STABILITEITSNOTA Deense kaaimuur Omookaai Zeebrugge 15 JUNI 2016

Transcriptie

1 Deense kaaimuur Omookaai Zeebrugge 15 JUNI 2016

2 Contactpersonen BART VAN ZEGBROECK M E bart.vanzegbroeck@arcadis.com Arcadis Belgium nv City Link 2 Posthofbrug Antwerpen België 2

3 Revisie Versie Datum Opmerking C Derde uitgave Opgesteld Afdeling/discipline Functie Naam Handtekening Datum GI Expert D. Inghelbrecht Geverifieerd Afdeling/discipline Functie Naam Handtekening Datum IRV Expert B. Van Zegbroeck Goedgekeurd door klant Afdeling/discipline Functie Naam Handtekening Datum 3

4

5 INHOUDSOPGAVE 1 VOORWERP VAN DE OPDRACHT/ DOEL VAN DE BEREKENING 7 2 AANNAMES Gebruikte normen Referentieplannen en documenten Materialen Grondkarakteristieken Belastingen Gronddruk op kaaimuur Grondwaterdruk op kaaimuur Zeewater peil Verkeersbelasting op het maaiveld Gebouw Rekenmethode/ theorie/ criteria/ referenties Damwand voor kaaimuur Ankerwand Tijdelijk leganker Definitief grondanker tijdelijk grondanker Funderingspalen Vloerplaat en wand Rekenprogramma s en files 22 3 BEREKENING Fasering Resultaten damwand kaaimuur Resultaten funderingspalen Resultaten definitief grondanker Resultaten ankerwand Resultaten leganker 36 5

6 3.7 Resultaten DA Resultaten vloerplaat 38 4 DETAILS NABIJ INSNIJDING IN TALUD 43 5 RESULTANTEN SCIA MODEL 47 6 BESLUIT Damwand Funderingspalen Definitief grondanker Tijdelijke leganker Recupereerbaar ankerscherm met voorgespannen grondanker Algemene opmerking 49 6

7 STABILITEITSNOTA 1 VOORWERP VAN DE OPDRACHT/ DOEL VAN DE BEREKENING Aan de Omookaai te Zeebrugge wordt een nieuw clubhuis van de jachthaven gebouwd. De bestaande helling tussen straat en waterfront wordt volledig tot straatniveau opgevuld. Aan het waterfront wordt een kaaimuur gerealiseerd die dit volume grond kan keren. Om de uitwijking richting water te beperken wordt de kaaimuur verankerd aan het op palen gefundeerde clubhuis. Dit type kaaimuur heet Deense kaaimuur. De kaaimuur zelf zal als damwand uitgevoerd worden dewelke verankerd wordt via de kelderplaat van het te realiseren gebouw. Onder de vloerplaat van het clubhuis worden 2 rijen drukpalen voorzien. De voorste rij zal geschoord worden met 1/5 richting water (paalkop meer landinwaarts dan paalvoet) uitgevoerd worden, de achterste paalrij wordt 1/5 geschoord richting land (paalvoet meer landinwaarts dan paalkop). De palen kruisen elkaar niet en kruisen ook de damwand niet. Ongeveer in het midden van de plaat wordt een passief grondanker onder 45 voorzien. Figuur 1 - foto bestaande toestand Omookaai 7

8 STABILITEITSNOTA Figuur 2 doorsnede bestaande toestand Omookaai Figuur 3 planzicht bestaande toestand Omookaai 8

9 2 AANNAMES 2.1 Gebruikte normen NBN EN : Ontwerp en berekening van staalconstructies Deel 5: Palen en damwanden NBN EN ANB: Ontwerp en berekening van staalconstructies Deel 5: Palen en damwanden NBN EN : Geotechnisch ontwerp Deel 1 Algemene regels NBN EN ANB: Geotechnisch ontwerp Deel 1 Algemene regels Richtlijnen voor de toepassing van Eurocode 7 in België: het grondmechanisch ontwerp van kerende constructies: beschoeiingen 2.2 Referentieplannen en documenten Nummer Datum Omschrijving Index Datum index 2.3 Materialen Materiaal Kwaliteit Volumegewicht Ander Beton C35/45 ES4 25 kn/m³ Wapening BE500S 78,50 kn/m³ Corrosietoeslag 3,5 mm Damplank I/V > S430 tf > 16mm 78,50 kn/m³ kant water Corrosietoeslag 0,6 mm kant land 9

10 2.4 Grondkarakteristieken Geotechnisch onderzoek is uitgevoerd door de afdeling GEOTECHNIEK van de Vlaamse Overheid. Deze zijn opgenomen in de verslagen GEO-15/085, GEO-12/081, GEO-82/049, GEO-81/326 en GEO-78/064. Figuur 4 - uitgevoerd grondonderzoek Aanvullend grondonderzoek werd uitgevoerd door de afdeling GEOTECHNIEK van de Vlaamse Overheid en gerapporteerd in verslag GEO-15/162. Deze laatste sondering wordt als representatief beschouwd voor dit project. 10

