Complete pdf - GeoTechniek

vakbladgeotechniek.nl

Complete pdf - GeoTechniek

HET BEPALEN VAN SCHADEKANSEN TEN GEVOLGE

VAN MEERDERE ZETTINGSBIJDRAGEN

REGULERING VLOEISTOFDRUKKEN

CRUCIAAL BIJ AANLEG HDDW

KANSEN BENUTTEN MET DE

OBSERVATIONAL METHOD

MIXED-IN-PLACE DIJKVERSTERKING

PROEFPROJECT NIEUW-LEKKERLAND

JAARGANG 15 NUMMER 2 APRIL 2011

ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

INCLUSIEF

kunst


EEN BETROUWBARE WAARDE

Omegam Laboratoria is een geaccrediteerd laboratorium voor chemische,

fysische en biologische analyses. Wij staan klaar met kennis, relaties, innovatie

en kwaliteit.

Wij zijn op zoek naar een AFDELINGSHOOFD met vakkennis op het

gebied van GEOTECHNISCH, MATERIAALKUNDIG en BODEMFYSISCH ONDERZOEK.

Weet je mensen te motiveren en inspireren door te coachen? Dan ligt hier

een mooie uitdaging. Voor meer informatie kijk op www.omegam.nl onder

‘Over ons’. Met vragen kun je terecht bij de heer J. Tukker, Manager Productie,

T +31(0)20 5976 675.

Omegam Laboratoria

H.J.E. Wenckebachweg 120

1096 AR Amsterdam

www.omegam.nl


Beste lezers,

Na de mooie uitgave ter ere van de start van het

15e jaargang van het blad Geotechniek ligt voor u

de 2e uitgave van dit jaar. Ook nu hebben we het

genoegen u een keur van verschillende artikelen

voor te leggen. Ik denk dat we er weer in geslaagd

zijn om een leuke mix te maken van theoretische en

praktische bijdragen.

Het is goed om even stil te staan bij het fenomeen

Geo-impuls. We kennen het allemaal als een am bitieus

programma wat in 2009 gestart is op initiatief

van Rijkswaterstaat, dienst Infrastructuur. Het programma

heeft tot doel de geotechnische faalkosten

in het jaar 2015 gehalveerd te hebben.

Er is nog niet zo heel veel over gepubliceerd in

dit blad; reden voor verandering! De komende tijd

zullen artikelen over Geo-impuls geplaatst worden.

Dit in navolging van de alom gewaardeerde CUR

serie omtrent geotechnisch falen: een soort voorloper

op de Geo-impuls serie.

Het spits wordt afgebeten door Erwin de Jong over

de Observational Method. Een methode die internationaal

vaak wordt toegepast en ook in Eurocode

7 is beschreven, maar waar ‘we’ in Nederland soms

1 GEOTECHNIEK – April 2011

Van de redactie

met argusogen tegen aankijken. Toen ik het een

keer voorstelde bij een groot project toe te passen,

werd direct geageerd met de opmerking: ‘Dit

project is te gevoelig om op basis van een beetje

monitoring het project aan te vliegen. Dit voorbeeld

illustreert duidelijk de onbekendheid met en

misverstanden omtrent deze methode.

Voor dit vakblad is de methode overigens niet

helemaal nieuw. In januari 2009 publiceerden Tom

Smet, Jan Maertens en Noël Huybrechts reeds over

deze methode. Maar om voornoemde redenen en

omdat het een essentieel onderdeel is van het

Geo-imuls programma toch een nadere uitleg.

Tot slot nog een aantekening bij wat we in Nederland

calamiteiten en geotechnisch falen noemen.

Onderstaand 2 foto’s die ik ook bij CGF cursussen

aan aankomende geotechnici laat zien: de eerste is

de bekende gebeurtenis bij de Vijzelgracht. De

tweede is na het instorten van het Pinheiros metro

station bij toepassing van de NATM methode in

Sao Paulo in 2007: 7 mensen omgekomen. Ik heb

het niet over de financiële gevolgen. Uiteraard wil

ik de Nederlandse gebeurtenissen niet bagatelliseren

en zeker niet initiatieven als Geo-impuls,

maar de verschillen zijn dermate groot dat enige

nuance op zijn plaats is wanneer we spreken over

‘calamiteiten’.

Mocht u naar aanleiding van deze uitgave opmerkingen

hebben: u kunt alles kwijt bij een lid

van de redactie raad binnen uw eigen netwerk of

op info@uitgeverijeducom.nl.

Ik wens u wederom veel leesplezier!

Roel Brouwer

Namens de redactie en uitgever


Hoofdsponsor

Sub-sponsors

Klipperweg 14 Tel. 043 - 352 76 09

6222 PC Maastricht www.huesker.com

Ringwade 51, 3439 LM Nieuwegein

Postbus 1555, 3430 BN Nieuwegein

Tel. 030 - 285 40 00

www.ballast-nedam.nl

Geopolymeric innovations

Uretek Nederland BV

Zuiveringweg 93, 8243 PE Lelystad

Tel. 0320 - 256 218 www.uretek.nl

Zuidoostbeemster: 0299 - 433 316

Almelo: 0546 - 532 074

Oirschot: 0499 - 578 520

www.lankelma.nl

Stieltjesweg 2

2628 CK Delft

Tel. 088 - 335 7200 www.deltares.nl

Veurse Achterweg 10

2264 SG Leidschendam

Tel. 070 - 311 13 33 www.fugro.com

Gemeenschappenlaan 100

B-1200 Brussel

Tel. 0032 2 402 62 11

www.besix.be

Postbus 1025, 3600 BA Maarssen

Tel. 030-248 6233 Fax 030-248 66 66

info@struktonengineering.nl

www.struktonengineering.nl

Kleidijk 35

3161 EK Rhoon

Tel. 010 - 503 02 00

www.mosgeo.com

Siciliëweg 61

1045 AX Amsterdam

Tel. 020- 40 77 100

www.voorbijfunderingstechniek.nl

2 GEOTECHNIEK – April 2011

Hoofd- en Sub-sponsors

Galvanistraat 15

3029 AD Rotterdam

Tel. 010 - 489 69 22

www.gw.rotterdam.nl

Korenmolenlaan 2

3447 GG Woerden

Tel. 0348 - 43 52 54

www.vwsgeotechniek.nl

INPIJN-BLOKPOEL

Ingenieursbureau

Son: 0499 - 47 17 92

Sliedrecht:

0184 - 61 80 10

Hoofddorp:

023 - 565 58 78

www.inpijn-blokpoel.com

Dywidag

Systems

International

Industrieweg 25 – B-3190 Boortmeerbeek

Tel. 0032 16 60 77 60

Veilingweg 2 - NL-5301 KM Zaltbommel

Tel. 0031 418 578922

www.dywidag-systems.com

De Holle Bilt 22

3732 HM De Bilt

Tel. 030 - 220 78 02

Fax 030 - 220 50 84

www.grontmij.nl

Industrielaan 4

B-9900 Eeklo

Tel. +32 9 379 72 77

www.lameirest.be

IJzerweg 4

8445 PK Heerenveen

Tel. 0513 - 63 13 55

www.apvandenberg.com


Arcadis Nederland BV

Postbus 220

3800 AE Amersfoort

Tel. 033 - 477 1000

Fax 033 - 477 2000

www.arcadis.nl

Cofra BV

Kwadrantweg 9

1042 AG Amsterdam

Postbus 20694

1001 NR Amsterdam

Tel. 020 - 693 45 96

Fax 020 - 694 14 57

www.cofra.nl

HET BEPALEN VAN SCHADEKANSEN TEN GEVOLGE

VAN MEERDERE ZETTINGSBIJDRAGEN

REGULERING VLOEISTOFDRUKKEN

CRUCIAAL BIJ AANLEG HDDW

JAARGANG 15 NUMMER 2 APRIL 2011

ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR HET GEOTECHNISCHE WERKVELD

KANSEN BENUTTEN MET DE

OBSERVATIONAL METHOD

MIXED-IN-PLACE DIJKVERSTERKING

PROEFPROJECT NIEUW-LEKKERLAND

INCLUSIEF

kunst

Uitgever/bladmanager

Uitgeverij Educom BV

R.P.H. Diederiks

Redactieraad

Alboom, ir. G. van

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

Brassinga, ing. H.E.

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

Brok, ing. C.A.J.M.

Brouwer, ir. J.W.R.

Calster, ir. P. van

CRUX Engineering BV

Pedro de Medinalaan 3-c

1086 XK Amsterdam

Tel. 020 - 494 3070

Fax 020 - 494 3071

www.cruxbv.nl

CUR Bouw & Infra

Postbus 420

2800 AK Gouda

Tel. 0182 - 540630

Fax 0182 - 54 06 21

www.curbouweninfra.nl

GEOTECHNIEK

JAARGANG 15 – NUMMER 2

APRIL 2011

Cools, ir. P.M.C.B.M.

Dalen, ir. J.H. van

Deen, dr. J.K. van

Diederiks, R.P.H.

Eijgenraam, ir. A.A.

Graaf, ing. H.C. van de

Haasnoot, ir. J.K.

Jonker, ing. A.

Kant, ing. M. de

Kleinjan, Ir. A.

Korff, mw. ir. M.

Lange, drs. G. de

Ingenieursbureau

Amsterdam

Weesperstraat 430

Postbus 12693

1100 AR Amsterdam

Tel. 020 - 251 1303

Fax 020 - 251 1199

www.iba.amsterdam.nl

Profound BV

Limaweg 17

2743 CB Waddinxveen

Tel. 0182 - 640 964

www.profound.nl

Geotechniek is een informatief/promotioneel

onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt

kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht

te bevorderen en belangstelling voor het

gehele geo technische vakgebied te kweken.

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

Schippers, ing. R.J.

Schouten, ir. C.P.

Seters, ir. A.J. van

Smienk, ing. E.

Storteboom, O.

Thooft, dr. ir. K.

Vos, mw. ir. M. de

Waal, van der

Wibbens, G.

3 GEOTECHNIEK – April 2011

Mede-ondersteuners

Jetmix BV

Postbus 25

4250 DA Werkendam

Tel. 0183 - 50 56 66

Fax 0183 - 50 05 25

www.jetmix.nl

Royal Haskoning

Postbus 151

6500 AD Nijmegen

Tel. 024 - 328 42 84

Fax 024 - 323 93 46

www.royalhaskoning.com

Colofon

Redactie

Brassinga, ing. H.E.

Brouwer, ir. J.W.R.

Diederiks, R.P.H.

Kant, ing. M.

de Korff, mw. ir. M.

Thooft, dr. ir. K.

Distributie van Geotechniek in België wordt mede mogelijk gemaakt door:

TIS Speciale

Funderingstechnieken

Info: WTCB, ir. Noël Huybrechts

Lombardstraat 42, 1000 Brussel

Tel. +32 2 655 77 11

info@bbri.be

www.tis-sft.wtcb.be

ABEF vzw

Belgische Vereniging

Aannemers Funderingswerken

Priester Cuypersstraat 3

1040 Brussel

Secretariaat:

erwin.dupont@telenet.be

SBR

Postbus 1819

3000 BV Rotterdam

Stationsplein 45 A6.016

3013 AK Rotterdam

Tel. 010-206 5959

www.sbr.nl

Geotechniek is

een uitgave van

Uitgeverij Educom BV

Mathenesserlaan 347

3023 GB Rotterdam

Tel. 010 - 425 6544

Fax 010 - 425 7225

info@uitgeverijeducom.nl

www.uitgeverijeducom.nl

Lezersservice

Adresmutaties doorgeven

via ons e-mailadres:

info@uitgeverijeducom.nl

© Copyrights

Uitgeverij Educom BV - april 2011.

Niets uit deze uitgave mag

worden gereproduceerd met

welke methode dan ook, zonder

schriftelijke toestemming van de

uitgever. © ISSN 1386 - 2758

BGGG

Belgische Groepering

voor Grondmechanica

en Geotechniek

c/o BBRI, Lozenberg 7

1932 Sint-Stevens-Woluwe

bggg@skynet.be


18

22

42

1 Van de Redactie – 6 Actueel – 11 Gesignaleerd – 12 KIVI NIRIA rubriek

15 CUR Bouw & Infra – 17 SBR-info – 31 Agenda

Het bepalen van schadekansen ten gevolge

van meerdere zettingsbijdragen

Ir. Jaap L. Bijnagte / Ir. H.J. (Dirk) Luger

Regulering vloeistofdrukken

cruciaal bij aanleg HDDW

Ruben Rothuizen / Gijsbert Cirkel

Vervormingen van geokunststoffen

in een paalmatras en de daaruit

volgende belastingverdeling

Ir. Suzanne van Eekelen / Dr.Ir. Adam Bezuijen / Ir. Herman-Jaap Lodder

26

32

46

5 GEOTECHNIEK – April 2011

Inhoud

Kansen benutten met de

Observational Method

Ing. Erwin de Jong

39 Geokunst Onafhankelijk vakblad voor gebruikers van geokunststoffen

Mixed-in-Place dijkversterking

proefproject Nieuw-Lekkerland

Ing. Martin de Kant / Ir. R.M. (Mathijs) Bos / Ing. Arend Terluin

Ontwikkeling zelfregulerende krib

Ing. Julian van Dijk / Ing. Diederik van Hogendorp / Dr. Jelmer Cleveringa


CementEvent brengt

constructeurs en

architecten samen

Op 12 april a.s. organiseren Uitgeverij Æneas en

vakblad Cement het CementEvent in het Bimhuis

in Amsterdam. Het centrale thema van de middag

is ‘gezonde spanning – dialoog tussen architectuur

en constructie’. Keynotespreker is Kim Nielsen,

internationaal toparchitect van 3XN uit Dene -

marken, tevens architect van het Bimhuis. Naast

Nielsen zijn er topsprekers van ABT, Arup en UN-

Studio. Beslissers van constructie- en architectenbureaus

en de ontwerpende disciplines van bouwbedrijven

en toeleveranciers die het CementEvent

bezoeken, krijgen een helder beeld van hoe

constructeurs en architecten succesvol kunnen

samenwerken om zo de beste projecten te

realiseren. Zij leren hoe elkaar te inspireren in

plaats van tegen te werken.

Kim Nielsen geeft zijn visie op bouwen in Nederland.

Is de relatie tussen architect en constructeur

in ons land anders dan in het buitenland? En in

hoeverre kunnen we daar in Nederland wat van

leren? Walter Spangenberg (directeur en raad -

gevend ingenieur van ABT) vertelt wat dé succesfactoren

zijn voor een goede samenwerking tussen

constructeur en architect.

Daarnaast vertellen Arjan Dingsté (senior architect

UNStudio) en Jeroen Coenders (computation

manager Arup) aan de hand van project Station

Arnhem over hun samenwerking tijdens dit spectaculaire

project. Laatste spreker is Joop Paul (directeur

en raadgevend ingenieur Arup). Hij motiveert

eenieder: durf over de grenzen van het vakgebied

heen te kijken!

Tot slot is er tijdens het CementEvent ruimte voor

een echte dialoog tijdens de paneldiscussie onder

leiding van Cees Kleinman, hoofdredacteur van

vakblad Cement. Aan de hand van een aantal

prikkelende stellingen gaan sprekers met elkaar en

het publiek in discussie.

Meer informatie: www.cementevent.nl.

Prijswinnaars

Terre Armée-quiz

InfraTech 2011

Terre Armée heeft een succesvolle deelname

achter de rug aan de drukbezochte beurs, Infra-

Tech 2011, gehouden van 11-14 januari 2011 in

Ahoy te Rotterdam. Ook deze keer konden bezoekers

op de stand van Terre Armée een quiz spelen.

De vragen betroffen feiten rondom deze bekende

gewapende grond. Het ging erom wie het snelst

de meeste vragen goed kon beantwoorden.

De winnaar van de cheque van € 500 te besteden

aan een goed doel, was mevrouw J. Cranen van het

bedrijf IGWR. Zij beantwoordde de 10 vragen

goed in een tijd van 37 seconden. Zij koos ervoor

het bedrag te laten overmaken naar de Clini-

Clowns. De winnaar van de tweede prijs, de heer

A. Besemer, schonk € 125 aan de Hartstichting en

€ 125 aan de Stichting Kinderen Kankervrij. Op

www.terrearmee.nl kunt u de quiz nog eens spelen.

Gemeente Purmerend zet

oeverbescherming in van

gerecycled pvc

De gemeente Purmerend heeft gekozen voor

Prolock Omega oeverbescherming van gerecycled

pvc. Deze schermen zijn geproduceerd door Pro -

fextru, producent van duurzame, innovatieve

oeverbeschermingssystemen van gerecycled pvc.

De inzet van pvc als bouwmateriaal is flink in

opmars. Pvc kan tot zes keer toe worden gerecycled

en voldoet aan het cradle-to-cradle principe.

Daarmee past de oeverbescherming van Profextru

perfect in het duurzame en kostenefficiënte

inkoopbeleid van gemeenten en overheden.

Henry Hoekman, accountmanager bij Profextru:

‘Omdat gerecycled pvc voor veel uitvoerende

partijen als bouwmateriaal betrekkelijk nieuw is,

6 GEOTECHNIEK – April 2011

Actueel

besteden wij veel zorg aan de begeleiding bij het

aanbrengen van het materiaal. Pvc is in vergelijking

met hout of staal veel flexibeler bij weerstand

en dit vraagt om een andere manier van plaatsen,

bijvoorbeeld met behulp van een heiraam. Eenmaal

in de grond aangebracht demonstreert pvc

haar grote voordelen, het materiaal is nagenoeg

onderhoudsvrij en gaat ruim vijftig jaar mee.

Hierna kunnen de pvc schermen nog tot zes keer

toe worden gerecycled’.

Paul Hendriks, senior werkvoorbereider bij Stadsbeheer

Purmerend, team Voorbereiding en Toezicht,

zegt: ‘Nog steeds werken veel aannemers en

ingenieursbureaus met grondstoffen als hout en

staal – materiaal veel minder duurzaam dan vaak

wordt gedacht. Wij stimuleren hen om kritisch na

te denken over materiaal en constructie voor

duurzaamheid, veiligheid en kostenefficiëntie.

Met de inzet van pvc en andere kunststoffen als

bouwmateriaal kunnen we ons inkoopbeleid aanzienlijk

verduurzamen’. Profextru brengt de oeverbeschermingssystemen

onder de naam Prolock op

de markt. Deze systemen zijn een duurzaam alternatief

voor hardhouten damwanden. Het gepatenteerde

systeem bestaat uit zeer sterke 100%

gerecyclede kunststof schermen in combinatie

met onbehandelde naaldhouten palen. Het

scherm keert de grond en de langere palen geven

de sterkte en stijfheid aan de totale constructie.

Ontwikkeling rivieren en

delta's beter in beeld

Door informatie over de ondergrond toe te voegen

aan een bestaand sedimentatie-erosie model

hebben onderzoekers van de TU Delft een beter

beeld gekregen van hoe rivieren en delta’s zich

ontwikkelen in de loop van de tijd. Een beter

begrip van de wisselwerking tussen ondergrond

en stromingsprocessen in een rivier-deltasysteem

is van belang in de civiele techniek (deltabeheer),

maar ook in de geologie (met name voor reservoirgeologen).

Nathanaël Geleynse et al publiceerde

hierover onlangs in Geophysical Research Letters.

MODEL

Onder redactie van

Robert Diederiks

Vele factoren spelen een rol in het gedrag van een

rivier en bij de totstandkoming van een rivierdelta.


In de eerste plaats natuurlijk de rivier zelf. Wat

voor materiaal neemt deze mee naar de delta; zijn

dat kleine deeltjes (klei) of juist grote (zand)? Maar

ook: hoe groot zijn de getijdeverschillen aan de

kust en hoe hoog zijn de door de wind opgewekte

golven?

De onderzoekers van de TU Delft werken in dit

onderzoek samen met Deltares en gebruik computermodellen

van dit instituut (Delft3D software).

In deze modellen wordt met een groot aantal variabelen

al rekening gehouden. Geleynse et al hebben

daar nu informatie over de aanwezige

onder grond aan toegevoegd. Het blijkt dat deze

variabele ook een significante rol speelt bij het

bepalen van het gedrag van de rivier zelf en de

daaraan zeer nauw gerelateerde deltavorming.

RUIMTE VOOR DE RIVIER

De extra dimensie die Geleynse et al toevoegen

aan het model is onder andere van belang voor deltabeheer.

Als we – zoals de Deltacommissie aanbeveelt

– 'Ruimte voor de Rivier' willen creëren, is

het goed om te weten wat zo’n rivier met die

ruimte gaat doen. Geleynse: ‘De huidige bevindingen

stellen ons niet in staat om pasklare antwoorden

te geven op specifieke beheersvraagstukken,

de natuur is altijd weerbarstiger, maar bieden wel

plausibele verklaringen voor waargenomen vormen

en patronen aan het oppervlak.

Het stelsel van waterlopen draagt de signatuur van

de ondergrond – iets waar we ons voorheen niet

zo bewust van waren. Ons model biedt volop

ruimte voor verdere ontwikkeling en voor het onderzoeken

van diverse scenario's in de huidige

opzet’.

Figuur 1 Model-schematisatie van

een rivier-kust systeem.

GEOLOGISCHE INFORMATIE

Rivierbeheer gaat over korte termijn en mogelijke

toekomstscenario’s. Maar het model van Geleynse

et al biedt ook meer inzicht in hoe een rivier/delta

zich mogelijk heeft kunnen ontwikkelen in de afgelopen

duizenden jaren. Hoe zou de ondergrond

er uit hebben kunnen zien, en ‘voor de olie-industrie

belangrijk’ waar zou je bijvoorbeeld eventuele

oliereservoirs kunnen verwachten en wat zijn hun

geometrische karakteristieken? In combinatie met

gegevens van een beperkt aantal boorkernen en

andere plaatselijke metingen kan het model een

gedetailleerder beeld geven van het betreffende

gebied dan tot nog toe mogelijk was.

De link tussen het ontstaan van de delta en de opbouw

van de delta-ondergrond is daarnaast ook

interessant voor de ingenieurs die willen gaan

bouwen op die ondergrond. Wereldwijd wonenhonderden

miljoenen mensen in delta's en de

verwachting is dat die stedelijke delta’s alleen

maar in omvang zullen toenemen.

Figuur 3 Uitkomsten van het model voor de sedimentaire samenstelling van de ondergrond ter plaatse

van de horizontale witte lijnen in figuur 2. De beginsituatie (hoogteligging van de bodem) is weergegeven

met de gestippelde zwarte lijnen. De figuur links geeft een situatie weer waar enkel zand in de ondergrond

aanwezig is aan het begin van de modelsimulatie. De klei die hier zichtbaar is in de delta is derhalve door

de bovenstroomse rivier aangevoerd. De figuur meest rechts geeft een situatie weer waar naast zand ook

veel klei in de initiële ondergrond aanwezig is. De figuur in het midden geeft een situatie weer waarbij

zand en klei meer (volumetrisch) gebalanceerd in de initiële ondergrond voorkomen. De doorgetrokken

blauwe lijn geeft het berekende wateroppervlak. De lezer kijkt in benedenstroomse richting.

7 GEOTECHNIEK – April 2011

Actueel

Figuur 2 Plattegronduitkomsten van het

model voor verschillende typen

sediment in de ondergrond en voor

verschillende typen waterbeweging,

voor een bepaald punt in de tijd.

De beginsituatie (hoogteligging) is in

alle gevallen zoals voorgesteld in figuur

1. De sedimentaire samenstelling van

de ondergrond langs de horizontale

witte lijnen in de onderste drie figuren

is weergegeven in figuur 3.

Young professionals

Per 1 januari 2011 zijn twee jonge Witteveen+

Bos’ers voorzitter geworden van landelijke organisaties.

Ir. J. (Joost) Hulsbos van jongNLingenieurs

en ir. R. (Rob) Dijcker van Jong SKB.

