Geotechnisch advies Ontwikkeling Brede School te Diemen Concept 2

Transcriptie

1 Geotechnisch advies Ontwikkeling Brede School te Diemen Concept 2 11 maart 2016

2 Geotechnisch advies Ontwikkeling Brede School te Diemen Concept 2 In opdracht van Gemeente Diemen Opgesteld door Eline Heemskerk Projectnummer M15B0269 Documentnaam m15b0269.r02 Geotechnisch advies_c4.docx Datum 11 maart 2016 Versie Vrijgegeven door Paraaf Datum 2 Adriaan Veer 11 maart 2016 Postadres Postbus AG DELFT T Bezoekadres Poortweg PA DELFT KVK Haaglanden BNP Paribas IBAN NL 75 BNP A /BIC BNPANL2A MWH is ISO 9001:2008 en VCA* gecertificeerd Datum 11 maart 2016

3 Inhoudsopgave 1 Inleiding 1 2 Gegevens en uitgangspunten Beschikbare gegevens (Maaiveld)hoogtes Bodemopbouw Water Verhardingsconstructie Planning en restzettingseis Verticale drainage 9 3 Zettingsberekeningen Algemeen Verhoging effectieve korrelspanning Zettingsmodel Schoolplein Slootdemping 16 4 Monitoring Doel Meetpunten Metingen en frequentie Interpretatie 21 5 Uitvoeringsaanbevelingen 22 6 Stabiliteit 23 Datum 11 maart 2016

4 1 Inleiding De gemeente Diemen gaat de Brede School realiseren. Het naastgelegen terrein wordt daarbij heringericht. MWH is gevraagd een geotechnisch advies voor de herinrichting op te stellen ter bepaling van de toekomstige maaiveldhoogte, de omvang van een voorbelasting en de toetsing van de stabiliteit van de watergang langs de Sportlaan. Op basis van de resultaten van een grondonderzoek, de polderpeilen en de huidige maaiveldhoogte wordt de optimale toekomstige maaiveldhoogte bepaald. Hiertoe wordt een voorbelasting uitgewerkt waarin de omvang van een voorbelasting of andere zettingsversnellende maatregelen worden beschouwd bij verschillende toekomstige maaiveldhoogtes. Langs de Sportlaan ligt een watergang welke waarschijnlijk wordt verdiept en/of verbreedt. Getoetst wordt of de stabiliteit van het talud en de verharding op deze dijk in de nieuwe situatie nog voldoet. Hiervoor worden, nadat verdere ontwerpgegevens beschikbaar zijn, stabiliteitsberekeningen uitgevoerd. Locatiebeschrijving De projectlocatie is gelegen aan de Sportlaan in Diemen nabij de sportvelden. De voorlopige inrichting van de toekomstige situatie is weergegeven in de volgende figuur. In geel is de voorlopige locatie van de school. De aan te leggen of te verbreden of verdiepen watergangen zijn weergegeven in blauw. De rest van de inrichting zoals de parkeerplaatsen zijn zwart omlijnd. De watergang ter plaatse van de toekomstige parkeerplaatsen wordt gedempt. Figuur 1: Detail plan voorlopige inrichting (Bron: gemeente Diemen) Datum 11 maart

5 Leeswijzer In hoofdstuk 2 worden de beschikbare gegevens en uitgangspunten van de beschouwingen benoemd. In hoofdstuk 3 zijn de zettingsberekeningen uitgewerkt. In Hoofdstuk 4 wordt ingegaan op de monitoring en in hoofdstuk 5 staan enkele algemene aanbevelingen met betrekking tot de uitvoering. De stabiliteit van de Sportlaan is in hoofdstuk 6 uitgewerkt (nadat een voorlopig of definitief ontwerp ter beschikking is gesteld). Datum 11 maart

6 2 Gegevens en uitgangspunten 2.1 Beschikbare gegevens Er zijn op de projectlocatie verschillende onderzoeken uitgevoerd. De voor dit onderzoek relevante documenten zijn: Grondonderzoek Fugro sonderingen en ondiepe boringen, , uitgevoerd op 1 en 2 februari Verkennend bodemonderzoek MWH ondiepe boringen, M15B0269, uitgevoerd op 1 februari Tekening Waterhuishouding Advin, INF , THK-SPK-006, revisie A van 12 januari Op deze tekening zijn waterpeilen weergegeven en dieptes van de (harde) waterbodem. De in de berekeningen gehanteerde uitgangspunten zijn in de volgende paragrafen nader toegelicht. De uitgangspunten zijn bepaald op basis van de door de opdrachtgever ter beschikking gestelde documenten en op basis van openbaar beschikbare gegevens. 2.2 (Maaiveld)hoogtes Huidige hoogtes Voor het bepalen van de huidige hoogte is gebruik gemaakt van de door de gemeente ingemeten hoogtes, NAPhoogtes die gemeten zijn ter plaatse van de sonderingen en boringen en op basis van het AHN. Figuur 2: Maaiveldhoogtes (Bron: AHN2) Op basis van de beschikbare gegevens blijkt dat de maaiveldhoogte ter plaatse van de school globaal varieert van NAP-1,8 m tot NAP-1,9 m. In de berekeningen is uitgegaan van beide niveaus om de invloed van de variaties inzichtelijk te maken. Datum 11 maart

