Bouwputten naast bestaande gebouwen is ... - Dimension

7/Slibwand
De tendens om optimaal gebruik te maken van
de beschikbare bouwgrond is niet meer te keren.
Gronden worden schaars, inbreiding is de boodschap.
Steeds meer wordt gevraagd om tussen bestaande
constructies te bouwen en vaker worden er
kelders gevraagd, als berging of als parkeergarage.
Maar naast bestaande constructies graven is geen
evidentie. Regelmatig duikt er een bericht op over
instortingen naast een werf. Bouwputten naast
bestaande gebouwen is specialistenwerk, maar ook
als architect dient u te weten welke methodes er
bestaan en wat er mogelijk is.
Uitgravingen die ruim boven de bestaande funderingen blijven
vormen meestal geen probleem, maar wanneer er gegraven
wordt tot op het funderingsniveau van de naastliggende
constructie is omzichtigheid gewenst. Door grond weg te
graven wordt het gewicht weggenomen welk tegendruk biedt
aan de bestaande fundering met soms dramatische gevolgen.
Bij het uitvoeren van een bouwput zal er dus een beschoeiing
aangebracht worden om tegendruk te bieden aan de naastliggende
grond- en gebouwbelasting. De methode van beschoeien
wordt bepaald door de omgeving, de op te nemen horizontale
belasting, de uit te voeren graafwerken en de eventuele
grondwaterverlaging om de bouwput mogelijk te maken.
Beschoeiingstechnieken
Iets om grondig over na te denken
Het is logisch dat er voorafgaand enkele specifieke onderzoeken
nodig zijn. Gangbaar in ieder project is het uitvoeren
van minimum 3 elektrische sonderingen van 200 kN waarbij
het noodzakelijk is om deze tot minimum 2 maal de uitgravingsdiepte
te laten uitvoeren. Bij belangrijke projecten geeft
een grondboring verduidelijking bij de sonderingen. Zoals
geweten is de grondwaterstand een cruciale factor bij het bepalen
van de mogelijke onderschoeiing. Er is enerzijds een
droge bouwput gewenst, anderzijds zullen de wanden de optredende
belastingen, inclusief deze van het water, moeten
weerstaan. De waterstand zoals deze gemeten wordt in het
sondeergat geeft geen betrouwbaar resultaat. Het is aangeraden
een piëzometer te plaatsen om voldoende zicht te hebben
op de grondwaterstand. Zodat de werkelijk optredende
waterspanning gecontroleerd kan worden. Het waterpeil en
eventueel de stijghoogte dienen in principe in iedere watervoerende
laag gekend te zijn. Ideaal is het voorzien van een
peilbuis met diver die een continue meting toelaat zodat we in
de loop van de tijd zicht krijgen op mogelijke schommelingen.
Behalve de fysische gegevens van de ondergrond zijn ook
de ligging van leidingen, kabels en rioleringen van belang.
Met een eventuele voorafgraving kunnen ondergrondse hindernissen
opgespoord worden, zoals een oude kelder of regenwaterput.
Het is belangrijk te weten hoe de naastliggende
constructies gefundeerd zijn en hoe diep deze fundering
»
DIMENSION 55
techniek

56 DIMENSION
uitgevoerd werd. Ook hier zal de stand van het grondwater
belangrijk zijn: een eventuele grondwaterverlaging heeft immers
een spanningswijziging in de ondergrond tot gevolg met
de daaruitvolgende zettingen. Hoe zal de bestaande fundering
hierop reageren. Dit risico dient steeds door specialisten
ingeschat te worden.
Volgende beschoeiingstechnieken worden toegepast, elk met
specifieke voor- en nadelen en beperkingen afhankelijk van
de randvoorwaarden:
- Berlijnse wanden
- Ondermetselen
- Beschoeide sleuven
- Damplanken
- Secante of tangente palenwanden
- Soilmixing wanden
(Cutter Soilmixing, DeepMixing wanden)
- Slibwanden
- Jet-grouting wanden
- Vernagelde wanden
- Grondbevriezing
BESCHRIJvInG vAn DE TECHnIEKEn
1/ Berlijnse wanden worden traditioneel uitgevoerd door het
vertikaal inbrengen van stalen profielen. Deze worden op een
variabele tussenafstand ingetrild of geheid. Tussen de profielen
wordt de beschoeiing verder uitgevoerd door het plaatsen
van houten balken, stalen platen of geprefabriceerde betonplaatjes.
Tijdens het stelselmatig verder uitgraven worden
de houten balken of betonplaten geplaatst. Hierbij kunnen
problemen opduiken wanneer het grondwater te hoog staat.
Deze techniek wordt niet uitgevoerd naast bestaande ondiepe
funderingen daar deze techniek een vrij grote kans op zetting
genereert ten gevolge van een grote horizontale verplaatsing
aan de kop van de wand, wanneer deze niet is verankerd.
