RAPPORT. Berekening Noodmaatregelen Walmuren Amsterdam. Gemeente Amsterdam

Transcriptie

1 RAPPORT Berekening Noodmaatregelen Walmuren Amsterdam Klant: Gemeente Amsterdam Referentie: BE3539_R001_F1.0 Versie: 01/Finale versie Datum:

2 HASKONINGDHV NEDERLAND B.V. Postbus GE Amsterdam Netherlands Industry & Buildings Trade register number: royalhaskoningdhv.com T E W Titel document: Berekening Noodmaatregelen Walmuren Amsterdam Ondertitel: Calamiteitenbestek Walmuren Referentie: BE3539_R001_F1.0 Versie: 01/Finale versie Datum: Projectnaam: BE3539 Projectnummer: BE3539 Auteur(s): Jacob de Weijze, Anne Bäcker Opgesteld door: Jacob de Weijze Gecontroleerd door: Andries van Houwelingen Datum/Initialen: Goedgekeurd door: Michiel Bakkum Datum/Initialen: Classificatie Projectgerelateerd Disclaimer No part of these specifications/printed matter may be reproduced and/or published by print, photocopy, microfilm or by any other means, without the prior written permission of HaskoningDHV Nederland B.V.; nor may they be used, without such permission, for any purposes other than that for which they were produced. HaskoningDHV Nederland B.V. accepts no responsibility or liability for these specifications/printed matter to any party other than the persons by whom it was commissioned and as concluded under that Appointment. The quality management system of HaskoningDHV Nederland B.V. has been certified in accordance with ISO 9001, ISO and OHSAS CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 i

3 Inhoud 1 Inleiding 1 2 Stroomschema s en scenario s Opbouw stroomschema Scenario s Open oplossing Gesloten oplossing 4 3 Uitgangspunten voor de berekening Normen en richtlijnen Toegepaste software Tekeningen Bodemopbouw Bodempeil grachten Waterpeil grachten Verloop bodem Breedte vloer walmuur Hoogte walmuur Afstand walmuur tot kade Staalkwaliteit damwand Corrosie damwand Vervormingseisen Veiligheidsklasse Belastingen Belasting uit bestaande walmuur Fasering Schoren 12 4 Berekeningen Schematische weergave van de varianten Model A en B Model C Model C Model D Model E/H Model F1/I Model F2-I Model G/J CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 ii

4 4.2 Zinkers 18 5 Resultaten uit de berekening Standaard doorsneden Schoor Puntniveau schoor Stempelframe Zinkers Schoor bij zinkers Puntniveau schoor bij zinkers Stempelframe 22 6 Samenvatting 23 Bijlagen Overzicht primaire en secundaire waterwegen in Amsterdam Bodemdiepte primaire en secundaire waterwegen in Amsterdam Bepaling krachten uit walmuren In- en uitvoer DSheet Piling berekeningen Stroomschema scenario s Tekeningen noodmaatregelen CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 iii

5 1 Inleiding Wanneer een walmuur in Amsterdam aan het einde van zijn levensduur is wordt deze vervangen. Soms is het zo dat de voorbereidingen voor de vervanging meer tijd vergen dan wenselijk voor de veiligheid van de omgeving. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn als een walmuur doorgaande vervormingen of ernstige scheurvorming vertoont. In dit geval wordt een (tijdelijke) noodmaatregel toegepast. Deze noodmaatregelen betreffen damwandconstructies die de stabiliteit van de betreffende walmuren moet garanderen, tot het moment dat de walmuur gerenoveerd wordt. In voorliggend rapport worden deze noodmaatregelen beschreven en berekend. Op basis van een ontwikkeld stroomschema kan uiteindelijk op een snelle manier, op basis van de situatie ter plaatse, worden bepaald welke noodmaatregel er op die specifieke locatie moet worden genomen. Het stroomschema en de bijbehorende berekende constructies zijn dekkend voor circa 90% van de Amsterdamse primaire en secundaire waterwegen. In overige gevallen is maatwerk benodigd. Zie bijlage A voor de locaties van de primaire en secundaire waterwegen in Amsterdam. Dit rapport is als volgt opgebouwd: In hoofdstuk 2 wordt het stroomschema met de beschouwde scenario's toegelicht. In hoofdstuk 3 worden de uitgangspunten voor de berekeningen gegeven. In hoofdstuk 4 wordt per scenario de benodigde constructies berekend. In hoofdstuk 5 worden de resultaten uit de berekeningen gepresenteerd en geanalyseerd en in hoofdstuk 6 wordt een samenvatting van de berekeningen weergegeven CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 1