7 Toekomstige hoogtes Om een goede keuze te maken voor de toekomstige hoogtes, zijn meerdere situaties beschouwd. Het uitgangspunt bij de berekeningen is een toekomstige hoogte van NAP-1,70 m. Vervolgens worden de mogelijkheden en consequenties van een hoger niveau beschouwd. Bodemdiepte en breedte te dempen watergang In een Verkennend waterbodemonderzoek dat door Grondslag BV is uitgevoerd, is de diepte van de watergang inclusief de dikte van de sliblaag op verschillende plaatsen gemeten. Ter plaatse van de te dempen watergang zijn de volgende slibboringen uitgevoerd. Figuur 3: Boringen in de te dempen watergang Op basis van deze resultaten wordt geconcludeerd dat de vaste waterbodem op een diepte van 0,7 à 0,9 m onder het waterniveau is aangetroffen. In de berekeningen is uitgegaan van een vaste waterbodem op 0,90 m onder het waterniveau, dus circa NAP-3,3 m à NAP-3,5 m, op basis van de gemeten waterpeilen van circa NAP-2,60 m. De te dempen watergang heeft een breedte op de waterlijn van circa 3,0 meter. 2.3 Bodemopbouw De in de berekeningen gehanteerde bodemopbouw ter plaatse van de school is gebaseerd op de maatgevende sondering DKM2. Een gedeelte van deze sondering is weergegeven in de volgende figuur. Gezien de relatief geringe verschillen tussen de sonderingen, is deze sondering ook gebruikt voor de berekeningen van de slootdemping. Datum 11 maart

8 Figuur 4: Sondering DKM2 De bodemschematisatie en karakteristieke waarden van de zettingsparameters zijn gepresenteerd in de volgende tabel. Deze waarden zijn gebaseerd op het beschikbare grondonderzoek, tabel 2.b van NEN C1 (Eurocode 7 met nationale bijlage) en op basis van ervaring. Het gebruik van karakteristieke waarden in de zettingsberekeningen betekent dat de verwachting is dat werkelijk optredende zettingen kleiner zijn dan de berekende zettingen. In de zettingsberekeningen is uitgegaan van een freatische grondwaterstand op NAP-2,4 m, gelijk aan het polderpeil. Mede omdat tijdens de uitvoering van de handboringen en op het AHN lagere waterstanden zijn aangetroffen, wordt verwacht dat de maximaal in het verleden opgetreden korrelspanningen groter zijn dan de actuele korrelspanning. Bij de berekeningen uitgegaan van een POP (Pre Overburden Pressure) van 4 kn/m 2. Datum 11 maart

9 Tabel 1: Geschematiseerde bodemopbouw op basis van sondering DKM2 Diepte (m t.o.v. NAP) Classificatie Volumiek gewicht (kn/m³) C p C s cv (m²/s) -1,9 tot -2,6 * Toplaag zand 17 / >> gedraineerd -2,6 tot -6,4 Veen, slap tot matig 11 / ,4 tot -9,2 Klei, schoon, slap ,2 tot -9,5 Veen, matig 12 7, ,5 tot -15,0 Zand, matig vast gepakt (1 ste WVP) >> gedraineerd * Dit zijn de hoogtes van een min of meer worst case model. De berekeningen zijn ook uitgevoerd bij een maaiveldhoogte van NAP-1,9 m en een zandlaag tot NAP-3,1m. De gekozen c v waarden resulteren in een hydrodynamische periode van circa 8 jaar. Voor zand als ophoogmateriaal is uitgegaan van een volumegewicht van 18 kn/m 3 (droog) en 20 kn/m 3 (verzadigd). Voor puin, de mogelijke verharding van een tijdelijk parkeerterrein, is uitgegaan van een volumegewicht van 20 kn/m Water Open water Het polderpeil op de projectlocatie is NAP-2,40 m. Deze waarde staat ook op de tekening Waterhuishouding van Advin. Tijdens de uitvoering van het grondonderzoek op 1 februari 2016 is het oppervlaktewaterpeil gepeild op NAP-2,61 m. Dit niveau komt overeen met het de waarde die op basis van het AHN bepaald. Freatisch grondwater Tijdens de uitvoering van de boringen HB4 en HB6 is de grondwaterstand in de boorgaten gepeild op respectievelijk NAP-2,51 m en NAP-2,39 m. De freatische grondwaterstand geeft in het boorgat tijdens de uitvoering van de boringen mogelijk een verstoord beeld. De freatische grondwaterstand is sterk afhankelijk van het oppervlaktewaterpeil. Gezien het gemeten oppervlaktewaterpeil van NAP-2,61 m en het polderpeil van NAP-2,40 m, zijn de in de boorgaten gemeten freatische grondwaterstanden wel reëel. In de zettingsberekeningen is uitgegaan van een freatische grondwaterstand op NAP-2,40 m. Spanningswater De dichtstbijzijnde peilbuis in het eerste watervoerend pakket uit DINOloket ligt op een afstand van ongeveer 950 meter ten zuidoosten van de projectlocatie. De volgende figuur toont de gemeten stijghoogtes in de peilbuis. Datum 11 maart

10 Figuur 5: Metingen van de stijghoogte in het eerste watervoerend pakket (filterstelling van circa NAP-11 m tot NAP-13 m) De isohypsen van het eerste watervoerend pakket op 28 april 1995 zijn weergegeven in de volgende figuur. Figuur 6: Isohypsen van het eerste watervoerend pakket op 28 april 1995 nabij de projectlocatie (rode ster) Datum 11 maart

