Inventarisatie slotverkli kkers Projectnummer
Versie
CO-41 0040-0005
02 Definitief
Datum
oktober 2005
Opgesteld in opdracht van
Bouwdienst Rijkswaterstaat Postbus 20000 3502 LA UTRECHT
··(GeoDelft •••••
Postbus 69
Telefoon
0152693500
Postbank 234342
NL-2600 AB Delft
Telefax
0152610821
ING Bank NV
5tieltjesweg 2
[email protected]
rek.nr.65.09.62.524
NL-2628 CK Delft
www.geodelft.nl
KvK 541146461 Delft
Rapportnummer
C0-410040-0005
Datum
v02
oktober 2005
Samenvatting rapport Op bouwlocaties waar de waterdichtheid damwandschermen
van
rond een bouwkuip een belangrijke
rol
Versie
Aantal pagina's
speelt, zoals in stedelijke gebieden, zijn de gevolgen van uit het
02 Definitief
38
slot gelopen damwanden groot. Het is in die gevallen wenselijk op voorhand informatie te hebben over het al dan niet gesloten zijn van de wanden. Daartoe kunnen slotverklikkers
worden
toegepast. De gevolgen van een lekkage in een damwandscherm
zijn, zeker in stedelijke gebieden, vele malen
Titelt subtitel
groter dan de extra te leveren inspanning voor het toepassen
Inventarisatie slotverklikkers /
van slotverklikkers. In de praktijk blijkt het echter regelmatig voor te komen dat een slotverklikkersysteem
geen problemen
signaleert, terwijl
achteraf wel lekkages optreden. Daarnaast wordt regelmatig ten onrechte actie ondernomen.
terwijl de damwanden
toch
correct in het slot blijken te zitten. Projeetleider(s)
Bouwdienst Rijkswaterstaat
ir. J. Breedeveld
heeft daarom behoefte aan een
rapportage. waarin de beschikbare baarheid van slotverklikkers
kennis omtrent de betrouw-
overzichtelijk
is samengevat.
In eerste instantie is informatie verzameld over de
1
J
Projeetbegeleider(s)
verschillende
ir. J.L. Bijnagte
gegaan naar relevante praktijkgegevens.
slotverklikkersystemen.
Door een analyse zou
de betrouwbaarheid
systemen onder
van de verschillende
gegeven omstandigheden Praktijkgegevens
Vervolgens is op zoek
bepaald kunnen worden.
bleken echter slechts in zeer beperkte
mate
beschikbaar te zijn. Deze rapportage bestaat dan ook voornamelijk uitgebreide theoretische
bespreking
het slot lopen beïnvloeden.
uit een
van de aspecten die het uit
Met deze informatie is een formulier
opgesteld, op basis waarvan in de toekomst een schema kan worden opgesteld waarin de betrouwbaarheid slotverklikkersysteem
Opgesteld in opdracht van
uiting komt. Een tweetal voorbeelden
Bouwdienst Rijkswaterstaat Postbus 20000 3502 LA UTRECHT
]
dan ook als startdocument
Versie
Datum
Opgesteld door
01
februari 2005
ir. J. Breedeveld
02
oktober 2005
ir. J. Breedeveld
··(GeoDelft .~
..
kan
van slotverklikkers
In hoofdstuk 5 een aantal aanbevelingen
3x Bouwdienst Rijkswaterstaat 1x GeoDelft
Dit document
worden gezien voor verder
onderzoek naar de betrouwbaarheid
Verspreiding
tot
van relevante sets
ervaringen is bijgevoegd bij dit document.
]
van een
onder bepaalde omstandigheden
toepassen van slotverklikkers
gedaan over het
en het verzamelen van relevante
praktijkgegevens.
Paraaf
Gecontroleerd
door
ir. J.L. Bijnagte
-PL
ir. J.L. Bijnagte
Rapportnummer
Datum
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
Paraaf
..•~ ...,
A
Inhoudsopgave
J
1
..., -"
J -, J
2
l.,j
Inleiding 1. 1
Algemeen
1
1.2
Probleembeschrijving
1
1.3 1.4
Onderzoeksvragen
1
Opbouw
2
2.2
Indeling
...• I
2.3
)
,j 3
]
,
J
4 5
,
j
6
3 slotverklikkersystemen
Mechanische 2.2.1 2.2.2
-l
van het rapport
Slotverklikkers 2.1
J
1
3
slotverklikkersystemen
5
Continu metende systemen Op één niveau metende systemen
5
6
Electrische slotverkli kkersystemen
9
2.3.1 2.3.2
9 10
Continu metende systemen Op één niveau metende systemen
2.4
Kosten slotverkli kkersystemen
2.5
Betrouwbaarhei
13
d van slotverklikkersystemen
Invloedsaspecten op de betrouwbaarheid slotverkl ikker
14
van een 15
3.1
Welke aspecten hebben invloed?
15
3.2
Invloedsaspecten
vanuit
de grond
15
3.3
Invloedsaspecten
vanuit
de damwandplank
16
3.4
Invloedsaspecten
vanuit
de uitvoering
3.5
Conclusie
19
over invloedsaspecten
Betrouwbaarheid Aanbevelingen
23
van slotverklikkers
25 27
5.1
Het toepassen van slotverklikkers
27
5.2
Het verzamelen
27
van relevante
praktijkgegevens
Literatuur
29
Bijlage(n) Bijlage 1
Praktijkervaringen
Tabellen
1 j
)
van de verschillende
3
Tabel 2.1
Indeling
Tabel 2.2
Kosten per dag van een van de slotverklikkersystemen, uitgaande
)
van 25 planken
slotverklikkersystemen
per dag met één slotverklikker
per plank van 20 m en uitgaande slotverklikkers Tabel 3.1
Benodigde
die verloren
parameters
van 12 mechanische
gaan
13
voor relevante
praktijkgegevens
23
Figuren Figuur 3.1
Slotvormen
en toegelaten
Figuur 3.2
Overdracht
van trekkrachten
punten
maatafwijkingen
[CUR)
17
F op één punt (a) dan wel drie
(b)
18
Figuur 3.3
Vastgelast
Figuur 3.4
Los hulpprofiel
hulpprofiel
Figuur 3.5
Damwandslot
van Van Halteren
van Van Halteren waar bitumineus
BV
21
BV glijmiddel
21 dient te worden
aangebracht
.--
··(GeoDelft
."
22
Rapportnummer
Datum
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
1
J ] 1 J
1
Inleiding
1.1
Algemeen
Damwandschermen opgebouwd uit stalen damwandplanken worden veelvuldig toegepast als grondkerende én/of grondwaterkerende constructie. Vooral bij projecten waar de waterdichtheid van het damwandscherm een belangrijke rol speelt, zoals in stedelijke gebieden, zijn de gevolgen van uit het slot gelopen damwanden groot. Het is dan wenselijk op voorhand informatie te hebben over het al dan niet gesloten zijn van de wanden. Uit het gedrag van een stalen damwandplank kan tijdens het inbrengen niet met zekerheid worden afgeleid of de plank ergens beneden het terreinopperv1ak uit het slot is gelopen, behalve wanneer dit zich tot aan de kop van de planken voortzet. Vaak wordt daarom afgegaan op het al dan niet optreden van:
1
J
• • •
abrupte verschillen in de totale hoeveelheid inbrengweerstand; een min of meer constante totale hoeveelheid inbrengweerstand, terwijl de sondering aangeeft dat er duidelijk een toename van deze weerstand zou moeten optreden; een plotseling sterke afname van de totale hoeveelheid inbrengweerstand.
In alle bovenstaande gevallen is echter niet met zekerheid te concluderen dat de plank goed is aangebracht dan wel uit het slot is gelopen. Om extra informatie te verkrijgen over het al dan niet gesloten zijn van damwandschermen worden daarom bij het installeren van damwandplanken veelvuldig slotverklikkers toegepast.
1.2
Probleembeschrijving
In de praktijk blijkt het regelmatig voor te komen, dat slotverklikkers geen problemen signaleren terwijl achteraf wel lekkages optreden. Daamaast wordt regelmatig ten onrechte actie ondernomen, terwijl de damwanden toch correct in het slot blijken te zitten. Bouwdienst Rijkswaterstaat heeft daarom behoefte aan een rapportage, waarin de beschikbare kennis omtrent de betrouwbaarheid van slotverklikkers overzichtelijk is samengevat.
1.3
Onderzoeksvragen
Naar aanleiding van deze probleemstelling opgesteld: • • •
heeft GeoDelft de volgende onderzoeksvragen
Welke slotverklikkersystemen zijn er voorhanden? Welke problemen treden op bij het gebruik van de verschillende slotverklikkersystemen? Wat is de betrouwbaarheid van de verschillende slotverklikkersystemen onder gegeven omstandig heden?
