b.g.g

Transcriptie

1 Project: Onderdeel: Rapportnummer: Nieuwbouw bedrijfspand Educalaan 39 Dronten rap Opdrachtgever: Stichting MJUN De Drieslag JZ Dronten Contactpersoon: - Datum: 5 september 2012 Status: Opsteller: Collegiale toets: Definitief ing. A.E.J. Potter b.g.g ing. D. Boonstra

2 Inhoud Inleiding... 2 Projectgegevens... 2 Grondmechanisch bodemonderzoek... 2 Bodemopbouw... 3 Grondwater... 3 Hoogte maaiveld Berekeningsmethode draagkracht drukpalen... 3 Berekeningsresultaten... 4 Rekenvoorbeeld... 5 Uitvoering... 7 Heien naast belendingen... 8 Heibegeleiding... 8 Bijlage: Grondonderzoek opdrachtnummer Inleiding Voor het project Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39 te Dronten heeft IJB Geotechniek BV van Stichting MJUN te Dronten opdracht ontvangen voor het uitvoeren van een grondonderzoek en het opstellen van een funderingsadvies. In dit rapport is een voorontwerpadvies voor de fundering opgesteld conform onderstaande normen en/of richtlijnen: NEN :2011 (Geotechnisch ontwerp van constructies Deel 1: Algemene gegevens). De uitgangspunten op basis waarvan dit rapport is uitgewerkt dienen door een constructeur te worden getoetst. Graag worden wij van eventuele wijzigingen op de hoogte gehouden zodat we kunnen beoordelen in hoeverre het al of niet noodzakelijk is dit rapport aan te passen. Projectgegevens Het betreft hier nieuwbouw van een bedrijfspand. Uitgangspunt voor dit project is het toepassen van een paalfundering. De paalbelastingen zijn echter niet bij ons bekend. In dit rapport wordt dan ook volstaan met het verstrekken van de gegevens die nodig zijn om het ontwerp van de fundering mogelijk te maken. Definitieve toetsing van het ontwerp kan dan naderhand door een constructeur worden uitgevoerd. Praktisch uitgangspunt is het toepassen van prefab betonpalen #220, #250, #290 en/of #320 mm. Grondmechanisch bodemonderzoek Het beschikbare door IJB Geotechniek BV uitgevoerde grondonderzoek (rapport nummer ) bestaat uit: 6 continue sonderingen met elektrische conus en met elektronische registratie. De sonderingen zijn uitgevoerd volgens NEN 5140 klasse 2. De resultaten van het onderzoek zijn vastgelegd ten opzichte van NAP en zijn als bijlage aan dit rapport toegevoegd. De hoogtebepaling van de onderzoekslocaties in het terrein is uitgevoerd Rapportnummer rap Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39, Dronten Pagina 2