6 2 Stroomschema s en scenario s Er is een stroomschema opgesteld waarmee op een snelle en simpele manier kan worden bepaald welke noodmaatregel getroffen dient te worden. In dit stroomschema zijn vier vragen gesteld waaruit kan worden afgeleid welk type noodmaatregel er toegepast dient te worden. Het stroomschema is opgenomen als bijlage E. Het stroomschema resulteert in 12 scenario's, die een combinatie zijn van de volgende kenmerken: een 'open' of 'gesloten' oplossing drie damwandtypes met oplopende sterkte en stijfheid (type AZ17-700, AZ of AZ37-700) wel of geen toepassing van een schoor ter ondersteuning van de damwand. 2.1 Opbouw stroomschema De eerste vraag in het stroomschema dient om vast te stellen of het stroomschema toepasbaar is. De antwoorden op de volgende drie vragen bepalen de toe te passen noodmaatregel 1. Is de noodmaatregel onderdeel van de toekomstige bouwkuip voor renovatie van de walmuur? (J / N) 2. Moet er rekening gehouden worden met gevoelige panden? (J / N) 3. Wat is de kerende hoogte? Na beantwoording van de vragen volgt direct welke noodmaatregel kan worden uitgevoerd. 0) Zijn de ontwerpen uit het stroomschema toepasbaar? De ontwerpen uit het stroomschema zijn opgesteld voor een noodmaatregel ter voorkoming van (verdergaande) instabiliteit van een walmuur binnen Amsterdam. Deze ontwerpen zijn niet zonder meer toepasbaar. Het stroomschema is niet toepasbaar: voor het oplossen van andere problemen dan (dreigende) instabiliteit van een walmuur bij een andere bodemopbouw dan die typisch voor Amsterdam (NB: ook dicht in de buurt van het IJ zijn deze ontwerpen niet zonder meer geldig, vanwege het lokaal ontbreken van de eerste zandlaag hier). wanneer zich binnen de invloedszone obstakels / elementen bevinden die niet verwijderd of omgelegd kunnen worden (bijvoorbeeld: leidingen parallel aan de walmuur, overstorten, woonschepen, niet gesprongen explosieven (NGE), bebouwing, gevoelige apparatuur etc.) 1. Is de noodmaatregel onderdeel van de toekomstige bouwkuip voor renovatie van de walmuur? Voor het bepalen van de oplossing is het belangrijk te weten of de damwand van de noodmaatregel onderdeel gaat vormen van de bouwkuip die gebruikt gaat worden voor de renovatie van de walmuur. Dit zal meestal het geval zijn als de oude walmuur bestaat uit een L-wand op palen. de nieuwe walmuur een L-muur op palen zal worden. Indien de noodmaatregel onderdeel gaat uitmaken van de bouwkuip, dan wordt geadviseerd een gesloten oplossing (met zandaanvulling) toe te passen. De noodmaatregel zal meestal geen onderdeel van de toekomstige bouwkuip zijn: CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 2

7 wanneer de oude walmuur bestaat uit een stalen damwand wanneer er minder dan 8 meter afstand is tussen waterlijn en de dichtstbijzijnde gebouwen Indien de damwand geen onderdeel gaat vormen van de bouwkuip, dan wordt de open oplossing (met stempelconstructie) geadviseerd. 2. Moet er rekening gehouden worden met gevoelige panden? Per locatie dient te worden bepaald of de belendende panden, indien aanwezig, als gevoelig moeten worden geclassificeerd. Dit is een samenspel van de staat van de panden, het soort fundering en de afstand tot de walmuur. Om tot een hanteerbare definitie te komen is de vraag als volgt vertaald: de vraag moet met 'ja' beantwoorden als: er binnen 6 meter afstand bebouwing staat (van welk type dan ook) er binnen 12 meter afstand bebouwing staat waarvan niet gegarandeerd kan worden dat deze op de tweede zandlaag gefundeerd is er binnen 18 meter afstand bebouwing staat waarvan niet gegarandeerd kan worden dat de bouwtechnische conditie redelijk tot goed is er binnen 18 meter afstand bebouwing staat die monumentaal is. In alle overige gevallen kan hier met 'nee' geantwoord worden. 3. Wat is de kerende hoogte? De kerende hoogte is het hoogteverschil tussen de bovenkant van de bestaande walmuur en het bodempeil (vaste waterbodem) in (het midden van) de waterwegen. Hierbij mag niet (alleen) op de dieptekaarten worden vertrouwd, maar moet ook rekening gehouden worden met lokale uitspoeling door scheepvaart en dergelijke. Voorbeeld: Bij een maaiveldhoogte van 1 meter + NAP en een bodemdiepte van 3 meter NAP is de kerende hoogte 4 meter CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 3