11 Figuur 5 - Sondering GEO-15/162-S1 11

12 De onderstaande lagenopbouw is gebaseerd op sondering GEO-15/162-S1 en boring GEO-06/45-S61: De modelering gebeurt in Plaxis 2D op basis van het Mohr Coulomb materiaal model met onderstaande parameters. Voor de bepaling van de wandwrijvingshoek δ wordt uitgegaan van δ = min (φ-2,5 ; 27,5 ) dit gezien in Plaxis uitgegaan wordt van gekromde glijvlakken. Laag Bovenkant [mtaw] Onderkant [mtaw] γ d [kn/m³] γ n [kn/m³] φ [ ] c [kpa] E [MPa] µ R inter Laag A maaiveld +4, ,3 0,92 Laag B +4,00 +0, ,3 0,9 Laag C +0,30-1, ,3 0 Laag D -1,20-8, ,3 0,92 Laag E -8,00 J ,3 0,79 Tabel 1 - grondgelaagdheid en karakteristieken 2.5 Belastingen Gronddruk op kaaimuur Het bodempeil van de jachthaven, zijnde de baggerdiepte, wordt vastgelegd op m TAW. Ter hoogte van de uit te voeren Deense kaaimuur is het maaiveldpeil gelijk aan +7,00m TAW Grondwaterdruk op kaaimuur Waterpeilmetingen uitgevoerd door de afdeling GEOTECHNIEK van de Vlaamse Overheid en gerapporteerd in verslag GEO-15/150 tonen aan dat het grondwater in de bovenlagen A,B & C onafhankelijk is van de getijden. Tijdens een periode van 2 maand varieert het grondwaterpeil tussen +4,10m TAW en +4,40m TAW. Voor de tijdelijke toestand zal bemaald worden tot peil +2,00m TAW. Voor de definitieve toestand zal uitgegaan worden van +5,50m TAW voor lagen A,B & C voor de bepaling van de maatgevende snedekrachten in DA1.1 & DA1.2. Betreffende de vervormingen wordt in GGT een waterniveau van +5,0m TAW aangehouden. Omdat er slechts metingen over een periode van 2 maand beschikbaar zijn, wordt aldus een marge van ca 1,0m toegepast op de hoogst gemeten waarde voor de uiterste grens toestand. 12

13 Figuur 6 Grondwaterpeilmetingen GEO-15/150 13

14 Betreffende de diepe zandlagen D & E blijkt er wel een invloed voelbaar van het getijde, zie onderstaande figuur. Het blijkt dat bij laag water in de diepere zandlagen een peil bereikt wordt van ca 1,5m TAW. In het ontwerp wordt hierop 1m extra veiligheid genomen zodoende het waterpeil in de diepere zandlagen D&E bij MLW een waterniveau van 2,5m TAW wordt aangehouden Zeewater peil Het zeewater is in elke fase en voor elk constructie-onderdeel een stabiliserende factor. Voor de grond- en waterkering zorgt het zeewater voor een landinwaartse druk die de uitwijking richting water vermindert. Voor de funderingspalen onder het clubhuis zorgt het zeewater voor een landinwaartse druk die ervoor zorgt dat de trekkrachten in de palen kleiner wordt. Het zeewater peil wordt daarom in de berekeningen laag gehouden. Een monopaal te Zeebrugge geeft weer dat het gemiddelde laagwater (MLW) gelijk is aan GLLWS+0,182m ofwel -0,008m TAW. De getijtafels, gepubliceerd door de dienst Vlaamse Hydrografie, geven vergelijkbare waarden weer. In het ontwerp wordt uitgegaan van een MLW van -0,15m TAW (zoals ook af te leiden valt uit de getijde tabellen = peil dat enkele malen per jaar bereikt wordt) en een MHW van +5,0m TAW. 14

15 Figuur 7 Zeepeil te Zeebrugge 15

16 2.5.4 Verkeersbelasting op het maaiveld Werffase: Voor het werfverkeer wordt een belasting van 20kN/m² over 6m breedte voorzien op 1,0m van de as van de combiwand. Dit ter modellering van werfmachines. In definitieve fase wordt net achter de kelder van het gebouw ook een algemene overlast van 20kN/m² toegepast Gebouw Zoals vermeld in paragraaf wordt de bovenbouw van het clubhuis niet beschouwd in deze rekennota. Echter voor de bepaling van de trek- en drukkrachten in de palen & grondankers wordt enerzijds uitgegaan van enkel het betongewicht van de vloerplaat (geeft maximale trek in grondanker) en anderzijds van het betongewicht van de vloerplaat + 30kN/m² als inschatting van de bovenbouw belasting (geeft maximale drukkrachten in de palen). 16