Omdat dit probleem sterk uitvoeringsgericht is, heeft GeoDelft het probleem in eerste instantie willen benaderen door een analyse van relevante praktijkgegevens. Die bleken echter slechts in zeer beperkte mate beschikbaar te zijn. Deze rapportage bestaat dan ook voornamelijk uit een uitgebreide theoretische bespreking van de aspecten die het uit het slot lopen beïnvloeden.
··CGeoDelft
..~ •
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
1 van 29
1.4
Opbouw van het rapport
In hoofdstuk 2 worden de verschillende slotverklikkersystemen tijdens en na het inbrengen van damwandplanken besproken.
en de mogelijke problemen
Vervolgens wordt in hoofdstuk 3 ingegaan op de aspecten die invloed hebben op het uit het slot lopen van damwandplanken. Daarbij wordt getracht de mate van invloed te bepalen op het totale risico van het uit het slot lopen van een damwandplank. Hoofdstuk 4 behandelt de betrouwbaarheid van slotverklikkers en in hoofdstuk 5 worden aanbevelingen voor nader onderzoek gedaan.
··CGeoDelft
..*-
•
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
2 van 29
2
Slotverklikkers
In dit hoofdstuk worden de verschillende slotverklikkersystemen beschreven. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een logische indeling, zodat dit op een gestructureerde manier plaats kan vinden. De beschrijving van de verschillende slotverklikkersystemen bestaat uit: l
J
J -.,
• • • • • •
de de de de de de
naam van het systeem; producent van het systeem; opbouw van het systeem; beschrijving van de detectiemethode; voor- en nadelen van het systeem; problemen met het systeem.
J
2.1 1 J
Indeling slotverklikkersystemen
In eerste instantie worden de verschillende slotverklikkersystemen ingedeeld naar de manier waarop het uit het slot lopen van planken wordt gemeten, namelijk: • •
mechanische detectie; elektrische detectie.
Een verdere onderverdeling van de verschillende mechanische en elektrische slotverklikkersystemen kan plaatsvinden naar het traject waarover de slotverklikker detecteert, te weten: • •
detectie over de gehele planklengte; detectie op slechts één niveau.
Dit heeft geleid tot de indeling van de verschillende slotverklikkersystemen naast de naam van het systeem ook de producent is weergegeven.
detectiemethode
s c: co s
in Tabel 2.1, waarbij
detectietraject gehele planklengte
.~
één niveau
- type 'Slot' (Van Halteren BV)
- type 'Pen'I'Bout' (Van Halteren BV) - type 'Naviduct' (GEKA, VBK, ProfiIARBED)
- 'naderingschakelaar' (Van Splunder Funderingstechniek)
'Afbreekpen' (ProfiIARBED) 'Epoxydraad' (BAM Grondtechniek)
(I)
E
J
s.~
.t:: ~ ~ (I)
Tabel 2.1
.--
··(GeODelft
."
Indeling van de verschillende slotverklikkersystemen
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
3 van 29
Sommige van de slotverklikkersystemen in Tabel 2.1 staan mogelijk ook bekend onder een andere (product)naam. Het is echter zeer waarschijnlijk dat de eigen naam van de producent het grootste is verschil met de bovenstaande systemen is. Het gaat daarbij dan niet om een wezenlijk ander slotverklikkersysteem. Ter illustratie zijn het type 'Bout' van Van Halteren BVen het type 'Naviduct' van GEKA, VBK en ProfilARBED toegevoegd aan de indeling. Dit zijn aangepaste versies van het type 'Pen' van Van Halteren BV. Overigens heeft BAM Grondtechniek (voorheen Nederhorst Grondtechniek) aangegeven, dat hun slotverklikkersysteem met het epoxydraad tegenwoordig niet meer wordt toegepast. Voor de volledigheid is in subparagraaf 2.3.2 wel een beschrijving van deze variant op de afbreekpen van ProfilARBED opgenomen.
··(GeoDelft
..~
•
Rapportn ummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
4 van 29
-,
J
.,
2.2
Mechanische slotverklikkersystemen
2.2.1
Continu metende systemen
j
j
I ..J
1
naam: producent: opbouw: methode:
j
..., j
l j
voordelen: J
nadelen: problemen:
,
1)
j
Type 'Slot' Van Halteren BV Een stuk damwandslot van circa 10 cm, waaraan een staalkabel is bevestigd. Voordat een nieuwe plank wordt ingebracht, wordt de slotverklikker in het slot van een al in de grond zittende plank geschoven. Bij het inbrengen van de nieuwe plank wordt het stukje slot meegenomen. Zolang de staaldraad in de grond wordt getrokken, wordt verondersteld dat de nieuwe plank nog in het slot zit. De voet van de nieuwe plank duwt dan immers nog steeds het stukje slot wort. • Indien de inkomende plank over de gehele lengte in het slot blijft, dan wordt uiteindelijk de slotverklikker uit het slot van de al ingebrachte plank gestoten. In principe kan de slotverklikker dan aan de staalkabel uit de grond worden getrokken. • Indien de inkomende plank ergens uit het slot loopt, dan kan de slotverklikker niet aan de staalkabel uit de grond worden getrokken. • continue meting over de volledige planklengte; • eenwudig in gebruik; • voor te bereiden in de werkplaats; • weinig arbeidsintensief; • meerdere planken met één slotverklikker 1); • relatief goedkoop (zie paragraaf 2.4). • damwandplanken van gelijke lengte toepassen, daar anders de slotverklikker niet uit het slot kan worden gedrukt. • de staalkabel breekt tijdens het inbrengen van een plank; • de slotverklikker veroorzaakt het uit het slot lopen doordat deze uit het slot wordt gewrongen en de inkomende plank blokkeert; • de staalkabel zit vast onder de plank (met name bij het indrukken van planken) of onder een obstakel; • door een te hoge grondweerstand onder de punt van de plank kan de slotverklikker niet meer uit de grond worden getrokken.
Beschrijving door Van Halteren BV van dit systeem geeft aan dat slotverklikker omhoog kan worden gehaald, terwijl BAM Grondtechiek aangeeft dat zij dit type slotverklikker
niet opnieuw kunnen gebruiken.
1 l
,
j
··CGeoDelft .~
.0
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
5 van 29
2.2.2 naam: producent: opbouw:
één niveau metende
systemen
Type 'Pen' Van Halteren BV Een stalen buisje, dat over een staalkabel is geschoven en is vastgezet door ponsen lassen.
Alternatief van dezelfdeproducenfishettype'Bout', waarbij de pen is vervangen door een stalenboutdiedoordelaatste schakel van een ketting (welke aan een staalkabel is bevestigd)· heen wordt gestoken.
Datum
oktober 2005
Pagina
methode:
J
1 ..I
î
voordelen:
j
nadelen:
problemen:
Voordat een damwandplank wordt ingebracht, wordt de slotverklikker aan de onderzijde van deze plank in het slot geschoven en vastgelast. Deze slotverklikker kan detecteren of de volgende plank in het slot is gebleven. • Indien de volgende plank over de gehele lengte in het slot blijft, stoot deze plank het buisje uit het slot van de al ingebrachte plank en kan de staalkabel met/zonder slotverklikker uit de grond worden getrokken. • Indien de volgende plank ergens uit het slot is gelopen, blijft de slotverklikker in het slot van de al ingebrachte plank en kan de staalkabel niet uit de grond worden getrokken. Producent geeft aan het type 'Pen' in zware grondsoorten toe te passen bij damwandlengtes tot circa 35 m en het type 'Bout' in lichte tot middelzware grondsoorten bij damwand lengtes tot circa 20 m. • eenvoudig in gebruik; • voor te bereiden in de werkplaats; • weinig arbeidsintensief; • meerdere planken met één slotverklikker (bij type 'Bout' gaat de bout verloren); • relatief goedkoop (zie paragraaf 2.4). • tweede meting op dezelfde plank zonder het trekken van de voorgaande plank niet mogelijk; • detectie op slechts één niveau; • damwandplanken van gelijke lengte toepassen, daar anders de slotverklikker niet uit het slot kan worden gedrukt. • de staalkabel of ketting breekt tijdens het inbrengen van een plank; • de staalkabel of ketting zit vast onder de plank (met name bij het indrukken van planken) of onder een obstakel.
1 j
J
··(GeoDelft
."••••
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
7 van 29
naam: producent: opbouw:
methode:
voordelen:
nadelen:
problemen:
··(GeoDelft
...~
Type 'Naviduct' GEKA, VBK en PROFILArbed s.a. Aangepaste versie van het type 'Pen' van Van Halteren BV, waarbij een over een staalkabel geschoven stalen buisje is vastgezet door middel van ponsen of lassen. De aanpassing is dat de staalkabel, waarmee men de pen vanaf het maaiveld naar boven kan trekken, door een mantelbuis naar de onderkant van het slot wordt geleid. De staalkabel kan daardoor niet in het slot geraken. Voordat een damwand plank wordt ingebracht, wordt de slotverklikker aan de onderzijde van deze plank in het slot geschoven en vastgelast. • Indien de volgende plank over de gehele lengte in het slot blijft, stoot deze plank het buisje uit het slot van de al ingebrachte plank en kan de slotverklikker aan de staalkabel door de mantelbuis uit de grond worden getrokken. • Indien de inkomende plank ergens uit het slot is gelopen, blijft de slotverklikker in het slot van de al ingebrachte plank en kan deze niet door de mantelbuis omhoog worden getrokken. • eenvoudig in gebruik; • voor te bereiden in de werkplaats; • meerdere planken met één slotverklikker; • relatief goedkoop (zie paragraaf 2.4). • tweede meting op dezelfde plank zonder het trekken van de voorgaande plank niet mogelijk; • detectie op slechts één niveau; • arbeidsintensief vanwege mantelbuis; • damwandplanken van gelijke lengte toepassen, daar anders de slotverklikker niet uit het slot kan worden gedrukt. • de staalkabel breekt tijdens het inbrengen van een plank. • de staalkabel zit vast onder een obstakel.
