Geotechnics - Load test on foundation piles - Part 1: Static axial loading in compression juli 2002 ICS Commentaar vóór 1 november 2002

Transcriptie

1 Nederlandse Ontwerp norm NEN Geotechniek - Proefbelasting van funderingspalen - Deel 1: Statische axiale belasting op druk Publicatie uitsluitend voor commentaar Geotechnics - Load test on foundation piles - Part 1: Static axial loading in compression juli 2002 ICS Commentaar vóór 1 november 2002 Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. Normcommissie "Geotechniek" Apart from exceptions provided by the law, nothing from this publication may be duplicated and/or published by means of photocopy, microfilm, storage in computer files or otherwise, which also applies to full or partial processing, without the written consent of the Netherlands Standardization Institute. The Netherlands Standardization Institute shall, with the exclusion of any other beneficiary, collect payments owed by third parties for duplication and/or act in and out of law, where this authority is not transferred or falls by right to the Reproduction Rights Foundation. Auteursrecht voorbehouden. Behoudens uitzondering door de wet gesteld mag zonder schriftelijke toestemming van het Nederlands Normalisatie-instituut niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van fotokopie, microfilm, opslag in computerbestanden of anderszins, hetgeen ook van toepassing is op gehele of gedeeltelijke bewerking. Het Nederlands Normalisatie-instituut is met uitsluiting van ieder ander gerechtigd de door derden verschuldigde vergoedingen voor verveelvoudiging te innen en/of daartoe in en buiten rechte op te treden, voor zover deze bevoegdheid niet is overgedragen c.q. rechtens toekomt aan de Stichting Reprorecht. Although the utmost care has been taken with this publication, errors and omissions cannot be entirely excluded. The Netherlands Standardization Institute and/or the members of the committees therefore accept no liability, not even for direct or indirect damage, occurring due to or in relation with the application of publications issued by the Netherlands Standardization Institute. Hoewel bij deze uitgave de uiterste zorg is nagestreefd, kunnen fouten en onvolledigheden niet geheel worden uitgesloten. Het Nederlands Normalisatie-instituut en/of de leden van de commissies aanvaarden derhalve geen enkele aansprakelijkheid, ook niet voor directe of indirecte schade, ontstaan door of verband houdend met toepassing van door het Nederlands Normalisatie-instituut gepubliceerde uitgaven Nederlands Normalisatie-instituut Postbus 5059, 2600 GB Delft Telefoon (015) , Fax (015)

2 Inhoud Voorwoord Onderwerp en toepassingsgebied Normatieve verwijzingen Termen en definities Symbolen en afkortingen Indeling van proefbelastingen in klassen Inrichting van de proefbelasting Uitvoering van de proefbelasting Verslaglegging van de resultaten van de proefbelasting Interpretatie van de resultaten van de proefbelasting Nadere vaststelling van de waarden voor α p en α s...17 Bijlage A (informatief) van een paaldrukproef-installatie...21 Bijlage B (informatief) en van relatieve verplaatsingsmeting...22 Bijlage C (informatief) en van tijd-belastingdiagram, tijd-zakkingdiagram en last-zakkingdiagram

3 Voorwoord Door de zeer grote ervaring die er in Nederland bestaat met het berekenen van de draagkracht van paalfunderingen op basis van sonderingen, volgens de methode beschreven in NEN 6743, is het gebruik van proefbelastingen hier niet erg gebruikelijk. Het gebruik van de zogenoemde paalfactoren α p en α s heeft echter duidelijk gemaakt dat er behoefte is aan meer kennis hieromtrent en ook aan een fijnere indeling qua soorten en typen palen. De normcommissie geotechniek is dan ook al enige jaren bezig om een nader onderzoek naar deze paalfactoren op gang te brengen, maar is er nog niet in geslaagd, voldoende middelen te vinden om dit onderzoek in de breedte te doen uitvoeren. Het harmoniseren van de wijze van proefbelasten van paalfunderingen is een eerste stap om meer inzicht in de paalfactoren te verkrijgen. Ook de toekomstige Europese norm voor het geotechnisch ontwerpen Eurocode 7 noemt proefbelasten als een mogelijkheid tot het toetsen van de draagkracht van een funderingsontwerp. Bovengenoemde ontwikkelingen waren de aanleiding voor de normcommissie om te beginnen met het maken van een Nederlandse norm voor het uitvoeren van proefbelastingen op funderingspalen. Op dit moment zijn 2 norm-ontwerpen gerealiseerd voor het statisch proefbelasten van palen op druk en op trek. Rekening wordt gehouden met de mogelijkheid dat er ook nog een normdeel komt voor dynamische proefbelastingen. Dit normontwerp is opgesteld door normsubcommissie Geotechniek Algemeen en funderingstechniek en aanvaard door normcommissie Geotechniek. Op het moment van publicatie van dit normontwerp was de subcommissie Geotechniek Algemeen en funderingstechniek als volgt samengesteld: ir. G. Hannink (voorzitter) ir. B.J. Admiraal Gemeentewerken, Rotterdam VWS Geotechniek, Woerden ing. J. W. Blaauboer ir. W.J. Heijnen (rapporteur) ing. A. Kremer ing. L.J. Quispel ir. M.Th.J.H. Smits ir. R. Stoevelaar ir. J.M.C. Zoun mr. H. de Koning drs.ir. L.J. Buth (secretaris) IJsselmeer Betonheipalenfabriek BV, Lemmer a.t.p., Roosendaal Railinfrabeheer afd. B&L, Utrecht a.t.p., Spijkenisse Fugro ingenieursbureau BV, Leidschendam Geodelft, Delft Mos Grondmechanica, Rhoon N.V.A.F., Gouda NEN, Delft 3