17 2.6 Rekenmethode/ theorie/ criteria/ referenties Damwand voor kaaimuur Eurocode 7 wordt toegepast volgens de Richtlijnen voor de toepassing van Eurocode 7 in België: het grondmechanisch ontwerp van kerende constructies: beschoeiingen. Voor de controle van de damwand wordt design approach 1 aangehouden. De geotechnische stabiliteit (passieve weerstand) wordt gecontroleerd volgens design approach 1.2 waarbij de grondeigenschappen worden gepondereerd. De snedekrachten worden gecontroleerd volgens design approach 1.1 waarbij de (resultaten) van de belastingen worden vermenigvuldigd met de voorgeschreven belastingsfactoren. Deze zijn vermeld in de onderstaande tabel. Tabel 2 ponderatiefactoren De baggerdiepte aan de voorzijde van de wand bedraagt -2,5m TAW. De wand en palen/grondankers worden in UGT nagezien voor een rekendiepte van -3,0mTAW, waarbij er dus in gezamenlijk overleg een marge werd voorzien van 0,5m. In gebruiksgrenstoestand wordt een vervorming toegelaten tot 1/100 van de te keren hoogte. De vervorming wordt geëvalueerd met de baggerdiepte van -2,5m TAW en zonder overlast van 20kN/m² t.h.v. de straat achter de kelderwand. Er wordt gerekend met een damwand AZ38-700N, zie onderstaande specificaties. Voor de sterkteberekening wordt rekening gehouden met een afroesting van de damwandprofielen. Op basis van die karakteristieken worden de profielen nagezien. 17

18 Conform tabel 4-2 van EN , dient uitgegaan te worden van een corrosie toeslag van 3,75mm aan de waterzijde en 0,6mm aan de landzijde 18

19 Tabel 3 corrosietoeslag Ankerwand Voor de ankerwand wordt uitgegaan van een recupereerbaar AZ profiel S235 met onderstaande karakteristieken Tijdelijk leganker Voor het tijdelijke leganker wordt momenteel uitgegaan van een volle staaf 32mm h.o.h 1,8m EAplaxis = N/mm² * 16² * / 1000 / 1.8m = kN/m Definitief grondanker Er wordt uitgegaan van een TITAN 73/45 grondanker h.o.h 1,8m. Er wordt een P2 bescherming aangebracht als bescherming tegen roesten zodoende er wordt uitgegaan van de volledige sectie Aeff. 19

20 TITAN Du Di fy RM-kar Aeff Aeff-roest RM-kar-roest [mm] [mm] [N/mm²] [kn/staaf] [mm²] [mm²] [kn/staaf] 30/ / / / / / / / / / / / / E N/mm² hoh anker 1,8 m Aeff 2236 mm² EA KN/m invoer plaxis/m tijdelijk grondanker Er wordt uitgegaan van een TITAN 40/20 grondanker h.o.h 2,0m. Aangezien dit anker een tijdelijke functie heeft, wordt uitgegaan van de volledige sectie Aeff. Dit anker wordt voorgespannen op 160kN/anker. TITAN Du Di fy RM-kar Aeff Aeff-roest RM-kar-roest [mm] [mm] [N/mm²] [kn/staaf] [mm²] [mm²] [kn/staaf] 30/ / / / / / / / / / / / / E N/mm² hoh anker 2 m Aeff 761 mm² EA KN/m invoer plaxis/m 20

21 2.6.6 Funderingspalen Er wordt gekozen voor een in de grond gevormde schroefpaal in plastisch beton zonder verbrede basis met een diameter van 0,6m. De voorste rij palen wordt op een hart op hart afstand van 1,8m voorzien, de achterste rij palen op een hart op hart afstand van 3,6m. In plaxis worden deze palen gemodelleerd als een verend steunpunt met onderstaande karakteristieken Eurocode 7, aangevuld met het nationaal applicatiedocument, stelt in dat geval: Naam Symbool Waarde DA1.1 Waarde DA1.2 Paalinstallatiefactor punt αb 0,70 0,70 Paalinstallatiefactor schacht αs 1,00 1,00 Partiele veiligheid punt γb 1,00 1,35 Partiele veiligheid schacht γb 1,00 1,35 Modelfactor trekdraagvermogen γrd 1,25 1,25 Tabel 4 paalfactoren Verder wordt verondersteld dat de dienstlast uit 66% permanente lasten en 34% variabele belastingen bestaat. Ponderatiefactoren voor belastingen zijn gelijk aan: Design approach Permanente belastingen Gunstig Ongunstig Veranderlijke belastingen DA 1.1 1,00 1,35 1,35 DA 1.2 1,00 1,00 1,10 Tabel 5 ponderatiefactoren In Plaxis worden deze palen gemodelleerd als een verend steunpunt met een equivalente lengte van 14,5m met onderstaande karakteristieken. Er wordt in deze bepaling in eerste instantie uitgegaan van de veerkarakteristiek van de paal zelf voor een lengte van 1m. Gezien er ook een zetting te verwachten is, wordt de EA aangepast zodoende een klassiek zetting s van ca 10mm wordt bereikt onder dienstlast van de palen. Dit wordt gedaan door toepassing van een factor f zodoende s = FLpaal/EAplaxis 10mm. 21