8 damwand P r o j e c t g e r e l a t e e r d 2.2 Scenario s In onderstaande paragrafen wordt toegelicht wat in de scenario's wordt bedoeld met een 'open' en een 'gesloten' oplossing Open oplossing Bij de open oplossing wordt een stempelraam toegepast tussen de walmuur en de damwand van de noodmaatregel. Tussen damwand en walmuur bevindt zich water. Er wordt bij deze oplossing een damwand parallel aan de walmuur geplaatst, waarbij geen haakse damwandplanken naar de walmuur worden geplaatst. Zie onderstaande schematische afbeelding van de open oplossing. maaiveld gws = grachtpeil stempeling grachtpeil bodempeil schoor 5:1 (optioneel) Voordelen zijn: - een stempelraam is makkelijker weer te verwijderen dan een zandaanvulling - op deze manier blijft het natte profiel van de watergang zo veel mogelijk gehandhaafd Gesloten oplossing Bij de gesloten oplossing wordt er zand tussen de walmuur en de damwand van de noodmaatregel aangebracht, zijdelings opgesloten door kleikisten. Vanwege de aanwezigheid van het zand is een stempelraam niet nodig, de belasting wordt door het zand overgebracht op de noodmaatregel. De damwand staat parallel aan de walmuur, voorzien van haakse damwandprofielen naar de walmuur toe, om te voorkomen dat het aangebrachte zand uitspoelt. De grond tussen damwand en walmuur wordt aangebracht tot 0 meter +/- NAP. Tijdens de uitvoering wordt dit verlaagd tot de onderkant van de vloer, om zodoende de werkzaamheden te kunnen uitvoeren. Zie onderstaande schematische afbeelding van de gesloten oplossing. Er wordt geen rekening gehouden met de zetting die kan ontstaan door het aanbrengen van het zand CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 4

9 damwand P r o j e c t g e r e l a t e e r d maaiveld gws = grachtpeil 0 m +/- NAP grachtpeil grondaanvulling schorende damwand 5:1 (optioneel) bodempeil Voordelen zijn: de zandaanvulling kan bij het maken van een bouwkuip gebruikt worden om werkruimte te creëren de zandaanvulling biedt de meest volledige ondersteuning geen extra kosten gemaakt voor staalwerk CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 5

10 3 Uitgangspunten voor de berekening Voor de berekeningen is van de volgende uitgangspunten uitgegaan. 3.1 Normen en richtlijnen Voor de berekeningen zijn de volgende normen en richtlijnen gehanteerd. CUR 166, zesde druk. Berekeningen damwanden NEN C1, Geotechnisch ontwerp van constructies, Deel 1: Algemene regels NEN-EN , EuroCode 3: Ontwerp en berekening van staalconstructies - Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen 3.2 Toegepaste software Voor de berekening is de volgende software toegepast. DSheet Piling, versie 14.1 (build 1.6) Microsoft Excel 3.3 Tekeningen De resultaten van de berekeningen zijn weergegeven op de volgende tekeningen: BE _1174_BO-101, principe-varianten dichte en open bouwkuip/walmuur BE _1174_BO-801, Principedoorsnedes blad 1, Locaties zonder kwetsbare panden BE _1174_BO-802, Principedoorsnedes blad 2, Ter plaatse van kwetsbare panden 3.4 Bodemopbouw De bodemopbouw is gebaseerd op de geotechnische gegevens die voortkomen uit het project van de Noord Zuid Lijn (NZL). Deze geotechnische gegevens zijn ontleend aan laboratoriumproeven over het hele traject van de NZL Er wordt in de berekeningen gerekend met een uniform bodemprofiel dat representatief is voor de gehele bodemgesteldheid in Amsterdam. Vermeld dient te worden dat dit bodemprofiel niet geldt voor de IJ-geul. De bodemopbouw is bepaald op gegevens die zijn verkregen uit de Noord-Zuidlijn. Voor dit project is zeer uitgebreid grondonderzoek uitgevoerd, waaruit een profiel naar voren is gekomen dat voor Amsterdam representatief is en dus ook voor de noodmaatregelen voor de walmuren CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 6

11 Het volgende bodemprofiel is gegeneerd: Type BK γ d / γ n C φ δ K1 K2 K3 Toplaag MV 15,0/18, Hollandveen -2,0 2,5/10, Wadafzettingen -5,0 13,3/17, Hydrobiaklei -12,0 9,0/15, Basisveen -12,5 4,2/11, Eerste zandlaag -13,0 16,8/19, Allerod -15,0 14,4/18, Tweede zandlaag -17,0 15,9/19, [-] m t.o.v. NAP [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] [graden] [graden] [kn/m 3 ] [kn/m 3 ] [kn/m 3 ] 3.5 Bodempeil grachten Uit de kaart met de bodemdiepten voor de primaire waterwegen in Amsterdam volgt een bodemdiepte van 3 meter NAP. Voor de secundaire watergangen is dit 2,20 meter - NAP. Zie ook bijlage B. Uit metingen volgt echter een grotere diepte, onder meer door het effect door ontgronding van scheepsschroeven. Om deze reden is gerekend met een waterdiepte variërend van 3 meter - NAP tot 4 meter - NAP voor de verschillende scenario s. De combinatie van hoogte van de walmuur en bodempeil bepaalt overigens in het stroomschema welk type noodmaatregel benodigd is. Daarbij is een combinatie van hoog maaiveld + ondiepe bodem maatgevend boven laag maaiveld + diepere waterbodem. 3.6 Waterpeil grachten Het aangehouden waterpeil is 0,4 meter NAP. 3.7 Verloop bodem Er is in de berekeningen rekening gehouden met een uniforme bodemdiepte, dus geen verloop richting de walmuur. 3.8 Breedte vloer walmuur De breedte van de bestaande walmuren varieert, maar heeft een minimale breedte van 2 meter. Voor de breedte van de vloer van de huidige walmuren wordt om deze reden gerekend met een waarde van 2 meter. 3.9 Hoogte walmuur De hoogte van de walmuren varieert tussen 0,40 meter + NAP en 2,00 meter + NAP. In de berekeningen wordt een walmuurhoogte aangehouden van 1 meter + NAP of 2 meter + NAP voor de verschillende scenario's. De combinatie van hoogte van de walmuur en waterbodemdiepte bepaalt overigens in het CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 7