JongNLingenieurs is een netwerk voor young

professionals, werkzaam bij lidbureaus van NL -

ingenieurs. Dit netwerk is bedoeld om branchebrede

ontwikkelingen te bespreken en kennis uit

te wisselen. Daarnaast wil JongNLingenieurs een

brug slaan naar opdrachtgevers, universiteiten en

hogescholen. Joost Hulsbos, die bij Witteveen+

Bos werkt als projectleider verkenningen en

planstudies, is door deze benoeming tevens lid


Rob Dijcker (l) en Joost Hulsbos (r).

van het Algemeen Bestuur van NLingenieurs.

Young professionals, werkzaam op gebied van

duurzame ontwikkeling van de ondergrond, hebben

zich verenigd in Jong SKB. Dit netwerk verbindt

overheden en marktpartijen in hun zoek -

tocht naar vernieuwing, verbetering en verbreding

van het gebruik van de ondergrond. Jong SKB wil

bestaande kennis overdragen naar nieuwe generaties

en faciliteert jongeren in de opbouw van een

eigen netwerk. Rob Dijcker is projectleider bodem

en ondergrond bij Witteveen+Bos.

‘Meer reclame voor civiele

sector hard nodig’

Succesvolle paneldiscussie

door Jelmer tijdens InfraTech

Tijdens de InfraTech 2011 presenteerde Jelmer, de

grootste aanbieder van multicompany traineeships

in de civiele techniek, de resultaten van het

onderzoek ‘de arbeidsmarkt in de civiele techniek’.

Aansluitend organiseerde Jelmer een paneldiscussie

met een aantal professionals uit de sector.

‘Voor Jelmer is het belangrijk om te weten wat er

speelt in de civiele branche’, licht Ester van Heuven,

directeur van Jelmer, toe. ‘De vergrijzing is

natuurlijk een ‘hot topic’ in de civiele techniek,

maar wat voor invloed heeft dit op de kansen voor

jonge getalenteerde civiel ingenieurs? In het

onderzoek hebben we professionals uit de gehele

sector gevraagd naar hun mening over onder

andere de ontwikkeling van het vakgebied, het

profiel van de jonge ingenieur van de toekomst en

de aansluiting tussen opleiding en praktijk.’

De InfraTech bood een mooie kans om dieper in te

gaan op de uitkomsten van het onderzoek. Van

Heuven: ‘Het onderzoek is vooral bedoeld als

aanzet tot verdere discussie. Wij willen de sector

stimuleren om na te denken over de toekomst van

het vakgebied civiele techniek, en organisaties

ideeën laten uitwisselen over de ontwikkeling van

een nieuwe generatie projectmanagers en civiel

technische specialisten. Bovendien vind ik het

belangrijk dat Jelmer weet waar de markt

behoefte aan heeft, zodat wij onze trainees op

de juiste manier kunnen ‘klaarstomen’ voor een

toekomst in de civiele techniek.’

Onder leiding van Maurice van Rooijen van Rijkswaterstaat

ontstond een levendige discussie tussen

de panelleden: Jan Smit van Havenbedrijf

Rotterdam, Pieter de Swart van gemeente Gouda,

David Verspeek van Oranjewoud, Eric Hagemans

van de Hogeschool Utrecht en Peter Mooij, trainee

bij Jelmer. Ook het publiek kon reageren op de

stellingen en werd nauw betrokken bij de discussie.

Een van de onderwerpen die ter sprake kwamen

was het imago van de civiele sector.

De meeste panelleden waren het er over eens dat

de sector wel meer ‘glamour’ kan gebruiken, en

aantrekkelijker én zichtbaarder moet worden

gemaakt voor scholieren op lager- en middelbaar

onderwijs. Op die manier interesseer je meer

jongeren voor techniek en de sector, wat de uiteindelijke

instroom van civiel ingenieurs bevordert.

De discussie ging vervolgens dieper in op het

onderwijs. Er werd verdeeld gereageerd op de

stelling ‘de opleidingen Civiele Techniek zijn niet

meer wat ze geweest zijn’. Er werd onder andere

genoemd dat er duidelijk een verschuiving van

puur inhoudelijke kennis naar een focus op managementvaardigheden

is binnen de opleidingen.

Maar dit is een positieve verandering, volgens een

aantal panelleden, en past bij de huidige en

toekomstige vraag naar meer projectmanagers.

Uit het publiek klonken wat andere geluiden,

namelijk dat techniek de basis moet blijven. Een

bezoeker lichtte daarnaast toe dat we bij talentontwikkeling

verder in de toekomst moeten kijken

en dat het huidige onderwijssysteem daar niet

goed op inspringt. De vergrijzing is een probleem

waar een deel van het panel mee te maken heeft.

Een van de voorbeelden die werden genoemd om

te voorkomen dat kennis verloren gaat is het koppelen

van senioren en junioren in organisaties.

8 GEOTECHNIEK – April 2011

Actueel

Veel meer ideeën, opmerkingen en discussiepunten

passeerden de revue, en Jelmer kijkt dan ook

terug op een geslaagde en leerzame bijeenkomst.

No-Dig Award voor Firma Hak

Cobouw publieksprijs

naar Firma De Damer

Deltares wint infratech

innovatieprijs

In Ahoy Rotterdam heeft een vakjury tijdens

de InfraNieuwjaarsbijeenkomst de InfraTech In -

novatieprijs toegekend aan Deltares. De NSTT

No-Dig award is uitgereikt aan de firma Hak. Het

publiek stemde ook, massaal en online, op de

favoriete inzending. De voorkeur ging uit naar de

firma De Hamer.

Deltares won de prijs in de categorie Ondergrond

met ‘Versterkt Veen’, een idee dat samen met

Royal Haskoning werd ingediend. Vakjury-voor -

zitter Ron Voskuilen prees de eenvoud van de

inzending, die voorziet in een versterking van

veengrond met waterglas, schuim en vliegas. Hierdoor

wordt de grond geschikt als fundering voor

infrastructuur. De vinding bespaart aanzienlijk op

transport van grondstoffen.

De InfraTech Innovatieprijs werd voor de zevende

keer uitgereikt. Het doel is om innovatieve ideeën

op het gebied van infrastructuur te bevorderen en

te belonen. Deltares ontving de titel InfraInno -

vator 2011 en kon kiezen uit een promotiepakket

ter waarde van € 7.500 of € 1.500 contant.

Firma A. Hak ontving de NSTT No-Dig Award dank

zij een opdracht die voor de Gasunie werd volbracht.

Om ondergronds te kunnen boren terwijl

er zo min mogelijk schade wordt toegebracht aan

de omgeving ontwikkelde Hak de Direct Pipemethode.

Een Pipe Truster duwt de leiding voor-

Deltares test.


Ingekapselde veen-vezel.

uit, terwijl de boorkop de boorgang boort en het

gruis afvoert via het inwendige van de leiding.

De Cobouw publieksprijs ging naar de firma De

Hamer, voor een inzending in de categorie Beton.

De Hamer Betonindustrie bedacht samen met

ingenieursbureau ARCADIS een innovatief fietscaisson,

waarmee het mogelijk is een fietspad aan

te leggen in een bermsloot, zonder de waterhuis -

houding aan te tasten. De Hamer ontving een

cheque van Cobouw ter waarde €5.800.

InfraTech 2011 stond in het teken van ‘Samenwerken

in de Keten’. Het begrip infrastructuur moet

daarbij worden opgevat in de ruimste zin van

haar betekenis: wegen, spoor, vaarwegen, straat -

meubilair, bewegwijzering, riolering, energie -

winning en ICT.

Versterkt Veen – innovatief

en prijswinnend concept

Winnaar Vakjuryprijs op Infratech 2011

In het westen van Nederland bestaat de ondergrond

voor een groot deel uit slappe lagen. Deze

veengronden leveren in het bijzonder ernstige

problemen op bij het aanleggen van infrastructuur

en het funderen van constructies. Voor de aanleg

van infrastructuur wordt in de huidige aanpak

meestal het veen afgegraven en vervangen door

een lichtgewicht ophoogmateriaal (bestaande uit

primaire materialen). Een tweede vaak toegepaste

optie is actieve consolidatie van de slappe ondergrond

door ophoging met zand. In beide gevallen

is het uitgangspunt dat veen niet geschikt is als

draagkrachtige ondergrond.

Met het concept Versterkt Veen van Deltares en

Royal Haskoning wordt dit uitgangspunt verwor-

pen. Ons doel is gebruik te maken van gebieds -

eigen materialen en het beperken van de toevoer

van primaire bouw-/grondstoffen in het gebied

voor de aanleg van infrastructuur. Het veen wordt

bij deze toepassing direct als ingangsmateriaal

toegepast en wordt dus onderdeel van de aan te

brengen bouwstof.

Aan het veen wordt een bindmiddel en waterglas

toegevoegd. Afhankelijk van de toepassing kunnen

hoogwaardige bindmiddelen of laagwaardige

bindmiddelen (bv. vliegas) worden toegevoegd.

Indien de gewenste toepassing een lichtgewicht

ophoogmateriaal is dan kan er een schuim worden

toegevoegd (naar analogie van de productie van

schuimbeton). Dit schuim kan een biopolymeer

zijn en compenseert het extra toegevoegde

gewicht aan het veen. De volumieke massa van

de bouwstof blijft hierdoor nagenoeg gelijk aan

de volumieke massa van het oorspronkelijke veen.

Het veen wordt ingekapseld in een harde, amorfe

structuur die op aluminium-silicaathydraten is

gebaseerd in plaats van op calciumsilicaathydraten

en calcium- aluminiumhydraten. Dit laatste is het

geval bij bouwmaterialen gebaseerd op cement,

waarbij het energieverbruik en de CO2-uitstoot aanmerkelijk hoger ligt.

Het materiaal wordt in de gewenste vorm gespoten

en hardt binnen enkele uren uit tot een stevig

lichtgewicht materiaal. De totale aanlegfase

wordt hierdoor significant verkort, zeker in ver -

gelijking met het alternatief ’ophogen met zand’.

Bovendien zal de constructie minder onderhoud

vergen dan traditionele ophoogmaterialen.

Wij denken dat deze alternatieve methode voor

het versterken van veen tot een lichtgewicht

ophoogmateriaal, voordelen heeft ten opzichte

van bovengenoemde conventionele technieken.

9 GEOTECHNIEK – April 2011

Actueel

Versterkt veen.

Enkele voorbeelden van deze verbeteringen zijn:

– Door de toevoeging van waterglas is het mengsel

direct na het toevoegen vormvast.

– De negatieve invloed van humuszuren afkomstig

uit het veen op de hydratatie van CaO en dus de

uitharding van het bouwmateriaal, is geen issue

meer. Dit is een bekend probleem bij de toepassing

van cement of cement bentoniet mengsels

in veengronden.

– Minerale structuren gebaseerd op silicaatoxiden

i.p.v. calciumoxiden zijn stabieler en hebben

daardoor een langere levensduur. Of dit ook op

gaat bij het gebruik van laagwaardige bindmiddelen

is vooralsnog niet aangetoond.

– De vezels in het veen kunnen een positieve

invloed hebben op de treksterkte van het materiaal,

vergelijkbaar met het toevoegen van vezels

of het plaatsen van staal in beton.

– Winning en transport van primaire grondstoffen

wordt voorkomen (verminderd) door gebruik van

gebiedseigen materiaal.

– Vermindering van CO2-uitstoot bij de productie

van de (hoogwaardige) bindmiddelen.

– Afgegraven veen wordt ingekapseld in het

funderingsmateriaal. De oxidatie van het veen,

en dus vrijkomen van CO2, wordt hierdoor waarschijnlijk

vertraagd.

– Alternatieve laagwaardigere bindmiddelen zijn

beschikbaar in de vorm van vliegassen. Dit is een

reststroom van verbrandingsovens (energie -

centrales). Dit levert zowel een kostenbesparing

als een besparing in CO2 uitstoot op.

Het doel van Deltares en Royal Haskoning is

binnen twee jaar een pilotproef uit te voeren om

het concept in de praktijk te toetsen. De aan -

legmethode is bepalend of de oplossing in de

praktijk kansrijk en concurrerend is. Ons uitgangspunt

is op dit moment dat het product wordt aan-


gemaakt en aangelegd zoals schuimbeton. Alter -

natieve aanlegmethoden zijn echter ook mogelijk.

Versterkt Veen is een innovatief product omdat er

met gebiedseigen materiaal een hoogwaardige

toepassing (lichtgewicht ophoogmateriaal) wordt

gerealiseerd. De innovatie brengt zowel procesmatige

als duurzaamheidsgerelateerde voordelen

met zich mee (o.a. een reductie van de CO2 emissie).

A.P. van den Berg test met

grof geschut succesvol haar

nieuwste diep water

sondeertechnologie

Offshore bodemonderzoek strekt zich uit naar

steeds grotere dieptes, waar de omstandigheden

voortdurend hogere eisen stellen aan de toe te

passen technologie. Het systeem van A.P. van den

Berg genaamd de Diep Water WISON-APB is speciaal

ontwikkeld voor deze omstandigheden en

wordt dit kwartaal voor het eerst in gebruik

genomen door één van haar klanten. Voordat het

zover is, is in februari het systeem met succes

getest. Vooraf testen is standaard voor A.P. van

den Berg. Op deze manier kunnen eventuele

problemen voortijdig worden opgelost. De situatie

op zee waarbij de apparatuur soms 3000 meter

diep gaat, is voor de test in het klein nagebootst.

Hiervoor werd grof geschut ingeschakeld!

Een kraan heeft de apparatuur vanaf 25 meter

hoogte in een 14 meter lange buis af laten dalen,

waarna de apparatuur op functioneren is getest.

De testresultaten waren zeer positief.

De Diep Water WISON-APB

Het sondeersysteem is bedoeld voor gebruik in

een boorbuis en biedt voor de klant veel voordelen.

Zo maakt een multifunctioneel indruksysteem

het mogelijk in een paar minuten te wisselen

tussen sonderen en het nemen van grondmonsters.

Een trekkracht gecompenseerde elektrisch

aangedreven lier met een versterkte glasvezel -

kabel zorgen voor een snelle afdaling in de boorbuis

tot een diepte van 3000 meter. Uiteraard is

ook gezorgd voor een snelle overdracht van sondeergegevens,

dat wordt gerealiseerd door de

optische vezels in de glasvezelkabel. Gebruikersgemak

is vanzelfsprekend ook erg belangrijk.

Het Diep Water WISON-APB systeem kan gemakkelijk

worden bediend vanuit twee touch screen

panelen. Bij de realisatie van alle apparatuur houdt

A.P. van den Berg tenslotte rekening met het

milieu. Het Diep Water WISON-APB systeem is

volledig afgesloten en beschermt het milieu tegen

eventuele vervuiling door olie.

10 GEOTECHNIEK – April 2011

Actueel

Uitgeverij Æneas publiceert

website over Eurocode 2

Uitgeverij Æneas heeft een speciale website gelanceerd

over de Eurocode 2: www.eurocode2.nl.

Hier is alle relevante informatie over deze nieuwe

Europese norm over betonconstructies te vinden.

Om de veiligheid van bouwconstructies te toetsen

wordt in het nieuwe Bouwbesluit – dat naar

verwachting 1 januari 2012 ingaat – verwezen naar

Europese normen, de Eurocodes. Dit in plaats van

de Technische Grondslagen voor Bouwconstructies

(TGB’s) in het huidige Bouwbesluit. Er bestaan

diverse Eurocodes, oplopend van Eurocode 0 tot

Eurocode 9 (EN 1990 t/m EN 1999). Specifiek voor

betonconstructies is er de Eurocode 2.

Hoewel het nieuwe Bouwbesluit nog niet is

ingegaan, kunnen deze Eurocodes al geruime tijd

worden gebruikt. Veel constructeurs hebben zich

al verdiept in de nieuwe rekenregels. Dit leidt tot

een stroom van vragen van gebruikers, bijvoorbeeld

hoe bepaalde artikelen in de Eurocodes

moeten worden geïnterpreteerd. De website

speelt hier met waardevolle vakinformatie op in.

Zo staat op www.eurocode2.nl een toe lichting op

de nieuwe norm, informatie over het moment

dat hij ingaat en een verwijzing naar interessante

vakinformatie. Belangrijk onderdeel van de site

is de vraag- en antwoordrubriek. Onder de naam

VARCE worden vragen uit de markt beantwoord

over de Eurocode 2 door een werkgroep van de

normcommissie TGB Betonconstructies. Ook kan

men zelf vragen stellen.


RandstadRail Rotterdam

Architectuur en Constructie

AUTEUR H. Sijberden

UITGAVE NAi Uitgevers i.s.m.

Gemeentewerken Rotterdam

ISBN 978-90-5662-796-6

PRIJS € 29,50

RandstadRail is een boek dat een fascinerend

inzicht biedt in de aanleg van een uniek stuk spoor.

Het RandstadRail project is spraakmakend en in

vele opzichten een voorbeeldproject. De publicatie

RandstadRail Rotterdam vertelt het verhaal van

innovatieve techniek én van de mens daarachter.

In augustus 2010 werd een nieuwe lightrailverbinding

tussen Rotterdam en Den Haag geopend,

genaamd RandstadRail. Een nieuwe, snelle en

comfortabele verbinding die er voor zorgt dat de

beide steden en de tussenliggende gemeenten

met elkaar zijn verbonden. Een bijna 3 kilometer

Ontdek de stadsbodem

AUTEUR Nico van der Wel

UITGAVE TCB/Natuur Media

DETAILS Gebonden, 95 pagina’s, geïllustreerd

ISBN 978-90-8081-585-8

PRIJS € 14,50

In het rijk geïllustreerde boek Ontdek de stads -

bodem, Over oude en nieuwe bodems en de diensten

die ze vervullen analyseert auteur Nico van

der Wel waar het aan schort bij de stadsbodem

(onbekend, onbemind) en hoe het ook kan:

benutten van ‘diensten’ die de bodem biedt als

archeologisch archief, voor waterberging, groen &

natuur en voor klimaatregulatie (verkoeling). Met

voorbeelden uit veertien steden. Geen virtuele

ontwerpbeelden maar uitgevoerde projecten met

handen en voeten.

De stadsbodem is relatief onbekend. Tot voor kort

bedekten stedenbouwers de bestaande bodem

met een laag zand. Funderen en draineren zonder

veel acht te slaan op de bodem. De oorspronkelijke

bodem komt bijna nergens nog aan de oppervlakte.

Het oorspronkelijke reliëf is vaak moeilijk

11 GEOTECHNIEK – April 2011

Gesignaleerd

lange tunnel onder stedelijk gebied die twee

nieuw te bouwen metrostations met elkaar

verbindt. De aanleg van het Rotterdamse deel van

RandstadRail werd een grote uitdaging die vele

facetten kent. Het rijk geïllustreerde Randstad-

Rail Rotterdam – Architectuur en constructie biedt

een fascinerende kijk op dit intensieve en innovatieve

bouwproces. Met de nieuwe lightrailverbinding

tussen Rotterdam en Den Haag voegt

Rotterdam een nieuw hoofdstuk toe aan de

verdere uitbreiding van het metronetwerk.

De onalledaagse aanleg van RandstadRail geldt

nu al als voorbeeld hoe moderne infrastructuur

midden in de stad tot stand kan komen. Het

project RandstadRail Rotterdam is gebouwd met

behulp van innovatieve technieken. Voorbeeld

hiervan is de vriestechniek en het tunnelboren

in stedelijk gebied. Ook de architectuur van RandstadRail

is bijzonder en spraakmakend. Het boek

RandstadRail Rotterdam vertelt in beeld en

woord dit bijzondere proces.

terug te vinden. Groen en natuur werden vaak

tamelijk liefdeloos aangelegd op een opgebrachte

bodemlaag. In een afgedekte zandlaag is praktisch

geen bodemleven te vinden en water stroomt

ervan af. Ook is de bodem soms onbemind, bij

wateroverlast of verzakking.

Dit boek toont een andere bodem, een veelzijdige

bodem: nuttig omdat hij de stad allerlei ‘diensten’

levert. Op het gebied van water, groen of natuur,

maar ook als archeologisch bodemarchief. Gebieden

met een goed ontwikkelde bodem en veel

groen werken bovendien verkoelend.

De inbreng van de bodem in de projectplanning

wordt in veertien steden en dorpen uitgewerkt.

Een parkeerplaats wordt stadstuin, op een ondergrondse

parkeergarage komt een waterberging,

een ecologische woonwijk waar de kwaliteiten van

de bodem het ontwerp sterk mede bepalen

verrijst. Het boek is een pleidooi voor een veelzijdige

bodem, een bodem die de stad verrijkt,

water bergt, natuur en koelte ondersteunt,

kortom: ons onzichtbaar en in stilte diensten

levert. Bondige portretten van stedelijke projecten

met veel suggesties en vuistregels. Voor wie

zich wil laten inspireren.


Verslag ALV Geotechniek – Spoorzone Delft in transitie

Op 2 februari 2011 werd in Delft een druk bezochte

ledenvergadering (meer dan 50 deelnemers)

met lezingen en excursie rondom de Spoorzone

Delft gehouden. De Afdeling Geotechniek

was voor de ALV te gast bij CrommeLijn, de combinatie

die de spoortunnel realiseert.

William van Niekerk, voorzitter van de afdeling

voor Geotechniek, schetste een gezonde en

actieve afdeling. In 2010 bleef het ledenaantal

stabiel, wat de afdeling een sterk onderdeel maakt

van KIVI NIRIA. Het jubileumfeest voor het 60 jarig

bestaan was een groot succes. Ook financieel gaat

het goed, de jaarlijkse inkomsten van de organisatie

van de CGF cursussen en de Funderingsdag in

2010 geven de mogelijkheid om in 2011 weer activiteiten

te ontplooien. In de begroting is onder

andere ruimte gereserveerd voor het vernieuwen

Alle reden om lid te zijn

Als aftredend lid van het bestuur van de Afdeling

voor Geotechniek was dit de laatste kans voor mij

om dit deel van de Kivi-Niria pagina in ons vakblad

te vullen. Uiteraard blijf ik ook na mijn periode

als secretaris lid van Kivi-Niria, een lidmaatschap

dat voor mij onverbrekelijk is verbonden met de

opleiding die ik in de jaren ’80 volgde tot ingenieur.

Nu leven wij in een tijd waarin de keuze voor

een opleiding tot ingenieur niet de kortste weg is

tot maatschappelijk en financieel succes. Maar

wat vaak komt het werk van een ingenieur slechts

dan in het nieuws als er zich een ramp voltrekt. Het

van lesmateriaal, het bijdragen aan het GeoImpuls

programma voor de werkgroep geocommunicatie

en het organiseren van de Europese Jongerenconferentie

EYGEC2011 in september in Rotterdam.

De vergadering stemde verder in met de nieuwe

bestuursamenstelling.

In een drietal technische lezingen werd het project

spoorzone Delft uiteengezet op het gebied van

de geotechnische aspecten (Steven Delfgaauw),

de verschillende typen funderingspalen (Hans

Mortier) en de proeven die gedaan worden op de

diepwandpanelen (Rodriaan Spruit). De impact

van de aanleg van een dergelijke tunnel in de stad

is natuurlijk enorm, wat de leden daarna met eigen

ogen konden aanschouwen tijdens een rond -

leiding over de bouwplaats.

Er werd een bezoekje gebracht aan het maken van

verzakken van een paar, reeds behoorlijk scheef

staande, rijksmonumenten bezorgen ons vak -

gebied weliswaar 15 minutes of fame, maar dat is

de aandacht die we nu liever net niet ontvangen.

