Paalmatrassen. Op weg naar een Nederlandse norm. Suzanne van Eekelen, Deltares/GeoDelft. 29 november 2007

Transcriptie

1 Paalmatrassen Op weg naar een Nederlandse norm Suzanne van Eekelen, Deltares/GeoDelft 29 november 2007 Op weg naar een Nederlandse norm 1 1. Doel Delft luster / UR 2. ouwt Nederland paalmatrassen.. en waarom? 3. Op weg naar een ontwerprichtlijn 1

2 Doel UR en Delft luster paalmatrassen Doel: Ontwerprichtlijn: etrokkenen in Nederland op één lijn Keuzes maken, valideren en aanscherpen Witte vlekken expliciet maken Tool UR werkgroep Nederland: Ingenieursbureau s RWS Aannemers Leveranciers Kennisinstituten Internationaal: EGEO groep in Duitsland en /526/4 task group in Engeland 2

3 Samen met.. UR werkgroep Ontwerprichtlijn paalmatrassen ijdragen van: - Marijn rugman (Arthe ivil & Structure.V.) - Rob Schipper (ofra) - Jeroen Dijkstra (RUX) - Suzanne van Eekelen (Delft luster/geodelft) - Hein Jansen (Fugro) - Rudolf Andringa (Gem. werken R dam) - onstant rok (Huesker) - Theo Huybregts (ingenieursbureau Geologics ) - Martin de Kant (Grontmij) - Piet van Duijnen (Movares) - Jan van Dalen (T&E onsult V, Strukton) Overige leden: Joop astiaans (DWW), Henkjan eukema (DWW), Gerrit Dortland (Tencate Geosynthetics), Dick Eerland (Eerland ouwstoffen Management), Wouter Haring (INFRA onsult + Engineering), Fred Jonker (UR&I), Jan van Liempt (Vlam onsult), Wim Voskamp (olbond Geosynthetics), Sake Essink (Ingenieursbureau ), André de Lange, (Voton-hsp.nl, Voorbij) ouwt Nederland paalmatrassen en waarom? 3

4 A15 Sliedrecht en Hardinxveld Giessendam, AuGeo hoh 0,9 à 1,2 m m2 Lage restzetting Tijdsdruk oncurrerende prijs A15 bij Wijngaarden 4

5 Kyotoweg Zuiderlingedijk Gorinchem, juni 2007 Houten palen, hoh 1,20 m Paaldeksels 0,6 m Strenge restzettingseisen Overtoom Papendrecht Prefab palen, 10 m veen 5

6 Krimpenerwaard N210, start zomer 2007 etonnen prefab palen hoh ca m 14 km lang eïnvloeding huidige weg eheer en onderhoud voor 20 jaar ron: t Hart, Geotechniek, okt 2007, pp Zuid-Tangent NH (2007) usbaan HSP palen 430 m weglengte Restzettingen Omgevingsbeïnvloeding 6

7 A2 Holendrecht-Maarssen? ouwt Nederland paalmatrassen?. en waarom? Waarom? Strenge restzettingseisen Strenge eisen beïnvloeding omgeving Snelle bouwtijden (en daarmee minder fileleed)? Lage kosten levenscyclus..? 7

8 Ontwerprichtlijn Een gedragen Nederlandse Ontwerprichtlijn: Inhoudsopgave Eisen aan paalmatrassystemen Eisen aan en ontwerp van palen Eisen aan en ontwerp van matras, verantwoording keuzes Integraal ontwerp palen en matras Uitvoeringsaspecten focus Ontwerp matras verticale belasting Start D en UR: geen inzicht in betrouwbaarheid modellen 8

9 Ontwerp matras horizontale belasting D D Keuzes maken: ontwerprichtlijnen Nieuw: EGEO g, j cv H a w T g T rp rits: S8006 s Duits g, j cv Oud: Randolph, Hewlet et al ush-jenner g 30 o g, j cv g, coh, j cv Scandinavisch Terzaghi 9

