GRONDMECHANICA. Interpretatie sonderingen. Leen Vincke Ilse Vergauwen Koen Haelterman. 19 oktober georganiseerd door

Transcriptie

1 BASISCURSUS GRONDMECHANICA Interpretatie sonderingen Leen Vincke Ilse Vergauwen Koen Haelterman 19 oktober 2016 georganiseerd door Expertgroep Grondmechanica & Funderingstechniek Ingenieurshuis, Antwerpen

2 COPYRIGHT 2016 ie net Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze publicatie mag worden gereproduceerd, opgeslagen in de computer, overgenomen onder gelijk welke vorm (elektronisch, mechanisch, magnetisch) of gefotokopieerd zonder de schriftelijke toelating van ie net ingenieursvereniging vzw, Desguinlei 214, B 2018 Antwerpen 1. Tel. : 03/ , E mail info@ie net.be, Website HTTP :// net.be Elke auteur is verantwoordelijk voor de inhoud van zijn/haar teksten. ie net vzw wijst alle aansprakelijkheid af wanneer gebeurlijke foutieve gegevens zouden leiden tot discussies of geschillen.

3 Basiscursus Grondmechanica : interpretatie sonderingen Ilse Vergauwen Leen Vincke Koen Haelterman 19 oktober Inhoudstabel Interpretatie mechanische en elektrische sonderingen Specifieke sondeerdiagrammen Lagenopbouw Grondwaterpeil uit sonderingen Afleiden pakkingsdichtheid Draagvermogen op basis van sondering Schuifweerstandskarakteristieken Horizontale beddingsconstante Vervormingskarakteristieken Consolidatiekarakteristieken 2 2 1

4 Interpretatie mechanische sonderingen Op basis van q c waarden Op basis oploop zijdelingse wrijvingsweerstand Q st Sterke oploop Q st wijst op tertiaire lagen Op basis kennis geologie 3 3 Interpretatie mechanische sonderingen: M1, M4 Aard van de grond Pakkingsdichtheid Conusweerstand (Mpa) Zand Klei Zeer dichtgepakt Dichtgepakt Vrij dichtgepakt Matig dichtgepakt Vrij losgepakt Losgepakt Zeer losgepakt Zeer vast Vast Vrij vast Matig vast Vrij slap Slap >22 14 à 22 9 à 14 4 à 9 2 à 4 1 à 2 < 1 >6 4 à 6 2 à 4 1 à 2 0,5 à 1 < 0.5 Wrijving Sterke toename Matige toename Langzame toename Geringe toename Geen toename Geen toename Geen toename Zeer sterk toename Sterke toename Vrij sterke toename Kleine toename Gering toename Geen toename 4 4 2

5 5 5 A B D C E F 6 6 3

6 Interpretatie elektrische sonderingen Op basis van q c waarden Op basis van R f (soms ook f s waarden) Op basis kennis geologie Gebruik van charts Opletten voor gebruik bij zeer weinig weerstandbiedende gronden en specifieke grondsoorten (bvb. sterk glauconiethoudende zanden) 7 7 Interpretatie elektrische sonderingen 8 8 4

7 Interpretatie elektrische sonderingen 9 9 Interpretatie elektrische sonderingen

8

9 13 13 Slappe lagen Opletten met classificatie van slappe lagen Van 10,50 tot 23m diepte -> sandy silt / silt volgens chart -> boring: klei, pl. w. zandh. -> CPTU -> verbeteren meettechniek

10 Typisch diagram: Boomse klei Typisch diagram: Lid van Belsele-Waas Afwisseling kleiige en zandige zones -> aangepaste karakteristieken voor deellagen

11 Diagram: verdichting Zandvlietsluis Diagram: Aanvulling Deurganckdok: hoge verdichting

12 Brusseliaan: uitgeloogde zanden Homogene lagenopbouw Kaaimuren Wondelgem

13 Heterogene lagenopbouw Kaaimuren Evergem Zeer heterogene lagenopbouw Oostende Quartaire bovenlagen met geulafzetting

14 Grondwaterpeil uit sondering Peilmeting in sondeergat (ev. sondeergat dicht) Enkel indicatief Te bevestigen door meetgegevens uit omgeving (DOV) of plaatsen peilfilter Grondwaterpeil uit sondering : artesische lagen

15 Pakkingsdichtheid Relatieve dichtheid Effect uitgraving Effect watertafel Relatieve dichtheid

16 Proeven verdichting controle Eisen EAU Proeven verdichting controle Controle aanvulling (CPTE) Opgemeten conusweerstand te voldoen aan eisen Bestek (cfr nieuw SB260-> mow.vlaanderen.be/qc)