Toch trekt de opleiding tot ingenieur nog altijd

een flink aantal studenten, alleen al aan de TU

Delft volgen momenteel een kleine 17.000 meiden

en jongens hun opleiding. Volgens ir. Jeroen van

der Veer, oud topman van Shell, zijn daar 3 hele

goede redenen voor. Als ingenieur creëer je

dingen, zaken die voor velen zichtbaar zijn en waar

12 GEOTECHNIEK – April 2011

KIVI NIRIA

de trillingsarme VAP-palen (Voton Anker Palen) en

ook het graven van de diepwanden recht voor de

Phoenix sociëteit maakte veel indruk. Voor velen

was de excursie niet alleen technisch interessant,

maar ook een manier om te zien hoe de stad Delft

nu al is veranderd. De Van Leeuwenhoeksingel en

de Houttuinen zijn gesloopt. Molen de Roos wordt

opgetild en de Bagijnetoren stond klaar om in het

geheel te worden verplaatst. Over enkele jaren

ontstaat hier een geheel nieuwe omgeving; tot die

tijd is er veel interessants te zien. De afdeling komt

graag nog eens terug!

Ir. Mandy Korff

Voor meer informatie over het project:

www.spoorzonedelft.nl

FOTO’S: ROEL BROUWER

je trots aan kunt ontlenen. Een accountant mag

dan vaak werkzaam zijn in een kantoor met meer

uitstraling, aan het eind van de dag is de inhoud

van zijn werk niet meer dan het controleren van de

cijfers die horen bij de creatieve inbreng van veelal

een ingenieur. Daarnaast werken ingenieurs veelal

in (multidisciplinaire) teams, een wijze van samenwerken

die zowel voor de onervaren beginner als

voor de ervaren rot in het vak inspirerende mogelijkheden

biedt om mooie dingen te realiseren.

En last but not least, de fantastische mogelijk -

heden die een ingenieurstitel biedt om ook inter-


nationaal aan de slag te kunnen. Zeker ook voor

ons als civiel ingenieur met een geotechnische

specialisatie geldt dat men wereldwijd onder de

indruk is van ons kennisniveau en onze prestaties.

Als Nederlandse ingenieur wordt je dan ook overal

met open armen ontvangen.

Dat alle Nederlandse ingenieurs wat mij betreft

lid moeten worden van Kivi-Niria wisten jullie

mogelijk al. Waarom jullie nu lid moeten worden

houdt verband met het bovenstaande. Als lid van

de afdeling voor Geotechniek van Kivi-Niria ben

je automatisch lid van de International Society

for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

(ISSMGE). Wereldwijd heeft deze organisatie

Aanmelden of meer informatie

over KIVI NIRIA Geotechniek ?

Meer informatie over de

Afdeling Geotechniek:

derlandse beroepsvereniging www.kiviniria.nl/geo

van en voor

id aan universiteiten of en bij hogescholen, Marty Herrmann, en vormt

echnisch kennis- en kennissennetwerk. KIVI NIRIA Kamer Hiermee

het Koninklijk Instituut

TU Eindhoven

Van Ingenieurs, het

k zichtbaar in onze samenleving en ondersteunt

Tel. 040-247 29 49

itoefenen van hun belangrijke taak. Ingenieurs staan

Ma t/m vrij 10 - 14 uur

novatie, doordat zij hun technische kennis weten

ehoeve van ontwikkeling

kiviniria@tue.nl

in de maatschappij.

Meer informatie over

KIVI NIRIA: www.kiviniria.nl

bijna 20.000 leden (in Nederland bijna 800!) en

de Amerikaanse voorzitter is ondanks de moeilijke

politieke verhoudingen recent nog op bezoek

geweest in Iran (!). De kennis die wereldwijd wordt

opgedaan op geotechnisch gebied wordt gedeeld

met behulp van Internationale conferenties,

iedere 4 jaar een Europese conferentie (dit jaar is

de XV ESSMGE in september in Athene) en iedere

4 jaar een wereldwijde conferentie (Parijs 2013).

Om aan die momenten van kennisuitwisseling deel

te kunnen nemen en ook om verslag te kunnen

doen van de ontwikkelingen in eigen land, moet

je lid zijn van de International Society. Ben je jong,

onervaren en enthousiast voor ons mooie vak -

gebied dan zijn er ook conferenties die juist jou

KIVI NIRIA is dé Nederlandse beroepsvereniging van en

voor ingenieurs, opgeleid aan universiteiten en hoge -

scholen, en vormt een hoog waardig technisch kennisen

kennissennetwerk. Hiermee maakt KIVI NIRIA, het

Ko nink lijk 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

grond- en kunstwerken. Dit klinkt erg abstract, maar in

de praktijk zijn er maar weinig ingenieurs die niet met

geotechniek te maken krijgen. Denk maar eens aan de

fundering van een weg of gebouw, het aanbrengen van

waterdichte schermen bij een bodemsanering of het

verplaatsen van grond bij het baggeren of boren van een

tunnel. Daarom dus een Afdeling Geotechniek.

Netwerk en Communicatie

De Afdeling Geotechniek vormt een netwerk van men sen

werkzaam op het vakgebied, mensen die het vak studeren

13 GEOTECHNIEK – April 2011

KIVI NIRIA

als doelgroep hebben. Dit jaar zal de jaarlijkse

European Young Geotechnical Engineers Conference

(EYGEC) plaats vinden in Nederland. Het

moment dus om in contact te komen met jonge

geotechnici uit heel Europa, om van elkaar te

leren, om ervaringen te delen en wellicht jouw

mogelijkheden als ingenieur in het nieuwe Europa

te kunnen bepalen. Voor meer informatie kijk

op www.kiviniria.net/>www.kiviniria.net, ook

voor het aanmelden als nieuw lid!

Met vriendelijke groet,

Erwin de Jong

Bedrijfsleider VWS Geotechniek

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 samen werking

met anderen. KIVI NIRIA Geotechniek is tevens founding

partner van Geonet, het onafhankelijk platform voor

i nteractief geotechnisch Nederland (www.geonet.nl).

Alle leden van KIVI NIRIA Geo techniek kunnen zich

gratis abonneren op het vakblad Geotechniek. Geotechniek

is een informatief/ promo tioneel onafhankelijk

vakblad dat beoogt, kennis en ervaring uit te wisselen,

inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele,

geotechnisch vak gebied 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 Geo techniekdag 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.


FUGRO

Fugro Ingenieursbureau B.V.



www.fugro-nederland.nl

...UW GEO-SPECIALIST








Risicogestuurd grondonderzoek en deskundige advisering

zijn onmisbaar bij bouwen op of onder de grond!


Bouwputten en funderingen

Ankerpalen

CUR commissie C152 Ontwerprichtlijn voor niet

geheide verankeringssystemen onder onderwater -

betonvloeren is op het moment van schrijven van

deze kopij vrijwel klaar met haar taak: het ontwikkelen

van een CUR-Richtlijn Ankerpalen. Deze

Richtlijn zal zich voornamelijk focussen op de

kwaliteitsaspecten van deze uitvoeringsgevoelige

funderingselementen. Naast diverse rekenregels

voor de geotechnische draagkracht, de veerstijfheid

en het benodigde ankerstaal, wordt met

name ingegaan op het beproeven van de anker -

palen, zowel vóór als na uitvoering ervan.

Aanvullend hierop wordt ook nadrukkelijk de

aandacht gevestigd op de noodzakelijke registratie

en beoordeling van de specifieke uitvoeringsparameters

die voor ieder paalsysteem weer

anders zijn. Het totaalbeeld dat met het proef -

belasten en de uitvoeringscontrole wordt verkregen

verhoogt niet alleen het inzicht in de kwaliteit

van de ankerpalen en reduceert daarmee sterk de

kans op falen, maar tegelijkertijd kunnen de resultaten

goed gebruikt worden bij het optimaliseren

van het uitvoeringsontwerp. Verwacht wordt dat

de richtlijn in mei/juni 2011 beschikbaar komt.

Meer weten: fred.jonker@curbouweninfra.nl

CUR-Aanbeveling 77 Rekenregels voor

ongewapende onderwaterbetonvloeren

Bij het ontwikkelen van de CUR-richtlijn Anker -

palen bleek dat CUR-Aanbeveling 77 (verschenen

in mei 2001) op een aantal onderdelen moet

worden herzien om goed aan te sluiten op de

CUR-richtlijn Ankerpalen en uiteraard aan te

sluiten op de Eurocode. Er is door een groep

deskundigen een plan van aanpak opgesteld om

deze CUR-Aanbeveling te herzien. Daarbij gaat

het om specifieke onderwerpen zoals:

–bepaling van de veerstijfheid van de trekelementen,

– weerstand van de damwand tegen indrukking,

– toetsing in de korte richting in de UGT en in

de BGT,

– toetsing van de trekelementen,

– verbinding tussen de owb-vloer en de damwand.

Daarnaast zal aandacht worden besteed aan de

situatie dat de ongewapende owb-vloer een

definitieve constructieve functie heeft.

Op dit moment wordt gewerkt aan de financiering

om de herziening te realiseren. Verwacht wordt

dat het project in mei/juni 2011 zal starten.

Meer weten: fred.jonker@curbouweninfra.nl

Trekpalen

In 2001 is CUR publicatie 2001-4 verschenen

onder de titel Ontwerpregels voor trekpalen. In

dat rapport is destijds al een aantal aanbevelingen

gedaan voor vervolgonderzoek. Nu, 10 jaar later,

is een plan opgesteld om hierin een stap verder te

komen. Daarbij gaat het om de volgende items:

–last-rijzingsgedrag van individuele palen en palen

in een paalgroep,

– trekcapaciteit en het deformatiegedrag van trekpalen

in klei,

– last-rijzingsgedrag van trekpalen in gelaagde

grond (afwisselende zand- en kleilagen),

– effect van wisselende belastingen in klei en in

zand (effect op draagkracht en deformatie),

– effect van dynamische belastingen op trekpalen

(effect op draagkracht en deformatie).

In het plan van aanpak is onderscheid gemaakt

tussen praktische zaken die met de huidig beschikbare

kennis op een vrij eenvoudige manier kunnen

worden uitgezocht en meer fundamentele zaken,

die wellicht door een AIO-er kunnen worden opgepakt.

Op het moment van schrijven van deze

kopij is het plan van aanpak vrijwel gereed en

zijn de eerste stappen gezet om de financiering te

realiseren.

Meer weten: fred.jonker@curbouweninfra.nl

Binnenstedelijke kademuren

In een groot aantal gemeenten binnen Nederland

is sprake van de aanwezigheid van kademuren

langs grachten en rivieren. In een aantal situaties

gaat het om eeuwenoude constructies, waarbij

sprake is van cultureel erfgoed.

Voor deze kleinschalige binnenstedelijk kademuren

en de infrastructuur daaromheen, ontbreekt

het aan bundeling van kennis en ervaring die beschikbaar

is binnen een groot aantal gemeenten.

Elke gemeente ontwikkelt bijvoorbeeld een eigen

veiligheidsfilosofie en –benadering en een eigen

15 GEOTECHNIEK – April 2011

CUR Bouw & Infra info

Onder redactie van

Ing. Fred Jonker

beheer- en onderhoudsstrategie. Opvallend detail

is dat bij het doorrekenen van bestaande oude

kademuren allang sprake zou moeten zijn van

bezwijken, terwijl de praktijk is dat de kademuren

nog steeds functioneren, ondanks de veel hogere

belastingen dan waarop ze destijds zijn ont -

worpen. Dat betekent dat er met de huidige

ontwerpmodellen geen goede benadering is te

geven van de huidige veiligheid en dus ook niet

met betrekking tot beheer en onderhoud van deze

kademuren. Kortom: kennis en ervaring met betrekking

tot deze binnenstedelijke kademuren is

erg versplinterd; bundeling ervan helpt enorm in

bijvoorbeeld de gemeentelijke beheer- en onderhoudsplannen.

Een nieuwe CUR-commissie Binnenstedelijke kademuren

is recent gestart om alle beschikbare kennis

en ervaring te bundelen.

Meer weten: fred.jonker@curbouweninfra.nl

Funderingsherstel

In de komende decennia zal in Nederland bij

minstens ca. 200.000 woningen de fundering

moeten worden hersteld. Reden is dat deze

woningen op houten palen zijn gefundeerd,

waarbij sprake is van matige tot ernstige aan -

tasting als gevolg van droogstand en/of bacteriële

aantasting en/of onvoldoende draagvermogen

als gevolg van overmatige negatieve kleef. Daarnaast

zal een onbekend aantal niet-gefundeerde

woningen (fundering op staal) in klei- en veen -

gebieden moeten worden voorzien van een

nieuwe fundering. Het gaat dus om een gigantische

gezamenlijke investering die in de miljarden

euro’s gaat lopen.

Door F3O, een organisatie voor onafhankelijk

onderzoek funderingen, is recent een richtlijn opgesteld

onder de titel Onderzoek en beoordeling

van houten paalfunderingen onder gebouwen. Met

deze richtlijn is een belangrijke eerste stap gezet.

In maart jl. is een gezamenlijke CUR/SBR commissie

gestart die tot doel heeft om een richtlijn te

ontwikkelen voor het herstel van enerzijds funderingen

op houten palen en anderzijds funderingen

op staal. Deze richtlijn zal zo goed mogelijk

aansluiten op de F3O-richtlijn voor funderings -

onderzoek. Als eerste heeft de commissie Funderingsherstel

zich gebogen over de inhoudsopgave

van de richtlijn. Zodra die gezamenlijk is vast -

gesteld begint het ‘echte’ werk. De bedoeling is

dat de richtlijn in januari 2012 beschikbaar is.

Meer weten: fred.jonker@curbouweninfra.nl


17 mei: Funderingen 2011

Ook in 2011 organiseert SBR de bijeenkomst Funderingen. In het afgelopen

jaar had de bijeenkomst plaats in het najaar, in 2011 zijn we terug in het voorjaar.

Plaats van handeling is het inmiddels vertrouwde auditorium van het

Bouwhuis in Zoetermeer.

In het programma is in elk geval plaats voor de actuele discussie over de

waarde van de α-factoren. De komende jaren zullen met name de leveranciers

van in de grond gevormde palen op grote schaal aan de slag moeten om betrouwbare

paalfactoren vast kunnen stellen. Daarnaast is de nieuwe richtlijn

voor het onderzoeken van houten paalfunderingen opgenomen in het programma.

Deze richtlijn vult een grote behoefte aan harmonisering van dergelijk

onderzoek. Met de toenemende omvang van de schade aan houten

paalfunderingen in Nederland is dit een stap in de goede richting.

Zoals altijd vormt de praktijk ook een belangrijk onderdeel van het programma.

In elk geval hebben we een uitleg over de monitoring van de bouwput

van het Rijksmuseum. Het programma komt met medewerking van CUR

en NVAF tot stand. De NVAF zal ook op de bijeenkomst aanwezig zijn.

Kortom, het belooft opnieuw een buitengewoon interessant programma te

worden dat voor (geotechnisch) adviesbureaus, bouwbedrijven, aannemers

van funderingswerken, gemeenten en gebouwbeheerders van belang is.

8 juni: Trillingen 2011

Na een jaar te hebben overgeslagen organiseert SBR op 8 juni weer een

bijeenkomst over het thema trillingen. Met de Meet- en Beoordelingsricht -

lijnen Trillingen heeft SBR al jaren een belangrijke positie waar het gaat om

17 GEOTECHNIEK – April 2011

SBR info

SBR bijeenkomsten Funderingen en Trillingen

het monitoren en beoordelen van schade en hinder door trillingen. Dat bleek

ook de laatste bijeenkomst in 2009 toen maar liefst 150 deelnemers de

bijeenkomsten bezochten.

Dit jaar aandacht voor de invloed van trillingen op mensen en gebouwen.

Vanuit verschillende hoeken wordt betoogd dat de grenswaarden in de richtlijnen

anders kunnen. Is het wenselijk de grenswaarden te verhogen? Welke

trillingen kan een gebouw eigenlijk weerstaan? Naar schatting een miljoen

mensen hebben hinder van trillingen, maar wat doen trillingen met mensen?

Trillingen zijn in de huidige regelgeving niet opgenomen.

Intussen hebben we Eurocodes, die binnenkort

opgenomen gaan worden in de regelgeving,

via een verwijzing vanuit het Bouwbesluit. In een

bijdrage zal uit de doeken worden gedaan wat er

mogelijkerwijs verandert.

Een mogelijk onderbelicht onderwerp vormt de invloed

van trillingen op de functie van het gebouw.

In één van de praktijkcases wordt ingegaan op de

bijzondere maatregelen bij trillingen in de omgeving

van een museum.

De bijeenkomst Trillingen 2011 is een aanrader voor

een ieder die in zijn dagelijkse praktijk met schade

en hinder te maken krijgt als bouw- of infra bedrijf,

toezichthoudende of directievoerende organisatie,

projectontwikkelingsbedrijf of gebouwbeheerder.

Zie voor het volledige programma van deze bijeenkomsten:

www.sbr.nl/agenda 1


Het bepalen van schadekansen

ten gevolge van meerdere

zettingsbijdragen

Introductie

In het verleden hebben diverse auteurs criteria

opgesteld die verband leggen tussen schade aan

gebouwen enerzijds en verschilzettingen, rotatieverschillen

en horizontale rek van de fundering

anderzijds. Voorbeelden hiervan zijn o.a. Burland &

Wroth (1974) en Boscardin & Cording (1989). Deze

criteria worden toegepast om het optreden en

de mate van schade aan een gebouw ten gevolge

van het gedrag van de fundering bij verschillende

belastingen te voorspellen. Hierbij wordt in het algemeen

een deterministische methode gebruikt:

de zettingen en, indien van toepassing, de horizontale

rek worden berekend waarna, aan de hand van

geaccepteerde criteria, de te verwachten schade

wordt bepaald.

Voor analyse van één of enkele gebouwen is dit een

passende aanpak. Indien het echter een groter

gebied met meerdere gebouwen betreft waarvoor

het effect van een regionale maatregel, zoals een

waterpeilverlaging, moet worden beoordeeld

verdient een probabilistische aanpak de voorkeur.

Het is dan immers praktisch ondoenlijk om alle

panden die in het betreffende gebied aanwezig

zijn apart te onderzoeken en analyseren.

Dit artikel beschrijft een probabilistische aanpak

die het mogelijk maakt de bijdrage van verschillende

effecten aan de kans op resulterende schade

te splitsen.

Het model is ontwikkeld ten behoeve van de

gaswinning in Groningen (Slochteren). Ten gevolge

van de gaswinning is er sprake van bodemdaling

over een groot gebied. Om de bestaande drooglegging

te handhaven is het nodig dat waterpeilen in

Figuur 1 – Een gebouw

met twee secties met

verschilzakkingen.

kanalen en polders in de tijd worden aangepast aan

de nieuwe bodemligging. Omdat de bodemdaling

een soort schotelvorm bezit is het vaak ook nodig

om nieuwe compartimenten aan te leggen en

nieuwe deelgebieden te maken. Vooral aan de randen

van de deelgebieden zal in en aantal gevallen

een geringe verandering in drooglegging moeten

worden geaccepteerd. Het probabilistische model

dat in dit artikel wordt beschreven is ontwikkeld om

het effect te analyseren dat een waterpeilverandering

heeft op de kans van optreden van cosmetische

of zelfs constructieve schade. Voor het bepalen van

de omvang van de eventuele schade is uitgegaan

van de criteria van Boscardin & Cording 1989, zoals

weergegeven in tabel 1.

Tabel 1 Schadecriteria gerelateerd aan

hoekverdraaiingsverschil

Schadeklasse Hoekverdraaiingsverschil

δθ Zeer licht

(cosmetische schade) 1/1000 < δθ


(5)

Combinatie van vergelijkingen 2 en 5 met gebruik

van de variatiecoëfficiënt V = σ/µ geeft:

(6)

Een schadecriterium voor δθ is een gegeven aantal

standaardafwijkingen boven en onder het gemiddelde

(µ δθ = 0); er is dan sprake van een te bolle of

te holle vorm van de fundering. De kans op schade

(f2L) in een gebouw, dat bestaat uit twee secties

met en lengte L, is dan gedefinieerd door de kans

dat de optredende verschilrotatie tussen de twee

secties δθ de lage (negatieve) waarde van het vervormingscriterium

(δθ) onderschrijdt, of de hoge

(positieve) waarde overschrijdt.

Gebouwlengte

Vergelijking 6 is toepasbaar om de kans op schade

te bepalen voor een gebouw dat bestaat uit twee

secties die beiden een lengte L hebben. Als het

gebouw bestaat uit meer dan twee secties kan een

verschilrotatie, en dus schade, zich ontwikkelen

op elke overgang tussen secties.

Het aantal secties waarin een gebouw wordt onderverdeeld

is niet arbitrair. Als het gebouw gefundeerd

is op 5 discrete funderingspoeren is een

verdeling zoals weergegeven in figuur 2 logisch.

Voor een meer continue fundering kan de fundering

in veel kleine secties worden verdeeld. Een kleinere

waarde voor L en een groter aantal mogelijke

schadelocaties lijkt een grotere kans op het optreden

van schade. Het hier beschreven statistische

model gaat er echter vanuit dat de individuele

ondersteuningen alle kunnen worden gekarakteriseerd

door hetzelfde gemiddelde en dezelfde

standaard afwijking, zonder correlatie tussen aangrenzende

ondersteuningen. Voor twee posities

die dicht bij elkaar liggen zorgen de correlatie

tussen de stijfheden en de mogelijkheid van het

overdragen van belasting van het ene funderingsdeel

naar het andere voor een compensatie van dit

effect. Een geaccepteerde aanpak [o.a. Boscardin

& Cording] is daarom het relateren van de minimum

sectielengte L aan de hoogte van het gebouw H. In

dit geval is de hoogte van het gebouw, met een minimum

lengte van 5 m, gehanteerd als karakteristieke

lengte L. Het resultaat is dat er voor een

gebouw met een totale lengte gelijk aan LT zich op

(LT/H – 1) locaties een hoekverdraaiing kan ontwikkelen.

Als elk van deze locaties een kans op schade

heeft van f2L resulteert dit in een totale kans op

schade voor het gehele gebouw gelijk aan:

(7)

Samenvatting

Met behulp van een eenvoudig probabilistisch model kan de bijdrage van verschillende

factoren op de totale kans op schade aan gebouwen worden bepaald.

Het model is getoetst aan de praktijk en blijkt goede resultaten te geven.

Voorbeeld

Beschouw een gebouw dat kan worden geschematiseerd

tot vier secties, ieder met lengte L = 6 m.

Elke oplegging wordt belast met een last F met

een gemiddelde waarde µ F = 400 kN en VF = 0.1 en

heeft een stijfheid k met µ k = 20000 kN/m en Vk =

0.1. De gemiddelde zakking Δ is µ Δ = µ F / µ k =

400/20000 = 0.02 m. De standaard afwijking van δθ wordt verkregen met vergelijking 6:

(8)

Een (positieve of negatieve) hoekverdraaiing die

groter is dan ±1/300 (of ±0.00333) is 0.00333/

0.00115 = 2.89 standaardafwijkingen van het gemiddelde

(wat gelijk is aan nul). Als absolute waarden

van hoekverdraaiingsverschillen groter dan 1/300

overeenkomen met serieuze schade volgt uit een

standaard normale verdeling dat de kans op zulke

schade voor iedere individuele overgang tussen

twee secties (f2L) gelijk aan of kleiner is dan 0.39 %.

Het vierdelige gebouw dat hier wordt beschouwd

bevat 3 overgangen en daarom is de kans op schade

dat ergens in het gebouw de verschilrotatie groter

is dan 1/300 volgens vergelijking 8 gelijk aan:

(9)

Beperkingen van het model

Het hier gepresenteerde model is een vereen -

voudiging van de werkelijkheid. Enkele van de

belangrijkste vereenvoudigingen zijn:

Gebouwbelastingen en grondveren zijn gemodelleerd

als discrete veren terwijl in werkelijkheid

de fundering zich vaak zal gedragen als een

19 GEOTECHNIEK – April 2011

Figuur 2 – Verschilzakkingen bij een gebouw met vier secties.

door een continuum verend ondersteunde ligger.