3 met als doel de bodemopbouw in te meten ten opzichte van NAP. De gerapporteerde hoogtes zijn niet geschikt voor andere doeleinden dan dit onderzoek. Bodemopbouw Op basis van het beschikbare bodemonderzoek kan onderstaande indicatieve* bodembeschrijving worden opgesteld: Diepte in m tov NAP Van circa tot circa Bodembeschrijving** Maaiveld Cohesief materiaal, voornamelijk klei verkende diepte Zand *) De werkelijke bodemopbouw kan afwijken **) Voor een meer nauwkeurige bodembeschrijving is aanvullend grondonderzoek in de vorm van boringen noodzakelijk. Voor dit funderingsadvies kan met bovenstaand overzicht worden volstaan. Grondwater Het beschikbare bodemonderzoek geeft geen informatie over de stand van het grondwater. Hoogte maaiveld Ten tijde van het grondonderzoek varieerde de maaiveldhoogte ter plaatse van de sondeerpunten van 3.63 m - NAP ter plaatse van sondering 3 tot 3.77 m - NAP ter plaatse van sondering 4. Rekening houdend met de aangetroffen bodemgesteldheid adviseren wij voor dit project prefab betonpalen toe te passen. Uitgangspunt bij de keuze voor dit paalsysteem is dat er in de gegeven situatie geheid kan en mag worden. De keuze van de paalpuntniveaus geschiedt op basis van een onderling vergelijk van de sonderingen waarbij tevens rekening is gehouden met de benodigde draagkracht van de palen en praktische aspecten betreffende de uitvoering. De benodigde paalpuntniveaus variëren, afhankelijk van ondermeer de locatie van de sonderingen en de benodigde draagkracht, van 8.00 m - NAP ter plaatse van sondering 1 tot m - NAP ter plaatse van sondering 5. Elders in dit rapport staat een tabel met paalpuntniveaus en rekenwaarden netto draagkracht. Aandachtspunt: Uit de berekening van het paaldraagvermogen volgt een grote toelaatbare belasting per paal. Bij toepassing van een hoge belasting en een kleine paaldiameter loopt, indien er enige paalafwijking in de bouw optreedt, het moment zeer snel op. Berekeningsmethode draagkracht drukpalen Ten aanzien van Peil is uitgegaan van een zodanige hoogte dat niet significant behoeft te worden opgehoogd. Bij de berekening van de draagkracht van de palen is rekening gehouden met een aangenomen ontgraving tot 3.75 m NAP. Op basis van dat gegeven zijn de conusweerstanden gereduceerd conform NEN :2001, (k) uitgaande van een geheid paalsysteem. Uitgangspunt zijn verticale palen die uitsluitend verticaal en centrisch op druk zullen worden belast. Rapportnummer rap Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39, Dronten Pagina 3

4 Er is geen rekening gehouden met de aanwezigheid van kelders. De constructie is ingedeeld in geotechnische categorie GC2. Paalklassefactoren bij de berekening van de draagkracht van prefab betonpalen: s 0.01 NEN , tabel 7.c. p 1.0 NEN , tabel 7.c. Lastzakkingslijn 1 NEN , tabel 7.c. s, b, t 0 NEN , tabellen A.6 tot en met A.8, kolom R3 c. tabel A.6 geldt voor geheide palen. tabel A.7 geldt geboorde palen. tabel A.8 geldt voor schroefpalen type avegaar. In de gegeven situatie geldt s = b = t 3(gem), 4(min) 1.39 NEN , tabel A.10.a. Voor n = 1 (praktisch) en voor een niet stijf bouwwerk. Voor n 3 geldt 3 = NEN , figuur 7.i s 1.0 NEN , (h) Negatieve kleef: Uitgangspunt voor dit project is een ontgraving tot 3.75 m NAP. In dat geval is er geen sprake van een extra paalbelasting door negatieve kleef F nk;d = 0. Positieve kleef: Schachtwrijving wordt ontleend aan lagen met overwegend zand en aan klei- en/of leemlagen met een sondeerwaarde groter dan 2 MPa. Het traject waarover positieve kleef wordt berekend ( L) loopt in de gegeven situatie van paalpuntniveau tot circa 5.96 m - NAP ter plaatse van sondering 4 en van paalpuntniveau tot circa 6.51 m - NAP ter plaatse van sondering 1. Eén en ander conform NEN :2011, (c). Toets conform NEN :2011, (1): Eis ten aanzien van grenstoestand GEO: F c;d R c;net met R c;net;d = R c;d - F nk;d. Voor de meest gangbare paaltypen, zoals grondverdringende palen en avegaarpalen met relatief kleine diameter is deze grenstoestand maatgevend. Berekeningsresultaten Paalsysteem: Prefab betonpalen Werknummer: Rc;net;d* < kn > Sondering Maaiveld Paalpunt #220*220 #250*250 #290*290 #320*320 <----m tov NAP----->< mm > ** Rapportnummer rap Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39, Dronten Pagina 4