11 De metingen in de peilbuis komen vrij goed overeen met de isohypsen van het eerste watervoerend pakket. In de zettingsberekeningen wordt uitgegaan van een stijghoogte van NAP-2,40 m. 2.5 Verhardingsconstructie Huidige constructie Het huidige terrein ter plaatse van het toekomstige schoolplein is bestraat met klinkers. Op basis van de sonderingen en boringen ter plaatse van de school, wordt geconcludeerd dat de zanddikte varieert van 0,5 meter tot 1,5 meter. De gemiddelde zanddikte is ongeveer 0,8 meter. Toekomstige constructie schoolplein Het toekomstige schoolplein ligt ter plaatse van een huidig parkeerterrein. De gemeente heeft aangegeven dat tot de start van de bouw een, al dan niet tijdelijk, parkeerterrein beschikbaar dient te zijn. In paragraaf 3.4 wordt hier nader op ingegaan. Afhankelijk van de fasering resulteert dit in de volgende opbouw van de toekomstige verhardingsconstructie: 0,05 m tegels; 0,05 m breker- of staatzand; eventueel een puinfundering (dikte afhankelijk van de fasering en opgetreden zettingen); ten minste 0,60 m zand (huidig pakket). De aanleghoogte van het schoolplein is nog niet vastgesteld. De gemeente heeft bepaald dat een aanlegniveau van NAP-1,70 m acceptabel is, maar dat een enigszins hoger niveau de voorkeur heeft. De zettingsberekeningen zijn uitgevoerd voor drie verschillende niveaus; NAP-1,70 m, NAP-1,65 m en NAP-1,55 m. De aanleghoogte wordt mede bepaald door de kosten van de maatregelen om te restzettingen te beperken. Toekomstige constructie wegen Voor de wegen is uitgegaan van de volgende opbouw van de verhardingsconstructie: 0,08 m elementenverharding; 0,04 m brekerzand; 0,25 m menggranulaat; 0,70 m zand. Toekomstige constructie parkeerplaatsen 0,08 m elementenverharding (grasbetonstenen); 0,70 m zand. Voordat de voorbelasting wordt aangebracht, wordt ter plaatse van bermen tussen de huidige parkeerplaatsen en de watergang het zandcunet voor de toekomstige parkeerplaatsen aangebracht. Voor de aanleghoogte van de wegen en parkeerplaatsen is uitgegaan van NAP-1,80 m bij de as van de rijbaan. Datum 11 maart

12 2.6 Planning en restzettingseis Schoolplein De beschikbare tijd voor een voorbelasting is één jaar. Na dit jaar begint de bouw van de school en moet een echte overhoogte worden verwijderd. Bij de berekeningen is ervan uitgegaan dat tijdens de bouw het terrein een of twee decimeter hoger kan liggen dan het definitieve peil en dat in deze periode nog enige zetting mag optreden. Hierbij is ervan uitgegaan dat de definitieve verharding van het schoolplein 700 dagen na de start van de voorbelasting, dus circa elf maanden na de start van de bouw, wordt aangebracht. Voor het schoolplein is uitgegaan van een restzettingseis van 0,10 m à 0,20 m in 30 jaar na oplevering. Parkeerplaatsen en wegen Voor de parkeerplaatsen en wegen is de beschikbare tijd voor een voorbelasting 10 maanden. Voor de wegen en de parkeerplaatsen is in overleg met de opdrachtgever uitgegaan van een restzettingseis van 0,30 m in 30 jaar. 2.7 Verticale drainage Voor het beperken van de (rest)zettingen zijn verschillen in wateroverspanning in de samendrukbare lagen aan het eind van de periode van voorbelasten niet gewenst. Door toepassing van verticale drains nemen de wateroverspanningen sneller af en treden de zettingen versneld op zodat een kortere periode van voorbelasten nodig is. Wanneer de wateroverspanningen zijn afgenomen, is de onzekerheid ten aanzien van de grootte van de restzettingen kleiner dan indien wordt uitgegaan van een grotere belasting met gedeeltelijke consolidatie. Door de snellere afvoer van water is ook de stabiliteit tijdens het aanbrengen van de ophoging groter. Gezien bovenstaande overwegingen is de toepassing van verticale drainage in sommige gevallen voordelig. Nadat de resultaten van enkele oriënterende berekeningen door MWH zijn gepresenteerd, is door de opdrachtgever aangegeven dat het toepassen van verticale drainage ter plaatse van het schoolplein vanwege kosten en mogelijke archeologische belangen niet wenselijk is. Ter plaatse van de te dempen watergang is het naar verwachting wel economisch voordelig om verticale drainage toe te passen. Ten opzichte van het voorbelasten zonder verticale drainage wordt geen significant grotere invloed op archeologische waarden verwacht. Mogelijk zijn de archeologische waarden door het graven van de watergang hier al verstoord. Als de archeologische waarden in of op het Pleistocene zandpakket liggen, zijn de verwaarloosbaar. Datum 11 maart