De mogelijkheid van het gebouw om belastingen

te herverdelen wordt buiten beschouwing gelaten.

Belastingen op aangrenzende locaties worden

als ongecorreleerd beschouwd.

Stijfheden van de grond op aangrenzende locaties

worden als ongecorreleerd beschouwd.

Dit is conservatief omdat er ten minste enige

correlatie is, onder meer doordat diepere bodemlagen

de belasting van naburige secties voelen.

Het model moet dus worden gezien als een eerste

stap in de richting van een systematische proba -

bilistische benadering van schade ten gevolge van

zettingen en niet als de ultieme analyse methode.

De auteurs zijn van mening dat het model dusdanig

eenvoudig van opzet is dat aanpassingen voor

specifieke omstandigheden, bijvoorbeeld voor

extra vormen van belastingen of bijdragen aan

grondverplaatsingen die het gebouw beïnvloeden,

op eenvoudige wijze kunnen worden toegevoegd.

Bijdragen aan gebouwzetting

De methode is ontwikkeld als antwoord op vragen

omtrent de bijdrage van verschillende mechanismen

op de schade aan gebouwen in gebieden in

Noord Nederland die aan zakking onderhevig zijn

ten gevolge van gaswinning. Hoewel de nadruk ligt

op het effect van een verandering in grondwaterpeil,

zijn ook andere bijdragen, zowel van nabij als

vanuit ‘het verre veld’ benoemd:

1. Verdeling tussen initiële en in de tijd optredende

zetting.

2. Niet gelijkmatig verdeelde belasting en/of kwaliteit

van de fundering.

3. Zettingen ten gevolge van nabijgelegen constructies

of bovenbelastingen.


4. Oxidatie van veenlagen.

5. Diepe samendrukking van het gas reservoir.

Ad 1 Een interessant aspect betreft het deel van de

zettingen dat zich ontwikkelt tijdens de bouw, aangezien

die vroege vervormingen tijdens de bouw

kunnen worden opgenomen en niet hoeven te

leiden tot schade. Om dit in rekening te brengen

is een zettingsratio geïntroduceerd. Deze factor is

gedefinieerd als het deel van de zettingen dat zich

gedurende de bouw ontwikkelt en niet bijdraagt

aan het ontstaan van schade, gedeeld door de

totale zetting.

Ad 2 De kwaliteit van de fundering is in rekening

gebracht door de variatiecoëfficiënt van zowel de

belasting als de stijfheid voor goede funderingen

te verkleinen en voor slechte te vergroten. Hierop

wordt verder in het artikel nader ingegaan.

Ad 3 Dit aspect wordt hier niet nader beschouwd.

Ad 4 Oxidatie van veenlagen heeft een groter

effect omdat de variatie in veeneigenschappen

l okaal zeer sterk kan zijn. In deze studie betreft de

invloed van oxidatie vrijwel altijd alleen de onverzadigde

toplagen van de bodem. Deze bevinden

zich meestal boven het funderingsniveau en spelen

daarom geen rol bij het ontwikkelen van schade.

Ad 5 Aangezien oppervlakte-effecten van compactie

van de diepe gasreservoirs in Nederland in

ruimte en tijd erg geleidelijk verlopen is dit niet

relevant voor schade aan gebouwen. De zettingsverschillen

die dit oplevert op gebouwschaal zijn

daarvoor te gering.

Voor elk van deze factoren kan de bijdrage aan de

totale en de verschilzettingen worden bepaald met

de FOSM methode. Voor sommige factoren, zoals

de interne herverdeling van belasting, nabijgelegen

constructies en ongelijkmatige bijdragen van

factoren ‘in het verre veld’ is het gemiddelde van

de extra relatieve rotatie ongelijk aan nul.

Zolang er geen correlatie bestaat tussen de verschillende

zettingsbijdragen op een te beschouwen

punt van het gebouw kan de verwachten totale zetting

eenvoudig worden bepaald door de gemiddelde

waarden van de bijdragen op te tellen terwijl

voor het kwadraat van de standaard afwijking eveneens

opgeteld kan worden:

(10, 11)

Effect van verandering in waterniveau

Om de bijdrage van een verandering in waterniveau

aan de totale kans op schade te bepalen moeten de

bovenstaande formules worden aangepast. Een

grondwaterniveau-aanpassing veroorzaakt een

verandering in de effectieve vertikale spanningen

in de grond (P).

Aangezien het belastingspatroon anders is (uni-

forme in plaats van lokale belasting) volgt dat de

daarbij horende stijfheid K van de grond verschilt

van de stijfheid k van de funderingselementen. De

zakking ten gevolge van de grond waterstandverandering

(ΔP = P/K) wordt opgeteld bij de zetting

ten gevolge van het eigen gewicht van het

gebouw (ΔF = F/k). Stijvere gebieden in de ondergrond

zullen hierbij hogere waarden van k en K

opleveren. Om de totale zetting te bepalen wordt

opnieuw de FOSM benadering toegepast maar nu

wordt rekening gehouden met de correlatie tussen

k en K op dezelfde locatie, zie hiervoor bijvoorbeeld

(Ang & Tang 1975). De verwachte totale zakking en

de bijbehorende standaardafwijking zijn hiervoor:

20 GEOTECHNIEK – April 2011

(12)

(13)

Het laatste deel van vergelijking 13 beschrijft de

bijdrage van de correlatie tussen de stijfheid van

de fundering voor het gebouwgewicht en de stijfheid

van de grond voor veranderingen in grond -

waterniveau. De correlatiecoëfficiënt (ρ) kan varieren

tussen 1 voor een volledig gecorreleerd geval

en 0 (voor een volledig ongecorreleerd geval). De

standaardafwijking van het rotatieverschil δθ volgt

uit invullen van vergelijking 13 in vergelijking 5:

(14)

Toetsing in de praktijk

De eerste stap met betrekking tot validatie van de

hier gepresenteerde benadering heeft bestaan uit

het toepassen van de theorie op een gebied in

Noord Nederland in de buurt van een kanaal waar

wordt overwogen een waterpeil verandering toe te

passen. Het gebied bestaat uit samendrukbare

lagen boven zandige afzettingen. Op basis van

verschillende schadepatronen en aanwezige bodemopbouw

zijn drie huizen gese lecteerd die als

representatief kunnen worden beschouwd voor

het gebied.

Per pand zijn twee funderingsinspecties uitgevoerd

en door middel van sonderingen en peilbuizen zijn

grond- en grondwaterprofielen opgesteld. Gebaseerd

op het gewicht van de woningen zijn eerst

op deterministische wijze de funderingszettingen

bepaald. Vervolgens is de variatie in de conuswaarden

gebruikt voor het bepalen van de funderingsstijfheden

k voor de onderzochte locaties. Dat

levert dus ook meteen de variatie in de k op.

Met behulp van deze gegevens is vervolgens

bovenstaande theorie toegepast. Daarbij werd

gevonden dat de schadepercentages zoals gegeven

door de theorie de juiste orde van grootte bezitten

in vergelijking met de aanwezige schade. Zo levert

een verschilzakking van 100 mm een kans van 80%

op voor het optreden van lichte schade terwijl een

verschilzakking van 1 mm een te verwaarlozen kans

geeft op lichte schade. Hoewel verdere validatie

aan te bevelen is voordat de methode algemeen

wordt toegepast lijkt de methodiek toepasbaar

voor huizen in het onderzochte gebied van Nederland.

Bij de terreininspecties bleek overigens dat er een

aanzienlijk verschil bestond tussen de aangenomen

staat van de gebouwen en hun funderingen en de

feitelijke situatie. Zo was een deel van een muur van

een woning op palen gefundeerd terwijl de algemene

opinie was dat in het hele dorp geen enkele

paalfundering aanwezig zou zijn. Op een andere

locatie is een slecht aangelegde staalfundering

aangetroffen waar zo weinig cement was toegepast

dat stenen vrijwel los op elkaar lagen en lokaal zelfs

gaten aanwezig waren. Tevens was ongeveer 0,2 m

veen aanwezig direct onder het funderingsniveau.

Dergelijke afwijkingen kunnen blijkbaar worden

verwacht bij het beoordelen van het gedrag van een

grote groep gebouwen. Individuele panden zullen

vaak afwijken van het ‘ideale gemiddelde’ gebouw.

Voor het voorspellen van het gedrag van een

grotere hoeveelheid gebouwen moet dus een extra

toevalseffect worden toegevoegd om afwijkingen

aan de funderingen in rekening te kunnen brengen.

Op dit moment is niet aan te geven hoe groot dit

effect is. Gezien de ervaringen bij Oude Pekela is

dit erg gebiedsafhankelijk. Indien uit inspectie van

de algehele staat van panden in een groter gebied

blijkt dat er onverwachte variaties in schadebeelden

aanwezig zijn kan het uitvoeren van funderingsonderzoek

zinnig dan wel noodzakelijk zijn. Dit

moet per gebied worden beoordeeld.

Toelaatbare verandering in kanaalpeil

De methode is tevens toegepast om de toelaatbaarheid

van een peilverandering te bepalen in een

gebied met slappe tot zeer slappe grond (Deltares

2008). Bij de studie zijn huizen geanalyseerd tussen

een kanaaldijk en een lager gelegen poldersloot.

Een verandering in waterniveau in het kanaal heeft,

na enige tijd, een verandering in grondwaterniveau

onder het gebouw tot gevolg. De situatie is weergegeven

in figuur 3.

In deze studie is de variatie van de geometrische parameters

niet zuiver probabilistisch uitgevoerd

maar is gebruik gemaakt van een bovengrens, gemiddelde

en een ondergrens waarde. De afstand

van het gebouw tot het kanaal, de stijfheid van de

bodem, de kwaliteit van de fundering en de verhouding

tussen de intreeweerstand en de horizontale


doorlatendheid naar de sloot zijn gevarieerd. De

kwaliteit van de fundering is in rekening gebracht

door de variatiecoëfficiënt van zowel de belasting

als de stijfheid voor goede funderingen te verkleinen

en voor slechte te vergroten. Verondersteld

wordt dat een slechte fundering een 25 % hogere,

en een goede fundering een 25 % lagere funderingsdruk

heeft. De gebruikte waarden zijn weergegeven

in tabel 2. Deze waarden zijn zodanig

gekozen dat ze min of meer overeenkomen met de

variatie in zetting volgens de NEN normen. De toegepaste

waarden voor de overige parameters zijn

weergegeven in tabel 3. De C in deze tabel is de samendrukkings-

constante van Koppejan.

De berekeningsresultaten van een karakteristiek

geval zijn weergegeven in tabel 4. Hieruit blijkt

dat de toename in de kans op schade, bij een peilver

laging van 50 mm, vrijwel verwaarloosbaar is.

Dit is in overeenstemming met de verwachting,

aangezien de toename in gronddruk ten gevolge

van de waterpeilverlaging niet groter is dan de

toename van gronddruk die het gevolg is van het

aanbrengen van een betegeling voor een terras.

Een dergelijke kleine verandering mag voor een

gebouw in een normale staat niet resulteren in een

grote toename van de kans op schade. Opgemerkt

moet worden dat de zettingen ten gevolge van het

gebouwgewicht voor de gevallen met een lage

bodemstijfheid (samendrukkingsconstante van 10)

circa 0,2 m bedragen. Dergelijke zettingen zullen in

het algemeen niet acceptabel zijn en nieuwe gebouwen

zullen bij een dergelijke grondgesteldheid

niet op staal worden gefundeerd. Bij zo’n slappe

bodem resulteert toepassen van de hier gepresenteerde

methode in een kans tot maximaal 93% op

zeer lichte schade (scheuren tot 1 mm breed). Dit

bevestigt dat der gelijke grote initiële zettingen

niet acceptabel zijn. Dat voor deze gevallen een

geringe toename van de kans op lichte schade

wordt gevonden is niet vreemd.

Tabel 2 Factoren voor kwaliteit fundering

Kwaliteit fundering Funderingsdruk Verandering Verandering

F /FNormaal in F /F in K /K Goed 0,75 - 0,025 - 0,025

Normaal 1,0 +0,000 +0,000

Slecht 1,25 +0,025 +0,025

Tabel 3 Geometrie, stijfheid en zakkingsratio

Variabele Afstand Samendrukkings- Zakkingsratio

[m] constante C [-] [-]

Laag 1 10 0,0

Gemiddeld 10 20 -

Hoog 50 40 0,8

Conclusies

In dit artikel wordt een methodiek gepresenteerd

waarmee de kans op het optreden van schade aan

gebouwen kan worden bepaald ten gevolge het

gecombineerde effect van verschillende zettingsbijdragen.

Met behulp van de FOSM benadering

is een duidelijke, kwantificeerbare en uitbreidbare

formule afgeleid voor de voorspelling van

verschilrotaties binnen gebouwen. Voorspelde

schadeniveaus gebaseerd op de relatie tussen

hoekverdraaiing en schade (Boscardin & Cording

1989) aan de ene kant en waargenomen schade aan

de andere kant vertonen een goede overeenkomst.

Voor zover bekend bij de auteurs is de toepassing

van deze methode voor waterbeheer in zakkingsgebieden

nieuw. Eerste vergelijkingen met veldgegevens

zijn bemoedigend. Toepassen van de methode

lijkt daarom geschikt voor de juiste selectie van

eventuele peilaanpassingen en gebouwschade.

Ten tijde van het schrijven van dit artikel wordt een

aanvullende studie uitgevoerd waarbij de hier

gepresenteerde methodiek wordt toegepast op

een groter gebied.

21 GEOTECHNIEK – April 2011

BEPALEN SCHADEKANSEN DOOR MEERDERE ZETTINGSBIJDRAGEN

Figuur 3 De dwarsdoorsnede die gebruikt is in de kanaalpeilstudie.

Dankwoord

De resultaten gepresenteerd in dit artikel vormen

een deel van het resultaat van een studie die

gefinancierd is door de Commissie Bodemdaling

door Aardgaswinning.

Referenties

– Ang, A. H-S. & Tang W.H. 1975: Probability

Concepts in Engineering Planning and Design, Vol I

– Basic Principles John Wiley & Sons, New York.

– Boscardin, M.D.& Cording E.J. 1989: Building

response to excavation-induced settlement J.

Geotech.Eng., Vol. 115, No. 1, January 1989.

– Burland, M.D.& Wroth, C.P. 1974: Settlement

of buildings and associated damage Proc.

Conf. on Settlement of Structures, Pentech

Press, London, England, pp. 611-654.

– Deltares 2007: Onderzoek effecten peilverlaging

Oude Pekela ref 414942-0012,

Delft, The Netherlands.

– Deltares 2008: Toelaatbaarheid 50 mm

relatieve peilverlaging ref 414943-0005,

Delft, The Netherlands.

Tabel 4 Toename kans op lichte schade (scheuren tot 5 mm) bij een

waterpeilverlaging van 50 mm en een zakkingsratio van 0,8

Afstand tot oever

(X3) [m]

1 10 50

Samendrukkings- Kwaliteit Toename kans op schade

constante C fundering [%]

10 Slecht 3,20 2,82 1,09

10 Matig 2,42 1,97 0,52

10 Goed 1,08 0,75 0,09

20 Slecht 0,46 0,28 0,01

20 Matig 0,08 0,04 0,00

20 Goed 0,00 0,00 0,00

40 Slecht 0,00 0,00 0,00

40 Matig 0,00 0,00 0,00

40 Goed 0,00 0,00 0,00


De voordelen die horizontale putten bieden ten

opzichte van conventionele verticale putten en

drains, maken HDDW voor specifieke toepassingen

interessant. Zo kunnen er dunne water -

voerende lagen aangeboord worden, is een

grotere capaciteit mogelijk en is het filter goed

regenereerbaar. Belangrijke toepassingen zijn

winning van drink- en industriewater, saneringen,

WKO, verziltingbestrijding en inname van door

de zeebodem gefiltreerd zeewater voor ontziltingsinstallaties

[1].

Meer geotechnisch van belang is de mogelijkheid

om door het ellipsvormige verlagingspatroon

efficiënt waterspanningen te verlagen onder (bestaande)

constructies, bouwputten en grond -

lichamen. Verder is uit de IJkdijk experimenten [3]

gebleken dat het kunnen controleren van de

waterstroom in of onder een dijklichaam een

positief effect heeft op de macrostabiliteit van

de dijk. Met HDDW kan met zeer beperkte ver -

gravingsschade een filter worden geplaatst, waarmee

gericht gestuurd kan worden op de water -

spanning in het betreffende grondlichaam. Dit in

tegenstelling tot gangbare technieken zoals grindkoffers

in de teen van de dijk. Bij een verhoogde

waterspanning kan water onttrokken worden (en

Regulering vloeistofdrukken

cruciaal

bij aanleg HDDW

Figuur 1 Intrekken van de mantelbuis tijdens de pilot in Nieuwegein.

bijvoorbeeld piping of verweking worden voorkomen)

en bij een verlaagde waterspanning kan

water geïnfiltreerd worden. Het laatste kan bij

veendijken mogelijk de kans op bezwijken reduceren.

Door een druk- en temperatuur meetsysteem

in de HDDW aan te leggen, kan de waterspanning

in de dijk online gemonitord worden en op de

juiste tijden gestart worden met het infiltreren

of onttrekken van water. Dijken zijn uiteraard

cruciaal voor de veiligheid van Nederland. Boren

in dijken wordt daarom logischerwijs zoveel

mogelijk vermeden. Doordat bij een HDDW het

boorgat volledig wordt opgevuld met zand zijn de

zettingen in de dijk minimaal en kan het stoppen

van het piping proces of verweking van de dijk

opwegen tegen het eventuele boorrisico.

Aanlegmethode

Een reguliere HDD-boring bestaat uit een pilotboring,

waarbij een boorgat met een kleine diameter

gemaakt wordt. Boorvloeistof wordt tijdens

de pilot het boorgat ingespoten, zodat het boorgat

stabiel blijft en losgeboord materiaal afgevoerd

wordt. Zodra deze succesvol is verlopen,

wordt het boorgat geruimd. Dit houdt in dat

het boorgat met een ruimer wordt vergroot tot

de gewenste diameter. Tenslotte wordt de leiding

22 GEOTECHNIEK – April 2011

Ruben Rothuizen

Visser & Smit Hanab

Gijsbert Cirkel

KWR Watercycle

Research Institute

het boorgat ingetrokken en is de HDD-boring

voltooid. Directe instorting van het boorgat na

plaatsing van de leiding is hierbij niet noodzakelijk

en vanuit het oogpunt van boorrisico zelfs

onwenselijk. In de praktijk wordt aangenomen dat

het boorgat binnen enkele dagen na aanleg van

de leiding instort.

De aanleg van een onttrekkings- of infiltratieput

door middel van HDD stelt extra eisen aan de

uitvoering ten opzichte van een reguliere HDDboring:

Filters zijn vaak kwetsbaar en moeten met een

beschermende mantelbuis worden aangebracht

Deze mantelbuis moet na het intrekken weer uit

het boorgat getrokken worden, waarbij de

filterbuis in het boorgat blijft liggen.

Na het boren moet de boorspoeling uit het

filtertraject verwijderd worden om de doorlatendheid

van de bodem tot op het oorspronkelijke

niveau te herstellen.

Rond het filter moet een omstorting worden

aangebracht (natuurlijk of kunstmatig) om instroom

van fijn zand te voorkomen.

Bij toepassingen voor drinkwatervoorziening

mogen er geen pathogene micro-organismen

in contact komen met de put en mogen geen

bacteriologische groei bevorderende stoffen

worden gebruikt.

In dit artikel wordt uitgegaan van bentoniet als

boorvloeistof. Organische (biologisch afbreekbare)

boorvloeistoffen zijn ook getest, maar zijn

voor drinkwatertoepassingen ongeschikt, omdat

toepassing van deze stoffen sterke bacteriegroei

kan veroorzaken.

Om een functionerend filter te verkrijgen is het

zaak om al tijdens het uittrekken van de mantelbuis

zoveel mogelijk bentoniet uit het boorgat te

verwijderen en de opgebouwde filtercake (afpleistering

van de boorgatwand) te beschadigen. Hiervoor

is een speciale kop met messen ontworpen

die aan het uiteinde van de mantelbuis is gemonteerd.

Laboratoriumproeven hebben aangetoond dat

zodra er water (met een dispergeermiddel) door


Samenvatting

Horizontal Directional Drilled Wells (HDDW) is een innovatieve methode om horizontaal

onttrekkings- of infiltratieputten aan te leggen. De afgelopen vier jaar

heeft een consortium bestaande uit Brabant Water, IF Technology, KWR Watercycle

Research Institute, TU Delft, Visser & Smit Hanab, Vitens, Waternet en

Wavin, de HDDW techniek ontwikkeld. De ontwikkeling van HDDW is financieel

mogelijk gemaakt door een InnoWator subsidie verstrekt door Agentschap NL.

initiële beschadigingen in de filtercake kan

stromen, dit het proces van bentonietverwijdering

sterk versnelt. Als de filtercake instabiel wordt

zal het boorgat instorten en kan het dispergeermiddel

goed in contact komen met de overgebleven

resten boorspoeling. Door hoge druk jetten

en met hoge capaciteit afpompen wordt de gedispergeerde

bentoniet vervolgens uit de formatie

rond het filter verwijderd.

Naast de messen zijn er keringen bevestigd op

de ontworpen kop, die de bentoniet tijdens het

uittrekken het boorgat uitduwen en ervoor zorgen

dat er geen bentoniet of zand tussen de filterbuis

en mantelbuis kan stromen. Dit laatste is noodzakelijk

om vastlopen en daarmee schade aan het

filter te voorkomen. Tenslotte is de boorkop uitgerust

met nozzles waarmee water met dispergeermiddel

in het nog openstaande boorgat

wordt gespoten. De destabilisatie van de boorgatwand

zorgt ervoor dat het boorgat snel kan

instorten achter de uitgetrokken mantelbuis.

De combinatie van de messen, keringen en toegepaste

dispergent zorgen ervoor dat tijdens het

uittrekken van de mantelbuis, het grootste deel

van de bentoniet uit het boorgat wordt verwijderd

en de filtercake efficiënt beschadigd wordt. Na

het verwijderen van de fijne zandfractie en de

overgebleven bentoniet uit de omringende grond

door hogedruk jetten en onder hoge capaciteit

afpompen, kan het filter zijn maximale capaciteit

bereiken. Het verwijderen van de fijne zandfractie

(bijv. < M50) resulteert in een geleidelijke overgang

van grof zand rondom het filter naar het

oorspronkelijke formatiemateriaal. Het creëren

van een dergelijke ‘natuurlijke omstorting’ zorgt

voor:

grotere filtercapaciteit,

minder zandlevering,

verlaagde stroomsnelheden,

minder kans op putverstopping.

Een alternatieve methode om een geleidelijke

overgang rond het filter te maken is door het aanbrengen

van een kunstmatige omstorting. Hierbij

wordt niet de fijne zandfractie uit de omringende

grond verwijderd, maar wordt zand met een

grotere korreldiameter dan het omringende zand

in de annulus rond het filter ingebracht. Hiervoor

zijn twee methoden ontwikkeld, die beide zorgen

voor een controleerbaar gevuld boorgat:

Prefab omstorting. Hierbij wordt voor het

intrekken een laag zand om de filterbuis heen

geplakt. Hierna wordt de filterbuis inclusief

prefab omstorting in het boorgat getrokken.

In situ omstorting. Hierbij wordt tijdens het uittrekken

van de mantelbuis een zand-water

mengsel in de nog openstaande annulus tussen

filter en boorgatwand ingespoten.