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
8 van 29
2.3
Elektrische slotverklikkersystemen
2.3.1
Continu metende systemen
naam: producent: opbouw:
'Naderingsschakelaar' Van Splunder Funderingstechniek BV Een sensor, welke een magnetisch veld kan meten en met bedrading is aangesloten op een controlekastje.
t.~(}Efli!l"~ S[~AKEL"All .....................
l
\&" s::;:s~
J
.-llrAW~OCll I
I
l.
methode:
voordelen:
J
.
nadelen:
problemen:
tONfR~~a{R
__ ..
._
_
Vooraf wordt nabij de onderzijde van een in te brengen damwandplank bij het slot een gat in de plank gemaakt, waarin de schakelaar wordt geplaatst. De schakelaar controleert tijdens het inbrengproces middels een magnetisch veld of de inkomende plank in het slot blijft. • Indien de in te brengen plank over de gehele lengte in het slot blijft, wordt door het controlekastje geen signaal afgegeven. • Indien de in te brengen plank ergens uit het slot is gelopen, geeft het controlekastje d.m.v. een indicatorlampje een signaal af. • per slotverklikker detectie over gehele lengte van plank; • na tussentijds trekken plank weer opnieuw bruikbaar; • voor te bereiden in de werkplaats. • aanbrengen op damwandplank arbeidsintensief, dit kan alleen onder geconditioneerde omstandigheden; • slotverklikker vast op plank, dus eenmalig gebruik; • relatief duur (zie paragraaf 2.4). • het elektrische circuit wordt onderbroken door: - het breken van de bedrading; - het optreden van kortsluiting. •
--
··(GeODelft •..
de slotverklikker raakt defect door de energie van de inbreng methode (met name bij het inheien van planken).
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
9 van 29
2.3.2 naam: producent: opbouw:
Op één niveau metende systemen 'Afbreekpen' (shear-pin detectof) ProfilARBED s.a. In de afbreekpen zit een sensor, welke een vervorming bedrading is aangesloten op een controle kast je.
Rapportnummer
CO-41 0040-0005
v02
kan meten en met
Datum
Pagina
oktober 2005
10 van 29
Methode:
voordelen:
nadelen:
problemen:
Vooraf wordt op het gewenste meetniveau een gat in de damwandplank bij het slot gemaakt, zodat de afbreekpen in het slot van de plank kan worden geplaatst. Deze plank wordt ingebracht, waarna de slotverklikker kan detecteren of de volgende plank op meetniveau nog in het slot staat. • Indien de in te brengen plank op het meetniveau nog in het slot staat, wordt de afbreekpen door het slot van de inkomende plank afgebroken wat een signaal naar het controlekaslje stuurt. • Indien de in te brengen plank voor het bereiken van het meetniveau uit het slot is gelopen, blijft de afbreekpen intact en wordt door de sensor geen signaal naar het controlekastje gestuurd. • detectie op meerdere niveau's mogelijk door meerdere slotverklikkers onder elkaar te plaatsen; • voor te bereiden in de werkplaats. • per slotverklikker detectie op slechts één niveau; • aanbrengen op damwandplank arbeidsintensief, dit kan alleen onder geconditioneerde omstandigheden; • slotverklikker vast op plank, dus eenmalig gebruik 2); • relatief duur. • het elektrische circuit wordt onderbroken door: - het breken van de bedrading; - het optreden van kortsluiting; •
2)
de slotverklikker raakt defect door de energie van de inbrengmethode (met name bij het inheien van planken).
na het tussentijds trekken van de inkomende plank kunnen de slotverklikkers, die reeds tijdens de eerste inbrengpoging door de punt van de inkomende damwandplank zijn gepasseerd, niet nog een keer een meting verrichten
..
···GeoDelft ~
•
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
11 van 29
naam: producent: opbouw:
Methode:
voordelen:
nadelen:
problemen:
'Epoxydraad' BAM Grondtechniek BV (voorheen Nederhorst Grondtechniek) heeft overigens aangegeven dat dit systeem niet meer wordt toegepast Een holle stift, waarin een lusvormige geïsoleerde stroomdraad met epoxy is vastgezet die verbonden is met een controle kastje.
Vooraf wordt op het gewenste meetniveau van een damwandplank in het slot de slotverklikker ingeboord, waardoor een elektrische stroom wordt gevoerd. Deze plank wordt ingebracht, waarna tijdens het inbrengen van de volgende plank de slotverklikker kan detecteren of deze op meetniveau nog in het slot staat. • Indien de inkomende plank op het meetniveau nog in het slot staat, wordt de holle stift door het slot van de inkomende plank afgebroken. De stroomkring wordt doorbroken, waardoor een lampje op het controlekastje uit gaat. • Indien de inkomende plank voor het bereiken van het meetniveau uit het slot is gelopen, blijft de slotverklikker intact. De stroomkring wordt niet doorbroken, waardoor het lampje op het controlekastje aan blijft. • detectie op meerdere niveau's mogelijk door meerdere slotverklikkers onder elkaar te plaatsen; • voor te bereiden in de werkplaats. • per slotverklikker detectie op slechts één niveau; • aanbrengen op damwandplank arbeidsintensief, dit kan alleen onder geconditioneerde omstandigheden; • slotverklikker vast op plank, dus eenmalig gebruik 2); • relatief duur (zie paragraaf 2.4). • het elektrische circuit wordt onderbroken door: - het breken van de bedrading; - het optreden van kortsluiting; •
2)
de slotverklikker raakt defect door de energie van de inbrengmethode (met name bij het inheien van planken).
na het tussentijds trekken van de inkomende plank kunnen de slotverklikkers, die reeds tijdens de eerste inbrengpoging door de punt van de inkomende damwandplank zijn gepasseerd, niet nog een keer een meting verrichten
··(GeoDelft
..~ •
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
12 van 29
2.4
Kosten slotverklikkersystemen
De kosten voor het toepassen van een van de slotverklikkersystemen houden onder meer verband met het feit of een slotverklikker bij meerdere damwandplanken kan worden gebruikt en de lengte van de planken. De planklengte bepaalt het aantal meters mantelbuis dat bij een aantal slotverklikkersystemen per plank moet worden aangebracht en het daarbij behorende arbeidsloon. Bij elektrische systemen komen daar bovenop nog eens de huurkosten en borg voor de meetapparatuur en optioneel de kosten voor het inhuren van een medewerker bij het gebruik van het slotverklikkersysteem. Navraag bij een aantal producenten [Van Halteren, ProfilARBEDj heeft de volgende kostenindicatie (prijspeil 2005) opgeleverd voor de verschillende slotverklikkersystemen: •
J
•
mechanische slotverklikkers kosten 'Naviduct' nog het materiaal van de hiervan op de plank bij komen; bij elektrische slotverklikkersystemen of de afbreekpen zelf, circa € 250,-basis van de gegeven prijsindicaties
circa € 200,-- tot € 250,-- per stuk, waarbij voor het type mantelbuis en de arbeidskosten voor het aanbrengen kost het detectiemiddel, dus de naderingsschakelaar tot € 300,-- per stuk en voor de overige kosten geldt op en/of inschattingen:
mantel buis per plank: aanbrengen mantelbuis op de plank: elektrische bedrading per slotverklikker: huurkosten van de meetapparatuur: optioneel inhuren van begeleiding:
circa circa circa circa circa
€ 5,- per meter plank; 0,5 uur à € 45,- per uur; € 5,- per meter plank; € 45,- per dag; € 350,- per man per dag.
Uitgaande van de bovenstaande prijsindicaties wordt in Tabel 2.1 een vergelijking gemaakt tussen een mechanisch en elektrisch slotverklikkersysteem, waarbij een planklengte van 20 m en een productiesnelheid van 25 planken per dag wordt bereikt. Bij elke plank wordt één slotverklikker toegepast. Bij de mechanische slotverklikkers wordt er rekening mee gehouden dat de helft van de slotverklikkers niet opnieuw kunnen worden gebruikt (zie paragraaf 2.2.1).
kosten per dag bij toepassing van mechanisch systeem (prijspeil 2005)
1 1
1
j
]
slotverklikkers mantelbuis, bedrading arbeidsloon huur apparatuur begeleiding
13x € 250,n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t.