22 E N/mm² A 0,28 m² hoh 1,8 m EA kn/m f 2 - EAvoor kn/m (invoer plaxis/m) EAachter kn/m (invoer plaxis/m) Lpaal 14,50 m s 10,8 mm Vloerplaat en wand De vloerplaat wordt gemodelleerd als 70 cm dikke beton, de wanden hebben een dikte van 30 cm. Beton C35/45 ES4 h 0,7 m E kn/m² (gescheurd) EI knm²/m (invoer plaxis/m) EA kn/m (invoer plaxis/m) 2.7 Rekenprogramma s en files Programma s: Plaxis: Plaxis Microsoft: Office Excel 22

23 3 BEREKENING 3.1 Fasering Er wordt uitgegaan van de volgende fasering. Fase 1 : oorspronkelijk talud Fase 2 : berekening van vervorming talud (= eigenlijk huidige situatie) Fase 3 : installatie van de tijdelijke ankerwand (AZ18-700) Installatie kaaimuur (AZ38-700N) + aanvullen grond achter kaai Water landzijde op +2.00m (lagen A tot D) + bemaling lagen A tot C Water dok op +3.00m Fase 4 : voorspannen tijdelijk grondanker op 80kN/m 23

24 Fase 5 : plaatsen tijdelijk leganker Water dok op +5.00m Fase 6 : aanvullen werfzone tot onderzijde vloerplaat +4.30m TAW (plaatdikte 0,70m) werfverkeer achter kaaimuur Water dok op -0,15m Fase 7 : plaatsen palen (2 rijen) + passief anker ; uitvoeren vloerplaat + gebouw Water dok op -0,15m Fase 8a : GGT-min Waterpeil landzijde op +5.00m Waterpeil dok op -0,15m Uitgraving kanaal tot baggerpeil -2,00m TAW Enkel betongewicht van de plaat 17,5kN/m² Verkeer in straat net achter wand 20kN/m² Tijdelijke damwand verwijderd tijdelijk grond- en leganker gedeactiveerd. 24

25 Fase 8b : GGT-max Waterpeil landzijde op +5.00m Waterpeil dok op -0,15m Uitgraving dok tot baggerpeil -2,50m TAW Belasting van gebouw : 30kN/m² Verkeer in straat Fase 9a : UGT DA min Minimale belasting op vloerplaat (17,5kN/m²) Rekenpeil dokzijde -3,00m TAW + overlast achter kelderwand (20kN/m²*1,1) Fase 9b : UGT DA max Maximale belasting op vloerplaat (47,5kN/m²) Rekenpeil dokzijde -3,00m TAW + overlast achter kelderwand (20kN/m²*1,1) 25

26 Fase 10 : GGT + corrosie Identieke uitgangssituatie als GGT-max, maar ditmaal met een gereduceerde doorsnede voor de kaaimuur AZ38-700N rekening houdende met de corrosie op t = 50 jaar. 26

27 3.2 Resultaten damwand kaaimuur Volgende karakteristieken worden aangenomen: Type: Staalkwaliteit: Aanzet: Bovenzijde: AZ38-700N S430-9,00mTAW +7,00m TAW Het maatgevend moment voor de combiwand treedt op in fase 9b en bedraagt Md = 743*1,35 = 1003 knm/m Wben = / 430 = 2333 cm 3 /m Wprov = 3795 cm 3 /m * 0,728 = 2763 cm 3 /m DUS OK, AZ38-700N voldoet. Merk op dat moment bepaald is op de ongeroeste sectie en geëvalueerd wordt met de afgeroeste sectie = conservatief. De vervorming in fase 10 bedraagt ca 8,8 cm en is daarmee kleiner dan de toegelaten L/100 (=9,5cm) 27

28 3.3 Resultaten funderingspalen In de berekening wordt uitgegaan van een grondverdringende schroefpaal zonder verbrede basis: Diameter: 600 mm Afkappeil: +4,00m TAW Aanzetpeil: -10,50m TAW De maatgevende drukkrachten in GGT komen uit fase 8b Voor de voorste rij palen wordt dit FGGT = 597 kn/m * 1,8 m/paal = 1075 kn/paal Voor de achterste rij palen wordt dit FGGT = 271 kn/m * 3,6 m/paal = 976 kn/paal Bovenstaande berekeningen betreffen de paalkrachten afgeleid uit het plaxis-model. In functie van de wapeningsberekening werd tevens een 3D SCIA model van de kaaimuur opgesteld. Uit dit model werden 2 types paalkrachten in GGT afgeleid zijnde 1300 kn en 1600 kn. Onderstaand nazicht leert dat met een aanzet op m TAW voor de palen van 1300 kn respectievelijk m TAW voor de palen van 1600 kn en uitgaande van grondverdringende schroefpalen er voldoende draagvermogen kan gemobiliseerd worden. 28