Het opvullen van het boorgat tijdens het uittrekken

van de mantelbuis wordt normaliter niet

toegepast bij HDD-boringen. Dit voorkomt echter

wel instorting van het boorgat en kan in zettingsgevoelige

gebieden als binnensteden, (spoor)wegen

of dijklichamen grote voordelen opleveren

ten opzichte van reguliere HDD-boringen.

Druk rond kop mantelbuis

tijdens pilot

Tijdens een eerste proef is de filterbuis gebroken

doordat er zand tussen de mantelbuis en de filterbuis

instroomde, wat resulteerde in een verhoogde

wrijvingsweerstand en vastlopen van de

filterbuis. Na evaluatie van de boring is geconcludeerd

dat het evenwicht van de druk die de

verschillende vloeistoffen (water en bentoniet)

in de omgeving van de kop van de mantelbuis uitoefenen,

zeer gevoelig en complex is. Een schematisch

overzicht van de boring met als detail de

verschillende drukken rond de kop van de mantel-

23 GEOTECHNIEK – April 2011

Na een breed scala aan lab- en veldproeven is in maart 2010 een succesvolle

pilotproef uitgevoerd in Nieuwegein [2]. Tijdens deze pilot is een complex systeem

van vloeistofdrukken geconstateerd door ondermeer het gebruik van een mantelbuis.

Vooraf is hier onvoldoende rekening mee gehouden. Door een tijdige

constatering en het komen tot een degelijke oplossing in het veld is de aanleg van

de HDDW succesvol afgerond. In het voorliggende artikel wordt nader ingegaan

op de aanlegmethode van horizontale putfilters door middel van HDD.

buis is weergegeven in figuur 2 en 3.

Een analyse van de optredende drukken rond de

kop van de mantelbuis is gegeven in scenario 1 van

het kader. Hieruit blijkt dat de stijghoogte in de

bentoniet in de annulus rond de mantelbuis (φb) maximaal 3,0 m hoger ligt dan de stijghoogte rond

de kop van de mantelbuis (φm;i). Door dit drukverschil

kan het bentoniet-zand mengsel vanuit

de annulus rond de mantelbuis over de keringen

stromen richting het vrijgekomen filter. Dit kan

vervolgens leiden tot terugstroom van bentoniet

en zand in de ruimte tussen de mantel- en filterbuis.

Bovendien kan de met de uitstroom van bentoniet

gepaard gaande drukdaling in de annulus

rond de mantelbuis leiden tot vroegtijdige instorting

van het boorgat en het vastlopen van de

mantelbuis. Bij deze berekening is uitgegaan dat

de bij de nozzles opgebouwde druk volledig wordt

omgezet in stroomsnelheid van het water en het

drukverhogende effect van de nozzles hiermee

verwaarloosd mag worden.

Om dit scenario bij de volgende boring te voorkomen

zijn er maatregelen opgesteld, waardoor het

evenwicht van drukken rond de kop van de mantelbuis

beter gereguleerd kan worden. De eerste

maatregel is het plaatsen van een overloop op de

filterbuis. Door deze overloop op 3,60 m+NAP te

plaatsen kan de stijghoogte in de mantelbuis verhoogd

worden met ongeveer 3,1 m. Hiermee

wordt het drukverschil over de keringen opge-

IR-beeld: net boven IR-beeld: voor IR beeld: tussen

IR beeld: voor

eerste lekkage de lekkage twee lekkages

tweede lekkage

Figuur 2 Detail van het boorgat bij de kop van de mantelbuis. De gedefinieerde drukken

zijn φ b (stijghoogte in bentoniet in annulus), φ m;u (stijghoogte in de mantelbuis

aan de uittredezijde) en φ m;i (stijghoogte in de mantelbuis aan de intrede-zijde).

Het boorgat is ingestort rond de filterbuis, nadat de mantelbuis is uitgetrokken.


Stijghoogte berekeningen

De druk is op drie plaatsen gedefinieerd:

stijghoogte in de bentoniet: φ b

stijghoogte in de ruimte voor de mantelbuis

rond het vrijgekomen filter: φ m;i

stijghoogte in de mantelbuis voor de binnenste keringen: φ m;u

Uitgangspunten voor de berekening

Maaiveld uittredepunt φ1 = 1,26 m+NAP

Maaiveld intredepunt φ2 = 0,50 m+NAP

Bentoniet niveau mudpit uittredepunt φ3 = 0,76 m+NAP

Max. waterniveau mudpit intredepunt φ4 = 0,50 m+NAP

Max. hoogte stijgleiding intredepunt φ5 = 3,10 m+NAP

Slootniveau/schijngrondwaterspiegel φ6 = 0,33 m-NAP

Stijghoogte watervoerend pakket φ7 = 0,94 m-NAP

Max hoogte mantelbuis op rollenstellen φ8 = 3,36 m+NAP

Max diepte boring φ9 = 10,20 m-NAP

Soortelijk gewicht boorspoeling ρb = 1259 kg/m3 Soortelijk gewicht water ρ w = 1000 kg/m 3

Scenario 1: geen maatregelen

De stijghoogte in de bentoniet (φb) wordt bepaald door het

bentonietpeil in de mudpit en het verschil in dichtheid

tussen bentoniet in water:

φb = ( ρb / ρw ) * ( φ3 – φ7 ) + ( φ9 – φ7 ) * ( ( ρb - ρw ) / ρw )

= (1259 / 1000) * (0,76 + 0,94) +

(10,20 – 0,94) * ( (1259 – 1000) / 1000 )

= 4,54 m

= 3,60 m+NAP

De stijghoogte in de ruimte rond het vrijgekomen filter (φm;i )

t.g.v. het maximale waterpeil in de mudpit aan intredezijde is:

heven en zal geen bentoniet meer over de keringen

stromen. De tweede maatregel is het opleiden

van de mantelbuis aan de uittredezijde tot een

maximale hoogte van 3,36 m+NAP en het toevoegen

van water. Met het verhogen van de mantelbuis

aan de uittredezijde en het daar toevoegen

van water is het mogelijk een uitwaartse stroming

te handhaven over de binnenste keringen. Hiermee

wordt instroming van bentoniet en zand voorkomen.

Om de uitwaartse stroming te garanderen is een

drukverschil over de binnenste borstels noodzakelijk

(φm;u – φm;i > 0). De hoogte van de overloop

van de filterbuis aan de intredezijde mag hierdoor

niet hoger zijn dan 3,36 m+NAP. Rekening houdend

met een foutenmarge van ongeveer 25 cm,

is gekozen voor een overloop tot 3,10 m+NAP.

Hiermee wordt de kans op instroming van water

met dispergeermiddel in de annulus rond de mantelbuis,

wat kan leiden tot destabilisatie van het

boorgat en vastlopen van de mantelbuis, geminimaliseerd.

Dit houdt echter wel in dat mogelijk

bentoniet over de buitenste keringen gaat stromen

richting de ruimte rond het vrijgekomen fil-

ter. Het hierdoor ontstane afbreukrisico wordt

echter acceptabel geacht.

Het effect van de maatregelen zijn voor twee situaties

doorgerekend. De situaties zijn: (1) een open

boorgat en (2) de ideale situatie met een ingestort

boorgat achter de mantelbuis. De berekeningen

voor deze situaties zijn opgenomen in het kader

als scenario 2 en 3.

In het geval van een open boorgat is de annulus

tussen filter en boorgatwand de weg van de minste

weerstand en zal aan de uittredezijde toegediend

water door de annulus stromen en niet over

de overloop. Hierdoor kan de maximale stijghoogte

aan de intredezijde niet worden verhoogd

tot 3,10 m+NAP, maar is deze beperkt tot het

maximale niveau van de mudpit. Door het grotere

stijghoogteverschil tussen in- en uittredezijde

zal de uitstroom over de binnenste keringen wel

worden vergroot. De kans op instroming van bentoniet

en zand over de binnenste keringen en daardoor

het vastlopen van de filterbuis is hierdoor

minimaal. De kans op vroegtijdig instorten van het

boorgat neemt door het verminderen van de

24 GEOTECHNIEK – April 2011

φ m;i = φ 4 – φ 7 = 0,50 + 0,94 = 1,44 m = 0,50 m+NAP

Opmerking hierbij is dat om deze stijghoogte te garanderen constant

water aangevoerd moet worden in de mudpit, omdat anders de stijghoogte

in de mantelbuis gelijk wordt aan de stijghoogte in het watervoerend

pakket. Dit houdt in dat er verschil in stijghoogte van 3,10 m is.

Dit kan resulteren in een stroming van bentoniet over de buitenste

keringen en daaruit volgend een stroming van bentoniet tussen

de filter- en mantelbuis in.

Scenario 2: overloop en toevoeging van water

aan de mantelbuis, boorgat open

De stijghoogte in de bentoniet blijft hetzelfde als bij scenario 1.

Het stijghoogteverschil over de keringen in de mantelbuis

wordt bepaald door de overloop aan de uittredezijde en het

maximale mudpit niveau aan de intredezijde.

φm;i = φ4 – φ7 = 0,50 + 0,94 = 1,44 m = 0,50 m+NAP

φm;u = φ8 – φ7 = 3,36 + 0,94 = 4,30 m = 3,36 m+NAP

Scenario 3 (ideale scenario): overloop en toevoeging

water aan de mantelbuis, boorgat ingestort

De stijghoogte in de bentoniet blijft hetzelfde als bij scenario 1 en 2.

Het stijghoogteverschil over de keringen in de mantelbuis wordt

bepaald door de overloop aan zowel de intrede- als de uittredezijde.

Er ontstaat een stroming, doordat de stijghoogte aan de

uittredezijde hoger ligt dan aan de intredezijde.

φm;i = φ5 – φ7 = 3,15 + 0,94 = 4,09 m = 3,15 m+NAP

φm;u = φ8 – φ7 = 3,36 + 0,94 = 4,30 m = 3,36 m+NAP

Het verschil in stijghoogte tussen de mantelbuis en de bentoniet

is nu teruggebracht tot 0,35 m. Aangenomen wordt dat dit

drukverschil kan worden opgevangen door de keringen.

bentonietdruk in de annulus rond de mantelbuis

echter sterk toe. Op basis van bestaande ervaringen

met HDD boringen is de kans op het niet

instorten van het boorgat als klein ingeschat.

De genomen maatregelen, zijn een compromis

tussen het minimaliseren van de bentonietstroom

over de buitenste borstels, het voorkomen van

instroom van water met dispergeermiddel richting

de annulus rond de mantelbuis en het voorkomen

van instroom van een bentoniet-zand mengsel

over de binnenste keringen.Bij de uiteindelijk uitvoering

bleek het boorgat tegen de verwachting

in niet geheel in te storten achter de mantelbuis

(scenario 2), waardoor het risico op vastlopen van

de mantelbuis toenam. In de toekomst zal de

annulus tussen boorgatwand en stijgbuis preventief

worden opgevuld om voldoende drukopbouw

mogelijk te maken.

Door analyse van in het veld geconstateerde

problemen is door middel van enkele eenvoudige

berekeningen tot passende maatregelen gekomen.

De HDDW is na toepassing van de maatregelen

met succes aangelegd in Nieuwegein.


Figuur 3 Schematische dwarsdoorsnede van de boring met de verschillende stijghoogtes.

Conclusie

Bij de aanleg van een HDDW filter is het belangrijk

om rekening te houden met de verschillende vloeistofdrukken

rond de kop van de mantelbuis.

Zonder passende maatregelen kan er zand tussen

de mantel- en filterbuis terecht komen, wat resul -

teert in schade en mogelijk breken van de filterbuis.

Door het complexe systeem van vloeistofdrukken

ter plaatse van de boring te analyseren,

is tot een oplossing gekomen, waarbij nog wel

rekening gehouden dient te worden met het al

dan niet instorten van het boorgat achter de

mantelbuis en een minimale stroom van bentoniet

over de buitenste keringen. Ervaring leert dat

een boorgat instort wanneer dit niet gewenst is

en vice versa. Door het creëren van een stroming

over de binnenste keringen is voorkomen dat er

zand en bentoniet tussen de mantel- en filterbuis

terecht kan komen.

www.hddw.nl

REGULERING VLOEISTOFDRUKKEN CRUCIAALBIJ AANLEG HDDW

Literatuur

[1] Rothuizen, R.D. en Cirkel, D.G. (2010).

Horizontal Directional Drilled Wells – HDDW:

Nieuwe techniek voor horizontale filters.

Civiele Techniek, 65-7, pp 30-32.

[2] Rambags, F., Cirkel, D.G., van der Hoeven,

I., Pittens, B. en van der Wens, P. (2010).

Doorbraak met geslaagde horizontaal gestuurd

geboorde put. H2O, 2010, Nr. 17, pp 9-11.

[3] Stichting IJkdijk, www.ijkdijk.nl.


Robuust ontwerpen met meer rendement

Kansen benutten met de

Observational Method

Inleiding

Het Geo-Impuls programma is een initiatief van

Rijkswaterstaat, Dienst Infrastructuur (RWS-DI).

Uit een interne analyse van RWS-DI was gebleken

dat de faalkosten verbonden aan projecten in veel

gevallen waren terug te voeren op de ondergrond.

Om het percentage aan de ondergrond verbonden

faalkosten met 50% te verlagen is samenwerking

met de gehele sector noodzakelijk, mede omdat

RWS tegenwoordig het markt-tenzij principe hanteert.

Tijdens een startbijeenkomst in het LEF innovatiecentrum

van Rijkswaterstaat te Utrecht

hebben vertegenwoordigers van overheden, aannemers,

ingenieursbureaus en kennisinstituten

hun medewerking toegezegd voor het realiseren

van het geformuleerde doel.

Het programma Geo-Impuls bestaat uit 12 deelprojecten

die gezamenlijk ervoor moeten zorgen

dat de doelstelling wordt bereikt. De 12 deel -

projecten zijn het resultaat van een aantal sessies

die in het eerste halfjaar van 2009 zijn gehouden

waarbij met behulp van deskundigen prioriteiten

zijn vastgesteld. De deelprojecten zijn onder te

verdelen naar 5 hoofdthema’s:

Geo-Engineering in contracten; Hoe krijgen

geotechnische risico’s een plaats in contracten,

hoe worden deze risico’s verdeeld tussen opdrachtgever

(OG) en opdrachtnemer (ON) en

hoe wordt de geotechnische expertise van de

ON gewogen bij de besteding;

Toepassen en delen van bestaande kennis en

ervaring; Volgens van Tol [1] is in 60 tot 80% van

de schadegevallen bij bouwputten sprake van

het niet benutten van bestaande kennis;

Kwaliteit van Ontwerp en Uitvoeringsprocessen;

Uiteindelijk gaat het natuurlijk om kwaliteit, bij

het ontwerp, in de uitvoering, maar vooral ook

bij de interactie tussen ontwerp en uitvoering. In

de traditionele verhoudingen van een (niet inhoudelijk

deskundige) opdracht gever, een extern

ingenieursbureau en een aannemer is sprake

van een wel haast niet te overbruggen kloof,

zoals onder andere is vastgesteld in CUR rapport

227 Leren van geotechnisch falen [2];

Nieuwe kennis voor Geo-Engineering in 2015;

Ondanks het hoge percentage van schadegevallen

waarbij de nadruk ligt op het niet benutten

van bestaande kennis blijven er nog voldoende

witte vlekken over in de Geotechniek. De nadruk

ligt op kennis van de ondergrond, kennis

van wat we in de grond maken en het lange termijn

gedrag van constructies en ondergrond;

Managen van verwachtingen; Het verbeteren

van het imago van de geotechniek en het helder

communiceren van geotechnische risico’s met

de omgeving / het publiek.

Werkgroep 10 draagt bij aan de ambitieuze doelstelling

van Geo-Impuls door de ontwerpmethode

Observational Method onder de aandacht te brengen

van opdrachtgevers, ontwerpers en aan -

nemers. Deze ontwerpmethode combineert risico

gestuurd ontwerpen met een optimale monitoring

tijdens de uitvoering, waardoor de kans op falen

sterk wordt gereduceerd. Het streven van deze

werkgroep is om in Nederland praktijkervaring

met de methode op te doen door het uitvoeren

van minimaal één voorbeeldproject.

De Observational Method

Bij de vertaling van EN-1997-1 Eurocode 7: Geotechnical

design – Part 1: General rules [3], is paragraaf

2.7 Obervational Method vertaald met Obser -

vatie methode. Hoewel deze vertaling in letterlijke

zin juist is dekt deze toch niet geheel de lading.

De Observational Method is een ontwerpmethode

waarbij de onzekerheid ten aanzien van gedrag

en modellering van de ondergrond niet wordt gecompenseerd

met de traditionele veiligheidsfactoren,

maar met het monitoren van het gedrag

gedurende de werkzaamheden. In combinatie met

scenario denken, waarbij voor nagenoeg alle

onzekere gebeurtenissen een reactiemaatregel is

voorzien, kan bij toepassing van de Observational

Method het gewenste betrouwbaarheidsniveau

worden bereikt.

Aangezien uitsluitend die maatregelen worden

genomen die op basis van de monitoring nood -

zakelijk blijken te zijn, is de Observational Method

26 GEOTECHNIEK – April 2011

Ing. Erwin de Jong

VWS Geotechniek

Mede-trekker Werkgroep 10

Geo-Impuls

niet alleen een betrouwbare methodiek, zij is

bovendien kosteneffectief.

Indien de onzekerheid ten aanzien van gedrag

en modellering groot is biedt de Observational

Method de mogelijkheid het project te realiseren

zonder dat vooraf de volledige benodigde veiligheid

rekentechnisch (dus inclusief onzekerheden)

is gewaarborgd. Natuurlijk moet wel worden aangetoond

dat maatregelen zijn voorbereid die

een te laag betrouwbaarheidsniveau compenseren

als de monitoring hiertoe aanleiding geeft. Ook

moeten de maatregelen snel genoeg kunnen

worden geïmplementeerd. De Observational Method

biedt dus kansen, zowel om projecten te

realiseren die zich op de grens bevinden van wat

wij geotechnici normaliter kunnen modelleren, als

ook voor projecten die tegen lagere kosten gerealiseerd

kunnen worden door de sterkte van de

ondergrond optimaal en veilig te benutten.

Historisch overzicht

Zoals op basis van de vermelding in Eurocode 7 al

geconcludeerd kan worden, is de Observational

Method geen nieuwe methode. Algemeen wordt

de Rankine-lezing van Ralph Peck in 1969 [4]

gezien als de eerste keer dat het principe van deze

ontwerpmethode is beschreven. Feitelijk is de

methode veel ouder, wellicht is deze wijze van

ontwerpen zelfs te beschrijven als de oervorm van

het maken van ontwerpen. Een voorbeeld dat ons

als Nederlanders wellicht het meest aanspreekt

zijn de funderingsontwerpen uit de Gouden Eeuw.

Houten heipalen werden al toegepast door de

Romeinen. De enorme boom in economische

activiteit in de 16e eeuw resulteerde ook in een

grotere behoefte aan betrouwbare funderingen,

in dit geval de juiste lengte van de toe te passen

houten palen. Zeker als lokale ervaring ontbrak

was het de gewoonte om proefpalen van verschillende

lengte te heien en op basis van de kalender

vast te stellen wat de benodigde lengte van de

palen was. Monitoring van het gedrag bij het heien

van de proefpalen was dus essentieel voor het

aantonen van de betrouwbaarheid van de funderingsconstructie.

Een te lage kalender werd


Samenvatting

In 2009 is door opdrachtgevers, opdrachtnemers, kennisinstellingen en ingenieursbureau’s

uit de gww sector het programma Geo-Impuls gestart dat de

geotechnische faalkosten in het jaar 2015 met 50% moet reduceren. Eén van de

initiatieven betreft het onder de aandacht brengen van de Observational Method,

een ontwerpmethode die het mogelijk maakt de kansen die de ondergrond biedt

gecompenseerd door een langere paal te gebruiken,

bij een (te) hoge kalender werd het resterende

deel van de paal afgezaagd en het heiwerk met

kortere palen voortgezet. Zo werd ook het gebruik

van te lange palen voorkomen en een economisch

optimum bereikt.

De beschrijving van de methode die Peck gaf in

1969 gaat uit van 3 belangrijke principes:

Het basis ontwerp dient gebaseerd te zijn op de

meest waarschijnlijke omstandigheden, dat wil

zeggen rekenen met gemiddelde en represen -

tatieve parameters;

De methode mag alleen worden toegepast als

er geen risico bestaat op bros bezwijken, met

andere woorden het gedrag van de constructie

moet gemonitoord kunnen worden en er moet

tijd zijn om mitigerende maatregelen te kunnen

uitvoeren;

Er moet gewerkt worden volgens een strikt aan

te houden stappenplan; onvoorziene wijzigingen

doorvoeren tijdens de uitvoering is in

beginsel niet toegestaan.

Peck maakt ook onderscheid in projecten waarbij

vanaf de start deze werkwijze gevolgd wordt

en projecten waarin na de nodige problemen de

Observational Method wordt toegepast om het

werk succesvol te voltooien (best way out).

Figuur 1 – Parameterkeuze bij toepassing Observational Method.

Tot in de jaren ’90 blijft de aandacht voor de

mogelijkheden van de Observational Method beperkt.

De meest waarschijnlijk verklaring hiervoor

is gelegen in het ontbreken van geavanceerde rekenmodellen

en voldoende snel registrerende

meetapparatuur. De ontwikkeling op het gebied

van de automatisering van ontwerpberekeningen

en data processing leiden tot een hernieuwde

interesse. Ten opzichte van de principes van Peck

komt met name Powderham [5] met een aantal

aanpassingen, waarbij het uitgangspunt van een

basis ontwerp op basis van gemiddelde parameters

wordt verlaten. Door uit te gaan van een basis

ontwerp met parameters met een geaccepteerd

risiconiveau wordt verondersteld dat de monitoringsresultaten

vooral in een bijstelling in gunstige

zin zullen resulteren. De nadruk komt daarbij te

liggen op het realiseren van besparingen ten

opzichte van het oorspronkelijk ontwerp, een

methode die daarmee minder risicovol is.

In figuur 1 is het verschil in uitgangspunt voor

het basis ontwerp grafisch weergegeven.

In 1999 is CIRIA rapport 185 [6] verschenen,

waarin de volgende, Engelstalige, definitie van de

Observational Method is opgenomen: ‘The Ob -

servational Method in ground engineering is a

continuous, managed, integrated, process of design,

construction control, monitoring and review

27 GEOTECHNIEK – April 2011

op een verantwoorde wijze te benutten. Dit artikel geeft allereerst een eerste

introductie van het Geo-Impuls programma, waarna dieper ingegaan zal worden

op de Observational Method. Een uitgebreider achtergrondartikel over het

programma als geheel zal gepubliceerd worden in een volgende Geotechniek.

that enables previously defined modi fi cations

to be incorporated during or after construction as

appropriate. All these aspects have to be demonstrably

robust. The objective is to achieve greater

overall economy without compromising safety.’

Dit principe blijken we in de praktijk regelmatig

toe te passen, vaak zonder dat we het beseffen.

De doelstelling van werkgroep 10 is deze aanpak

breed in de bouw te kunnen toepassen. Ondanks

dat duidelijke voordelen te behalen zijn gaat deze

verbreding toch niet vanzelf. De werkgroep onderzocht

de oorzaken hiervan door middel van een

enquête.

Enquête naar ervaringen met

de Observational Method

In het kader van de hoofddoelstelling van Geo-

Impuls ligt de nadruk van alle Geo-Impuls werkgroepen

op de mogelijkheden om geotechnisch

falen in projecten te reduceren. De werkgroep die

zich bezighoudt met de Observational Method

streeft dit doel na door middel van het propageren

van deze ontwerpmethode en het realiseren van

projecten conform deze werkwijze.