25x € 280,25x 20 m x € 10,25x 0,5 uur x € 45,1x € 45,1x € 350,-
€ 3.250,-
Totaal Tabel 2.2
€ 3.250,€ 0,€ 0,€ 0,€ 0,-
kosten per dag bij toepassing van elektrisch systeem (prijspeil 2005)
€ 7.000,€ 5.000,€ 600,€ 50,€ 350,€ 13.000,-
Kosten per dag van een van de slotverklikkersystemen, uitgaande van 25 planken per dag met één slotverklikker per plank van 20 m en uitgaande van 12 mechanische slotverklikkers die verloren gaan
Uit het indicatieve kostenplaatje per dag in Tabel 2.1 wordt geconcludeerd dat een mechanisch slotverklikkersysteem per dag grofweg 4 keer goedkoper is dan een elektrisch systeem.
.--
··CGeoDelft
."
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
13 van 29
Verder wordt uit het indicatieve kostenplaatje geconcludeerd dat de kosten voor het toepassen van een slotverklikkersysteem relatief gering zijn ten opzichte van de kosten bij het ontstaan van schade aan de omgeving door lekkage. Zeker bij bouwkuipen in oude stadscentra, waarbij deze schade in de orde van grootte van enkele honderdduizenden euro's geen uitzondering is.
2.5
Betrouwbaarheid van slotverklikkersystemen
In de probleemstelling wordt gesteld dat het in de praktijk regelmatig blijkt voor te komen dat slotverklikkers geen problemen signaleren, terwijl achteraf wel lekkages optreden. Daarnaast wordt regelmatig ten onrechte actie ondernomen op metingen van een slotverklikkersysteem, terwijl de damwanden toch correct in het slot blijken te zitten. Er is dan ook behoefte aan kennis over de betrouwbaarheid van slotverklikkersystemen onder gegeven omstandigheden. Omdat dit probleem sterk uitvoeringsgericht is, wil GeoDelft het probleem in eerste instantie benaderen door een analyse van praktijkgegevens. Daarbij wordt de betrouwbaarheid van een slotverklikkersysteem bepaald door de praktijkgegevens voor één slotverklikkersysteem onder verschillende omstandigheden te vergelijken. Voor een eerlijke vergelijking is het nodig voor de verschillende situaties alle relevante gegevens te hebben. Zaken die zo goed als geen invloed hebben op het gedrag van een slotverklikkersysteem moeten buiten beschouwing blijven. Op dit moment is het echter nog onduidelijk welke zaken een relevante invloed hebben op het gedrag van een slotverklikkersysteem. In eerste instantie zal dan ook worden nagegaan welke aspecten dit gedrag mogelijk beïnvloeden. In deze rapportage worden daartoe alle aspecten in beschouwing genomen die invloed hebben op het uit het slot lopen van een damwandplank. Deze aspecten worden toegelicht in het volgende hoofdstuk. Het feit dat nog onbekend is welke aspecten een grote dan wel kleine invloed hebben heeft als consequentie, dat de set relevante praktijkgegevens voor één situatie voorlopig zal bestaan uit een grote hoeveelheid informatie. In de toekomst kan de hoeveelheid informatie per set relevante praktijkgegevens mogelijk kleiner worden gemaakt. Op basis van een groot aantal vergelijkingen kan immers worden nagegaan welke aspecten wel en welke aspecten niet van belang zijn voor het gedrag van een slotverklikkersysteem.
··(GeoDelft
..*-
•
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
14van29
.
j
3
Invloedsaspecten op de betrouwbaarheid van een slotverklikker
Slotverklikkers zullen worden toegepast in situaties, waarin er sprake is van een risico op het uit het slot lopen van de damwandplanken en waar toch zekerheid moet worden verkregen over de waterdichtheid van het damwandscherm. Wanneer is daar precies sprake van?
In dit hoofdstuk worden alle aspecten, die mogelijk invloed hebben op het uit het slot lopen van damwandplanken, op een rijtje gezet. Daarbij wordt een kwalitatieve beoordeling gegeven van de invloed van elk aspect.
3.1
Welke aspecten hebben invloed?
Tijdens het inbrengen van damwandplanken beïnvloeden de in te brengen plank, de reeds ingebrachte plank en de omringende grond elkaar. Dit uit zich in een hoeveelheid weerstand die tijdens het inbrengproces moet worden overwonnen. De totale hoeveelheid weerstand is opgebouwd uit de puntweerstand, de slotwrijving en de wandwrijving. Een damwandplank kan pas op diepte worden gebracht als de som van de drie weerstandscomponenten kan worden overwonnen. Daarbij neemt de slotwrijving toe met de penetratiediepte van de plank. Zodoende neemt ook de excentriciteit van de resultante van de slotwrijving en de belasting vanuit het inbreng materieel ten opzichte van de symmetrieas in het vlak van de damwand plank toe. Deze excentriciteit versterkt het verlopen en verdraaien van een plank tijdens het inbrengen. Een plank kan uit het slot lopen indien de combinatie van weerstand en excentriciteit van de belasting leidt tot het vervormen van één of beide sloten. De grootte van elke weerstandscomponent • • •
is afhankelijk van een drietal 'bronnen':
grond; damwandplank; uitvoering.
Per 'bron' is er een aantal aspecten dat invloed heeft op het risico van uit het slot lopen van een damwandplank. In de volgende paragrafen worden deze aspecten toegelicht.
)
J )
3.2
Invloedsaspecten vanuit de grond
Vanuit de grond gezien wordt de grootte van de drie weerstandscomponenten bepaald door de sterkte- en vervormingseigenschappen van het grondmateriaal en de bodemopbouw. Ook de aanwezigheid van obstakels kan een rol spelen. Materiaaleigenschappen De puntweerstand en wandwrijving die een damwandplank ondervindt wordt bepaald door de consistentie van de betreffende grondlaag. De consistentie wordt op haar beurt door de sterkte (hoek van inwendige wrijving, cohesie) en de stijfheid (elasticiteitsmodulus, dwarscontractiecoëfficiënt) bepaald. Hierin speelt tevens de diepteligging van het materiaal een rol; theoretisch gezien neemt onder invloed van de toename van de verticale korrelspanning met de diepte ook de consistentie toe. Hoe groter de sterkte en stijfheid van het materiaal, des te groter is de totale weerstand die de plank in een laag van dit materiaal ondervindt.
··CGeoDelft
..~ •
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
15 van 29
Grond bestaat uit zowel korrelmateriaal als poriën; in Nederland zit er meestal grondwater in de poriën. De grootte van de poriën en de hoeveelheid poriën (doorlatendheid) bepalen de invloed die het grondwater heeft op de totale hoeveelheid weerstand. Hoe kleiner de doorlatendheid van een grondlaag, des te langzamer zullen de (door het inbrengproces van de damwandplank) geïntroduceerde wateroverspanningen afvloeien. Deze wateroverspanningen reduceren de korrelspanningen, waardoor uiteindelijk de hoeveelheid wandwrijving wordt gereduceerd. De materiaaleigenschappen van de grond (sterkte- dan wel stijfheidseigenschappen) kunnen worden beïnvloed door de eventuele aanwezigheid van verontreinigingen in de bodem. Obstakels (stenen, puin, leidingen etc.) kunnen de punt van een plank doen verlopen. Bodemopbouw De invloed van de bodemopbouw op de totale weerstand die een damwandplank ondervindt kan worden onderverdeeld in de mate van gelaagdheid en de dikte van de grondlagen. De gelaagdheid heeft betrekking op het aantal overgangen tussen grondlagen met relatief lage weerstand naar grondlagen met een relatief hoge weerstand en vice versa, zoals de overgang van een Holocene kleilaag naar een Pleistocene zandlaag. Hoe meer overgangen en hoe groter het verschil in consistentie tussen de betreffende grondlagen, des te groter de kans op het verlopen van de punt van de damwandplank. Naast de gelaagdheid is ook de dikte van een grondlaag, en dan met name de dikte van grondlagen met een relatief hoge sterkte en stijfheid, van belang voor de hoeveelheid weerstand die een damwandplank ondervindt bij het penetreren van deze grondlaag. Een toename van de laagdikte zal uiteraard resulteren in een toename van totale weerstand.
