beroepsvereniging van en voor ingenieurs, opgeleid aan universiteiten en hogescholen, en vormt een hoogwaardig technisch kennis- en kennissennetwerk. Hiermee maakt KIVI NIRIA, het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs, het belang van techniek zichtbaar in onze samenleving en ondersteunt ingenieurs bij het uitoefenen van hun belangrijke taak. Ingenieurs staan aan de basis van innovatie, doordat zij hun technische kennis weten toe te passen ten behoeve van ontwikkeling in de maatschappij.

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 gronden 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 10.00 - 14.00 u), 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.

Deze rubriek besteedt aandacht aan de nationale en internationale normontwikkeling. In deze bijdrage wordt de achtergrond van de aanpassing van de ξ-factor in de nieuwe NEN 6743-1 toegelicht in relatie tot Eurocode 7, deel 1 en de verandering van de materiaalfactor γm;b4 in de nieuwe druk van NEN 6740. Tevens worden de ξ-waarden in de nog te verschijnen Nationale Bijlage bij Eurocode 7, deel 1, gepresenteerd. Deze rubriek verschijnt onder verantwoordelijkheid van de redactie van Geotechniek en komt tot stand met medewerking van de leden van de normcommissies.

De ξ-factor Met de introductie van de geotechnische ontwerpnormen in 1991 maakten we voor het eerst kennis met de factor ξ bij de berekening van de draagkracht van een paalfundering volgens NEN 6743, zie tabel 1. Een en ander hield verband met het toenmalige ontwerp van Eurocode 7 waarin een tabel was opgenomen met ξfactoren om het aantal proeven bij de veiligheidsbeschouwing in rekening te brengen. Daarbij werd echter nog geen rekening gehouden met de mogelijke overdracht van belastingen bij palen onder een stijf gedeelte van een bouwwerk. De toentertijd fungerende geotechnische normcommissie besloot ook dit effect bij het vaststellen van de ξ-factoren te betrekken. Bij de tabel in de oude NEN 6743 was de volgende toelichting geplaatst: de factor ξ dient om de capaciteit van het bouwwerk om krachten over te dragen van een punt met een ‘zwak’ funderingselement naar punten met een ‘sterk’ funderingselement en de door het uitvoeren van meer sonderingen verkregen betere kennis van de variabiliteit en de kwaliteiten van de grond,

2

3

4

5

7

10

ξ3

1,40

1,35

1,33

1,31

1,29

1,27

1,25

ξ3 = correlatiefactor voor de gemiddelde waarde \ Tabel 2 Waarden

voor ξ volgens de oorspronkelijke Eurocode 7, deel 1

1

2

3

4

5

7

10

0,71

0,74

0,75

0,76

0,78

0,79

0,80

1 / ξ for N = 1 / ξ3 \ Tabel 3 Waarden

voor 1/ξ volgens de oorspronkelijke Eurocode 7, deel 1

in rekening te brengen. Voor wat betreft de grootte van de factor ξ was de toelichting kort: de factor ξ is afgeleid uit een statistische analyse, waarbij een variatiecoëfficiënt is geselecteerd door kalibratie van de huidige praktijk. De statistische benadering is indertijd niet expliciet gepubliceerd. Maar in grote lijnen is toen dezelfde weg gevolgd als die bij het samenstellen van tabel 1 voor de nieuwe NEN 6743-1. Daarbij is gebruik gemaakt van de statistische relatie:

Met behulp van ξ wordt de veilige ondergrens van de gemiddelde draagkracht van een paalfundering op een locatie bepaald, met een 5% onderschrijdingskans. De factor 1,65 in deze formule geldt voor een normale verdeling en als de spreiding bekend wordt verondersteld, zoals hier het geval is. Voor de meest voorkomende gevallen (M ≥ 3 en N ≥ 3) is een variatiecoëfficiënt V ter grootte van 0,12 aangehouden. De ξ-waarden in Eurocode 7, deel 1, ofwel NENEN 1997-1, zijn te vergelijken met de reciproque waarden van ξ in NEN 6743. Deze ξ-waarden hebben een iets andere statistische achter-

N

M 1 2 3 – 10 > 10

1

ξ for N =

1

2

3

4

5

10

>10

0,75 0,78 0,81 0,82

0,78 0,81 0,84 0,86

0,79 0,83 0,86 0,87

0,80 0,84 0,87 0,89

0,81 0,84 0,87 0,89

0,82 0,86 0,89 0,91

0,83 0,87 0,90 0,92

M = aantal palen onder het beschouwde deel van het bouwwerk N = aantal uitgevoerde sonderingen \ Tabel 1 Waarden

voor ξ volgens de inmiddels vervallen NEN 6743

grond [Bauduin, 2001]. Er wordt namelijk uitgegaan van een klein aantal beschikbare terreinproeven, waarbij het gemiddelde (van de berekende draagkrachten) wordt geschat. Hiervoor wordt het gemiddelde van de hoogste en laagste waarde genomen. Deze benadering biedt de mogelijkheid om de laagste waarde qua veiligheid ook nog eens apart te bezien, hetgeen tot uitdrukking is gebracht door het introduceren van de factor ξ4. Deze factor wordt in het vervolg van dit artikel overigens buiten beschouwing gelaten. Ook de variatiecoëfficiënt is een schatting en wordt dus in afwijking van de Nederlandse aanpak niet bekend verondersteld. De ξ-factoren zoals die in tabel A.10 van de oorspronkelijke Eurocode 7, deel 1 staan (zie tabel 2) zijn echter net als in de oude NEN 6743 gebaseerd op een variatiecoëfficiënt van 12%, waarbij ten opzichte van de berekende waarde een kleine veiligheidsmarge is ingebouwd. Wat in tabel 2 opvalt, is dat er geen onderscheid wordt gemaakt naar het aantal palen dat zorgt voor de draagkracht van de fundering. Wel staat in artikel 7.6.2.3 (7) van Eurocode 7, deel 1, dat voor bouwwerken die voldoende stijfheid en sterkte hebben om belastingen van ‘zwakke’ naar ‘sterke’ palen over te dragen, de factor ξ3 door 1,1 mag worden gedeeld. De verschillende landen mogen overigens de getallen in de tabellen voor de partiële factoren en de ξ-factoren in de oorspronkelijke Eurocode 7, deel 1 aanpassen aan de in het betreffende land geldende praktijk, hetgeen ook in Nederland inmiddels in de Nationale Bijlage is gebeurd. In de nieuwe NEN 6743-1 zijn de waarden van ξ zo goed mogelijk aangepast aan de in tabel 2 weergegeven waarden uit de oor-

normen en waarden 20


N

M 1 of 2a 3≤M≤6 7≤M≤9 ≥ 10

1

2

3

4

5

7

≥ 10

0,72 0,76 0,78 0,79

0,76 0,80 0,84 0,85

0,77 0,82 0,86 0,87

0,78 0,83 0,87 0,88

0,78 0,84 0,88 0,89

0,79 0,84 0,89 0,89

0,80 0,85 0,90 0,91

Ook bij twee palen wordt het systeem beheerst door één paal. In het algemeen zal bij een statisch bepaalde ondersteuning door twee palen niet meer zijn voldaan aan 5.2.2.1 als één paal wordt weggenomen. a

\ Tabel 4 Waarden

voor ξ volgens de nieuwe NEN 6743-1

spronkelijke Eurocode 7, deel 1 [Heijnen, 2002]. Er is daarbij rekening mee gehouden dat zowel in de oude als de nieuwe NEN 6743 de reciproque waarde van ξ uit de Eurocode 7, deel 1, wordt gebruikt, zie tabel 3. Het was van het begin af aan de bedoeling de nieuwe tabel 1 van NEN 6743-1 zo goed mogelijk te laten aansluiten bij tabel A.10 in Eurocode 7, deel 1. Daarom is in NEN 6743-1 een aanpassing doorgevoerd van de ξ-factor en wel zodanig dat de waarden bij M = 1 (0,72 à 0,80) in de nieuwe NEN 6743-1 ongeveer overeenkomen met de reciproque waarden van Eurocode 7, deel 1 (0,71 à 0,80). Dit betekent een verkleining van 4 % ten opzichte van de waarden voor ξ in de oude druk van NEN 6743, zie tabel 4. Om het veiligheidsniveau gelijk te houden, is de partiële materiaalfactor γm;b4 in de nieuwe druk van NEN 6740 daarom eveneens met 4% aangepast en verlaagd van 1,25 naar 1,20. In de Nationale Bijlage bij Eurocode 7, deel 1 is de Nederlandse invulling gegeven van tabel A.10 in Eurocode 7, deel 1. De tabel is gesplitst in twee delen, één voor een niet-stijf bouw-

Referenties [1] C. Bauduin (2001): Design procedure according to Eurocode 7, Proc. Symp. on Screw Piles Installation and Design in Stiff Clays [2] W.J. Heijnen (2002): Notitie betreffende de aanpassing van tabel 1 van de nieuwe druk van NEN 6743 aan de Eurocode 7, deel 1 (prEN 1997-1) [3] Fugro Ingenieursbureau (2006): Voorstel Nationale Bijlage NEN-EN 1997-1

1

2

3

4

5

7

10

1,39

1,32

1,30

1,28

1,28

1,27

1,25

ξ for N = ξ3

werk (tabel A.10a) en één voor een stijf bouwwerk (tabel A.10b). Deze zijn achtereenvolgens weergeven als tabel 5 en 6. Door middel van een variatiestudie zijn de waarden in de tabel A.10 van de oorspronkelijke Eurocode 7, deel 1 zodanig aangepast dat ten opzichte van de huidige Nederlandse praktijk geen noemenswaardige trendbreuk ontstaat [Fugro, 2006]. De materiaalfactor (in de Nationale Bijlage weerstandsfactor genoemd) is in de Nationale Bijlage 1,20 net als in de nieuwe NEN 6740 (tabellen A.6 t/m A.8, Set R3, geval c in de Eurocode 7, deel 1).

ξ3 = correlatiefactor voor de gemiddelde waarde \ Tabel 5 Waarden

1

2

3

4

5

7

10

1,26

1,20

1,18

1,17

1,17

1,15

1,14

ξ for N = ξ3

voor ξ voor een niet-stijf bouwwerk volgens de Nationale Bijlage van Eurocode 7, deel 1

ξ3 = correlatiefactor voor de gemiddelde waarde; de factor 1,1 volgens art 7.6.2.3 (7) van Eurocode 7, deel 1, is verwerkt in deze factoren \ Tabel 6 Waarden

voor ξ voor een stijf bouwwerk volgens de Nationale Bijlage van Eurocode 7, deel 1

normen en waarden Geotechniek | juli 2007

21

\F iguur 2 Verband tussen paalstijfheid en grondverplaatsing; op de horizontale as de vrije

\F iguur 1 Praktijkvoorbeelden van horizontaal door gronddruk belaste palen

bij TU-Delft

door ing. H.J. Everts (docent) In deze rubriek wordt een samenvatting gegeven van het afstudeerwerk van die studenten Civiele Techniek aan de Technische Universiteit Delft, die afstudeerden in de geo techniek. Dit keer wordt het werk besproken van ir. I. Cherqaoui en ir. M. de Koning, die beide afstudeerden bij prof. ir. A.F. van Tol.

Door grond horizontaal belaste palen ir. I. Cherqaoui Isra Cherqaoui is in mei 2006 afgestudeerd op het onderwerp “door grond horizontaal belaste palen”. Dit fenomeen doet zich voor indien palen zich bevinden in een grondmassief dat in horizontale richting verplaatst. Voorbeelden van praktijksituaties zijn de palen onder een

grondverplaatsing en op de verticale as de gronddruk tegen de paal. Het snijpunt van de grondverplaatsingslijn en de paalstijfheidslijn geeft de gronddruk tegen de paal in een evenwichtsstand

landhoofd, palen onder kadeconstructies en randpalen onder een kelder, nadat de grondkeringen zijn getrokken (zie figuur 1). Tot op heden worden er twee methoden onderscheiden, waarmee dit probleem wordt benaderd. In de meest eenvoudige methoden (de methode Begemann-De Leeuw en de methode MSheet) wordt eerst de vrije grondverplaatsing bepaald, zonder de invloed van de remmende werking van de palen. In een vervolgstap wordt de interactie tussen de paal en de bewegende grond beschouwd (zie figuur 2). In de meer geavanceerde methode wordt de interactie tussen de paal en de grond in één berekeningsgang bepaald. Meestal gebeurt dat in een elementenmodel (zie figuur 3). In de studie zijn vier berekeningsmethoden naast elkaar gezet, te weten: • methode “Begemann-De Leeuw”, waarbij één slappe laag, al dan niet voorzien van een rekstijve bovenlaag, in een plane strain-situatie wordt be- of ontlast. De grond wordt geacht

\F iguur 3 Met Plaxis berekende horizontale grondverplaatsingen

zich lineair elastisch en ongedraineerd te gedragen; • methode “MSheet”, waarbij in eerste instantie de grondverplaatsing aan een buigslappe paal wordt opgelegd. Vervolgens wordt de paal zijn eigen buigstijfheid gegeven en veert deze terug. Een meerlagensysteem en gedraineerd, elasto-plastisch grondgedrag is mogelijk; • methode “Plaxis 2D”, waarbij grond en paal in één rekenmodel zijn geïntegreerd. De palen moeten daarbij tot een plane-strain situatie worden geschematiseerd; • methode “Plaxis 3D”, waarbij grond en paal zonder grote schematisaties kunnen worden beschouwd. Een meerlagensysteem, al dan niet gedraineerd en niet lineair-elastisch grondgedrag zijn mogelijk. Een belangrijk deel van de studie is besteed aan het met Plaxis voorspellen van de onbelemmerde grondverplaatsing. Daartoe zijn op basis van de resultaten van de laboratoriumproeven de inputparameters bepaald. De berekeningsresultaten zijn vergeleken met de gemeten grondverplaatsing tijdens de NoRecess proef. Als ijkpunt zijn de metingen gebruikt aan het einde van de consolidatieperiode. Als grondmodel is gekozen voor Soft Soil (SS) en Hardening Soil (HS), waarbij de kruip in rekening is gebracht door de E-moduli te verlagen met een factor, die overeenkomt met het aandeel van de te verwachten verplaatsing door kruip ten opzichte van de verwachte verplaatsing ten gevolge van consolidatie.

afstudeerders 22


\F iguur 4 Traverse die leidt tot een (dynamische) verticale belasting op een damwand

Verticaal evenwicht van damwandconstructies ir. M. de Koning Michel de Koning is in juni 2005 afgestudeerd op het onderwerp “verticale draagkracht van damwandconstructies”. Praktijkvoorbeelden, waarin die draagkracht van belang is, zijn per-

manente damwanden in parkeergarages, waarbij de vloeren zijn opgelegd op of bevestigd zijn aan de damwanden, bij onder een hoek verankerde damwanden en bij damwanden, waarbij de heistelling rijdt op een traverse die op de damwanden rust (zie figuur 4). CURpublicatie 166, 4e druk, bevat een passage waarin is aangegeven hoe de verticale draagkracht van damwanden kan worden bepaald. Daarbij is de verticale verplaatsing van de

\F iguur 5 Krachtswerking in verticale richting in het grensvlak damwand-grond

wand buiten beschouwing gelaten ( figuur 5). De studie is erop gericht om een theoretisch model te maken dat geschikt is om in een ve renmodel opgenomen te kunnen worden. Om dat te kunnen doen, is de mobilisatie van de schuifspanning tussen de damwand en de grond afhankelijk gesteld van de relatieve verticale verplaatsing tussen beide ( figuur 6). Aangenomen is dat in zand bij een verschilverplaatsing van 10 mm tussen grond en damwand de schuifspanning maximaal gemobiliseerd is en in klei bij 20 mm. Voor het doen omslaan van de richting van de schuifspanning is de dubbele verschilverplaatsing nodig geacht. Als maximale schuifspanning is die schuifspanning aangehouden, die gemobiliseerd kan worden bij de heersende horizontale effectieve spanningen die ontstaan tijdens het in horizontale richting verplaatsen van de wand. Omdat in een verenmodel-berekening de verticale verplaatsing van de omringende grond niet wordt berekend, maar in het gekozen model wel bepalend is voor de grootte van de verschilverplaatsing tussen de damwand en de grond en dus voor de gemobiliseerde schuifspanning, is de verticale grondverplaatsing afhankelijk gesteld van de horizontale verplaatsing van de damwand. Daarbij is aangehouden dat de verticale grondzakking 50% bedraagt van de horizontale damwandverplaatsing.

\F iguur 6 Karakteristiek van een “schuifveer” en de “teenveer”

afstudeerders Geotechniek | juli 2007

23

Zuidplaspolder: plannen met de ondergrond Door Peter Juijn Bij de planontwikkeling van de Zuidplaspolder bij Gouda is van het begin af aan rekening gehouden met de ondergrond en de waterhuishouding. Frank van Pelt, projectleider Zuidplaspolder bij de provincie Zuid-Holland, vertelt over het proces waarbij alle partijen aan tafel zaten en werkten aan een gemeenschappelijke oplossing. Een verhaal dat duidelijk maakt hoe techniek een rol kan spelen bij bestuurlijke processen en ruimtelijke planvorming. Hoewel de aanpak heel logisch lijkt, is het volgens Van Pelt nog steeds bijzonder als bij ruimtelijke planvorming zo nadrukkelijk vanaf het begin rekening wordt gehouden met de ondergrond en de waterhuishouding: “Stedenbouwkundigen denken in het algemeen vanuit een heel ander kader. Daardoor komen ondergrond en waterhuishouding meestal pas in een veel later stadium van de planvorming in beeld. Vaak ligt er dan al zo veel vast, dat je het ruimtegebruik niet meer kunt afstemmen op de lokale omstandigheden. Dat is zonde, want problemen als wateroverlast en verzakkende infrastructuur die zich nu in diverse Vinexlocaties voordoen, zijn met onze aanpak - waarbij je de grondslag heel expliciet maakt - te voorkomen.”

Verstedelijkingsopgave Om uit te leggen hoe het proces is verlopen, begint Van Pelt bij het provinciale beleid. “De provincie Zuid-Holland staat voor een forse verstedelijkingsopgave voor de Zuidvleugel van de Randstad. Uitgangspunt voor de periode 2010 tot 2030 is de realisatie van 15.000 tot 30.000 woningen, 150 tot 300 hectare bedrijfsterrein en 200 hectare nieuwe glastuinbouw. Vijf jaar geleden is een brede stuurgroep met participanten van 23 partijen - waaronder gemeenten in het plangebied, vier ministeries, natuur- en milieuorganisaties, het hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard, LTO en de provincie - gaan onderzoeken of deze verstedelijkingsopgave in de driehoek Rotterdam, Zoetermeer en Gouda haalbaar was. Daarbij waren er twee opties: bouwen in de driehoek Bergschenhoek, Berkel en Rodenrijs en Bleiswijk, de zogeheten B-driehoek, en het verplaatsen van de bestaande glastuinbouw uit dit gebied of bouwen in de Zuidplaspolder. De stuurgroep heeft vanuit een hoog schaalniveau naar het gebied gekeken en uiteindelijk geconcludeerd dat de glastuinbouw in de B-driehoek geconcentreerd moet blijven. Ook concludeerde ze dat droogmakerijen zich beter lenen voor intensieve verstedelijking dan veenweidegebieden. Daarmee was de keuze voor de Zuidplaspolder als verstedelijkingsgebied een feit.”

Lagenbenadering “Nadat deze keuze was vastgelegd in een Interregionale Structuurvisie is een nieuwe, kleinere stuurgroep gestart met de uitwerking van deze visie in het Intergemeentelijk Structuurplan Zuidplas. Deze stuurgroep bestond uit de vijf betrokken grondgebiedgemeenten -Zevenhuizen-Moerkapelle, Nieuwerkerk aan den IJssel, Moordrecht, Gouda en Waddinxveen - de gemeente Rotterdam, het hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard en de provincie. De stuurgroep is van het begin af aan uitgegaan van de zogeheten lagenbenadering en heeft de bodem en de waterhuishouding als basis genomen voor de ruimtelijke inrichting van het gebied. De keuzen per laag hebben de leden van de stuurgroep steeds gezamenlijk gemaakt.”

Gevarieerde ondergrond “De Zuidplaspolder is een droogmakerij uit het midden van de negentiende eeuw. Nadat het water weg was, bleef er een gebied over met een gevarieerde ondergrond. Het noordelijke deel heeft een kleibodem, omdat het veen hier is afgegraven tot op de kleilaag. Het middendeel, dat globaal ligt tussen de spoorlijnen Gouda Den Haag en Gouda - Rotterdam, is een gebied met kreekruggen, waar veen en klei elkaar

De lagenbenadering:

\F iguur 1 De lagenbenadering (Bron: MIRUP)

De lagenbenadering legt de ruimte uiteen in drie lagen: de ondergrond, de netwerklaag en de occupatielaag. Deze drie lagen zijn elk aan veranderingen onderhevig, maar met verschillende tijdhorizonten. De ondergrond is ‘eeuwig’, de laag met netwerken heeft een levensduur van veertig tot tachtig jaar en de occupatielaag een levensduur van tien tot dertig jaar. Essentieel bij deze benadering is dat de ondergrond (de bodem en de waterhuishouding) als basis wordt genomen voor de ruimtelijke inrichting van een gebied. Henk Werksma schreef eerder in deze rubriek (april 2005) over de lagenbenadering.

the magic of geotechnics 24


Hollandsche IJssel

Noordkade

Bentwoud

A

Ringvaart Zuidplaspolder

BODEM EN ECOLOGIE - bodemkaart

3-HOEK RGZ - 2003

-4.5 m -5.5 m

B

B'

C

< -5.5 m

zeeklei

kattenklei moerige grond

flexibel peil

stabiel peil

veen licht flexibel peil, “vernatting”

C'

A'

\ Figuur 2 Zuidplaspolder lagenbenadering: de bodemlaag

afwisselen. De ondergrond in het laaggelegen zuidelijke deel bestaat uit veen. De oorspronkelijke veenlaag was hier namelijk zo dik dat bij de vervening een fors pakket veen is achtergebleven. Naast de venige ondergrond kent het zuidelijke deel een hoge kweldruk waardoor het gevaar van opbarsten dreigt.”

Maatwerk Van Pelt vervolgt: “Op grond van deze bodemeigenschappen en de lokale waterhuishouding hebben we ervoor gekozen het zuidelijke deel te reserveren voor natuur en recreatie en het waterpeil hier te stabiliseren of zelfs te verhogen. In het gebied met de kreekruggen kwelt heel schoon water op en vind je bijzondere plantengemeenschappen. Op die plekken plannen we ook natuur, terwijl we voor de hogere delen uitgaan van een gevarieerde bebouwing, waarbij maatwerk nodig is. Het noordelijke kleigebied tenslotte heeft een betere ondergrond dan de gemiddelde Vinexwijk. Dit gebied hebben we vooral bestemd voor de glastuinbouw en bedrijventerreinen. Daarbij kiezen we voor dubbel grondgebruik, zoals glastuinbouwbedrijven die bovenop de hallen van transportondernemingen staan. Verder plannen we in dit gebied, evenals in het middengebied, extra woningbouw tegen de bestaande woonkernen aan.“ Unieke kans Dat het bij de inrichtingsplannen voor de Zuidplaspolder, anders dan bij veel andere ruimtelijke planvormingsprocessen, goed is gegaan, heeft volgens Van Pelt in de eerste plaats te maken met de organisaties en de mensen die

\ Figuur 3 Hydrologische doorsnede langs lijn A-A van figuur 2

bij de planvorming betrokken waren. “Het hoogheemraadschap en de natuur- en milieuorganisaties, die zich altijd bezighouden met bodem en water, hebben uiterst constructief meegedacht. Verder zat er een landschapsarchitect in de werkgroep die heel bewust de landschappelijke waarden van het gebied wilde meenemen. Zelf heb ik ook gestimuleerd om de ondergrond en de waterhuishouding als basis te nemen. Ik ben ooit als civiel ingenieur in Delft afgestudeerd op het bouwrijp maken van nieuwe stedelijke gebieden. Toen al had ik het idee dat je de ondergrond veel eerder zou moeten meenemen. De plannen voor de Zuidplaspolder waren een unieke kans om dat nu eens in de praktijk te brengen.”

Integrale keuzen “Vanzelfsprekend gaat het niet alleen om betrokken mensen en organisaties”, vervolgt Van Pelt. “Bij de start moeten ook de randvoorwaarden gunstig zijn. Wij hadden het voordeel dat de schaal van het plangebied vrij groot is en er nog maar weinig was vastgelegd. Bovendien hadden we de ruimte om te starten met een systematische verkenning van de mogelijkheden. Dat is een vereiste om goede en integrale keuzen te kunnen maken. We hebben eerst de werkwijze en kwalitatieve uitgangspunten vastgelegd. Vervolgens hebben we een atlas gemaakt met allerlei basismateriaal, waarvoor we ook deskundigheid konden inhuren. Zo hebben de bureaus H+N+S landschapsarchitecten en Palmboom en Van den Bout een belangrijke bijdrage geleverd. Daarnaast heeft de Dienst Landelijk Gebied kennis ingebracht over kwelstromen en hebben we via het hoog-

heemraadschap expertise ingehuurd om te bepalen hoe we vuil water uit het gebied kunnen omleiden om de plekken met schone kwel, de zogenoemde waterparels. Weer een ander voorbeeld is de inhuur van verkeerskundige kennis. Uit een analyse bleek dat het hoofdwegennet aan zijn maximale capaciteit zat. Daarom gaan we in de plannen nu uit van een onderliggend wegennet dat aanvullend is op het hoofdwegennet.”