13 3 Zettingsberekeningen 3.1 Algemeen Theorie zettingen Het optreden van zettingen in cohesieve, slecht doorlatende lagen is een tijdsafhankelijk proces. Door het aanbrengen van een belasting op deze lagen ontstaan wateroverspanningen in de poriën. Deze wateroverspanningen nemen in de loop van de tijd af doordat water uit de lagen wordt geperst. Omdat het volume aan poriënwater in de grond afneemt, treden zettingen op. Dit proces wordt het primaire zettingsproces genoemd. De snelheid van dit proces is afhankelijk van de doorlatendheid van de grond en de dikte van de samendrukbare lagen. De tijd die benodigd is voor het afstromen van ruim 99% van het overspannen water wordt de hydrodynamische periode genoemd. Naast primaire zettingen treden ook secundaire zettingen op. Dit proces is te beschouwen als een langdurend kruipproces en verloopt evenredig met het logaritme van de tijd na het aanbrengen van de belasting. Voor zettingsberekeningen wordt in er Nederland van uitgegaan dat zettingen na dagen (circa 30 jaar) volledig zijn opgetreden. De totale zetting na dagen wordt de eindzetting genoemd. De grootte van de eindzetting, de duur van de hydrodynamische periode in relatie tot de periode van voorbelasten en het aandeel van de secundaire zettingen bepalen de grootte van de restzettingen Software De berekeningen zijn uitgevoerd met het programma D-Settlement van Deltares, waarbij gebruik is gemaakt van de methode Koppejan en het consolidatiemodel van Darcy. Het tijd-zettingverloop is hierbij afhankelijk van de grootte van de oorspronkelijke korrelspanningen en de toename hiervan, de primaire en secundaire samendrukkingsconstanten, de doorlatendheid en diktes van de diverse lagen. Vanwege de grootte van de te verwachten zettingen is gebruik gemaakt van de optie natural strain. De voorbelasting is ingevoerd als een belasting waarbij de spreiding van de spanningen in de ondergrond wordt gesimuleerd overeenkomstig de theorie van Boussinesq. 3.2 Verhoging effectieve korrelspanning Door de ophoging en de aanleg van de verhardingsconstructie neemt de effectieve korrelspanning op de ondergrond toe. De grootte van de toename bepaald in grote mate de noodzaak en omvang van een voorbelasting. Voor de situatie dat het schoolplein op NAP-1,55 m wordt aangelegd en het huidige maaiveld op NAP-1,90 m ligt, is de toename van de korrelspanning uitgewerkt. Omdat de definitieve toename van de korrelspanningen ook door de zetting van de voorbelasting wordt bepaald is voor de situatie dat de definitieve constructie direct, dus zonder toepassing van een voorbelasting, wordt gerealiseerd. Datum 11 maart

14 Door het verwijderen van de huidige verharding nemen de korrelspanningen af met circa 1,9 kn/m 2 (0,08 m * 24 kn/m 3 ). Door de aanleg van de nieuwe constructie nemen de korrelspanningen toe met circa 8,0 kn/m 2 (0,38 m * 18 kn/m³ + 0,05 m * 24 kn/m³). De totale toename van de korrelspanningen is dus circa 6,1 kn/m 2. De overige toenamen zijn gepresenteerd in de volgende tabel. Tabel 2: Toename korrelspanningen (bij directe aanleg) Locatie Huidige hoogte (m NAP) Toekomstige hoogte (m NAP) Netto toename korrelspanning (kn/m 2 ) Schoolplein -1,90-1,70 3,4 Schoolplein -1,90-1,65 4,3 Schoolplein -1,90-1,55 6,1 Midden van de sloot -3,50-1,80 ca. 23 Bermen van de sloot -2,30-1,80 ca Zettingsmodel De volgende figuur toont het D-Settlement model dat is gebruikt in de zettingsberekeningen voor het schoolplein. Het model is gebaseerd op de uitgangspunten in hoofdstuk 2. Figuur 7: Zettingsmodel D-Settlement Datum 11 maart

15 In het zettingsmodel zijn twee situaties gemodelleerd. Aan de linkerzijde (verticaal 1) is een min of meer worst case situatie met een laag maaiveld (NAP-1,90 m) en een dunne zandlaag (tot NAP-2,60 m) ingevoerd en aan de rechterzijde (verticaal 2) een meer gemiddelde situatie met een hoger maaiveld (NAP-1,80 m) en een dikkere zandlaag (tot NAP-3,10 m). 3.4 Schoolplein Resultaten zettingsberekeningen Toekomstig niveau NAP-1,70 m Bij een aanlegniveau van NAP-1,70 m is de benodigde netto ophoging slechts 0,20 m en plaatselijk zelfs minder. Voor dit niveau zijn in eerste instantie meerdere scenario s beschouwd. Keuze scenario In eerste instantie is nagegaan of het mogelijk is om de verharding van het huidige parkeerterrein zo lang mogelijk, dus ook tijdens een deel van de bouwperiode, gewoon laten liggen en waarbij de ophoging en het inrichten in een fase, kort voor de oplevering, wordt uitgevoerd. Deze werkwijze heeft kostentechnisch gezien grote voordelen. Het grootste nadeel is dat alle verschillen in zetting tussen betere en slechtere delen zich volledig als verschilzetting manifesteren. De te verwachten restzetting is waarschijnlijk acceptabel, maar de onvoorspelbare verschilzettingen zijn dat niet en maatregelen om deze te beperken ontbreken. Dit scenario valt daardoor af. Vervolgens is een berekening uitgevoerd waarbij niet wordt voorbelast, het parkeerterrein tot kort voor de start van de bouw in gebruik blijft en dan wordt opgehoogd en ingericht als bouwterrein. De ophoging is hierbij zodanig dat het maaiveld tijdens de bouwperiode tot ongeveer naar het NAP-1,70 m niveau zakt. Ook deze methode is kostentechnisch interessant, maar heeft als nadeel dat op geen enkel moment een corrigerende maatregel kan worden genomen indien de zettingen of verschilzettingen te groot zijn of als wordt verwacht dat deze na aanleg van de definitieve constructie te groot worden. Ook dit scenario wordt niet verder beschouwd. Na bestudering van de voor- en nadelen van de eerder besproken scenario s heeft de gemeente de voorkeur uitgesproken voor een scenario waarbij het parkeerterrein met zand en circa 0,25 m puin wordt opgehoogd zodat op het verhoogde terrein een tijdelijk parkeerterrein kan worden ingericht. Tijdens de bouw van de school wordt dit als werkterrein en voor opslag gebruikt. Afhankelijk van de hoogte van het terrein op het moment van inrichten moet eventueel puin worden verwijderd om de straatlaag en de verharding op de gewenste hoogte aan te kunnen brengen. Vanuit technisch oogpunt is het geen probleem indien al het puin moet worden verwijderd, maar het verwijderen is wel een kostenpost. Het toepassen van een beperkte voorbelasting gedurende een langere periode (een jaar voorbelasten plus de bouwperiode) heeft als voordeel dat de verschilzettingen tussen betere en slechtere delen kleiner zijn dan indien alleen tijdens de bouwperiode wordt voorbelast. Tijdens de periode van voorbelasten kan op basis van monitoring ook worden vastgesteld of aanvullende maatregelen noodzakelijk zijn. Dit scenario is verder uitgewerkt. Indien bij de inrichting van het schoolplein de spanningen in de ondergrond afnemen (doordat meer puin wordt verwijderd dan straatlaag en verharding wordt aangebracht) kan dit de grootte van de restzettingen beperken. Datum 11 maart