De werkgroep is gestart met een enquête, naar de

bekendheid van de Observational Method onder

participanten van Geo-Impuls. Op de vraag ‘Hoe

bent u bekend met de Observational Method?’

kwam de volgende respons:

Nooit van gehoord. 0%

Ik ken de term, maar heb er

zelf niets mee te maken gehad. 23%

Ik ben met de methode vanuit de

literatuur/tijdschriften bekend. 60%

Ik ben er goed mee bekend en

heb ervaring met de toepassing. 17%

De ervaringen met de toepassing zijn dus nog

weinig talrijk. Op zoek naar de oorzaak van het feit

dat de Observational Method in Nederland nog

maar mondjesmaat wordt toegepast blijkt dat

onbekendheid met de methode een hoofdoorzaak

is. Daarnaast worden problemen verwacht bij het

verlenen van (bouw)vergunningen en ook bij de

aanbesteding van projecten. Het gunnen van een

opdracht op basis van prijs is per definitie niet

te combineren met de toepassing van de Observa

tional Method vanwege de onzekerheid van de


uit eindelijke wijze waarop het project gerealiseerd

zal worden en de kosten die daarmee gemoeid zijn.

Vanuit het buitenland, met name het Verenigd

Koninkrijk, zijn diverse cases beschreven waarin de

Observational Method is toegepast. Het zwaartepunt

in de toepassing ligt op projecten waarbij het

voorspellen van het grondgedrag met bestaande

modellen niet mogelijk was of grote onzeker -

heden met zich mee bracht. In Nederland wordt

bij projecten met de Observational Method vaak

verwezen naar de aanleg van een deel van de

Betuweroute (Waardse Alliantie), het maken van

de sandwich-wand onder het Amsterdamse

Centraal Station en andere onderdelen van de

Noord-Zuidlijn.

Zonder het als zodanig te benoemen passen we

de Observational Method in de praktijk vaker toe

dan we ons realiseren. Het interpreteren van

zakbaken en waterspanningsmeters bij het uit -

voeren van ophogingen en de aanleg van dijk -

lichamen is niets anders dan het acteren op basis

van monitoringsresultaten, waarbij de vergelijking

plaats vindt met een ontwerp gebaseerd op gemiddelde

grondparameters. Aanpassingen als het

toepassen van extra overhoogte of het uitstellen

van een volgende ophoogslag zijn de gebruikelijke

mitigerende maatregelen waar niemand in de

praktijk van op kijkt.

Ook bij het uitvoeren van bemalingen is het

gebruikelijk de noodzakelijke pompcapaciteit

in te regelen op basis van de verlaging die met

behulp van peilbuizen wordt vastgesteld. Bij het

uitvoeren van saneringen wordt het uiteindelijke

ontgravingsniveau veelal op basis van zintuigelijke

waarnemingen bepaald, aanvullend ondersteund

met monstername en laboratoriumonderzoek.

Ook dan treden afwijkingen op in de verrekening

van de kosten in vergelijking tot de oorspronkelijke

aanneemsom.

Van het beperken van geotechnisch

falen naar het benutten van kansen

De nadruk van het Geo-Impuls programma als

geheel ligt op het beperken van geotechnisch

falen. Deze nadruk op het voorkomen van falen is

begrijpelijk gezien de gevolgen voor de betrokken

partijen bij het falen van een constructie en de

direct betrokken omgeving. De Observational

Method heeft echter meer in zich dan uitsluitend

het beperken van geotechnisch falen. Met behulp

van deze ontwerpmethode is het immers mogelijk

ook van verborgen sterktes van de ondergrond

gebruik te maken bij het realiseren van constructies.

We kunnen daarbij niet alleen denken aan

sterkte eigenschappen, maar bijvoorbeeld ook aan

een hogere of lagere doorlatendheid van grond -

lagen.

Dat bij toepassing van de Observational Method

voor het ontwerpen van constructies een aannemer

niet uitsluitend op prijs kan worden geselecteerd

is eerder een aanbeveling dan een tekort -

koming van deze ontwerpmethode. Door vóór de

definitieve uitwerking te kiezen voor een contractvorm

waarbij de opdrachtgever en de opdracht -

nemer een alliantie aangaan kan worden gewaarborgd

dat beide partijen hetzelfde belang nastreven

en tot optimale oplossingen komen. Dat is

uiteraard vooral van belang als tijdens de uitvoering

op basis van monitoring wordt geconcludeerd

dat de geplande mitigerende maatregelen ook

daadwerkelijk noodzakelijk zijn.

Bij een optimale uitvoering volgens de Observational Method zal een project worden

gerealiseerd met behulp van juist die maatregelen die noodzakelijk zijn om het project

veilig en betrouwbaar, tegen minimale kosten te realiseren. Was de doelstelling van Geo-

Impuls al ambitieus, voor 2015 legt werkgroep 10 de lat dus nog wat hoger. Daarvoor zijn

projecten nodig die zich zowel inhoudelijk als qua organisatie lenen voor deze ontwerpmethode.

Vanuit de werkgroep is ondersteuning beschikbaar om van een dergelijk project

een Geo-Impuls voorbeeldproject te maken. Kijk op www.geonet.nl voor meer informatie.

28 GEOTECHNIEK – April 2011

Referenties

[1] van Tol, A.F. Schadegevallen bij bouwputten,

Cement 2007, nr. 7

[2] CUR publicatie 227 Leren van geotechnisch

falen, CUR Bouw & Infra, 2010

[3] Eurocode 7: Geotechnisch ontwerp -

Deel 1: Algemene regels, NEN maart 2005

[4] Peck, R.B. (1969). Ninth Rankine Lecture -

Advantages and limitations of the Observational

Method in applied soil mechanics.

Géotechnique 19 (2).

[5] Powderham, A.J. (1998). The Observational

Method - application through progressive

modifica-cation. Civil Engineering Practice

Fall/Winter, pp 87-110.

[6] Nicholson, D., e.a. (1999). The Observational

Method in ground enigineering: principles and

applications. Londen: CIRIA rapport 185.

Literatuur

– van de Kamp, R.A.J. (2003) Observatiemethode

voor diepe bouwputten, met voorbeeldstudie

station Vijzelgracht, Afstudeeronderzoek

TU Delft, faculteit CITG.

– Morgenstern, N. R. (1994). The Observational

Method in environmental geotechnics. In: Proc.

of 1st International Conference on Environmental

Geotechnics. Edmonton, pp 965-976.

– Muir Wood, A.M. (2000). Tunnelling:

management by design. Londen: E & FN Spon,

pp 65-69.

– Nicholson, D.P. en Powderham, A.J. (1996).

The Observational Method in geotechnical

engineering.Londen: Thomas Telford. Bevat o.a.

de artikelenreeks uit Géotechnique 44 (1994).

– Powderham, A.J. & Tamaro, G.J. (1995).

Mansion house London: risk assessment and

protection. Journal of construction engineering

and management september, pp 266-272.

– Schneider, H.R. (1999). Determination of

characteristic soil properties. In: Geotechnical

Engineering for Transportation Infrastructure.

Rotterdam: Balkema.

– Tang, W. H. (1971). A Bayesian evaluation of

information for foundation engineering design.

In: 1st Int. Conf.on application of statistics

and probability to soil and structural

engineering, Hong Kong, pp 174-185.

– Tang, W. H., e.a. (1994). Probabilistic

observation method for settlement-based design

of a landfill cover. In: Vertical and horizontal

deformations of foundations and embankments.

New York: ASCE Special Publication No. 40,

pp 1573-1589.


Precies ontworpen. Precies zo gebouwd.

FUNDERING LANDHOOFD

OP GEWAPENDE GROND

Fortrac ® geogrids

is de wapening voor de op

staal gefundeerde landhoofden

van kunstwerk B en O in de

N242 bij Alkmaar

Agent voor Nederland

CECO B.V.

info@cecobv.nl

Tel.: 043 - 352 76 09

GEOTECHNIEK

HUESKER Netherlands

huesker.brok@hccnet.nl

Tel.: 073 - 503 06 53

WEGENBOUW

HUESKER ingenieurs ondersteunen u

bij het ontwerp en de realisatie van uw

bouwprojecten. Veelomvattende knowhow

en jarenlange ervaring zijn de basis voor

een betrouwbare uitvoering en zorgen voor

een soepel verloop van de werkzaamheden.

Uw kunt steunen op de producten en

oplossingen van HUESKER.

HUESKER geokunststoffen –

betrouwbaar door ervaring.

www.huesker.com

WATERBOUW

MILIEUTECHNIEK


Op het moment van drukken van dit nummer waren de volgende cursussen

en symposia bekend. Voor een actueel en volledig overzicht verwijzen

wij u naar de websites van de diverse cursusaanbieders.

Cursussen

Binnenstedelijke infrastructuur op slappe bodem – 13 april 2011 – PAO

Geo-engineering bij de aanleg van Kabels en Leidingen

14 april – Deltares Academy

Geo-engineering bij de aanleg van Kabels en Leidingen

14 april – Deltares Academy

Management van Geotechnische Risico's – 19 april – Deltares Academy

Isotachen zettingsberekeningen – 16, 19 en 23 mei – Deltares Academy

Gevorderdencursus D-Settlement; zettingsversnellende technieken

17 mei – Deltares Academy

Diepwanden – 19 mei – PAO

Understanding dike safety – 24 mei – Deltares Academy

Problematiek houten-paalfunderingen en funderingen op staal – 9 juni – PAO

Toepassen van MWell bij het modelleren van bronbemalingen

20 september – Deltares Academy

Basiscursus damwanden ontwerpen met D-Sheet Piling

27 september – Deltares Academy

Informatie en aanmelding

Betonvereniging www.betonvereniging.nl +31-0-182-539233

COB www.cob.nl +31-0-182-540660

CROW www.crow.nl +31-0-318-695300

CUR www.cur.nl +31-0-182-540600

Deltares Academy www.deltaresacademy.nl +31-0-88-3357500

Elsevier Opleidingen www.elsevieropleidingen.nl +31-0-78-6253888

Eurocode 7: Geotechniek – 6 oktober – PAO

Aan de grond zitten – 21 oktober – Deltares Academy

Paalfunderingen voor civiele constructies – 1 december – PAO

Symposia, lezingen

Lezingenavond, locatie Maarssen, T&E consult – 20 april –KIVI

Excursie Coentunnel – 25 mei –KIVI

Bouw&Infra dag, Utrecht – 26 mei – CUR

Middagsymposium Beton en funderingen, Ede – 22 september –KIVI

Geotechniekdag – 10 november – CUR en KIVI

Internationale congressen

Agenda 2011

Underground Infrastructure and Deep Foundations – 30 mei - 3 juni , Doha, Qatar

3rd International Symposium on Geotechnical Safety and Risk (ISGSR2011)

2 & 3 juni , Munchen Duitsland

TC28, 16-18 juni, Rome, Italie

21st European Young Geotechnical Engineers' Conference

4-7 september, Rotterdam

XVth European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering:

Geotechnics of Hard Soils - Weak Rocks, 12-15 september, Athene, Griekenland

Deltares www.deltares.nl +31-0-15-2693500

KIVI NIRI www.kiviniria.net +31-0-70-3919890

NGO www.ngo.nl +31-0 -30-6056399

NSTT www.nstt.nl +31-0-182-567380

PAO www.pao.tudelft.nl +31-0-15-2784618

Plaxis b.v. www.plaxis.nl +31-0-15-2517720

TI-KVIV www.ti.kviv.be tel. +32-0-3-2600840


Mixed-in-Place

dijkversterking proefproject

Nieuw-Lekkerland

Inleiding

Mixed-in-Place dijkversterking (MIP) is een van de

drie technieken die binnen het gecombineerde

CUR-RWS-onderzoeksprogramma INSIDE (2001-

2007) zijn ontwikkeld. Met MIP wordt de binnenwaartse

stabiliteit van de dijk verbeterd zonder de

dijk uit te breiden buiten de bestaande contouren

van het dijklichaam. Het is daardoor een goede

oplossing in een omgeving waar geen ruimte is

voor een gebruikelijke verbetering door middel

van een verbreding met een grondberm. Het

Expertise Netwerk Waterkeren (ENW) heeft de

techniek eind 2006 geaccepteerd. Voor daad -

werkelijke toepassing in reguliere projecten moest

de techniek nog worden uitgeprobeerd, in com -

binatie met meting van het gedrag van de dijk en

het effect op de omgeving. Dit is gebeurd in het

najaar van 2009. In opdracht van Waterschap

Rivierenland en Rijkswaterstaat heeft het MIPconsortium

HKR (aannemersbedrijven Hakkers en

Keller Funderingstechnieken en adviesbureau

Royal Haskoning) een proefproject uitgevoerd

bestaande uit een dijkversterking van 50 m lengte

op de Lekdijk in Nieuw-Lekkerland (figuur 1). Over

een aanzienlijke lengte van de Lekdijk komt direct

aan de binnenzijde van de dijk veel schadege -

voelige, op staal gefundeerde, bebouwing voor.

Deltares was betrokken als adviseur voor de

opdrachtgever.

In de ontwerpfase van het proefproject moest

worden aangetoond dat de dijk, die volgens de

toetsing in 2005 onvoldoende veiligheid bezat,

volgens de vigerende richtlijnen kon worden versterkt.

In de uitvoeringsfase moest de maakbaarheid

worden aangetoond en de invloed op de

omgeving worden gemonitored. Ten slotte is een

uitgebreid sterkteonderzoek uitgevoerd op de

gerealiseerde testvelden. Dit artikel gaat in op

de uitvoeringsfase en de evaluatie van metingen.

32 GEOTECHNIEK – April 2011

Ing. Martin de Kant

senior adviseur Geotechniek

Royal Haskoning

Ir. R.M. (Mathijs) Bos

projectleider Waterbouw

Royal Haskoning

Ing. Arend Terluin

projectleider

Waterschap Rivierenland

FOTO’S: RICHARD VAN HOEK FOTOGRAFIE

Principe MIP

Mixed-in-place of soil mixing is een grondverbeteringstechniek

waarbij de grond in-situ wordt

vermengd met een bindmiddel zoals cement. Er is

een grote verscheidenheid aan systemen beschikbaar.

Een eerste onderverdeling is daarbij te

maken in de wijze van het inbrengen van bind -

middel (cement): droog of nat. Bij de droge methode

wordt cement ingeblazen onder een druk

van 6 à 7 bar. Bij de natte methoden wordt de

grond gemengd met een water-cementmengsel.

Bij de aanvang van het INSIDE programma in 2001

is besloten het MIP-concept te baseren op de

droge uitvoering vanwege op dat moment verwachte

voordelen waaronder inzet van relatief

licht materieel, het voorkomen van overlast ten

gevolge van retourslurry en het hoge natuurlijke

watergehalte van de te stabiliseren veenlagen.

Bij een MIP-dijkversterking wordt de veiligheid

tegen instabiliteit van het binnentalud vergroot

door de schuifsterkte van de grond te verhogen.

Hiertoe worden gestabiliseerde MIP-blokken met

een zekere tussenafstand aangebracht (figuur 2).

Binnen een blok worden de kolommen met een

diameter van 0,60 m in twee richtingen overlappend

gemixt. De kolommen reiken tot in de Pleistocene

zandlaag. Typische afmetingen voor de

MIP blokken zijn 5 tot 10m in beide richtingen.

De grootte en afstand tussen de MIP blokken is

afhankelijk van de benodigde verbetering van de

oorspronkelijke ondergrond. Om opstuwing van

de grondwaterstand aan de hoge zijde te beperken,

en uitdroging in het achterland te voorkomen

wordt maximaal circa 70% van de totale strekking

gemixt.

Vergeleken met gangbare technieken bij beperkte

ruimte, zoals verankerde damwanden en diep -


Samenvatting

Binnen de watersector wordt gezocht naar alternatieve technieken voor het

uitvoeren van rivierdijkversterkingen in bebouwde gebieden. In het INSIDE

programma (2001-2007) is daartoe de Mixed-in-Place techniek ontwikkeld.

wanden, heeft MIP het voordeel van de uitbreidbaarheid

en een trillingsvrije uitvoering.

Beschrijving proefproject

De ondergrond bestaat ter plaatse van het proefproject

uit een circa 13 m dik slappe lagen pakket.

In figuur 2 is het vereenvoudigde grondprofiel

weergegeven.

Het te behandelen dijkvak besloeg 50 m. Hier konden

6 blokken worden gerealiseerd met een

breedte van 5 tot 7,5 m. In het midden van het

dijkvak ligt een kruisende gasleiding die gezien

de korte voorbereidingstijd niet kon worden verwijderd

of afgesloten. De middelste blokken 3

en 4 ter plaatse van deze leiding zijn daarom niet

gemaakt. De cementhoeveelheid varieerde over

de hoogte van de kolom. In het Pleistocene zand

en in het dijksmateriaal is gemixt met 75 tot 100

kg/m3 cement. In de slappe lagen is voor het

cementgehalte in beginsel 300 kg/m3 (blok 5)

toegepast. Tijdens het mixen is circa 20 liter water

per minuut ingebracht om het mengproces te

vereenvoudigen. Bij eerdere projecten is gebleken

dat hiermee de sterkte aanzienlijk wordt verhoogd

ten opzichte van de zuivere droge methode.

Het mixen is uitgevoerd met een 35 tons hydraulische

kraan. Het cement is aangevoerd via een

shuttle (gewicht 16 ton). De luchtdruk bij de pomp

in de shuttle bedroeg 6 à 7 bar. De luchtdruk is

naar verwachting bij de mixing tool belangrijk

kleiner maar is niet gemeten.

Bij het mixen van blok 5 zijn dusdanige grond -

vervormingen opgetreden dat de grenswaarde

voor vervormingen ter plaatse van de gasleiding

werd overschreden. Na een korte periode van

stilstand is besloten om het volgende blok (nr. 2)

te mixen met de volgende modificaties: een lager

cementgehalte in de slappe lagen (200 kg/m3 in

plaats van 300 kg/m3), een lagere luchtdruk (6

bar in plaats van 7 bar) en onder een verdere intensivering

van de monitoring. Tevens zijn voorafgaand

aan het mixen gaten in het blok geprikt om

de perslucht makkelijker te laten ontsnappen.

Deze aanpassingen hebben niet geresulteerd in

een significante afname van de vervormingen. Om

schade aan de naastgelegen woningen te voorkomen

zijn de blokken 1 en 6 niet aangebracht.

Er zijn in totaal 3 testvelden aangelegd, met als

doel het bepalen van de sterkte op basis van insitu

testen en laboratoriumtesten op gekernde

monsters. Tevens is de sterkteontwikkeling in de

tijd en de invloed van verschillende cementge -

halten onderzocht. Gezien de eenvoudige vorm en

de locatie ten opzichte van omliggende meetinstrumenten

heeft testveld 2 ook zinvolle informatie

opgeleverd voor de analyse van opgetreden

vervormingen. Later in dit artikel wordt hierop

teruggekomen.

Monitoring

Om het gedrag van de dijk tijdens de uitvoering

te meten is een uitvoerig monitoringsprogramma

opgezet bestaande uit waterspanningsmeters,

inclinometers, automatische x,y,z metingen (ta-

33 GEOTECHNIEK – April 2011

De techniek moest nog worden getest in een grootschalige praktijkproef.

In dit artikel worden de belangrijkste resultaten van deze praktijkproef beschreven

en worden suggesties aangedragen voor vervolgstappen.

Figuur 1 – Situatie proefproject Nieuw Lekkerland. Figuur 2 – Schematische weergave MIP-dijkversterking.

chymeter) tiltmeters (geobeads), temperatuur -

metingen en trillingsmetingen. De metingen zijn

uitgevoerd in meetraaien dwars op de dijk (meetraai

A en B, zie figuur 1), en in langsrichting van

de dijk in het talud (meetraai C). Tevens zijn vooraf

en na beëindiging van de werkzaamheden meetspijkers

in het asfalt van de verharding op de kruin

ingemeten in x,y,z richting.

Metingen

In figuur 3 zijn de gemeten maaiveldvervormingen

na het aanbrengen van de afzonderlijke blokken

weergegeven. Hier is te zien dat er aan de bovenzijde

(kruin) sprake is van zetting en aan de onderzijde

(achterland) van heffing. Het invloedsgebied

in de richting van het achterland is aanzienlijk, op

15 m afstand zijn nog substantiële vervormingen

gemeten. In de richting evenwijdig aan de waterkering

dempen de vervormingen beduidend sneller

uit. De maximaal gemeten heffing op 5 m

afstand vanaf de onderste kolommen rij bedraagt

circa 0,15 m (figuur 4a). De maximaal gemeten

horizontale vectorvervorming aan het maaiveld op

5 m afstand bedraagt circa 0,20 (figuur 4b). Het

Holocene pakket wordt over vrijwel de gehele

hoogte weggedrukt in de richting van het achterland

(zie figuur 5). Uit de metingen blijkt dat blokken

2 en 5 vrijwel identieke grondvervormingen

hebben geïnitieerd, ondanks de variaties in cementgehalten.

Uit gedetailleerde analyse van de

metingen in relatie tot de uitvoering is gebleken

dat de vervormingen instantaan optreden direct

na het installeren van een kolom. Na installeren


Figuur 3a-b – Gemeten verticale maaiveld vervorming (links) en

horizontale maaiveldvervorming (rechts) door aanbrengen blok 2.

Figuur 4a-b – Gemeten horizontale en verticale vervormingen in

een meetraai dwars op de waterkering, in het midden van de blokken.

zakt het maaiveld in het achterland in enkele weken

gedeeltelijk terug (figuur 7). Van de maximale

heffing op 5 m afstand is circa 80% permanent.

Er is een analyse gemaakt van de invloed van het

maken van afzonderlijke kolommen op de gemeten

waterspanningen. Uit de metingen blijkt dat

op 7 tot 10 m afstand nauwelijks nog wateroverspanningen

optreden, en dat de wateroverspanningen

snel afnemen in de tijd. In de meeste

gevallen wordt al na enkele uren meer dan 50%

consolidatie bereikt, en is de consolidatietijd

(U=99%) kleiner dan circa 1 week.

De gemeten vervormingen zijn te groot voor de

beoogde toepassing (nabij oude, schadegevoelige,

op staal gefundeerde, bebouwing). Op basis

van de beschikbare metingen en visuele waarnemingen

is gezocht naar de oorzaken van de vervormingen.

Analyse vervormingen

Oorzaken voor de vervormingen kunnen worden

gezocht in:

a. volume ingebrachte cement;

b. volumeveranderingen door hydratatie van cement;

c. luchtinjectie drukken en andere installatie-effecten;

d. sterkte reductie door water(over)spanning;

of combinaties en interactie tussen mechanismen.

Uit een beschouwing van volumegewichten voor

en na het mixen van de grond is geconcludeerd

dat het cement volledig in de poriën wordt opgenomen,

en dus niet voor een volumevergroting van

de oorspronkelijke grond kan zorgen. Om de invloed

van het volume uitgeperste poriënwater op

de vervorming te kwantificeren is een Plaxis analyse

uitgevoerd waarbij aan een blok in de dijk een

bovengrens voor de te verwachten volumerek is

opgelegd, uitgaande van een volledig ongedraineerd

gedrag. Figuur 4 geeft de berekende en

gemeten verplaatsingen weer. De berekende vervormingen

zijn aanzienlijk kleiner dan gemeten

waarden. Bovendien zijn bij beide blokken gelijke

vervormingen gemeten, terwijl de cement hoe -

34 GEOTECHNIEK – April 2011

Figuur 5 – Gemeten horizontale

vervormingen achterland bij blok 2 en blok 5.

veelheden variëren. De conclusie is daarom dat de

gemeten vervormingen bij de blokken 2 en 5

slechts voor een deel kunnen worden verklaard

door het volume ingebrachte cement (oorzaak a).