Meedenken In het zuidoostelijke, venige deel van de Zuidplaspolder heeft de gemeente Gouda de wijk Westergouwe gepland. Op de vraag wat hij daarvan vindt, antwoordt Van Pelt: “Zelf vind ik dat je eigenlijk niet in het restveengebied zou moeten willen bouwen. Niet alleen is het bouwrijp maken op dit soort slappe bodems veel ingewikkelder, je krijgt ook te maken met aanmerkelijk hogere kosten voor beheer en onderhoud. Wat dat betreft heb ik dus mijn bedenkingen. Tegelijkertijd weet ik dat deze locatie voor Gouda de minst slechte was. Ik moet ook zeggen dat ze de planvoorbereiding zeer serieus hebben aangepakt. Bouwen op een dergelijke locatie kan eigenlijk alleen als je alle watergerelateerde zaken goed voor elkaar hebt. Dat is bij Westergouwe het geval. De gemeente heeft allerlei deskundige partijen uitgenodigd om mee te denken en dat heeft geleid tot een hoogwaardig plan. Zo is gekozen voor een getrapt waterpeil, woningen met de woonfuncties op de eerste etage, en drijvende woningen. Daarmee wordt goed ingespeeld op de lastige lokale omstandigheden.”

the magic of geotechnics Geotechniek | juli 2007

25

internationale internationale

technische commissies

Technische commissies actief in Madrid Technische commissies (TC’s) spelen een belangrijke rol in het voortraject van de normontwikkeling, niet alleen nationaal, maar ook internationaal. In deze uitgave van Geotechniek wordt aandacht besteed aan de workshops die een aantal TC’s in september 2007 organiseert tijdens de Europese conferentie in Madrid. Voorafgaand aan de opening van de conferentie vinden er op zondag 23 september 2007 drie workshops plaats: • de internationale commissie TC 3, Geotechnics of Pavements, organiseert van 10 tot 14 uur een workshop met als onderwerp ‘Management of Materials for Infrastructures in urban environments’. De workshop richt zich op het hergebruik van materialen en op innovaties in de bouw. Voor de workshop konden papers worden ingediend, waarover verslag zal worden gedaan. Er zullen 3 tot 4 geselecteerde papers door de auteurs worden gepresenteerd; • de internationale commissie TC 38, Soil-Structure Interaction, zal zichzelf tijdens een workshop die eveneens tussen 10 en 14 uur is geprogrammeerd, voor het eerst presenteren voor een breed internationaal publiek. Deze commissie is in 2005 opgericht; • de Deense Geotechnical Society organiseert van 15 tot 19 uur een gezamenlijke workshop van de Europese Technische commissie ERTC 10, Evaluation Committee for the Application of EC 7, en van de internationale technische commissie TC 23, Limit State Design in Geotechnical Engineering. De bijeenkomst staat in het teken van de eind 2005 overleden prof. Krebs Ovesen die een grote rol heeft gespeeld bij het totstandkomen van Eurocode 7, Geotechnical Design. Het thema is ‘Spirit of Krebs Ovesen – challenges in geotechnical engineering’; Maandag 24 september 2007, de eerste dag van de conferentie, zijn er twee workshops gepland: • de internationale technische commissie TC 17, Ground Improvement, organiseert van 10.45 tot 18 uur een workshop. Deze technische commissie kent veel leden en bestaat al vele jaren. Vanuit zowel België als Nederland wordt er al die tijd actief aan bijgedragen. Prof. Jan Maertens is één van de voorzitters van de workshop; • de internationale technische commissie TC 6, Unsaturated Soils, organiseert dezelfde dag een workshop van 16.45 tot 18.30 uur. Het programma is nog niet bekend, maar zal naar verwachting niet veel afwijken van de andere workshops: er zullen door een aantal deskundigen papers worden gepresenteerd en er zal gelegen-

heid zijn om met elkaar over een aantal onderwerpen te discussiëren. Op dinsdag 25 september 2007, eveneens gelijktijdig met de conferentie, vinden er drie workshops plaats: • de internationale commissie TC 16, Ground Properties Characterization from In-Situ Tests, organiseert van 12.45 tot 14.15 uur een voor iedereen toegankelijke bijeenkomst over dit voor zowel België als Nederland interessante onderwerp; • de Europese technische commissie ERTC 7, Numerical Methods in Geotechnical Engineering, organiseert aansluitend van 14.15 tot 16 uur een workshop. In deze commissie zijn België en Nederland beide vertegenwoordigd. De activiteiten van deze commissie zijn beschreven in het januarinummer van Geotechniek van dit jaar; • van 16.30 tot 18.15 uur organiseert de Europese technische commissie ERTC 12, Evaluation Committee for the Application of EC 8, een speciale sessie. Tijdens de workshop zullen enkele toepassingen van Eurocode 8, Design of structures for earthquake engineering, worden gepresenteerd om de consequenties van het gebruik van die norm te demonstreren. Daarbij zal een aantal suggesties worden gedaan voor het in de toekomst updaten en verbeteren van Eurocode 8. Ook voor deze workshop konden papers worden ingediend. Op de laatste dag van de conferentie, donderdag 27 september 2007, vindt er nog één workshop plaats: • de internationale technische commissie TC 28, Underground Construction in Soft Ground, organiseert van 9 tot 12 uur een bijeenkomst. In deze commissie zijn diverse Nederlandse vertegenwoordigers actief. De activiteiten van deze commissie zijn beschreven in het januarinummer van Geotechniek van 2005. Informatie over de workshops en details van de diverse programma’s zijn te vinden via www.ecsmge2007.org/workshops.

Overzicht Technische Commissies van de ISSMGE TC

Naam

JTC 1

Landslides and Engineered Slopes

JTC 2

Representation of Geo-Engineering Data

JTC 3

Education and Training

JTC 4

Professional Practice

JTC 5

Sustainable Use of Underground Space

JTC 6

Ancient Monuments/Historic Sites

JTC 7

Soft Rocks and Indurated Soils

TC 1

Coastal Engineering and Dyke Technology

TC 2

Physical Modelling in Geotechnics

TC 3

Geotechnics of Pavements

TC 4

Earthquake Geotechnical Engineering and Associated Problems

TC 5

Environmental Geotechnics

TC 6

Unsaturated Soil

TC 8

Frost Geotechnics

TC 16

Ground Property Characterization from In-Situ Tests

TC 17

Ground Improvement

TC 18

Deep Foundations

TC 23

Limit State Design in Geotechnical Engineering

TC 28

Underground Construction in Soft Ground

TC 29

Laboratory Stress Strain Strength Testing of Geomaterials

TC 32

Engineering Practice of Risk Assessment and Management

TC 33

Geotechnics of Soil Erosion

TC 34

Prediction and Simulation Methods in Geomechanics

TC 35

Geo-Mechanics from Micro to Macro

TC 36

Foundation Engineering in Difficult Soft Soil Conditions

TC 37

Interactive Geotechnical Design

TC 38

Soil-Structure Interaction

TC 39

Geotechnical Engineering for Coastal Disaster Mitigation and Rehabilitation

TC 40

Forensic Geotechnical Engineering

TC 41

Geotechnical Infrastructure for Mega Cities and New Capitals

ERTC 3

Piles

ERTC 7

Numerical Methods in Geotechnical Engineering

ERTC 10

Evaluation Committee for the Application of EC 7

ERTC 12

Evaluation Committee for the Application of EC 8

TC =

internationale technische commissie van de International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (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)

ERTC =

Europese regionale technische commissie

technische commissies 26


DP for Civil Engineering

Wie zoekt kent Educom niet. Wie Educom kent zoekt niet.

� Geotechnical computation ��Field investigation ��Laboratory analysis

GGU-RETAIN Geotechnical design and structural analysis of all types of anchored, strutted and free retaining walls.

The geoengineering software suite developed by GGU engineers comprises 43 programs covering a wide range of applications for geotechnical design, site investigation and laboratory analysis.

GGU-Software distrubution world wide

Goed uitgeven is ons vak Voor het uitgeven van uw brochures, nieuwsbrieven en bedrijfsmagazine

Am Hafen 22 D-38112 Braunschweig Germany Phone +49 - (0)531- 2159849 Fax +49 - (0)531 - 2159851 [email protected]

educom communicatie

T 010 - 425 65 44 E [email protected]

www.uitgeverijeducom.nl

Bezwijksterkte van grond in stabiliteitsanalyses voor waterkeringen Ing. T.A. van Duinen GeoDelft Ir. E.O.F. Calle GeoDelft

Inleiding In opdracht van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat is GeoDelft gestart met een onderzoek naar een verbeterde modellering en beoordeling van de taludstabiliteit van waterkeringen. Hiervoor is op verzoek van het toenmalige Hoogheemraadschap van de Alblasserwaard en de Vijfheerenlanden (nu Waterschap Rivierenland) een onderzoeksvoorstel opgesteld. Aanleiding hiervoor was het feit dat de Lekdijk tussen Nieuw-Lekkerland en Groot-Ammers over grote delen niet kan worden goedgekeurd bij de Toetsing op Veiligheid 1 . Het toetsaspect macrostabiliteit binnenwaarts bij opdrijven is hiervan de oorzaak. Op advies van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde is ook het Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier bij het onderzoek betrokken. Dit in ver-

1

Waterkeringbeheerders dienen volgens de Wet op de waterke-

ring iedere vijf jaar de waterstaatkundige veiligheid van de primaire waterkeringen te beoordelen. De Minister van Verkeer en Waterstaat stelt een Voorschrift Toetsen op Veiligheid beschikbaar op basis waarvan de waterkeringen dienen te worden getoetst. Dit voorschrift geeft criteria waaraan de primaire waterkeringen dienen te voldoen. Het voorschrift geeft ook aan volgens welke methoden de beoordeling moet worden uitgevoerd. Bij de beoordeling van de diverse faalmechanismen wordt achtereenvolgens een globale, gedetailleerde en geavanceerde toetsing doorlopen totdat een definitief oordeel kan worden gegeven.

28

SA MENVATTI NG Bij analyses van de taludstabiliteit van waterkeringen wordt in de huidige adviespraktijk onvoldoende onderscheid gemaakt tussen echt bezwijken en eisen voor vervorming. De huidige werkwijze staat eigenlijk voor het met een kleine kans overschrijden van een niet nader gespecificeerde kleine vervorming. Met een nieuw gestart onderzoek wordt beoogd de werkelijke sterkte van waterkeringen zichtbaar te maken. Daarbij zal worden uitgegaan van de bezwijksterkte van grond. Deze kennisontwikkeling leidt tot de mogelijkheid om scherper te toetsen en daarmee dijkverbetering verantwoord uit te stellen. De gevolgde werkwijze van het onderzoek zal worden vastgelegd in een volgende versie van het Voorschrift Toetsen op Veiligheid.

band met de Markermeerdijk die over grote delen eveneens niet kan worden goedgekeurd bij de Toetsing op Veiligheid. Ook hier is het toetsaspect macrostabiliteit binnenwaarts de oorzaak. Het onderzoek wordt uitgevoerd in het kader van het project Sterkte & Belastingen Waterkeringen van Rijkswaterstaat, dat als doelstelling heeft het invullen van de belangrijkste kennisleemtes ten behoeve van de toetsing van primaire waterkeringen. Het onderzoek wordt begeleid door een klankbordgroep met vertegenwoordigers van Waterschap Rivierenland, Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier, Provincie Zuid-Holland en de Werkgroep Techniek van het Expertise Netwerk Waterkeringen (ENW). De doelstelling van het onderzoek is de ontwikkeling en de validatie van een nieuwe toetsmethodiek voor de taludstabiliteit van waterkeringen. In de huidige adviespraktijk wordt onvoldoende onderscheid gemaakt tussen echt bezwijken van waterkeringen en de eisen voor vervorming van waterkeringen. Met andere woorden: er wordt onvoldoende onderscheid gemaakt tussen het aspect veiligheid en de aspecten bruikbaarheid en beheer en onderhoud. Dit laatste is zeker van belang bij het ontwerpen van dijken of dijkverbeteringen, maar speelt in beginsel geen rol bij het toetsen op veiligheid. Door deze werkwijze wordt de werkelijke sterkte van waterkeringen niet in rekening gebracht. Met

het inmiddels gestarte onderzoek wordt beoogd de werkelijke sterkte van waterkeringen zichtbaar te maken. Om dit doel te bereiken wordt een uitgebreid grondonderzoek uitgevoerd, zowel in het veld als in het laboratorium. Daarbij wordt veel aandacht besteed aan de stijfheid van de grond. Op basis van de resultaten van het grondonderzoek zullen stabiliteitsanalyses worden uitgevoerd, onder andere met Eindige Elementen Modellen. In het onderzoek zal ook gebruik worden gemaakt van internationale kennis. De kennisontwikkeling leidt tot de mogelijkheid om scherper te toetsen en daarmee dijkverbetering verantwoord uit te stellen. Uitgaande van stijgende toetspeilen (waterstanden) zal dijkverbetering op enig moment in de toekomst alsnog noodzakelijk zijn. Na het uitvoeren van het onderzoek zullen de gevolgde werkwijze en de resultaten van het onderzoek worden vastgelegd in een nieuwe methodiek voor het uitvoeren van een geavanceerde toetsing. Deze methodiek kan in een volgende versie van het Voorschrift Toetsen op Veiligheid worden opgenomen. In dit artikel wordt ingegaan op de visie op de vigerende veiligheidsbenadering voor waterkeringen die ten grondslag ligt aan het onderzoek naar de nieuwe toetsmethodiek voor taludstabiliteit. In volgende artikelen zal worden ingegaan op diverse onderdelen van het onderzoek, zoals het veld- en laboratoriumonderzoek en de uit te voeren analyses.



schuifsterkte [kPa]

veen

tu

humeuze klei klei

∍ b = 5% ∍ b = 2% ∍ b = 1%

zand

5% rek (triaxiaalproeven)

K0-lijn

2% rek (triaxiaalproeven) 1 à 1½ % rek (celproeven)

s ''33)) // 22 [kPa] s' [kPa] s' = = ((sσ'1'1+ +σ

rek [%] \F iguur 1 Relatie tussen sterkte en vervorming van grond. De sterkte van de grond is

aangegeven met de schuifsterkte [kPa] en de vervorming is weergegeven door de rek [%] van de grond. In de huidige adviespraktijk worden ontwerpen toetsberekeningen gebaseerd op de sterkte van grond bij 1 à 5% rek.

Vigerende veiligheidsbenadering Artikel 3 eerste lid van de Wet op de waterkering (21 december 1995) is de wettelijke basis voor het beoordelen van de veiligheidstoestand van primaire waterkeringen. De Wet luidt daar als volgt: Op de bij deze wet behorende bijlage II en bijlage IIA is voor elk dijkringgebied de veiligheidsnorm aangegeven als gemiddelde overschrijdingskans - per jaar - van de hoogste hoogwaterstand waarop de tot directe kering van het buitenwater bestemde primaire waterkering moet zijn berekend, mede gelet op overige het waterkerend vermogen bepalende factoren. Uit deze wetstekst en de bijbehorende bijlagen kan worden afgeleid bij welke gemiddelde overschrijdingskans per jaar met de bijbehorende hoogwaterstand het waterkerend vermogen van een waterkering nog gegarandeerd moet zijn. Bij de berekening van een waterkering op de voorgeschreven hoogwaterstand moeten ook overige het waterkerend vermogen bepalende factoren in beschouwing worden genomen. Volgens het Voorschrift Toetsen op Veiligheid [DWW, 2004] gaat het om factoren, zoals: lagere waterstanden, golven, stromingen, slingeringen in de waterstand, stormduur, sterkteeigenschappen van kering en ondergrond, bodemdaling en getijhoogwaterstijging. Het is duidelijk dat het in de Wet alleen om veiligheid en waterkerend vermogen gaat. Het


\F iguur 2 Relatie tussen sterkte en vervorming op basis van drie effectieve spannings-

paden van een grondsoort. De sterkte van de grond is aangegeven met de schuifsterkte t [kPa] en de vervorming is weergegeven door de rek eb [%] van de grond. In de huidige adviespraktijk worden ontwerpen toetsberekeningen gebaseerd op de sterkte van grond bij 1 à 5% rek.

doel van de Wet is de veiligheid tegen overstromen te waarborgen. De wijze waarop een waterkering de wettelijk vastgestelde hoogwaterstand veilig moet keren (bruikbaarheid) wordt niet voorgeschreven. Er worden ook geen eisen gesteld in verband met beheer en onderhoud. In het Voorschrift Toetsen op Veiligheid [DWW, 2004] (als technische uitwerking van de Wet op de waterkering) wordt ingegaan op de belangrijkste verschillen tussen toetsen en ontwerpen van waterkeringen. Een van de verschillen die worden genoemd is: Doordat toetsen op veiligheid uitsluitend is gericht op de waterkerende functie van de waterkering, mag er binnen de periode waarop de toetsing betrekking heeft, ‘van alles’ mis gaan met de kering, zolang dit maar niet binnen een periode van hoogwater kan leiden tot bresvorming en/of overstroming onder maatgevende of minder extreme omstandigheden. Ook uit dit citaat blijkt duidelijk dat bij veiligheid alleen eisen worden gesteld aan het waterkerend vermogen. Er worden geen eisen gesteld aan bruikbaarheid. Er worden ook geen eisen gesteld in verband met beheer en onderhoud. Het gaat bij de toetsing om de aanwezige veiligheid tegen echt bezwijken van waterkeringen. Waterkeringen moeten voldoende hoogte en sterkte hebben om hoge buitenwaterstanden te keren. Bij de sterkte-eis worden geen nadere

eisen gesteld aan de vervorming van waterkeringen. Bij het keren van een hoge buitenwaterstand (toetspeil) mag dus ook grotere vervorming optreden. Voorwaarde hierbij is wel dat geen ontoelaatbare overslag optreedt. Huidige adviespraktijk Toetsen versus ontwerpen Hoewel bij het toetsen van bestaande waterkeringen formeel alleen het veiligheidsaspect wordt getoetst, waarbij geen eisen worden gesteld aan de vervorming, is vanwege de werkwijze in de adviespraktijk de vervorming van de waterkering toch mede bepalend voor het resultaat van de toetsing. Evenals bij het ontwerpen van dijken of dijkverbeteringen wordt in de adviespraktijk bij het toetsen van bestaande waterkeringen de vervorming van de waterkering indirect in de beoordeling meegenomen. De regelgeving in de leidraden van de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW) ten aanzien van de wijze waarop de sterkte van grond moet worden vastgesteld, is namelijk gelijk voor ontwerpberekeningen en voor de toetsing van bestaande waterkeringen. Rekenmodellen en parameterkeuze De standaard-rekenmodellen (volgens de theorie van Bishop of Spencer) voor het rekenen aan de macrostabiliteit van taluds zijn sterkteberekeningen. Daarmee wordt geen inzicht verkregen in de vervorming van een waterkering onder invloed van het eigen gewicht van het dijklichaam of hoge buitenwaterstanden. Het

29


ontstaan van ongewenste vervorming van een waterkering wordt in de huidige adviespraktijk voorkomen door voor de sterkte van de grond niet de maximale sterkte (bezwijksterkte) in de berekeningen in te voeren, maar een lagere sterkte. De maximale sterkte van grond wordt immers pas gemobiliseerd bij grotere vervorming (rek) van de grond. In figuur 1 en 2 is de relatie tussen de sterkte en de vervorming (rek) van grond schematisch aangegeven. In figuur 1 is de relatie tussen sterkte en rekniveau aangegeven voor verschillende grondsoorten. In figuur 2 is de relatie aangegeven tussen sterkte en rekniveau voor drie effectieve spanningspaden van een grondsoort. De keuze voor het rekniveau in figuur 1 en 2 bepaalt de schuifsterkte die in de stabiliteitsberekeningen zal worden ingevoerd. Door deze werkwijze is niet duidelijk welke vervorming bij een dijkverbeteringsontwerp of een toetsing verwacht moet worden, maar er wordt van uitgegaan dat de vervorming voldoende klein zal zijn. Criteria en veiligheidsfactoren Bij het afleiden van de partiële veiligheidsfactoren van de TAW-leidraden is ervan uitgegaan dat de vereiste evenwichtsfactoren behoren bij echt bezwijken van waterkeringen (begin van falen: afschuiving binnentalud met kans op inundatie). Daarbij is het gebruik van celproeven altijd het uitgangspunt geweest. Wanneer een op bovenstaande wijze berekende evenwichtsfactor van een stabiliteitsberekening juist voldoet aan de vereiste evenwichtsfactor betekent dit in tegenstelling tot het uitgangspunt van de TAW-leidraden niet dat de vereiste veiligheid tegen echt bezwijken ook maar net is gerealiseerd. Om ontoelaatbare vervorming te voorkomen, is in de berekening immers niet de maximale sterkte (bezwijksterkte) van de grond ingevoerd. De huidige werkwijze staat daarom eigenlijk voor het met een kleine kans overschrijden van een niet nader gespecificeerde kleine vervorming. De TAW-leidraden geven overigens wel de mogelijkheid om met bezwijksterkte te ontwerpen (op basis van triaxiaalproeven). Hiervoor worden iets hogere partiële veiligheidsfactoren gegeven. De veiligheidsbenadering voor het rekenen met bezwijksterkte is echter nooit goed uitgewerkt.

Criteria voor sterkte en voor vervorming Bezwijken De kern van het onderzoek naar een verbeterde modellering en beoordeling van de taludstabiliteit van waterkeringen is het expliciet

30

maken van zowel de sterkte als de vervorming van waterkeringen. Eventueel aanwezige reserves in de sterkte van waterkeringen die inherent zijn aan de in de adviespraktijk gebruikelijke werkwijze om voor de sterkte van de grond niet de maximale sterkte (bezwijksterkte) in de berekeningen in te voeren, maar een lagere sterkte, kunnen met het onderzoek zichtbaar worden gemaakt. Daarmee verhoogt het onderzoek niet alleen het inzicht in het gedrag van waterkeringen bij hoge buitenwaterstanden, maar levert ook winst op bij de beoordeling van de sterkte van waterkeringen. Bezwijken van waterkeringen moet worden gekoppeld aan de toelaatbare overstromingskans (overschrijdingsfrequentie van de maatgevende waterstand). Wanneer grotere vervorming optreedt bij bestaande waterkeringen en deze hoge kosten voor beheer en onderhoud veroorzaakt, mag dit op zichzelf geen reden zijn om bestaande waterkeringen af te keuren bij de toetsing. Bij het toetsen van bestaande waterkeringen speelt alleen bezwijken (waterstaatkundige toestand) een rol. De kans van voorkomen van vervorming en schade van waterkeringen moet worden gekoppeld aan een economische optimalisatie van beheer en onderhoud. Overigens zou deze benadering bij het ontwerpen van een dijk of een dijkverbetering er toe kunnen leiden dat bij een vervormingsgevoelige dijk en ondergrond het onderhoudscriterium maatgevend is boven het veiligheidscriterium. Overstromingskansen en overstromingsrisico’s Een dergelijke aanpak sluit aan bij een op overstromingskansen en overstromingsrisico’s gebaseerde veiligheidsfilosofie (Marsroute, Veiligheid Nederland in Kaart). Bij een op overstromingskansen en overstromingsrisico’s gebaseerde veiligheidsfilosofie is het zaak onderscheid te maken tussen echt bezwijken van waterkeringen en de hieruit voortvloeiende kans op overstroming en daarnaast het optreden van vervorming in verband met hieruit voortvloeiende kosten van schade en onderhoud. Wel moet een maximum worden gesteld aan de verticale vervorming van de buitenkruinlijn. De verticale vervorming van de buitenkruinlijn is ook een veiligheidsaspect, omdat een te groot overslagdebiet niet toelaatbaar is. Grenstoestanden Ook de geotechnische norm (NEN 6740) maakt onderscheid tussen eisen voor sterkte en eisen

voor vervorming. NEN 6740 kent de uiterste grenstoestand (grenstoestand 1) en de bruikbaarheidsgrenstoestand (grenstoestand 2). In de uiterste grenstoestand 1A wordt getoetst of de combinatie van een optredende (maatgevende) belasting en de beschikbare sterkte juist niet leiden tot het (begin van) falen van de constructie. Bij binnenwaartse macro-instabiliteit bij een waterkering is dit het ontwikkelen van een glijvlak in het grondlichaam leidend tot inundatie. Daarnaast kan falen ook zijn een te grote vervorming van de constructie. Door te grote vervorming van de kruin van waterkeringen kan overslag optreden. Deze vorm van falen is de uiterste grenstoestand 1B. Bij het ontwerpen of het toetsen van een constructie kan de sterkte maatgevend zijn (grenstoestand 1A), of de vervorming kan maatgevend zijn (grenstoestand 1B). In de bruikbaarheidsgrenstoestand (grenstoestand 2) wordt getoetst of vervorming van de constructie juist niet leidt tot verlies aan bruikbaarheid, schade en hoge onderhoudskosten. Deze grenstoestand is niet van belang voor het toetsen van waterkeringen, maar alleen voor het ontwerpen en onderhouden van een waterkering. Aan grenstoestand 1 is een hoger betrouwbaarheidsniveau gekoppeld dan aan grenstoestand 2. Voor echt bezwijken zal dus doorgaans een lagere kans van voorkomen worden geaccepteerd dan voor schade en onderhoud. Een en ander is weergegeven in figuur 3.

Veiligheidsbenadering De veiligheidsbenadering van het onderzoek naar een verbeterde modellering en beoordeling van de taludstabiliteit van waterkeringen wijkt niet principieel af van de huidige bij de toetsing in gebruik zijnde veiligheidsbenadering. De huidige bij de toetsing in gebruik zijnde veiligheidsbenadering wordt in het onderzoek gepreciseerd. Eis voor sterkte De veiligheidseis voor de sterkte van waterkeringen (grenstoestand 1A) zal in het onderzoek worden gerelateerd aan de overschrijdingsfrequentie van de maatgevende waterstand volgens de Wet op de Waterkering. Op basis van deze overschrijdingsfrequentie kunnen betrouwbaarheidsindices en (partiële) veiligheidsfactoren worden afgeleid voor de beoordeling van het toetsaspect macrostabiliteit binnenwaarts. Bij



de huidige bij de toetsing in gebruik zijnde veiligheidsbenadering wordt het vereiste veiligheidsniveau ook op deze wijze in de berekeningen verdisconteerd. Anders dan in de huidige adviespraktijk zal in het onderzoek worden uitgegaan van de maximale sterkte (bezwijksterkte) van de grond. In het onderzoek kan met de maximale sterkte van de grond worden gerekend, omdat de berekeningen onder andere zullen worden uitgevoerd met een Eindige Elementen Model, waarmee het werkelijke grondgedrag beter kan worden beschreven dan met traditionele rekenmodellen. Hierbij zal dan ook de nodige aandacht worden gegeven aan de stijfheid van de grond. Overigens kan hierbij worden opgemerkt dat in het onderzoek ook rekening zal worden gehouden met het effect van waterspanningsgeneratie tijdens het bezwijkproces van grond [Den Haan, 2006]. Eis voor vervorming Naast een veiligheidseis voor de sterkte van waterkeringen zal in het onderzoek een eis voor de vervorming van waterkeringen worden gehanteerd (grenstoestand 1B). De kruinhoogte mag namelijk niet zodanig vervormen dat de waterkering faalt door een te groot overslagdebiet. De vervorming van de kruin van de waterkering is vaak ook van belang voor de bereikbaarheid bij calamiteiten. De maximaal toelaatbare vervorming bedraagt daarom meestal maximaal enkele decimeters. In situaties waar de actuele kruinhoogte van de waterkering hoger is dan de dijktafelhoogte (DTH; theore-

DTH

DTH

\F iguur 4 Bij een brede dijk met enige overhoogte en een instabiliteit waarbij de buitenkruinlijn intact blijft, treedt geen

overslag op (boven). Bij een smallere dijk zonder overhoogte en een instabiliteit waarbij de buitenkruinlijn niet intact blijft, bestaat het gevaar van een te groot overslagdebiet (onder).

tisch benodigde kruinhoogte) kan relatief veel vervorming van de kruinhoogte worden toegestaan. Daarnaast speelt een rol dat bij het opdrijfmechanisme de grootste vervormingen optreden ter plaatse van de zogenaamde drukstaaf achter de waterkering en ter plaatse van het binnentalud van de waterkering. In dat geval is de vervormingseis voor de buitenkruinlijn van de waterkering waarschijnlijk niet maatgevend voor de veiligheid. In sommige situaties kan de verticale vervorming van de buitenkruinlijn wel te groot worden, bijvoorbeeld bij een waterkering met een smalle kruin. Het criterium voor de maximaal toelaat-

Onderzoek richt zich op dit gebied

bare vervorming is dus locatie-afhankelijk. Bij een lage kruin of een smalle kruin kan de vervormingseis maatgevend zijn voor de veiligheid. In figuur 4 is een en ander toegelicht. In vervolgartikelen zal nader op het vervormingscriterium worden ingegaan. Wat de acceptatie van (grote) vervorming tijdens een hoge buitenwaterstand betreft, zou de situatie zich kunnen voordoen dat een waterkering rationeel gezien voldoende marge heeft, terwijl de calamiteitenorganisatie deze vervorming (met het oog op het veiligheidsgevoel bij het publiek) op dat moment niet toelaatbaar acht. In een calamiteitensituatie kan grote, maar toelaatbare vervorming van een waterkering leiden tot het nemen van noodmaatregelen. Dit punt zal aandacht krijgen in het onderzoek.