16 Beperkte voorbelasting Bij dit scenario adviseren wij om het tijdelijke parkeerterrein op NAP-1,30 m aan te brengen. De ophoging varieert van circa 0,50 m tot circa 0,60 m en de bovenste 0,25 m van deze ophoging bestaat uit puin. Voor dit scenario zijn berekeningen uitgevoerd waarbij zowel van een min of meer worst case situatie als een meer gemiddelde situatie is beschouwd. Min of meer worst case Het berekende verloop van de zettingen in de tijd is gepresenteerd in de volgende figuur. Figuur 8: Tijd-zettingverloop bij een ophoging tot NAP-1,30 m (verticaal 1). De zetting tijdens de periode van voorbelasten (T=365 dagen) bedraagt circa 0,35 m (rode stip). De bovenkant van de voorbelasting zakt hierdoor van NAP-1,30 m naar circa NAP-1,65 m. Dit is slechts 0,05 m boven het definitieve peil. In de praktijk kan op dit moment worden besloten extra materiaal aan te brengen, maar bij de berekening is er van uitgegaan dat dit niet gebeurt. Door de zetting tijdens de bouwperiode zakt het maaiveld (puin) tot enkele centimeters onder het definitieve niveau. Dit betekent dat bij het inrichten van het schoolplein de spanningen enigszins toenemen (de versnelling van de zetting bij T=700 dagen). De berekende eindzetting is circa 0,67 m waarmee de restzetting circa 0,20 m bedraagt. Doordat bij deze berekening is uitgegaan van een combinatie van een relatief laag huidig maaiveld en een dikke veenlaag kan deze berekening, voor zover geotechnisch mogelijk, als worst case worden gezien. Zelfs als de zetting enkele centimeters minder is, nemen de spanningen bij het inrichten van het schoolplein al af waardoor de berekende restzettingen (significant) kleiner zijn. Datum 11 maart

17 Meer gemiddelde situatie Het berekende verloop van de zettingen in de tijd is gepresenteerd in de volgende figuur. Figuur 9: Tijd-zettingverloop bij een ophoging tot NAP-1,30 m (verticaal 2). De zetting tijdens de periode van voorbelasten (T=365 dagen) bedraagt circa 0,25 m (eerste rode stip). De bovenkant van de voorbelasting zakt hierdoor van NAP-1,30 m naar circa NAP-1,55 m. Dit is 0,15 m boven het definitieve peil. In de praktijk kan op dit moment worden besloten puin te verwijderen (om het bijvoorbeeld bij de meer gezakte delen aan te brengen), maar bij de berekening is er van uitgegaan dat dit niet gebeurt. Door de zetting tijdens de bouwperiode zakt het maaiveld (puin) tot 0,05 à 0,10 m boven het definitieve niveau. Dit betekent dat bij het inrichten van het schoolplein (de tweede rode stip) de spanningen niet toenemen (en mogelijk afnemen). De berekende eindzetting is circa 0,41 m waarmee de berekende restzetting minder dan 0,10 m bedraagt. Hoger of lager aanlegniveau tijdelijk parkeerterrein Om inzicht te krijgen in de consequenties van een hoger of lager niveau van het tijdelijke parkeerterrein zijn diverse berekeningen uitgevoerd. Voor het gemiddelde bodemprofiel heeft een 0,1 m lager of 0,2 m hoger niveau van het parkeerterrein relatief weinig invloed. Voor het min of meer worst case model is de invloed groter. Uit de berekeningen met het worst case model blijkt dat bij een lager aanlegniveau de kans dat bij het inrichten van het schoolplein de spanningen toenemen groter wordt en dat door deze toename de restzettingen ook groter zijn. Bij een grotere initiële ophoging nemen de zettingen tijdens de periode van voorbelasten bijna net zoveel toe als aan extra overhoogte is aangebracht en wordt (onnodig) meer zand in de ondergrond weggedrukt. Dit betekent dat een hoger niveau van het parkeerterrein de kans op het laten afnemen van de spanningen bij de inrichting van het schoolplein niet of nauwelijks vergroot. Doordat het verschil tussen de huidige en definitieve spanningen bij een grotere zetting groter is, is het aannemelijk dat het schoolplein door de te verwachten doorgaande zetting uiteindelijk meer gaat zakken. Datum 11 maart