5 Rc;net;d = rekenwaarde netto draagkracht PRJ : c:\aprson\prj\2012\ prefab.prj XLS : c:\aprxls\2012\ prefab.xls GEF : c:\aprgef\2012\ \*.gef *) Rekenwaarde schachtspanning toetsen aan en zo nodig aanpassen aan de maximaal toelaatbare betonspanning. Hierbij rekening houden de gebruikelijke paalafwijkingen en de elders in dit rapport vermelde extra paalbelasting door negatieve kleef. Eén en ander te toetsen door en ter beoordeling van de constructeur. **) Zie onderstaand rekenvoorbeeld Rekenvoorbeeld BEREKENING DRAAGKRACHT EN LASTZAKKINGSGEDRAG VAN EEN PAAL VOLGENS NEN :2011 art Versie EC7/23 augustus 2012 Uitgangspunten Grondonderzoek : Werknummer ; Sondering 1 Reductie qc : Ja, heien na ontgraven Paaltype : 1 Grondverdringende paal; Beton Paalpuntniveau : 8.00 m - NAP Afmeting paalschacht: #250 mm Afmeting paalpunt : #250 mm; Deq = 282 mm Puntweerstand De maximum puntweerstand bedraagt volgens (e): qb;max = ½ * αp * β * s * ((qc;i;gem + qc;ii;gem) / 2 + qc;iii;gem) = 19 MPa in dit geval: αp = Paalklassefactor voor de berekening van de draagkracht van de 1.00 paalpunt, volgens (f). β = Factor die de invloed van de paalvoetvorm (figuur 7.i) in rekening 1.00 brengt, volgens (g). s = Factor die de invloed van de vorm van de dwarsdoorsnede van de 1.0 paalvoet in rekening brengt, volgens (h). qc;i;gem = Gemiddelde waarde van de conusweerstanden over traject I lopend 16.8 MPa van paalpuntniveau tot 0.7 á 4.0 * Deq beneden paalpuntniveau, volgens (e). qc;ii;gem = Gemiddelde minimale waarde van de conusweerstanden over traject 14.2 MPa II lopend van paalpuntniveau tot 0.7 á 4.0 * Deq beneden paalpuntniveau, volgens (e). De onderkant van de trajecten I en II ligt in dit geval op 3.8 * Deq beneden het paalpuntniveau. qc;iii;gem = Gemiddelde minimale waarde van de conusweerstanden over traject 7.0 MPa III lopend van paalpuntniveau tot 8.0 * Deq boven het paalpuntniveau, volgens (e). De maximum puntdraagkracht bedraagt volgens (c): Rb;cal;max = Apunt * qb;max * 1000 = 706 kn in dit geval: Apunt = Oppervlak van de paalpunt m2 Schachtwrijving De maximum schachtwrijving bedraagt volgens (i): qs;max;z = αs * qc;z;a = MPa in dit geval: αs = Factor volgens tabel 7.e voor zand en grind en volgens tabel 7.d voor klei, leem en veen, volgens (i). qc;z;a = Gemiddelde waarde van de afgesnoten conusweerstanden over het 9.9 MPa het traject waarover schachtwrijving wordt berekend, volgens (i). Rapportnummer rap Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39, Dronten Pagina 5