Bezwijksterkte maatgevend voor de veiligheid (Uiterste grenstoestand 1A) - eis afgeleid van de norm (na afronding onderzoek)

schuifsterkte [kPa]

Referenties Vervorming maatgevend voor de veiligheid (Uiterste grenstoestand 1B)

Toelaatbare vervorming op basis van overwegingen van de beheerder (Bruikbaarheidsgrenstoestand) - niet aan de norm gerelateerd

Sterkte en vervorming bij toetsen en ontwerpen volgens huidige adviespraktijk - nu nog (onterecht) aan de norm gerelateerd

[1] [DWW, 2004] Voorschrift Toetsen op Veiligheid. Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen. januari 2004. [2] [Den Haan, 2006] Ongedraineerde Stabiliteitsanalyse. E.J. Den Haan. Geotechniek, juli 2006, 32-37.

2%

vervorming \F iguur 3 Relatie tussen sterkte en vervorming van grond, met de veiligheidsbenadering volgens de huidige adviesprak-

tijk en de veiligheidsbenadering op basis van het onderzoek. De terminologie van de grenstoestanden is overgenomen van NEN 6740. De norm is de toelaatbare kans op instabiliteit van taluds, die een percentage is van de overschrijdingsfrequentie van de maatgevende waterstand.


Reacties op dit artikel kunnen tot 1 oktober 2007 naar de uitgever worden gestuurd

31

MicroTunnelling palen: Een nieuw ervaringsoverschrijdend funderingssysteem onder het emplacement van Amsterdam CS Ing. O.S. Langhorst en W. de Moor VOF Stationseiland Amsterdam*1 , Movares Nederland BV *1: Samenwerkingsverband tussen Arcadis Infra BV en Movares Nederland BV

Inleiding Voor de achtergrond van de nieuwe metroverbinding “Noord/Zuidlijn” ter plaatse van het Amsterdam Centraal Station wordt verwezen naar de eerder uitgebrachte artikelen van de sandwichwand [Geotechniek, jaargang 2006, nr. 2, blz. 24-30 en nr. 3, blz. 54-61]. De MicroTunnelling palen (MT palen) zijn afgeleid van de bestaande techniek van horizontaal gestuurd boren. Deze techniek is speciaal voor dit project volledig aangepast en geschikt gemaakt

SA MENVATTI NG In het kader van de Noord/Zuidlijn wordt een nieuw metrostation onder Amsterdam CS aangelegd. De wand van de bouwkuip onder het NS-emplacement is uitgevoerd met behulp van stalen MicroTunnelling palen (MT palen). Deze zijn onderling verbonden met een slotconstructie en vormen een bouwkuipwand die een grondkerende, waterremmende en dragende functie heeft. Vanwege de beperkte werkruimte zijn de palen geheel opgebouwd uit segmenten van 1,8 m hoog. Het MT-palensysteem is gebaseerd op de techniek van horizontaal gestuurd boren, die volledig is aangepast naar een verticale werkwijze. Tijdens de uitvoering van het eerste deel van de bouwkuip, de 100 m lange westwand, is het boor- en uitvoeringsproces geoptimaliseerd door aanpassingen aan het graafwiel, aan de opvulling van de oversnijding en aan de slotconstructie.

voor verticaal gestuurd boren. De bouwkuipwand onder het emplacement heeft een lengte van ca. 100 m. De wand bestaat aan iedere zijde uit 16 lange en 30 korte MT palen, zie figuur 1. De wand wordt gestaffeld uitgevoerd, dat wil zeggen na elke lange paal volgen er 2 korte palen. De lange MT palen hebben een paalpuntniveau van NAP –66 m en hebben een grondkerende, waterremmende en dragende functie. De korte MT palen hebben een paalpuntniveau van NAP –31 m en hebben een grondkerende en waterF iguur 1 Impressie van de MT palenwand onder het emplacement (kapconstructie en de sporen)

32

remmende functie. De lange MT palen zijn opgebouwd uit 36 segmenten, de korte MT palen uit 17 segmenten. De hoogte van de segmenten wordt bepaald door de (zeer) beperkte werkhoogte in de middentunnel onder het emplacement. Het eerste segment van een MT paal is een speciaal segment. In dit segment (conus) wordt de boormotor ingebouwd en dit segment heeft afwijkende afmetingen en een afwijkende vorm. De afzonderlijke MT palen vormen uiteindelijk via een slotconstructie een palenwand. Het boorproces ten behoeve van de eerste MT paal (87) is op 24 mei 2005 opgestart. Na het op diepte komen van deze paal is een calamiteit opgetreden, waardoor het niet mogelijk was de boormachine terug te winnen. Een aantal sterke verbeteringen aan het gehele MT proces heeft uiteindelijk erin geresulteerd dat medio december 2005 het boorproces weer opnieuw is opgestart. Alle doorgevoerde aanpassingen en verbeteringen waren succesvol. Tijdens het verdere verloop van de productie van de MT palen zijn er nog diverse verbeteringen doorgevoerd en is het proces verder geoptimaliseerd. Uiteindelijk is de westwand van de toekomstige zinksleuf op 5 februari 2007 gereed gekomen. In het najaar van 2007 zal gestart worden met het boren van de MT palen voor de oostwand van de zinksleuf. De betrokken partijen van dit project zijn: VOF Stationseiland Amsterdam (samenwerkings-



NAP –1,5 m en de stijghoogte in de derde zandlaag bedraagt ca. NAP –3,0 m.

Geotechnisch ontwerp van de MT palen

Positie zinktunnel

MT palenwand

\F iguur 2 Geotechnisch lengteprofiel

verband tussen Arcadis Infra BV en Movares Nederland BV), Adviesbureau Noord/Zuidlijn (samenwerkingsverband tussen Royal Haskoning, Witteveen & Bos en Ingenieursbureau Amsterdam), hoofdaannemer CSO (Combinatie Strukton Betonbouw en van Oord ACZ) en onderaannemer CMM (Combinatie Gebroeders Van Leeuwen, Strukton Betonbouw en van Oord ACZ). Opdrachtgevers zijn de gemeente Amsterdam en ProRail.

Globale bodembeschrijving De bodemopbouw onder het emplacement bestaat uit een 6 m dikke laag ophoogzand (tot ca. NAP –6 m). Richting het IJ bereikt deze laag zelfs een dikte van 11 m (tot ca. NAP –10 m). Hieronder komt tot ca. NAP –20 m een relatief slap lagenpakket voor bestaande uit “IJ klei” en zandhoudende kleilagen. Ook deze laag verloopt richting het IJ tot een diepte van ca. NAP

–30 m. Vervolgens komt vanaf dit niveau tot ca. NAP –30 m de tweede zandlaag voor die richting het IJ geheel verdwijnt. Deze laag bestaat uit zand met klei. Hieronder komt tot ca. NAP –45 m een laag “Eemklei” voor. Direct hieronder komt een 1 m dikke laag van Harting voor, bestaande uit veen waarin methaangas kan voorkomen. Vanaf dit niveau tot ca. NAP –56 m komt een laag “Glaciale klei” voor. Vanaf NAP –56 m komt de derde zandlaag voor met hoge conusweerstanden. In deze draagkrachtige zandlaag worden de lange MT palen gefundeerd. Figuur 2 toont het geotechnisch profiel. Het emplacement van het station bevindt zich op een niveau van ca. NAP +6,0 m en de hieronder gelegen vloer van de middentunnel bevindt zich op ca. NAP +1,5 m. De freatische grondwaterstand varieert van ca. NAP –0,25 m tot NAP –0,4 m, de stijghoogte in de tweede zandlaag bedraagt ca.

Dragende functie De draagkracht van de lange MT palen is berekend conform NEN 6743. De MT palen worden gekwalificeerd als een nieuw paalsysteem welke grote overeenkomst vertoont met horizontale microtunnelling. De draagkracht is bepaald door het paalsysteem te vergelijken met de in NEN 6743 gedefinieerde paalsystemen en de daarbij behorende paalklassefactoren. Op basis van engineering judgement is verondersteld dat de MT palen een hogere paaldraagkracht en een stijver lastzakkingsgedrag hebben dan een boorpaal en meer gelijkwaardig zijn aan een avegaarpaal. Door het ontbreken van proefbelastingen is aangenomen dat de MT palen minimaal gelijkwaardig zijn aan een boorpaal. Het paalpuntniveau is zodanig gekozen dat de berekende paalpuntzetting kleiner is dan de geëiste 45 mm en dat het zettingsverschil maximaal 10 mm is. In de praktijk is de realisering van een dusdanige paalpuntzetting zeer complex en is deze mede afhankelijk van het al dan niet slagen van een paalpuntinjectie. Na een risicoanalyse te hebben uitgevoerd en op basis van de resultaten van de eerste inregelpaal, is gebleken dat de beoogde schacht(na)injectie ter plaatse van de 3e zandlaag niet mogelijk was. Hierop was vooraf al geanticipeerd door het oorspronkelijke paalpuntniveau van NAP –62 m met twee segmenten te verlengen tot NAP -66 m. Bij uitsluitend een puntinjectie voldoet de MT paal aan het criterium van

\F iguur 3 Verondersteld last zakkingsdiagram van de MT palen


33


sen van een jetgroutstempel op een niveau van NAP –20 m tot NAP –22 m. Ten behoeve van een optimale krachtsoverdracht dient deze star tegen de MT palenwand aan te sluiten. Waterremmende functie De waterremmende functie van de wand is afhankelijk van de plaatsingsdiepte van de korte MT palen in de Eemkleilaag en het functioneren van de sloten. De bovenkant van \F iguur 4 De palen worden opgebouwd uit stalen seg-

menten Ø 1.820 mm en 1.850 mm hoog

maximaal toelaatbare zakking en zettingsverschil. De paalpuntinjectie zal het last-zakkingsgedrag van de MT paal verbeteren tot “grondverdringend” bij een druk tot 45 bar, hetgeen overeenkomt met de zwaarst belaste MT palen van ca. 12 MN, zie figuur 3. Bij een hogere belasting zal het last-zakkingsgedrag terugvallen naar “boorpaal”. Het grout van de paalpuntinjectie dient een karakteristieke druksterkte te hebben van minimaal 5 N/mm 2. Kerende functie Bij de berekening van de kerende functie van de bouwputwand zijn alleen de korte MT palen in rekening gebracht. De lengte van de korte MT palen is zodanig gekozen dat deze onder het ontgravingsniveau van de put voldoende inklemmingslengte hebben. Daarbij is de uitbuiging van de wand een belangrijk criterium, waarbij maaiveldzakking achter de wand beperkt dient te worden. Het ontwerp ten aanzien van de horizontale vervormingen is gebaseerd op een volledige vulling van de oversnijdingsruimte van de MT palen over een hoogte van 30 m (mv tot mv –30 m) met grout. De oversnijdingsruimte dient gevuld te worden met grout met een karakteristieke druksterkte van 2,5 N/mm2. De vervorming van de bouwputwand wordt sterk verminderd door toepas-

\F iguur 5 Voorbereidende werkzaamheden voor het

koppelen van de stalen segmenten door middel van boutverbindingen

34

\F iguur 6 Het eerste segment van een paal (conus) en

het graafwiel is onder de conus zichtbaar

de Eemkleilaag is aan de hand van het uitgevoerde grondonderzoek bepaald en bevindt zich afhankelijk van de locatie op NAP –27,8 m tot NAP –29,0 m. De korte MT palen reiken tot een diepte van NAP –31 m in de Eemklei. Vanuit het besteksontwerp dienen de sloten gevuld te worden met bentoniet. Deze bentoniet moet na uitvoering van de paal worden verdrongen door grout middels een na-injectie. Na het gereedkomen van de MT palenwand zal de waterremmende functie getoetst worden met behulp van Texplormetingen, waarbij op basis van elektrische geleidbaarheid de eventuele lekkages worden opgespoord.

Principe en boorproces van MT palen Zowel de lange als de korte MT palen worden opgebouwd uit ronde stalen segmenten. De segmenten hebben een buitendiameter van 1.820 mm en zijn 1.850 mm hoog, zie figuur 4. De hoogte van de segmenten wordt bepaald door de (zeer) beperkte werkhoogte van maximaal 4 m in de middentunnel onder het emplacement. De wanddikte van de segmenten varieert: 12,5 mm, 16 mm, tot maximaal 20 mm. Een en ander is afhankelijk van de optredende buigende momenten in de MT palen. De segmenten worden gekoppeld door middel van

boutverbindingen. Om boutverbindingen toe te kunnen passen, worden aan de boven- en onderzijde van de segmenten flenzen gelast. De lichtst belaste segmenten worden gekoppeld met 10 stuks M22 bouten (kwaliteit 8.8) en de zwaarst belaste verbindingen met 56 stuks bouten (kwaliteit 12.9), zie figuur 5. De reden dat er voor boutverbindingen is gekozen in plaats van een lasverbinding, is tijdwinst. De waterdichte afdichting tussen de elementen onderling wordt door een rubberen ring gerealiseerd. Deze ring ligt in een sponning welke in de flenzen is gefreesd. De lange MT palen zijn opgebouwd uit 36 segmenten, de korte MT palen uit 17 segmenten. Het eerste segment van een MT paal is een speciaal segment. Dit segment (de conus) heeft afwijkende afmetingen en is afwijkend van vorm. In dit element wordt de boormotor ingebouwd. Onder de conus steekt het graafwiel uit, dat vrij rond kan draaien en voorzien is van drie graaftanden, zie figuur 6. De ruimte tussen de boormotor en de binnenkant van de conus bedraagt 15 mm en wordt door opblaasbare rubberbanden (balgen) afgedicht. De balgen verzorgen de afdichting onderin de paal en leveren de benodigde reactiekracht, waardoor het graafwiel kan draaien, terwijl de boormotor gefixeerd blijft. Het graafwiel draait met een snelheid van 3 tot ca. 8 omwentelingen per minuut en graaft met een diameter van 1.920 mm. De conus heeft over een hoogte van 800 mm een diameter van 1.940 mm. Dit is 20 mm breder dan de boor graaft en het doel hiervan is dat er over deze hoogte van 800 mm een goede afdichting wordt gecreëerd tussen het graaffront en de oversnijding. De “afpluggende” werking van de conus moet er voor zorgen dat zogenaamde blow-ins of blow-outs niet op kunnen treden. Dit is belangrijk, omdat zowel bij een blow-in als een blow-out de stabiliteit van de oversnijdingsruimte niet meer gewaarborgd is. Hierdoor kunnen grondverplaatsingen ontstaan, waardoor er schade aan de bestaande fundering van

\F iguur 7 De besturings- en controle-unit ten behoeve

van het boorproces



voorzien van bentoniet en na uitvoering verdrongen door grout middels na-injectie.

\F iguur 8 Slotconstructie (links het “vrouwelijk” slot en

rechts het “mannelijk” slot)

de middentunnel of aan de kapconstructie van het emplacement kunnen optreden. In de praktijk is het boorproces complex. De samenstelling van de verschillende grondlagen, de verschillende (grond)waterdrukken, sturing van de paal, het aan- en afvoersysteem van het proceswater, de hydrauliek- en pompsystemen, obstakels in de ondergrond, etc. hebben invloed op het boorproces. Inzage in het gehele proces is een must om vervolgens zo optimaal mogelijk de voortgang bij te sturen en de geotechnische technische veiligheid te bewaken, zie figuur 7. Het boorproces start met het oppompen van proceswater uit het IJ. Dit water wordt in een hoeveelheid van ca. 2.000 tot 3.000 liter per minuut via leidingsecties richting het graafwiel geleid. De grond die door het graafwiel naar de spoelkamer wordt getransporteerd, wordt in de spoelkamer met het proceswater vermengd. Het mengsel van water en grond wordt als slurry via een leidingstelsel afgevoerd. De door het graafwiel geboorde diameter is groter dan de diameter van de segmenten (behoudens bij het 1e segment – de conus). Rondom is tussen de zijkant van de paal en de zijkant van de grond een vrije oversnijdingsruimte van ca. 50 mm aanwezig.

\F iguur 9 Opbouw van het persframe


\F iguur 10 Weergave van het productieproces van de

MT palen

Deze ruimte is benodigd om “kleef” tijdens het boorproces te voorkomen en om sturing van de paal tijdens het boorproces mogelijk te maken. De oversnijdingsruimte wordt gedurende het boorproces in stand gehouden door het inpompen van steunvloeistof (bentoniet). Als de MT paal op diepte is, wordt het bentoniet vervangen door dämmer. Een groutinjectie onder de paalpunt bij de lange MT palen zorgt voor een gunstig last-zakkingsgedrag.

Principe MT palenwand De afzonderlijke MT palen vormen uiteindelijk via een slotconstructie een MT palenwand. De slotconstructie wordt door middel van boutverbindingen aan de segmenten gekoppeld. De slotconstructie bestaat uit een “mannelijk” en een “vrouwelijk” slotdeel, waarbij het “mannelijk” slotdeel binnen het “vrouwelijk” slotdeel valt, zie figuur 8. Binnen de slotconstructie is een plaatsingstolerantie toelaatbaar van plus of min 45 mm. De sloten worden tijdens het boorproces

Uitvoeringsproces MT palen Op het persframe zijn twee hydraulische klemmen gemonteerd: een boven- en een onderklem, zie figuur 9. Aan de bovenklem zijn vier vijzels gekoppeld, de onderklem is een statische klem. De MT paal wordt in de onderklem vastgehouden op het moment dat er niet wordt geboord en er geen voortgang is. Tijdens het boren is de onderklem open en is de bovenklem gesloten, waarbij de MT paal door de vier aan de bovenklem gekoppelde vijzels naar beneden wordt gedrukt. De uitslag van deze vijzels is 630 mm. Dit houdt in dat een segment met een hoogte van 1.850 mm in drie slagen wordt geboord. De kracht die voor het wegdrukken benodigd is, wordt via het persframe ontleend aan vooraf ingebrachte Leeuwankerpalen. Het persframe wordt middels gaffels (schroefverbinding) aan de Leeuwankerpalen gekoppeld. Het persframe kan zo een maximale perscapaciteit genereren van in totaal 250 ton. Wanneer een segment is weggeboord, wordt door de portaalkraan een nieuw segment aangevoerd en op het weggeboorde segment gepositioneerd. Door boutverbindingen wordt de koppeling tot stand gebracht. Hierna wordt het boor- en het wegdrukproces weer opgestart. Gelijktijdig met het wegboren en het wegdrukken van het segment wordt steunvloeistof (bentoniet) in de oversnijdingsruimte gepompt. De steunvloeistof wordt vanaf het eerste segment (de conus) middels vier leidingen in de oversnijdingsruimte gepompt. Het koppelen en weer wegboren van de segmenten gaat door, totdat de paal op de gewenste diepte is gekomen, zie figuur 10. Dan volgt een kritische fase: het lossen van de balgen. De balgen zijn rubberen afdichtingsbanden welke aan de buitenkant van de boormotor zijn bevestigd. Op het moment dat de luchtdruk van de balgen wordt afgelaten, ontstaat er een rechtstreekse verbinding op het paalpuntniveau tussen de buiten- en binnenzijde van de MT paal. In deze situatie wordt naar een evenwichtssituatie gestreefd tussen de binnen- en buitenzijde van de MT paal. Om deze zoveel mogelijk te benaderen, worden voor het lossen van de balgen, de korte MT palen gevuld met water en de lange MT palen met bentoniet, zie figuur 11. Deze evenwichtsituatie is bij de korte MT palen minder kritisch dan bij de lange MT

35


\F iguur 11 De korte MT paal is gevuld met water om

voor het lossen van de balgen zoveel mogelijk een evenwichtssituatie te krijgen tussen de druk in en buiten de paal

palen. De korte MT palen reiken tot in de Eemklei. Hierdoor is het gevaar op het ontstaan van een “blow in/out” nagenoeg uitgesloten. De lange MT palen reiken tot in de derde zandlaag, waarin het ontstaan van een “blow in/out” een aanmerkelijk groter risico is. Als de situatie aan het paalpuntniveau stabiel is, wordt gestart met het omhoogtrekken van de leidingsecties in de paal, zie figuur 12. Door het trekken aan de leidingsecties wordt ook gelijktijdig de boormotor getrokken. In eerste instantie wordt de boormotor ca. 500 mm gelicht, zie figuur 13. Door deze handeling komen de graaftanden van het graafwiel onder de conus vandaan. Doordat de graaftanden niet meer onder de conus zitten, is het mogelijk geworden de paal na te drukken. Het doel hiervan is om de onderzijde van de MT paal voorbij de graafhoogte van de graaftanden te drukken. Hierdoor wordt de afgegraven grond geheel door de stalen paal gesteund. In de praktijk blijkt dat het nadrukken van de korte MT palen in de Eemklei geen enkel probleem is. Bij het nadrukken van de lange MT palen in de derde zandlaag is dit niet geheel mogelijk. Gemiddeld worden de palen over ruim 60% van de hoogte van de graaftanden weggedrukt. Na het op diepte komen van de MT paal en na het uitbouwen van de leidingsecties en de boormotor worden nog de navol-

\ Figuur 12 De lange MT palen zijn 66 m lang, de korte

palen 31 m. In de paal zijn de leidingsecties zichtbaar voor het proceswater, de lucht- en hydrauliek leidingen

36

gende werkzaamheden verricht, zie figuur 14: - De oversnijding rondom de palen wordt gevuld met dämmer. Het vullen van de oversnijding wordt middels leidingen vanaf de onderzijde van de MT paal uitgevoerd, waarbij de steunvloeistof omhoog wordt gedrukt. De steunvloeistof wordt aan de bovenzijde van de paal afgepompt. - De lange MT palen worden gevuld met beton in sterkteklasse C28/35. Na verharding van het beton vindt aan de punt van de paal een injectie met grout plaats. Doel hiervan is het opspannen van het draagkrachtige zandpakket onder de paal om zettingen te beperken. - De korte MT palen worden gevuld met zand. -O m een optimale slotafdichting te krijgen, worden de sloten geïnjecteerd met een groutmengsel.

Aanpassingen en optimalisatie gedurende het boorproces Het inbrengen van de MT palen middels verticaal gestuurd boren is een geheel nieuw funderingssysteem, waarbij gedurende het gehele proces aanpassingen en verbeteringen zijn doorgevoerd, zoals: Aanpassing graafwiel Op 24 mei 2005 is het boorproces van de eerste MT paal opgestart. Tijdens het beëindigen van het boorproces is op ca. NAP –60 m een blow-in opgetreden. Tijdens het terugwinproces van de boormachine in de nacht van 15 op 16 juni 2005 is het boorfront plotseling instabiel geworden met als gevolg dat er grondverplaatsingen zijn opgetreden. Uiteindelijk bleek de boormachine vast te zitten en moest deze als verloren worden beschouwd. De feiten en conclusies zijn door een review-commissie samengevat en dit heeft uiteindelijk geleid tot een aantal verbetervoorstellen. Eén van de belangrijkste aanpassingen welke doorgevoerd zijn, heeft betrekking op het graafwiel. Wanneer een MT paal op diepte is, moet de diameter van het graafwiel verkleind worden om de boormotor met graafwiel via de binnenzijde van de paal te kunnen lichten en uit te bouwen. Bij de eerste versie van het graafwiel werden de graaftanden horizontaal hydraulisch ingetrokken. De verbetering voorzag in het laten scharnieren van de graaftanden in plaats van hydraulisch intrekken, waardoor tijdens het lichten van de boormotor onder invloed van de zwaartekracht de graaftanden gaan “hangen”. Hierdoor wordt de diameter van het graafwiel verkleind

\ Figuur 13 De boormotor met graafwiel hangt in de

portaalkraan

en kan de boormotor worden uitgebouwd. Een “simpele”, maar uiterst doeltreffende verbetering. Bij het boren van de diverse MT palen is men tijdens het boorproces op oude houten funderingspalen gestuit. Ook (stalen) restanten uit de bouw van de middentunnel en later uitgevoerde aanpassingen aan de middentunnel zorgden voor problemen tijdens het boorproces. Uiteindelijk is gebleken dat de boormotor met het aangepaste graafwiel de houten palen kon “vermalen” en voldoende bestand was tegen de achtergebleven stalen voorwerpen in de ondergrond. Aanpassing vullen van de oversnijding nadat de MT paal op diepte is gekomen Een ander onderdeel in het proces wat geheel gewijzigd is, is het vullen van de oversnijding, nadat een MT paal op diepte is gekomen. De oversnijdingsruimte heeft een breedte van 50 mm. Om de steunvloeistof (bentoniet) bij de lange MT palen over de gehele hoogte te vervangen, is er 20 m3 injectiemengsel benodigd. Bij de korte palen is dit 10 m3. Om een optimale vulling te krijgen, wordt het injectiemengsel naar de onderzijde van de paal gepompt en wordt de oversnijding van beneden naar boven gevuld en wordt de steunvloeistof aan de bovenzijde van de paal afgepompt. Bij de eerst geboorde MT palen is een injectiemengsel toegepast van CEM I (Portlandcement) met een krimpcompenserende hulpstof en water. Dit mengsel werd via 27 dunne kunststofslangetjes naar de onderzijde van de MT paal verpompt. Het injectiemengsel in combinatie met de dunne slangetjes zorgde voor verstoppingen, zodat de oversnijding niet volledig kon worden gevuld. De reden voor de keuze van cement CEM I (Portlandcement) was het te bereiken gewicht van het injectiemengsel. Dit moest zwaar genoeg zijn om het bentoniet te verdrijven. Als het verschil in gewicht tussen het injectiemengsel en het bentoniet te klein wordt, dan laat het bentoniet zich niet volledig



was. Over dit deel van de MT paal kan worden volstaan met een sterkte van 1 N/mm2.