Bij de hydratie van het cement kunnen volume -

veranderingen optreden. Het is vooral bij blok -

stabilisaties met veel aaneengesloten kolommen

niet ondenkbaar dat hier als gevolg van de aanzienlijke

warmteontwikkeling in het blok een volumevergroting

optreedt (oorzaak B). Hydratatie

is echter een tijdsafhankelijk proces. Zoals eerder

aangegeven treden de vervormingen op direct na

het aanbrengen van kolom of kolommenrij, en

nemen de totale vervormingen vervolgens in

de tijd af (figuur 7). Oorzaak b wordt daarom uitgesloten

als hoofdoorzaak voor de vervormingen

bij het proefproject.

Uit de literatuur is bekend dat de persluchtdruk bij

de mixing tool meer dan 2 à 3 bar kan bedragen

(Eurosoilstab, 2002). De druk in het boorgat is

echter meestal veel lager door drukverliezen bij

het injecteren van het cement. De druk die wordt

uitgeoefend op de ondergrond zorgt voor vervormingen

en wateroverspanningen.

Volgens de cavity expansion theorie (Randolph &

Wroth, 1979) worden in de plastische zone rond -

om de kolom wateroverspanningen gegenereerd

die volgens een logaritmisch verband afnemen


Figuur 7 – Verloop van de verticale

maaiveldvervormingen in meetraai B

tijdens en na het mixen van blok 5.

MIXED-IN-PLACE , DIJKVERSTERKING PROEFPROJECT NIEUW-LEKKERLAND

Figuur 8 – Gemeten wateroverspanningen in

Holocene lagen bij Blok 5 en Testveld 2.

35 GEOTECHNIEK – April 2011

Figuur 6 – Mixen blok 5.

Figuur 9 – Berekende en gemeten

wateroverspanning (stijghoogte)

door mixen in Pleistoceen


tot nul, op de overgang naar de elastische zone.

Dit verband is ook gemeten (zie figuur 8). Op basis

van regressie is zowel voor testveld 2 als voor blok

5 een druk in het boorgat van 40 à 60 kPa (0,5 bar)

bepaald. In figuur 8 is tevens het berekende drukverloop

op basis van realistische grondparameters

en een aanname van de grondvervorming weer -

gegeven. Dit resulteert in een te kleine plastische

zone, en daarmee een te kleine zone met wateroverspanningen.

Het grondgedrag rondom een

kolom kan dus met de cavity expansion theorie

alleen niet geheel worden verklaard. Waarschijnlijk

heeft ook de schuifkracht door de rotatie van

de mixer en de cementatie van de zone rondom

de kolom hier invloed op (Shen e.a. 2003). De

conclusie is dat zowel de luchtinjectie druk als de

genoemde installatie-effecten (beide oorzaak C)

een belangrijke bijdrage hebben gehad in de

op- getreden vervormingen.

In de asfaltverharding op de kruin is na het mixen

een scheur waargenomen over een lengte van

enkele tientallen meters. De meetspijkers aan de

rand asfaltverharding laten over een lengte van 25

m een horizontale vervorming zien van 2 à 3 cm in

de richting van het achterland. Deze metingen

laten zich moeilijk verklaren met de eerder beschreven

oorzaken A, B en C. Onderzocht is in

hoeverre de wateroverspanningen in Holoceen

en Pleistoceen en de daarbij horende sterkte reductie

kan hebben geleid tot de scheurvorming

(oorzaak d).

Als de mixing tool tijdens uitvoering van een

MIP kolom een zandlaag passeert kunnen ook

hierin tijdelijke wateroverspanningen optreden.

De mate waarin is onder andere afhankelijk van de

tijdsduur van het passeren van de laag. De

waterover spanning in de zandlaag zorgt voor een

reductie van de korrelspanning aan de onderzijde

van de basisveenlaag, en dus een verlies van

sterkte van het binnentalud. In figuur 9 is het

berekende verloop van de stijghoogte in de Pleistocene

zandlaag uitgezet als functie van de afstand

tot de kolom en uitgaande van een variatie

in de tijdsduur van het mixen in de zandlaag.

Tevens zijn enige gemeten waterdrukken opge -

nomen. De berekeningen zijn uitgevoerd volgens

de onttrekkingformule van Theis.

Om de invloed van wateroverspanningen in het

Holoceen (figuur 8) en het Pleistoceen (figuur 9)

op vervormingen te kwantificeren zijn indicatieve

2D-Plaxis analyses uitgevoerd. Hierbij zijn aan -

names en vereenvoudigingen doorgevoerd ten

aanzien van het drie-dimensionale wateroverspanningsverloop.

De berekening resulteert in

een afname van de veiligheidsfactor van 1,22 tot

1,16. De invloed van wateroverspanningen in het

Figuur 11 – Monitoring in het achterland.

Holo ceen blijkt dominant. De berekende horizontale

vervormingen op 11 m afstand is 110 mm door

waterspanningen in het Holoceen, en 30 mm als

gevolg van waterspanningen in het Pleistoceen.

Dit komt qua ordegrootte overeen met de gemeten

waarde van circa 100 mm. De locatie van de

intredecirkel en de diepte van de afschuifzone

zijn in overeenstemming met de metingen (figuur

10). De berekende maaiveldheffing direct achter

het blok wordt met het model onderschat. De

gedachte is daarom dat de luchtdruk op het boorgat

(oorzaak C) de hoofdoorzaak is van de opgetreden

verticale vervormingen.

Er zijn vier mogelijke oorzaken voor de opge -

treden vervormingen onderzocht. De analyses zijn

indicatief maar toch kan worden geconcludeerd

dat alle oorzaken een bijdrage hebben op het

totale vervormingbeeld. De bijdrage van de hoeveelheid

cement is daarbij naar verwachting het

36 GEOTECHNIEK – April 2011

Figuur 10 – Berekende incrementele rek door wateroverspanning in zandlaag.

Figuur 12 – Gemeten sterktetoename in

de tijd in relatie tot oorspronkelijke sterkte.

kleinst. De hoofdoorzaak moet worden gezocht

in de persluchtdruk tijdens het mixen.

Resultaten sterkteonderzoek

Het sterkteonderzoek omvatte in-situ penetratietesten

in de kolommen en in de oorspronkelijke

ondergrond. Tevens zijn classificatietesten, compressietesten

(UU) en gedraineerde directe

schuifproeven (DS) uitgevoerd op gekernde monsters.

Bij het in-situ onderzoek is gekozen voor de

zogenaamde KPS test (vertaald: kolom penetratie

test) waarbij een vin met een breedte van 200 tot

400mm in de kolom wordt gedrukt. Op testveld

1 zijn eerst sonderingen met hellingmeting uit -

gevoerd in de verse kolommen. De sondeergaten

werken dan als geleiding van de KPS vin en het

‘uit de kolom lopen’ kan worden gecontroleerd.

Uit de testen op verschillende tijdstippen na mixen

blijkt een snelle toename van de sterkte in de tijd.

Al na 1 dag is de sterkte aanmerkelijk hoger dan


Figuur 13 – Gemeten schuifsterkte

op basis van Direct Shear testen.

de oorspronkelijke sterkte (zie figuur 12).

Enkele resultaten van het sterkteonderzoek zijn

hieronder samengevat:

– De pieksterkte wordt gevonden bij 4 à 5% rek

(veen) en de residuele schuifsterkte bij 10 tot 15%

rek; in de UU testen trad brosse breuk op en is

geen residuele sterkte gemeten.

– De residuele sterkte in de DS-testen lag gemiddeld

circa 50% lager dan de pieksterkte (zie figuur

13).

– In de DS-testen is een spanningsafhankelijke

schuifsterkte gevonden.

In figuur 14 zijn de gemeten pieksterktes weer -

gegeven. Uitgaande van een gemiddelde ongedraineerde

schuifsterkte van 15 tot 20 kPa in de

onderzochte lagen wordt een toename met een

factor van 10 tot 15 gevonden. Dit komt redelijk

overeen met resultaten van de in-situ testen

na circa 2 weken (zie figuur 12). De gevonden

waarden komen goed overeen met de resultaten

van de INSIDE praktijkproef uitgevoerd in 2004

(Wiggers, 2005).

Conclusies en vervolgtraject

Dat er grondvervormingen op kunnen treden bij

toepassing van Soil Mixing was bekend. In CUR

(2001, 2006) wordt hier ook over gerapporteerd.

Vooral het invloedsgebied was echter groter dan

vooraf verwacht, en daarmee zijn ook ‘nut en

noodzaak’ van een praktijkproef bewezen bij

het inzetten van nieuwe en in potentie kansrijke

technieken.

De vervormingen blijken dusdanig groot dat de

MIXED-IN-PLACE , DIJKVERSTERKING PROEFPROJECT NIEUW-LEKKERLAND

techniek zonder grote aanpassingen niet zonder

meer toepasbaar is op locaties waarvoor zij in

eerste instantie ontwikkeld is. Het aanpassen van

de droge MIP techniek wordt echter niet als

haalbaar gezien. Het verlagen van de persdruk is

namelijk slechts beperkt mogelijk, en in omvang

onvoldoende om hiermee de vervormingen substantieel

te reduceren. De droge MIP methode valt

daarmee af voor de beoogde toepassing dicht

bij bebouwing. Voor locaties waar bebouwing niet

te dicht bij staat, maar de techniek gekozen wordt

bijvoorbeeld vanwege het voorkomen van aan -

tasting van de landschap of natuurwaarden, kan

de methode zonder meer worden ingezet.

De uitkomst van het proefproject is teleurstellend

omdat er op korte termijn grote behoefte is aan

alternatieven voor de conventionele technieken

zoals damwanden en diepwanden. Maar ook gezien

de inspanning die de diverse partijen hebben

gepleegd om alternatieven beschikbaar te krijgen

voor dijkverbetering in bebouwde omgeving onder

moeilijke omgevingsrandvoorwaarden.

De proef heeft gelukkig wel veel informatie en

kennis opgeleverd ten aanzien van ontwerp, uitvoering

en sterkte bij het toepassen van de

mixtechniek onder complexe randvoorwaarden.

De methode blijkt op zichzelf technisch goed

uitvoerbaar en ook de verwachte sterkte is ruimschoots

gehaald.

In het licht van de bovenstaande bevindingen is

recentelijk onderzocht of de eerder in 2001 af -

gevallen natte MIP-methode wellicht toch kan

worden toegepast.

Destijds werd het niet mogelijk geacht om met de

natte methode vanaf de kruin kolommen aan te

brengen in het binnentalud. Inmiddels is bekend

dat dit wel mogelijk is met de TSM techniek; een

zogenaamde hybride methode waarbij het mengen

wordt gecombineerd met waterjets. Bovendien

is de menging naar verwachting beter waar -

door een homogener kolom wordt gerealiseerd

dan bij conventionele technieken.

Bij toepassing van de TSM-techniek treden naar

verwachting kleinere vervormingen op. Dit blijkt

Tabel 1 Pieksterkte na 300 dagen en cementgehalte 200 kg/m 3

37 GEOTECHNIEK – April 2011

uit de praktijk, waarin de TSM-techniek veelvuldig

wordt toegepast als bouwputwand op zeer korte

afstand of zelfs onder belendingen. Bij de nadere

uitwerking van deze techniek zal opnieuw moeten

worden gekeken naar de configuratie van de

kolommen in de dijk (positie, scheefstand, blokken

of lamellen).

Voordat de techniek toepasbaar is in de slappe

Nederlandse ondergrond, is het noodzakelijk de

prognoses voor de optredende wateroverspanningen,

de vervormingen en de werkelijke sterkte te

valideren.

In samenwerking met Deltares heeft de combinatie

Smet-Keller – Royal Haskoning een aantal

res-terende onderzoeksvragen geformuleerd die

met een beperkte praktijkproef kunnen worden

beantwoord.

Bij de betrokken partijen is het vertrouwen aan -

wezig dat Mixed-in-Place dijkversterking met

behulp van de TSM-techniek alsnog baan gaat

breken en als concurrerend alternatief een om -

gevingsvriendelijke uitvoering van dijkver sterkingen

mogelijk maakt. Daarbij wordt niet alleen

gedacht aan rivierdijken. Ook voor de versterking

van boezemkaden is MIP een veelbelovend alternatief.

Literatuur

– Eurosoilstab, Design Guide Soft Soil

Stabilisation, CT97-0351 (2002).

– A.G. Wiggers & J. Perzon, The Lekkerkerk

Trial: Mixed-in-Place Dike Improvement in the

Netherlands, Proc. Int. Conf. on Deep Mixing

Best Practice and Recent Advances,

Stockholm 1, 179-183 (2005).

– Shui-Long Shen e.a., Interaction mechanism

between deep mixing column and surrounding

clay during installation, Can. Geotechn. J.,

40: 293-307 (2003).

– M.F. Randolp & C.P. Wroth, An Analytical solution

for consolidation around a driven pile (1997)

– CUR 2001-10, Diepe grondstabilisatie in

Nederland (2001).

– CUR 2006-2, Innovatieve aardebaan (2006)

Waarden DS testen bij normaalspanningen tussen 50 en 120 kPa

Piek Direct Shear Test Triaxial-UU Test

su,gem su,kar;5% su,gem su,gem;5% [kPa] (karakteristieke [kPa] (karakteristieke

waarde) [kPa] waarde) [kPa]

Veen (Hollandveen) 126...188 103...240 178 151

Klei (Gorkum zwaar) 220...286 183...225 500 404


Grip op grond

Met sterke producten van een ervaren

partner in geotechniek

Stabiele (bouw)wegen Enkagrid ® MAX voor grondstabilisatie

Steile grondlichamen Enkagrid ® PRO voor grondwapening

Erosievrije oevers en taluds Enkamat ® voor erosiepreventie

Waterafvoer op maat Enkadrain ® voor drainage

Bouwrijpe grond Colbonddrain ® voor grondconsolidatie

Colbond bv tel. 026 366 4600 fax 026 366 5812 geosynthetics@colbond.com • www.colbond.com • www.colbond-geosynthetics.nl


Vervormingen van

geokunststoffen in een

paalmatras en de daaruit

volgende belastingverdeling

Ontwikkeling

zelfregulerende krib

15E JAARGANG NUMMER 2 APRIL 2011

ONAFHANKELIJK VAKBLAD VOOR

GEBRUIKERS VAN GEOKUNSTSTOFFEN

KATERN VAN


Colbond BV

Postbus 9600

6800 TC Arnhem

Tel. 026 - 366 4600

Fax 026 - 366 5812

geosynthetics@colbond.com

www.colbond-geosynthetics.com

De collectieve leden van de NGO zijn:

Bonar Technical Fabrics NV, Zele

Ceco BV, Maastricht

Cofra B.V. Amsterdam

Colbond BV, Arnhem

CURNET CUR Bouw & Infra, Gouda

Enviro Advice BV, Nieuwegein

Fugro Ingenieursbureau BV, Leidschendam

Deltares, Delft

Rijkswaterstaat DVS

(Dienst Verkeer en Scheepvaart), Delft

Geoblock, Zaltbommel

Geopex Products (Europe) BV, Gouderak

OP ONS O NS KUNT U BOUWEN B BOUWEN

Projectondersteuning bij paalmatrassen

Hero-Folie B.V., Zevenaar

Intercodam Infra BV, Almere

InfraDelft BV, Delft

Joosten Kunststoffen, Gendt

Kem Products NV, Heist op den Berg (B)

Kiwa NV, Rijswijk

Movares Nederland BV, Utrecht

Naue GmbH & Co. KG Espelkamp-Fiestel

Nijhuis Kunststoffen, Rijssen

Ooms Nederland Holding, Scharwoude

Pelt & Hooykaas BV, Rotterdam

Prosé Kunststoffen BV, Britsum

TEXION Geokunststoffen NV

Admiraal de Boisotstraat 13

B-2000 Antwerpen – Belgium

Tel. +32 (0)3 210 91 91

Fax +32 (0)3 210 91 92

www.texion.be

www.geogrid.be

Quality Services BV, Bennekom

Robusta BV, Genemuiden

Rijkswaterstaat, Dienst Infrastructuur Utrecht

Ten Cate Geosynthetics Netherlands BV, Almelo

Tensar International ’s-Hertogenbosch

Terre Armee BV, Waddinxveen

T&F Handelsonderneming BV, Oosteinde

Texion Geokunststoffen NV, Antwerpen

Van Oord Nederland BV, Gorinchem

Voorbij Funderingstechniek BV, Amsterdam

Zinkcon Boskalis Baggermij., Papendrecht

TenCate

biedt

kennis

en

ondersteuning

bij

het

ontwerp

en

de d de

realisatie

van

uw

paalmatras

project. p r roject.

Wereldwijde

ervaring

en

uitvoerige

kkennis

ennis

vvan

an

dde

e

meest

recente

ontwerprichtlijn ontwerpri

c chtlijn

zorgen

voor

een

economisch

en

betrouwbaar

ontwerp.

Onze

oplossing

bevat

ontwerpadvies,

hoge

sterkte

ggeogrids

eogrids

een

n

geotextielen en installatie ondersteuning. TenCate, T

enCate, materials that make a difference!

TenCate TeenCate

Geosynthetics NNetherlands

etherlands bv

bv

Hoge Dijkje 2

Tel.

+31 (0)546 544 811

7443 AE Nijverdal

Fax +31 (0)546 544 490

Postbus 9

7440 AA Nijverdal Nijverdal

NAUE GmbH & Co. KG

Gewerbestr. 2

32339 Espelkamp-Fiestel – Germany

Tel. +49 5743 41-0

Fax +49 5743 41-240

info@naue.com

www.naue.com

geonederland@tencate.com

www.tencategeosynthetics.com

www www.tencategeosynthetics.com

40 GEOKUNST – April 2011

Geokunst wordt mede mogelijk gemaakt door:


Geokunst wordt uitgegeven door de

Nederlandse Geotextie l organisatie.

Het is bedoeld voor beleidsmakers,

opdrachtgevers, ontwerpers, aan nemers

en uitvoerders van werken in de grond-,

weg- en waterbouw en de milieutechniek.

Geokunst verschijnt vier maal per jaar

en wordt op aanvraag toegezonden.

Beste Geokunst / Geotechniek lezers,

De belangrijkste doelen van Geokunst zijn om een verantwoord gebruik van geokunststoffen

te bevorderen en innovatieve ontwikkelingen op het gebied van geokunststoffen onder de

aandacht te brengen. Ik denk dat we in deze uitgave aan beide doelen recht doen.

Het eerste artikel is een verslag van baanbrekend onderzoek van het hoogste niveau, dat

zeker de nodige wenkbrauwen zal doen fronsen en ervoor zal zorgen dat menig onderzoeker

in binnen en buitenland zich achter de oren zal krabben. De rekenregels voor het ontwerp

van paalmatrassystemen blijken namelijk anders te zijn dan tot nu toe werd aangenomen.

Suzanne van Eekelen, Adam Bezuijen en Herman-Jaap Lodder hebben de theorieën achter

de Nederlandse, Duitse en Engelse ontwerpmethoden voor paalmatrassen getoetst door

laboratoriumonderzoek en presenteren hun bevindingen. De resultaten geven nieuwe inzichten

in het gedrag van geosynthetic reinforcement (GR) in paalmatrassystemen. Deze nieuwe inzichten

zouden kunnen leiden tot meer zekerheid in het voorspellen van het gedrag en dus ook tot een

minder conservatief, dus goedkoper, ontwerp, waardoor de paalmatras interessanter wordt.

In dit artikel worden de resultaten van schaalproeven, die door Deltares / TU Delft zijn uitgevoerd,

besproken. Dit is het eerste artikel in een series van artikelen over paalmatrassen door deze

onderzoekers. In de komende nummers van Geokunst wordt hier dieper op ingegaan.

Het tweede artikel van de hand van Julian van Dijk, Diederik van Hogendorp en Jelmer Clevinga

gaat over de ontwikkeling van een zelfregulerende krib. Als de waterstanden in de rivieren laag

zijn moeten de kribben ervoor zorgen dat de stroomsnelheid afneemt, maar als de waterstand

hoog is, dan willen we juist dat het rivierwater zo snel mogelijk naar de zee wordt afgevoerd.

De zelfregulerende krib bestaat uit een stuk geotextiel, dat is vastgemaakt aan de rivierbodem

en voorzien van drijvers. De drijvers zorgen ervoor dat het geotextiel bij laag water drijft en

de functie van een krib aanneemt. Het innovatieve is dat wanneer de waterstand op een bepaald

niveau boven de drijvers komt, de drijvers worden samengedrukt en hun drijfvermogen verliezen,

waardoor de hele ‘krib’ naar de rivierbodem zakt. Bij een lage waterstand neemt de samendrukking

van de drijvers af en het drijfvermogen toe, waardoor de krib weer naar boven komt.

De mogelijkheid om paalmatrassystemen lichter te ontwerpen en om zelfregulerende kribben

van geotextielen te kunnen bouwen, passen uitstekend in het kader van duurzaam ondernemen.

Door scherper te dimensioneren en door een massa aan primaire grondstoffen te vervangen door

een stuk geotextiel met drijvers, kunnen we wellicht in de toekomst onze ‘carbon footprint’

aanzienlijk verminderen in zowel de weg- als de waterbouw.

Ik wens u veel leesplezier met deze Geokunst.

Shaun O’Hagan

Eindredacteur Geokunst

Een abonnement kan worden

aangevraagd bij:

Nederlandse Geotextielorganisatie (NGO)

Postbus 7053

3430 JB Nieuwegein

Tel. 030 - 605 6399

Fax 030 - 605 5249

www.ngo.nl

41 GEOKUNST – April 2011

Van de redactie

Colofon

Tekstredactie C. Sloots

Eindredactie S. O’Hagan

Redactieraad C. Brok

A. Bezuijen

M. Dus˘kov

J. van Dijk

W. Kragten

Productie Uitgeverij Educom BV

Rotterdam


Vervormingen van geokunststoffen

in een paalmatras

en de daaruit volgende

belastingverdeling

Foto 1 Testopstelling.

Figuur 1 De proefopsteling: dwarsdoorsnede en bovenaanzicht.

42 GEOKUNST – April 2011

Ir. Suzanne van Eekelen

Deltares/TU-Delft

Ir. Herman-Jaap Lodder

TU-Delft (nu RPS BCC

B.V. Nederland)

Dr.Ir. Adam Bezuijen

Deltares

Inleiding

Paalmatrassen worden tegenwoordig regelmatig

toegepast daar waar een weg zettingsarm moet

zijn, er niet voldoende tijd is om het grondlichaam

onder de weg te laten consolideren of wanneer

er kwetsbare constructies dichtbij liggen. De

paalmatras bestaat uit een veld van palen waarop

paaldeksels zijn geplaatst. Over de paaldeksels

worden één of meer lagen van geotextiel en/of

een geogrid (in het vervolg samen genoemd GR,

wat staat voor Geosynthetic Reinforcement) uitgerold

en het geheel wordt overdekt met een

aardebaan tot de gewenste hoogte.

Voor het ontwerp van dit soort constructies zijn

zowel in Nederlands, Duitsland en Engeland in

2010 (vernieuwde) richtlijnen verschenen (CUR

226, 2010, zie ook Van Eekelen et al, 2010,

EBGEO, 2010, en BS8006, 2010). In Nederland

loopt een onderzoeksprogramma om de CUR ontwerprichtlijn

in de toekomst aan te scherpen. Zo

lopen er bijvoorbeeld verschillende veldmetingen

en de afgelopen jaren zijn door Deltares experimenten

uitgevoerd in samenwerking met de

geokunststof fabrikanten Huesker, Naue, TenCate

en Tensar. Dit artikel behandelt één onderdeel van

die experimenten.

Beschrijving experimenten

In een container van 1.1x1.1x1 m werd een GR

aangebracht op 4 modelpalen. De slappe grond

tussen de palen werd gemodelleerd met een

waterdicht schuimrubber kussen dat gevuld was

met water. Het kussen had een kraantje waardoor

het water gecontroleerd uit het kussen kon lopen.