6 De maximum schachtwrijvingskracht bedraagt volgens (c): Rs;cal;max = Os;ΔL;gem * qs;max;z * ΔL * 1000 = 148 kn Os;ΔL;gem in dit geval: = Gemiddelde omtrek van de paalschacht over het traject waarover de m schachtwrijving wordt berekend, volgens (c). ΔL = Lengte van het traject waarover de schachtwrijving wordt 1.49 m berekend, volgens (c). In dit geval van 6.51 m - NAP tot 8.00 m - NAP. Rs;cal;max / Rb;cal;max = 0.21 Draagkracht De maximum draagkracht bedraagt volgens (c): Rc;cal = Rb;cal;max + Rs;cal;max = 854 kn De karakteristieke waarde voor de draagkracht bedraagt volgens (5): Rc;k = Rc;cal / ξ3 = 614 kn in dit geval: ξ3, ξ4 = Correlatiefactor voor de bepaling van karakteristieke waarden uit sonderingen voor een niet stijf bouwwerk, volgens tabel A.10.a. Opmerking: Het paalpuntniveau wordt per sondering wordt bepaald n=1 en ξ3 = ξ4. De rekenwaarde voor de maximale draagkracht bedraagt volgens (3 en 4): Rc;d = Rb;k / γb + Rs;k / γs = Rc;k / γt = 512 kn in dit geval: γt = Totale/gecombineerde partiële weerstandsfactor voor op druk 0 belaste palen, volgens A Voor geheide palen volgens tabel A.6 combinatie R3c. Voor geboorde palen volgens tabel A.7 combinatie R3c. Voor schroefpalen type avegaar volgens tabel A.8 combinatie R3c. De rekenwaarde van de netto draagkracht bedraagt: Rc;net;d = Rc;d - Fnk;d = 512 kn in dit geval: Fnk;d = Rekenwaarde paalbelasting door negatieve kleef 0 kn Lastzakkingsrelaties grenstoestand GEO volgens (h) <------zakking------>< draagkracht GT GEO > sb sel s1 Rb Rs Ftot;d mm mm mm kn kn kn sb = Zakking paalpunt als gevolg van Ftot;d, volgens (i). sel = Elastische verkorting van de paalschacht als gevolg van de gemiddelde normaalkracht in de paal bepaald uit Ftot;d, volgens (j). s1 = sb + sel, volgens (h). Rb = Kracht op de paalpunt, volgens figuur 7.n. Rs = Schuifkracht op de paalschacht, volgens figuur 7.o. Ftot;d = Rekenwaarde paalbelasting inclusief negatieve kleef (Rb + Rs) Grenstoestand GEO: Rekenwaarde maximum draagkracht Rekenwaarde paalbelasting door negatieve kleef Rekenwaarde netto draagkracht Rekenwaarde belasting op de paalkop exclusief Fnk;d Rekenwaarde paalbelasting, inclusief Fnk;d (afgeleid) Zakking paalkop als gevolg van Ftot;d Rc;d = 512 kn Fnk;d = 0 kn Rc;net;d = 512 kn Fd = 512 kn Ftot;d = 512 kn s1 = 31.5 mm Indien Fd tot 512 kn beperkt blijft wordt aan zowel grenstoestand STR als aan grenstoestand GEO voldaan. Rapportnummer rap Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39, Dronten Pagina 6

7 Lastzakkingsrelaties grenstoestand SLS volgens (h) <------zakking------>< draagkracht GT SLS > sb sel s1 Rb Rs Ftot;rep mm mm mm kn kn kn sb = Zakking paalpunt als gevolg van Ftot;rep, volgens (i). sel = Elastische verkorting van de paalschacht als gevolg van de gemiddelde normaalkracht in de paal bepaald uit Ftot;rep, volgens (j). s1 = sb + sel, volgens (h). Rb = Kracht op de paalpunt, volgens figuur 7.n. Rs = Schuifkracht op de paalschacht, volgens figuur 7.o. Ftot;rep = Representatieve waarde paalbelasting inclusief negatieve kleef (Rb + Rs) Grenstoestand SLS: Karakteristieke waarde maximum draagkracht Rc;k = 614 kn Rekenwaarde belasting op de paalkop, als bij GT GEO Fd = 512 kn Gemiddelde belastingsfactor γgem = 1.30 Representatieve waarde belasting op de paalkop exclusief Fnk;rep Frep = 394 kn Representatieve waarde paalbelasting door negatieve kleef Fnk;rep = 0 kn Representatieve waarde paalbelasting inclusief Fnk;rep (afgeleid) Ftot;rep = 394 kn Zakking paalkop als gevolg van Ftot;rep s1 = 6.6 mm De veerstijfheid voor grenstoestand SLS bij een paalbelasting Ftot;rep bedraagt: k1 = Ftot;rep / s1 = 60.1 kn/mm Deze waarde geldt voor een alleenstaande paal. Voor eventuele paalgroepen moet een reductie worden toegepast. Uitvoering Uitvoering dient bij voorkeur door een gerenommeerd heibedrijf te geschieden. Het heiwerk van de geadviseerde palen kan worden uitgevoerd met behulp van een traploos regelbare heiblok van het type Junttan HHK-3 of gelijkwaardig De gelijkwaardigheid van een eventueel alternatief dient voor aanvang van het heiwerk te worden getoetst. Het energieniveau c.q. de valhoogte van het blok dient zodanig te worden ingesteld dat op het geadviseerde paalpuntniveau goed interpreteerbare kalenderwaardes kunnen worden gerealiseerd. Bij goed interpreteerbare kalenderwaardes zijn 15 á 40 klappen nodig zijn om de paalkop 0.25 m dieper te heien. Als voor het realiseren van eindkalenders van ten minste 15 valhoogtes van minder dan 0.20 m moeten worden toegepast is het blok te zwaar en dient het door een minder zwaar blok te worden vervangen. Geadviseerd wordt de eerste paal ter plaatse van een sondering te heien en deze, voor zover praktisch, over de volle lengte van de paal te kalenderen referentiepaal. De heiweerstand en de eindkalender op het voor deze paal geadviseerde paalpuntniveau zijn dan maatgevend voor vergelijkbare palen die in de directe omgeving van de betreffende sondering worden geheid. Voor alle overige palen die in de directe omgeving van een sondering worden geheid geldt dat ze referentiepaal zijn voor vergelijkbare palen die binnen het invloedsgebied van de betreffende sonderingen worden geheid. Van elke paal dienen de kalenderwaardes over ten minste de laatste 2.50 m te worden vastgelegd. Rapportnummer rap Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39, Dronten Pagina 7