17 Effect uitgraving / watertafel -> korrelspanning Invloedsfactoren sondeerresultaten : korrelspanningen

18 Invloedsfactoren sondeerresultaten : korrelspanningen Invloedsfactoren sondeerresultaten : korrelspanningen

19 Invloedsfactoren sondeerresultaten : korrelspanningen S3 (uitgraving + damplank) - S4 (uitgraving) - CKW-47C (origineel) TAW- peil -23 S3 S4 CKW- 47C conusweerstand qc (MPa) Invloedsfactoren sondeerresultaten : korrelspanningen Opletten met NEN regel uitgravingen (zand en grind) -> reductie conusweerstand -> zeer streng In toekomstige herziening document paalberekeningen wordt bij afwezigheid sonderingen na uitgraving volgende figuur voorgesteld (nog ter discussie)

20 Schuifweerstandskarakteristieke n Gedraineerd / Niet-gedraineerd Charts Tabellen Niet-gedraineerde schuifweerstand c u = q N c c u = q t σ N k v 1 e formule wordt meest gebruikt N = 15 voor slappe klei N = 10 voor tertiaire klei Als je waarde wil gebruiken in berekeningen -> correctie Bjerrum toepassen (slappe klei) of rekening houden met sensitiviteit. Uitvoeren van vinproeven!

21 Niet-gedraineerde schuifweerstand: Bjerrum Methode De Beer voor afleiden schuifweerstandskarakteristieken Waarden zijn niet rechtstreeks bruikbaar! Waren tussenstappen bij berekening fundering op staal Conservatieve waarden

22 Gedraineerde schuifweerstand veel charts opgesteld voor specifieke grondsoorten bv. zuivere kwartszanden - > opletten met gebruik Schuifweerstandskarakteristieken uit CPT: NA tabel

23 Schuifweerstandskarakteristieken uit CPT: NA tabel Schuifweerstandskarakteristieken uit CPT: NA tabel Actuele versie NA: Zonder conversie bij zand en qc = 6 MPa -> wrijvingshoek =

24 Horizontale beddingsconstante Geen grondeigenschap Benaderend Afhankelijk van wand/paal/afmetingen en stijfheidsverhouding Last/vervorming: geen lineair elastisch gedrag DAMWANDEN k h = 1,5 q c of k h = 3 q c k h 2 q = D PALEN c of k h 4 q = D c Vervormingskarakteristieken Samendrukkingsconstante C en Oedometermodulus E s Elasticiteitsmodulus van Young E y Glijdingsmodulus G

25 Vervormingskarakteristieken Stijfheidsmoduli van de grond: afhankelijk van het vervormingsniveau Metingen bij zeer kleine vervorming -> maximale moduli Modulus bij grotere vervormingen nodig bij berekeningen Samendrukkingsconstante C en Oedometermodulus E s

26 Samendrukkingsconstante C en Oedometermodulus E s Samendrukkingsconstante C en Oedometermodulus E s Berekening zetting adhv sondering is 1 e benadering In functie van gebruikte sondering kan waarde sterk variëren Best boring doen + laboproeven

27 Elasticiteitsmoduli - glijdingsmodulus Verschillende charts om moduli te bepalen (achteraan bijgevoegd) - > oordeelkundig gebruiken Proeven: benderproef (labo) of seismische sondering (in situ) Consolidatiekarakteristieken uit CPTU via dissipatieproeven Piëzocone sonderingen : dissipatieproeven Afleiding horizontale consolidatiecoëfficiënt c h mogelijk via diverse auteurs (Torstensson, Baligh en Levadoux, Teh, ) Uitgaande van c h ook bepaling mogelijk van k h Bepaling grondwaterpeil in zanden a.d.h.v. op die diepte heersende waterdruk

28 Onrechtstreekse bepaling doorlatendheid uit CPTU Cfr. Richtlijn bemalingen -> score 3 -> niet rechtstreeks in berekeningen invoeren, te toetsen aan andere gegevens Aanvullingen

29 Interpretatie mechanische sonderingen: M Interpretatie piëzocone sonderingen

30 Gebruik van tabellen - DIN Elasticiteitsmodulus van Young (Robertson en Campanella - zand)

31 Elasticiteitsmodulus van Young (zand) Elasticiteitsmodulus van Young (Duncan - klei)

32 Glijdingsmodulus (Robertson en Campanella zand) Glijdingsmodulus

33 Glijdingsmodulus Voor klei: G 0 = 406 q e c

34

35

36

37 BASISCURSUS GRONDMECHANICA Boringen Leen Vincke Ilse Vergauwen Koen Haelterman 19 oktober 2016 georganiseerd door Expertgroep Grondmechanica & Funderingstechniek Ingenieurshuis, Antwerpen

