Controle op de verdichting van ophogingen met licht dynamisch sondeerapparaat van het type PANDA

Transcriptie

1 12 september 2013 Controle op de verdichting van ophogingen met licht dynamisch sondeerapparaat van het type PANDA JANSSENS B., DETHY B., THEYS Fr. OCW WELTER Ph., JASPAR G. SPW-Division de la Géotechnique

2 Inleiding Doelstelling van de overeenkomst tussen SPW (Direction Géotechnique) en OCW Opname van licht dynamisch sondeerapparaat met variabele energie van het type PANDA in de nieuwe versie van het Waalse standaardbestek CCT QUALIROUTES als middel voor de controle op de verdichting van ophogingen 2

3 Inleiding Uittreksel uit E van RW 99 (2004) en QUALIROUTES (2012) (en vrije Nederlandse vertaling) Critère (Criterium) Coefficient de compressibilité (M1) (Samendrukbaarheidsmodulus M1) Couche de remblai (Ophogingslaag) 11 MPa (droite OA) (11 MPa - rechte OA) Fond de coffre (mètre supérieur du remblai) (Baanbed Bovenste m van ophoging) 17 MPa (droite OB) (17 MPa - rechte OB) Taux de compactage (Verdichtingsgraad) 95 % OPN (95 % NPO) 98 % OPN (98 % NPO) Pénétromètre CRR (OCW-slagsonde) Sols: X 20 mm/cp (Grond: X 20 mm/slag) Sable: X 40 mm/cp (Zand: X 40 mm/slag) Sols: X 12 mm/cp (Grond: X 12 mm/slag) Sable: X 24 mm/cp (Zand: X 24 mm/cp) Pénétromètre à énergie variable (type PANDA) (Sondeerapparaat met variabele energie van het type PANDA) Selon étude particulière conforme à la norme française NF P Objectif q4 selon NF P (Volgens bijzonder onderzoek in overeenstemming met de Franse norm NF P Doelstelling q4 volgens NF P98-331) Nieuw criterium Selon étude particulière conforme à la norme française NF P Objectif q3 selon NF P (Volgens bijzonder onderzoek in overeenstemming met de Franse norm NF P Doelstelling q3 volgens NF P98-331) 3

4 Inleiding Principe van het PANDAsondeerapparaat 4

5 Diepte (m) Inleiding Puntweerstand (MPa) Interpretatie van de resultaten Terreinverkenning Controle op de verdichting (referentiekrommen) Kenmerking van de referentiekromme Weerstand aan het oppervlak(q d0 ) Kritische diepte (Z c ) Weerstand voorbij kritische diepte (q d ) Invloedsfactoren Aard van de materialen Watergehalte Verdichtingsgraad (q in Frankrijk) 5

6 Inleiding Diverse moeilijkheden 1) Moeilijke correlatie tussen classificaties Franse classificatie Belgische classificatie 6

7 Inleiding 2) Moeilijke of zelfs onmogelijke interpretatie van het watergehalte (vochttoestand van het materiaal) tijdens de beproeving (behalve bij monsternemingen) 7

8 Inleiding 3) Resultaten van de twee voorgaande overeenkomsten met ULG (overwegend laboratoriumproeven) Lagere kritische diepte q d -waarden Gezien de voornoemde moeilijkheden: aanleg van proefvak noodzakelijk 8

9 Proefvak Plaats: SAGREX-terrein in Quenast Toegepaste materialen: drie soorten Natuurzand: zandgroeve van Mont-Saint-Guibert Dolomietbrekerzand: brekerinstallatie van de SAGREX-groeve in Marche-les-Dames Met kalk behandelde leem (2 %): dekleem uit de Tellier des Prés-groeve (Soignies) en Proviacalkalk van het type CL90-Q 9

10 Proefvak Opdeling in percelen Vijf verdichtingsgradaties: aantal werkgangen Zes lagen van 30 cm dik Brekerzand Met kalk behandelde leem (2 %) Zuiver zand 10 werkgangen SC P10 Cx LT P10 Cx SP P10 Cx 8 werkgangen SC P8 Cx LT P8 Cx SP P8 Cx Laagopdeling in percelen 6 werkgangen SC P6 Cx LT P6 Cx SP P6 Cx 4 werkgangen SC P4 Cx LT P4 Cx SP P4 Cx 2 werkgangen SC P2 Cx LT P2 Cx SP P2 Cx 10

