MASSASTABILISATIE IN NEDERLAND

Transcriptie

1 MASSASTABILISATIE IN NEDERLAND Marco van Andel Massastabilisatie international Jasper Vosdingh Bessem Sweco Nederland B.V. / Fugro GeoServices B.V.

2 Wat doet Massastabilisatie International B.V. - Advies techniek en bindmiddel - Kostenraming - Monitoring en kwaliteitsborging - Projectbeheersing voor opdrachtgever - Kenniscentrum massastabilisatie Wat doet Fugro GeoServices B.V. - Grond- en laboratoriumonderzoek - Geotechnisch advies en haalbaarheidsstudie - Begeleiden milieukundige analyse - Advies bindmiddel - Laboratoriumonderzoek bindmiddel - Uitvoeringsbegeleiding en uitvoering monitoring MASSASTABILISATIE IN NEDERLAND Marco van Andel Massastabilisatie international Jasper Vosdingh Bessem Sweco Nederland B.V. / Fugro GeoServices B.V.

3 Techniek Toepassingen Onderzoek Aandachtspunten Monitoring Projecten Kosten 3

4 TECHNIEK Het principe Nagenoeg zettingsvrij Restzettingen 4

5 TECHNIEK Bron: Allu 5

6 TECHNIEK Recyclen van grond Data acquisitie Bron: Allu 6

7 Wegen, fietspaden en spoorwegen; Parkeerterreinen, sportvelden, opslagterreinen; Leidingtracés; TOEPASSINGEN 7

8 Wegen, fietspaden en spoorwegen; Parkeerterreinen, sportvelden, opslagterreinen; Leidingtracés; TOEPASSINGEN Reduceren gronddruk (achter grondkeringen en kademuren); 8

9 Trilling reducerende maatregelen; Stabilisatie van baggerspecie; Verontreinigde grond; Voorkomen van opbarsten van watergangen; Verhoging stabiliteit dijken. TOEPASSINGEN 9

10 ONTWERPASPECTEN Het ontwerp van massastabilisatie is tweeledig: Geotechnisch Advies bindmiddel 10

11 ONTWERPASPECTEN Geotechnisch ontwerp vooralsnog voornamelijk zettingsanalyse Bij grotere ophogingen of dijken ook stabiliteitsanalyses Analyse effect stabilisatie op damwand / kadeconstructie Nader onderzoek naar sterkteparameters, c en c u 11

12 ONTWERPASPECTEN Toe te passen in alle slappe grondsoorten Verschillende grondsoorten vragen om verschillende bindmiddelen Bron: EuroSoilStab 12

13 Welke onderzoeken zijn er nodig voor het ontwerp van massastabilisatie? Veldonderzoek ONDERZOEK sonderen boren 13

14 ONDERZOEK Laboratoriumonderzoek Geotechnisch Volumegewicht + watergehalte Ongedraineerde schuifsterkte (torvane / UU) Zuurgraad poriënwater (ph) Milieukundig Chemische samenstelling Zuurgraad (ph) Samenstelling bindmiddel Stappenplan: 1. Mengen grond 2. Mengen grond + bindmiddel 3. Inbouwen mallen 4. Uitharden monsters 5. Beproeven monsters Uitvoering laboratoriumonderzoek conform EuroSoilStab en CUR

15 ONDERZOEK 1. Mengen grond 2. Mengen grond en bindmiddel 3. Inbouwen mallen 4. Uitharden 5. Beproeven 15

16 AANDACHTSPUNTEN Naast het bereiken van de gestelde restzettingseis kunnen eisen worden gesteld aan het gestabiliseerde materiaal ten aanzien van: Druksterkte; Stijfheid (E-modulus); Doorlatendheid; Duurzaamheid; Milieu; Initiële zetting. Druksterkte: Het gestabiliseerde materiaal dient sterk genoeg te zijn om de belasting vanuit het gebruik te kunnen dragen. Bij de bepaling van de druksterkte in het laboratorium dient er rekening mee te worden gehouden dat het verschil tussen laboratorium- en veldwaarden een factor 2 à 5 kan zijn. In veen kunnen de laboratorium- en veldwaarden elkaar goed benaderen. I.v.m. doorfreesbaarheid en/of doorgraafbaarheid kunnen eisen worden gesteld aan de maximale druksterkte. 16