3.3
Invloedsaspecten vanuit de damwandplank
De grond bepaalt in hoge mate de grootte van de hoeveelheid weerstand (puntweerstand en wandwrijving) die een plank tijdens het inbrengen ondervindt. Als reactie op de weerstand zal de plank gaan vervormen, waardoor vervolgens weer meer weerstand wordt ondervonden en de plank vastloopt en/of uit het slot loopt. De reactie van de plank wordt grotendeels bepaald door de vorm van de sloten en door de vormvastheid van de in te brengen én de reeds ingebrachte plank. De mate van vormvastheid van beide planken wordt bepaald door hun vorm, afmetingen en materiaaleigenschappen. Ook de geschiedenis van beide planken speelt hierin mee. Vormvastheid van damwandslot Stalen damwandplanken hebben verschillende slotvormen. In Figuur 3.1 , die is ontleend aan de 3e druk van CUR 166 uit 1997, zijn de belangrijkste slottypen geschetst en de bijbehorende toegelaten maatafwijkingen gegeven. Uit recente informatie blijkt, dat slottype 3 op dit moment niet meer wordt gewalst. Dit slottype wordt dan ook buiten beschouwing gelaten. Uit Figuur 3.1 blijkt, dat bij ongunstige combinaties van afmetingen er maar een effectieve overlap in het slot van enkele millimeters overblijft. Bij een opengebogen slot zal ten opzichte van een plank met een 'goed' slot a kleiner zijn en b groter, waardoor de term (a-b) kleiner wordt en de verbinding dus buiten de toleranties valt. Er hoeft dan niet veel te gebeuren of de verbinding gaat verloren.
··(GeoDelft
..*-
•
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
16 van 29
.,
Hf'[ 4
TYPE 1
j
0""
b""
!:weedf
hook M(}~
op~nÎng
tol~,anHe;
~-b
)
knqp rwogte b", sJot opening fekwewtl<e: Qml:. ~ 4mm
0;<;
4mm
TYPt ti bo;; :skd üp~ning
htlOkli<:!"Oèhl br
TYPE :5
TYPE 6
a"" kMp
!olen.mtie,
br~dtè
o-b .~ 4rruti
tl=
1 j
.::1""
knop br$$;d~~
0'" $kit öpenlng lül«rantle: o-'b*4-mm
Figuur 3.1
0""
Ihoakkra:(;tlt breedte
b= (ölqt ,::;pl:!ning:
%-oterónl1e:·
a-o ';:.,7mm
Slotvormen en toegelaten maatafwijkingen [CUR]
'Het Larssen-type slot, in Figuur 3.1 als type 1 weergegeven, is zeer sterk. Bij rotatie van beide planken om het slot vindt de buiging plaats in het slappe lijfgedeelte buiten het eigenlijke, veel stijvere slotgedeelte. Beide haken kunnen daardoor nauwelijks opengebogen worden. Nadelig is dat, bij het uit elkaar bewegen van beide planken in de richting haaks op het vlak van de wand, de wigachtige vorm een extra grote slotwrijving geeft' [CUR]. Dit voorkomt echter wel het uit het slot lopen van de damwandplanken.
1 j
1 j
'Bij slottype 4 geeft de wigachtige vorm bij het uit elkaar bewegen van beide planken in het vlak van de wand een extra grote slotwrijving. Om het ongunstige effect daarvan te beperken is het gebruikelijk de sloten tijdens het inbrengen zoveel mogelijk op druk te belasten, wat wordt bereikt door ze dichter bij elkaar te plaatsen dan volgens de theoretische maat. Bij dit slottype kan, indien de planken in het vlak van de wand uit elkaar gaan, het slot echter zonder al te grote krachten worden opengewrongen. Slottype 2 heeft als nadeel, dat bij het uit elkaar roteren van de beide planken één der twee 'duimen' van het slot naar achteren wordt gedrukt. Hierdoor wordt de 'keelopening' groter en kan de verbinding worden gelost' [CUR].
··CGeoDelft
..*-
•
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
17 van 29
De slottypen 5 en 6 zijn door de vorm en afmetingen van specifiek geschikt voor trek. Evenals bij slottype 1 zullen vervormingen van het slot onder invloed van een trekbelasting optreden in de dunnere, en daardoor slappere gedeelten van het slot. Bij type 5 vindt de krachtoverdracht via slechts één punt plaats, terwijl dat in het geval van slottype 6 op drie punten is. Dit wordt in de onderstaande Figuur 3.2 weergegeven. Laatstgenoemd slottype kan dan ook in principe grotere trekkrachten opnemen.
Figuur 3.2
Overdracht van trekkrachten F op één punt (a) dan wel drie punten (b)
Vormvastheid damwandplank De mate van vormvastheid van een plank wordt ten eerste bepaald door de vorm van de plank. Dit aspect wordt onder meer beïnvloed door het type damwandplank en het aantal (aan elkaar gelaste) damwandplanken (enkel, dubbel, drieling) dat in één keer wordt ingebracht. 'Bij U-vormige planken blijft de excentriciteit van de belasting in de as van de wand en zal de deformatie zich in hoofdzaak in het vlak van de wand afspelen. Bij enkele Z-planken is er, behalve van een excentriciteit in het vlak van de wand, ook sprake van een excentriciteit loodrecht op de wand. De slotwrijving werkt daarom extra ongunstig. Bij dubbele Z-planken treedt dit verschijnsel niet op. Derhalve wordt over het algemeen de voorkeur gegeven aan het gebruik van dubbele over enkele Z-planken' leUR]. Het aantal (aan elkaar gelaste) planken bepaalt de afmetingen en de verhouding tussen de verschillende afmetingen van de damwand planken (profielhoogte, -breedte, -dikte). Bij een bredere plank zal de excentriciteit van de belasting door inbrengen groter zijn, waardoor de neiging tot deformatie van de plank groter is.
Materiaaleigenschappen De vormvastheid van een plank is eveneens afhankelijk van de staalkwaliteit waarvan de plank is gemaakt. Een hogere staalkwaliteit betekent een hogere vloeispanning , zodat bij een zelfde excentriciteit van de belasting een grotere hoeveelheid totale weerstand nodig zal zijn om de plank te doen vervormen.
Geschiedenis damwandplank Met de geschiedenis wordt met name gedoeld op het aantal keren dat de betreffende plank al is hergebruikt. Dit heeft invloed op de maatvastheid van de in te brengen en de al ingebrachte damwandplank. Hoe groter het aantal keren dat planken zijn gebruikt, des te groter de kans groter dat de afmetingen van de sloten en de rechtheid niet meer binnen de maattoleranties
Rapportnummer
Datum
Pagina
eO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
18 van 29
vallen. Dit leidt tot meer slotwrijving, wat tot een grotere excentriciteit van de belasting bij inbrengen leidt. Dergelijke planken zullen eerder uit het slot gaan lopen. Over het algemeen worden planken circa 5 keer hergebruikt. Bij nieuwe planken kunnen er nog restspanningen ten gevolge van het productieproces damwandplank zitten. Ook worden tijdens het intrillen en inheien de damwandplanken afwisselend op trek en druk belast.
3.4
in de
Invloedsaspecten vanuit de uitvoering
De manier waarop de damwandplank en de grond elkaar beïnvloeden wordt ook bepaald door de uitvoering. Daarbij wordt gedacht aan de inbrengmethode, het materieel inclusief eventuele hulptechnieken en de nauwkeurigheid waarmee de uitvoering plaatsvindt. Inbrengmethode [CUR] Een damwandplank kan door trillen, heien of drukken in de grond worden gebracht. Uit technisch oogpunt wordt de keuze voor één van deze inbrengmethoden bepaald door de grond, de plank en de afstand tot belendingen in de omgeving. Tijdens het intrillen en inheien van damwandplanken worden spanningsgolven in de plank opgewekt, waardoor deze een axiale verlenging of verkorting ondergaat. Door de spanningsgolven wordt de plank versneld, waardoor tijdelijk een snelheidsverschil tussen plank en grond ontstaat. Dit leidt tot een bepaalde weerstand van de grond op de plank; bij een voldoende groot snelheidsverschil wordt deze weerstand overwonnen. Zowel bij intrillen als in heien worden wateroverspanningen in de grond opgewekt, waardoor de effectieve gronddrukken afnemen. Dit reduceert de wrijving en dus de weerstand tussen de grond en het wandoppervlak. Ten opzichte van intrillen wordt bij inheien een groter snelheidsverschil tussen plank en grond bereikt, maar is er in de plank van veel minder spanningswisselingen per tijdseenheid sprake. Juist dit grote aantal wisselingen maakt het mogelijk dat de plank bij intrillen met een relatief kleine statische drukkracht kan worden ingebracht. Indien de grond niet al te vast is kan er voor worden gekozen de planken in te drukken. De drukcapaciteit om de weerstand van de grond te overwinnen wordt ontleend aan de trekkracht, die de al in de grond aangebracht planken kunnen leveren. De bovenlaag van de grond mag niet slap tot zeer slap zijn, zoals in veenpolders. De grond aan weerszijden van de bovenzijde van het al geplaatste deel van de damwand levert dan een te geringe tegendruk om eventuele uitbuiging loodrecht op het vlak van de wand te verhinderen. Materieel [CUR] Het is van belang dat het juiste tril- of heiblok wordt toegepast. Te licht of te zwaar materieel leidt tot ongewenste problemen. Met te licht materieel kan de som van de drie weerstandscomponenten niet worden overwonnen, waardoor de planken niet op diepte kunnen worden gekregen. Dit kan ertoe leiden dat planken kapot kunnen worden geslagen. Ook met te zwaar materieel kan een damwandplank kapot worden geslagen. In beide gevallen wordt uiteindelijk geen waterdicht damwandscherm verkregen. In CUR 166 wordt per inbrengmethode een aantal vuistregels gegeven, die op basis van empirie zijn opgesteld. Onder bepaalde omstandigheden is het noodzakelijk bij het inbrengen van damwandplanken hulptechnieken toe te passen. Denk hierbij aan vaste zandlagen, waarin zonder hulptechniek de tijdsduur van het inbrengproces aanzienlijk kan zijn en de kans op schade aan de wand en belendingen groot. Deze hulptechnieken reduceren de hoeveelheid weerstand en daarmee de kans op het uit het slot lopen van een plank.
