NOTITIE 1 INLEIDING 2 ONTWERPVOORBEREIDING

Transcriptie

1 NOTITIE B&W Grondinjectie Postbus AL Bilthoven T.A.V. Dhr. N. Heiligers FAX: C.C. CRUX Engineering BV Pedro de Medinalaan 3c NL-1086 XK Amsterdam Tel: +31 (0) Fax: +31 (0) DATUM ONS KENMERK PROJECTNUMMER PAGINA S BEHANDELD 31 januari 2012 NT11286a goe ONDERWERP Protocol injecties BIJLAGEN Bijlage 1 Overzicht protocol 1 INLEIDING In opdracht van B&W Grondinjectie heeft CRUX Engineering BV een protocol met betrekking tot injectie van waterglas opgesteld zoals aangeboden in offerte OF11286 van In dit protocol worden aspecten behandeld van ontwerpvoorbereiding tot en met uitvoering. In Bijlage 1 is het protocol als overzicht opgenomen. CRUX staat niet in voor de juistheid en/of volledigheid van de door derden verstrekte informatie en gegevens. 2 ONTWERPVOORBEREIDING Ten behoeve van het ontwerp van het injectielichaam zijn een aantal gegevens benodigd. In dit hoofdstuk worden deze benodigde gegevens behandeld. Bij het bepalen van de benodigde gegevens is tevens onderscheid gemaakt tussen constructieve injecties en injecties ten behoeve van afdichtende evenwichtsconstructies. Algemeen: 1. Minimaal 1 representatieve sondering met kleef meting; minimaal tot 5 meter onder de injectiediepte; indien grotere oppervlakten worden behandeld (groter dan 25m 1 of 10mx10m), dient het aantal sonderingen op basis van NEN6740 en CUR Bepaling geotechnische parameters te worden bepaald. 2. Minimaal 1 representatieve boring tot onderkant injectiediepte -0,5m; indien grotere oppervlakten worden behandeld (groter dan 75m 1 of 25mx25m), dient het aantal boringen op basis van NEN6740 en CUR Bepaling geotechnische parameters te worden bepaald. 3. Geotechnisch laboratoriumonderzoek: Korrelgrootte verdeling, korrelverdelingsdiagram van de te injecteren lagen, minimaal iedere 0,5m een monster genomen.

2 4. Locatietekening boringen en sonderingen. 5. Maaiveldniveau. 6. Overzichtstekening en uitgebreide doorsnede tekening met alle maten. 7. Ontgravingsniveau. 8. Langjarige grondwaterstanden en stijghoogtes. Bij een aantal projecten zal grondonderzoek aanwezig zijn in verband met bijvoorbeeld damwanden en funderingen welke in het werk voorzien zijn. Altijd dient door een geotechnisch adviseur beoordeeld te worden of het grondonderzoek voldoende informatie bevat voor injectietoepassingen. Ten aanzien van de maten op tekening dienen bij voorkeur alle hoogtematen ten opzichte van NAP te worden aangeleverd. Dit aangezien standaard grondonderzoek ten opzichte van NAP wordt uitgevoerd. Indien op tekening ten opzichte van peil wordt gewerkt, dient het peil ondubbelzinnig ten opzichte van NAP te worden vastgelegd. Constructieve injectie: 1. Representatieve- en rekenwaarden van funderingslasten en bovenbelastingen. 2. Veiligheidsfactoren op belastingen. 3. Eventuele vervormingseisen. 4. Funderingsonderzoek. Evenwichtsconstructie: 1. Bepaling volumieke gewichten grondlagen onder ontgravingsniveau tot onderkant injectie. 3 BEREKENINGEN Ten behoeve van het ontwerp van het injectielichaam dienen berekeningen te worden uitgevoerd. Bij deze berekeningen kan tevens een onderscheid worden gemaakt tussen constructieve injecties en injecties ten behoeve van afdichtende evenwichtsconstructies. Derhalve wordt in dit hoofdstuk een onderscheid gemaakt tussen beide constructies. Algemeen: 1. Bepaling injecteerbaarheid op basis van korrelverdelingsdiagrammen Constructieve injectie: 1. Bepaling afmeting injectielichaam UGT (uiterste grenstoestand) eindige elementen berekening (EEM). 