12 Loodpaal schoorpaal 5:1 0 Damwand P r o j e c t g e r e l a t e e r d stroomschema welk type noodmaatregel benodigd is. Daarbij is een combinatie van hoog maaiveld + ondiepe bodem maatgevend boven laag maaiveld + diepere waterbodem Afstand walmuur tot kade Voor afstand van de noodmaatregel naar de walmuur wordt een waarde van 4 meter in rekening gebracht. Dit is gedaan om de kans op een conflict met eventuele schoorpalen van een nieuwe walmuur en de noodmaatregel te voorkomen. Zie ook onderstaande schets schoorpaal 5: Staalkwaliteit damwand Er wordt gerekend met een staalkwaliteit S Corrosie damwand Gezien de korte beoogde periode waarover de noodmaatregel gebruikt gaat worden (maximaal 2 a 3 jaar) worden er geen corrosietoeslagen aan de damwand toegekend Vervormingseisen Indien rekening gehouden moet worden met gevoelige panden, wordt gerekend met een maximale vervorming van de damwand van 30 mm. Indien daar geen rekening mee gehouden hoeft te worden is als maximaal toelaatbare vervorming van de damwand 80 mm aangehouden CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 8

13 3.14 Veiligheidsklasse In de DSheet Piling berekening is gerekend met de volgende veiligheidsklassen: tijdens aanbrengen damwand: RC1 tijdens de gebruiksfase van de noodmaatregel: RC2. RC1 en RC2 op basis van NEN-EN 9997 en NEN-EN Belastingen De noodmaatregelen worden horizontaal uit de walmuren belast. Bij een open oplossing wordt de belasting door middel van een stempelraam overgebracht op de noodmaatregel, bij een gesloten oplossing gaat dit via de grondaanvulling die tussen de damwand en de walmuur is geplaatst Belasting uit bestaande walmuur Er wordt van uitgegaan dat de verticale belasting door de fundering van de walmuur wordt opgenomen. Voor de horizontale belasting uit de walmuren wordt uitgegaan dat deze volledig wordt overgebracht naar de noodmaatregel. Dit is een conservatieve aanname aangezien de walmuur zonder meer capaciteit houdt om de horizontale belasting op te nemen. De belasting uit de walmuur wordt geacht aan te grijpen in het midden van de vloer. Bij de bepaling van de horizontale belasting wordt gerekend met een droog volumegewicht van de grond van 18 kn/m 3 en een neutrale horizontale gronddrukcoëfficiënt van 0,5. Er wordt, volgens de vigerende richtlijnen, gerekend met een uniforme bovenbelasting van 20 kn/m 2. De aangehouden horizontale component is 0,5 (gelijk de neutrale gronddrukcoëfficiënt). De horizontale gronddruk door bovenbelasting wordt daarmee 10 kn/m 2. Er wordt in de berekening geen rekening gehouden met bovenbelasting achter de walmuur. Gezien de afstand tot de noodoplossing is het effect hiervan verwaarloosbaar. Voor de bepaling van deze belastingen, zie bijlage C. Uit die berekeningen volgt: Hoogte maaiveld = 1 meter + NAP: F hor;rep = 38 kn/m 1. Hoogte maaiveld = 2 meter + NAP: F hor;rep = 70,5 kn/m 1. De belasting uit de walmuur wordt, afhankelijk van het type noodmaatregel (open of gesloten), overgebracht op de noodmaatregel. Wordt de open oplossing toegepast, dan is de lijnlast gelijk aan de belasting uit de walmuur. Hierbij wordt één lijnlast in de berekening ingevoerd, dit is de schematisering van het stempelraam. Het stempelraam wordt vlak boven de waterspiegel aangebracht, in de berekening op 0,1 meter NAP. Zie ook onderstaande geschematiseerde weergave CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 9