··CGeoDelft
..~ •
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
19 van 29
De volgende hulptechnieken kunnen worden toegepast:
•
• • • •
spuiten; fluïderen; voorboren; hulpprofiel; glijmiddel.
Spuiten vindt plaats bij het inheien en intrillen van damwandplanken. Hiervoor wordt een spuitlans gebruikt, waarbij als regel enkele tientallen kubieke meters water per uur onder betrekkelijk lage druk (4 tot 8 bar) in de grond worden gespoten. De spuitlans wordt niet aan de damwand bevestigd en dient daarom vanaf maaiveld te worden gestuurd. Dit komt de nauwkeurigheid van de methode niet ten goede; het spuiten kan op de onjuiste diepte plaatsvinden. Door spuiten worden de wandwrijving en de slotwrijving drastisch gereduceerd. Het spuitwater en de losgewoelde grond stromen via het gat langs de spuitlans omhoog en vervolgens over het terrein, hetgeen overlast kan veroorzaken. Daamaast ontstaat vlak naast het damwand-scherm een gat in de grond. Dit leidt tot ontspanning van het grond massief naast de damwand, wat nadelig is voor de vervormingen en de draagkracht van het damwandscherm. Het effect van spuiten kan worden versterkt door gelijktijdig bij de voet van de plank lucht onder een druk van 6 bar in de grond te brengen, waardoor de spoelcapaciteit wordt vergroot. Fluïderen is zeer effectief bij het intrillen van planken. Het verhoogt de effectiviteit van het trillen door het instabiel maken van het korrelskelet. Bij fluïderen wordt gebruik gemaakt van een spuitbuis, die aan de plank is vastgemaakt en waarvan de spuitopening door middel van een ventiel is afgesloten. Het is gebruikelijk om tijdens het eerste traject niet te spuiten; het ventiel voorkomt over dat traject verstopping van de spuitbuis. Zodra de inbrengsnelheid van de plank afneemt tot bijvoorbeeld minder dan 2 m/min wordt water onder een druk van meer dan 20 bar bij de voet van de plank ingebracht. Het water zal daarbij in principe niet meer naar boven kunnen ontsnappen doordat de grond voldoende tegendruk kan leveren. Er zal dientengevolge geen ontspanning van de grond optreden. Door fluïderen kan de druk van het poriënwater rondom de plankvoet sterk wordt verhoogd. Hierdoor neemt de korrelspanning en dus ook de puntweerstand af. Bij deze werkwijze worden slechts enkele kubieke meters water per uur verbruikt en het maaiveld blijft droog. Door voor te boren met een avegaar wordt de grond losgemaakt, waarbij de losgemaakte grond eventueel met een cement-bentonietsuspensie kan worden vermengd. Dit leidt tot een afname van de puntweerstand en de slotwrijving. Tevens kan bij het eventueel uit het slot lopen van een volgende plank de cement-bentonietsuspensie toch zorgen voor een afdichting. Een hulpprofiel kan langs het damwandslot worden gelast, waardoor het slot van de volgende plank in het slot wordt gehouden. Bij het inbrengen van de volgende plank ondervindt deze wel weerstand van het hulpprofiel; het hulpprofiel moet immers tegen de grond in 'opzij worden gedrukt'. Door toepassing van een glijmiddel in het slot zal de totale hoeveelheid weerstand in en om het slot echter niet groter zijn dan in de situatie zonder hulpprofiel. In Figuur 3.3 wordt een vast hulpprofiel weergegeven. Ook kan tijdens het inbrengen een los hulpprofiel voorzien van buizen (zie Figuur 3.4) worden toegepast. De buizen drukken de grond rondom het slot weg. Na het inbrengen van de plank kan bij het omhoog halen van het hulpprofiel een bentoniet-cementmortel worden geïnjecteerd, die de ontstane ruimte opvult. Dit vermindert de wrijving in en om het slot tijdens het inbrengen van de volgende plank en de bentoniet-cementmortel fungeert daarnaast als extra afdichting.
""CGeoDelft
.*-
."
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
20 van 29
Figuur 3.3
Vastgelast hulpprofiel van Van Halteren BV
Figuur 3.4
Los hulpprofiel van Van Halteren BV
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
21 van 29
De slotwrijving kan worden gereduceerd door vooraf een bitumineus glijmiddel (bijvoorbeeld Beltan) in de sloten aan te brengen. Dergelijke middelen worden tevens toegepast om de mate van waterremmendheid van damwandsloten te verhogen. Het bitumineuze middel dient warm in het voorliggende damwandslot te worden aangebracht (zie Figuur 3.5). Er moet rekening worden gehouden met het feit dat het bitumineuze glijmiddel tijdens het inbrengen gedeeltelijk uit het slot gedrukt, waardoor er enige vervuiling van de bodem plaatsvindt.
•• TI ••••• , •••••
~
l
Figuur 3.5
"
"' •••• , ~.
f
I I
_,
••
,."',
•••••••••
, •• , ••••••••••
,
~
,L,_
Damwandslot waar bitumineus glijmiddel dient te worden aangebracht
Nauwkeurigheid 'Als de onderkant van een reeds ingebrachte damwandplank een afwijking heeft ten opzichte van de theoretisch juiste plaats, zal de afwijking als regel bij het voortgaande werk niet worden gecorrigeerd maar eerder worden versterkt. Vroeg of laat worden deze uitvoeringsafwijkingen onaanvaardbaar groot, waarna moet worden overgegaan tot het toepassen van een op maat gemaakte pasplank of spieplank. Dit moet zoveel mogelijk worden vermeden. Vooral bij hoekplanken is een rechte en verticale stand van de beide op elkaar aansluitende planken van essentiële betekenis, reden om het inbrengen vaak bij de hoekplanken aan te vangen' [CUR]. Ter bevordering van de nauwkeurigheid van de uitvoering is een geleiding van de plank tijdens het inbrengen nodig. Deze geleiding moet de zorgen dat de juiste positie wordt aangehouden, zonder de planken daarbij te sterk te dwingen. Dit kan worden bereikt met een stijve en zware geleidingsconstructie. Afgeraden wordt aan de onderzijde van de damwandplanken neuzen, plaatjes en dergelijke te lassen of door afbranden de voet van de planken te veranderen om 'bij te sturen'. De praktijk heeft geleerd dat deze hulpmiddelen eerder nadelig dan voordelig werken' [CUR].
.--
""CGeoDelft
."
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
22 van 29
3.5
Conclusie over invloedsaspecten
In Tabel 3.1 worden alle aspecten weergegeven, die mogelijk invloed hebben op het uit het slot lopen van damwandplanken en worden verondersteld ook invloed te hebben op het gedrag van de verschillende slotverklikkersystemen.
~,
J
bron
aspect
benodigde parameters
grond
bodemopbouw
•
mate van gelaagdheid (nlagen) dikte grondlagen (hlaag) qrondwaterstand sterkte (rp", c', fundr)
materiaaleigenschappen
stijfheid (E, v) doorlatendheid
jamwandplank
1
J
uitvoering
•
vormvastheid slot vormvastheid plank
~ ~ ~ ~
materiaaleigenschappen geschiedenis plank
~ ~
staalkwaliteit
~
maatvastheid heien trillen drukken capaciteit (P) slagkracht (Fe, rn., mdvn,f, d) spuiten fluïderen voorboren hulpprofiel glijmiddel uitvoe ringsafwijkinge n qeleidlnq
inbreng methode
••
~ ~
materieel hulptechnieken
nauwkeurigheid
Tabel 3.1
(kh' kv)
obstakels verontreiniging type slot type plank afmetingen plank (hplank' bplank' tplank)
• • • • • • • •
leeftijd (ngebruikt)
Benodigde parameters voor relevante praktijkgegevens
Er is sprake van een set relevante praktijkgegevens indien voor een situatie alle informatie over deze aspecten bekend is. Op basis van een groot aantal vergelijkingen van praktijkgegevens kan worden nagegaan welke van deze aspecten wel en welke aspecten niet van belang zijn voor het gedrag van een slotverklikkersysteem.
..