10 Ontwerp matras Twee systemen: 1 laag wapening hangmatprincipe meer lagen wapening interlocking effect g, j cv H a w T T rp rits: S8006 s Nieuwe Duitse EGEO g ush-jenner g, j cv Keuzes maken en aanscherpen op basis van: Wiskundig Validatie met Numerieke berekeningen Veldproeven Laboratoriumproeven 10

11 Wiskundige beschouwing ritse norm S8006 Holte onder matras «Onderscheid stuit kleefpalen Verticaal evenwicht 600,00 = 0 500,00 kracht [kn] 400,00 300,00 200,00 l 100,00 0,00 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90 bovenbelasting p [kpa] ritse norm S8006 Wiskundige beschouwing -Onderscheid stuit kleefpalen «holte onder matras -Verticaal evenwicht -oogwerking trekspanning // wegas (kn/m') aardebaandikte H (m) 11

12 Vergelijking met Plaxis case 1: dunne aardebaan case 2: dikke aardebaan stijfheid geogrid: // wegas = 1500 kn/m ^ Wegas = 3000 kn/m Verkeersbelasting 30 kpa Asfalt en fundering 6 kpa Verkeersbelasting 30 kpa H = 6,00 m g = 20 kn/m 3, j = 37,5 o H = 1,25 m Asfalt en fundering 6 kpa g = 20 kn/m 3, j = 37,5 o s = 1,75 m a = 0,5 m Ø s = 1,00 m a = 0,3 m Ø Trekspanning in geotextielwapening // wegas (kn/m') 500,00 trekspanning // wegas (kn/m') 400,00 300,00 200,00 100,00 EGEO S 8006 STUIT S 8006 KLEEF ush-jenner (holte), EA=4500 (holte), EA=1500 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 aardebaandikte H (m) case 1 12

13 Trekspanning in geotextielwapening // wegas (kn/m') 600,00 trekspanning // wegas (kn/m') 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 EGEO S 8006 STUIT S 8006 KLEEF ush-jenner (holte), EA=4500 (holte), EA=1500 0,00 0,75 0,95 1,15 1,35 1,55 1,75 1,95 2,15 2,35 2,55 2,75 hart op hart afstand (sx, m) case 1 Trekspanning in geotextielwapening // wegas (kn/m') 500,00 trekspanning // wegas (kn/m') 400,00 300,00 200,00 100,00 EGEO S 8006 STUIT S 8006 KLEEF ush-jenner (holte), EA=4500 (holte), EA=1500 0,00 30,000 32,500 35,000 37,500 40,000 42,500 inwendige wrijvingshoekø ( o ) case 1 13

14 Trekspanning in geotextielwapening // wegas (kn/m') 500,00 trekspanning // wegas (kn/m') 400,00 300,00 200,00 100,00 EGEO S 8006 STUIT S 8006 KLEEF ush-jenner Plaxis model A (holte) 0,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 rek geotextiel (%) case 1 Trekspanning in geotextielwapening // wegas (kn/m') trekspanning // wegas (kn/m') 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 EGEO S 8006 STUIT S 8006 KLEEF ush-jenner (holte), EA=4500 (holte), EA=1500 0,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 aardebaandikte H (m) case2 14

15 Keuzes maken Keuzes maken op basis van: Wiskundig Validatie met numerieke berekeningen Veldproeven Laboratoriumproeven Validatie met veldmetingen 6 meter 1.15 m aggerspeciemengsel ca. 9 meter Kyotoweg 15

16 Validatie met veldmetingen poer 250 druk op paalkoppen [kpa] TP b1 (boven geotextiel) TP b2 (boven geotextiel) TP b3 (boven geotextiel) TP 01 (onder geotextiel) 0 21-nov feb-06 1-jun-06 5-sep dec mrt jun sep-07 poer 250 Validatie met veldmetingen poer druk op paalkoppen [kpa] TP b1 (boven geotextiel) TP b2 (boven geotextiel) TP b3 (boven geotextiel) TP 01 (onder geotextiel) 0 21-nov feb-06 1-jun-06 5-sep dec mrt jun sep-07 poer 16