29 1 Terrein gegevens F 1300 kn/paal Maaiveldpeil sondering 5,00 mtaw E N/mm² Eindpeil sondering -15,00 mtaw A 0,28 m² Grondwaterpeil 4,50 mtaw hoh 1,8 m γ_droog 16,00 kn/m³ EA kn/m γ_nat 20,00 kn/m³ f 2 - γ_water 10,00 kn/m³ EA voor kn/m (invoer plaxis/m) EA achter kn/m (invoer plaxis/m) Aantal sonderingen (AOSO) 1 Sondeerdichtheid (NAD) 1CPT/300m² L paal 16,00 m 2 Gegevens geologie s 13,2 mm Aanzet in Tertiaire klei Nee Bovenpeil positieve kleef -3,00 mtaw 3 Gegevens palen Vorm paalsectie Rond Diameter paalschacht 60,00 cm Hoofdcategorie Schroefpaal Diameter paalvoet 60,00 cm Kwaliteitsgarantie Ja Equivalente paalbasisdiameter 60,00 cm Paalbelastingproeven beschikbaar Nee Afkappeil 4,30 mtaw Aantal palen 55 Totale paallengte 16,00 m Lengte verbrede voet 0,00 m Peil top verbrede voet -11,70 mtaw Aanzetpeil paal -11,70 mtaw Geldigheidspeil berekening -12,60 mtaw Diepte onder maaiveld 16,70 m Omtrek schacht 1,88 m Omtrek verbrede voet 1,88 m Oppervlak paalbasis 0,28 m² Paalcategorie NAD Paalcategorie AOSO Schroefpaal met schacht in plastisch beton Schroefpaal zonder verloren voerbuis Paalinstallatie factoren NAD AOSO αb Tertiaire klei 0,80 0,80 αs Andere Tertiaire klei Andere 0,70 0,90 1,00 0,90 1,00 1,00 Partiële veilgheidsfactoren Combinatie 1 Combinatie 2 NAD AOSO γb γs γb γs 1,00 1,00 1,00 1,00 1,35 1,35 1,20 1,20 NAD Modelfactoren grd2 Geen SLT 1,25 AOSO in formule 1,50 Sondeerdichtheid NAD ξ3 ξ4 1,24 1,20 AOSO ξ 1,09 4 Paalbelasting F GGT 1300 kn/paal (Dienstlast DRUK) F druk,24-palen 2105 F GGT 330 kn/paal (Dienstlast TREK) F trek,24-palen 345 Aandeel permanent 66 % Aandeel Variabel 34 % Ponderatie factoren belastingen EC7 Gunstig Permanent Ongunstig Variabel Ongunstig DA 1.1, geval B DA 1.2, geval C Combinatie 1 1,00 Combinatie 2 1,00 1,35 1,00 1,35 1,10 Veiligheid EC7 voor trek belasting Extra veiligheid t.g.v cyclische belasting 1,25 1,00 (zowel voor druk als trek) DRUK F UGT 1755 kn/paal Combinatie 1 F UGT 557 kn/paal F UGT 1344 kn/paal Combinatie 2 F UGT 427 kn/paal TREK Combinatie 1 Combinatie 2 5 Resultaten Algemeen q De Beer-Van Impe 8985 kn/m² ε b 1,00 β 1,00 λ 1,00 Eurocode 7 NAD EC7 Punt Schacht Totaal NAZICHT [kn] [kn] [kn] DRUK TREK Combinatie ,12 > 1 OK 1,39 > 1 OK Combinatie ,08 > 1 OK 1,35 > 1 OK 60,5% 39,5% 29

30 10,00 5,00 0, ,00-10,00 Qc (kn/m²) -15,00-20,00 Puntdraagvermogen De Beer (kn/m²) Schroefpaal -25,00-30,00-35,00-40,00 30