\ Figuur 14 Een MT wand in wording: deels vrijgegraven

MT palen

verdrijven en zullen er “doorbraken” van het injectiemengsel ontstaan, waardoor de oversnijding ook niet volledig wordt gevuld. Er zijn met diverse alternatieve mengsels beproevingen uitgevoerd. Prestatie-eisen waren hierbij: de 28 daagse karakteristieke druksterkte van 2,5 N/mm2, het goed kunnen verdrijven van het bentoniet, ook als deze enigszins is ingedikt en het mengsel moet een voldoende lange vloeibaarheid behouden om de oversnijdig over de gehele paallengte te kunnen realiseren. Uiteindelijk is het mengsel op basis van Portlandcement vervangen door een Dämmer-mengsel. Het toegepaste Dämmer-mengsel heeft een volumieke massa van 1.540 kg/m3. Het bentoniet dat verdrongen moet worden, heeft een volumieke massa van 1.040 kg/m3 (vers aangemaakt). Het systeem om het injectiemengsel naar de onderzijde van de paal te voeren, is gewijzigd van 27 dunne slangetjes in 4 tot 8 stalen afvoerleidingen met een inwendige diameter van 25 mm. Na het doorvoeren van deze wijzigingen heeft het vullen van de oversnijding niet meer voor problemen gezorgd. In het uitvoeringsproces van het vullen van de oversnijding is nog een efficiëntieslag doorgevoerd. Bij de lange MT palen wordt vanaf een diepte van ca. NAP –32 m tot aan het paalpuntniveau op NAP –66 m Drillmix toegepast. Drillmix is een langzaam uithardende boorspoeling. Het is als het ware een mix van steunvloeistof en “injectiemengsel”. Voordeel van het toepassen van Drillmix is dat als de paal op diepte is gekomen, deze vloeistof niet door dämmer behoeft te worden vervangen. De Drillmix hardt langzaam uit. Het type Drillmix dat bij de MT palen is toegepast, ontwikkelt een sterkte van 1 N/mm2 na 90 dagen. Het toepassen van Drillmix is mogelijk geworden daar de sterkte-eis van 2,5 N/mm2 over deze hoogte van de MT paal niet benodigd


Aanpassingen en optimalisatie slotconstructie Bij de eerste lange MT palen zijn slotverklikkers toegepast. Deze slotverklikkers bleken echter onpraktisch in de uitvoering en bovendien stond de functionaliteit en effectiviteit ter discussie. In plaats hiervan zijn van elke MT paal hellingmetingen uitgevoerd in een vooraf aangebrachte hellingmeetbuis aan de MT paal. Vanuit het besteksontwerp dienen de sloten gevuld te worden met bentoniet. Het bentoniet dient na uitvoering van de MT paal via een injectieleiding door grout te worden verdrongen. Tijdens de uitvoering van de eerste MT palen bleek dat de sloten tijdens het vullen van de oversnijding vol stroomden met Dämmer afkomstig uit de oversnijding. Gevolg was dat de “vrouwelijke” sloten uitgeboord moesten worden, voordat een naastliggende MT paal met “mannelijke” sloten geboord kon worden. Daarop is besloten om de sloten met kleikorrels (Mikoliet) te vullen. Vooraf is een proef uitgevoerd om de indringing van Dämmer en Drillmix in deze kleikorrels te bepalen. De indringing in de kleikorrels met toegevoegd water bleek voldoende klein te zijn. Verdere aanpassingen en verbeteringen zijn gedurende het gehele uitvoeringstraject doorgevoerd. Deels hadden deze betrekking op al het speciaal voor dit werk ontwikkelde materieel, maar ook zijn diverse verbeteringen doorgevoerd om tot een efficiënter uitvoeringsproces te komen.

Beheersing, controle en toetsing uitvoering Om het uitvoeringsproces beheersbaar te houden en effectief te kunnen volgen, zijn werken uitvoeringsplannen opgesteld: - Werkplan boren inregelpaal (eerste MT paal 87); -W erk- en keuringsplanvolgende inregelpalen; - Werkplan lange MT palen; - Werkplan korte MT palen. Alle MT palen zijn getoetst aan het bestek en aan het vigerende werkplan. Voor elke paal is door de VOF Stationseiland Amsterdam vooraf een checklist opgesteld. Hierin staan de belangrijkste eisen en aandachtspunten. Toezichthouders kunnen hierdoor de uitvoering volgen en waar nodig direct ingrijpen. Per geïnstalleerde MT paal zijn alle resultaten verwerkt in zogenaamde “as built” formulieren. In deze formulieren zijn alle eisen uit het bestek en de vigerende werkplannen getoetst. Bovendien is gedurende het gehele uitvoeringsproces

de uitvoering door drie partijen getoetst: - CMM heeft haar eigen kwaliteitscontrole en kwaliteitsregistratie; - CSO keurt deze kwaliteitsregistratie, in het kader van externe kwaliteitsborging (EKB), alvorens deze officieel bij de opdrachtgever wordt aangeleverd; - VOF Stationseiland Amsterdam keurt de ontvangen documenten, toetst de uitvoeringen en beoordeelt de kwaliteit van de MT palen en MT palenwand.

Conclusie Het verticale MicroTunnelling systeem (MT systeem) is gebaseerd op de techniek van horizontaal gestuurd boren, welke volledig is aangepast om verticaal gestuurd te kunnen boren. Deze innovatieve techniek is voor het eerst toegepast onder het emplacement van het Amsterdam Centraal Station. Tijdens de uitvoering van het eerste deel van de bouwkuip, de 100 m lange westwand, zijn diverse aanpassingen aan het boor- en uitvoeringsproces doorgevoerd, waardoor het gehele (boor)proces verbeterd en geoptimaliseerd is. In september 2007 gaat het laatste deel van de bouwkuip, de eveneens 100 m lange oostelijke MT wand, in uitvoering. Het is in dit stadium nog te vroeg om een eindoordeel over het nieuwe MT funderingssysteem te geven. De tot nu toe beschikbare kwaliteiten controle registraties zijn getoetst aan het bestek en de vigerende werkplannen. Op basis hiervan is de verwachting dat de MT palenwand onder het Amsterdam Centraal Station naar behoren zal functioneren.

Referenties [1] J.C.W.M. de Wit, P.J. Bogaards, O.S. Langhorst, B.J. Schat, R.D. Essler, J. Maertens, B.K.J. Obladen, C.F. Bosma, J.J. Sleuwaegen en H. Dekker: Ontwerp van de sandwichwand onder Amsterdam Centraal Station, Geotechniek 2006, nr. 2, blz. 24-30. [2] J.C.W.M. de Wit, P.J. Bogaards, O.S. Langhorst, R.D. Essler, J. Maertens, B.K.J. Obladen, C.F. Bosma, J.J. Sleuwaegen en H. Dekker: Uitvoering van de sandwichwand onder Amsterdam Centraal Station, Geotechniek 2006, nr. 3, blz. 54-61.

Reacties op dit artikel kunnen tot 1 oktober 2007 naar de uitgever worden gestuurd

37

Keerwanden met Fortrac® wapening, Barendrecht

Zeker, flexibel, kostenbewust

B ouwen met Bouwen geokunststoffen! Geotechniek (Spoor) Wegenbouw Stortplaatsen Waterbouw

www.huesker.com Agent voor Nederland

CECO B.V.

Klipperweg 14 . 6222 PC Maastricht Tel.: 043 - 3 52 76 09 . Fax: 043 - 3 52 76 03 E-mail: [email protected] . Web: www.cecobv.nl

HUESKER

"Geosynthetics made by HUESKER betrouwbaar door ervaring!"

HUESKER Netherlands Tel.: 073 - 50 30 653 E-mail: [email protected]

Wapenen . Stabiliseren . Scheiden . Filtreren . Beschermen . Inpakken . Afdichten . Draineren

Risico-inventarisatie begint hier

[email protected]

www.apvdberg.nl

Sondeerapparatuur 25 - 300 kN voor on- en offshore Conussen voor geo- en milieutechnisch bodemonderzoek Monstername-apparatuur voor het nemen van ongeroerde bodemmonsters Draadloze gegevensoverdracht Elektrische meetapparatuur Software Boorapparatuur icm sondeerapparatuur Vanetesters

A.P. van den Berg Machinefabriek B.V. Postbus 68, 8440 AB Heerenveen Tel. 0513 - 63 13 55 Fax 0513 - 63 12 12

Nieuw!!! Digitale conus: Icone - gebruiksvriendelijker - kostenbesparend - hogere kwaliteit meetresultaten

Geef vorm aan uw innovatieprojecten Vlaams Project van Thematische Innovatiestimulering “Speciale Funderingstechnieken”

http://www.tis-sft.wtcb.be partners :

met steun van : Instituut voor de aanmoediging van Innovatie voor Wetenschap en Technologie in Vlaanderen

contact :

Om de concurrentiepositie van de Vlaamse bouwbedrijven in de context van de Europese eenheidsmarkt te verstevigen en om hen te informeren over en te ondersteunen bij hun innovatieprocessen, richtte het Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) - in samenwerking met de Belgische Vereniging van Funderingsaannemers (ABEF) en de Katholieke Universiteit Leuven (KUL) - het door het IWT gesubsidieerde project van Thematische Innovatiestimulering (TIS) 'Speciale funderingstechnieken' op.

Er zal vooral aandacht besteed worden aan de volgende innovatiepistes : x innovaties m.b.t. de uitvoering van speciale funderingstechnieken, x toepassing van geavanceerde monitoringsystemen voor speciale funderingstechnieken, x aanwending van nieuwe materialen bij speciale funderingstechnieken, x innovatieve technieken, ontwikkeld voor het gebruik, de renovatie en de versteviging van bestaande funderingssystemen, x funderingstechnieken voor de energievoorziening van gebouwen. Het TIS-project zal trachten het kennisniveau in zijn ruime doelgroep (funderingsbedrijven, materiaalfabrikanten, monitoringindustrie, bouwheren, ontwerpers,…) te verhogen, synergieën tussen de geïnteresseerden op te sporen en het bestaande innovatiepotentieel te onderzoeken en verder te ontwikkelen.

WTCB, ir. Noël Huybrechts Bouwbedrijven kunnen tevens een beroep doen op concrete hulp bij het definiëren en Lombardstraat 42 vormgeven van hun innovatieprojecten. Geïnteresseerden vinden op de website een B-1000 BRUSSEL aanmeldingsformulier. Telefoon : +32 2 655 77 11 E-mail : [email protected] 012_NL-AD 21.02.2007 14:55 Uhr Seite 1

Vestiging België Industrieweg 25 B-3190 Boortmeerbeek Tel. 0032 16 60 77 60 Fax 0032 16 60 77 66 E-Mail: [email protected] Vestiging Nederland Veilingweg 2 NL-5301 KM Zaltbommel Tel. 0031 418 578 922 Fax 0031 418 513 012 E-Mail: [email protected]

UW PARTNER IN GEO TECHNIEK � GROUTANKERS � PALEN � DAMWAND ANKERS

DYWIDAG voorspanstaven – strengen GEWI® staal – DYWI DRILL® GEWI® palen – RR palen – DYWI DRILL® DYWIDAG voorspanstaven – strengen GEWI® staal

www.dywidag-systems.com

Statistiek bij regionale proevenverzamelingen: Het ruimtelijk statistische model ir. E.O.F. Calle GeoDelft

SA MENVATTI NG

Inleiding In de grondmechanische adviespraktijk wordt bij lijninfrastructuurprojecten vaak gebruik gemaakt van zogenaamde regionale proevenverzamelingen van grondeigenschappen. Uitkomsten van laboratorium- of in situ proeven over een groot gebied van vele kilometers lengte worden in één verzameling gestopt. Het voordeel van zo’n regionale proevenverzameling is dat er een betrekkelijk groot aantal proefuitkomsten is, zelfs bij een kleine dichtheid van het grondonderzoek. Hiermee kunnen statistische kentallen worden berekend die het variatiepatroon van de grondeigenschap voor een groot gebied karakteriseren. Hiermee kunnen veilige schattingen van de grondeigenschap, zoals karakteristieke waarden van laaggemiddelden, worden afgeleid die nodig zijn voor het uitvoeren van grondmechanische analyses. Voor de berekening van de statistische kentallen van zo’n proevenverzameling, worden in de huidige praktijk de klassieke formules uit de steekproeftheorie voor ongecorreleerde waarnemingen gebruikt. In dit artikel wordt gedemonstreerd dat deze formules (doorgaans) niet van toepassing zijn op regionale proevenverzamelingen. Er is dus een andere statistische aanpak nodig bij het verwerken van gegevens uit regionale proevenverzamelingen.

liteit, waarbij de onderlinge verschillen tussen waarnemingen afhankelijk zijn van de afstanden tussen de waarnemingspunten. Dit uitgangspunt past niet bij het patroon van ruimtelijke spreiding van de waarnemingen dat in veel regionale proevenverzamelingen te zien is. In dit artikel wordt dit aan de hand van een praktijkvoorbeeld gedemonstreerd. We bespreken een model voor ruimtelijke variabiliteit dat beter aansluit bij de waarnemingen van de beschouwde proevenverzameling. Dit model leidt tot andere dan de klassieke statistische formules om gemiddelde en spreiding van de grondeigenschap te bepalen. Daarbij worden de waarnemingen van de proevenverzameling niet meer opgevat als onderling onafhankelijke (ongecorreleerde) grootheden. Dit heeft natuurlijk gevolgen voor de berekening van de karakteristieke waarde van het laaggemiddelde voor willekeurige locaties tussen de onderzoekspunten in.

Uitgangspunt voor de klassieke statistische formules is immers dat alle waarnemingen als trekkingen uit een ongecorreleerde populatie kunnen worden beschouwd. Dat houdt in dat er geen structuur is voor de ruimtelijke variabi-

40

In de grondmechanische adviespraktijk wordt bij lijninfrastructuurprojecten vaak gebruik gemaakt van regionale proevenverzamelingen van grondeigenschappen. Voor de berekening van de statistische kentallen van zo’n proevenverzameling worden in de huidige praktijk de klassieke formules uit de steekproeftheorie voor ongecorreleerde waarnemingen gebruikt. Aan de hand van een voorbeeld wordt aangetoond dat deze formules niet geschikt zijn. De berekende karakteristieke waarde is voor het beschouwde voorbeeld onveilig. Met een ruimtelijk spreidingsmodel is een betere aansluiting bij de waarnemingen te verkrijgen.

Het gebruik van proevenverzamelingen voor de schuifsterkte van grond voor stabiliteitscontrole bij dijken is bijna twintig jaar geleden al geïntroduceerd in de TAW-Leidraad voor het ontwerpen van Rivierdijken (TAW, 1989). In de leidraad wordt een recept gegeven voor de berekening van karakteristieke laaggemiddelden voor een willekeurige locatie. Daarbij is, met “ingenieursgevoel”, maar toch enigszins arbitrair, rekening gehouden met het ruimtelijk karakter van de spreiding van “lokale gemiddelden”. Een gedegen statistische onderbouwing ontbrak echter. We zullen daarom

ook nagaan of de nieuwe inzichten aanleiding geven om dit recept te herzien. Tabel 1 van de geotechnische norm, NEN 6740, geeft indicaties voor aan te houden karakteristieke waarden van grondeigenschappen, die aangenomen kunnen worden indien geen feitelijke metingen beschikbaar zijn. Deze tabel is het resultaat van “verzamelde expertise” van de commissieleden die de norm hebben opgesteld en daarbij geraadpleegde deskundigen. Vrij geïnterpreteerd gaat het hierbij dus ook om een “landsdekkende proevenverzameling”, op grond waarvan min of meer intuïtief de tabelwaarden zijn vastgelegd. Tevens worden indicaties van relatieve spreidingen (variatiecoëfficiënten) gegeven, overigens zonder dat erg inzichtelijk gemaakt wordt wat daarbij het onderliggende ruimtelijke model is, of zou kunnen zijn. Met het in dit artikel afgeleide model wordt een mogelijke interpretatie voorgesteld. Doel ervan is het inzichtelijker maken van de gebruiksmogelijkheden en beperkingen van de tabel, maar het biedt ook de mogelijkheid om de tabelinformatie logisch te combineren met lokale meetgegevens. Vanwege de omvang is deze publicatie in tweeën gesplitst. In dit artikel worden het ruimtelijke model en de bijbehorende statistiek besproken. In het vervolgartikel wordt nader ingegaan op de toepassing van dit model en de relatie met de modellen in de TAW-Leidraad en de geotechnische norm.


Statistiek bij regionale proevenverzamelingen: Het ruimtelijk statistische model

Boring =>

79-3

80-2

74-4

75-2

77-2

78-1

79-19

Du3-1

Du4-1

Kw1-1

Kw3-2

Monster 1

8,2

22,6

29,6

39,6

61,5

22,6

19

24,3

17

23

14,7

Monster 2

7,3

17,6

-

-

-

15,6

-

-

21,5

17,8

22,2

Monster 3

13

20,1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Monster 4

16

14,8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Monster 5

-

20,1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

(2)

\T abel 1 Nummers van de boringen en bijbehorende waarnemingen van de parameter C.

(Monsternummers zijn oplopend met de diepte van de monsternamen in de betreffende boringen)

De beschouwde proevenverzameling In tabel 1 zijn de uitkomsten van laboratoriumproeven op grondmonsters weergegeven, die uit ver van elkaar gelegen boringen langs de Diefdijk komen. Het gaat om een samendrukkingparameter die we aan zullen duiden met de letter C. Het specifieke karakter van de parameter is hier overigens niet van belang; in dit artikel is het alleen een getallenvoorbeeld. Om die reden kan de dimensie van C buiten beschouwing worden gelaten. Het gaat om een grondeigenschap waarvan een zogenaamde karakteristieke waarde van het laaggemiddelde op elke willekeurige locatie, binnen de strekking waarin de boringen zijn uitgevoerd, nodig is voor grondmechanische analyses. De karakteristieke waarde is doorgaans een schatting van de veilige onder- of bovengrens van het gemiddelde op een locatie, met 5% onder- of overschrijdingskans. Hier gaan we verder uit van de karakteristieke ondergrens, maar dat is in beginsel geen beperking. De onderlinge afstand tussen de boringen bedraagt gemiddeld zo’n 600 m en de boringen beslaan een strekking van ca. 6 km. Bij twee van de boringen zijn meerdere grondmonsters ingewonnen en in het laboratorium beproefd, bij de overige boringen gaat het om slechts één of twee monsters. Gevraagd wordt dus om de karakteristieke 5% ondergrens van het laaggemiddelde van C te bepalen ten behoeve van zettinganalyses. Kijken we naar de waarnemingen in tabel 1 dan valt op dat er nogal wat variatie is tussen de boringen onderling. In figuur 1 zijn de waargenomen waarden van C per boring uitgezet. Op de horizontale as is de plaatsvolgorde binnen de strekking van 6 km waarin de boringen zijn uitgevoerd, weergegeven. Hieraan zien we dat er geen reden is om een significant systematisch verloop van de gemiddelden per boring in de lengterichting binnen de strekking te veronderstellen. Bij


waarin nb het aantal boringen is, n i het aantal beproefde monsters van boring i, Ntot het totaal aantal monsters en Cij de uitkomst van de laboratoriumproef op grondmonster j van boring i. Voor de steekproefvariantie (dit is het kwadraat van de steekproefstandaardafwijking) geldt:

beschouwing van de waarnemingen van boringen 79-3 en 80-2 in tabel 1 krijgen we ook een indruk van de variatie binnen één verticaal. Hieruit concluderen we vooralsnog dat er ook geen significante trend met de diepte is. Dit betekent dat bij het opzetten van een statistisch model er geen aanleiding is systematische toe- of afname van C in de lengterichting of met de diepte te veronderstellen. Er is hooguit reden te veronderstellen dat enkele van de waarnemingen uitbijters (naar boven) kunnen zijn, namelijk bij boring 77-2 en, in mindere mate, bij boring 75-2. Een uitbijter is doorgaans reden voor nader onderzoek, om vast te stellen of er sprake is van een echte afwijking of van onregelmatigheden bij de proefprocedure of het inwinnen van proefmateriaal. In ons geval zullen we om praktische redenen in eerste instantie deze uitbijters uitsluiten in de statistische analyse. In het vervolgartikel komen we hier echter uitgebreid op terug.

Schattingen statistische kentallen met behulp van klassieke formules Van de waarnemingen kunnen we het gemiddelde en de standaardafwijking bepalen met de volgende formules. Het steekproefgemiddelde wordt berekend met: (1)

Wanneer de waarnemingen onderling onafhankelijk zijn, is het steekproefgemiddelde een zuivere schatter voor de verwachtingswaarde, μC , van het gemiddelde van C over de hele grondlaag. De standaardafwijking van de steekproef sC is een zuivere schatter van de standaardafwijking σC van de populatie. Verder is (sC /√ Ntot ) een (zuivere) schatter voor de standaardafwijking van het steekproefgemiddelde. De 5% karakteristieke ondergrenswaarde van het laaggemiddelde kan hiermee worden berekend als: (3)

Hierin is t de 95% waarde van de Student verdeling bij een aantal vrijheidsgraden van Ntot -1. Indien het totaal aantal waarnemingen Ntot zeer groot is, nadert deze waarde tot de 95% waarde van de standaardnormale verdeling, namelijk 1,65. Wanneer we deze formules toepassen op de waarnemingen in tabel 1 (met weglaten van de boringen 75-2 en 77-2), dan vinden we Cgem = 18,35, sC = 5,36 en Cgem,kar = 16,37. In figuur 1 zijn het steekproefgemiddelde (stippellijn) en de karakteristieke 5% ondergrenswaarde van het laaggemiddelde (streepstippellijn) aangegeven. Wat direct opvalt, is dat deze karakteristieke ondergrens groter is dan alle waarnemingen in boring 79-3, en dus zeker ook groter is dan het

F iguur 1 Grafische representatie van de waarnemingen in tabel 1; de boringen zijn van links naar rechts in de juiste plaatsvolgorde binnen de strekking uitgezet. De streepstippellijn geeft de karakteristieke waarde van het gemiddelde van de grondlaag, volgens formules (1), (2) en (3).

41


gemiddelde binnen die boring. Met andere woorden, de karakteristieke waarde van het gemiddelde van alle proefuitkomsten levert in dit geval voor de locatie van boring 79-3 een veel te optimistische schatting van het lokale laaggemiddelde. En mogelijk niet alleen voor deze locatie, omdat tussen de boringen in meer van zulke “zwakke” locaties kunnen voorkomen. Alleen wanneer op grond van de geologische opbouw van het gebied aannemelijk is dat deze locatie uniek is, is het verstandig hiervoor een aparte proevenverzameling aan te leggen. In dat geval wordt deze boring natuurlijk weggelaten bij de statistische analyse van de andere boringen. In plaats van formule (3) wordt, om de ruimtelijke spreiding in rekening te brengen, soms ook wel de karakteristieke ondergrens van “puntwaarden” (de waarde van de parameter voor een klein grondvolume) gebruikt, volgens het recept: (4)

Omdat helemaal geen rekening gehouden wordt met uitmiddeling van ruimtelijke variatie leidt dit recept tot extreem ongunstige schattingen van de karakteristieke waarde van het laaggemiddelde. Voor de beschouwde proevenverzameling zou hiermee een karakteristieke waarde gevonden worden van Ckar = 6,95. Indien voor de geotechnische analyse het laag-

gemiddelde relevant is, en dat is voor stabiliteits- en zettingsanalyses doorgaans het geval, dan is dit een zeer ongunstige benadering. Formule (4) is dus, naast theoretisch onjuist, ook geen praktische optie. Aan de formules (1) en (2) ligt de veronderstelling ten grondslag dat de waarnemingen alle onderling onafhankelijk, dus alle ruimtelijk ongecorreleerd zijn. De vooronderstelling bij formule (3) is dat de waarnemingen trekkingen zijn uit een normaal verdeelde populatie. Op beide veronderstellingen gaan we dieper in.

Kansverdeling van de waarnemingen De aanname dat grondeigenschappen normaal verdeeld zijn, is gebruikelijk binnen de geotechniek. Toch kan dit bij waarnemingsreeksen met een grote relatieve spreiding (grote variatiecoëfficiënt) tot fysisch inconsistente resultaten leiden voor grondeigenschappen die per definitie een positieve waarde hebben, zoals in ons voorbeeld. Daarom wordt ook wel uitgegaan van de lognormale kansverdeling, dat wil zeggen dat de logaritmen van de waarnemingen normaal verdeeld zijn. Daarmee wordt in elk geval voorkomen dat afgeleide grondparameters, zoals de geschatte karakteristieke ondergrenswaarde, kleiner dan nul kunnen worden. Wanneer de waarnemingen een kleine variatiecoëfficiënt hebben, is het verschil tussen de normale of lognormale kansverdeling overigens klein. Voor het toetsen van een veronderstelde kans-

verdeling aan een waarnemingsreeks zijn statistische toetsen beschikbaar. Een bekende is de Kolmogorov-Smirnov Goodness-of-Fit test, of de hier aan gerelateerde toets van Anderson-Darling (NIST, www-bron). Hierbij wordt gekeken naar het verschil tussen de (genormeerde) experimentele cumulatieve frequenties (ECF) van de waarnemingsreeks en de hiermee corresponderende cumulatieve kansen van de aangenomen te toetsen kansverdeling. De keuze van het toetscriterium bij zulke toetsen heeft vaak een hoog black box gehalte. Een grafische analyse kan daarom inzichtelijker zijn. Zonder hier diep op in te gaan, geven we het resultaat van zo’n analyse in figuur 2. Daarbij worden de experimentele cumulatieve frequenties van de waarnemingsreeks, de meetdata, vergeleken met experimentele cumulatieve frequenties van reeksen die via simulatie gegenereerd zijn op basis van de verdeling die we willen toetsen. Het aantal zogenaamde “pseudo waarnemingen” in de gegenereerde reeksen moet net zo groot zijn als het aantal waarnemingen van de meetreeks. Zolang de cumulatieve frequenties van de meetreeks binnen de “envelop” van (vele) gegeneerde reeksen valt, is er, vanuit statistisch oogpunt, geen reden om de aangenomen kansverdeling te verwerpen. In figuur 2 is uitgegaan van een normale verdeling en een lognormale verdeling, beide gebaseerd op het steekproefgemiddelde en de steekproefvariantie van de waarnemingsreeks. Het feit dat een normale verdeling vanuit statis-

\F iguur 2 Toetsing van een aangenomen normale verdeling. De ECF van de meetdata en van vier gesimuleerde normaal verdeelde reeksen zijn uitgezet tegen theoretische kansen van

de normale verdeling in de linker figuur. In de rechter figuur is dit gebeurd voor de lognormale verdelng. De meetdata vallen in beide grafieken binnen de omhullende van de gesimuleerde reeksen. Er is dus geen reden om de normale verdeling voor de meetdata te verwerpen, maar ook de lognormale verdeling kan niet worden verworpen.

42



tisch oogpunt niet kan worden verworpen, betekent dus niet dat andere aangenomen verdelingen wel verworpen zouden worden. Bij statistische toetsen wordt namelijk nooit de juistheid van een hypothese bewezen, maar alleen of die op grond van de waarnemingen moet worden verworpen. De vraag welke kansverdeling (het meest) correct is, de normale of de lognormale, kan als gevolg van het beperkte aantal waarnemingen en de relatief grote spreiding, in ons geval niet beantwoord worden vanuit de statistiek. Wel is het zo dat een normale verdeling voor een grondparameter die per definitie positieve waarden en ook nog een grote relatieve spreiding heeft, fysisch niet een voor de hand liggende keuze is. Bij de verdere uitwerking in dit artikel en het vervolgartikel zullen we beide mogelijkheden open houden. Voor de beschrijving van het ruimtelijke model gaan we vooralsnog uit van de normale kansverdeling, omdat die ook generiek is voor het geval een lognormale verdeling wordt aangenomen.