2. Bepaling afmeting injectielichaam en vervormingen BGT (bruikbaarheidsgrenstoestand) eindige elementen berekening (EEM). Ten aanzien van de toetsing in de UGT wordt het volgende opgemerkt: In het bouwbesluit wordt voor de partiële factor voor grondeigenschappen verwezen naar NEN6740. Voor de sterkteparameters c (cohesie) en (hoek van inwendige wrijving) bedraagt de partiële factor ( m) 1,5 respectievelijk 1,2. Omdat de ondergrond uit zand bestaat, waarbij de cohesie 0 kn/m2 bedraagt, wordt deze feitelijk niet getoetst. Volgens NEN 6740 geldt voor een fundering op staal een partiële factor voor de hoek van inwendige wrijving van 1,15. Voor andere, horizontaal belaste constructies, moet volgens NEN 6740 een partiële factor van 1,2 worden gehanteerd. Omdat voor de sterkte-eigenschappen van het injectielichaam reeds met rekenwaarden wordt gerekend (hierin is een partiële factor van 1,6 reeds verdisconteerd) zou feitelijk getoetst kunnen worden op een veiligheidsfactor van 1,2. Echter, omwille van onvoorziene zaken tijdens de uitvoering wordt veiligheidshalve getoetst aan een hogere factor, te weten 1,35 Evenwichtsconstructie: 1. Bepaling benodigde injectiediepte op basis van verticaal evenwicht maatgevende situatie(s). Met veiligheid op volumieke massa 1,1 conform NEN Bepaling debiet op basis van doorlatendheid injectielaag. CRUX Engineering BV NT11286a2 Pagina 2 van 5

3 4 TEKENINGEN Voorafgaand aan de uitvoering dient een tekening gemaakt te worden met daarop aangegeven de injectiepunten. Bij aansluitingen op constructies dient tevens aandacht te worden besteed aan de injectiepunten het dichtst op deze aansluiting. Afhankelijk van het soort injectie en de complexiteit van de constructie kan in eenvoudige gevallen worden volstaan met een doorsnede en bovenaanzicht. Met name voor waterremmende injecties dienen in plattegrond de injectiepunten en overlap tussen de bollen aangegeven te worden. 5 UITVOERING In dit hoofdstuk wordt de uitvoering van het injectielichaam behandeld. Ten eerste wordt het proces beschreven en worden randvoorwaarden welke tijdens de uitvoering van de injectie gebruikt worden aangehaald. Ten tweede worden te registreren gegevens genoemd. 5.1 Injecteren Injectie druk Bij het injecteren mag de injectiedruk maximaal 10Bar bedragen. Tevens mag de druk niet dermate hoog worden dat de structuur van de grond verandert of dat de grond splijt (een en ander is mede afhankelijk van het poriënvolume). Gebeurt dit wel, dan loopt het materiaal ongecontroleerd en vrijwel drukloos weg door de ontstane opening. Het materiaal wordt daarom meestal via injectienippel in de grond gebracht volgens een vastgesteld injectiepatroon: primair (worden eerst geïnjecteerd) en secondair (worden na primair patroon geïnjecteerd). 1. Injectiedruk maximaal 10Bar en afhankelijk van het poriënvolume. 2. Injectiepatroon primair en secundair Injecteren van waterglas/harder Nadat de injectieslangen zijn geplaatst kan na enkele dagen (minimaal vier dagen) worden gestart met het injecteren van een waterglas/harder mengsel. De wachttijd wordt aangehouden om de grond rondom het boorgat weer te laten herstellen, zodat bij het injecteren de injectievloeistof op diepte blijft en niet richting maaiveld zou kunnen stromen, dit kan met name voorkomen bij niet zandeige lagen boven te injecteren grondpakket. Per injectiepunt wordt er afhankelijk van de afstand tussen de injectiepunten een bepaald aantal liters geïnjecteerd. Bij een hart-op-hart afstand van 1,00 m bedraagt deze hoeveelheid circa 500liter per injectiepunt voor een laagdikte van 1,2 meter. De theoretische hoeveelheid injectievloeistof per kubieke meter grond bedraagt maximaal 400 liter (bij poriënvolume van 40%). De werkelijke hoeveelheid per kubieke meter grond is afhankelijk van het poriënvolume van de zandlaag waarin de injectie wordt aangebracht. Over het algemeen wordt gerekend met een poriënvolume van 40% als veiligheidsmarge; meestal is het daadwerkelijk percentage lager. Indien analyseresultaten van boringen daar aanleiding toe geven wordt deze waarde bijgesteld. De injectiesnelheid dient tussen de 3 en de 10liter per minuut te bedragen waarbij in een normale situatie 8liter per minuut per pomp kan worden aangehouden. Pompen dienen te zijn ingesteld met een slow-start voor een betere penetratie van de grond rond de injectienippel / het voorkomen van hydraulische fracturing. De benodigde injectiedruk ten behoeve van het openen van de injectienippel is circa 3Bar vermeerderd met de hydrostatische druk van het grondwater en de korrelspanning. 