14 3000 damwand damwand P r o j e c t g e r e l a t e e r d maaiveld 1 m + NAP gws = grachtpeil stempeling 0,1 m - NAP 0,4 m - NAP grachtpeil 1,0 m - NAP schoor 5:1 (optioneel) 4 m - NAP 4000 Bij toepassing van de gesloten oplossing wordt de kracht uit de damwand gespreid over 4 meter (zijnde de afstand tussen walmuur en noodmaatregel) en een spreidingshoek van 45 graden. De belasting wordt dan met meerdere lijnlasten gelijkmatig over de hoogte van de damwand die wordt beïnvloed door de kracht uit de walmuur in rekening gebracht. Zie onderstaande afbeelding voor het principe van de spreiding van de belasting bij een gesloten oplossing. grondaanvulling tot 0 m NAP midden vloer = 0,8 m - NAP ,8 meter - NAP De spreiding van de belasting uit de walmuur wordt, afgaande op bovenstaande afbeelding, gespreid over 4,8 meter. Er wordt in de berekening elke strekkende meter een horizontale lijnlast op de damwand geprojecteerd. Dit betekent specifiek voor de belastingen: 4000 Maaiveld 1 meter + NAP: Lijnlast = 38 kn/m 1. Per strekkende meter = 38 / 4,8 = 7,92 kn/m 1. Deze belasting wordt vier keer geprojecteerd op de damwand. Over de bovenste 0,8 meter wordt 0,8 * 7,9 = 6,33 kn/m 1 aangebracht. De totale belasting wordt dan 4 * 7, * 6,33 = 38 kn/m 1. De lijnlasten van 7,92 kn/m 1 worden geprojecteerd op een hoogte van 1,3 meter NAP; 2,3 meter NAP, 3,3 meter NAP en 4,3 meter NAP. De lijnlast van 6,33 kn/m 1 wordt geprojecteerd op 0,4 meter NAP CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 10

15 Maaiveld 2 meter + NAP: Lijnlast = 70,5 kn/m 1. Per strekkende meter = 70,5 / 4,8 = 14,69 kn/m 1. Deze belasting wordt vier keer geprojecteerd op de damwand. Over de bovenste 0,8 meter wordt 0,8 * 14,69 = 11,75 kn/m 1 aangebracht. De totale belasting wordt dan 4 * 14, * 11,75 = 70,5 kn/m 1. De lijnlasten van 7,92 kn/m 1 worden geprojecteerd op een hoogte van 1,3 meter NAP; 2,3 meter NAP, 3,3 meter NAP en 4,3 meter NAP. De lijnlast van 6,33 kn/m 1 wordt geprojecteerd op 0,4 meter NAP Fasering In de berekening zijn twee of drie fasen in rekening gebracht. Fase 1 houdt in de fase van het aanbrengen van de damwand. Zie onderstaande, indicatieve afbeelding. Fase 2 houdt de fase van de noodmaatregel in. Zie onderstaande afbeeldingen, zowel van een open- als van een gesloten oplossing CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 11

16 Fase 3 houdt de situatie in tijdens de bouwfase. Hierbij wordt een stempelkracht in rekening gebracht die ontstaat in de bouwkuip. Deze stempelkracht volgt uit de geotechnische berekeningen die eerder zijn uitgevoerd voor bouwkuipen bij walmuurvernieuwingen en is 50 kn/m Schoren Indien er schoren worden toegepast wordt het effect van de schoor in rekening gebracht door middel van een veer. De veerconstante is bepaald op basis van de formule k = EA / 2L. Hierbij zijn: E = elasticiteitsmodulus = 2 * 10 5 N/mm 2. A = oppervlak profiel. Uitgaande van een AZ profiel is dis mm 2 /m 1. L = lengte schoor. Aangehouden is een lengte van 19,5 m = mm. Hieruit volgt voor de veerconstante: k = 2 * 10 5 * / (2 * 19500) = kn/m CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 12

17 Dit is de veerconstante in de richting van de schoor. De schoorplank staat onder een helling 5:1. De horizontale veer is dan 1/ 26 * = kn/m 1. De schoor wordt gezien als een pendelstaaf. Er komen derhalve geen momenten in de schoor CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 13

18 4 Berekeningen In onderstaande tabel zijn de drie vragen, zoals gesteld in paragraaf 2.1 schematisch weergegeven. Op basis van de tabel kunnen er in totaal tien verschillende scenario's worden opgesteld, waaruit in principe twaalf oplossingen uit voortkomen. Toekomstige bouwkuip? (J / N) Gevoelige panden? (J / N) Kerende hoogte [m] Model JA JA < 4,5 A* JA NEE < 4 B JA NEE < 5 C1, C2 JA NEE < 6 D NEE JA < 4 E NEE JA < 5 F1, F2 NEE JA < 6 G NEE NEE < 4 H NEE NEE < 5 I1, I2 NEE NEE < 6 J * Deze variant is niet in dit document berekend, maar afgeleid uit eerdere ervaringen bij onder andere de Prinsengracht, de Keizersgracht en de Singel Deze varianten zijn doorgerekend, waarbij niet meer dan drie verschillende damwandprofielen zijn gebruikt. Hierbij komt de mogelijkheid of de damwand geschoord moet worden. Dit kan nodig zijn indien in een situatie van een ongesteunde damwand niet aan de vervormingseisen kan voldoen. De schoring wordt uitgevoerd door middel van een damwand welke onder een schoorstand van 5:1 tegen de verticale damwand zal worden geplaatst. NB. Voor de kerende hoogte van 5 meter zijn twee mogelijkheden te genereren. De eerste is met een maaiveldhoogte van 2 meter + NAP en een bodempeil van 3 meter NAP (variant 1), de tweede is met 1 meter + NAP en een bodempeil van 4 meter NAP (variant 2) CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 14