11 Proefvak Geregelde proeven per perceel 1 monsterneming met snijringmethode + watergehalte Op 3 locaties gammadichtheidsmetingen in stappen van 5 cm 1 proef met Belgische statische belastingsplaat 3 proeven met Duitse lichte dynamische belastingsplaat 4 PANDA-proeven: 2 met een punt van 2 cm², 2 met een punt van 4 cm² 1 proef met lichte OCW-slagsonde Occasionele proeven PANDA-proef met automatische slagsonde: punt van 4 cm² Lichte deflectiemeter PRIMA L-FWD 100 Handboring met monsterneming en watergehalte (top) Conusproeven 200 kn (top) 11

12 Belgische statische plaatbelastingsproef Lichte OCW-slagsonde PANDA-proef Gammadichtheidsmeter Duitse dynamische plaatbelastingsproef Snijringmethode 12

13 Diepte Verdichtingsgraad (% NPO-dichtheid) Resultaten Natuurzand (Mont-Saint-Guibert) Grondonderkenning II. Grove grond/b5 tot B2 Homometrisch materiaal Optimaal (NPO) en gemiddeld gehalte: 15,3-12,5 % = droge toestand Dichtheid Snijringmethode: toename tot 8 werkgangen (96,8 %) + baanbedcriterium niet bereikt Gammadichtheidsmeter 0 10 cm: toename (94,7 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt Gammadichtheidsmeter cm: toename (95 - > 97, 2%) + baanbedcriterium niet bereikt Zuiver zand Verloop van de verdichting als functie van het aantal werkgangen Meting met snijringmethode Gammadichtheidsmeting, 10 cm diep Gammadichtheidsmeting, 10 tot 25 cm diep Aantal werkgangen Zuiver zand Verloop van de verdichting als functie van de diepte 0 90,00 92,00 94,00 96,00 98,00 100,00 Verdichtingsgraad in stappen van 5 cm (% NPO-dichtheid) Werkgang 2 Werkgang 4 Werkgang 6 Werkgang 8 Werkgang 10 Gecorrigeerde werkgang 2 13

14 Resultaten Natuurzand Draagvermogen Belgische statische plaatbelastingsproef: toename M1 (8,1-14,1 MPa) + baanbedcriterium (17 MPa) niet bereikt + hoge M2/M1-verhouding Duitse dynamische plaatbelastingsproef: toename E vd (23-31 MPa) + Duits baanbedcriterium (40 MPa) niet bereikt 14

15 Resultaten Diepte (m) Natuurzand Conusweerstand PANDA-proef Waarde < referentiekromme B5 s Trapgewijze toename in de laag Geen noemenswaardig verschil tussen punten Voorstel voor twee referentiekrommen Puntweerstand (MPa) 15

16 Resultaten Natuurzand Lichte OCW-slagsonde Waarde << criterium in standaardbestekken Vergelijkbare kromme als PANDA-proef Trapgewijze toename in de laag Voorstel voor twee referentiekrommen +50 Indrijving X mm/slag w (%) Waarnemingen 0 Baanbed Ophogingslaag ,0 11,6 Laag 6 (M1 = 14,2 MPa) Laag 5 (M1 = 16,7 MPa) Laag 4 (M1 = 12,1 MPa) ,0 Laag 3 (M1 = 7,14 MPa) Laag 2 (M1 = 11,8 MPa) ,3 Laag 1 (M1 = 15,2 MPa) Onderste laag h (mm) Monsters voor de bepaling van het watergehalte Monsters voor de grondonderkenning 16

17 Resultaten Natuurzand Conusproef Vergelijkbare kromme als PANDA-proef Grotere kritische diepte 17

18 Resultaten Natuurzand Samenvattend overzicht 18

19 Resultaten Brekerzand Grondonderkenning II. Grove grond/d1 Optimaal (NPO) en gemiddeld gehalte: 7,9-5,3% = droge toestand Dichtheid Snijringmethode: geringe variatie (86 89 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt Gammadichtheidsmeter 0-10 cm: toename (88 91 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt Gammadichtheidsmeter cm: toename (91 96 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt (behalve voor ophoging na 10 werkgangen) 19