1. Tijd tussen aanbrengen injectiepunten en injecteren minimaal 4 dagen. 2. Voor hoeveelheid te injecteren volume wordt gerekend met 40% poriënvolume tenzij analyseresultaten van de te injecteren laag aanleiding geven tot een verhoging van deze waarde. 3. Injectiesnelheid tussen 3 en 10liter per minuut. 4. Pompen ingesteld met een slow-start. CRUX Engineering BV NT11286a2 Pagina 3 van 5

4 5.2 Registratie Ten behoeve van de kwaliteitscontrole tijdens de uitvoering dienen de volgende zaken geregistreerd te worden. 1. Hoeveelheid ingebrachte injectievloeistof per injectiepunt. 2. Mengselverhouding ingebrachte injectievloeistof per injectiepunt. 3. Injectiedrukken vs de tijd. 4. Bepaling geleringstijd. 5. Afwijkingen in bodemopbouw op basis van het inbrengen van de lansen. Tijdens de werkzaamheden dienen de geregistreerde gegevens te worden vergeleken met vooraf gemaakte inschattingen. Deze gegevens kunnen binnen een bepaalde bandbreedte (op basis van ervaring) afwijken van de verwachtte waarden, maar bij grote afwijkingen moet bij voorkeur tijdens de uitvoering de oorzaak achterhaald worden, eventueel middels aanvullend (grond)onderzoek. 6 HANDELEN BIJ EVENTUELE ONVOLKOMENHEDEN Ook wanneer zowel in de voorbereiding als in de uitvoering de grootst mogelijk zorg aan de kwaliteit van het injectielichaam wordt besteed, kunnen toch afwijkingen in het injectielichaam en/of een onvoorziene bodemopbouw voorkomen. In veel gevallen is bij afwijkingen in het injectielichaam door middel van na-injectie de onvolkomenheid op te lossen. Van belang hierbij is dat eventuele grondwaterstroming hierbij zoveel mogelijk beperkt wordt. Methoden om lekkages op te sporen zijn: Texplor meting (in geval van stalen constructies en stroombronnen in de nabijheid niet goed toepasbaar); voordeel is dat de leklocatie redelijk goed gespecificeerd kan worden, nadeel dat soms moeilijk te zien is of het lek zich bij in de bodeminjectie of in de (dam)wand bevindt. Pompproef; voordeel is dat dit een absolute indicatie van het totale waterbezwaar geeft, nadeel is dat dit de problemen niet locatiespecifiek aangeeft. Bij onvoorziene afwijkingen in bodemopbouw ter plaatse van het injectielichaam kan bij: grindige lagen: of met waterglas injecteren of met Dammer. cohesieve lagen: indien mogelijk een dieper injectieniveau kiezen, dit gaat echter niet op voor constructieve injecties. In beide gevallen dient de omvang van de afwijkende bodemopbouw door middel van aanvullend grondonderzoek bepaald te worden. Er blijven altijd gevallen waarbij onvolkomenheden niet goed verklaard kunnen worden, zelfs met uitgebreid laboratoriumonderzoek. In zulke gevallen dient risicogestuurd en in overleg met alle betrokkenen naar een oplossing worden gezocht. 7 ONTWIKKELINGEN KWALITEITSBORGING Op dit moment kan niet bij alle inbrengtechnieken de helling van de ingebrachte lans gecontroleerd worden. Bij grote lengte van de lansen kan het controleren van de helling van de ingebrachte lans bijdragen aan de kwaliteitsborging. CRUX beveelt aan om een (kostentechnisch interessante) methode te ontwikkelen om deze controle uit te kunnen voeren. Mocht u naar aanleiding van deze notitie nog vragen hebben dan kunt u contact opnemen met ing. D.G. Goeman. Gecontroleerd door: prof. dr. ir. A.E.C. van der Stoel CRUX Engineering BV CRUX Engineering BV NT11286a2 Pagina 4 van 5