38 COPYRIGHT 2016 ie net Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze publicatie mag worden gereproduceerd, opgeslagen in de computer, overgenomen onder gelijk welke vorm (elektronisch, mechanisch, magnetisch) of gefotokopieerd zonder de schriftelijke toelating van ie net ingenieursvereniging vzw, Desguinlei 214, B 2018 Antwerpen 1. Tel. : 03/ , E mail info@ie net.be, Website HTTP :// net.be Elke auteur is verantwoordelijk voor de inhoud van zijn/haar teksten. ie net vzw wijst alle aansprakelijkheid af wanneer gebeurlijke foutieve gegevens zouden leiden tot discussies of geschillen.

39 Basiscursus Grondmechanica : boringen Ilse Vergauwen Leen Vincke Koen Haelterman 19 oktober Boringen Onderkenningsboringen (droge boring) Kernboring (grond-rots) Destructieve boringen Spoelboring (grond) Hamerboring (grond-rots) Diagrafieboring (grond-rots) Boorstaat Hoe onderzoek met boringen uitbreiden? Aanvullende metingen 2 2 1

40 Boringen Aangevulde en vergraven gronden Slappe klei en veen Aangevulde en vergraven gronden Slappe klei en veen 5 5 qc Scaldisiaan a Zandcomplex Sc he lp e nza nd Scaldisiaan a Zandcomplex Schelpenzand Diepte in m Diepte in m Rupeliaan Kleicomplex Klei Rupeliaan Kleicomplex Klei SONDERING BORING 3 3 Onderkenningsboring (droge boring) Onderkenningsput Droge boring met discontinue monstername (handboring diepe boring) Droge boring met continue monstername (holle avegaar) Geroerde en ongeroerde monstername 4 4 2

41 Onderkenningsboring: handboring <-> machinaal (klein licht apparaat) 5 5 Onderkenningsboring: handboring 6 6 3

42 Onderkenningsboring: handboring Edelmanboor: klassiek grof zand - grind 7 7 Onderkenningsboring: handboring Gutsboor 8 8 4

43 Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> geroerde monsters 9 9 Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> geroerde monsters: standaard om 0,5m en bij elke laagverandering

44 Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> casings Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> pulsboor

45 Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> pulsboor Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> pulsboor

46 Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> lepelboor Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> avegaarboor

47 Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> geroerd Etikettering AFDELING GEOTECHNIEK Tramstraat 52 B 9052 Zwijnaarde Tel / Opdrachtnummer : GEO-06/100 Opdrachtgever : VO Afdeling Kust Gemeente : Nieuwpoort Site: Loodswezenplein Doel : Bouw kaaimuu Boring nr Monster nr... Diepte :... Datum :../.../ Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> geroerd

48 Onderkenningsboring: droge boring met discontinue monsterontname -> geroerd Ongeroerde monsterontname: open-tube sampler en piston sampler

49 Ongeroerde monsterontname: Ongeroerde monstername in grond

50 Ongeroerde monstername in grond Ongeroerde monstername in grond

51 Ongeroerde monstername in grond Ongeroerde monstername in grond

52 Ongeroerde monstername Etikettering AFDELING GEOTECHNIEK Tramstraat 52 B 9052 Zwijnaarde Tel / Opdrachtnummer : GEO-07/124 Opdrachtgever : Agentschap voor Maritieme Dienstverlening en Kust Gemeente : Blankenberge, Oude Spuisluis Doel : Herinrichten Oude Spuisluis Boring nr BUS nr... Ontnamediepte: van...tot.m Datum :../.../2007 Winning (lengte):.m Waar ongeroerde monsters?