18 Gezien de uitkomsten van de berekeningen wordt geadviseerd om voor het tijdelijke parkeerterrein uit te gaan van een aanleghoogte van circa NAP-1,30 m. Hoger niveau schoolplein Om na te gaan of met een vergelijkbare aanpak een schoolplein op NAP-1,60 m kan worden voorbereid, zijn berekeningen uitgevoerd. Uit deze berekeningen blijkt dat het met worst case ondergrondmodel niet mogelijk is de restzettingen tot een acceptabel niveau van maximaal 0,20 m in 30 jaar te beperken. Gezien de eerder beschreven consequenties van een hoger aanlegniveau van het parkeerterrein, wordt - ook indien een schoolplein op NAP-1,60 m wenselijk is - geadviseerd het tijdelijke parkeerterrein op circa NAP-1,30 m aan te leggen en eventuele gevolgen, zoals een ophoging bij de inrichting en de grotere restzettingen, te accepteren. Indien de beslissing van het aanlegniveau van het schoolplein niet nu, maar later kan worden genomen kan de situatie ontstaan dat, bijvoorbeeld negen maanden monitoring, kan worden geconcludeerd dat het worst case model te pessimistisch is geweest en dat een schoolplein op NAP-1,60 m toch mogelijk is. Puinlaag Bij de voorgenomen werkmethode wordt het huidige parkeerterrein opgehoogd met zand en 0,25 m puin tot de aanleghoogte van het tijdelijke parkeerterrein van NAP-1,30. Tot het inrichten van het schoolplein wordt een zetting van (mogelijk minder dan) 0,20 m bij de gemiddeld te verwachten situatie tot circa 0,40 m bij het worst case model verwacht. De onderkant van de puinlaag zakt hierbij dus van NAP-1,55 m naar NAP-1,75 m à NAP-1,95 m. Dit betekent dat ter plaatse van de kleinere zettingen al het puin moet worden verwijderd om de tegels aan te kunnen brengen. Ter plaatse van de grotere zettingen kan een deel van het puin blijven liggen. Scenario s waarbij wordt gestuurd op het volledig laten liggen van de puinlaag zijn, vanuit het oogpunt van de restzettingen niet wenselijk omdat bij een dergelijk scenario bij de inrichting van het schoolterrein dan zeker moet worden opgehoogd Conclusies zettingsberekeningen Bij de berekeningen is uitgegaan van twee ondergrondmodellen. Het eerste model betreft een min of meer worst case situatie door de combinatie van een relatief laag maaiveld met een relatief dunne zandlaag onder de huidige verharding. In de tweede situatie ligt het maaiveld hoger is de huidige zandlaag dikker. Bij de berekeningen is er van uitgegaan dat een tijdelijk parkeerterrein wordt aangelegd op een niveau van circa NAP-1,30 m en dat dit parkeerterrein gedurende een jaar wordt gebruikt. Vervolgens wordt het terrein als bouwplaats ingericht. Bij het worst case model zakt de puinverharding van het parkeerterrein annex bouwplaats tot ongeveer het NAP-1,70 m niveau. Bij de aanleg van het schoolplein op dit niveau nemen de spanningen in de ondergrond niet of nauwelijks toe waardoor de berekende restzettingen tot circa 0,20 m beperkt blijven. Een hoger of lager aanlegniveau van het tijdelijke parkeerterrein wordt, vanwege de kans op grotere restzettingen, niet geadviseerd. Datum 11 maart

19 Ook voor een enigszins hoger niveau van het schoolplein (NAP-1,60 i.p.v. NAP-1,70 m) wordt het aanlegniveau van het parkeerterrein van NAP-1,30 m geadviseerd. Indien de beslissing betreffende de aanleghoogte van het schoolplein later kan worden genomen, kunnen de resultaten van zettingsmetingen worden gebruikt om de mogelijkheden en risico s hiervan in beeld te berengen. Bij een van het schoolplein van NAP-1,55 m of hoger dient een voorbelasting met verticale drainage te worden toegepast om de restzettingen tot een acceptabel niveau te kunnen beperken. Omdat besloten is geen verticale drains toe te passen, wordt geadviseerd uit te gaan van een niveau tussen NAP-1,70 m en NAP-1,60 m. Ondanks dat dit niet direct uit de rekenmodellen blijkt, mag worden verwacht dat de kans op te grote restzettingen groter is naarmate een hoger aanlegniveau van het schoolplein wordt gekozen. 3.5 Slootdemping Ter plaatse van de sloot is in overleg met de opdrachtgever uitgegaan van de toepassing van verticale drainage. Gezien de beschikbare periode van voorbeiasten is gerekend met verticale drainage hart-op-hart 1,0 meter in een driehoekig stramien. Voor het installatieniveau is uitgegaan van NAP-8,0 m, dit is op deze locatie circa 1,5 meter boven het Pleistocene zand. Geadviseerd wordt de verticale drains in de strook tussen de insteken van de taluds aan te brengen; zie ook de volgende figuur. De sloot en de voorbelasting ter plaatse van de sloot zijn als volgt gemodelleerd. Aan de linkerzijde van de figuur is het schoolplein gelegen en aan de rechterzijde de parkeerplaatsen. De teen van de voorbelasting is voorzien nabij het eind van de huidige parkeervakken. Figuur 10: Zettingsmodel D-Settlement ter plaatse van de sloot Datum 11 maart

