Proefbouwkuip Oosterweelverbinding in Antwerpen ir. Jan Couck (Vlaamse overheid) ir. Kristof Van Royen (Denys NV)

Transcriptie

1 GEOTECHNIEKDAG 3 november 2015 Proefbouwkuip Oosterweelverbinding in Antwerpen ir. Jan Couck (Vlaamse overheid) ir. Kristof Van Royen (Denys NV)

2 INHOUD PRESENTATIE PROEFBOUWKUIP 1. Betrokken partijen 2. Situering Oosterweel en proefbouwkuip 3. Doelstellingen proefbouwkuip 4. Grondlagenopbouw 5. Geometrie en dimensies 6. Fasering 7. Installatie damplanken 8. Monitoring meettoestellen 9. Meetresultaten 10. Waterspanningen in Boomse klei 11. Diepwanden 12. Zwelmetingen 13. Conclusies

3 1. Overzicht betrokken partijen

4 2. Situering Oosterweel en proefbouwkuip Sluiten van de westzijde van de Ring Antwerpen Diepe tunnels tot in de Boomse klei Full scale in situ test van uitvoeringsmethoden om enkele prangende ontwerpvragen op te lossen = bewuste keuze van ROTS en BAM

5 3. Doelstellingen proefbouwkuip a) Installeerbaarheid AZ36 in glauconietzand en Boomse klei b) Bemaling, gestempelde uitgraving tot op BK-aquitard c) Monitoren gedrag stijve Boomse klei d) 2D en 3D back calculations snedekrachten en vervormingen e) Installeerbaarheid diepwanden in een niet verdichte aanvulling en net naast damplanken f) Inspectie dam- en diepwanden tijdens droge ontgraving

6 4. Grondlagenopbouw Grondlaag Benaming grondsoort Laag A Laag B Aangevulde grond van diverse aard (tevens afval, puin) en deklagen uit diverse aard, meestal losgepakt Aangevuld / geroerd en Quartair KLEI, vrij slap (polderklei) Quartair Freatisch: +4,5 m TAW Laag C VEEN, matig vast Quartair AZ36 Laag D Quartair ZAND/LEEm, kleihoudend, vrij losgepakt tot matig gepakt Tertiair, Formatie van Merksem/Kruisschans artesisch: getij! < 300 m Schelde Laag E ZAND, vrij dichtgepakt tot dichtgepakt Tertiair, Formatie van Lillo, Lid van Oorderen Laag F Laag G ZAND, dichtgepakt tot zeer dichtgepakt, glauconiethoudend, Tertiair, Formatie van Kattendijk KLEI, vast, plaatselijk septaria (carbonaatconcreties) Tertiair, Formatie van Boom Maximale uitgraving Dikte 65 m

7 5. Geometrie en dimensies proefbouwkuip a) Achthoekige put 402 m² b) Maximale diepte 24 m c) Diepste meettoestel 53 m

8 6. Fasering 1. Inbrengen damwanden + meettoestellen (jan april 14) 2. Pompproef 15m diep binnen de kuip in artesische waterlaag 3. 7 m droge uitgraving + heraanvulling onder water 4. Herstel artesische watertafel + bouw diepwandpanelen (juli 14) 5. Stapsgewijze droge uitgraving, stempels en inspectie wanden 6. Stand still meetperiode Boomse klei (april 15 aug 15) 7. Heraanvulling kuip (sept 15)

9 7. Installatie damplanken Trillen van damplanken (jan 14) Meettoestellen ingebed en in kokers PVE 2350VM hoogfrequent trilblok Zware strips t.h.v. klemmen noodzakelijk Intrillen efficiënt tot 2 m in Boomse klei => Naheien met dieselblok

10 7. Installatie damplanken Heien van damplanken (feb 14) 5 à 6 m naheien DELMAG D62-22 Zeer zwaar heiwerk in Boomse klei 12/52 (25 %) zware kopschade Controle overleving meettoestellen