4 1 Onderwerp en toepassingsgebied Dit normontwerp geeft aanwijzingen voor de uitvoering, de uitwerking en de interpretatie van in situ uit te voeren proefbelastingen met statische axiale drukkrachten op funderingspalen te behoeve van: de vaststelling van draagkrachtfactoren (α p en α s ) voor bestaande en nieuwe paalsystemen; de vaststelling van het representatieve last-zakkingsgedrag van de palen ten behoeve van het ontwerp van de paalfundering; de toetsing van het last-zakkingsgedrag van de palen van de fundering. Het normontwerp is van toepassing op alle paalfunderingen van bouwconstructies waarop statische of quasistatische drukkrachten als gedefinieerd in hoofdstuk 3 worden uitgeoefend waarvan de richting niet meer afwijkt van de richting van de as van de palen als gedefinieerd in 7.1.(a). 2 Normatieve verwijzingen De volgende normen bevatten bepalingen die, doordat ernaar wordt verwezen, tevens bepalingen van dit norm-ontwerp zijn. Op het ogenblik van publicatie van het onderhavige normontwerp waren de vermelde drukken van kracht. Alle normen kunnen echter worden herzien; partijen die overeenkomsten sluiten op basis van deze norm wordt daarom aanbevolen na te gaan of het mogelijk is de meest recente druk van de onderstaande normen toe te passen. NEN 999:1977 NEN 1000:1993 NEN 5140:1996 Het Internationale Stelsel van Eenheden (Sl) Regels voor het hanteren van het Internationale Stelsel van Eenheden (Sl) Geotechniek Bepaling van de conusweerstand en de plaatselijke wrijvingsweerstand van grond Elektrische sondeermethode 2e ontw NEN 6701:2001 Technische grondslagen voor bouwconstructies TGB 1990 Namen en symbolen voor grootheden NEN 6702:1991 Technische grondslagen voor bouwconstructies TGB 1990 Belastingen en vervormingen, inclusief wijzigingsblad A2:1997 NEN 6740:1991 TGB 1990 Geotechniek Basiseisen en belastingen, inclusief Wijzigingsblad A1:1997 NEN 6743:1991 Geotechniek Berekeningsmethode voor funderingen op palen Drukpalen, inclusief Wijzigingsblad A1: Termen en definities Voor de toepassing van deze norm gelden alle termen en definities van hoofdstuk 3 van NEN 6702:1991, hoofdstuk 3 van NEN 6740:1991, hoofdstuk 3 van NEN 6743:1991 en verder de volgende definities 3.1 funderingspalen alle paaltypen die worden toegepast voor het funderen van bouwconstructies op palen 3.2 paalas de verbindingslijn tussen de zwaartepunten van de doorsnede bij de paalvoet en de doorsnede bij de paalkop 4