···GeoDelft ~
•
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
23 van 29
··(GeoDelft
..*-
•
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
24 van 29
4
Betrouwbaarheid van slotverklikkers
Dit onderzoek had oorspronkelijk tot doel de betrouwbaarheid van de verschillende slotverklikkersystemen onder gegeven omstandigheden te bepalen. Ondanks de nodige inspanning van zowel GeoDelft als Rijkswaterstaat is op dit moment echter nog geen uitgebreide set van praktijkgegevens voor handen op basis waarvan de betrouwbaarheid van slotverklikkersystemen kan worden bepaald. Er wordt hier daarom volstaan met het opstellen van een lijst van benodigde gegevens. In de toekomst kan op basis van deze gegevens mogelijk een schema worden opgesteld, waarin de betrouwbaarheid van een slotverklikkersysteem onder bepaalde omstandigheden tot uiting komt. alaemene aeaevens Projectnaam: Locatie: Aantal strekkende meters damwand: Type slotverklikkersysteem: Aantal gecontroleerde sloten: Leverancier slotverklikkersysteem:
[m1] [stuks]
bodemoobouw Sondering in digitaal formaat (bij voorkeur GEF) en eventueel boorstaat bijvoegen laag [-]
cp
,
c' [kN/m2]
[0]
van [mNAP]
tot [mNAP]
Freatische grondwaterstand: Stijghoogte diepere zandlagen Puin, obstakels: Vervuiling: damwandolanken Profieltype: Plankbreedte, -hoogte, -dikte Slottype: Staalkwaliteit:
----
··(GeoDelft
..~
•
[m NAP] mNAPJ [omschrijving] [omschrijving]
b= ,h=
,t=
[mm]
S240/ S270 / S320 / S355 / S390/ S430 / anders nl.
Planklengte: Aantal planken in één keer: Ouderdom planken: Controle maattoleranties uitgevoerd: --
dikte rml
enkel/dubbel/drieling nieuw / gebruikt ... keer "a /nee
[*] rml [*] [*]-[*]
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
25 van 29
uitvoerina nbrenqrnethode: Materieel:
heien / trillen / drukken Ir*l [kgm] • excentrisch moment rn, [kg] • dynamische massa mdyn [Hz] • frequentie f • max. slagkracht / centrifugaalkracht [kN] Fc;max [kN] max. trekkracht Ftrekmax •
= =
=
=
Hulptechnieken (bijv. spuiten, fluïderen, voorboren, hulpprofiel, ollirniddel) Hulpconstructies biiv, qeleidinq, vaste makelaar):
=
oroblemen met damwandolanken Tijdens de uitvoering (bijv. niet op diepte komen, meelopers, te hoge/lage capaciteit materieel): Na de uitvoering: (bijv. lekkage door wand, materiaalransport door wand) betrouwbaarheid slotverklikkers Slotverklikker gaf aan dat plank uit het slot was gelopen, bleek achteraf niet het geval e zijn:
Slotverklikker gaf aan dat plank niet uit het slot was gelopen, bleek achteraf wel het geval:
Slotverklikker gaf aan dat plank uit het slot was gelopen, bleek achteraf ook het geval:
van in totaal
[stuks]
oorzaak: van in totaal
[stuks]
oorzaak: van in totaal
[stuks]
oomerkinaen
[*]: doorstrepen wat niet van toepassing is
Ter illustratie is in Bijlage 1 een tweetal ervaringen opgenomen, te weten: • •
Combiwandenproef Sophiaspoortunnel, Phoenixgarage, Delft [Ge02].
··CGeoDelft o·*•
Oud-Alblas [Ge01];
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
26 van 29
]
5
Aanbevelingen
5.1
Het toepassen van slotverklikkers
J ]
J
Het toepassen van een slotverklikkersysteem is een relatief snelle en goedkope methode om extra informatie te verkrijgen over het al dan niet gesloten zijn van een damwandscherm. Op locaties waar de waterdichtheid van het damwandscherm een belangrijke rol speelt, zoals in stedelijke gebieden, zouden slotverklikkers altijd moeten worden toegepast. Op dergelijke locaties zijn de gevolgen van een lekkage in het damwandscherm vele malen groter dan de extra te leveren inspanning voor het toepassen van slotverklikkers. Op minder gevoelige locaties zal een afweging tussen de extra kosten en tijd benodigd voor het toepassen van een slotverklikkersysteem en de gevolgen bij het optreden van lekkage in het damwandscherm moeten worden gemaakt. De noodzaak tot het toepassen van slotverklikkers bij damwandschermen met alleen een grondkerende functie is veel kleiner. Na het ontgraven kunnen dergelijke schermen door middel van lassen worden gerepareerd. Het toepassen van een slotverklikkersysteem vereist toezicht door mensen met voldoende kennis over het systeem. Daarnaast wordt aanbevolen voorafgaand aan de uitvoering een procedure vast te leggen die moet worden doorlopen indien een slotverklikker 'het uit het slot lopen van een plank' meldt. In deze procedure moet duidelijk tot uiting komen welke partij op welk moment verantwoordelijk is voor een lekkage, het trekken en opnieuw plaatsen van een damwandplank kan ook schade opleveren, en hoe deze lekkage moet worden gerepareerd.
5.2
Het verzamelen van relevante praktijkgegevens
op dit moment is de hoeveelheid relevante praktijkgegevens over het toepassen van slotverklikkersystemen erg klein, zodat op basis daarvan geen conclusies kan worden getrokken over de betrouwbaarheid van de verschillende systemen. Om dit in de toekomst wel te kunnen dient een groter aantal sets relevante praktijkervaringen worden verzameld. Dit kan op een aantal manieren plaatsvinden: • •
het uitvoeren van praktijkproeven, waarin het gedrag van verschillende slotverklikkersystemen onder controleerbare omstandigheden kan worden getest; het (indien mogelijk) verplicht stellen van het aanleveren van relevante praktijkervaringen het toepassen van slotverklikkers in toekomstige projecten.
te
bij
1
.J
) 1
Ter motivering van de laatste aanbeveling wordt gesteld, dat het aanleveren van een set relevante praktijkgegevens leidt tot een toename van de kennis over de betrouwbaarheid van slotverklikkersystemen, dus tot een aantoonbare kwaliteitsverbetering naar de buitenwereld toe wat in de toekomst mogelijk invloed op de verzekerbaarheid van bouwwerken heeft. De te verzamelen sets relevante praktijkgegevens uit zowel de praktijkproeven als de projecten hebben uiteindelijk tot doel om na te gaan of een slotverklikkersysteem terecht aangeeft of een damwandplank uit het slot is gelopen. De meest betrouwbare manier om aan te tonen dat een plank uit het slot is gelopen is het ontgraven van de damwandplank. Dit is echter niet altijd mogelijk en, zeker bij projecten, niet altijd wenselijk. Mogelijke alternatieven kunnen zijn het uitvoeren van een pompproef of het toepassen van een camerasonde.
--
··CGeoDelft •..
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
27 van 29
Bij praktijkproeven waar de damwandplanken naderhand weer worden getrokken kan na het verwijderen van damwandplanken worden nagegaan of er sloten zijn beschadigd. Op basis van deze slotbeschadigingen kan nog niet met zekerheid worden gesteld dat een inkomende plank daar uit het slot is gelopen. Mogelijk is een slot op meerdere niveau's beschadigd. Door het toepassen van verfindicatie bij dergelijke praktijkproeven kan na het trekken van de planken mogelijk wel zekerheid worden verkregen of planken uit het slot zijn gelopen en zo ja, over het niveau waarop het uit het slot lopen heeft plaatsgevonden. Bij deze methode wordt voorafgaand aan het inbrengen van een plank verf in het damwandslot aangebracht dat niet in het slot van de voorgaande plank wordt gezet. Door een bout in de onderzijde van dit slot te steken kan zoveel mogelijk worden voorkomen dat zand tijdens het inbrengproces in het slot komt en de verf wegschuurt. • •
Indien de volgende plank tijdens het inbrengen over de gehele planklengte in het slot blijft, dan zal door slotwrijving de verf worden weggeschuurd. Indien de plank uit het slot is gelopen, dan is er na het trekken van de plank over een bepaald deel van de inbrengdiepte nog steeds verf in het slot aanwezig.
Door praktijkonderzoek op de verschillende slotverklikkersystemen te combineren met andere praktijkonderzoeken dan wel projecten, kan er optimaal worden omgegaan met de beschikbare financiële middelen.
··CGeoDelft
..~ •
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
28 van 29
l 6
J
6
Literatuur
Bij het opstellen van deze rapportage is de volgende literatuur nageslagen en/of gebruikt: [NVAF]
1e druk augustus 2002, Harderwijk
l
-: l
j
[CUR] [EAU]
~
-' l
'Schadevrij installeren van stalen damwand in Nederland', NVAF/PSD,
[Geo1] [Geo2]
'CUR-publicatie 166 - Damwandconstructies', CUR, 3e druk maart 1997, Gouda 'EAU 1990 - Empfehlungen des Arbeitsausschusses 'Ufereinfassungen' Häfen und WasserstralSen', Hafenbautechnischen Gesellschaft e.v. und der Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau e,V., 8. Auflage, 1990 'Combiwandenproef, rapportage CO-379590/75 versie 3, GeoDelft, januari 2000 projectdocumenten CO-377310 'Parkeergarage Prinsenhof (Phoenixgarage)', GeoDelft
~
-,
1
j
1 j
}
··CGeoOelft
..~
•
Rapportnummer
Datum
Pagina
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
29 van 29
Bijlage 1 1.1.