17 Validatie met veldmetingen druk op paalkoppen [kpa] bijdrage ondergrond via geotextiel naar paal TP b1 (boven geotextiel) TP b2 (boven geotextiel) TP b3 (boven geotextiel) TP o1 onder geotextiel) geen boogwerking ondergrond draagt niet 21-nov feb-06 1-jun-06 5-sep dec mrt jun sep-07 A boogwerking deel van de belasting op paalkop (kpa) dat rechtstreeks op paalkop werkt (niet via geotextiel) S8006 EGEO elasting A rechtstreeks op palen TP b1 (boven geotextiel) TP b2 (boven geotextiel) TP b3 (boven geotextiel) EGEO S8006 p'c 0 21-nov feb-06 1-jun-06 5-sep dec mrt jun sep-07 17

18 elasting op wapening Gemiddelde druk op geotextiel die wordt overgedragen op de palen [kpa] Sep EGEO 14-Dec Mar S Jul Oct Jan gemeten EGEO S8006 EGEO zonder ondergrondondersteuning 28-Apr Aug Nov Feb ,0 elasting op ondergrond 18,0 Gemiddelde druk op ondergrond (kpa) 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 EGEO Gemeten EGEO S8006 2,0 S8006 0,0 5-Sep Dec Mar Jul Oct Jan Apr Aug Nov Feb

19 Validatie met labonderzoek Plannen voor lab onderzoek 1. Verticale belasting 2. Horizontale belasting Proevenserie 1: Verticale belasting Totale belasting is A + + Doelstelling proef 1: Hoe verhouden A, en zich? onform S8006, EGEO of ush- Jenner 19

20 Proefopstelling proef 1 Hiervoor heeft Delft luster een (beperkt) budget bovenbelasting Meten: Krachtverdeling (A, en ) Zettingen Rekken in wapening H = 0,7 à 1,5 * (s-a) drukopnemers elastingspreidende laag grint drukopnemer schuimrubber gladde randen paaldeksel drukopnemers Proevenserie 2 (centrifuge): Horizontale belasting D D Doelstelling proef 2: Welke invloed heeft spreidkracht? Trekspanning in wapening wegas = + D of Trekspanning in wapening wegas = Max {, D} Hiervoor heeft Delft luster nog geen budget. 20

21 Voorlopige conclusies Delft luster / UR project Ontwerp palen: UR Ontwerp matras: ritse S8006: Wiskundig inconsistent Zeer conservatief voor dunnere aardebanen in vgl met numerieke resultaten en veldmetingen Duitse EGEO: Goede overeenkomsten met numerieke berekeningen en veldproeven Wiskundig consistent ush-jenner: Heel ander principe Interlocking kan een rol spelen, nog nader aan te tonen (numeriek, labproeven) Tool (onderdeel M-Serie) Inhoud tool op hoofdlijnen: Ontwerp palen Ontwerp matras (EGEO, S8006 en ush-jenner) Kosten Aansluiting op MRoad 21

22 Wat in 2008? Labproeven Verdere validatie Verdere aanscherping en keuzes maken Afmaken concept-richtlijn eschikbaar komen eerste versie MPiro, evaluatie MPiro 22

23 Trekspanning in geotextielwapening // wegas (kn/m') trekspanning // wegas (kn/m') 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 : niet stabiel 0,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 doorsnede paaldeksel (m 2 ) EGEO S 8006 STUIT S 8006 KLEEF ush-jenner (holte), EA=4500 (holte), EA=1500 case 1 Trekspanning in geotextielwapening // wegas (kn/m') trekspanning // wegas (kn/m') 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 EGEO S 8006 STUIT S 8006 KLEEF ush-jenner (holte), EA=4500 (holte), EA=1500 0,00 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 doorsnede paaldeksel (m 2 ) case2 23

24 Trekspanning in geotextielwapening // wegas (kn/m') trekspanning // wegas (kn/m') 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 EGEO S 8006 STUIT S 8006 KLEEF ush-jenner (holte), EA=4500 (holte), EA=1500 0,00 30,000 32,500 35,000 37,500 40,000 42,500 inwendige wrijvingshoek ( o ) case2 24