19 Projectgerelateerd 4.1 Schematische weergave van de varianten Om een beeld te vormen van de verschillende varianten worden in onderstaand overzicht de doorgerekende modellen getoond Model A en B 0 m +/- NAP gws = grachtpeil 0,4 m - NAP grachtpeil ,0 m - NAP grondaanvulling m - NAP wand m nde da schore el) e (option damwand 4000 maaiveld 1 m + NAP 5: Model C maaiveld 2 m + NAP 0,4 m - NAP grachtpeil ,0 m - NAP grondaanvulling damwand wand m - NAP m nde da schore el) e (option m +/- NAP gws = grachtpeil 5: CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 15

20 Projectgerelateerd Model C2 maaiveld 1 m + NAP 0 m +/- NAP gws = grachtpeil 0,4 m - NAP grachtpeil grondaanvulling m nde da schore el) e (option damwand 4 m - NAP wand ,0 m - NAP : Model D 3000 maaiveld 2 m + NAP 0 m +/- NAP gws = grachtpeil grachtpeil ,4 m - NAP 1,0 m - NAP grondaanvulling wand 4000 m nde da schore el) e (option damwand 4 m - NAP 5: CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 16

21 damwand schoor 5:1 (optioneel) damwand damwand schoor 5:1 (optioneel) P r o j e c t g e r e l a t e e r d Model E/H maaiveld 1 m + NAP gws = grachtpeil stempeling 0,1 m - NAP 0,4 m - NAP grachtpeil 1,0 m - NAP 3 m - NAP Model F1/I1 maaiveld 2 m + NAP gws = grachtpeil stempeling 0,1 m - NAP 0,4 m - NAP grachtpeil 1,0 m - NAP 3 m - NAP Model F2-I2 maaiveld 1 m + NAP gws = grachtpeil stempeling 0,1 m - NAP 0,4 m - NAP grachtpeil 1,0 m - NAP schoor 5:1 (optioneel) 4 m - NAP CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 17

22 damwand 6000 P r o j e c t g e r e l a t e e r d Model G/J maaiveld 2 m + NAP gws = grachtpeil 1,0 m - NAP stempeling 0,1 m - NAP 0,4 m - NAP grachtpeil schoor 5:1 (optioneel) 4 m - NAP Zinkers Ter plaatse van zinkers dienen extra maatregelen genomen te worden. Door de zinkers kunnen de damwandplanken niet op diepte aangebracht worden. Uitgaande van een standaard levering van dubbele damwandplanken is de meest ongunstige situatie een zinker die zich ter plaatse van de overgang tussen twee dubbele planken bevindt. Dit betekent dat er over een breedte van 2,8 meter geen constructieve damwand aanwezig is, maar slechts een gestaffelde damwand. Om dit op te vangen wordt er een frame tussen de walmuur en de damwand geplaatst. Dit frame zorgt voor de overdracht van de kracht uit de walmuur naar de damwand. Het frame is hetzelfde als in de gewone toestand wordt toegepast. Zie hiervoor paragraaf 5.3. Dit frame wordt doorgezet tot twee planken voor en na de gestaffelde damwanden, zodat de deze damwandplanken gemobiliseerd worden om de kracht uit de walmuur op te nemen. In totaal worden dus vier dubbele damwandplanken gemobiliseerd om de kracht die uit zes damwandplanken komt op te kunnen nemen. De eerste twee dubbele damwandplanken voor én na de zinker worden standaard AZ planken, welke tevens geschoord worden. Door deze schoring zal de vervorming van de damwand zeer klein blijven omdat de inleiding van de kracht uit de walmuur direct naar de schoren gaat en dus niet in de damwand komt. Voor de lengte van zes dubbele planken zijn vier geschoorde damwandplanken beschikbaar. Hierdoor is de belasting op de schoren een factor 1.5 groter dan in de gewone situatie. Zie onderstaande afbeeldingen voor de situatie bij de zinkers CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 18

23 Kortere damwand Zinker Damwanden volgens berekening Standaard AZ37-700, geschoord Damwanden volgens berekening Standaard AZ37-700, geschoord Vooraanzicht bij zinker Zinker Gording Stempel Gording gestaffeld 2800 Bovenaanzicht bij zinker CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 19