20 3.5.1 Resultaten zettingsberekeningen Voorbelasting op NAP-0,5 m Watergang Op basis van oriënterende berekeningen wordt ter plaatse van de sloot voor de bovenkant van de voorbelasting een niveau van NAP-0,50 m, circa 1,50 m boven het naastgelegen maaiveld, geadviseerd. Het berekende tijd-zettingsverloop in deze situatie is gepresenteerd in de volgende figuur. Figuur 11: Tijd-zettingverloop bij een ophoging tot NAP-0,50 m (midden van de sloot). De met het een min of meer worst case model berekende zetting tijdens de periode van voorbelasten van 300 dagen bedraagt circa 1,50 m. De bovenkant van de voorbelasting is dan gezakt van NAP-0,50 m naar circa NAP-2,0 m. Om op het definitieve niveau uit te komen is vervolgens een ophoging van 0,20 meter benodigd. In deze situatie wordt een restzetting van 0,32 meter berekend, waarmee dus net niet aan de restzettingseis voldaan. Indien de zetting tijdens de periode van voorbelasten in plaats van de worst case 1,50 m, maar 1,30 m bedraagt, hoeft bij de aanleg van het parkeerterrein niet te worden opgehoogd en wordt een restzetting van circa 0,25 m berekend waarmee wel aan de eis wordt voldaan. Geadviseerd wordt het zettingsverloop te monitoren zodat, bijvoorbeeld na drie of vier maanden, eventueel aanvullend maatregelen kunnen worden genomen indien de opgetreden zettingen juist groter zijn dan de berekende. Datum 11 maart

21 Berm Ter plaatse van de bermen ligt het talud van de voorbelasting die nodig is ter plaatse van de sloot. Ter plaatse van het midden van de berm ligt de voorbelasting op een niveau van NAP-1,2 m. Het berekende tijd-zettingsverloop ter plaatse van het midden van de berm is gepresenteerd in de volgende figuur. Figuur 12: Tijd-zettingverloop bij een ophoging t.p.v. de sloot tot NAP-0,50 m (midden in de berm). De zetting tijdens de periode van voorbelasten (T=300 dagen) bedraagt circa 0,49 m. De bovenkant van de voorbelasting is dus gezakt van NAP-1,20 m naar circa NAP-1,7 m. Om op het definitieve niveau uit te komen is vervolgens een afgraving van circa 0,10 meter benodigd. In deze situatie wordt een restzetting van 0,30 meter berekend. Er wordt ter plaatse van de berm dus aan de restzettingseis voldaan Conclusies zettingsberekeningen De berekeningen met een min of meer worst case model laten zien dat er bij een ophoogniveau van NAP-0,5 m rekenkundig net niet aan de restzettingseis wordt voldaan. Een nog hogere ophoging geeft een voorbelasting waarvan wordt verwacht dat deze op lange termijn een negatieve invloed heef top de grootte van de te verwachten verschilzettingen ten opzichte van het overige deel van het parkeerterrein. De verwachting is dat de werkelijk optredende zettingen tijdens de periode van voorbelasten kleiner dan de berekende zettingen en dat daardoor wel aan de eisen wordt voldaan. In deze situatie is het van belang dat er een goede monitoring wordt uitgevoerd zodat het verloop van de zettingen kan worden gevolgd. De verwachting is dat drie à vier maanden na het aanbrengen van de voorbelasting kan worden bepaald of met de dan aanwezige voorbelasting kan worden volstaan of dat een extra ophoogslag moet worden aangebracht. Door de toepassing van verticale drains, is een effectieve maatregel om de restzettingen te beperken. Datum 11 maart

22 Voor de ophoging op het niveau van NAP-0,5 m is in de berekeningen van het volgende uitgegaan. Plaatsen zakbaken op de bodem van de sloot en ter plaatse van de bermen; Sloot dempen met zand en verder aanvullen tot NAP-0,5 m; De kruinlijn van de voorbelasting van de sloot ligt ter hoogte van de insteek van het talud; Talud van de voorbelasting is circa 1:3; de teen van de voorbelasting ligt hiermee nabij het eind van de huidige parkeerplaatsen. Na drie of vier maanden een evaluatie om te bepalen of aanvullende maatregelen noodzakelijk zijn. Na 300 dagen voorbelasten de eventuele overhoogte verwijderen en de verharding aanleggen op een niveau van NAP-1,8 m. Datum 11 maart

23 4 Monitoring 4.1 Doel Met monitoring kan worden gecontroleerd of de voorbelasting voldoende effectief is. Geadviseerd wordt voor het aanbrengen van de voorbelastingen zakbaken te plaatsen en door het regelmatig inmeten hiervan het verloop van de zettingen gedurende de periode van voorbelasten te volgen. Voor het monitoren van de zettingen kan als volgt te werk worden gegaan. 4.2 Meetpunten De zakbaken moeten zo worden verdeeld dat deze staan ter plaatse van zowel de gemiddelde als de lage maaiveldniveaus en ter plaatse van te dempen watergangen of toekomstige duikers. Het is aan te raden de zakbaken ter plaatse van sonderingen te plaatsen. Zo kunnen de gemeten zettingen worden gerelateerd aan de plaatselijke bodemopbouw. Ter plaatse van de te dempen watergangen wordt geadviseerd de zakbaken zowel in het midden van de watergang (grootste aanvulling) als nabij de waterlijn of insteek (grootste dikte samendrukbare lagen) te plaatsen. De maximale onderlinge afstand tussen de zakbaken ter plaatse van het schoolplein dient circa 25 m te zijn. Bij de te dempen watergang wordt geadviseerd om per 25 m een baak in het midden en een baak nabij de waterlijn of insteek te plaatsen. De voetplaat van de zakbaak moet op het originele maaiveld, in het ontgraven cunet of op de waterbodem worden geplaatst. 4.3 Metingen en frequentie Geadviseerd wordt om de initiële hoogte van de zakbaken en het maaiveld na plaatsing door middel van een dubbele nulmeting vast te stellen. Direct na het aanbrengen van elke slag van de voorbelasting dienen de hoogtes te worden bepaald. Bij elke meetronde dient zowel de maaiveldhoogte als de zakbaakhoogte te worden gemeten. Nadat de voorbelasting en overhoogte volledig zijn aangebracht kan, de meetfrequentie worden afgebouwd. Hierbij kan worden gedacht aan metingen na één week, drie, vijf en acht weken na de laatste slag. Het verdere verloop van de metingen dient te zijner tijd te worden bepaald op basis van het tijd-zettingsgedrag. Normaal gesproken volstaan metingen per twee of drie maanden of op een moment dat een evaluatie wenselijk is. De zakbaakmetingen dienen met een onnauwkeurigheid van 1 mm te worden uitgevoerd en in millimeters te worden gerapporteerd. Verder dienen de metingen per meetronde gecontroleerd te worden op uitbijters en missende of verloren zakbaken. Datum 11 maart