Ruimtelijke correlatie van de waarnemingen Kijken we in figuur 1 naar de boringen met meer dan één waarneming per boring, dan valt op dat binnen de boringen de spreiding van de

\F iguur 3 Weergave van de schematisering van het

ruimtelijke variatiepatroon van grondeigenschap C. C varieert (continu) als functie van x (horizontaal) en z (verticaal). De waarde C(x,z) is opgebouwd uit een lokaal gemiddelde Cgem(x), die in horizontale richting fluctueert rond het regionale gemiddelde μC en een component (C(x,z)-Cgem(x)) die in verticale richting fluctueert rond Cgem(x). De fluctuaties in verticale richting zijn normaal verdeeld met gemiddelde 0 en standaardafwijking σC, loc en de fluctuaties van het lokale laaggemiddelde Cgem(x) rond het regionale gemiddelde μC zijn normaal verdeeld met gemiddelde 0 en standaardafwijking σC, loc av (local average). De totale variantie van de fluctuaties van C(x,z) ten opzichte van het regionale gemiddelde μC is σC,reg2 = σC,loc2+σC, loc av2 (de regionale variantie). De steekproefvariantie van een regionale proevenverzameling is een schatter voor de regionale variantie.


F iguur 4 Berekening van regionaal gemiddelde, regionale standaardafwijking en karakteristieke waarde voor lokale laaggemiddelden van C, gebaseerd op de proevenverzameling in tabel 1, als functie van de correlatie ρ=(1-α)

waarnemingen ten opzichte van het gemiddelde van de boring (de “lokale spreiding” ten opzichte van “lokale laaggemiddelden”) kleiner is dan de spreiding van alle waarnemingen ten opzichte van het gemiddelde van alle boringen (de “regionale spreiding” ten opzichte van het “regionale gemiddelde”). Bovendien ziet het er naar uit dat de laaggemiddelden per boring (en daarmee ook de lokale laaggemiddelden op locaties tussen de boringen in) onderling nogal kunnen verschillen. Voor grondmechanische analyses, zoals een analyse van de zettingen of een stabiliteitsanalyse is het lokale laaggemiddelde van belang. Het spreidingspatroon in de waarnemingen in figuur 1 kan puur op toeval berusten, maar is waarschijnlijker het gevolg van een ruimtelijke structuur van de variaties. Het feit dat de berekende karakteristieke ondergrenswaarde van het gemiddelde van de proevenserie groter is dan alle waarnemingen in boring 79-3, wijst hier ook al op.

We zoeken daarom een (stochastisch) model voor de ruimtelijke spreiding van de waarnemingen dat consistent is met de waarnemingen. Een voor de hand liggende aanname voor zo’n model is dat de lokale laaggemiddelden op de verschillende locaties (en dus ook de boorlocaties) kunnen variëren ten opzichte van het “overall” gemiddelde van het gebied waarover de regionale proevenverzameling zich uitstrekt (het regionale gemiddelde). Het regionale gemiddelde geven we aan met μC. De spreiding van de lokale laaggemiddelden ten opzichte van het regionale gemiddelde karakteriseren we met de variantie σ2C, loc av (loc av staat voor local average). Het lokale laaggemiddelde wordt opgevat als een van locatie tot locatie variërende stochastische grootheid met ver-

wachting μC en standaardafwijking σC, loc av. Als kansverdeling nemen we de normale (Gausse) kansverdeling aan. De waarde van de grondeigenschap in verschillende “punten” op een locatie varieert rond dit lokale laaggemiddelde. Die variaties vatten we ook op als een normaal verdeelde stochastische grootheid, met verwachtingswaarde gelijk 0 en “lokale” standaardafwijking σC,loc. In figuur 3 is dit model geschetst. Het is ontleend aan het stochastische model voor de beschrijving van ruimtelijke variabiliteit van schuifsterkteparameters van grond met behulp van een stationaire stochastische functie, zoals beschreven in (TAW, 2002). De verhouding σC,loc2 / σC,reg2 noemen we de variantieverhouding α, deze is per definitie groter dan 0 en kleiner dan of gelijk aan 1. Bij deze schematisering hoort een structuur voor de ruimtelijke correlatie tussen de waarnemingen van de grondeigenschap. Dit is wiskundig uitgewerkt in het kader bij dit artikel. Het resultaat van die uitwerking is dat waarnemingen die uit verschillende boringen komen, onderling niet gecorreleerd zijn, maar waarnemingen binnen eenzelfde boring wel gecorreleerd zijn met een correlatiecoëfficiënt ρ=(1-α).

Nieuwe berekeningen van gemiddelde, standaardafwijking en karakteristieke waarde De “klassieke” formules (1), (2) en (3) zijn alleen geldig voor het geval de onderlinge correlatie tussen waarnemingen ρ=(1-α) gelijk aan 0 is, dus voor α=1. Verderop zullen we zien dat de kans dat dit het geval is, berekend aan de hand van de waarnemingen zelf, erg klein is. Dat betekent dat andere formules nodig zijn die

43


rekening houden met de ruimtelijke correlatiestructuur. In het kader zijn die nieuwe formules gegeven. Deze zijn geïmplementeerd in een Excel spreadsheetapplicatie. In figuur 4 zijn uitkomsten van de berekeningen met dit programma weergegeven. Hierbij is uitgegaan van de proevenverzameling in tabel 1 zonder de hoge “uitbijters”. De berekende uitkomsten voor het regionaal laaggemiddelde, de regionale standaardafwijking en de karakteristieke waarde van lokale laaggemiddelden zijn uitgezet als functie van aangenomen waarden van de (correlatie)parameter ρ=(1-α), waarbij α loopt van 1 tot 0. Op de keuze van α komen we later terug. In figuur 4 zien we dat de schatter voor het regionale gemiddelde enigszins beïnvloed wordt door de veronderstelde correlatie. De schatter van de regionale standaardafwijking is vrijwel constant voor correlaties van 0 - 0,5 en neemt daarna eerst gematigd en bij correlaties vanaf 0,8 sterk toe. De schatter voor de karakteristieke waarde voor lokale gemiddelden neemt bij toenemende correlaties significant en bij correlaties groter dan 0,7 sterk af. Bij correlaties kleiner dan 0,5 is dat het gevolg van afname van het equivalente aantal onafhankelijke waarnemingen bij toenemende correlatie. Correlatie tussen de waarnemingen zorgt er immers voor dat het equivalente aantal “onafhankelijke” waarnemingen kleiner is dan het werkelijke aantal waarnemingen (zie kader). Bij correlaties groter dan 0,7 komt daar het versterkende effect van toename van de schatter van de regionale standaardafwijking bij. In figuur 4 zien we dat bij hoge correlaties de karakteristieke waarde negatieve waarden aanneemt. Hier wreekt zich de keuze dat de waarnemingen normaal verdeeld zijn. Hier komen we in het vervolgartikel uitgebreid op terug.

Onderin de grafiek is de zogenaamde likelihood-functie weergegeven. Dit is de kansverdeling van de mogelijke correlaties, berekend met behulp van de waarnemingen zelf. We zien dat kleine correlaties laag scoren. Met andere woorden de variantieverhouding α≈1, die de basis vormt voor formules (1) t/m (3), wordt niet ondersteund door de waarnemingen zelf. Ook hoge correlaties scoren laag. Verder zien we dat er niet echt één waarde voor de correlatie uitspringt. Dat betekent dat we bij de berekening van karakteristieke schattingen van lokale laaggemiddelden rekening zullen moeten houden met deze kansverdeling. Dit wordt besproken in het vervolgartikel. Hierop vooruitlopend kijken we naar het effect op de schatter van het karakteristieke lokale laaggemiddelde als we uitgaan van de correlatie met de maximale score voor de likelihood. In figuur 4 is dat de correlatie ρ=0,45, dus bij een variantieverhouding α=0,55. De karakteristieke waarde van lokale laaggemiddelden is hierbij Cloc av, kar = 12,9. Deze waarde is weergegeven in de grafiek met waarnemingen ( figuur 5). We zien dat met deze nieuwe karakteristieke schatting het gemiddelde van de waarnemingen in boring 79-3 niet meer uit de toon valt. Tegelijkertijd zien we ook dat de karakteristieke schatting voor lokale laaggemiddelden conservatief is voor de meeste (boor)locaties. Dit is inherent aan het werken met een regionale proevenverzameling. De statistiek zorgt voor veilige schattingen, maar voor het merendeel (namelijk 95%) van de locaties geldt dat de lokale laaggemiddelden groter zullen zijn. Afhankelijk van de potentiële besparingen kan overwogen worden om het regionale grondonderzoek uit te breiden met lokale grondonderzoeken. Een voorbeeld van een kosten/baten afweging die daarbij kan helpen is beschreven in (Calle, 2003).

F iguur 5 Als figuur 1, maar met een nieuwe schatting van de karakteristieke waarde van lokale laaggemiddelden (streepstippellijn). Het “laaggemiddelde” bij boring 79-3 wordt nu redelijkerwijze wel gerepresenteerd door de berekende karakteristieke waarde voor lokale laaggemiddelden

Slotopmerkingen In dit artikel is aan de hand van een voorbeeld aangetoond dat bij regionale proevenverzamelingen van grondeigenschappen de klassieke formules niet geschikt zijn om statistische kentallen van de verzameling en karakteristieke waarden voor geotechnische analyses te berekenen. De met deze formules berekende karakteristieke waarde voor lokale laaggemiddelden is voor de beschouwde proevenverzameling onveilig. Er is een ruimtelijk spreidingsmodel geïntroduceerd dat beter aansluit bij de waarnemingen van de proevenverzameling en er zijn nieuwe statistische formules afgeleid. Bij de berekening van de karakteristieke waarde van lokale laaggemiddelden in figuur 5 is uitgegaan van de waarde van α met de hoogste likelihood-score. In het vervolgartikel gaan we nader in op die berekening, waarbij rekening gehouden wordt met de kansverdeling van de correlatie (de likelihood-functie in figuur 4). Daarbij komt ook de keuze voor een normale of lognormale kansverdeling voor de waarnemingen weer aan de orde en wordt verder ingegaan op het effect van het al dan niet weglaten van “uitbijters” in de meetreeks. Tevens wordt ingegaan op de relatie met het model in de Leidraad voor het ontwerpen van Rivierdijken en wordt een interpretatie van tabel 1 van de geotechnische norm NEN 6740 besproken.

Referenties Calle, E.O.F. & J. van Heteren (1989) Statistical Inference of Trend and Covariance of a Random Field with Nonstationary Mean and Stationary Covariance Properties. Proc. 3rd Geostatistics Congress, Avignon. Calle, E.O.F. (2003) Grondonderzoek vraagt om een heldere kansanalyse. Land en Water, Nr 3. NIST, National Institute of Standards and Technology. e-Handbook of Engineering Statistics (www.itl.nist.gov ). TAW (1989) Leidraad voor het ontwerpen van Rivierdijken (deel 2). Technische Adviescommissie voor de Waterkering TAW (2002) Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies Uitgave ENW (Expertise Netwerk Waterkeren, v/h TAW) (www.enwinfo.nl/publicaties ) Reacties op dit artikel kunnen tot 1 oktober 2007 naar de uitgever worden gestuurd

44



Ruimtelijke correlatiestructuur bij het model in figuur 3, consequenties voor schattingen van statistische kentallen Ruimtelijke correlatiestructuur We kunnen de reeks waarnemingen van de grondeigenschap, Cij, opvatten als realisaties van de punten cij van een ruimtelijke stochastische functie c(x,z), die we als volgt kunnen beschrijven: (1.1) Hierin zijn r i en uij normaal verdeelde stochastische variabelen waarvan de verwachtingswaarde gelijk nul is en de standaardafwijking gelijk aan 1. We kiezen nu r i en rk als onafhankelijke stochastische variabelen. Evenzo kiezen we r. onafhankelijk u..(voor alle combinaties van indices) en uij onafhankelijk van u kl indien i ≠ k of j ≠ l. Onder de regionale variantie verstaan we de variantie van alle mogelijke realisaties van Cij . Uit vergelijking (1.4) volgt de volgende uitdrukking voor de regionale variantie: (1.2) Hierin is E[ ] de verwachtingsoperator uit de waarschijnlijkheidsrekening. We kunnen de cij opvatten als normaal verdeelde stochastische variabelen, met verwachtingswaarde μC en standaardafwijking σC, reg en een correlatiestructuur die voor de gewenste opbouw volgens vergelijking (1.1) zorgt. We bepalen die structuur aan de hand van de correlaties tussen cij en ckl aan de hand van vergelijking (1.1) (bedenk dat de indices i en k voor het nummer van de boring staan en de indices j en l voor het monsternummer binnen een boring):

(1.3)

We vinden dus de volgende correlatiestructuur:

wachtingswaarde, de variantie en de karakteristieke waarde van C aan de hand van de proevenverzameling. Met andere woorden, de formules (1), (2) en (3) moeten worden herzien.

Aangepaste formules voor schatting van regionale verwachting, regionale variantie en karakteristieke waarde van lokale gemiddelden Voor de beschrijving van de nieuwe formules gaan we over op matrixvector notatie. Daarom eerst enkele notatiedefinities. De rij stochasten cij , die we met de waarnemingen Cij associëren, noteren we met de vector c: (1.5) en de bijbehorende waarnemingen met de vector: (1.6) Voor de betekenis van de indices wordt verwezen naar de beschrijving bij formule (1) van de hoofdtekst. In de vergelijkingen (1.5) en (1.6) betekent T getransponeerd (maakt van de liggende vector een staande vector). Het totale aantal elementen (of kentallen) in vector c is Ntot. Onder de verwachting van c verstaan we de vector μC, dit is een vector met dezelfde afmeting als c en met als elementen de verwachtingswaarden E[cij] = μC. De varianties (en covarianties) van c worden weergegeven door de covariantiematrix Cov: (1.7) Hierin is R de correlatiematrix (met Ntot rijen en Ntot kolommen). De elementen hiervan kunnen we vaststellen met behulp van vergelijking (1.4). Voor een tweetal boringen waaruit bij beide twee monsters zijn getrokken en beproefd, zou deze matrix er als volgt uit zien:

(1.4) (1.8) Het symbool ∀ betekent “voor alle”. Met dit correlatiemodel wordt het gewenste variatiepatroon met lokale variantie, variantie van lokale gemiddelden en regionale variantie gerealiseerd. Merk op dat voor α=1 het klassieke model wordt teruggevonden, waarvoor de statistische bewerkingen volgens de formules (1), (2) en (3) in de hoofdtekst gelden. De correlatiestructuur heeft gevolgen voor het schatten van de ver-


De covariantiematrix en de correlatiematrix zijn symmetrisch en voor α>0 positief definiet. Dit laatste is een voldoende voorwaarde voor het bestaan van de inversen van de covariantie- en de correlatiematrix. De schatter voor de verwachtingswaarde wordt nu:

(1.9) Hierin is e een vector (met afmeting Ntot), waarvan de elementen allemaal gelijk aan 1 zijn. De term (eT R-1e) noemen we het equivalent aantal onafhankelijke waarnemingen, Ntot, eq. Gemakkelijk is na te gaan dat Ntot, eq = Ntot indien de waarnemingen alle onderling ongecorreleerd zijn (in dat geval is α=1 en R een eenheidsmatrix). De schatter voor de regionale variantie wordt: (1.10) De formules (1.9) en (1.10) zijn ontleend aan (Calle & Van Heteren, 1988) en zijn een uitwerking van de daarin gegeven formules voor het geval er een systematische trend is in de waarnemingen. Verder is gemakkelijk na te gaan dat de formules (1.9) en (1.10) overgaan in de formules (1) en (2) van de hoofdtekst, indien er geen correlatie is tussen de waarnemingen. De karakteristieke ondergrensschatting van het laaggemiddelde van C op een willekeurige locatie (tussen de boringen in) is gelijk aan het regionale gemiddelde minus een reductie voor de afwijkingen van de lokale gemiddelden ten opzichte van dit regionale gemiddelde, σC, loc av = (1-α)σC, reg, en een reductie voor de statistische fout in de schatting van het regionale gemiddelde: (1.11) Hierin is t een Student t-waarde die bij de gewenste onderschrijdingskans van 5% hoort en (Ntot-1) graden van vrijheid. Indien de proevenverzameling minimaal uit enkele tientallen waarnemingen bestaat kunnen we t≈1,65 nemen. Ook hier zien we dat in het geval van ongecorreleerde waarnemingen (α=1) formule (1.11) overgaat in formule (3) van de hoofdtekst. De numerieke uitwerking van deze formules is nogal bewerkelijk, maar dankzij de eenvoudige structuur van de correlatiematrix, op inzichtelijke wijze uit te voeren met een Excel spreadsheetprogramma. Deze spreadsheetapplicatie is op verzoek bij de auteur ([email protected]) verkrijgbaar.

45

"-Ê," i`ÊÎx *ÃÌLÕÃÊnä£ Î£ÈäÊÊÊ, Ìi°Êä£äÊÊxäÎÊäÓÊää v>ÝÊä£äÊÊxä£ÊÎÈÊxÈ >>>`Ê °"°Ê£ä{> *ÃÌLÕÃÊÎn xÇääÊÊÊi` Ìi°Êä{ÓÊÊxÎÊx{Êxx v>ÝÊä{ÓÊÊxxÊÎxÊÇ£ >>ìÀÃÌÀ>>ÌÊ£ä> *ÃÌLÕÃÊ£xÎ Ç{ÈäÊ ÊÊ,ÃÃi Ìi°Êäx{nÊÊx£ÊÓÎÊÈÎ v>ÝÊäx{nÊÊxÓÊ£ÎÊ{Ó

>\ vJÃ}i°V ÌiÀiÌÊÃÌi\ ÌÌ«\ÉÉÜÜÜ°Ã}i°V

!$6)%3$)%.34%. 'EOTECHNIEK 'EOHYDROLOGIE -ILIEUTECHNIEK 4%22%)./.$%2:/%+ OA3ONDEREN -ILIEU BOREN ,ANDMETEN ,!"/2!4/2)5OA4RIAXIAALPROEVEN 3AMENDRUKKINGSPROEVEN

"-Ê," Ê °6°ÊÃÌ>>ÌÊ}>À>ÌÊÛÀÊ}À`}Ê iÊìÃÕ`}ÊìÀâiÊÊiÌÊÌiÀÀiÊiÊÊiÌÊi}i]Ê }i`Ê}iÕÌiiÀì]Ê}iÌiVÃViÊ>LÀ>ÌÀÕ°Ê"Ê ÛiÀiìÊÌiViiÊ>ÃÊìÊVi«ÀiÃÃiÌiÀÊiÊ ìÊÃiÃÃViÊVÕÃÊÜÀìÊÛiiÛÕ`}ÊÊìÀâiiÊ LiÌÀi° i>Û>ViiÀìÊÀii«À}À>>ÌÕÕÀÊ°>°Ê*8-®Ê ÜÀ`ÌÊ`??ÀÊÌi}i«>ÃÌÊÜ>>ÀÊiÌÊâÛÊÃÊ«Ê}À`ÊÛ>Ê i}iiÀ}ÊÕ`}iiÌ° iÊLÀi}ÊÛ>Ê"-ÊÊÛiiÊ Ê 1,ÊiÊ ,"7 VÃÃiÃÊÃVi«ÌÊiiÊL>ÃÃÊÛÀÊ}ivÕìiÀìÊiÃ° "-ÊÀìV>V>Ê °6°ÊiiÊÜiÃÌiÊÛ>ÊÛiÀÌÀÕÜi°

INPIJN-BLOKPOEL ingenieursbureau -

bouwputontwerp bemaling / drainage bouwrijp maken funderingen gestuurde boringen schade expertise trillings- en geluidsmetingen akoestisch doormeten palen heibegeleiding bouwkundige expertise milieu-onderzoek en advisering asbest inventarisatie

!DVERTENTIE,ANKELMAPDF

p o d r e e d Gefun e kennis grondig

Postbus 94 - 5690 AB Son Telefoon: (0499) 47 17 92 Telefax: (0499) 47 72 02 E-mail: [email protected]

EN-273 ISO 9001:2000 V GM C HECKLIST A ANNEMERS

#

-

9

www.inpijn-blokpoel.com

Postbus 253 - 3360 AS Sliedrecht Telefoon: (0184) 61 80 10 Telefax: (0184) 61 87 82 E-mail: [email protected]

4%#(.)3#("/$%-/.$%2:/%+

,!.$-%%4+5.$)'%7%2+:!!-(%$%.

3/.$%2).'%.

4%22%).-%4).'%.

-).)&),4%23%.0%),"5):%.

5)4:%44%.%.7!4%20!33%.3/.$%2).'%.

'2/.$"/2).'%.

.!57+%52)'%$%&/2-!4)%-%4).'%.

7!4%230!..).'3-%4).'%.

6,/%2-%4).'%.

7!4%27%2+

&5.$%2).'3/.$%2:/%+

!$6)%3

-),)%5

Postbus 752 - 2130 AT Hoofddorp Telefoon: (023) 565 58 78 Telefax: (023) 565 02 00 E-mail: [email protected]

#-

-9

#9

#-9

/.$%2$%%,6!.$%,!.+%,-!'2/%0

+

&5.$%2).'3!$6)%:%.

-),)%54%#(.)3#(/.$%2:/%+%.!$6)%3

"/570544%.%."%-!,).'%.

02/*%#46//2"%2%)$).'%.4/%:)#(4

(%)"%'%,%)$).'

!3"%34%."/5734/&&%."%3,5)4

42),,).'3-%4).'%.

02/*%#4-!.!'%-%.4

6%34)').'%. .%++%27%'

,' :/ "%%-34%2 s4%, # 03 !,-%,/ s4%,

%$)3/.342!!4

!( %$% s4%, '+ /)23#(/4 s4%,

-/23%342!!4 $% +%--%2

7 7 7 , ! . + % , - ! . ,

!LTIJD /VERAL s

) . & /

, ! . + % , - ! . ,

Funderingsontwerp van de SPM Sakhalin-1 dr.ir. M. Huisman en ing. S. Stauttener Bluewater Energy Services B.V.

SA MENVATTI NG Op zes kilometer uit de oostkust van Siberie is als onderdeel van het “Sakhalin-1” project een SPM (Single Point Mooring) geïnstalleerd waaraan grote tankers kunnen afmeren om geladen te worden met ruwe olie. De uitdagende combinatie van grote belastingen door ijs en de aangemeerde tanker, met de variërende grondcondities stellen speciale eisen aan het funderingsontwerp van de toren. De funderingspalen zijn uitgevoerd als ingeheide stalen 72” buispalen tot op het gesteente, met daarin een 55” paal in een boorgat tot 30 m onder de zeebodem. Voor het ontwerp is de hele SPM-toren in een EEM-model doorgerekend met het computermodel ANSYS.

Inleiding In het kader van de grootschalige ontwikkeling van de olie-industrie en de bijbehorende infrastructuur in Sakhalin, in het verre oosten van Rusland en direct ten noorden van Japan, is de afgelopen jaren hard gewerkt aan het “Sakhalin-1” project. Figuur 1 geeft een indruk van de omvang hiervan. Een belangrijk onderdeel van dit project wordt gevormd door een door Bluewater ontworpen en gefabriceerde SPM (Single Point Mooring) die een essentiële rol vervult bij de export van de gewonnen ruwe olie. Deze SPM bevindt zich op 5,7 km van de kust van het

Klykova schiereiland, waar 6 km ten noorden van de stad De-Kastri olieopslagfaciliteiten zijn gebouwd. De ruwe olie wordt via een pijpleiding naar de toren gepompt alwaar deze via flexibele slangen wordt overgeladen in een aan de toren afgemeerde tanker, waarmee de olie vervolgens verder wordt getransporteerd. Dergelijke SPM’s, waarin Bluewater is gespecialiseerd, zijn een economische en bovenal ook veilige oplossing, omdat er geen havenfaciliteiten nodig zijn en de tankers uit de buurt blijven van de kust. In dit geval is de SPM, net zoals het gehele F iguur 1 Een overzicht van de infrastructuur die binnen het Sakhalin-1 project is ontwikkeld. De SPM is het eindpunt van een route die de aan de oostkust van Sakhalin gewonnen olie over ongeveer 250 km naar het vasteland van Rusland en uiteindelijk naar de baai bij De-Kastri voert.

Sakhalin-1 project, een typisch voorbeeld van technische oplossingen voor oliewinning en transport in steeds extremere klimatologische omstandigheden, waarbij rekening gehouden moet worden met zeer lage temperaturen (met alle gevolgen van dien voor isolatievereisten voor olieleidingen en –tanks) en offshore met forse ijsgang. Deze SPM bestaat dan ook uit een toren die, mede in verband met de grote ijsbelastingen die in het plaatselijke klimaat optreden, als vaste constructie op de zeebodem is neergezet en met diepe funderingspalen is verankerd. Figuur 2 laat een schematische voorstelling zien. De toren is ontworpen voor het aanmeren van een speciaal gemodificeerde 110.000 tons Aframax tanker via trossen aan de voorzijde van het schip. Gezien de ijsbelastingen zijn aan het ontwerp speciale eisen gesteld. Niet alleen dient de toren en zijn fundering bestand te zijn tegen de hoge belastingen, ook moet er bij het ontwerp van het aanmeersysteem en de slangen tussen de tanker en de toren waarmee de tanker gevuld wordt, rekening worden gehouden met drijfijs, waarmee de slangen niet in contact mogen komen. Omdat het laden van een dergelijke tanker enige tijd in beslag neemt (ca. 12 tot 24 uur), moet er bij het ontwerp van het afmeersysteem bovendien rekening worden gehouden met veranderingen in stroming, golfslag en

48


Funderingsontwerp van de SPM Sakhalin-1

\F iguur 2 3D-voorstelling van de toren, met de ice

cone en de basis waar de toren mee aan de acht funderingspalen wordt verbonden.

wind, waardoor het schip zich in de richting van de minste weerstand zal willen richten. De bovenkant van de toren kan daarom vrij draaien op de centrale kolom, waardoor het afgemeerde schip te allen tijde vrij is om zich te richten, een proces dat weathervaning wordt genoemd.

\F iguur 3 Een 110.000 DWT tanker afgemeerd aan de geïnstalleerde SPM-toren. De tanker wordt geladen door een

laadslang die aan de boeg is gekoppeld.

De toren zelf is geïnstalleerd in de zomer van 2005, waarna in 2006 de laatste hand gelegd is aan de bijbehorende systemen. De toren is inmiddels operationeel. In figuur 3 is een foto te zien van één van de eerste testen met de speciaal ontworpen tanker, afgemeerd aan de toren. De slang waarmee de ruwe olie wordt

Boorgat

Waterdiepte t.o.v. LAT [m]

Diepte boring [m]

Beschrijving

02BH03

21,5

32,8

Boorgat met volledige bemonstering

02BH04

21,3

15,2

Boorgat met alleen grondmonsters

02BH04a

21,3

16,3

Boorgat met alleen gesteentemonsters

02BH04b

21,3

22,7


02BH04c

21,3

35,4


02BH05

21,4

12,6


02BH05a

21,5

37,0


02BH06

21,5

11,7


02BH06a

21,5

19,0


02BH06b

21,6

17,0


02BH06c

21,6

37,5


02CPT06

21,5

11,5

CPT met standaard conus

02CPT07

21,5

11,3

CPT met seismische conus

02CPT08

21,5

11,9

CPT met seismische conus

02CPT09

21,6

11,1

CPT met grote diameter conus

02CPT10

21,6

10,5


02CPT11

21,5

11,1


\T abel 1 De beschikbare boorgaten CPT-gegevens


overgepompt, is duidelijk te zien, evenals de grote conus rond de waterlijn van de toren (een zogeheten ice cone), waarmee in de winter opkomend ijs wordt gebroken en om de centrale kolom wordt heengeleid. Dit artikel beschrijft het funderingsontwerp van de toren waarbij gezien de zeer uitdagende combinatie van grote belastingen en variabele grondcondities speciale keuzes moesten worden gemaakt.