8 Voor palen in de directe omgeving van een sondering referentiepalen en palen die op trek worden belast dienen de kalenderwaarde, voor zover praktisch, over de gehele lengte van de paal te worden vastgelegd. Tijdens het kalenderen van de palen dienen zowel de valhoogte van het blok alsmede het aantal klappen per minuut steeds gelijk te zijn. De valhoogte van het blok dient gelijk te zijn aan die waarmee referentiepalen c.q. vergelijkbare palen die in de directe omgeving van de dichtstbijzijnde sondering zijn geheid. Het aantal klappen per minuut dient tot circa 60 te worden beperkt. Bij sprongen in het paalpuntniveau adviseren wij de heiroute zodanig te kiezen dat van laag naar hoog kan worden geheid. Uitgangspunt bij de berekening van de draagkracht van de palen is dat er niet zal worden voorgeboord. Heien naast belendingen Het heien van palen veroorzaakt trillingen. Bij het opstellen van dit funderingsadvies is er van uitgegaan dat er in de directe omgeving van het heiwerk geen trillings- en/of zettingsgevoelige belendingen of objecten aanwezig zijn en er dus geheid kan en mag worden. In hoeverre deze aanname al of niet correct is dient door een constructeur te worden getoetst. In twijfelgevallen is overleg met IJB Geotechniek BV gewenst. Heibegeleiding Gezien de variabele bodemgesteldheid en het belang van een betrouwbare fundering voor het bouwwerk is deskundig toezicht tijdens de uitvoering van het heiwerk noodzakelijk. Kalenderen door de heier heeft niet onze voorkeur. Voor wat betreft de taken en verantwoordelijkheden van de toezichthouder wordt verwezen naar CUR aanbeveling 114 (Toezicht op de realisatie van paalfunderingen, 2009). Rapportnummer rap Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39, Dronten Pagina 8

9 Bijlage: Grondonderzoek opdrachtnummer Rapportnummer rap Nieuwbouw bedrijfspand, Educalaan 39, Dronten Pagina 9

10 Opdracht nr.: Sondering: 1 Werkomschrijving: Educalaan 39, Nieuwbouw Hoogte maaiveld: m t.o.v. N.A.P. Plaats: Dronten Datum: Tijd: 9:13 helling α -3 CONUSWEERSTAND [MPa] Diepte in meters t.o.v. N.A.P Postbus 210, 8530 AE Lemmer, Telefoon , Fax info@ijbgroep.nl sondering volgens NEN 5140 Klasse 2 Diepte is met de helling gecorrigeerd conform NEN 5140 conus type: SUB-15 conus nr.: Bereik max Punt Kleef Watersp Helling [MPa] [MPa] [MPa] [ ]