20 Resultaten Brekerzand Draagvermogen Belgische statische plaatbelastingsproef: toename M1 (12-16 MPa) + baanbedcriterium niet bereikt + hoge M2/M1-verhouding Duitse dynamische plaatbelastingsproef: toename E vd (22-31 MPa) + Duits baanbedcriterium niet bereikt 20

21 Resultaten Brekerzand Conusweerstand PANDA-proef Waarde < referentiekromme D1 Trapgewijze toename in de laag Geen noemenswaardige verschillen tussen punten Bevestiging van de OCW-referentiekrommen Lichte OCW-slagsonde Conusproef Waarde << criterium in de standaardbestekken Vergelijkbare kromme als PANDA-proef Trapgewijze toename in de laag Bevestiging van de OCW-referentiekrommen Vergelijkbaar verloop Correlatie q d PANDA 4 cm² - q c : q d = 0,8468 q c (R² = 0,9642) 21

22 Resultaten Brekerzand Samenvattend overzicht 22

23 Resultaten Met kalk behandelde leem Grondonderkenning I. Fijne grond/a1-a2 (zuivere grond) Optimaal (NPO) en gemiddeld gehalte: van 19,4-20 tot 27 %=vochtige toestand (mengsel) Dichtheid Snijringmethode: toename (87-94 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt Gammadichtheidsmeter 0 10 cm: toename (90,8 98,4 %) + ophogings- en baanbedcriteria gedeeltelijk bereikt (na resp. 6 en 10 werkgangen) Gammadichtheidsmeter 10 25cm: lage waarden, wellicht als gevolg van te lichte verdichtingsmachine 23

24 Resultaten Met kalk behandelde leem Draagvermogen Belgische statische plaatbelastingsproef: toename M1 (31-58 MPa) + ophogings- en baanbedcriteria bereikt + lage M2/M1-verhouding (2,1 2,5) Duitse dynamische plaatbelastingsproef: toename E vd (40-78 MPa) + Duits baanbedcriterium bereikt 24

25 Diepte (m) Diepte (m) Resultaten Puntweerstand (MPa) Met kalk behandelde leem Conusweerstand PANDA-proef Waarde = referentiekrommen A1 en B5 s Geen klassiek verloop Onderscheiden van alle lagen Geen noemenswaardig verschil tussen punten Geen voorstel voor referentiekrommen Waarden evolueren in de tijd Puntweerstand (MPa) 25

26 Resultaten Indrijving X mm/slag w (%) Waarnemingen Met kalk behandelde leem Lichte OCW-slagsonde Waarden = criterium leem in standaardbestekken Vergelijkbare kromme als voor klassiek criterium Baanbed Ophogingslaag 22,9 Laag 6 (M1 = 46,9 MPa) Laag 5 (M1 = 24,9 MPa) Onderscheiden van alle lagen ,8 Laag 4 (M1 = 69,4 MPa) Voorstel voor conusweerstandscriteria (behandelde grond) ,2 Laag 3 (M1 = 7,14 MPa) Laag 2 (M1 = 51,5 MPa) X ophogingslaag < 15 mm/slag ,2 Laag 1 (M1 = 61,4 MPa) X baanbed < 12,5 mm/slag Onderste laag Conusproef Vergelijkbaar verloop als klassieke PANDA-krommen (kritische diepte 0,4-0,6 m) Correlatie: q d4 cm² = 1,2585 q c (R²: 0,9083) h (mm) Monsters voor de bepaling van het watergehalte Monsters voor de grondonderkenning 26

27 Resultaten Met kalk behandelde leem Samenvattend overzicht Noot: bij de interpretatie van de doeltreffendheid van de behandeling dient rekening te worden gehouden met de zeer ongunstige vochttoestand van de oorspronkelijke leemgrond, de onaangepaste verdichtingsmachine en de behandeling met menger enkele dagen voordien. 27

28 Samenvatting en conclusie Proefvak maakte het volgende mogelijk: bepaling in een eerste benadering van PANDA-referentiekrommen voor zand. Aanvullende toetsingsproeven zijn nodig. Voor behandelde grond konden geen vergelijkbare krommen worden bepaald; voorstel voor nieuwe referentiekrommen voor lichte OCWslagsonde voor zand en behandelde grond. Aanvullende toetsingsproeven zijn nodig; correleren van dynamische (q d ) en statische (q c ) slagsonden; aantonen van verschillen tussen de methoden voor de controle op de verdichting van ophogingen. 28

29 Dank u voor uw aandacht 29