Grondgesteldheid In de aanloop naar het SPM-ontwerp is in 2001 en 2002 grondonderzoek verricht rond de aangewezen locatie. Het grondonderzoek werd opgezet met als uitgangspunt een funderingsontwerp bestaande uit acht palen en werd gecombineerd met een geofysisch onderzoek waarmee met name gekeken werd naar de laterale variabiliteit van de ondiepe ondergrond. Voor het grondonderzoek zelf zijn zes locaties aangewezen voor CPT’s en vier voor bemonsterde boorgaten, in ca. 21,5 m waterdiepte ten opzichte van de laagste zeespiegel (LAT, Lowest Astronomical Tide). Omdat het bij de uitvoering van de boringen door bijvoorbeeld de aangetroffen gronden gesteentelagen, technische oorzaken en ook de weersomstandigheden niet altijd mogelijk bleek om ononderbroken tot de geplande diep-

49


te te boren, zijn op drie van de vier boorlocaties aanvullende boorgaten gezet. De afstand van deze aanvullende boorgaten tot de oorspronkelijk geplande locatie was niet groter dan 10 m. Een overzicht van de uitgevoerde boringen en CPT’s is gegeven in tabel 1. Uit de boorgaten is een redelijke tot goede core recovery gehaald, hoewel er uit diverse lagen vrijwel geen materiaal naar boven kwam. De gemiddelde recoveries per boorgat waren ~89% voor boorgat 02BH03, ~74% voor 02BH04, ~59% voor 02BH05 en ~54% voor 02BH06. Hoewel normaliter een core recovery van 90% als doel wordt gesteld, bleek dat in dit geval niet haalbaar, vanwege de lastige grondgesteldheid met aanzienlijke hoeveelheden los materiaal in combinatie met het boren vanaf een schip in plaats van een vast platform. Naast de in situ metingen bij de CPT’s is er op de monsters een scala aan laboratoriumproeven uitgevoerd teneinde de grondlagen te classificeren. Om de sterkte-eigenschappen van de monsters te beschrijven, zijn torvane-, mini-vane-, triaxiaal-, point load-, consolidatie- en (ongesteunde) drukproeven uitgevoerd. In tabel 2 is het afgeleide grondprofiel gegeven. Omwille van de internationale standaardisering zijn de gronden gesteentebeschrijvingen in het Engels. Met name het verweerde gesteente vanaf een diepte van ongeveer 11 m onder de zeebodem

Diepte onder de zeebodem [m] tot

0.0

5,0 – 6,7

Very soft to soft CLAY

5,0 – 6,7

7,0 – 9,5

Loose silty SAND to silty SAND

7,0 – 9,5

10,0 – 10,7

Medium dense SAND and stiff sandy CLAY

10,0 – 10,7

11,1 – 15,0

SAND and GRAVEL alternating with GRAVEL and cobbles

11,1 – 15,0

17,0

Moderately weathered to completely weathered ROCK (andesite basalt)

17,0

28,0

Moderately weathered ROCK (andesite basalt)

\T abel 2 Het ontwerp-grondprofiel op de SPM-locatie, gebaseerd op de boorgaten en CPT-gegevens.

gaf problemen met de bemonstering en proeven, vanwege de grote variabiliteit in sterkte en andere eigenschappen en de relatief kleine blokgrootte van onverweerde delen. Omdat de bovenliggende grondlagen onvoldoende houdkracht geven om de ontwerpbelastingen over te dragen en de paalfundering dus over een aanzienlijke lengte in het verweerd gesteente zou komen, is hier in het ontwerp uitgebreid aandacht aan besteed. Hierbij is met name gekeken naar het te verwachten gehalte aan compleet verweerd materiaal (losse grond) en het nog intacte gesteente, omdat deze verdeling bepalend zou zijn voor de houdkracht en effectiviteit van de fundering. De karakterisering van het verweerde gesteente is gebaseerd op een verweringsclassificatie van de ISRM (International Society of Rock Mechanics), zie tabel 3 (de verweringsgraden zijn in het Engels gegeven). Lagen waarin geen

\F iguur 4 De variatie in de verweringsgraad en het bijbehorende percentage geheel verweerd materiaal.

50

Beschrijving

van

recovery werd gehaald, zijn in het ontwerp beschouwd als Residual Soil, code RS. In de vier boorgaten varieerde de beschreven verweringsgraad van MW tot RS met een bijbehorende spreiding van het percentage geheel verweerd (los) materiaal van 30% tot 100%, zie figuur 4. Zoals in deze figuur te zien is, was de variatie in de te verwachten materiaalsamenstelling met name tussen 15 en 20 m diepte groot. In samenhang met de grote verschillen in verweringsgraad vertoonde het gesteente ook een grote variatie in sterkte. De sterkte van geschikte gesteentemonsters is gemeten door middel van point load-testen (Point Load Strength, PLS) en drukproeven (Unconfined Compressive Strength, UCS). Vanwege de over het algemeen intense verwering konden echter slechts enkele geschikte kernen worden geprepareerd voor de UCS testen. Daarom is het merendeel van de informatie over de gesteentesterkte verzameld op kleine monsters en point load-testen. De resultaten hiervan zijn gebruikt om UCS-waarden te schatten via de relatie UCS = 23 * PLS. Onder de aanname dat de UCS volgens een lognormale distributie verdeeld is, werd als gemiddelde druksterkte 6,2 MPa gevonden. Hierbij is echter in aanmerking genomen dat door de aard van de proeven en de intensieve verwering met name de minder verweerde en dus relatief sterke delen van monsters voor de proeven moeten zijn gebruikt. Voor het ontwerp is daarom gerekend met een druksterkte van niet meer dan 3 MPa, temeer daar de zorg bestond dat de kleinschalige laboratoriumproeven niet geheel representatief waren voor het gedrag van het variabele gesteente.

Funderingsconcept en -ontwerp Omdat een geheide paal slechts mogelijk was in de bovenste grondlagen, maar deze onvoldoende houdkracht zou geven, is ervoor gekozen om een 72” buitendiameter holle paal te



Verweringsgraad

Code

Beschrijving

Aangenomen percentage intact gesteente

Aangenomen percentage geheel verweerd materiaal

Slightly weathered

SW

Verkleuring op belangrijke discontinuïteiten

90%

10%

Moderately weathered

MW

Minder dan de helft van het materiaal is verweerd tot grond. Onverweerd of verkleurd gesteente aanwezig.

70%

30%

Moderately/Highly weathered

MW/ HW

50%

50%

30%

70%

10%

90%

CW

Al het materiaal is gedesintegreerd of verweerd tot grond. De originele gesteentestructuur is nog grotendeels intact.

0%

100%

RS

Al het materiaal is gedesintegreerd of verweerd tot grond. De originele gesteentestructuur is niet meer aanwezig.

0%

100%

Highly weathered

HW

Completely/highly weathered

CW/ HW

Completely weathered

Residual soil \F iguur 5 Het paalontwerp bestaat uit een buitenpaal

(sleeve pile) die tevens als casing dient voor een boorgat waarin een tweede binnenpaal (insert pile) wordt geplaatst. De annulus wordt gevuld met grout.

heien tot de overgang van grond naar gesteente en deze paal als casing te gebruiken voor een boorgat waarin een tweede paal met een variabele buitendiameter van 55”-56” kon worden geplaatst (zie figuur 5). Na het heien van de 72” paal diende de grondplug in de buis te worden verwijderd om het gat (met een nominale diameter van 66”) in het gesteente uit te kunnen boren tot een diepte van 28,5 m onder de zeebodem. Na het plaatsen van de binnenpaal in dit gat werd de omliggende holte, de gehele annulus tussen de twee palen, en de ruimte in de palen met grout gevuld. Uiteraard kreeg de grote variabiliteit in verweringsgraad van het omliggende gesteente hierbij de nodige aandacht. De diepte waarop deze groutpaal is geplaatst, diende zodanig gekozen te worden dat: • het gewicht van het gesteenteen grondvolume dat bij een trekkracht op de paal wordt gemobiliseerd, voldoende groot is; • er voldoende paallengte is waarover een groutverbinding tussen de paal en het omliggende gesteente tot stand wordt gebracht; • er voldoende paallengte is waarover een groutverbinding tussen de buitenste paal en de grout tot stand wordt gebracht. Voor het beoordelen van de benodigde paallengte is de schachtwrijving berekend voor de


Meer dan de helft van het materiaal is verweerd tot grond. Onverweerd of verkleurd gesteente aanwezig.

\T abel 3 De gebruikte beschrijving van de verweringsgraden en de vertaling naar percentages intact gesteente en ver-

weerd materiaal

66” groutplug onder het einde van de 72” buitenpaal op basis van de boorgatgegevens (zie kader). Samen met de schachtwrijving van de 72” buitenpaal gaf dit een bovengrens voor de totale axiale uittrekweerstand. Deze cumulatieve schachtwrijving is vervolgens vergeleken met het eigen gewicht van het gemobiliseerde gesteenteen grondvolume; het minimum van beide is de maatgevende paal-uittrekweerstand (zie kader). Het draagvermogen van de paal voor een naar beneden gerichte belasting is in principe gelijk aan de som van schachtwrijving en puntweerstand. De puntweerstand is in het uiteindelijke ontwerp echter niet beschouwd uit oogpunt van conservatisme. Het berekende draagvermogen en de uittrekweerstand van de palen moest onder de van toepassing zijnde veiligheidsfactoren voldoende zijn voor de compressiebelastingen en de trekbelastingen, die het gevolg zijn van het kantelend moment dat wordt veroorzaakt door ijs-, zee- en scheepsbelastingen op de toren. Ook met verwaarlozen van de puntweerstand bleek uiteindelijk niet het draagvermogen, maar de uittrekweerstand bepalend voor de benodigde paallengte. Naast de axiale capaciteit is ook de laterale capaciteit en stijfheid van de palen van groot belang voor de stabiliteit van de constructie. Daarnaast zal met name door de optredende

buigspanningen lokaal een grote belasting van het materiaal optreden en volgens de van toepassing zijnde ontwerpcodes dienen de materiaalspanningen dan ook uitgebreid geëvalueerd te worden. Om een voldoende representatieve respons van de gehele constructie op ijs-, zee- en scheepsbelastingen te modelleren, is de gehele SPM-toren in een driedimensionaal EEM-model doorgerekend. Hiervoor is gebruik gemaakt van het computerprogramma ANSYS. De palen zijn hierin gemodelleerd als balkelementen die in een stelsel van laterale en axiale veren zijn opgehangen. Deze veren zijn op intervallen van 0,5 m telkens apart gedefinieerd op basis van het niet-lineaire vervormingsgedrag van de ondergrond. Voor de definitie van de laterale veren is gebruik gemaakt van de p-y curves van API RP2A voor de grondlagen en het Reese-model (Reese, 1997) voor de gesteentelagen. Voor de axiale veren zijn langs de schacht de t-z curves uit API RP2A gebruikt en voor de optioneel beschouwde paalpuntweerstand bij een compressiebelasting de q-z curve, uit dezelfde code. Voor elke geanalyseerde belastingssituatie is met dit model uitgaande van de belastingen op de toren zelf bepaald wat de resulterende momenten, spanningen en verplaatsingen van de palen zijn. Uit de analyses bleek dat de diepte en mate van inklemming van de palen maatgevend

51


is voor het effect van laterale belastingen op de palen. Dit wordt met name veroorzaakt door het feit dat het buigend moment in een paal groter wordt naarmate de diepte van de inklemming onder het aangrijpingspunt van de belasting toeneemt en de laterale stijfheid van de inklemmende lagen toeneemt. Om dit verder te beoordelen, is een uitgebreide gevoeligheidsanalyse gedaan waarbij deze belangrijke randvoorwaarden zijn gevarieerd. Vooral het niveau waarop de gesteentelagen begonnen, was hierbij in eerste instantie een onzekere factor. Zoals uit het grondprofiel (tabel 2) blijkt, is er een graduele overgang van grond via grind naar de verweerde gesteentelagen en is er niet één specifieke diepte aan te geven waar een scherpe begrenzing tussen relatief makkelijk te vervormen grond en relatief (zeer) stijf gesteente ligt. Daarnaast is ook de laterale stijfheid van de verweerde gesteentelagen een punt van onderzoek geweest, omdat het zeer variabele gehalte compleet verweerd materiaal van grote invloed hierop is. Uiteindelijk is gebruik gemaakt van een reeks verschillende “worstcase scenario’s” – daar waar bijvoorbeeld voor de resulterende buigspanningen in de palen een grote laterale stijfheid op relatief grote diepte (dus: diepe overgang grond-gesteente, maar relatief weinig verweerd materiaal) nadelig is, is voor de maximale uitwijking een lage laterale stijfheid (dus: compleet verweerd materiaal) nadelig. Samen met de beoordeling van de axiale capaciteit (waarvoor een grotere hoeveelheid verweerd materiaal nadelig is, zie kader) gaf dit een reeks ontwerpcriteria waar uiteindelijk de paaldimensies zodanig op afgestemd zijn dat bij alle mogelijke gevallen aan de toelaatbare spanningsniveaus en vervormingen werd voldaan.

Installatie Om het aantal hijsoperaties offshore te beperken, is de substructure van de toren als één geheel samen met de ice cone en de paalframes gefabriceerd op de werf van Hyundai Heavy Industries in Zuid-Korea (zie figuur 6). Het totale eigen gewicht van deze constructie exclusief drijfvermogen was ca. 2.000 ton. Vooral door het grote zijdelingse oppervlak van de ice cone, maar ook door het relatief hoge zwaartepunt, zou deze constructie voorafgaand aan het heien van de 72” palen, losstaand op de zeebodem, al bij lichte stromingen en golfslag instabiel kunnen worden. Om deze kritische fase te vermijden

52

Berekening van de axiale paalweerstand De afschuifweerstand tussen grout en intact gesteente is berekend volgens Flemming et al. (1992). De atmosferische druk is hierin opgenomen om de wortel dimensieloos te maken:

Symbolen

τs1 pa UCS

Afschuifweerstand grout-gesteente Atmosferische druk Ongesteunde druksterkte

[kPa] [kPa] [kPa]

Met de ontwerpwaarde UCS = 3 MPa (= 3.000 kPa) en pa = 100 kPa wordt gevonden τs1 = 712 kPa.

De afschuifweerstand tussen grout en geheel verweerd materiaal is gesteld op de afschuifweerstand van een groutanker in een zeer stijf zandig silt of mergel, conform BS 8081 (= 300 kPa): τs2 = 300

De over een de totale paallengte onder het einde van de 72” buitenpaal gesommeerde afschuifweerstand is berekend als sommatie van de afschuifweerstand tussen grout en intact gesteente, en grout en verweerd gesteente, die per laag wordt berekend uit de fracties intact gesteente en verweerd materiaal (zie figuur 4):

Voor de geheide 72” buitenpaal wordt de afschuifweerstand bepaald volgens API RP2A. Tezamen met de paalpuntweerstand geeft de gesommeerde afschuifweerstand het draagvermogen van de paal voor een naar beneden gerichte belasting. Onder de voorwaarde dat het grensvlak staal-grout niet maatgevend is, wordt de maatgevende axiale uittrekweerstand van de paal bepaald door het minimum te nemen van de cumulatieve afschuifweerstand en het eigen gewicht van het gesteenteen grondvolume dat door het omhoog trekken van de paal zou worden gemobiliseerd. Dit volume is gelijk gesteld aan dat van een omgekeerde kegel met halve tophoek van 30° tussen de paalpunt en het grensvlak tussen grond en gesteente, en een cilinder vanaf dat grensvlak tot aan het zeebed (methode Tomlinson, 1987).

Op de paalwand zijn opgelaste shear keys aangebracht. Deze zijn ontworpen conform API RP2A, en garanderen dat geen bezwijken optreedt op het grensvlak staal-grout. De shear keys zijn zodanig ontworpen dat het grensvlak staal-grout een grotere afschuifweerstand heeft dan de hierboven berekende uittrekweerstand van de paal uit de grond.

τs2

Afschuifweerstand grout-verweerd materiaal

τs Resulterende afschuifweerstand Di Laagdikte voor laag i L Paallengte onder het einde van de 72” buitenpaal n Aantal lagen

W Effectief eigen gewicht gemobiliseerd gronden gesteentevolume rkegel Straal kegel op grensvlak grond-gesteente Dkegel Diepte van het beginpunt van de kegel (= paalpunt) Do Diepte van overgang grond- gesteente γgesteente Effectief volumegewicht gesteente γgrond Effectief volumegewicht grond dplug Diameter groutplug

[kPa]

[kPa] [m] [m] [-]

[kN] [m] [m] [m] [kN/m3] [kN/m3] [m]

\K ader Berekening van de axiale paalweerstand

en de risico’s tijdens installatie zoveel mogelijk te beperken, is er besloten om een mal te maken, een zogenaamde template, die op de constructiewerf exact afgestemd was op de daadwerkelijk gebouwde maten van de toren zelf. Deze template, waarin passende sleuven waren aangebracht voor de 72” palen, is als eerste op de zeebodem geplaatst. Vervolgens zijn vier van de acht 72” buitenpalen door deze template in de zeebodem geheid. Hierna

is de template weer verwijderd en stak alleen de bovenkant van deze vier palen boven het zeebed uit. De substructure en het roterende bovendeel (de topside) van de toren zijn ondertussen van Zuid-Korea naar Sakhalin vervoerd op een transportbak. Door de installatieaannemer J. Ray McDermott is de constructie vervolgens in de zomer van 2005 met de kraanbak DB-



30 van dit ponton afgetild en met het frame precies over de vier vooraf geïnstalleerde 72” palen gezet, waardoor al een grote laterale stabiliteit werd verkregen. Vervolgens zijn de resterende vier 72” palen door de pile sleeves heen geheid en nadat de 66” boorgaten tot de beoogde diepte waren uitgeboord, konden de binnenpalen worden afgezonken in de buitenpalen. Bij het boren bleek overigens dat de van tevoren gemaakte predicties over de gehaltes intact gesteente en volledig verweerd materiaal goed overeen kwamen met wat er in de boorgaten daadwerkelijk werd aangetroffen. Na de boringen is de overgebleven holle ruimte gevuld met grout dat na 36 uur voldoende uitgehard was voor het vervolg van de installatie; na 28 dagen bereikte deze grout zijn uiteindelijke nominale sterkte van 50 N/mm2. Na het afronden van het grouten is de topside kort voor het intreden van de winter op de centrale kolom gezet en vast gelast. In de zomer van 2006 zijn vervolgens de slangen en dergelijke gemonteerd en is de SPM opgeleverd. De eerste tanker arriveerde in november 2006 en verliet de SPM met een lading van 673.000 barrels olie (ruim 100 miljoen liter) op weg naar India.

\F iguur 6 De toren tijdens de constructie, met in het

midden de ice cone. De toren staat op acht zogenaamde pile sleeves die uiteindelijk worden verbonden met de funderingspalen.

De Floating Production, Storage & Offloading schepen van Bluewater opereren van de Noordzee tot de Indische Oceaan. Onze Single Point Mooring Buoys pompen tankers vol olie voor de kusten van Afrika tot Venezuela. De Mooring Towers hebben we ontworpen om zelfs de ijszee

Literatuur [1] Flemming, W.G.K.; Weltman, A.J.; Randolph, M.F.; Elson, W.K. (1992): Piling Engineering. Blackie and Sons Ltd., New York. [2] Reese, L.C. (1997): Analysis of Laterally Loaded Piles in Weak Rock. Journal of Geotechnical and Geo-environmental Engineering, ASCE, 123(11), pp. 1010-1017. [3] Tomlinson, M.J. (1987): Pile Design and Construction Practice. Palladium Publications Ltd., London.

Civil Engineers en Structural Engineers Leg jij het fundament voor de toekomst in de offshore? De functie

Jouw profiel

Als Engineer kun je binnen Bluewater meerdere kanten op. Past

Naast een afgeronde relevante opleiding op minimaal HBO-niveau

Bluewater is innovatief marktleider in het ontwerp en de constructie van

jou de rol van lead engineer, dan ben je technisch en

beschik je over ruime ervaring met geotechnische vraagstukken of

drijvende productie-, overslag- en opslagsystemen voor de internationale

organisatorisch verantwoordelijk voor het realiseren van

het berekenen en ontwerpen van dynamisch belaste constructies.

olie- en gaswinning. Vanuit onze hoofdvestiging in Hoofddorp werken wij

monodisciplinaire deelprojecten. Je leidt een team van engineers

Je herkent jezelf als een betrokken teamspeler die met

met ruim vijfhonderd collega’s samen aan de oplossingen van morgen.

en ontwerpers, zorgt voor goede afstemming met andere

gedrevenheid en creativiteit hoogstaande resultaten bereikt. Jij

vakdisciplines en geeft sturing aan subcontractors.

voelt je thuis in een open werksfeer waarin technologische

bij Sakhalin te weerstaan.

Binnen onze multidisciplinaire projectomgeving staan geotechnische en constructieve vraagstukken aan de basis van het ontwerpen engineeringsproces. Wij gaan tot de bodem bij het vinden van oplossingen in het krachtenspel van extreem belaste constructies in sterk wisselende omstandigheden.

Gaat jouw interesse bovenal uit naar diepgaande technische vraagstukken, dan kun jij je ook verder specialiseren binnen jouw vakgebied. Als Engineer vind je analytische uitdagingen in de conceptual en basic engineering fases. Met jouw berekeningen en inzichten bepaal jij de richting van het uiteindelijke ontwerp.

vernieuwing hand in hand gaat met hectiek en dynamiek. Vanwege het internationale karakter van onze organisatie is een goede beheersing van de Engelse taal essentieel. Tevens moet je bereid zijn af en toe te reizen, waardoor je de mogelijkheid krijgt jouw eigen werk in de praktijk te zien.

Voor meer boeiende functies kijk je op: www.bluewater.com.

Bluewater Energy Services B.V.

Voor meer informatie kun je contact opnemen met Johan Bax, Section Head Piping: +31(0)23 5682 938 Je reactie kun je sturen aan Anke Reusken, Recruitment Officer; [email protected]

www.bluewater.com

THE NETHERLANDS

UNITED KINGDOM

UNITED STATES

SOUTH AFRICA

NIGERIA

MALAYSIA

Power by People

Empirische regels voor de interpretatie van sonderingen en het afleiden van mechanische parameters van grond in Vlaanderen Dr. ir. K. Thooft De Nayer Instituut, België

SA MENVATTI NG Het praktische gebruik van sondeerresultaten en het afleiden van grondkarakteristieken uit deze resultaten plaatst de ontwerpingenieur voor een aantal keuzes. Nagegaan is of bestaande correlaties voldoen voor de Vlaamse grondomstandigheden. Voor de grondidentificatie blijken CUR-publicatie 162 en Robertson et al. goed te voldoen, afgezien van de identificatie van glauconiethoudend zand. Voor het vastleggen van de schuifweerstandsparameters en stijfheidsparameters worden correlaties voorgesteld, mede op basis van literatuurgegevens. De geselecteerde correlaties zijn geprogrammeerd, zodat men automatisch vanuit de CPT een overzicht kan maken van de diverse grondlagen en hun maatgevende parameters. Het gebruik van gegevens uit de Databank Ondergrond Vlaanderen is hierbij rechtstreeks mogelijk.

Inleiding In een tijd waarin sondeergegevens digitaal beschikbaar zijn, is de problematiek van hun interpretatie meer dan ooit actueel. Deze tekst probeert te beantwoorden aan deze nood en geeft een overzicht van een aantal empirische correlaties die bruikbaar zijn voor de interpretatie van sonderingen. Concreet wordt aandacht besteed aan naamgeving, schuifweerstand en vervormbaarheid van gronden. Een overzicht van bruikbare correlaties wordt bijvoorbeeld gegeven door Lunne e.a., 1997. Ook andere bronnen, vermeld in de literatuurlijst geven bruikbare aanbevelingen. De gebruikte numerieke gegevens omvatten sonderingen, labo-proefresultaten, resultaten van boringen, etc. In eerste instantie werden een aantal locaties (Sint-Katelijne-Waver, Beveren en Limelette) geselecteerd omwille van een bekend en homogeen grondprofiel dat als representatief geldt voor de geologische formaties in Vlaanderen: • Sint-Katelijne-Waver Het grondprofiel bestaat uit een dunne laag leemhoudend zand, met daaronder overgeconsolideerde Boomse klei. Voor een meer gedetailleerde beschrijving van de site, terreinproeven en laboratoriumproeven kan verwezen worden naar Mengé, 2001

54

of Huybrechts, 2002. De gegevens kaderden in een onderzoeksproject dat ook werd beschreven door Huybrechts en Maertens, 2003 en Huybrechts e.a., 2003. Een voorbeeldsondering wordt gegeven in figuur 1. •B everen (Verrebroek) Voor de ontwikkeling van de Antwerpse haven worden op de linkerscheldeoever een aantal nieuwe dokken en bijbehorende kaaimuren gebouwd. Het grondprofiel bestaat uit een aantal kwartshoudende normaalgeconso-

\F iguur 1 Voorbeeldsondering Sint-Katelijne-Waver

lideerde zanden, tertiair overgeconsolideerd glauconiethoudend Antwerpiaanzand en overgeconsolideerde Boomse klei. Voor een meer gedetailleerde beschrijving van de site, terreinproeven en laboratoriumproeven kan verwezen worden naar Van Tichelen, 2001. Een voorbeeldsondering is gegeven in figuur 2. • L imelette Het grondprofiel bestaat uit een leemlaag en uit overgeconsolideerde kalkhoudende, plaatselijk ontkalkte, Brusseliaanzanden.

\F iguur 2 Voorbeeldsondering Beveren ( Verrebroek )



\F iguur 3 Voorbeeldsondering Limelette

Voor een meer gedetailleerde beschrijving van de site, terreinproeven en laboratoriumproeven kan verwezen worden naar Huybrechts, 2002 of Van Alboom, 2003. Het onderzoeksproject waarin de gegevens werden verzameld, wordt beschreven door Huybrechts en Maertens, 2004a en 2004b. Een voorbeeldsondering is gegeven in figuur 3. De vermelde sites omvatten bijgevolg een breed scala van onsamenhangende gronden (kwartszanden, glauconiethoudende zanden, kalkzanden) en samenhangende gronden (leem, stijve klei). Alleen veenhoudende gronden waren in de studie niet opgenomen.