2/ De techniek van het ondermetselen bestaat erin dat de
grond in stroken van +/- 1.00 m wordt weggenomen onder
de bestaande continue funderingszool. Deze techniek is enkel
mogelijk wanneer de uitgraving in het droge kan gebeuren,
wat wil zeggen dat het grondwaterpeil zich minimum 50 cm
onder de aanzet van de nieuwe fundering bevindt. De uitvoering
gebeurt moot per moot en alternerend. Let er wel op dat
de uitgraving en het betonneren of ondermetselen in één fase
gebeuren. Traditioneel wordt deze techniek toegepast tot een
diepte van max 3,50 m. Om eventuele schade te beperken
is het aangewezen om eventuele raam- en deuropeningen te
1/BERLIJnSE WAnDEn
Diepte: 12-15m
Hoogte kering: 6-8 m
Breedte: 20-40 cm
Afstand tot obstakel: 20cm
Toepassing: Geen water, beperkte putten, geen te
moeilijke gronden
Voordelen: Flexibel en goedkoop
Nadelen: Trillingen, vervormingen, fasering
Kost: 80-100 €/m²
verstevigen want een beperkte zetting tot 15 mm is zeker te
verwachten.
3/ Onderschoeiien door gebruik te maken van beschoeide
sleuven laat toe om tot grotere diepte te gaan mits het kan
uitgevoerd in een droge grond. Deze “mijnwerkerstechniek”
bestaat erin dat in lagen van 0,5 m wordt uitgegraven en stelselmatig
wordt gestut. Zoals bij ondermetselen moet er aandacht
worden besteed aan een voldoende steek, dit is een voldoende
diepte van de onderschoeiing onder het nieuw uit te
voeren funderingsniveau. Dit om toe te laten dat het vertikaal
draagvermogen en het horizontale evenwicht verzekerd zijn.
Om de te verwachten zettingen te beperken worden behalve
een verzorgde uitvoering steeds vaker micropalen geboord
doorheen de bestaande fundering om het verticale draagvermogen
te verzekeren.
4/ De beschoeiingstechniek met damplanken gebeurt zoals
de berlinerwanden door heien of trillen en indien mogelijk
ook door indrukken. Om de invloed naar naastliggende gebouwen
te controleren, kunnen er trillingsmetingen worden
uitgevoerd die eventueel kunnen bijdragen om het hei- of trilproces
bij te sturen. Dit is eveneens te vermijden naast bestaande
ondiepe funderingen. Enerzijds mag het trillen geen
»

schade teweegbrengen aan naburige constructies, anderzijds
kan de bovenzijde van de wand, net zoals de berlinerwand,
uitbuigen onder invloed van de naastliggende belasting, tenzij
er ankers worden voorzien. De meest delicate situatie in
het uitvoeringsproces is het uittrekken van de damplank. Op
dit ogenblik ontstaat er grondontspanning die op nabij gelegen
gebouwen zijn invloed kan hebben.
5/ Palenwanden laten toe om naast bestaande funderingen
trillingsvrij palen uit te voeren door middel van het FOW
(Front Off Wall) systeem. Het systeem laat toe om bouwputten
tot traditioneel 2 ondergrondse bouwlagen uit te voeren.
Deze wanden zijn grondkerend en waterremmend en zijn dus
nooit als een definitieve waterkerende wand te beschouwen.
Om dergelijke wand waterdicht uit te voeren zal er aan de
binnenzijde van de bouwput dus nog een betonwand tegen de
palenwand gestort worden. Aanvullend zullen ankers door de
palen geplaatst worden om het horizontaal uitbuigen van de
paalkoppen te beperken.
6/ Soilmix wanden zijn de laatste jaren een courante toepassing
geworden. Deze techniek is trillingsvrij en de grond
wordt ter plaatse gemixt met het cement, wat dus geen
grondafvoer betekent. In de wand worden na het mixen stalen
profielen geplaatst waarbij de gemixte grond uithard en
via gewelfvorming in de wand voor de kering zorgt. Net als de
palenwanden worden er ankers voorzien om de horizontale
verplaatsing te beperken.
7/ De uitvoering van slibwanden is een methode die toelaat
bouwputten tot grote diepte uit te voeren waardoor deze techniek
eerder toepassing vindt bij grote bouwprojecten. De grote
diepte laat toe om in de put het grondwater te verlagen met
beperkte invloed naar de omgeving. Nadeel bij deze techniek
is de belangrijke hoeveelheid grond en bentoniet (steunslib)
die moet worden afgevoerd, wat steeds vaker een probleem
wordt.
8/ Jet groutwanden vinden meer en meer hun toepassing
in de renovatie en restauratie. Een hoge druk straal mengt
de grond met een watercementmengsel. Wanneer er vooraf
kernboringen worden uitgevoerd doorheen een bestaande
fundering kunnen deze groutwanden rechtstreeks onder de
bestaande fundering worden uitgevoerd. Net zoals de palenwanden
en de soilmixwanden zijn de jet groutwanden te
beschouwen als een grondkerende wand. Om de wand waterkerend
te maken is het noodzakelijk om een dubbele rij te
voorzien.