5 3.3 quasi-statische drukkrachten drukkracht waarbij variaties niet leiden tot dynamische effecten waarbij traagheidskrachten en degradatie van de grondweerstand spelen 4 Symbolen en afkortingen 4.1 Eenheden In de rapportage van de resultaten van de proefbelastingen moeten de daarin gebruikte eenheden in overeenstemming zijn met het Internationale Stelsel van Eenheden (SI) zoals vermeld in hoofdstuk 4 van NEN 999:1977 en in NEN 1000: Symbolen In de rapportage van de resultaten van de proefbelastingen moeten de daarin gebruikte grootheden, symbolen en indices in overeenstemming zijn met hoofdstuk 2 van 2 e ontw. NEN 6701:2001, hoofdstuk 3 van NEN 6740:1991 en hoofdstuk 3 van NEN 6743:1991. Symbool Omschrijving Eenheid A Dwarsdoorsnede proefpaal Aantal proefterrreinen m 2 D eq Equivalente paalpuntmiddellijn mm E Elasticiteitsmodulus N/mm 2 F Belasting per belastingsstap bij proefbelasting N F 1 Drukkracht op de proefpaal bij de eerste belastingsstap N F i Drukkracht op de proefpaal bij belastingsstap i N F n Proefbelasting op de paal bij belastingsstap n N F r;max Maximale draagkracht van de proefpalen N F r;max;i Maximale draagkracht voor proefpaal sondering i N F r;max;punt;gem Gemiddelde maximale puntweerstandskracht bij sondering N F r;max;punt;i Maximale puntweerstandskracht bij sondering i N F r;max;schacht;i;lgj Maximale paalschachtwrijvingskracht bij sondering i, voor grondlaag j N F r;max;schacht;gem;lgj Gemiddelde maximale paalschachtwrijvingskracht voor grondlaag j N F proef;max;punt;m Maximale kracht op de paalpunt bij proefbelasting van proefpaal m N F proef;max;punt;gem Gemiddelde maximale kracht op paalpunt bij proefbelasting van alle proefpalen N 5

6 F proef;max;schacht;lgj;m F proef;max;schacht;lgj;gem Gemeten maximale paalschachtwrijvingskracht voor proefpaal m en grondlaag j Gemeten gemiddelde maximale paalschachtwrijvingskracht voor grondlaag j N N N Aantal vereiste belastingsstappen - M Aantal proefpalen - f s Plaatselijke wrijvingsweerstand N/mm 2 i Volgnummer sondering - j Grondlaag - n Belastingsstap - m Nummer van de proefpaal - t Tijdverschil h w Zakkingverschil mm q c Conuswrijvingsweerstand MPa q c;gem Gemiddelde conuswrijvingsweerstand MPa α p Draagkrachtfactor / Paalklassefactor - α p;def Definitieve waarde voor de paalklassefactor - α p;gem Gemiddelde waarde voor de paalklassefactor - α p;voorl Voorlopige waarde voor de paalklassefactor - α s Draagkrachtfactor voor de invloed van de uitvoering - α s;voorl Voorlopige waarde voor α s - α s;gem;lgj Gemiddelde waarde voor α s in laag j - α s;lgj Waarde voor α s in laag j - α s ;lgj;def Definitieve waarde voor α s - β p Factor voor de invloed van de paalvoetvorm bij bepaling van de paalklassefactor α p - β s Factor voor de invloed van de paalvoetvorm bij bepaling van α s - ψ χ s;gem;lgj Factor die de invloed van het aantal proefterreinen in rekening brengt Verhouding tussen maximale gemiddelde paalpuntweerstand bij sondering en bij proefbelasting - - 6