31 1 Terrein gegevens F 1600 kn/paal Maaiveldpeil sondering 5,00 mtaw E N/mm² Eindpeil sondering -15,00 mtaw A 0,28 m² Grondwaterpeil 4,50 mtaw hoh 1,8 m γ_droog 16,00 kn/m³ EA kn/m γ_nat 20,00 kn/m³ f 2 - γ_water 10,00 kn/m³ EA voor kn/m (invoer plaxis/m) EA achter kn/m (invoer plaxis/m) Aantal sonderingen (AOSO) 1 Sondeerdichtheid (NAD) 1CPT/300m² L paal 17,00 m 2 Gegevens geologie s 17,3 mm Aanzet in Tertiaire klei Nee Bovenpeil positieve kleef -3,00 mtaw 3 Gegevens palen Vorm paalsectie Rond Diameter paalschacht 60,00 cm Hoofdcategorie Schroefpaal Diameter paalvoet 60,00 cm Kwaliteitsgarantie Ja Equivalente paalbasisdiameter 60,00 cm Paalbelastingproeven beschikbaar Nee Afkappeil 4,30 mtaw Aantal palen 55 Totale paallengte 17,00 m Lengte verbrede voet 0,00 m Peil top verbrede voet -12,70 mtaw Aanzetpeil paal -12,70 mtaw Geldigheidspeil berekening -12,60 mtaw Diepte onder maaiveld 17,70 m Omtrek schacht 1,88 m Omtrek verbrede voet 1,88 m Oppervlak paalbasis 0,28 m² Paalcategorie NAD Paalcategorie AOSO Schroefpaal met schacht in plastisch beton Schroefpaal zonder verloren voerbuis Paalinstallatie factoren NAD AOSO αb Tertiaire klei 0,80 0,80 αs Andere Tertiaire klei Andere 0,70 0,90 1,00 0,90 1,00 1,00 Partiële veilgheidsfactoren Combinatie 1 Combinatie 2 NAD AOSO γb γs γb γs 1,00 1,00 1,00 1,00 1,35 1,35 1,20 1,20 NAD Modelfactoren grd2 Geen SLT 1,25 AOSO in formule 1,50 Sondeerdichtheid NAD ξ3 ξ4 1,24 1,20 AOSO ξ 1,09 4 Paalbelasting F GGT 1600 kn/paal (Dienstlast DRUK) F druk,24-palen 2105 F GGT 330 kn/paal (Dienstlast TREK) F trek,24-palen 345 Aandeel permanent 66 % Aandeel Variabel 34 % Ponderatie factoren belastingen EC7 Gunstig Permanent Ongunstig Variabel Ongunstig DA 1.1, geval B DA 1.2, geval C Combinatie 1 1,00 Combinatie 2 1,00 1,35 1,00 1,35 1,10 Veiligheid EC7 voor trek belasting Extra veiligheid t.g.v cyclische belasting 1,25 1,00 (zowel voor druk als trek) DRUK F UGT 2160 kn/paal Combinatie 1 F UGT 557 kn/paal F UGT 1654 kn/paal Combinatie 2 F UGT 427 kn/paal TREK Combinatie 1 Combinatie 2 5 Resultaten Algemeen q De Beer-Van Impe kn/m² ε b 1,00 β 1,00 λ 1,00 Eurocode 7 NAD EC7 Punt Schacht Totaal NAZICHT [kn] [kn] [kn] DRUK TREK Combinatie ,10 > 1 OK 1,68 > 1 OK Combinatie ,07 > 1 OK 1,62 > 1 OK 60,8% 39,2% 31

32 10,00 5,00 0, ,00-10,00 Qc (kn/m²) -15,00-20,00 Puntdraagvermogen De Beer (kn/m²) Schroefpaal -25,00-30,00-35,00-40, Resultaten definitief grondanker Er wordt uitgegaan van een TITAN 73/45 anker onder 45 met een 12m lange wortel in de zandlagen D & E. De maatgevende trekkracht ontstaat in fase 9b, resulterend in FGGT-anker = 272kN/m * 1,8m/anker = 490 kn/anker Uit de SCIA berekening volgt een kracht in GGT gelijk aan 540 kn Onderstaand de controle van het grondmechanisch draagvermogen cfr. de TA 95 uitgaande van IGU injectieprincipe en een boorgat van 0,15m hieruit blijkt dat een wortellengte van 14m voldoende is 32

33 2 Gegevens anker Y Aanzet anker -1,2 mr Y vd=0-1,2 mr X Aanzet anker 0 m X Vd=0 0 m θ anker 45 φ alg 32 Wortellengte 14,00 m Additionele vrije lengte 0,00 m Boorgatdiameter 0,15 m type anker IGU (IGU of IRS) Veiligheid TA95 2 (Groutanker) Bulbfactor 1,2 F GGT 540 kn/anker ϑ actief 29,00 X wortel-boven 0,00 m X wortel-onder -9,90 m Y wortel-boven -1,20 mr Y wortel-onder -11,10 mr Vrije lengte 0,00 m ,2 TA 95 IGU q c /q s IRS q c /q s Klei 30 15,83 Krijt Leem 30 15,83 Zand 80 53,33 3 Berekening cfr. TA95 TA95 Groutanker Lagen d L theo L prak q c Lithologie qs F [m] [m] [m] [Mpa] [kpa] [kn] -1,20-8,00 6,80 9,62 9,62 10,00 Zand ,00-20, ,97 4,38 15,00 Zand ,00-21,00 1 1,41 0,00 15,00 Zand ,00-22,00 1 1,41 0,00 15,00 Zand Onderstaand nog de controle van het anker waarbij uitgegaan wordt van een spanning beperking fyd = 0,55*fyk vetrekkende van de GGT waarde in definitieve situatie Aeff = 2236mm² fy = 550N/mm² fd = 0,55*550 = 303N/mm² Ftoelaatbaar = 678kN/anker > 540kN/anker = OK Groutanker F toelaatbaar 572 kn/anker OK L wortel 14,00 m L tot 14,00 m Sectie ook nodig om vervormingen onder L/100 te houden. 3.5 Resultaten ankerwand De AZ S240 ankerwand wordt voorzien van peil +7mTAW tem peil -2,5mTAW Het maatgevend moment wordt bereikt in fase 5 en bedraagt Md = 59 kn/m * 1,35 = 80 knm/m Uitgaande van staal S240 dient I/V > 333 cm³ - AZ voldoet keuze wordt vnl. beïnvloedt door wand voldoende stijfheid te geven (vrijstaande werking voorspanning ed.) 33