»
5A/TAnGEnTPALEn
Diepte: 16-20 m
Hoogtekering: 6-8 m
Breedte: 40-80 cm
Afstand tot obstakel: 80 cm
Toepassing: geen grondwater, geen extreme
omstandigheden
Voordelen: flexibel, goedkoop
Nadelen: niet waterdicht, niet door metselwerk
Kost: 90 -110 €/m²
5B/SECAnSPALEn
Diepte: 14-16 m
Hoogtekering: 6-8 m
Breedte: 42-62 cm
Afstand tot obstakel: 20 cm
Toepassing: 2 à 3 bouwlagen, geen extreme
omstandigheden
Voordelen: flexibel, goede uitvoeringstolerantie,
door metselwerk
Nadelen: beperkt in lengte en afmetingen
Kost: 100-140 €/m²
DIMENSION 59

60 DIMENSION
9/ De methode van vernagelde wanden is een combinatie
van spuitbeton met ankers waarbij van hoog naar laag eerst
ankers worden geboord en vervolgens spuitbeton wordt geplaatst.
Dit wordt laag per laag uitgevoerd zodat een steile
talud kan worden gerealiseerd.
10/ Voor de volledigheid vermelden we de grondbevriezing
waarbij grond wordt geconsolideerd door het aanwezige water
te bevriezen d.m.w. van zout en stikstof. Deze techniek is
echter zeer duur en slechts in zeer specifieke gevallen van
toepassing.
BESCHOEIInG: WELKE TECHnIEK TOEPASSEn?
De keuze van de beschoeiingstechniek wordt bepaald door
een veelheid van elementen.
Aan de basis ligt de grondsamenstelling en het grondwaterpeil.
Om Berlinerwanden, ondermetselen en beschoeide
sleuven uit te voeren is het noodzakelijk het grondwaterpeil
te verlagen. De andere technieken kunnen worden uitgevoerd
zonder grondwaterverlaging.
Bij de uitgraving van de bouwput is het echter wel aangewezen
om vooraf de invloed van de verlaging te laten narekenen.
Zoals gesteld neemt het grondwater een deel van
de grondspanning op ten gevolge van de bovenbeslasting. Bij
een grondwaterverlaging zullen de belastingen deels overgedragen
worden op de grond waardoor de korrelspanning
verhoogt met zettingen tot gevolg. In functie van de grondgesteldheid
kan dit in de omgeving tot op vele honderden meter
invloed hebben.
In gebieden met een gevoelige grondwatertafel, natuurgebied
of vervuild gebied kan eveneens dit element bepalend zijn in
de keuze van de beschoeiingstechniek.
Bij de uitvoering van wanden naast bestaande funderingen is
het wenselijk om voorafgravingen uit te voeren om de diepte
van de fundering exact te kennen. Dit dient uiteraard met de
nodige omzichtigheid te gebeuren want het draagvermogen
van de fundering neemt af en er kan een gevaar zijn voor
zettingen.
Ook een eventuele fasering in de uitvoering is van invloed op
de berekening van de wanden van een bouwput en de bepaling
van de grondwaterverlaging.
De voorbereiding van een dergelijke project is van cruciaal
belang. Alle intervenanten werken gecoördineerd en binnen
de vooraf gecommuniceerde randvoorwaarden. Het gebeurt
6/SOILMIx
Diepte: 12-16 m
Hoogte kering: 4-8 m
Breedte: 40-60 cm
Afstand tot obstakel: 20 cm
Toepassing: grond moet kunnen gemengd worden,
opletten weerstand
Voordelen: flexibel, goedkoop, geen grondafvoer
Nadelen: vervormingen,slib
Kost: 80 – 100 €/m²
7/SLIBWAnD
Diepte: > 50 m
Hoogte kering: > 20 m
Breedte: 50 tot 150 cm
Afstand tot obstakel: 30 cm
Toepassing: grote en moeilijke bouwputten waterdicht
Voordelen: goede uitvoeringstoleranties, organisch
mogelijkheden
Nadelen: weinig flexibel, niet in extreme grondsoorten of
door obstakels, afvoer bentoniet en grond
Kost: > 150 €/m² tot 350 €/m²
nog te veel dat de verschillende facetten van het proces niet
met elkaar worden gematched, met soms vervelende gevolgen.
Het is aangewezen om in ontwerpfase reeds gespecialiseerd
advies in te winnen en te integreren in het ontwerp.
Hierbij kan bovenstaand overzicht een leidraad vormen voor
een eerste inschatting van de problematiek van de uit te voeren
bouwput.
Ing. Piet Kindt - Franki Foundations Group Belgium NV