7 χ p;gem Verhouding tussen gemiddelde maximale paalschachtwrijvingskracht bij proefbelasting en bij sondering - 5 Indeling van proefbelastingen in klassen Proefbelastingen op funderingspalen door middel van statische of quasi-statische axiale drukkrachten worden onderscheiden in de volgende klassen: Klasse A: Hierbij zijn installatie, metingen en belastingsprocedure geschikt voor een gedetailleerde vaststelling van het last-zakkingsgedrag van de proefpaal met inbegrip van de verdeling van de schachtwrijving en de kracht op de paalvoet in alle stadia van de proef. Klasse B: Klasse C: Hiervoor geldt hetzelfde als voor klasse A met uitzondering van de meting van de verdeling van de schachtwrijving en de kracht op de paalvoet. Over het algemeen kortdurende proeven waarbij alleen de kracht op de paalkop en de verplaatsing van de paalkop worden gemeten. 6 Inrichting van de proefbelasting 6.1 Belastingsinstallatie Voorwaarden voor proefbelastingen Voor alle onder hoofdstuk 5 genoemde klassen van proefbelastingen moet aan de volgende voorwaarden zijn voldaan: a) de drukkracht moet gedurende de gehele proefbelasting centraal op de paalkop aangrijpen en de richting van de kracht moet binnen een afwijking van 1 van de richting van de paalas blijven; b) indien de drukkracht op de paal tijdens de proefbelasting indirect wordt aangebracht, bijvoorbeeld via een of meer hydraulische persen (vijzels) tussen een geballaste belastingsinstallatie en de proefpaal, dan moet deze installatie in alle stadia van de proefbelasting voldoen aan de volgende eisen: de sterkte en de stabiliteit moet zijn getoetst aan de eisen gesteld aan tijdelijke constructies volgens NEN 6702:1991 en de relevante materiaalnormen. Hierbij moet ook het gevaar van kiepen plooien en knikken in acht worden genomen; de relatieve verplaatsing tussen aanliggende onderdelen van de geballaste constructie moet gedurende de gehele proefbelasting nihil zijn. Dit geldt ook voor de ondersteuning van de installatie op de grond; de massa van de installatie plus ballast moet 10 % hoger zijn dan de maximaal uit te oefenen drukkracht tijdens de proefbelasting; de door het gewicht van de geballaste belastingsinstallatie op de schacht van de proefpaal opgewekte horizontale gronddrukken moeten gedurende de proefbelasting zo laag blijven dat het aannemelijk is dat het resultaat van de proef met niet meer dan 5 % in gunstige zin wordt beïnvloed; de rotatie van de hoofdelementen van de geballaste belastingsinstallatie moet tijdens de proefbelasting kleiner blijven dan 1:50 tenzij de richting van de op de paal uitgeoefende drukkracht er niet door wordt gewijzigd; de opbuiging c.q. de doorbuiging van de hoofd- en dwarsbalken van de geballaste belastingsinstallatie moet tijdens de proefbelasting binnen de marge van 0,005 de afstand van de betreffende ondersteuningen blijven. 7

8 c) als de reactiekrachten voor de voor de proefbelastingen benodigde drukkrachten op de proefpaal via de indirecte weg worden ontleend aan in de grond geplaatste trekelementen zoals bijvoorbeeld trekpalen en groutankers moet er zorg voor worden gedragen dat kiepen, plooien en knikken van onderdelen van de belastingsconstructie tijdens de proefbelasting niet kunnen optreden; d) als de drukkracht op de proefpaal of proefpalen direct op de paal wordt aangebracht door het stapelen van ballast op een vast met de proefpaal of proefpalen verbonden tafel moet worden geverifieerd of de constructie voldoet aan de in (b) gestelde eisen. Wordt de tafel slechts door één proefpaal ondersteund dan moeten voorzieningen zijn getroffen die voorkomen dat de tafel zich in het horizontale vlak meer dan 5 mm kan verplaatsen Proefbelastingen voor klasse A en B In verband met de eventuele ongunstige invloed op het last-zakkingsgedrag van de proefpaal als de reactie voor de toe te passen drukkrachten door middel van trekpalen of andere typen trekelementen, zoals bijvoorbeeld grondankers, aan de grond in de nabijheid van de proefpaal wordt ontleend, wordt aanbevolen deze trekelementen niet toe te passen voor klasse A en B proeven. Is echter het gebruik van ballast niet toepasbaar dan verdient het aanbeveling de elementen waaraan reactiekrachten worden ontleend te plaatsen op een niveau dat beneden de voet van de proefpaal of proefpalen ligt, op een horizontale afstand van ten minste 5 m uit de lijn van de as van de dichtst bij staande proefpaal. OPMERKING Bijlage A geeft schetsen van belastingsinstallaties voor drukproeven op palen. 6.2 De proefpalen Boveneinde proefpalen Voor alle klassen proefbelastingen geldt dat het boveneinde van de proefpalen vlak moet worden afgewerkt en zo nodig moet worden voorzien van een versterkte en verlengde kopconstructie met een zo groot en vlak bovenvlak dat de hydraulische pers of persen volledig worden ondersteund Verdeling van de kracht op de kop In verband met een betrouwbare vaststelling van de verdeling van de kracht op de kop van de proefpaal over schacht en paalvoet moeten bij klasse A proefbelastingen in de paal opnemers worden opgenomen voor het bepalen van de normaalkracht in ten minste de volgende doorsneden: nabij de paalvoet; nabij de overgang van het slappe en samendrukbare grondlagenpakket en de draagkrachtige laag waarin de paalvoet zijn draagkracht moet vinden. 6.3 Metingen, functionele eisen Algemeen De voor de metingen benodigde opnemers, meetinstrumenten en registratieapparatuur moeten in een goede staat van onderhoud zijn en zijn voorzien van recente ijk- of overeenkomstige gegevens Metingen met krachtmeter De op de proefpaal of proefpalen uitgeoefende krachten moeten bij klasse A en B proefbelastingen worden gemeten met een zogenaamde krachtmeter die is geplaatst tussen de bovenkant van de plunjer(s) van de hydraulische pers(en) en de hoofdligger van de proefbelastingsinstallatie of tussen de bovenkant van de afgewerkte paal en de onderkant van de hydraulische pers. De meetnauwkeurigheid moet beter zijn dan 0,5 % van de verwachtingswaarde van de maximale draagkracht van de paal of de palen. 8