Hiermee werd de consolidatie van de slappe grond

gesimuleerd. Bovenop het schuimrubber kussen

en de palen werd een laagje zand van ca. 2 cm dik


Samenvatting

Wanneer een geotextiel of geogrid wordt gebruikt in een paalmatrasconstructie,

zal dat gaan vervormen. Dat is ook de bedoeling, want alleen zo kan het de

verticale belasting weerstaan en kan de boogwerking in de paalmatras zich goed

ontwikkelen. Hoe het geotextiel precies vervormt, is in het veld niet eenvoudig

aangebracht. Daarboven kwam het GR, dat was

opgespannen op een metalen vierkanten frame.

Op de GR werd 0.42 m aardebaan aangebracht.

Daarop kwam een waterkussen om spanningen in

de aardebaan te simuleren die vergelijkbaar zijn

met die in het veld. Daarna werd de opstelling met

trekstangen gesloten, zie figuur 1 en foto 1.

De proeven werden uitgevoerd door in stappen de

druk boven de aardebaan te verhogen en met het

schuimkussen consolidatie te simuleren. In totaal

zijn 12 proeven uitgevoerd met verschillende

typen geokunststof wapening. Twee maal bestond

de aardebaan uit zand, tien maal uit menggranulaat

0-16 mm. De proeven en de resultaten

zullen elders uitgebreid beschreven worden.

Meting van de vervorming

Behalve drukken en de krachtsverdeling werden

op een beperkt aantal locaties ook de verticale

vervormingen van de GR tijdens de proef gemeten.

Bij één proef was het mogelijk om de vervorming

te meten over het gehele oppervlak van de

GR. Dat was bij een proef waar een aardebaan van

zand werd gecombineerd met een (TenCate) geotextiel.

Hiervoor werd na afloop van de proef het

kraantje van het schuimrubber kussen gesloten en

de aardebaan en de GR voorzichtig verwijderd. De

vervormingen van het zandlaagje bleven daarbij

bewaard. Het oppervlak van het vervormde zandlaagje

kon worden gescand met een laser hoogtemeter.

Het resultaat van deze scan is te zien in

figuur 2.

De figuur toont waar de 4 palen hebben gezeten;

daar is de GR nauwelijks gezakt. Tussen de palen

is het veel gezakt. Opmerkelijk is dat de meeste

vervorming direct rondom de palen zit. Tussen de

palen is de GR wel gezakt, maar toch nog steeds

ongeveer vlak.

Belastingsverdeling bepalen

uit gemeten vervormingen

Uit de rekmetingen is gebleken dat de rekken in

de GR met name optreden in de GR strip die over

twee naast elkaar staande palen gaat (zie figuur 5

tot en met figuur 7). Hier gingen de bestaande

rekenmethoden al vanuit: de benodigde sterkte

wordt specifiek voor deze strips bepaald. Binnen

ieder rekenmodel wordt een aanname gedaan

hoe die wordt belast en daarmee dus ook hoe de

vervormde strip eruit ziet.

Uit de metingen is af te leiden dat de GR strip over

de twee voorste modelpalen (figuur 2) de vorm

heeft zoals getoond in figuur 3. De bovenkant van

de palen is 20 mm onder de GR getekend omdat

er ongeveer 20 mm zand tussen de palen en de

GR is aangebracht.

43 GEOKUNST – April 2011

te bepalen. In een proefopstelling, die door Deltares is ontwikkeld is dat wel

gelukt.Uit de gemeten vervorming is terug te rekenen hoe de belasting op het

geokunststof is verdeeld. Dat blijkt anders te zijn dan in de rekenregels wordt

aangenomen. Dat is weer van groot belang het ontwerp van paalmatrassen.

Figuur 2 Vervormingen gemeten aan de GR na een paalmatrasproef. Duidelijk is de positie

van de palen te zien. Vertrokken schaal, de vervorming is vertikaal ongeveer 5 keer groter

weergeven dan de horizontale afmetingen, afgezien van het perspectief.

Figuur 3 Verloop GR over de voorste paalpunten van figuur 2.

Verticale en horizontale schaal zijn verschillend.

Voor een dergelijke strip zonder ondersteuning

van de onderkant geldt de kabelvergelijking

(Bouma, 1989):

d 2 ____ z = ____ -q(x)

(1)

(dx) 2 TH


Met x de coördinaat in horizontale richting (m),

z de coördinaat in verticale richting (m), q de

verticale belasting op de GR strip (kPa) en TH de

horizontale component van de trekkracht in de GR

per meter GR (kN/m). Uit deze formule blijkt dat

het verloop van de verticale belasting q(x) op de

GR te bepalen is door de tweede afgeleide van de

vervorming z(x) te nemen. Hiervoor is het nodig

dat de vorm van de vervormde GR strip over de

palen en de horizontale component van de trekkracht

TH in de GR bekend zijn. Het bepalen van

het verloop van de verticale belasting is van belang

omdat niet alleen de grootte van die kracht, maar

ook de verdeling van die kracht over de GR strip

grote invloed heeft op de trekkrachten in de GR.

De Britse Standaard BS8006 gaat er vanuit dat de

kracht gelijkmatig is verdeeld over de GR (figuur

5). De EBGEO en de CUR nemen aan dat de grootste

belasting in het midden zit en dat die naar de

palen toe gelijkmatig minder wordt (dus een driehoekige

belasting, zie figuur 6).

Nu is het weer niet zo eenvoudig om de 2e afgeleide

te bepalen van de gemeten vervormingen,

omdat kleine meetonnauwkeurigheden dan dominant

worden. Er is wel een andere benadering mogelijk.

Als de BS8006 gelijk heeft en de belasting

op de GR tussen de palen uniform is over de GR,

dan volgt direct uit vergelijking (1) dat de metingen

van de vervormde GR tussen de palen op een

zuivere parabool liggen die een minimum heeft

midden tussen de palen. Als we het meetpunt midden

tussen de palen als oorsprong nemen (dus we

stellen dat daar x=0 en z=0) dan moet de functie

door de meetpunten een vorm hebben als de

machtsfunctie:

z = a • x 2 (2)

Voor een driehoekige belasting is af te leiden dat

de vervormde GR strip een functie volgt van een

derde orde polynoom (z = cx3 + dx2). Uit curve

fitten blijkt dat dit is te benaderen door een functie

als gegeven in vergelijking (2) maar dan niet

de macht 2 maar een macht van ongeveer 1.67.

De gemeten vorm van het vervormde GR is gegeven

in figuur 4.Het stuk links van het midden is in

dit plaatje gespiegeld, zodat voor beide metingen

het midden tussen twee palen links ligt en er

rechts een paal ligt, zoals aangegeven.

Het blijkt dat de kromme niet helemaal symmetrisch

is, wat ook leidt tot een andere macht. Maar

wel is duidelijk dat de macht die wordt gevonden

groter is dan 2. Er is dus geen uniforme verdeling

van de kracht door de grond uitgeoefend op de

GR, zoals is voorgesteld in BS8006, ook zeker geen

driehoekige verdeling zoals is wordt aangenomen

in de rekenregels van EBGEO en CUR 226. Volgens

vergelijking (1) is de vorm van de belasting op de

stip gelijk aan de 2e afgeleide van z en dus

moet de vorm van de belasting een functie zijn met

x tot de macht 0.8 volgens de kromme gemeten

rechts van het midden en met x tot de macht 1.7

voor de kromme links van het midden. De belasting

is dus juist klein in het midden tussen de palen

en neemt toe dichter bij de palen, juist tegenovergesteld

van wat is voorgesteld in EBGEO en de

CUR rekenregels. Gezien de onzekerheden lijkt

het redelijk om een lineaire toename te veronderstellen,

dus q is een functie met x tot de macht 1.

Uit vergelijking (1) is dan te bepalen dat de vervorming

dan te schrijven is als vergelijking (2) maar

dan met x3 in plaats van x2. Dus:

q = e • x en z = f * x 3 (3)

De krachtsverdeling is dan dus niet zoals getekend

in figuur 6, maar volgens figuur 7.

De verticale vervorming van het GR gedurende de

proeven, die continu zijn gemeten, bevestigen

deze conclusies. Bovenstaande alinea’s hebben

consequenties voor de praktijk. De gemeten

krachtsverdeling geeft bij dezelfde totale belasting

(dus de hoogte van de driehoeken is in beide

gevallen even groot) 20 tot 25% lagere rekken en

30% minder doorzakking in het midden tussen de

palen. Dit betekent dat EBGEO en ook CUR226 de

benodigde treksterkte met ruim 20% lijkt te overschatten

en dat er dus een besparing mogelijk is.

Dit kan er toe leiden dat een paalmatras concurrerend

wordt met andere oplossingen, waar die dat

bij de tot nu toe gebruikte rekenmethodes nog

niet zou zijn.

Referenties

– BS8006-1:2010 Code of practice for

strengthened/reinforced soils and other fills,

BSI 2010, ISBN 978-0-580-53842-1.

– Bouma, A.L., 1989. Mechanica van constructies,

elasto-statica van slanke structuren. Delftse

Uitgevers Maatschappij B.V. ISBN 90 6562 11.

– CUR 226, 2010, Ontwerprichtlijn paalmatras -

systemen. ISBN 978-90-376-0518-1.

– EBGEO (2010), Empfehlungen für den

Entwurf und die Berechnung von Erdkörpern

mit Bewehrungen aus Geokunststoffen – EBGEO,

2. Auflage, Deutsche Gesellschaft für Geotechniek,

Ernst & Sohn, ISBN: 978-3-433-02950-3.

– Eekelen, S.J.M. van, Jansen, H.L.; Duijnen,

P.G. van; De Kant, M.; Dalen, J.H. van;

Brugman, M.H.A.; Stoel, A.E.C. van der.;

Peters, M.G.J.M.; (2010b), The Dutch Design

Guideline for Piled Embankments, Proceedings

van 9 ICG, Brazil, pp. 1911-1916.

44 GEOKUNST – April 2011

Figuur 4 Gemeten vorm van de vervormde

GR links en rechts van het midden tussen

de palen en fit met machtsfunctie.

Figuur 5 Krachtsverdeling volgens BS8006.

Figuur 6 Krachtsverdeling

volgens EBGEO en CUR 226.

Figuur 7 Krachtsverdeling volgens de metingen.


Sportveld veld eld e elden

en e pa par parkings Drainage ai ge

en

inf infiltrat rat atie ie

Wapenen pene en ne nen

vann ggrond

g

Afd A ichtin cht hti tin tingen ti tingen

Beton- Beto n

wapening peeni

Beschermi

Besc rmi rrmi mi ming

zeebod b em

Ontwat at ater eren

van an slib sl

Weg Wegen We eggen

Erosiecont c ntro ro role le

van an grond gro g

en rotse o sen

Weten en

doo oo oor o

met m en

Asfalt alt aalt lt-

wap wapening wapen ap

Oever

er

verde ded dediging Gel G uidsw dsw swanden sw

Optimale inzet

van kennis en

ervaring met

geokunststoffen:

ontdek de

‘TEXION-touch’.

TEXION GEOKUNSTSTOFFEN NV - Admiraal de Boisotstraat 13 - 2000 Antwerpen - België - Tel. +32 (0)3 210 91 91 - Fax +32 (0)3 210 91 92 - www.texion.be


Ontwikkeling

zelfregulerende krib

De werking

De Zelfregulerende Krib bestaat uit een geotextiel

doek dat aan drijvers hangt en aan de onderzijde

aan de rivierbodem is vastgemaakt. Het geo -

textiele doek hangt dus met de bovenzoom aan

indrukbare drijvers (fenders) en is met de benedenzoom

vastgemaakt aan bijvoorbeeld een damwandgording

of een andere verankering.

Bij lage en gemiddelde waterstanden houden de

drijvers het doek strak omhoog waarbij alleen

Figuur 1 Werking krib bij stijgende waterstand.

de bovenste regel van de drijvers boven water uitsteekt.

Op deze wijze werkt de constructie min of

meer op eenzelfde wijze als een bestaande stenen

krib. Bij een toenemende waterstand verdwijnen

de drijvers onder water, omdat ze niet verder omhoog

kunnen dan de hoogte van het geotextiele

doek. Omdat de drijvers onder water verdwijnen,

gaat het water dat boven de drijvers staat deze

samendrukken. Het drijfvermogen neemt daardoor

bij een stijgende waterstand langzaam maar

zeker af. Bij een zekere overdruk, veroorzaakt

46 GEOKUNST – April 2011

Ing. Julian van Dijk

Robusta Technical and

Industrial Fabrics

Ing. Diederik van Hogendorp

Arcadis Nederland B.V.

Dr. Jelmer Cleveringa

Arcadis Nederland BV

door de kritische watermassa bovenop de drijvers,

zal het drijfvermogen van de drijvers zodanig afnemen

dat de drijvers onder invloed van een contragewicht

en de stroming, naar de bodem zinken.

Daarmee verdwijnt het doek inclusief de drijvers

tot op de bodem. Bij zeer hoge waterstanden is

daarom een maximaal doorstroomprofiel beschikbaar

en zal de Zelfregulerende Krib een positief

effect hebben op de afvoer van het rivierwater.

Bij dalende waterstanden neemt de watermassa

op de drijvers af, zodat deze weer gaan uitzetten

en het drijfvermogen terugkeert. Na verloop van

tijd zal de zelfregulerende krib weer opdrijven en

weer functioneren als een reguliere krib.

In de figuren wordt de werking van de krib bij een

stijgende waterstand weergegeven. Om de kans

op sedimentatie van rivierzand bovenop het doek

van de krib te voorkomen wordt direct benedenstrooms

van de krib een oplopend talud aangebracht

waarmee een positieve transportgradiënt

wordt gegenereerd.

Het proces

De Zelfregulerende Krib is één van de prijs -

winnende concepten van de prijsvraag ‘Kribben

van de Toekomst’ die in 2006 werd uitgeschreven

door de CUR (Civieltechnisch Centrum Uitvoering

Research en Regelgeving) en Rijkswaterstaat.

De prijsvraag was uitgeschreven om innovaties op

het gebied van kribben in de Nederlandse rivieren

te bewerkstelligen, die optimaal functioneren bij

zowel lage als hoge rivierwaterstanden en zo

min mogelijk kosten hebben in termen van aanleg,

beheer en onderhoud. Het concept van de Zelfregulerende

Krib is destijds als één van de vier winnaars

geëindigd. De jury was van mening dat het

concept inderdaad bijdraagt aan een grotere afvoercapaciteit

gedurende hoogwaterstanden en

dat het bij lage waterstanden bleef functioneren


Samenvatting

Robusta en ARCADIS hebben de afgelopen twee jaar gewerkt aan de verdere

ontwikkeling van de ‘zelfregulerende krib’. Het principe van de zelfregulerende

krib zorgt ervoor dat water wordt gekeerd of gestuurd tijdens lage en gemiddelde

waterstanden, maar dat bij hoge en zeer hoge waterstanden de constructie naar

de bodem zinkt.

Hoewel dat misschien niet erg bruikbaar klinkt is, zijn er toepassingen in het

watermanagement die deze bijzondere eigenschappen goed kunnen gebruiken.

Eén toepassing is die van kribben in de rivieren. De functie van kribben is het

concentreren van het rivierwater in het midden van de rivier, bij lage en gemiddelde

afvoeren.

Zo helpen de kribben het reguleren van de rivier en zorgen voor een goede bevaarbaarheid.

Maar bij hoge waterstanden liggen de kribben in de weg: de rivier moet

als krib. Daarnaast scoort het uitstekend op het

onderdeel veiligheid, omdat de optredende

schade bij een eventuele aanvaring beperkt is. De

Zelfregulerende Krib is daarnaast flexibel en gemakkelijk

te construeren. ‘De krib zal leiden tot

een enorme verruiming van de horizon in de rivier

en uiteindelijk zullen we zo weer ‘brede rivieren

traag door oneindig laagland’ zien gaan’, aldus

de jury.

Na het winnen van de prijsvraag zijn de prijs -

winnaars Alkyon (tegenwoordig onderdeel van

ARCADIS) en Robusta verder gaan werken aan

de ontwikkeling van de zelfregulerende krib.

Robusta heeft de beschikking over de productiefaciliteiten

voor het geotextiel en de kribben.

ARCADIS heeft de kennis van de waterbeweging

en de waterbouw.

De verdere ontwikkeling van de Zelfregulerende

Krib tot een daadwerkelijk op schaal 1:1 te testen

prototype bestaat uit drie onderdelen:

maken van een prototype en het uitvoeren van

een eerste test;

opzetten van een stromingsmodel voor de Rijntakken

en het uitvoeren van numerieke simulaties;

opzetten en uitvoeren van een duurproef om te

zien welk doek het beste functioneert.

1. Prototype

Om de 1:1 test te kunnen uitvoeren is er in eerste

instantie naar een locatie gezocht met een waterdiepte

van meer dan negen meter. Daarnaast

moest de locatie goed bereikbaar zijn met een

mobiele kraan. Uiteindelijk is met de sluis van

Hengelo een geschikte locatie gevonden. In

nauwe samenwerking met Rijkswaterstaat Dienst

IJssel en Twentekanalen is de praktijkproef voorbereid

en uitgevoerd.

Voor de praktijkproef is een stukje krib (of dam)

genaaid uit geotextiel doek. Voor de drijvers zijn

fenders gebruikt: de zeer stevige ‘ballonnen’ van

versterkt rubber die worden gebruikt bij het afmeren

van schepen. Deze fenders zijn voorzien van

een ventiel en kunnen op druk worden gebracht.

De drijvers zijn aangebracht in een omslag van het

doek. Deze methode is goed bruikbaar gebleken.

47 GEOKUNST – April 2011

dan zo snel mogelijk het water afvoeren naar zee. Vandaar de zelfregulerende kribben:

ze doen hun nuttige werk bij lage en gemiddelde afvoeren, maar verdwijnen

bij hoge waterstanden en maken zo ruim baan voor de afvoer van het water. Voor

deze toepassing is het principe bedacht, maar er blijken nog allerlei andere toepassingsmogelijkheden,

zoals in dammen die de afvoer van nevengeulen reguleren.

De zelfregulerende kribben en dammen moeten voor een goede werking bestaan

uit een flexibel materiaal met voldoende sterkte. Flexibel omdat het constructies

zijn die naar en van de bodem bewegen en die met de stroming mee moeten kunnen

bewegen. Sterk omdat het bloot wordt gesteld aan grote krachten.

Om te kunnen concurreren met andere oplossingen heeft een relatief betaalbaar

materiaal de voorkeur. Om bovenstaande redenen is een ontwerp gemaakt met

geotextiel en uitgewerkt in een prototype.

Figuur 2 Het frame inclusief doek en fenders

hangt klaar boven de sluis in Hengelo.

Aan de onderzijde is het doek ook omgeslagen en

vastgenaaid. Door deze omslag is een stalen buis

geschoven, die de onderzijde vormt van een

frame. Het frame is voorzien van een zeer zwaar

gewicht, met voldoende massa om de gehele constructie

met doek en drie drijvers af te zinken. Het

frame, met daaraan het contragewicht en het doek

met drijver is vervolgens door een kraan te water


gelaten. Om een waterstandsverhoging te simuleren

wordt het frame door de kraan naar de bodem

van de sluis neergelaten. Op deze wijze kunnen

verschillende waterstanden boven de drijver worden

gesimuleerd zonder daadwerkelijk de sluiskolk

te vullen of te ledigen.

De eerste praktijkproef heeft op 19 juni 2010

plaatsgevonden. Om de situatie onder water in

beeld te brengen, is gebruik gemaakt van een

geavanceerde sonar. De opstelling met kraan,

frame en sonar blijkt goed bruikbaar. Het geotextiele

doek en de naden zijn in staat om de krachten

van de drie drijvers op te vangen, ook bij maximale

opdrijvende krachten. Nu de opstelling zich in de

praktijk heeft bewezen, wordt een tweede praktijkproef

voorbereid. Hierbij zal aan het doek een

contragewicht worden bevestigt, om zo de

werking van de Zelfregulerende Krib op werkelijke

schaal aan te tonen. Dit moet de weg vrij maken

voor grootschalige proeven met bijvoorbeeld een

testkrib in een rivier.

2. Numeriek onderzoek

Naast de prototype testen is ook een numeriek

stromingsmodel ontwikkeld om de effecten van

de kribben op de waterstanden te simuleren

(figuur 4). De numerieke simulaties laten zien dat

bij toepassing in de Waal er een waterstandreductie

van 10 tot 15 cm mogelijk is over 18 km lengte

bij een debiet van 13.900 tot 16.000 m3/s bij Emmerich.

Dat zijn belangrijke en gunstige gevolgen.

Zichtbaar is het winterbed (de uiterwaarden) van

de rivier, met in het midden het zomerbed met de

kribben. In de bovenste figuur is de waterstand in

de rivier in de bestaande situatie weergegeven,

dus met de kribben die de afvoer beperken. In de

middelste figuur is de waterstand met zelfregulerende

kribben weergegeven, die is gesimuleerd

door de kribben uit het model te verwijderen. De

onderste figuur geeft het verschil in de waterstand

tussen de twee simulaties, dit is dus het effect van

het toepassen van de zelfregulerende kribben.

3. Duurproeven

De duurproeven hebben een doorlooptijd van

twee jaar. Verschillende typen geotextiel doek

hangen gedurende deze periode in een frame in de

Lek. Met geregelde tussenpozen wordt door een

duiker een monster uit het doek gesneden. Van

deze monsters wordt in het laboratorium de nog

aanwezige sterkte van het geotextiel gemeten.

Uiteindelijk zullen deze duurproeven aangeven

welk soort doek toepasbaar is voor de zelfregulerende

kribben. Deze duurproeven hebben ook als

doel om het beeld van geotextiel als een materiaal

met een groter toepassingsbereik in de waterbouw

te versterken.

Figuur 3 De sluis, met 9,0 meter verval, is uitermate geschikt voor simulatie van hoog water.

Figuur 4 Numerieke simulaties van een hoogwatergolf in de Waal.

Toekomstvisie

Indien de Zelfregulerende Krib inderdaad in de

praktijk zal worden toegepast, zal het beeld van

de Nederlandse rivieren in de aankomende decennia

anders worden. Het innovatieve concept van

de Zelfregulerende Krib kan het rivierbeeld op

48 GEOKUNST – April 2011

een positieve manier veranderen en bijdragen aan

de veiligheid tegen hoogwater, zorgt voor veilige

scheepvaart en leidt tot een duurzame ontwikkeling

op het gebied van rivierbeheer.

Wordt vervolgd…


PIJLERS ONDER PROFESSIONALITEIT

Jetmix is een inventieve en zorgvuldige partner voor

uw bouwproces en sterk verankerd in de markt. Wij

zijn actief in het ontwerpen en uitvoeren van een

breed scala aan verankerings- en ankerpaalsystemen.

Groutinjectieankers

Groutankers met (GEWI)-staven

Groutankers met strengen

Groutinjectieankerpalen

GEWI-ankerpalen

Verwijderen van verankeringen

Oudsas 11 | Postbus 25 | 4250 DA Werkendam

t 0183-50 56 66 | f 0183-50 05 25 | info@jetmix.nl | www.jetmix.nl

SLAGVAARDIGE

SPELER MET

EEN STERK

SPECIALISME


Uw partner bij stedelijke

engineering

De ondergrond is in ieder bouwproject een onzekere factor. Vooral in binnenstedelijk

gebied zijn de risico’s groot. Deltares kan deze tot een minimum beperken. Daarvoor

combineren we wetenschappelijke kennis, jarenlange praktijkervaring en diepgaande

forensische expertise.

Om faalkosten te verlagen is niet de beschikbaarheid van technische kennis

doorslaggevend, maar de toepassing ervan op het juiste moment en de juiste manier.

Risico- en procesmanagement vormen dan ook de ruggegraat van onze aanpak.

Deltares – voor de zekerheid

www.deltares.nl | info@deltares.nl | +31 88 335 7200

More magazines by this user
Similar magazines