5 Bijlage 1 Overzicht protocol Benodigde gegevens constructieve injectie Benodigde gegevens evenwichtsconstructie Minimaal 1 representatieve sondering met kleef meting; minimaal tot 5 meter onder de injectiediepte; indien Minimaal 1 representatieve sondering met kleef meting; minimaal tot 5 meter onder de injectiediepte; indien grotere oppervlakten worden behandeld, dient het aantal sonderingen op basis van NEN6740 en CUR grotere oppervlakten worden behandeld, dient het aantal sonderingen op basis van NEN6740 en CUR Bepaling geotechnische parameters te worden bepaald. 7 Bepaling geotechnische parameters te worden bepaald. Minimaal 1 representatieve boring tot onderkant injectiediepte; indien grotere oppervlakten worden Minimaal 1 representatieve boring tot onderkant injectiediepte; indien grotere oppervlakten worden behandeld, dient het aantal boringen op basis van NEN6740 en CUR Bepaling geotechnische behandeld, dient het aantal boringen op basis van NEN6740 en CUR Bepaling geotechnische 2 parameters te worden bepaald. parameters te worden bepaald. 3 Korrelgrootte verdeling, korrelverdelingsdiagram van de te injecteren lagen. Korrelgrootte verdeling, korrelverdelingsdiagram van de te injecteren lagen. 4 Locatietekening boringen en sonderingen. Locatietekening boringen en sonderingen. 5 Maaiveldniveau. Maaiveldniveau. 6 Overzichtstekening en uitgebreide doorsnede tekening met alle maten. Overzichtstekening en uitgebreide doorsnede tekening met alle maten. 7 Ontgravingsniveau. Ontgravingsniveau. 8 Langjarige grondwaterstanden en stijghoogtes. Langjarige grondwaterstanden en stijghoogtes. 9 Representatieve en rekenwaarden van funderingslasten en bovenbelastingen. Bepaling volumieke gewichten grondlagen onder ontgravingsniveau tot onderkant injectie. 10 Veiligheidsfactoren op belastingen. 11 Eventuele vervormingseisen. 12 Funderingsonderzoek. Uit te voeren berekeningen constuctieve injectie Uit te voeren berekeningen evenwichtsconstructie 1 Bepaling injecteerbaarheid op basis van korrelverdelingsdiamgrammen Bepaling injecteerbaarheid op basis van korrelverdelingsdiamgrammen 2 UGT PLAXIS Bepaling benodigde injectiediepte op basis van verticaal evenwicht maatgevende situatie(s) 3 BGT PLAXIS Bepaling debiet op basis van doorlatendheid injectielaag. Tekening constructieve injectie Tekening evenwichtsconstructie 1 Bovenaanzicht en dwarsdoorsnede Bovenaanzicht (afhanekelijk van complexiteit tevens doorsnede) Uitvoering Uitvoering Injectiedruk Injectiedruk 1 Injectiedruk maximaal 10Bar en afhankelijk van het poriënvolume. Injectiedruk maximaal 10Bar en afhankelijk van het poriënvolume. 2 Injectiepatroon primair en secundair. Injectiepatroon primair en secundair. Injecteren Injecteren 1 Tijd tussen aanbrengen injectiepunten en injecteren minimaal 4 dagen. Tijd tussen aanbrengen injectiepunten en injecteren minimaal 4 dagen. Voor hoeveelheid te injecteren volume wordt gerekend met 40% poriënvolume tenzij analyseresultaten van Voor hoeveelheid te injecteren volume wordt gerekend met 40% poriënvolume tenzij analyseresultaten van 2 de te injecteren laag aanleiding geven tot een verhoging van deze waarde. de te injecteren laag aanleiding geven tot een verhoging van deze waarde. 3 Injectiesnelheid tussen 3 en 10liter per minuut. Injectiesnelheid tussen 3 en 10liter per minuut. 4 Pompen ingesteld met een slow-start. Pompen ingesteld met een slow-start. Registratie Registratie 1 Hoeveelheid ingebrachte injectievloeistof per injectiepunt Hoeveelheid ingebrachte injectievloeistof per injectiepunt 2 Mengselverhouding ingebrachte injectievloeistof per injectiepunt Mengselverhouding ingebrachte injectievloeistof per injectiepunt 3 Injectiedrukken Injectiedrukken 4 Bepaling gelereringstijd Bepaling gelereringstijd 5 Afwijkingen in bodemopbouw op basis van het inbrengen van de lansen. Afwijkingen in bodemopbouw op basis van het inbrengen van de lansen.