17 AANDACHTSPUNTEN Stijfheid Het gestabiliseerde deel kan in voorkomende gevallen dienst moeten doen als bouwweg voor de cementwagens. In deze gevallen is een hoge aanvangsstijfheid wenselijk. Stijfheid is ook van belang in de gebruiksfase (bijv. bij wegverharding). Doorlatendheid Uit de literatuur (No-recess proefvak in Nederland) volgt dat bij de stabilisatie met cement de doorlatendheid met een factor 100 à 1000 zal toenemen. Het uitgangspunt is dat de doorlatendheid hiermee is gewaarborgd. De doorlatendheid kan worden gestuurd middels de samenstelling van het bindmiddel 17

18 AANDACHTSPUNTEN Duurzaamheid Ten aanzien van de duurzaamheid dienen de interne, contact en chemische erosie te worden beschouwd. Chemische erosie is afhankelijk van: Eventuele chemische verontreiniging van de projectlocatie; De zuurgraad (ph) van grond en grondwater. Interne en contact erosie betreft met name grondwaterstroming. In Japan en Scandinavië is meer dan 20 jaar ervaring met diepe grondstabilisatie en doen zich geen duurzaamheidsproblemen voor (Betoniek 12/13). Risico s lange termijn gedrag: geen risico s volgens CUR Innovatieve aardenbaan. Analyses uit Japan en Scandinavië tonen een toenemende sterkte in de tijd (30 jaar). Deltares heeft dit in opdracht van gemeentewerken Rotterdam vastgesteld tot 88 jaar. 18

19 AANDACHTSPUNTEN Milieu Gestabiliseerde grond valt onder de werkingssfeer van het Besluit bodemkwaliteit (Bbk). Massastabilisatie vormt echter een bijzondere bouwstof omdat de grond niet wordt verplaatst of verwijderd, maar ter plaatse wordt gemengd met een bindmiddel van cement. Vooralsnog een grijs gebied waar massastabilisatie zich in bevindt, aan te bevelen om in vroeg stadium te overleggen met bevoegd gezag Indien het werk zijn functionaliteit verliest kan de stabilisatie in principe teruggenomen worden. Veelal zal dit praktisch gezien niet plaatsvinden. Na het verwijderen van het verhardingspakket kan de stabilisatie tot een bepaalde diepte worden los gefreesd opdat de natuur zich in de bodem weer verder kan ontwikkelen. 19

20 AANDACHTSPUNTEN Uitloogonderzoek Massastabilisatie dient (vooralsnog) te worden beschouwd als een niet vormgegeven bouwstof. Project Amsterdam Uitloogproef op alleen veen nr Koper Nikkel Bromide Choride Sulfaat ph [mg/kg ds] [mg/kg ds] [mg/kg ds] [mg/kg ds] [mg/kg ds] [-] Veen 1 0,1 0, ,34 Veen 2 0,42 0, ,22 Uitloogproeven op gestabiliseerd veen met verschillende verhardingstijden Dosering nr Koper Nikkel Bromide Choride Sulfaat ph [mg/kg ds] [mg/kg ds] [mg/kg ds] [mg/kg ds] [mg/kg ds] [-] 7 dg 125 kg/m 3 1 0,25 0, ,81 7 dg 125 kg/m 3 2 0,32 0, ,84 14 dg 125 kg/m 3 1 0,91 0, ,81 14 dg 125 kg/m 3 2 0,86 0, ,88 28 dg 125 kg/m 3 1 0,3 0,12 8, ,76 28 dg 125 kg/m 3 2 0,32 0, ,80 Resultaten laten zien dat naarmate de uithardingstijd toeneemt de uitloging afneemt tot waarden welke lager zijn dan de oorspronkelijke grond! 20