24 5 Resultaten uit de berekening Uit de diverse berekeningen volgen de onderstaande constructie-afmetingen voor de noodmaatregelen. Model Hoogte H Damwand Geschoord max;toel optredend M max M toelaatbaar Schoorkracht B +1 / -3 4 AZ NEE 80 66,1 296,5 583 n.v.t. C1 +2 / -3 5 AZ NEE 80 79,9 470,7 889 n.v.t C2 +1 / -4 5 AZ NEE ,0 889 n.v.t D +2 / -4 6 AZ JA 80 11,6 137, ,62 kn/m 1 E +1 / -3 4 AZ JA 30 5,6 23, ,07 kn/m 1 F1 +2 / -3 5 AZ JA 30 9,1 27, ,32 kn/m 1 F2 +1 / -4 5 AZ JA 30 4,2 29, ,20 kn/m 1 G +2 / -4 6 AZ JA 30 6,9 33, ,36 kn/m 1 H +1 / -3 4 AZ NEE 80 71,5 212,5 415 n.v.t I1 +2 / -3 5 AZ NEE 80 84,7 * 419,8 889 n.v.t I2 +1 / -4 5 AZ NEE 80 62,6 248,5 583 n.v.t J +2 / -4 6 AZ JA 80 6,9 33, ,36 kn/m 1 [-] [m NAP] [m] [-] [Ja / Nee] [mm] [mm] [knm] [kn/m 1 ] * Deze kleine overschrijding wordt geaccepteerd. Zie ook bijlage D voor de in- en uitvoer van de berekeningen. 5.1 Standaard doorsneden Schoor De maximale kracht in de schoor is in horizontale richting 75,62 kn/m 1. H.o.h. schoor = 1,4 meter, daarmee wordt de horizontale kracht 105,9 kn/plank. In de richting van de plank wordt de kracht dan 26 * 105,9 = 540 kn/plank. Op basis van CUR 166 wordt de kracht in de schoor (soort stempel) 1,1 * 559,5 = 594 kn/plank. Met staal S240 is dan een minimaal staaloppervlak van 2474 mm 2 nodig. Het oppervlak van een AZ profiel is 186,2 cm 2 / dubbele plank = mm 2. Dit is ruim voldoende. UC = 0,13. De damwand zal als gevolg van de normaalkracht niet gaan knikken Puntniveau schoor Schachtwrijving Inheidiepte = 20 meter NAP. Lengte waarover schachtwrijving kan worden opgenomen is = 7 meter. Gemiddelde conusweerstand = 6 MPa. Dit is een schatting op basis van diverse sonderingen. Schachtwrijvingscoëfficiënt α s = 0,006. Verfoppervlak dubbel AZ = 1,86 m 2 /plank / zijde, in totaal 3,72 m 2 /plank. De representatieve schachtwrijving wordt dan 0,006 * 3,72 [m 2 ] * 6*10 6 [N/m 2 ] * 7 [m] = 937,44 kn CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 20

25 Rekenwaarde = 937,44 / 1,4 = 669,6 kn/plank. Puntdraagvermogen. Het puntdraagvermogen van de damwand wordt in deze berekening verwaarlozen, daar er voor het mobiliseren van het puntdraagvermogen meer vervorming nodig is. Totaal draagvermogen Het totale draagvermogen (rekenwaarde) is 669,6 kn/plank. Optredend is maximaal 594 kn/plank, akkoord. UC = 0,89 < 1, AKKOORD Stempelframe In de open oplossing wordt de belasting uit de walmuur met een stempelraam overgebracht naar de damwand. De maximale stempelkracht bij de walmuren met een maaiveld tot 1 meter + NAP is 38 kn/m 1. Rekenkracht wordt dan 1,5 * 38 = 57 kn/m 1. De maximale stempelkracht bij de walmuren met een maaiveld tot 2 meter + NAP is 70,50 kn/m 1. Rekenkracht wordt dan 1,5 * 70,50 = 105,75 kn/m 1. Uitgangspunt is een stempel per twee dubbele planken, dus h.o.h. 2,8 meter. Maaiveld 1 meter + NAP. Gording M = 1/8 * q d * L 2 = 1/8 * 57 * 2,8 2 = 55,85 knm. Met staat Fe E 235 is dan het minimaal benodigde weerstandsmoment 237 cm 3. Toe te passen minimaal HEB 160, W = 311 cm 3. Vervorming: maximale vervorming is 0,004 * L = 11,2 mm. δ = q * L 4 / (192 * EI) < 11,2 mm I > 38 * / (192 * 2*10 5 * 11,2) = 543 cm 4. HEB 160: I = 2492 cm 4. Stempel: Stempelkracht = 2,8 * 57 = 159,6 kn. Benodigd oppervlak = N / 235 N/mm 2 = 679 mm 2. Oppervlak HEB 160 = 5430 mm 2. UC = 0,13. Profiel zal niet bezwijken op knik. Maaiveld 2 meter + NAP. Gording M = 1/8 * q d * L 2 = 1/8 * 105,75 * 2,8 2 = 103,6 knm. Met staat Fe E 235 is dan het minimaal benodigde weerstandsmoment 440 cm 3. Toe te passen minimaal HEB 200, W = 570 cm 3. Vervorming: maximale vervorming is 0,004 * L = 11,2 mm. δ = q * L 4 / (192 * EI) < 11,2 mm I > 705 * / (192 * 2*10 5 * 11,2) = 1008 cm 4. HEB 200: I = 5696 cm 4. Stempel: Stempelkracht = 2,8 * 105,75 = 296,1 kn. Benodigd oppervlak = N / 235 N/mm 2 = 1260 mm 2. Oppervlak HEB 200 = 7810 mm 2. UC = 0,16. Profiel zal niet bezwijken op knik CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 21