53 Onderkenningsboring: droge boring met continue monsterontname -> niet ongeroerd Holle avegaar 29 Steekbus ingehamerd 29 Onderkenningsboring: droge boring met continue monsterontname -> niet ongeroerd

54 Onderkenningsboring: vibrocore - droge boring met continue monsterontname -> niet ongeroerd Monstername in grond: NBN EN ISO Kwaliteitsklasse grondmonster <-> wijze ontname Ontnamewijze A -> klasse 1 en 2: bijna ongeroerd, watergehalte en samenstelling cfr in situ Ontnamewijze B -> hoogstens klasse 3: watergehalte en samenstelling cfr in situ, structuur geroerd Ontnamewijze C -> hoogstens klasse 5: watergehalte en samenstelling niet cfr in situ, structuur geroerd, geen nauwkeurige identificatie van in situ lagen mogelijk

55 Monstername in grond: NBN EN ISO holle avegaar avegaar systeem lepelboor pulsboor Monstername in grond: NBN EN ISO

56 Monstername in grond: NBN EN ISO Monstername in grond: NBN EN ISO D D2 D 3 D1 1 C a (%) = 100 C i (%) = D D

57 Kernboringen Kernboringen

58 Kernboringen: primaire sokkel te Halle Destructieve boringen: spoelboringen Vloeistof (water + boorcuttings) rondpompen (evt. additieven) Spoelpomp zuigt aan en injecteert in draaiende boorstangen Aan boorkop vermengt mud zich met losgeboorde materiaal -> wordt naar boven gespoeld Losgeboorde materiaal bovenaan (gedeeltelijk) scheiden van spoelvloeistof die dan terug geïnjecteerd wordt Continu proces tot boorstang op diepte is en volgende stang geplaatst wordt Grove gelaagdheid -> opletten met interpretatie!! Instrumentatie: peilfilters, inclinometers, extensometers, -> opletten voor uitspoeling!!

59 Destructieve boringen: spoelboringen Destructieve boringen: hamerboringen

60 Destructieve boringen: hamerboringen Destructieve boringen: hamerboringen

61 Destructieve boringen: diagrafieboringen Onderzoek d.m.v. boringen:

62 Terreinboorstaat T E R R E I N B O O R S T A A T Opdracht : Plaats : Site : Boring : Aanvangspeil : Boorbaas : Datum Diepte Nr. monster Grondsoortbenaming Hoofd- Bijmenging benaming Aard van de monsters Boorwijze Wateroppervlak Kleur Consistentie Watergehalte Ontname-wijze monster Diameter a. eerst Voerbuizen b. weg c. terug 1. s morgens 2. vóór middag 3. na middag + 4. s avonds uur Opmerkingen Terreinboorstaat

63 Boorstaat: overzichtsboorstaat Schematische voorstelling boorstaat

64 Verwachtingen opdrachtgever Continue verbuizing Zorgvuldige ontname geroerde en ongeroerde monsters Voorbereiding en nabehandeling ongeroerde monsters Etikettering geroerde en ongeroerde monsters Terreinboorstaat Onderzoek d.m.v. boringen proevenprogramma ALTIJD eerst sonderingen -> hieruit gericht boringen inplannen Boringen in onmiddellijke omgeving sondering (>2m) Standaard boringen met discontinue monstername Boringen met continue monstername voor gedetailleerd grondprofiel (bemalingen) Ongeroerde monsters voor laboproeven vast te leggen op basis van CPT-diagram Kwaliteit ongeroerde monsters (dunwandige monsterbussen) Richtlijn: zie algemene bepalingen voor aantal

65 Homogene lagenopbouw Kaaimuren Wondelgem Heterogene lagenopbouw Kaaimuren Evergem

66 Zeer heterogene lagenopbouw Oostende Quartaire bovenlagen met geulafzetting Instrumentatie in boorgat Peilbuizen Waterspanningsmeters Inclinometers

67 Peilfilters / peilbuizen: schema

68 Peilfilters / peilbuizen: meten via peilmeter (discontinu) of diver (continu) Peilfilters / peilbuizen: meten via peilmeter (discontinu) of diver (continu)

69 Peilfilters / peilbuizen: diver (continu) Peilfilters / peilbuizen: peilmeter (discontinu)

70 Waterpeilmetingen en waterdrukmetingen : waterdrukcellen In minder doorlatende lagen (minder watervolumegevoelig) Pneumatisch, elektrisch, vibrating wire Inbouw waterdrukcellen Indruk waterdrukcellen Waterpeilmetingen en waterdrukmetingen : waterdrukcellen afdichting membraam filter waterdrukcel

71 meetafstand L Meten horizontale vervormingen: inclinometers doorsnede inclinometerbuis inclinometerbuis A grout B B' boorgat totale verplaatsing A' elektrische kabel totale verplaatsing L sinθ hellingssonde 0.50m verplaatsing L sinθ inclinometerbuis hellingssonde vertikale of referentieprofiel boorgat grout Principe van plaatsing en meting Meten horizontale vervormingen: inclinometers

72 Meten horizontale vervormingen: inclinometers Meten horizontale vervormingen: inclinometers

73 Vragen?