Praktijkervaringen
Combiwandenproefte
Oud Alblas [Geo1]
Alaemene aeaevens Projectnaam: Locatie: Aantal strekkende meters damwand: Type slotverklikkersysteem:
-,
Aantal gecontroleerde sloten: Leverancier slotverklikkersysteem:
Combiwandenproef HSL-Zuid Oud-Alblas [rn'] 50 type 'Naderingsschakelaar' (40 stuks) type 'Pen' (2 stuks) [stuks] 40 ~an Splunder BV ~an Halteren BV
Bodemopbouw Sondering in digitaal formaat (bij voorkeur GEF) en eventueel boorstaat bijvoegen laag [-] veen klei kleilveen zand klei zand
c'
lp'
[0]
[kN/m2]
Freatische grondwaterstand: Stijghoogte diepere zandlagen Puin, obstakels: Vervuiling: Damwandelanken Profieltype: Plankbreedte, -hooqte, -dikte Slottype: Staalkwaliteit: Planklenute: ~antal planken in één keer: Ouderdom planken: Controle maattoleranties uitgevoerd:
··(GeoDelft •.'~
van [m NAP] -2,0 -5,0 -8,0 -13,0 -27,0
Tot [m NAP] -5,0 -8,0 -13,0 -27,0
dikte [m] 3,0 3,0 5,0 14,0
-28,5
-28,5
-30,0
1,5 1,5
-2,00 -1,00 Geen Geen
[m NAP] [m NAP] [omschrijving] [omschrijving]
buis 01620x19 (9 stuks) en buis 01220x13,5 (11 stuks) in combinatie met Larssen 607 (S-vorm) b= ,h= ,t= [mm] Larssen S24Q / S2+() / -$32{) / S355 / [*] $JOO / S4J() / anders nf.
32 ~/dubbel/drieling nieuw / gebruikt ... keer fa / nee / onbekend
rml [*] [*] [*]
Rapportnummer
Datum
Bijlage
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
1
J J
l j
J
Uitvoeri nq Inbrengmethode: Materieel:
f:leieR / trillen / dr/;/If,lfen trilblok Dieseko 105 M
• • • •
1 J
Hulptechnieken (bijv. spuiten, fluïderen, voorboren, hulpprofiel, Qliimiddel) Hulpconstructies (bijv. geleiding, vaste makelaar): Problemen met damwandelanken Tijdens de uitvoering (bijv. niet op diepte komen, meelopers, te hoge/lage capaciteit materieel):
Na de uitvoering: (bijv. lekkage door wand, materiaalransport door wand)
1[*]
= =
excentrisch moment rn, 105 [kgm] dynamische massa mdyn 9000 [kg] frequentie f 1350 [Hz] max. slagkracht / centrifugaalkracht Fc;max 2150 [kN] max. trekkracht Ftrekmax 1200 [kN] • Beltan slotafdichting (glijmiddel)
=
=
=
stelling met vaste makelaar
13 buispalen en 19 dubbele planken niet op diepte kunnen intrillen:
• •
buispalen tot circa NAP - 25 m à NAP - 31 m) planken tot circa NAP - 23 m vervolgens heiend op diepte gebracht ~een
1
J
··(GeoDelft
.*-
."
Rapportnummer
Datum
Bijlage
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
1
-l
-.J
_J
~
Betrouwbaarheid slotverklikkers Slotverklikker gaf aan dat plank uit het slot as gelopen, bleek achteraf niet het geval e zijn:
10 van in totaal 40 (enkel bij het op diepte heien)
[stuks]
oorzaak: waarschijnlijk door inbrengethode waardoor elektrisch s steem wordt beïnvloed Slotverklikker gaf aan dat plank niet uit het o van in totaal 40 [stuks] lot was gelopen, bleek achteraf wel het eval: oorzaak: Slotverklikker gaf aan dat plank uit het slot onbekend as gelopen, bleek achteraf ook het geval:
[stuks]
J
o
merkin en Het waterbezwaar in de ontgraven bouwkuip was uitermate gering. Bij de visuele inspectie zijn beschadigingen aan de sloten van drie planken geconstateerd. Bij twee gevallen bevond de beschadiging zich boven het niveau waarop de slotverklikker het uit het slot lopen zou hebben gedetecteerd (rood signaal), terwijl in één geval niets verkeerds werd gedetecteerd. De twee mechanische slotverklikkers zijn niet succesvol toegepast; slechts een gedeelte van e draad werd naar boven gehaald. Is waarschijnlijk veroorzaakt door het 'pompend' intrillen van de dubbele planken, waardoor de draad onder de teen/in het slot van de planken is ekomen en ka ot is etrokken.
.
l
··CGeoDelft
..~ •
Rapportnummer
Datum
Bijlage
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
1
1.2.
Phoenixgarage te Delft
Alaemene aeaevens Projectnaam: Locatie: Aantal strekkende meters damwand: Type slotverklikkersysteem: Aantal gecontroleerde sloten: Leverancier slotverklikkersysteem:
Phoenixgarage Phoenixstraat, Delft 40 type 'Slof'
1
[m
62
]
[stuks]
Bodemoobouw Sondering in digitaal formaat (bij voorkeur GEF) en eventueel boorstaat bijvoegen laag [-] zand klei zand klei zand veen klei zand
c' [kN/m2]
cp [0]
Freatische grondwaterstand: Stijghoogte diepere zandlagen Puin, obstakels: Vervuiling: Damwandolanken Profieltype: Plankbreedte, -hoogte, -dikte Slottype: Staalkwaliteit: Planklengte: Aantal planken in één keer: Ouderdom planken: Controle maattoleranties uitgevoerd:
··(GeoDelft
...
~
van [m NAP] +1,3 -2,0 -6,0 -11,0 -13,0 -16,0 -17,0 -19,0
tot [m NAP] -2,0 -6,0 -11,0 -13,0 -16,0 -17,0 -19,0 -26,0
-0,40 -7,00 plaatselijk metselwerk Nee
AZ36 b 630 , h 460 , t 18 Larssen 5240/ -S2M / .$32{) / $-3áá / m /~ /anders nl.
=
=
=
22 enkel / fil:JéIJeI / drieling nieuw / gebruikt ... keer ;a/nee
dikte [m] 3,3 3,0 5,0 2,0 3,0 1,0 2,0 7,0 [m NAP] [m NAP] [omschrijving] [omschrijving]
[mm] [*] [m] [*] [*] [*]
Rapportnummer
Datum
Bijlage
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
1
Uitvoerin Inbren methode: Materieel:
l-ml/eR--/ drukken Si/ent Pi/er (indrukcapaciteit
* 150 ton)
excentrisch moment rn, =- [kgm] dynamische massa mdyn=- [kg] frequentie f =- [Hz] max. slagkracht / centrifugaalkracht F c;max =- [kN] • max. trekkracht Ftrekmax =- [kN] Geen • • • •
l
Hulptechnieken (bijv. spuiten, fluïderen, voorboren, hul profiel, glijmiddel) Hulpconstructies (bïv. geleiding, vaste makelaar): Problemen met damwand lanken ijdens de uitvoering (bijv. niet op diepte komen, meelopers, te hoge/lage ca aciteit materieel): Na de uitvoering: (bijv. lekkage door wand, materiaalrans ort door wand
··e..
GeoDelft
•
~
stelling met vaste make/aar
°ndrukcapaciteit van de Si/ent Pi/er (150 ton) niet groot genoeg ekkage door damwandscherm 13/ocaties
op
Rapportnummer
Datum
Bijlage
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
1
J
Betrouwbaarheid slotverklikkers Slotverklikker gaf aan dat plank uit het slot Jgeen [was gelopen, bleek achteraf niet het geval e zijn:
[stuks]
oorzaak: Slotverklikker gaf aan dat plank niet uit het maximaal 13*van in totaal 63 slot was gelopen, bleek achteraf wel het ~eval:
I
Slotverklikker gaf aan dat plank uit het slot was gelopen, bleek achteraf ook het geval:
[stuks]
oorzaak: staalkabels niet op juiste engte, vermoedelijk onder teen van planken blijven hangen tijdens het Dampend inbrengen geen [stuks]
Oomerkinqen * slotverklikkers zijn niet overal toegepast, zodat niet kan worden aangegeven op precies hoeveel locaties de slotverklikker niets heeft aangegeven terwijl de damwand plank tijdens het indrukken wel uit het slot is gelopen
··(GeODelft ..~ •
Rapportnummer
Datum
Bijlage
CO-41 0040-0005 v02
oktober 2005
1