21 AANDACHTSPUNTEN Initiële zetting Ten behoeve van de sterkteontwikkeling en de homogeniteit wordt direct na het mengen van de grond met het bindmiddel deze voorbelast met bijvoorbeeld zand of menggranulaat. Als deze voorbelasting te laat of niet wordt aangebracht dan zal de sterkte ook achterblijven. Eurosoilstab noemt een waarde van 10 à 20 % voor de initiële zetting door het aanbrengen van de voorbelasting in veen. Onze ervaring is 5 à 10 % voor veen en aanzienlijk minder voor klei. Uit de praktijk volgt verder dat door het mengen met lucht en bindmiddel het maaiveld als referentievlak eerst zal rijzen en vervolgens onder de voorbelasting weer zal inklinken. De daadwerkelijke zetting ten opzichte van het maaiveld als referentievlak zal lager zijn dan vooraf bepaald op basis van de laboratoriumproeven 21

22 Het volgen van de sterkteontwikkeling en de partijkeuring wordt in het veld uitgevoerd waarbij gebruik wordt gemaakt van diepsonderingen. De sonderingen worden uitgevoerd tot circa 1,0 m onder het gestabiliseerde pakket. Na uitvoering worden de sondeergaten direct weer afgedicht met kleistaven. De sonderingen worden uitgevoerd middels een sondeerrups. Met het uitvoeren van diepsonderingen wordt gebruik gemaakt van een in Nederland beproefde meettechniek en waarmee ook aangesloten wordt op de aanbevelingen vanuit de literatuur. MONITORING Vooral bij gestabiliseerde veen of klei middels massastabilisatie met een relatief lage druksterkte is dit een snelle techniek waarbij een goede indruk van de sterkteontwikkeling wordt verkregen. Uit de literatuur zijn relaties van de conusweerstand, de ongedraineerde schuifsterkte en druksterkte ter herleiden. 22

23 MONITORING 23

24 MONITORING Door de slappe bodem bevinden de metingen zich in het onderste meetbereik, derhalve wordt overgeschakeld op sonderingen met de bolconus. Voor het verkrijgen van een beter gemiddeld beeld worden KPS-proeven uitgevoerd. 24

25 PROJECTEN Fietspad F441 Stolwijk Vervangen brug Jirnsumersyl 25

26 PROJECTEN Vlaardingen Amsterdam Dokkum 26

27 KOSTEN Richtbedrag voor zeer grove calculaties: 16,00 à 22,50 per m 3 te stabiliseren. Kosten voor grond- en laboratoriumonderzoek en bijbehorend advies vanaf circa ,- exclusief monitoring en voor een grondsoort. De hoogte van de kosten (uitvoering en advies) zijn sterk afhankelijk van een aantal factoren: Omvang van het project evenals de complexiteit ervan; Bereikbaarheid en toegankelijkheid van het te stabiliseren gebied; Bindmiddel is ca. 70 % van de kosten; Het loont dus om in voortraject goed onderzoek te doen naar dosering bindmiddel. 27

28 TOT SLOT Een aantal voordelen van massastabilisatie: Na 7 dagen al mogelijk om verder te bouwen; Minder grondverzet en dus minder voertuigbewegingen dan traditionele methoden; Reductie zwaarte damwanden en eventueel achterwege blijven verankering; Verontreinigingen in principe geen bezwaar; Duurzame oplossing; Zettingsarme methode; Hergebruik bouwstoffen. 28

29 TOT SLOT Er is een kwaliteitsslag gaande bestaande uit nader onderzoek naar: Ontwikkeling sterkte- en stijfheidsparameters Zetting van het gestabiliseerde materiaal laboratorium middels samendrukkingsproeven veld middels spider extensometers Uitloging Doorwortelbaarheid Beinvloedbaarheid doorlatendheid Grens toepasbaarheid in klei Initiële zetting Effect van doorheien / trillen Aantoonbaarheid gerealiseerde kwaliteit sonderingen / KPS of PORT proeven Invloed uitvoering op kwaliteit (mengintensiteit / mengduur) 29

30 Wij danken u voor uw aandacht! Voor nadere informatie: Massastabilisatie internationaal BV Marco van Andel marco@massastabilisatie.nl Fugro GeoServices B.V. Edwin Dekker e.dekker@fugro.com Jasper Vosdingh Bessem jasper.vosdinghbessem@sweco.nl