Grondidentificatie Een belangrijk hulpmiddel voor de grondidentificatie is de meting van de plaatselijke kleef. CUR-publicatie 162 geeft een handige grafiek die de identificatie van een grond koppelt aan het kleefgetal zoals wordt weergegeven op figuur 4. Het criterium geldt enkel voor verzadigde gronden onder de grondwatertafel: uitgedroogde klei zal met dit criterium bijvoorbeeld ten onrechte als veen worden

\F iguur 4 Grondidentificatie volgens CUR-publicatie 162


\F iguur 5 Grondclassificatiecurve op basis van CPTU-proeven volgens Robertson

beschouwd. Glauconiethoudende zanden zijn niet in de grafiek opgenomen, maar hebben typisch een wrijvingsgetal van 4 à 5%. Wanneer men kan beschikken over meetgegevens van CPTU-sonderingen kan men ook de opgemeten poriënwaterspanning in de identificatie betrekken. Een voorbeeld van dergelijke classificatie is deze van Robertson, gegeven op figuur 5. Men rekent de sondeergegevens conusweerstand, plaatselijke kleef en poriënwaterspanning om naar drie dimensieloze parameters en gaat dan in een driedimensionaal diagramma de grondsoort aflezen. Wanneer beide deeldiagramma’s een andere conclusie opleveren, kan een dissipatieproef op deze diepte een aanduiding opleveren van de permeabiliteit van de grond en op deze manier dubbelzinnigheid in de naamgeving uitsluiten. De classificatie is ook bruikbaar voor gewone CPT-proeven: men gebruikt dan slechts het linkse deeldiagramma. Wanneer men de vermelde identificatiecriteria (CUR-publicatie 162, Robertson) gaat toetsen aan sondeergegevens uit het Antwerpse havengebied (site Beveren-Waas) leveren deze voor alle gronden, behalve voor de glauconiethoudende zanden, bruikbare conclusies op. In dit laatste geval levert Robertson een overgeconsolideerd zand op dat neigt naar leemhoudend zand. Aangezien het mineraal glauconiet de structuur heeft van de kleimineralen uit de illietgroep (op een verregaande Fe-Al substitutie na) is deze identificatie als kleihoudend zand niet verrassend. Het criterium van Robertson levert een onderscheid op tussen normaalgeconsolideerde en

overgeconsolideerde gronden. Ook voor de gronden in Limelette (slappe leem en overgeconsolideerd zand) en Sint-Katelijne-Waver (stijve klei) levert het criterium van Robertson en CURpublicatie 162 een correcte identificatie op.

Schuifweerstand van gronden Schuifweerstandsparameters van een grond zijn gekoppeld aan het gekozen breukcriterium en ook de uitvoeringsmodaliteiten van de laboproef en de definitie van de “breuktoestand” in deze proef zal de schuifweerstandsparameters beïnvloeden. Afhankelijk van het concrete geotechnische ontwerp (fundering op staal, keermuur, talud, etc.) zal men andere proeven voorstellen en dus impliciet andere schuifweerstandparameters bekomen. Niet-gedraineerde cohesie cu voor samenhangende gronden De literatuur vermeldt verschillende correlaties tussen de niet-gedraineerde schuifweerstand cu en de conusweerstand qc. Tabel 1 geeft een overzicht met de referenties en de bekomen resultaten voor cu in de Boomse klei te Beveren en te Sint-Katelijne-Waver. De correlaties leveren bruikbare schattingen op voor de niet-gedraineerde schuifweerstand. De tabel drukt een aantal grootheden uit ten opzichte van de dieptecoördinaat z onder het maaiveld. Effectieve hoek van inwendige wrijving ϕ’ voor niet-samenhangende gronden Volgens Mitchell en Durgunoglu (1974, 1975) hangt de conusweerstand van een grond af van zijn effectieve hoek van inwendige wrij-

55


Auteur Meigh & Corbett, 1974

Beperkingen, commentaar

Vorm

qc = 16 cu + γ.z

leemhoudende klei:

Beveren correlatie

monsterverstoring, die kan begroot worden door wijzigingen in de pakkingsdichtheid van het monster op te volgen. Ook de (niet-meetbare) skeletstructuur heeft een niet te verwaarlozen invloed: metingen van de auteur van de dynamische G-modulus op Ticino Zand met Bender-elementen bij een relatieve dichtheid van 42 à 43% en een isotrope korrelspanning van 100 kPa leverden een modulus van 75 MPa op bij monstervorming via sedimentatie in lucht en daaropvolgende saturatie. Bij identieke proefomstandigheden, maar bij aanstampen in aardvochtige toestand en daaropvolgende saturatie, werd 88 MPa (20% meer) opgemeten.

Sint-Katelijne-Waver U.U.-proef

correlatie

U.U.-proef

0,17 MPa tot 0,19 MPa

0,28 MPa

N: 7 – 23

Diverse auteurs

cu =

CUR-publicatie 162 N: 12 – 15 voor normaalgeconsolideerd klei, leem, loess en veen

qc N

N: 10 – 13 voor heel jonge en gevoelige klei

Diverse auteurs

cu =

0,15 MPa N = 20 0,20 MPa N = 15

0,25 MPa N = 20 0,28 MPa N = 18

0,28 MPa

σ'vo = verticale korrelspanning

N : 10 - 20

0,15 MPa tot 0,20 MPa 0,14 MPa N = 20

N: 15 – 25 voor overgeconsolideerde klei.

qc - σ'vo N

11,3z+ 34

De meeste vergelijkingen uit de literatuur hebben de vorm E50 = α qc. De enige specifieke parameter die hiervoor moet bepaald worden, is de evenredigheidsparameter α. Hierover bestaat in de literatuur weinig eensgezindheid. Vaak vindt men hiervoor in Vlaanderen de volgende vuistregels:

0,19 MPa N = 15

0,33 MPa N = 15 0,25 MPa

\T abel 1 Correlaties voor c

u

ving. Ook de effectieve spanningen, de graad van overconsolidatie, de tophoek van de sondeerconus, de ruwheid en de diameter van de sondeerconus, de vorm (conus, wig) van de sondeerconus, … hebben een invloed. In een rapport over de State of the Art van sonderingen geven Mlynarek e.a. (1995) onderstaande formule voor de hoek van inwendige wrijving in zandgronden:

Voor fijne rivierzanden geldt hierbij: d = 15,56; e = 0,108; f = 0,083 Voor middelgrove rivierzanden raadt men aan: d = 19,54; e = 0,092; f = 0,062 Toegepast op sondeergegevens en laboratoriumproefresultaten kan men tabel 2 samenstellen en volgende besluiten formuleren: • M itchell & Durgunoglu leveren bruikbare waarden op voor de hoek van inwendige wrijving in zandgronden en leveren een duidelijke onderschatting op voor stijve, overgeconsolideerde klei. Dit illustreert het toepassingsdomein van de formule van Mitchell, die in feite voor zandgronden werd ontwikkeld. • M lynarek e.a. leveren bruikbare waarden op voor klei en een lichte onderschatting voor de schuifweerstandparameters van zand.

56

De c.u.-triaxiaalproeven geven de hoek van inwendige wrijving bij 2%.

• Losgepakt zand: α = 1,5

• Dichtgepakt zand

Vervormbaarheid van gronden Bij het bepalen van de vervormbaarheidsparameters van een grond speelt het niet-lineaire karakter en het niet-elastische karakter van de grond het sterkst. Wanneer men het spannings-vervormingsgedrag van een grond wenst te kenmerken door een elasticiteitsmodulus, dan dient men zich onder andere volgende gegevens voor ogen te houden: •H et spannings-vervormingsgedrag van een grond is niet-lineair. Het zuiver elastisch gedrag bij zeer kleine vervormingen en de dynamische respons van gronden wordt beschreven door de dynamische modulus EO. Voor elke vervormingparameter geldt een uitgesproken variatie afhankelijk van het vervormingniveau en van de gemiddelde effectieve spanningen. • De vervormingsmoduli zijn zeer gevoelig aan

Beveren Waas Sint-Katelijne-Waver Limelette

en normaalgeconsolideerde klei: α = 2

• Overgeconsolideerde klei: α = 2,5

De bovenstaande waarden worden vaak gebruikt bij het berekenen van de zettingen van een fundering op staal. De rekenresultaten ervan worden als conservatief ervaren. De beste resultaten vindt men met de relaties van Trofimenkov (1995): E50 = 3,4 qc + 13 waarbij E en qc in MPa voor tertiaire zandgronden (122 MPa) E50 = 7,8 qc + 2 waarbij E en qc in MPa voor quartaire zandgronden (6 MPa) en tertiaire kleigronden (41 MPa)

Grondsoort

c.u. Triaxiaalproeven

Durgunoglu & Mitchell

Mlynarek e.a.

Antwerpiaan Zand

32°

32°

30°

Boomse klei

23°

15°

23°

Boomse klei

27°

14°

24°

Brusseliaan Zand

34°

28°

30°

\T abel 2 Hoek van inwendige wrijving volgens diverse criteria



De laboproeven leverden 162 MPa op voor het tertiaire Antwerpiaanzand, 81 MPa voor de tertiaire Boomse klei en 6 MPa voor het quartaire zand. De formule van Trofimenkov lijkt dus bruikbaar voor quartaire gronden. Voor tertiaire gronden resulteert ze echter in een belangrijke onderschatting.

Software-implementatie De bevindingen van het onderzoek werden geprogrammeerd: het programma levert een grondprofielinterpretatie op, samen met de meest gebruikte mechanische karakteristieken. In eerste instantie heeft men de invoer van de sondeerdata, vervolgens volgen de grondidentificatie & laagopbouw, de grondkarakteristieken en als laatste de grafische weergave met eventuele laagmanipulatie. Deze tekst beschrijft enkel de module, gebaseerd op resultaten van een elektrische sondering. Het programma biedt de gebruiker de mogelijkheid om gegevens automatisch in te lezen vanuit een GEF-formaat. Hiernaast is er ook de mogelijkheid voorzien om de sondeergegevens handmatig in te voeren via een ingescande sondeertabel met tekstherkenning. Ook andere digitaal beschikbare sondeergegevens buiten het GEF-formaat kunnen ingelezen worden. Nadien kan men overgaan tot de grondidentificatie, met de eerder besproken criteria. Lagen dunner dan 25 cm worden genegeerd. In laatste instantie biedt het programma de mogelijkheid om de lagenindeling met de sondeergrafieken, het verloop van de hoek van inwendige wrijving met de diepte, het verloop van de niet-gedraineerde cohesie met de diepte en het verloop van de Emodulus met de diepte grafisch weer te geven. Op deze output ( figuur 6) wordt een samenvattende tabel met de verschillende lagen en laagdikten weergegeven. Men kan tenslotte afwijken van de gegeven lagenindeling en gevonden lagen samenvoegen. Wanneer een nieuwe laag wordt aangemaakt (door twee lagen samen te voegen), kan men deze een nieuwe naam geven die eventueel een betere geologische benaming kan zijn. De oorspronkelijk gegenereerde lagen worden altijd weergegeven als de lagen waaruit de nieuwe laag is opgebouwd. De grondkarakteristieken van de nieuwe laag worden berekend als een gewogen harmonisch gemiddelde zodat de “zwakkere, slappere” lagen iets meer invloed uitoefenen op het gemiddelde dan “sterkere, stijvere” lagen.


\F iguur 6 Output van de verschillende grondkarakte-

ristieken (voorbeeld Sint Katelijne Waver)

Bedanking Deze bijdrage is gebaseerd op onderzoeksresultaten van een IWT-Hobu fondsproject 00216, dat werd uitgevoerd onder leiding van de auteur. Bij deze wenst de auteur het IWT te bedanken voor de steunmaatregelen.

Literatuur [1] D e Schrijver P., Databank Ondergrond Vlaanderen, Innovatieforum TI KVIV, Antwerpen, 2002 [2]D urgunoglu & J.K. Mitchell , Influence of Penetrometer Characteristics on Static Penetration Resistance: Penetration Testing ESOPT, Volume 2:2, Stockholm, 1974 [3]H uybrechts N., Correlaties tussen grondkarakteristieken – case study paalproeven te Sint- Katelijne-Waver en te Limelette, studiedag Grondonderzoek voor het dimensioneren van funderingen, TI KVIV, Antwerpen , 2002 [4] Huybrechts N., Maertens J., Statische paalbelastingsproeven op grondverdringende schroefpalen in Boomse klei, Geotechniek, 6e jaargang, nummer 3, juli 2003, Educom, Rotterdam [5] H uybrechts N., Maertens J., Mengé P., Resultaten van een uitgebreide grondonderzoekscampagne in de Boomse klei te Sint-Katelijne-Waver, Geotechniek, 6e jaargang, nummer 4, oktober 2003, Educom, Rotterdam [6] Huybrechts N., Maertens J., Statische paalbelastingsproeven op grondverdringende schroefpalen aangezet in tertiair zand, Geotechniek, 8e jaargang, nummer 2, april 2004, Educom, Rotterdam [7] Huybrechts N., Maertens J., Uitgegraven proefpalen te Limelette: observaties en metingen, Geotechniek, 8e jaargang, nummer 3, juli 2004, Educom, Rotterdam

[8] Lunne, Powell, Robertson, Cone Penetration Test in Geotechnical Practice, 1997 [9] M eigh, Corbett, Evaluation of undrained shear strength from static CPT in a soft silty clay in Patras, Greece, A.G. Anagnostopoulos, Penetration Testing ESOPT, Volume 2:2, Stockholm, 1974 [10] Mengé P., Soil Investigation results at SintKatelijne-Waver ( Belgium ), Screw-piles – Installation and design, Brussel, 2001 [11] M itchell, Durgunoglu, Static Penetration Resistance of Soils: I. Analysis & II. Evaluation, ASCE Spec. Conf. on In Situ Measurement of Soil Properties, Raleigh, NC, 1975, pp 151-171 & 172-189. [12] Z . Mlynarek, W. Tschuschke, J. Wierzbicki, CPT National Report – Poland, International Symposium on Cone Penetration Testing, CPT ‘95, Volume 3 [13] G. Ricceri, P. Previatello & F. Colleselli, Relationships between static penetration test results and mechanical properties of soils, Penetration Testing ESOPT, Volume 2:2, Stockholm, 1974 [14] T hooft K., Afleiden van grondkarakteristieken uit sonderingen: een overzicht van de best bruikbare empirische correlaties voor de Vlaamse praktijk, studiedag Grondonderzoek voor het dimensioneren van funderingen, TI KVIV, Antwerpen , 2002 [15] T hooft K., Van Tichelen G., Automatische interpretatie en bepaling van richtwaarden voor de geotechnische ontwerpparameters uit statische diepsonderingen., KVIV 13e Innovatieforum, 15 oktober 2003, Antwerpen [16] Y.G. Trofimenkov et al, Cone Penetration Testing in Russia, International Symposium on Cone Penetration Testing, CPT ‘95, Volume 1 [17] V an Alboom G., Soil Investigation campaign at Limelette ( Belgium ): results, Belgian Screw Pile Technology in Sand – Design & recent Developments, Brussel, 2003 [18] Van Tichelen G., Stabiliteitsberekeningen voor een kaaimuur met de eindige elementenmethode, eindwerk De Nayerinstituut, 2001, Sin-Katelijne-Waver [19] V ergauwen I., De Schrijver P., Van Alboom G., Databank Ondergrond Vlaanderen, Geotechniek, 8e jaargang, nummer 1, januari 2004, Educom, Rotterdam Reacties op dit artikel kunnen tot 1 oktober 2007 naar de uitgever worden gestuurd

57

Geokunst

Onafhankelijk vaktijdschrift voor gebruikers van geokunststoffen

9e jaargang - nummer 3 - juli 2007

Artikelen Geotextiele

zandelementen Markant: Doeken,

matten en zakken

geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:

Subsponsors:

De collectieve leden van de NGO zijn: Colbond BV

Postbus 9600, 6800 TC Arnhem Telefoon: 026 - 366 46 00 Telefax: 026 - 366 58 12

E-mail: [email protected]

1. Bonar Technical Fabrics NV, Zele

25. Rijkswaterstaat DWW, Delft

2. Bouwdienst Rijkswaterstaat, Utrecht

26. Schmitz Foam Products BV, Roermond

3. Colbond BV, Arnhem

27. Stybenex, Zaltbommel

4. CUR, Stichting, Gouda

28. Ten Cate Geosynthetics

5. Enviro Advice BV, Nieuwegein

Netherlands BV, Almelo

6. Fugro Ingenieursbureau BV, Leischendam

29. Tensar International BV, Oostvoorne

7. Genap BV, ‘s-Heerenberg

30. Terre Armee BV, Waddinxveen

8. Geodelft, Delft

31. TNO Ind. Div. Prod Onderzoek, Eindhoven

Postbus 236, 7600 AE Almelo

9. Geotechnics Holland BV, Amsterdam

32. T&F Handelsonderneming BV, Oosteind

Telefoon: 0546 – 54 48 11

10. GeoTipptex Kft, Koudekerk a/d Rijn

33. Trisoplast® Mineral Liners, Kerkdriel

Telefax: 0546 – 54 44 90

11. Geopex Product (Europe) BV, Gouderak

34. Unidek BV, Gemert

Internet: www.tencate.com

12. Holcim Grondstoffen BV,

35. Van Oord Dredging and Marine

Internet: www.colbond-geosynthetics.com Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV

Trisoplast® Mineral Liners Postbus 18, 5330 AA Kerkdriel Telefoon: +31 (0)418 – 63 60 30 Telefax: +31 (0)418 – 63 37 90 Internet: www.trisoplast.nl

Krimpen a/d IJssel

Contractors, Rotterdam

13. Movares Nederland BV, Utrecht

36. Van Oord Nederland BV, Gorinchem

14. Intercodam Infra BV, Amsterdam

37. Voorbij Groep BV, Amsterdam

15. InfraDelft BV, Delft

38 Zinkcon Boskalis Baggermij., Papendrecht

16. Joosten Kunststoffen, Gendt

39. Ceco BV, Maastricht

17. Kem Products NV, Heist op den Berg (B) 18. Kiwa NV, Rijswijk 19. Naue Benelux BV, Dongen 20. Ooms Nederland Holding, Scharwoude 21. Pelt & Hooykaas BV, Rotterdam 22. Prosé Kunststoffen BV, Britsum 23. Quality Services BV, Bennekom 24. Robusta BV, Genemuiden

Betrouwbaar bouwen op TenCate Geosynthetics SEPARATIE, FILTRATIE EN BESCHERMING

Geolon woven PP en Polyfelt non-woven geotextiel

GROND- EN FUNDERINGSWAPENING

Geolon woven PP / PET, Miragrid GX geogrids, Rock PEC composieten

DRAINAGE

Polyfelt DN/DC en Megadrain composieten

ASFALTWAPENING

Polyfelt PGM-G en PGM 14

WATERBOUW

Geotube® systemen, Nicotarp, Nicoflex en Polyfelt Filter-range Bezoek onze website: www.tencate-nicolon.com voor onze bestekservice! Sluiskade N.Z. 14

P.O.Box 236

Tel +31 (0)546 544 811

www.tencate.com

NL-7602 HR Almelo

NL-7600 AE Almelo

Fax +31 (0)546 544 490

[email protected]

distributeur:

van de redactie colofon Geokunst wordt uitgegeven door de Nederlandse Geotextielorganisatie. 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. Tekstredactie: C. Sloots Eindredactie: S. O'Hagan Redactieraad: C. Brok, M. Broens, A. Bezuijen, , W. Kragten, R. de Niet Productie:

Uitgeverij Educom BV, Rotterdam

Een abonnement kan worden aangevraagd bij: Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO) Postbus 7053 3430 JB Nieuwegein telefoon: 030 - 605 63 99 fax: 030 - 605 52 49 website: www.ngo.nl

Wij zien het als onze taak om onze lezers op de hoogte te houden van nieuwe ontwikkelingen op het gebied van geokunststoffen. De stand der techniek op dit moment, is een product van ontwikkelingen vanuit het verleden en daar staan we bij deze Geokunst even bij stil. Waarschijnlijk hebben de Romeinen de basis gelegd voor het gebruik van geokunststoffen in constructies door 2000 jaar geleden dierenhuiden te gebruiken om de draagkracht van de grond te verbeteren. Uit verhalen weten we dat in de middeleeuwen textielen werden gebruikt om ervoor te zorgen dat de adel geen natte voeten kreeg of wegzakte in de moerassen. Meestal ging het hier om een zeer tijdelijke constructie, gemaakt van een jas van iemand uit een lagere kaste. Volgens de toen geldende etiquette had hij geen andere keuze dan zijn kledingstuk voor zijn meester neer te leggen. De echte grootschalige toepassingen kwamen op gang in de 2e helft van de 20e eeuw. Na de watersnoodramp in 1953 werd aan het grootste waterbouwkundig werk uit de geschiedenis begonnen: De Deltawerken. De techneuten stonden voor een onmogelijke taak, althans dat dacht de rest van de wereld, die met grote belangstelling en later met verbijstering van een afstand bekeek hoe het onmogelijke toch mogelijk werd. Onder andere door de beperkte hoeveelheden natuurlijke materialen en de bekende gebreken aan die materialen, was het niet mogelijk om alle benodigde zinkstukken volgens de klassieke methoden te maken. Een nieuwe generatie synthetische materialen was nodig, waardoor de ontwikkeling van geokunststoffen een enorme impuls kreeg. Dit thema komt terug in beide artikelen in deze Geokunst. Als pionier in de geokunststoffenwereld hebben we Koos Mouw, medeoprichter en oud- voorzitter van de NGO, bereid gevonden het spits af te bijten in een serie interviews met markante personen uit de Geokunststoffenwereld. Koos heeft veel betekend voor de ontwikkeling van geokunststoffen. Hij vertelt onder andere over zijn tijd bij de Deltawerken en in het bijzonder over ‘de doeken, matten en zakken’, waarmee hij destijds te maken kreeg. In het artikel ‘Geotexiele zandelementen’ legt Edwin Zengerink uit dat de verbeterde matten en zakken nu Geomatten en Geotubes heten en dat de ontwikkelingen steeds verder gaan. Hij gaat in op de recent verschenen CUR publicaties over ontwerp en toepassing van geotextiele zandelementen en licht het een en ander toe aan de hand van internationale voorbeelden. Geotextiele tubes en -containers worden op dit moment overwogen voor de constructie van een golfbreker in Brazilië en de aanleg van een haven in Singapore. Ook bij Maasvlakte 2 kunnen geotextiele zandelementen een belangrijke rol gaan spelen. Wij houden u op de hoogte en ik wens u veel leesplezier met deze Geokunst,

Shaun O’Hagan Eindredacteur Geokunst

Geokunst | juli 2007

61

Geotextiele zandelementen Ing. E.L.F. Zengerink Ten Cate Geosynthetics BV

SA MENVATTI NG

Innovatieve systemen Hoewel de Geotextiele zandelementen al 25 jaar met succes worden toegepast, worden ze nog steeds gezien als innovatieve systemen. Doordat de overheid nu steeds meer innovatieve oplossingen toegepast wil zien in projecten, liggen er kansen voor veelvuldiger toepassing van de zandelementen. De zandelementen kunnen breuksteen vervangen dat in Nederland niet beschikbaar is en dus altijd van een grote afstand moet worden aangevoerd. Binnen Delft Cluster (een onderzoeksorganisatie waarin Delftse technologische instituten samenwerken met TU) is er veel onderzoek verricht naar de mogelijke toepassing van geotextiele zandelementen in de waterbouw. Vooral het op stapel staan van wereldwijde kustverdedigingswerken en bijvoorbeeld de aanleg van de 2e Maasvlakte, kunnen een impuls betekenen voor deze systemen, zeker nu de handleiding CUR 214 en ontwerprichtlijn CUR 217 beschikbaar zijn.

geotextiele zandelementen toe te passen. Tegenwoordig worden er vier typen geotextiele zandelementen onderscheiden: Geobags, Geomatten, Geotextiele tubes en Geotextiele containers. Voor al deze systemen zijn ontwerpen dimensioneringsregels gegeven in CUR 217.

Oorsprong Het gebruik van zandelementen vindt zijn oorsprong in Nederland. Niet zo vreemd, in een natie die bekend staat om zijn waterbouwkundige reputatie. De eerste afsluiting die is gerealiseerd met grote zandzakken was de Pluimpot in 1957. De zandzakken zijn feitelijk ook geotextiele zandelementen. Juist in Nederland, dat niet de beschikking heeft over breuksteen maar wel over zand, zijn er volop mogelijkheden om

62

Geotextiele zandelementen worden inmiddels al meer dan 25 jaar in de gehele wereld toegepast. Ook in Nederland, zij het op beperkte schaal. Nu er een handleiding is geschreven voor de toepassing van zandelementen, de CUR 214, waarin verschillende toepassingsmogelijkheden worden beschreven, komt daar wellicht een ommekeer in. In 2006 is een ontwerprichtlijn uitgekomen, de CUR 217, die het mogelijk maakt om constructies met zandelementen te ontwerpen. De vier typen geotextiele zandelementen worden onderstaand behandeld. Op de vraag in wat voor soort constructies geotextiele zandelementen kunnen worden toegepast, geeft Edwin Zengerink uitgebreid antwoord.

ook geobags toegepast om ongrondingskuilen rond een brugpijler (kanaal door Zuid-Beveland) te dempen. Hier was een belangrijk voordeel boven breuksteen, dat de zakken de pijlers niet snel beschadigen. Voor grotere werken is een oplossing met geobags vaak te duur omdat er relatief veel geotextiel in wordt toegepast en ook de plaatsing nogal arbeidsintensief is. De zakken bestaan uit een weefsel of een vlies, worden geprefabriceerd en soms van hijslussen voorzien om ze te kunnen positioneren. Op het werk worden ze gevuld met zand en gesloten door een handnaaimachine. Installatie van de gevulde elementen geschiedt over het algemeen met een kraan.

\F oto 1 Afsluiting van de Pluimpot (1957).

Geobags Geobags kenmerken zich door de kleine capaciteit, tussen de 0,3 en 10 m3 per stuk. Ze worden mechanisch gevuld en met een kraan gepositioneerd. Door een aantal bags te stapelen kan een afsluiting gemaakt worden. De geobags worden hoofdzakelijk bij kleine afsluitingen of het dempen van een doorbraak van een dijk (kleine werken) toegepast. In Nederland zijn

Geomatten Geomatten zijn dubbellaagse weefselconstructies, waarvan de ruimte tussen de weefsels hydraulisch wordt gevuld met zand. Als de weefselconstructie is gevuld, ontstaat er een soort van matras dat op oevers gelegd kan worden als erosiebescherming. Door de snelle doorgroeibaarheid van de weefsels ontstaan er meestal snel weer groene oevers. De systemen worden meestal toegepast in oeverbeschermingen waar weinig golfslag te verwachten is en het dus reëel is te verwachten dat de oeverbescherming snel begroeit. Waar dit niet het geval is, is er gevaar voor beschadiging door vandalisme en veroudering van het weefsel



stuw gerenoveerd werd. De stuw lag in een kloof van circa 60 meter breed waarbij de wanden circa 50 meter hoog zijn. Hierin moest een tijdelijke dam aangelegd worden om de stuw te kunnen renoveren. Het waterbassin mocht niet volledig geleegd worden omdat het onderdeel van de drinkwatervoorziening voor de stad Rabat is.

