Simpson Bay Bridge, St. Maarten

Transcriptie

1 Simpson Bay Bridge, St. Maarten Geotechnisch ontwerp in uitvoering René Thijssen, Volker InfraDesign B.V. Inhoud Algemene introductie Geotechnische condities Uitdagingen ontwerp Parallel: terugkoppeling uit de praktijk Special transport swing bridge 1

2 Locatie (1) Locatie (2) 2

3 Locatie (3) Projectgegevens Klant: Simpson Bay Causeway NV Engineer klant: Lievense NV D&C aannemer:volker Stevin Caribbean NV Ontwerp: Volker InfraDesign BV (capaciteitsondersteuning Fugro; PDA testen ondersteuning Allnamics) Aanneemsom: $ 42.7 Million Periode: tot

4 Facts & figures Totale lengte brug ca. 800 m Draaibrug: 70 m lang, ca. 15 m breed 33 tussensteunpunten; Ca. 100 Palen Ø /18 mm; L = m; ULS = 4 6 MN Scope Volker Stevin Caribbean NV Design&Construct van de betonnen brug en fundering Aanvaarbeschermingsconstructie Land reclamations (inclusief dredging channel) Hollandia Design&Construct Swing Bridge Windward roads Design&Construct Feeder roads 4

5 Overzicht project Turning basin Swing bridge Reclamation West Reclamation East Geotechnische condities (1) Ca. 8 m zeer slap silt moeilijk samplen Funderingslaag verweerde vulkanische rots N = bl/ft 5

6 Geotechnische condities (2) Onderzoek: boringen + SPT records 8 boringen over brug (hoh 100 m), lokaal grote variatie funderingslaag -14 m -22 m Uitdagingen landaanwinningen Sampling extreem slappe siltlaag niet mogelijk (consistentie); veiligheid op samendrukkingsparameters stijvere siltlaag toegepast Ca. 8 mnd bouwtijd reclamations slappe grond + voldoen restzettingseis 0.05 m in 1 jaar na oplevering (7.5 m fill) Ontwerp op aardbevingen 6

7 Uitdagingen paalfundering D&C planning biedt geen tijd voor aanvullend onderzoek (!) Grote variatie ligging funderingslaag weak rock tussen boringen: overlengte tussenliggende palen onvermijdelijk Geen UCS testen funderingslaag Draagvermogen & heibaarheid k Ontwerp landaanwinningen Fill height: 5 6 m; preload: 1.5 m vertical drains c.t.c m Settlement: approx. 1.6 m 1.8 m (8 months) 7

8 Monitoring (1) Zettingen corresponderen goed met berekeningen (ca m zetting) Monitoring (2) Ontwerp: palen eerder geïnstalleerd dan landaanwinning voldoet aan vervormingseisen Predicties vervormingen palen m.b.v. Plaxis: wanneer kan landhoofd worden gemaakt en kunnen liggers veld 1 worden aangebracht 8

9 Monitoring (3) Monitoring paalkopdeformaties gedurende consolidatie landaanwinning Uitvoering: wachten met bouwen landhoofd + aanbrengen liggers Ontwerp op aardbevingen Reclamations: T return = 95 years M w = 4.5 PGA = 0.21g Brug: T return = 475 years M w = 5 PGA = 0.31g Sint Maarten 9

10 Reclamations (1) Liquefaction analysis (NCEER): SF = CRR / CSR CSR: schuifspanningsratio f(pga, /,z) CRR: cyclische weerstand aanvulzand: f(fines, R e ) N 60 Ontwerp: Eis aan min. relat. dichtheid fill: S.F. > 1.2 Geen verweking, wel waterspanningsopbouw: R u = 0.2: reductie Reclamations (2) Aardbevingen en taludstabiliteit:sf < 1.0 Sterkte grond tijdelijk overschreden (piekversnellingen) vervorming talud boven grenswaarde a y 2x integreren(sliding block analysis) Eis: < 0.15 m 10

11 Paalfundering Liquefaction analysis (NCEER): Verweking losgepakte siltige zandlaag geen draagvermogen aan ontlenen tijdens aardbeving Ontwerp paalfundering Eis: pile design according to API-RP2A (2000) Offshore code: grote risico s bij bezwijken paalfundering offshore platform Simpson Bay Bridge: ander risicoprofiel Voorstel: veiligheid draagvermogen terugbrengen van 2.0 naar 1.75 Onzekerheid draagvermogen (beperkt grondonderzoek): reduceren door PDA-DLT testen Besparing: ca. 100 ton staal (8%) 11

12 Uitgangspunten Schatting UCS o.b.v. N 60 UCS 3 15 Mpa (CIRIA piled foundations in weak rock) Calcareous sediments: reductie draagvermogen (Kolk, 2000) f s,80 = K 0.tanδ * v = 0.14 * v 15 kpa CC = carbonate content Heibaarheid S-70 Hamer in Caribbean beschikbaar Ca m penetratie funderingslaag nodig Eigen predicties + onafhankelijke verificatie Allnamics B.V. S-70: eindkalenders: ca bl/0.25m 12

13 PDA-DLT testen Meten van rekken en versnellingen in paal m.b.v. sensoren Opwaartse golf bevat informatie over weerstand schacht en punt van paal Metingen tijdens heien Spanningen in paal Efficiency / energieafdracht heihamer Verloop van schacht-/puntweerstand Heiweerstand (SRD) 13

14 Achteraf: signal match Fitten dynamische en statische parameters predictie aan meting: Bepaling statische weerstand paal bij initieel heien (Allnamics DLT-SM software) Redrive Na minimaal 48 uur redrive (DLT) Setup tijd palen: toename draagvermogen o.a. door: Wateroverspanning heien lager Verandering radiale spanning rond paal Geroerde grond heien wint aan sterkte Plugvorming mogelijk bij open stalen buispalen 14

15 Verwerking Relatie leggen eindkalender vs. gemobiliseerd draagvermogen: Energie per mm penetratie Praktische uitwerking Minimaal benodigde eindkalender per paal te bepalen o.b.v. vereist draagvermogen: ca bl/0.25 m Heier gebruikt overzicht en signaleert evt. afwijkingen 15

16 Samenvattend Algemeen Onzekerheden ontwerp beheersen door monitoring essentieel PDA-DLT testen 1. Aanvullend op grondonderzoek; niet enkel berekenen maar ook meten. 2. Wegnemen onzekerheid draagvermogen (lengte) palen tussen boringen in. 3. Besparing paallengte door SF op draagvermogen te verlagen 4. Beheersing heiproces / mogelijke afwijkingen door leggen relatie met minimaal benodigde kalenderwaarde per paal Swing bridge: transport 16

17 Transport: NL - SXM Aankomst St. Maarten 17

18 Passen en meten Geul uitdiepen 18

19 In positie Schuiven op fundering 19

20 Montage Gereed 20

21 Na opening Bedankt voor uw aandacht 21