11 8. Monitoring meettoestellen Doel meting meettoestellen vervorming maaiveld buiten de put 47 fenopalen 6 horizontale inclinometers rek / moment in damwanden 4 optische FBG-vezels 1 optische BOTDA-vezel horizontale uitwijking damwanden 9 verticale inclinometers + Saaf 8 meetnagels zwel Boomse klei 2 extensometers met optische vezels 2 extensometers met mechanische stangen waterdruk in klei en zanden 13 piëzocellen 8 batsensoren 10 peilbuizen druk in stempels 40 optische vezels, 7 rekstrookjes en 10 thermokoppels Meettoestellen zitten er vóór de start van de uitgraving => Bescherming delicaat!

12 8. Monitoring meettoestellen

13 8. Monitoring meettoestellen Optische vezels op damwanden BOTDA/FBG-vezel: gelijmd in sleuf FBG-vezel: gegrout in koker

14 9. Meetresultaten

15 9. Meetresultaten Vergelijking van FBG en BOTDA-vezels, bij 3 stempels Verticale rek Moment in damwand Horizontale vervorming NOG M TOEVOEGEN - O1/O2 - O6 - O1/O2 - O1/O2 - I3

16 9. Meetresultaten Vergelijking van FBG en BOTDA-vezels, bij 5 stempels Verticale rek Moment in damwand Horizontale vervorming - O1/O2 - O6 - O1/O2 - O1/O2 - I3

17 9. Meetresultaten

18 10. Waterspanningen in de Boomse klei - Na inbrengen damwanden: wateroverdrukken - Proefbemaling 15m watertafelverlaging buiten damwanden: geen invloed binnen: lineaire lijn 27 kpa/m

19 10. Waterspanningen in de Boomse klei - Wateronderdruk ~30% door uitgraving: ongedraineerd gedrag + zwel - Bij fase 15 m uitgraving -300 kpa totaalspanning => Verdeeld terug te vinden aan passieve en actieve zijde damwand

20 10. Waterspanningen in de Boomse klei Tijdens stand still periode Groen 09/04/15 Rood 23/04/15 kort na uitgraven Zwart 31/08/15 lang na uitgraven

21 11. Diepwanden 2 x 2 diepwandpanelen Doorheen een niet en beperkt verdichte aanvulling Binnen de kuip Op 1m van de damplanken Overhoogte bentoniet: 1,5m t.o.v. maaiveld en 2,5m t.o.v. grondwater Wapening 140 kg/m³ Representatieve kooi Stalen buizen rond voegen voor crosshole sonic logging techniek

22 11. Diepwanden Uitvoering diepwanden door 7m niet-verdichte aanvulling zonder grote problemen. Wel uitstulpingen van ~ 1m³. Dieper aantal belangrijke anomalieën, voornamelijk in het front Resultaten CSLmetingen combineren met aanzichtfoto s en 3D-scans Fotocamera nuttig Nauwgezette uitvoering, controlemetingen en strikte opvolging nodig

23 12. Zwelmetingen - Boomse klei zwelt ~ 70 mm - Initiële zwelsprongen bij ontgraven - Geen stabilisatie van zwel in stand still periode - Damwanden stijgen ~ 30 mm

24 12. Zwelmetingen - Geotechnische parameters uit labo + studies Kennedytunnel - Beperkingen berekening: Wrijving van damplanken Mobilisatie van passieve weerstand

25 13. Conclusies Zeer leerrijk, ook nuttig voor andere projecten Huidig ontwerp aanpassen aan nieuwe inzichten Kosten en risico s van ontwerp tunnels juist inschatten Pilootproject voor nieuwe meettechnieken (optische vezels, 3D-fotografie) Meten is weten Proef op de som Monitoringervaring in de praktijk EC7: Observational Method

26 DANKWOORD: - BAM - WTCB - THV ROTS - Jan Maertens