34 Deze wand wordt in evenwicht gehouden d.m.v. een voorgespannen grondanker. Dit anker wordt voorgespannen op 80 kn/m. Het krijgt een maximale trekkracht van 130 kn/m in GGT, plaatsing elke 2.00m wordt aangenomen. Volgens onderstaande berekeningen voldoet een wortellengte van ca 8.00m en een staaf type Titan 40/20. 34

35 Onderstaand nog de controle van het anker waarbij uitgegaan wordt van een spanning beperking fyd = 0,65*fyk vetrekkende van de GGT waarde in tijdelijke situatie Aeff = 761mm² fy = 590N/mm² fd = 0,65*590 = 383N/mm² Ftoelaatbaar = 292kN/anker > 260kN/anker = OK Opmerking : rekening houdende met de af te kappen hoogte van de palen dient de aanvulling tijdelijk 40 cm hoger uitgevoerd te worden. Dit is het werkpeil van waar de palen zullen geschroefd worden. Tijdens deze fase bedraagt de optredende ankerkracht 270 kn/anker. Alle hierboven vermelde berekeningen blijven aan deze tijdelijk hogere kracht voldoen. 35

36 3.6 Resultaten leganker De maximale trekkracht treedt op in fase 8b en bedraagt : Fanker-GGT = 124 * 1,8m = 232 kn/anker Uitgaande van staal fy = 500N/mm² en beperking van de spanning in de tijdelijke situatie tot fyd = 0,65*fyk is de voorziene sectie 1 32mm voldoende. Aeff = 804mm² fy = 500N/mm² fd = 0,65*500 = 325N/mm² Ftoelaatbaar = 261kN/anker > 232kN/anker = OK Opmerking : rekening houdende met de af te kappen hoogte van de palen dient de aanvulling tijdelijk 40 cm hoger uitgevoerd te worden. Dit is het werkpeil van waar de palen zullen geschroefd worden. Tijdens deze fase bedraagt de optredende trekkracht in het leganker 245 kn/anker. Alle hierboven vermelde berekeningen blijven aan deze tijdelijk hogere kracht voldoen. 36

37 3.7 Resultaten DA1.2 In definitieve situatie vindt men een SF = 1,37 terug >> 1,25 = OK In tijdelijke fase vindt men SF > 1,4 is ok. Onderstaand het verloop van de φ-c reductie en zicht op de gevormde glijvlakken. SF = 1,37 in definitieve situatie SF = > 1,4 in tijdelijke situatie 37

38 3.8 Resultaten vloerplaat Verloop φ-c reductie Onderstaand de resultaten van de snedekrachten in de plaat in de maatgevende fase 9b. Deze resultaten werden niet meer aangepast t.o.v. de vorige versie van de nota gezien de verschillen zeer beperkt zijn en de plaat wapening zal bepaald worden via een EEM model in SCIA. A B 38

39 Er worden 2 zones onderscheiden DA 1.1 M d (knm/m) N d (kn/m) V d (kn/m) Zone A 605, Zone B 729,26 269,50 (trek) 515,20 GGT M d (knm/m) N d (kn/m) V d (kn/m) Zone A 432, Zone B 520,90 192,50 (trek) 368,00 In eerste instantie wordt de minimale wapening voor verhinderde krimp bepaald. 39

40 Referentiedocumenten NBN EN : Eurocode 2: Berekening van betonconstructies (februari 2005) (+ AC:2010): NBN EN ANB: Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies - Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen (Nationale bijlage) (aug 2010) DIN : Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton - Teil 1: Bemessung und Konstruktion (August 2008): Gegevens fck 35 N/mm² karakteristieke cilinderdruksterkte van beton na 28 dagen fyk 500 N/mm² karakteristieke waarde van de onderste vloeigrens van de wapening σs 240 N/mm² maximaal toelaatbare spanning in de wapening onmiddellijk na het ontstaan van de scheur volgens tabellen 7.2N en/of 7.3N (zie opmerking bij NBN EN (2)) b 1000 mm breedte van de betondoorsnede h - d 60 mm verschil tussen de totale betonhoogte en de nuttige hoogte = afstand as hoofdwapeningsstaaf - dagvlak beton Minimumwapening fct,eff 1,6 N/mm² gemiddelde treksterkte beton op tijdstip eerste scheurvorming indien belemmerde vervorming door afgeven hydratatiewarmte (scheurvorming na 3-5 dagen): fct,eff = 50% fctm (DIN (5)) fctm 3,2 N/mm² gemiddelde treksterkte beton na 28 dagen kc 1 coëfficiënt die rekening houdt met spanningsverdeling binnen de doorsnede! Indien kc < (zuivere trek: kc = 1 ; buiging (+ normaalkrachten): kc 1 volgens NBN EN (2)) h [mm] k [-] A's.min/Act [-] Act [mm²] A's.min/2 [mm²] vb. wapening [mm²] As,min [mm²] Bij kc = 1 (vo ,67% Ø8 à C50/ 60: fctm = 0.3 fck Bij kc < 1 (de ,67% Ø12 à ,67% Ø12 à ctm ck ,67% Ø16 à s.min ct, eff A' σs = kc k f Act 350 0,965 0,64% Ø12 à As.min = max 0.26 fctm b d / fyk; ,93 0,62% Ø16 à ,86 0,57% Ø16 à ,79 0,53% Ø16 à h hoogte van de betondoorsnede 700 0,72 0,48% Ø16 à k coëfficiënt voor effecten ongelijkmatige 800 0,65 0,43% Ø16 à zelfvereffenende spanningen 900 0,65 0,43% Ø16 à A's,min minimumwapening tgv belemmerde krimp in trekzone ,65 0,43% Ø20 à Act betonsectie onder trek! Act is stand ,65 0,43% Ø20 à As,min minimum trekwapening algemeen ,65 0,43% Ø20 à ,65 0,43% Ø20 à ,65 0,43% Ø20 à ,65 0,43% Ø25 à Minimaal dient 16 à 100mm te worden voorzien > C50/ 60: f = 2.12 ln ( 1+ (( f + 8)/10) ) ( b d ) Onderstaand wordt het nazicht gedaan voor de wapening voor zone A (onder wapening) en zone B (boven wapening) waarbij in GGT de scheurwijdte beperkt wordt tot wk 0,3mm Dit leidt tot volgende voorlopige conclusie (wapening plaat zal nog via 3D Scia model meer in detail worden begroot). DA 1.1 Zone A Zone B Min wap wapening 25 à 150mm (onderaan) 32 à 150mm (bovenaan) 16 à 150mm 40