\F oto 2 Voorbeeld gebruik geomatten

door UV straling. Al kan het laatste worden uitgesteld door de bovenkant van de mat te voorzien van een beschermlaag.

Geotextiele tube Het Geotube® systeem is een geprefabriceerde, langgerekte worst bestaande uit textiel. Voor het textiel wordt vaak gekozen voor een polypropeen weefsel dat een hoge sterkte en robuustheid bezit waardoor het weinig gevoelig is voor beschadigingen tijdens de inbouw. De sterkte van het weefsel kan variëren tussen de 80 en 200 kN/m1 in beide richtingen van het weefsel (schering en inslag). Met de huidige confectietechnieken kan een element worden gemaakt dat de hoge krachten, die ontstaan tijdens het vullen, kan weerstaan. Naainaadsterktes van meer dan 160 kN/m 1 zijn al geen uitzondering meer.

Om snel een dam te kunnen bouwen is gekozen voor een Geotextiele tubes oplossing in een waterdiepte van 6 meter. Deze waterdiepte staat haaks op de aanbeveling voor toepassing in relatief ondiep water, maar met speciale positioneringshulpmiddelen kunnen de tubes ook op grotere waterdieptes toegepast worden. Op de bodem zijn twee systemen naast elkaar gelegd, de ruimte ertussen is gevuld met zand om weer een vlakke bodem te maken. Hierop is een volgend systeem aangebracht. De Geotextiele tubes systemen zijn hydraulisch gevuld met zand tot een hoogte van 3 meter. Door de stapeling van meerdere systemen op elkaar is een dam met een hoogte van 6 meter ontstaan. Uiteindelijk is over de systemen nog een waterdicht membraam, Nicoflex, aangebracht die de waterdichtheid van de dam moest waarborgen. Door het wegpompen van het water aan die zijde waar de stuw gerenoveerd moest worden, werd het membraam tegen de constructie gedrukt. De tijdelijke dam is in 2004 geïnstalleerd en in 2006 weer verwijderd.

Ook in permanente constructies kunnen de Geotubes worden toegepast. Er kan aanzienlijk bespaard worden op de inzet van breuksteen. Behalve een mogelijk financieel voordeel is er ook een milieu voordeel. De toepassing behoeft minder ontgraving van stenen en transportkosten worden beperkt. Het zand voor de te vullen tubes is meestal in voldoende mate aanwezig in de nabijheid van een project. Voor het afwerken van de systemen wordt nog wel aanbevolen om een laag stortsteen aan te brengen (zie afbeelding 1, blz. 64). Deze laag doet dan dienst als beschermingslaag tegen mechanische- en UV invloeden op de weefsels.

Geotextiele container Een Geotextiele container systeem is in principe niets anders dan een heel grote zandzak, waarvan de capaciteit varieert tussen de 150 tot 600 m3. Het systeem moet worden aangebracht met een zogenaamde splijtbak, een bak die gelost wordt door in 2 helften te splijten. Het aanbrengen met een onderlosser is niet mogelijk. Het Geocontainer systeem wordt uitgerold in de splijtbak en gevuld met een granulair aggregaat. Als het systeem is gevuld, tot 80 % van het volume van de splijtbak, wordt deze met een deksel gesloten. Na positionering van de splijtbak wordt de geocontainer gedumpt. Geocontainers worden toegepast in dieper water tussen de 3 tot circa 15-20 meter.

De diameter kan variëren tussen de 2 tot circa 5 meter. De geotextiele tubes systeem wordt met een hydraulisch mengsel van zand en water gevuld. Het zand blijft achter in de omhulling van textiel en het water kan via de poriën in het weefsel ontwijken. Met deze systemen kunnen eenvoudig en in relatief korte tijd dammen en dijken worden opgebouwd in ondiep water. In verband met het positioneren wordt aanbevolen om deze aan te brengen in een waterdiepte van 2 tot maximaal 3 meter. De hoogte die bereikt kan worden, varieert tussen de 1 en 3 meter. Het systeem wordt met steeds grotere regelmaat toegepast. Zo is er een project in Marokko uitgevoerd (Foto 3) waar in een stuwmeer de


\F oto 3 Installatie Geotube®systeem, stuwmeer Marokko

63


\A fb.1 Geotube® in een permanente constructie

In afbeelding 2 (blz. 64) is de opbouw van een dam in het Cornelis Douwe kanaal in Amsterdam weergegeven. Hier is een combinatie van geotextiele tube en geotextiele container systemen toegepast. De onderste lagen zijn opgebouwd met geotextiele containers en de bovenste lagen met een geotextiele tube. In het ondiepere water is het onmogelijk om een geocontainer te dumpen vanuit een splijtbak. Voor de opdrachtgever was het bij dit project van

\A fb. 2 Opbouw dam Cornelis Douwe kanaal, Amsterdam

belang om te besparen op de hoeveelheid toe te passen zand. Normaal gesproken zou met zand een onderwater talud gerealiseerd kunnen worden van ongeveer 1:7. Door toepassing van geocontainers werd een helling gerealiseerd van 1:3.

Uitbreiding toepassingsgebied Geotextiele tubes en -containers worden op dit moment overwogen voor de constructie van een

golfbreker in Brazilië en de aanleg van een haven in Singapore. Ook bij Maasvlakte 2 wordt er onderzocht wat de mogelijkheden van geotextiele zandelementen zijn. Wanneer het bij één van deze projecten ook werkelijk geozandelementen worden gebruikt, zou dit een aanzienlijke uitbreiding zijn van het toepassingsgebied voor deze constructies.

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.

Untitled-3 1

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 30-11-2004 17:19:59

idefjVaînWZadl

7djl^c[gVhigjXijjg

>cYjhig^Z

HidgieaVVihZc

AVcYhX]Veh^cg^X]i^c\

Ig^hdeaVhi^hZZc\ZeViZciZZgY!jc^Z`!b^cZgVVa^hdaVi^Z" bViZg^VVa#O^_cdebZg`Za^_`ZegZhiVi^ZhldgYZcZZckdjY^\ WZgZ^ì Yddg! ZkZcijZZa de adXVi^Z! YZ WZcidc^ZiàZ^" edanbZZg XdbedcZciZc bZi ZZc b^cZgVaZ kjahid[ W^_k# oVcY iZ bZc\Zc Zc Vah hiZk^\Z aVV\ VVc iZ WgZc\Zc# >c XdbW^cVi^Z bZi ^cigZYZcY lViZg ldgYi ZZc hiZg`Z! Y^X]iZ Zc ]ZX]iZ \ZahigjXijjg \ZkdgbY Vah \Zkda\ kVc ]Zi cZilZg` kVc X]Zb^hX]Z kZgW^cY^c\Zc ijhhZc àZ^" b^cZgVVaYZZai_ZhZcedanbZgZc# Ig^hdeaVhi ldgYi dcYZg VcYZgZ ^c\ZoZi kddg V[Y^X]i^c\hXdchigjXi^Zh dcYZglZ\Zc!eVg`ZZg\VgV\Zh!iVcèVg`WdYZbh!bâ^ZjhigViZc!dkZghaV\" hiVi^dch! lViZgeVgi^_Zc \da[WVcZc Zc eVg`Zc Zc kddg WdkZc" Zc dcYZg" V[Y^X]i^c\ZckVchidgieaVVihZc#KddgZa`ZV[Y^X]i^c\^hIg^hdeaVhiYZ^YZVaZ b^cZgVaZ^hdaVi^Zdeadhh^c\#

Ig^hdeaVhildgYi\ZegdYjXZZgYdcYZga^XZci^ZkVcIg^hdeaVhiB^cZgVaA^cZgh>ciZgcVi^dcVa7K

Jh_iefbWij0jc^Z`Zb^cZgVaZWdYZbV[Y^X]i^c\

Ig^hdeaVhidcYZghX]Z^Yio^X]Yddg/ >hdaVi^Z

V ahYZWZhiZàZ^]d\ZolZa!oZa[]ZghiZaaZcY!lZZg" hiVcYiZ\ZcjîYgd\^c\ HiZgìZ V ahoVcY]d\ZiVajYhiVWâîZî!lZZghiVcYiZ\Zc`g^be ;aZm^WâîZî V ah`Vjl\dbdekVc\oZii^c\hkZghX]âaZc 9jjgoVVb]Z^Y W^_cV&%%cVijjga^_`b^cZgVVa bZi^ccdkVi^ZkZedanbZgZcidZkdZ\^c\ >chiVaaVi^Z Z ZckdjY^\hegZ^YZcZckZgY^X]iZc hiVcYVVgY]nYgVja^hX]Z`gVVc!lVahgdad[igâeaVVi 6Vchajî^c\Zc h^beZalZ\kZgY^ìVVcWgZc\ZcdeYddgkdZg^c\ZcZc WdjlXdchigjXi^Zh AZkZg^c\ ` VciZcàVVgd[\ZbZc\YdeadXVi^ZdcWZeZgìde iZhaVVc^cYgdd\YZedi V[YZàVV\ YgV^cV\Z

hiZjcaVV\

Kddg bZZg ^c[dgbVi^Z `jci j ZZc `^_`_Z cZbZc de dcoZ lZWhîZ lll#ig^hdeaVhi#ca# D[ cZZb XdciVXi bZi dch de# L^_ hiVVc j \gVV\ iZlddgY#

=?:C_b_[kj[Y^d_[a8LqDjYZLZ^higVVi&,q*(()A@KZaYYg^ZaqI/ (&%)&-"+(+%(%q;/ (&%)&-"+((,.%q:/^c[d5ig^hdeaVhi#caq>/lll#ig^hdeaVhi#ca

MARKANT

Doeken, matten en zakken Colette Sloots CS Advies & Ondersteuning

In deze Geokunst start een serie interviews met markante personen uit de Geokunststoffenwereld. We trappen af met een portret van ing. Koos Mouw, erelid, mede oprichter en oud-voorzitter van de Nederlandse Geotextielorganisatie, van 1967 tot 1989 werkzaam bij Rijkswaterstaat, van 1989 tot 2004 bij KIWA. Een oude rot in het vak, die ondanks zijn vervroegde uitdiensttreding nog zeer begaan is met de ontwikkelingen in met name waterbouwprojecten en in het bijzonder de geokunststoffen die bij deze projecten een rol spelen.

Manusje van alles Koos Mouw, 63 jaar, getrouwd met Gera, vader van twee zonen, grootvader van een kleinzoon, is geboren en getogen in Apeldoorn, maar voelt zich sinds jaar en dag als een vis in het water in het Deltagebied. Niet in het minst omdat hij daar zijn vrouw heeft leren kennen en zijn carrière startte bij de Deltadienst van Rijkswaterstaat; een apart onderdeel van Rijkswaterstaat dat in het leven was geroepen na de watersnoodramp in 1953. Koos begon zijn carrière in 1967 bij de Deltadienst. “Als manusje van alles ben ik daar gestart, dat ging toen zo. Het was wat je nu een interne opleiding zou kunnen noemen. Geotextielen werden toen al op vrij grote schaal toegepast, al werden ze zo nog niet genoemd. Voor de ‘doeken’ moesten aankoopcontracten afgesloten worden, die ik mocht maken. Wat me direct opviel was dat er weinig aan specificaties in de aankoopcontracten stond. De ‘doeken’ moesten zwart zijn en een bepaalde zwaarte hebben en dat was het dan”. Wat later in zijn carrière, als één van de projectleiders bij de afsluiting van het Haringvliet, kreeg Koos te maken met zinkstukken. “In eerste instantie durfde men nog geen nylon of polypropeen toe te passen in permanente werken. In enkele zinkstukken is men voorzichtig begonnen met het verwerken van wat nylon. Onder de blokkendammen werden voor het eerst de poly-

\F oto Koos Mouw.

propeenmatten in de zogenaamde zoolstukken toegepast. Deze konden gecontroleerd afgezonken worden. Dat was een verbetering van dag en nacht vergeleken met de bekende beelden van de Zuiderzeewerken, waar je maar moest afwachten waar de zinkstukken terecht kwamen. Later bij de Oosterscheldewerken werd gebruik gemaakt van blokkenmatten. Weer een nieuwere ontwikkeling”.

Straatlengtes voor Nadat Koos zijn projectleiderschap bij de Haringvliet had afgerond, is hij gaan werken bij de afdeling Ontwikkeling Nieuwe Werkmethoden en Constructies. “Men wist ten tijde van het Haringvlietproject al dat er veel te weinig rijshout voorhanden was om al die zinkstukken te maken en men had last van paalworm. Al in het rapport van de Deltacommissie was geconclu-

MARKANT 66


deerd dat er niet op zo’n grote schaal meer mee gewerkt kon worden. Voor het Haringvlietproject werd nog rijshout uit Polen gehaald. Dus moest men op zoek naar alternatieven. Bij deze afdeling heb ik me bemoeid met het testen van allerlei constructies. In de Maas bij Lith, bijvoorbeeld, was een oude vistrap omgebouwd tot stroomgoot, wat ons de mogelijkheid gaf om op grote schaal proeven uit te voeren”.

bleek het nogal wat voeten in de aarde te hebben voordat de vereniging daadwerkelijk was opgericht. In Nederland was dat wat sneller voor elkaar; in 1983 is de Nederlandse Geotextielorganisatie opgericht. Professor Koos van Harten werd de eerste voorzitter, Koos Mouw vice-voorzitter. Een jaar of twintig geleden heeft Koos het voorzitterschap overgenomen.

De afdeling werd betrokken bij de Oosterscheldewerken. Koos ging in 1971 mee, heeft er in de loop der jaren diverse functies doorlopen en is er na een jaar of tien uiteindelijk hoofd geworden. Bij het doornemen van het verloop van zijn carrière komt, in verschillende anekdotes, de ontwikkeling van geokunststoffen voorbij. Prachtige verhalen, er zou makkelijk een Geokunst mee gevuld kunnen worden. Van de ontwikkeling van zakken voor bulkgoederen tot Geocontainers. Van de fabrikant van kokosmatten die de werkgelegenheid in zijn bedrijf verbeterde door ‘matten’ te gaan produceren. Een aannemer die is gecontracteerd omdat hij werkte met voor die tijd revolutionaire blokkenmatten. Koos: “In die tijd ging het hard met de ontwikkelingen en Nederland lag daarmee straatlengtes voor op de rest van de wereld. Een waterbouwkundig werk met de omvang van de Deltawerken werd door de rest van de wereld niet voor mogelijk gehouden. Er was belangstelling vanuit de hele wereld en wij Nederlanders waren maar al te graag bereid om op internationale congressen de ervaringen uit te dragen”.

Trots Koos haalt herinneringen op aan een enerverende tijd: “ Op een IGS congres in 1986 in Wenen hebben wij het boek ‘Geotextiles and Geomembranes‘ uitgedeeld. Het schrijven daarvan was al eerder gestart, maar onder de vlag van NGO is het bij dit congres gepresenteerd. Met letterlijk de kofferbak vol keurig ingepakte boeken togen wij naar de Nederlandse Ambassade in Wenen waar het boek aan het IGS bestuur werd gepresenteerd. Wat eerder werd het eerste exemplaar aan de toenmalige minister Van Ardenne van Economisch Zaken overhandigd”. Koos toont trots één van de enkele overgebleven exemplaren, die met de jaren verhuisdoos in- en uit zijn gegaan.

Stampvolle zaal In 1977 is het initiatief genomen door de Fransen door in Parijs een eerste internationaal congres over geokunststoffen te houden. De tweede werd gehouden in Las Vegas, Verenigde Staten. Daar is besloten om een internationaal platform op te richten, de International Geosynthetic Society (IGS). Door de Nederlandse vertegenwoordigers is daar een hele sessie gewijd aan de Oosterscheldewerken en de daar gebruikte geokunststoffen, waarbij de zaal stampvol zat. Nu vanuit Nederland het voortouw werd genomen in deze ontwikkelingen wilde men dat graag zo houden. De daar aanwezige Nederlanders besloten dat zij een Nederlandse vereniging zouden oprichten die een platform moest worden voor kennisuitwisseling omtrent het verantwoord toepassen van Geokunststoffen in de civiele techniek. Hoewel IGS het besluit eerder had genomen,

Koos vertelt ook met gepaste trots over zijn tijd bij KIWA, waar hij tot 2004 gewerkt heeft. “Toen ik na een tijdje kon kiezen uit een managementfunctie of een pioniersfunctie heb ik voor de laatste gekozen. Ik heb er onder andere twee buitenlandse filialen opgezet. Eén in Duitsland en één in Italië. Tot mijn genoegen bestaan deze nog steeds. Het internationale beviel me wel; ik ben later ook nog contactpersoon geweest voor het Europese gebeuren in Brussel, daar hield ik me bezig met Europese regelgeving en het Bouwbesluit. KIWA had best wel concurrentie in het buitenland, maar omdat ze niet meer in overheidshanden was, kon KIWA veel slagvaardiger opereren op de Europese markt. Een goede positie waardoor ik veel leuke dingen heb kunnen doen”.

Geraniums versus wandelgangen Al is Koos nu met de VUT, hij zit niet stil. Vanzelfsprekend brengt hij nu meer tijd met zijn vrouw door. Samen fietsen en wandelen zij graag. De techniek heeft hij nog niet losgelaten. Hij is nog steeds voorzitter van de Normcommissie van het NEN. Koos: “Hiervoor komen we één à twee keer per jaar bij elkaar om het voor of tegen van bepaalde Europese normen te bespreken”. Koos grijpt dit gespreksonderwerp aan om

enig ongenoegen te uiten over de hedendaagse regelgeving. “Er is wel veel veranderd op het gebied van milieuwetgeving, maar goed ook, al vind ik de regelgeving soms wat overdreven. Het duurt tegenwoordig zo ontzettend lang voordat je eindelijk, bijvoorbeeld een nieuwe snelweg, kunt gaan bouwen. Als er in de tijd van de Deltawerken zoveel regelgeving was geweest, waren de Deltawerken nu nog niet gereed geweest. Ik moet erkennen dat we toen misschien wat al te voortvarend bezig waren, daar is er weinig rekening gehouden met mogelijke milieuconsequenties. Nu beleven we weer het andere uiterste”. We komen weer terug op de goede oude tijd. Koos werkt mee aan een plan om samen met andere oudgedienden van de Deltawerken een geschiedenisboek uit te geven over de tijd bij de Deltawerken. Nu eens niet over de techniek, maar over hoe die tijd beleefd is door de mensen. Koos: “Daar moet natuurlijk wel wat voor geregeld worden, ik heb nog wel wat contacten en ga me daar de komende tijd voor inzetten”. Koos heeft niet de behoefte om achter de geraniums te zitten. Koos:” Nee, dat past niet bij mij. Ik volg de techniek nog steeds graag op enige afstand. Zo ben ik ook altijd aanwezig op de ledenvergadering van de NGO. Ook daar is veel veranderd. Daar waar vroeger vrijelijk kennis werd gedeeld, zie je nu grote terughoudendheid. Wel logisch dat bedrijven die ten koste van veel tijd en geld een toepassing hebben ontwikkeld zich niet zomaar in de keuken laten kijken. In die zin vind ik de teneur van de artikelen in Geokunst ook veranderd. Wat nog wel hetzelfde is gebleven, is de platform functie die NGO door middel van lezingen en congressen biedt. Ook nu nog zie ik dat de contacten in de ‘wandelgangen’ vaak belangrijker blijken dan de lezingen, die kun je altijd nog eens nalezen. Maar de ontmoetingen met collega’s uit de sector, dat is en blijft belangrijk”.

We komen Koos vast nog vaak tegen…

MARKANT Geotechniek | juli 2007

67

Uitgeverij Educom BV Zwolle magazine

Verkoopprijs € 2,50

N U M M E R 1 1 JA A R GA N G 3 J U L I 2 0 0 3

inclusief:

kijk

Zwolle

Davis Cup zet Zwolle op de kaart

amersfoort magazine

open monumentendag jaargang 8, nummer 1 - september 2005

G e m e e n t e s e c re t a r i s O e n z e Dijkstra over de veranderingen in de Zwolse ambtelijke o rg a n i s a t i e B E M O G P ro j e k t o n t w i k k e l i n g verhuist van Kampen naar Zwolle

HEDEN, VERLEDEN EN TOEKOMST VAN LANDGOED SCHELLERBERG

Behalve met het uitgeven van het reeds 10 jaar toonaangevende vakblad Geotechniek, heeft Uitgeverij Educom zich gespecialiseerd in de ontwikkeling en realisatie van (stads)promotionele-, toeristische-, culturele- en beleidsthemagerichte uitgaven. Al onze uitgaven onderscheiden zich door een hoogwaardige kwaliteit. Dit geldt zowel voor de uitvoering alsmede de inhoud!

Kerken, kloosters en kapellen in Amersfoort

Doordat Uitgeverij Educom zelf mee investeert in kansrijke projecten is het bijna altijd mogelijk een dergelijke uitgave, ook binnen een beperkt budget, te realiseren. Neem vrijbijvend contact met ons op voor een oriënterend gesprek.

BLADEN MET INHOUD StadSD8>8Q@E< Eldd\i( Eldd\i( DXXik)''DXXik)''-

'%/4%#(.)%+ /NAFHANKELIJKVAKTIJDSCHRIFTVOORHETGEOTECHNISCHEWERKVELD

apeldoorn_2005#1v8.indd 1

G

<

C

;

F

F

I

E

JULI

/NGEDRAINEERDE 3TABILITEITSANALYSE 5ITVOERINGVANDE SANDWICHWANDONDER !MSTERDAM#ENTRAAL 3TATION /MGAANMETRISICO´S BIJDERENOVATIE VAN(ET.IEUWE 2IJKSMUSEUM

Thema :lcklli_`jkfi`jZ_Y\c\`[ >\d\\ek\8g\c[ffie

8

EJAARGANG NUMMER

2/23/06 10:31:43 AM

INCLUSIEF

'%/+5.34

PAGINATM

geotechniek_juni_2006v3.indd 1

6/2/06 9:29:38 AM

EDUCOM COMMUNICATIE T 010 - 425 65 44 E [email protected]

www.uitgeverijeducom.nl

’VANAF NU FUNDEERT U EEN STUK SNELLER EN KOSTENEFFICIËNTER.’ Pluspaal: de lichte paal met het sterke verhaal. Met de nieuwe Pluspaal van Betonson zijn enorme tijd- en kostenbesparingen mogelijk in het heiproces. En ook het milieu is er beter mee af. Sterk verhaal? Absoluut. Want de Pluspaal ís gewoon sterker, duurzamer, lichter en beter voor het milieu. Met alle evidente voordelen die daar bij horen. Zo laat de Pluspaal zich makkelijker vervoeren (meer palen per transport), eenvoudiger lossen en sneller en energiezuiniger verwerken. Terwijl het lage gewicht ook nog eens een hogere belasting mogelijk maakt. Al met al een ijzersterk verhaal, al zeggen we het zelf. Bel 0499 - 486 486 of e-mail naar: [email protected]. Of kijk op www.betonson.com

Betrokken Betrouwbaar ONDERDEEL VAN NIEUWPOORT GROEP

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] Internet: www.boskalisbv.nl

Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdam (IGWR) realiseert grote en kleine infrastructurele projecten en verzorgt daarbij het complete geotechnisch onderzoek en advies. De Rotterdamse aanpak! Geotechnieksept06zbv.qxd

07-09-2006

20:41

Pagina 1

Fugro is een multinationale groep adviesbureaus die gegevens over het aardoppervlak en de bodem verzamelt en interpreteert. De onderneming geeft hierop gebaseerde adviezen ten behoeve van de olie – en gasindustrie of de bouw van constructies. De groep is vertegenwoordigd in meer dan 50 landen en heeft ruim 9.000 werknemers. Voor de Adviesafdelingen Geotechniek en Waterbouw van de Nederlandse vestigingen zijn wij op zoek naar:

Beginnend en ervaren Adviseurs / Projectleiders Geotechniek en Waterbouw Je bent een adviseur met een civieltechnische of geologische achtergrond en bent geïnteresseerd in geotechnische constructies. Je werkzaamheden bestaan, afhankelijk van de functie, uit het verlenen van adviesdiensten op het gebied van het ontwerp van funderingen voor woningbouw, diepe bouwputten en geboorde tunnels of het verbeteren van waterkeringen, bouwprojecten in en nabij waterkeringen en studieprojecten.

Fugro Ingenieursbureau B.V. Postbus 63, 2260 AB Leidschendam. Tel: 070-3111364 pz_ingenieursbureau@ fugro.nl www.fugro.com

Algemene eisen • Minimaal HBO werk – en denkniveau, met kennis op relevant vakgebied; • Goede mondelinge en schriftelijke communicatieve vaardigheden; • Voor de technische functies beschik je over rijbewijs B.

www.fugro-nederland.nl/jobs

6XQBSUOFSJO SJTJDPNBOBHFNFOU

,FOOJTUPFQBTTJOH t(FP$IFDLPOBGIBOLFMJKLFUPFUTWBOVXPOUXFSQ t5PFMFWFSJOHWBOTQFDJBMJTNFJOVXHSFOTWFSMFHHFOEFQSPKFDUFO ,FOOJTPOUXJLLFMJOH t4NBSU4PJMT¥CFÕOWMPFEFOHSPOEFJHFOTDIBQQFOAPQCFTUFMMJOH t'VOEBNFOUFFM(FP$FOUSJGVHFPOEFS[PFLOBBSIFUCF[XJKLHFESBHWBOEJKLFO t0OUXJLLFMJOHWBOTPOEFFSUFDIOJFLFOWPPSHSPUF N EJFQUFOUCW XBSNUFPQTMBH

%FMGU$MVTUFSQBSUOFS

(FP%FMGU 4UJFMUKFTXFH $,%FMGU 1PTUCVT "#%FMGU 5FM 'BY JOGP!HFPEFMGUOM XXXHFPEFMGUOM

,FOOJTPOUTMVJUJOH t%FMGU(FP4ZTUFNTHFPUFDIOJTDIFTPGUXBSF t(FP#SBJOPOUTMVJUJOHWBOFSWBSJOHTFOFYQFSULFOOJT t%FMGU(FP"DBEFNZPQMFJEJOHTGBDJMJUFJU

"MT(SPPU5FDIOPMPHJTDI*OTUJUVVUIFFGU(FP%FMGUEFUBBLPNHFPUFDIOJTDIFLFOOJTUF WFSXFSWFO UFHFOFSFSFOFOVJUUFESBHFO4UFFETXFFSCMJKLUEBUEFFJHFOTDIBQQFOWBO EFPOEFSHSPOEOJFUBMMFFOEFCFMBOHSJKLTUFSJTJDPTWPSNFONBBSPPLPQUJNBMJTBUJFLBOTFO CJFEFOCJKCPVXFOTBOFSJOHTQSPKFDUFO%BBSPNJT(FP%FMGUWPPSBMMFQBSUJKFOJOEFCPVX HSBBHA1BSUOFSJOSJTJDPNBOBHFNFOU

/BUJPOBBMJOTUJUVVU WPPSHFPFOHJOFFSJOH

Geotechniek. Onafhankelijk vaktijdschrift voor het geotechnische werkveld. Geokunst. Statistiek bij regionale proevenverzamelingen:

Recommend Documents