11 Opdracht nr.: Sondering: 2 Werkomschrijving: Educalaan 39, Nieuwbouw Hoogte maaiveld: m t.o.v. N.A.P. Plaats: Dronten Datum: Tijd: 10:08 helling α -3 CONUSWEERSTAND [MPa] Diepte in meters t.o.v. N.A.P Postbus 210, 8530 AE Lemmer, Telefoon , Fax info@ijbgroep.nl sondering volgens NEN 5140 Klasse 2 Diepte is met de helling gecorrigeerd conform NEN 5140 conus type: SUB-15 conus nr.: Bereik max Punt Kleef Watersp Helling [MPa] [MPa] [MPa] [ ]

12 -3 Opdracht nr.: Hoogte maaiveld: Sondering: 3 Werkomschrijving: Educalaan 39, Nieuwbouw m t.o.v. N.A.P. Plaats: Datum: Dronten Tijd: 9:31 PLAATSELIJKE WRIJVING [MPa] WRIJVINGSGETAL [%] CONUSWEERSTAND [MPa] helling α Diepte in meters t.o.v. N.A.P Postbus 210, 8530 AE Lemmer, Telefoon , Fax info@ijbgroep.nl sondering volgens NEN 5140 Klasse 2 Diepte is met de helling gecorrigeerd conform NEN 5140 conus type: SUB-15 conus nr.: Bereik max Punt Kleef Watersp Helling [MPa] [MPa] [MPa] [ ]

13 Opdracht nr.: Sondering: 4 Werkomschrijving: Educalaan 39, Nieuwbouw Hoogte maaiveld: m t.o.v. N.A.P. Plaats: Dronten Datum: Tijd: 10:27 helling α -3 CONUSWEERSTAND [MPa] Diepte in meters t.o.v. N.A.P Postbus 210, 8530 AE Lemmer, Telefoon , Fax info@ijbgroep.nl sondering volgens NEN 5140 Klasse 2 Diepte is met de helling gecorrigeerd conform NEN 5140 conus type: SUB-15 conus nr.: Bereik max Punt Kleef Watersp Helling [MPa] [MPa] [MPa] [ ]

14 Opdracht nr.: Sondering: 5 Werkomschrijving: Educalaan 39, Nieuwbouw Hoogte maaiveld: m t.o.v. N.A.P. Plaats: Dronten Datum: Tijd: 9:48 helling α -3 CONUSWEERSTAND [MPa] Diepte in meters t.o.v. N.A.P Postbus 210, 8530 AE Lemmer, Telefoon , Fax info@ijbgroep.nl sondering volgens NEN 5140 Klasse 2 Diepte is met de helling gecorrigeerd conform NEN 5140 conus type: SUB-15 conus nr.: Bereik max Punt Kleef Watersp Helling [MPa] [MPa] [MPa] [ ]

15 Opdracht nr.: Sondering: 6 Werkomschrijving: Educalaan 39, Nieuwbouw Hoogte maaiveld: m t.o.v. N.A.P. Plaats: Dronten Datum: Tijd: 10:46 helling α -3 CONUSWEERSTAND [MPa] Diepte in meters t.o.v. N.A.P Postbus 210, 8530 AE Lemmer, Telefoon , Fax info@ijbgroep.nl sondering volgens NEN 5140 Klasse 2 Diepte is met de helling gecorrigeerd conform NEN 5140 conus type: SUB-15 conus nr.: Bereik max Punt Kleef Watersp Helling [MPa] [MPa] [MPa] [ ]

16 37 Kruin weg = N.A.P. Kruin weg = N.A.P. 2 7,65 1 6,40 15,42 6,25 25, , Sond. nr. X-waarde Y-waarde Z-waarde geotechniek IJS SEL EERBETON

17 Legenda Sonderingen Sondering Sondering met plaatselijke kleefmeting Niet uitgevoerde sondering Waterspanningsmeting Sondering met boring Boringen Boring Niet uitgevoerde boring Boring met peilbuis Peilmerken Put Vast punt (dorpel, kruin weg, vloerpeil, etc.)