41 41

42 Nazicht vloerplaat zone B 42

43 4 DETAILS NABIJ INSNIJDING IN TALUD Bestaande Toestand: Ontworpen toestand: Bovenaanzicht 43

44 Snede AA Snede BB Snede CC De bedoeling van onderstaande berekeningen is het bepalen van de aangepaste horizontale trekkracht in de funderingsplaat ten gevolge van de aanwezigheid van het talud. Om die aangepaste trekkrachten te bepalen wordt er gewerkt met een aangepast PLAXIS model, waarin het positief effect van de aanwezigheid van het talud wordt meegenomen in de berekeningen. 44

45 Screenshot van het model: Snede AA: GGT waarde: 79,30 kn/m UGT waarde: 91,55 kn/m x 1,35 = 123,59 kn/m GGT UGT 45

46 Snede CC: GGT-waarde: 62,95 kn/m UGT-waarde: 72,14 kn/m x 1,35 = 97,39 kn/m GGT UGT 46

47 5 RESULTANTEN SCIA MODEL Deel links [kn] 47

48 Deel rechts [kn] 48

49 6 BESLUIT 6.1 Damwand AZ38-700N - S430 voldoet 6.2 Funderingspalen Type funderingspaal: grondverdringende schroefpaal zonder verbrede voet Diameter funderingspaal: 600 mm Afkappeil: +4,00m TAW Aanzetpeil: -12,00m TAW /-13.00m TAW Schoorstanden: rij 1 (op 5 m van de zuidelijke rand van de fundering) : 1/5 richting water rij 2 (op 14 m van de zuidelijke rand van de fundering) : 1/5 richting land Afstand tussen palen van rij 1: 1,80 m Afstand tussen palen van rij 2: 3.60 m 6.3 Definitief grondanker TITAN 73/45 onder 45, elke 1,80 m Met 14,00 m wortel vertrekkende van peil -1,2m TAW, boorgatdiameter 0.15 m te voorzien met P2 bescherming. Anker is qua sterkte wat over gedimensioneerd maar sectie anker is nodig om vervormingen < L/100 te houden 6.4 Tijdelijke leganker 1 dia 32 ankerstaaf (BE500) elke 1,80m (niet voor te spannen) 6.5 Recupereerbaar ankerscherm met voorgespannen grondanker AZ S235 voldoet Tijdelijk anker: TITAN 40/20 onder 45 Elke 2.00 m met 8.00 m wortel, boorgatdiameter 0.15 m Voorspanning 80 kn/m (160 kn/anker = ca 60 % van dienstlast) 6.6 Algemene opmerking Voor wat betreft de damplanken en de funderingspalen liggen de secties en de minimale uitvoeringspeilen vast. Voor de funderingspalen wordt bij uitvoering een rekennota ter goedkeuring voorgelegd. Voor wat betreft het definitief grondanker, het tijdelijk leganker en het tijdelijk voorgespannen grondanker liggen de opgegeven krachten vast. De definitieve secties worden volgens het gekozen uitvoeringsprincipe vastgelegd in een, door de 49

50 aannemer op te maken rekennota, dewelke ter goedkeuring aan het bestuur wordt voorgelegd. De wijze van de onderlinge bevestiging damplank / tijdelijk leganker en tijdelijk leganker / tijdelijk ankerscherm enerzijds en de gordingsconstructie van het tijdelijk ankerscherm is naar keuze van de aannemer. Rekennota is hiervan op te maken en voor te leggen aan het opdrachtgevend bestuur. 50

51 Arcadis Belgium nv City Link 2 Posthofbrug Antwerpen België Projectnummer: BE documentnummer: RN001 - versie B dd