26 5.2 Zinkers Schoor bij zinkers De maximale kracht in de schoor is in horizontale richting 75,62 kn/m 1. H.o.h. schoor = 1,4 meter, daarmee wordt de horizontale kracht 105,9 kn/plank. De schoren bij de zinkers krijgen een factor 1,5 meer te verwerken, dus de belasting wordt 159 kn/plank In de richting van de plank wordt de kracht dan 26 * 159 = 811 kn/plank. Op basis van CUR 166 wordt de kracht in de schoor (soort stempel) 1,1 * 811 = 891 kn/plank. Met staal S240 is dan een minimaal staaloppervlak van 3716 mm 2 nodig. Het oppervlak van een dubbel AZ profiel is 186,2 cm 2 / dubbele plank = mm 2. Dit is ruim voldoende. UC = 0,20. De damwand zal als gevolg van de normaalkracht niet gaan knikken Puntniveau schoor bij zinkers Schachtwrijving Inheidiepte = 23 meter NAP. Lengte waarover schachtwrijving kan worden opgenomen is = 10 meter. Gemiddelde conusweerstand = 6 MPa. Dit is een schatting op basis van diverse sonderingen. Schachtwrijvingscoëfficiënt α s = 0,006. Verfoppervlak dubbel AZ = 1,86 m 2 /plank / zijde, in totaal 3,72 m 2 /plank. De representatieve schachtwrijving wordt dan 0,006 * 3,72 [m 2 ] * 6*10 6 [N/m 2 ] * 10 [m] = 1339,2 kn. Rekenwaarde = 1339,2 / 1,4 = 956 kn/plank. Puntdraagvermogen. Het puntdraagvermogen van de damwand wordt in deze berekening verwaarloosd, daar er voor het mobiliseren van het puntdraagvermogen meer vervorming nodig is. Totaal draagvermogen Het totale draagvermogen (rekenwaarde) is 956 kn/plank. Optredend is maximaal 891 kn/plank, akkoord. UC = 0,93 < 1, AKKOORD Stempelframe Het stempelframe bij de zinkers is gelijk aan die in de standaard situatie. Zie hiervoor hoofdstuk CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 22

27 6 Samenvatting Uit de berekening volgt: Damwanden: Kerende hoogte Type gevoelige panden? Damwand Geschoord <4,5 GESLOTEN JA AZ JA <4 GESLOTEN NEE AZ * NEE <5 GESLOTEN NEE AZ NEE <5 GESLOTEN NEE AZ NEE <6 GESLOTEN NEE AZ JA <4 OPEN JA AZ JA <5 OPEN JA AZ JA <5 OPEN JA AZ JA <6 OPEN JA AZ JA <4 OPEN NEE AZ NEE <5 OPEN NEE AZ NEE <5 OPEN NEE AZ * NEE <6 OPEN NEE AZ JA [m] [mm] [J/N] [-] [Ja / Nee] * Daar er relatief weinig damwandplanken van het type AZ voorgeschreven worden is het aan te bevelen voor deze damwandplanken AZ toe te passen. Hiermee wordt het aantal type planken dat op voorraad dient te liggen geminimaliseerd. Inheidiepte van de damwanden: 14 meter NAP Schoorplanken gelijk aan de toe te passen damwanden Inheidiepte schoorplanken: 20 meter NAP. Inheidiepte schoorplanken bij zinkers: 23 meter NAP. Stempelframe: Maaiveldhoogte < 1 meter + NAP. Minimaal toe te passen stempelframe HEB 160. Maaiveldhoogte < 2 meter + NAP. Minimaal toe te passen stempelframe HEB 200. Voor de uniformiteit wordt aanbevolen overal stempelframes met HEB 200 profielen toe te passen CALAMITEITENBESTEK WALMUREN BE3539_R001_F1.0 23

28 Bijlage A Overzicht primaire en secundaire waterwegen in Amsterdam

29 Bijlage B Bodemdiepte primaire en secundaire waterwegen in Amsterdam

30 Bijlage C Bepaling krachten uit walmuren

31 Bijlage D In- en uitvoer DSheet Piling berekeningen

32 Bijlage E Stroomschema scenario s

33 Bijlage F Tekeningen noodmaatregelen