9 6.3.3 Aflezing vloeistofdruk Als bij klasse C proefbelastingen de op de proefpaal aan te brengen krachten worden afgeleid uit de aflezing van de vloeistofdruk in de hydraulische pers moet een drukmeter meestal een manometer worden toegepast met een afleesnauwkeurigheid van 0,1 MPa. De drukmeter moet minder dan een maand voor het gebruik zijn geijkt Meetnauwkeurigheid De verplaatsing van de kop van de paal ten opzichte van een vast punt moet op ten minste 3 punten, gelegen in een horizontaal vlak en regelmatig verdeeld op de omtrek van een cirkel met het middelpunt op de paalas, worden gemeten. Bij klasse A en B proefbelastingen moet de meetnauwkeurigheid beter zijn dan 0,2 % van de maximaal optredende zakking. In verband met de bepaling van onder constante belasting of belastingsherhalingen met de tijd verlopende verticale verplaatsingen, zoals kruip en toegevoegde zakking, moet de nauwkeurigheid van de meting van de verplaatsingssnelheid beter zijn dan 0,2 mm/h. Voor klasse C proefbelastingen moet de nauwkeurigheid van de meting van de verplaatsingssnelheid beter zijn dan 0,5 % van de maximaal optredende zakking Bepaling van de verdeling van de schachtwrijvingskrachten Ten behoeve van de bepaling van de verdeling van de schachtwrijvingskrachten en de kracht op de paalpunt bij klasse A proefbelastingen moet de normaalkracht in de in vermelde dwarsdoorsneden van de proefpaal worden bepaald met een nauwkeurigheid van 10 % van de meetwaarde. Dit betekent dat voor toepassing van de bepalingsmethode door middel van meting van de relatieve verplaatsingen van een aantal doorsneden en van de voet van de paal ten opzichte van de afgewerkte bovenzijde van de proefpaal, het product van de elasticiteitsmodulus van het paalmateriaal en het oppervlak van alle dwars-doorsneden van de proefpaal (EA) bekend moet zijn met een nauwkeurigheid van ten minste 5 %. Bovendien moet de relatieve verplaatsing worden bepaald van de dwarsdoorsneden op of nabij de niveaus waar zich duidelijke laagscheidingen aftekenen en van de paalvoet. In het geval van een geprefabriceerde of in de grond gevormde betonnen proefpaal moet, ter controle van het product van de elasticiteitsmodulus en het doorsnedenoppervlak van de paalschacht, op regelmatige tijden tijdens het belasten en eventueel ontlasten de rek worden gemeten op twee tegenover liggende zijvlakken of diametraal tegenover elkaar liggende punten van de schacht van een vrijstaand of vrijgemaakt bovendeel van de schacht van de proefpaal met een precisie van ten minste 5 %. OPMERKING Meting van de relatieve verplaatsing kan plaatsvinden door middel van een of meer vrijstaande staven of door middel van onder constante trekkracht staande snaren die verbonden zijn met de paaldoorsnede(n) waarin de normaalkracht moet worden bepaald op de wijze als in bijlage B is aangegeven. 6.4 Meetapparatuur, technische eisen en aanbevelingen Bescherming tegen weersinvloeden Om bij de klasse A en B proefbelastingen de vereiste meetnauwkeurigheden te kunnen bereiken is het noodzakelijk dat de meetopstellingen gedurende de uitvoering van de proef worden beschermd tegen ongunstige weersinvloeden, zoals: directe zonbestraling; harde wind en neerslag; vorst. 9

10 Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer WB Delft NEN Standards Products & Services Postbus GB Delft Vlinderweg AX Delft Ja, ik bestel ex. NEN :2002 Ontw. nl Geotechniek - Proefbelasting van funderingspalen - Deel 1: Statische axiale belasting op druk T (015) F (015) Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via Gratis nieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze nieuwsbrieven. Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2018, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon , dagelijks van 8.30 tot uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: LEREN, WERKEN EN GROEIEN MET NEN preview