24 4.4 Interpretatie Schoolplein Geadviseerd wordt om na bijvoorbeeld zes maanden de metingen te interpreteren en te bepalen of aanvullende maatregelen noodzakelijk zijn. De metingen kunnen ook worden gebruikt om een beslissing tot een mogelijk hoger aanlegniveau van het schoolplein te onderbouwen. Demping watergang Geadviseerd wordt om na bijvoorbeeld drie of vier maanden de metingen te interpreteren en te bepalen of aanvullende maatregelen noodzakelijk zijn. Datum 11 maart

25 5 Uitvoeringsaanbevelingen Laagscheidingen Indien het de verwachting is dat materiaal van de voorbelasting of tijdelijke verharding (zoals het granulaat van het parkeerterrein t.p.v. het toekomstige schoolplein) weer moet worden afgevoerd, wordt geadviseerd om een geotextiel aan te brengen, zodat vermenging met andere lagen wordt voorkomen. Zwel Door het verwijderen van de tijdelijke extra overhoogte zal de ondergrond enigszins gaan zwellen. Dit is een tijdelijk fenomeen. Indien de verharding wordt aangelegd op het moment dat de zwel maximaal is, worden grotere restzettingen verwacht. De grootte van het effect is afhankelijk van de verhouding tussen de hoogte van de overhoogte ten opzichte van de definitieve ophoging, en de duur van de voorbelasting. Gezien de gekozen werkmethode waarbij nauwelijks overhoogte wordt verwijderd, is het praktische effect hiervan te verwaarlozen. Talud Geadviseerd wordt een talud van 1:2 (v:h) te hanteren. Leg de voorbelasting bij de aansluiting met bestaande wegen of bij andere overgangen bij voorkeur onder een flauw talud aan, bijvoorbeeld 1:10. Daarmee wordt voorkomen dat hier in de definitieve situatie over relatief korte afstanden zettingsverschillen ontstaan. Nabij te handhaven watergangen wordt, tenzij dit vanuit het oogpunt van restzettingen niet anders kan, geadviseerd de teen van de voorbelasting op een afstand van circa 2,0 m van de insteek van het talud van de watergang aan te brengen. Afwatering Als gevolg van zetting naast de voorbelasting, in combinatie met neerslag en water uit de verticale drains, kan plasvorming ontstaan in een strook langs de voorbelasting. Dit kan worden voorkomen door in de lengterichting van de voorbelasting horizontale drains aan te brengen die dit water kunnen afvoeren. Eventueel en indien mogelijk kan een ondiepe greppel langs de voorbelasting worden gegraven waarmee het water kan worden afgevoerd. Invloed op archeologische resten De invloed van zettingen op eventuele archeologische resten is met name afhankelijk van de diepteligging van de resten. Als de resten zijn gelegen in het Pleistocene zandpakket, op circa NAP-9,0 m, is de invloed van de zettingen op de resten zeer gering. Ter plaatse van huidige watergangen zouden de resten door het graven van de watergangen al verstoord kunnen zijn. Datum 11 maart

26 6 Stabiliteit Deze beschouwingen en berekeningen volgen nadat een voorlopig of definitief ontwerp, in de vorm van huidige en toekomstige doorsneden, beschikbaar is gesteld. Datum 11 maart

27 MWH Global telt wereldwijd ruim ingenieurs, consultants en bouwspecialisten. Als specialisten in water en natuurlijke hulpbronnen gebruiken zij innovatieve ideeën en technologie om te helpen bij het oplossen van complexe infrastructurele en milieu-uitdagingen. Gezamenlijk werken we aan onze missie Building a Better World. CANADA VERENIGD KONINKRIJK NEDERLAND BELGIË VERENIGDE STATEN 70 kantoren ITALIË TURKIJE CHINA MEXICO PANAMA ETHIOPIË BAHREIN PAKISTAN QATAR VERENIGDE ARABISCHE EMIRATEN INDIA THAILAND MALEISIË TAIWAN VIETNAM FILIPPIJNEN BRUNEI SINGAPORE AUSTRALIË CHILI ARGENTINIË NIEUW ZEELAND MWH B.V. Poortweg 4, 2612 PA, Delft Tel: Westervoortsedijk 50, 6827 AT, Arnhem Tel: +31 (0) Facebook.com/mwhglobal Twitter.com/mwhglobal YouTube.com/mwhglobalinc