Gemeente Leiden Ingenieursbureau ing. J.E.M. Vermeulen. Postbus PC LEIDEN. 1 Inleiding

Transcriptie

1 Gemeente Leiden Ingenieursbureau ing. J.E.M. Vermeulen Postbus PC LEIDEN datum Delft, 23 juni 2010 referentie B. Everts uw kenmerk betreft vervanging riolering Fruitbuurt te Leiden 1 Inleiding Door de Gemeente Leiden is aan ABT opdracht verstrekt voor het uitvoeren van een grondonderzoek en het uitbrengen van een geotechnisch advies ten behoeve van de vervanging van de riolering in de Fruitbuurt te Leiden. Op 19 mei 2010 is het project door de heer Vermeulen van het Ingenieursbureau van de Gemeente Leiden mondeling toegelicht en zijn de tekeningen 10-IB-12 d.d , getiteld "Vernieuwen riolering" en d.d getiteld "rioolontwerp Fruitbuurt fase 1 korte termijn" aan ABT verstrekt. Daarop is op door ABT aan De Gemeente leiden een offerte uitgebracht met kenmerk V Op basis van deze offerte is aan ABT opdracht verleend (brief met kenmerk DIV /ib47010 d.d ) voor het uitvoeren van de volgende werkzaamheden: - het maken van een plan voor grondonderzoek; - het adviseren omtrent de wijze van funderen; - het adviseren omtrent de wijze van uitvoering (graven, bemalen en aanvullen sleuf), zodanig dat geen noemenswaardige schade aan de omgeving ontstaat; - het aangeven of zettingen van de wegen zijn te verwachten (indicatie grootte). Op basis van de verstrekte gegevens is het volgende grondonderzoek voorzien: - het uitzetten en waterpassen van 9 locaties; - het maken van 9 sonderingen met kleefmeting tot een diepte van 10 m beneden maaiveld, die alle worden voorgeboord; - het maken van 6 handboringen tot een diepte van 2 m beneden maaiveld (beschrijven booropbrengst tijdens voorboren van sondeerlocaties); - het plaatsen van 3 peilbuizen met het filter op 2 m beneden maaiveld en, indien zich direct beneden ontgravingsniveau ook een zandlaag bevindt, 2 peilbuizen in die zandlaag. De geotechnische veldwerkzaamheden zijn door ABT opgedragen aan Lankelma, die het onderzoek op 9 en 10 juni 2010 heeft uitgevoerd. De resultaten van dat onderzoek zijn gepresenteerd in het Lankelma-rapport met kenmerk d.d In het vervolg van deze rapportage wordt het geotechnische advies gegeven.

2 blad 2/7 2 Projectbeschrijving De hoogte van het maaiveld bevindt zich ongeveer op NAP tot NAP + 0,5 m. De uit te voeren werkzaamheden bestaan uit het verwijderen van de bestaande rioleringsputten en -buizen van het gemengde rioleringsstelsel en het plaatsen van een nieuw gescheiden rioleringssysteem. De werkzaamheden vinden plaats aan weerszijden van de Tomatenstraat; aan de zuidzijde van de Tomatenstraat in de Druivenstraat en Kersenstraat en aan de noordzijde in de Meloenstraat en Appelstraat. De bestaande rioolbuizen (beton, rond 400/600) wateren af naar de aansluitende wegen in de Veilingkade (aan de noordzijde van het project), naar de Tomatenstraat (in het midden van het project) en naar de Lammenschansweg, aan de zuidzijde van het project. De binnenonderzijde van de bestaande riolen bevindt zich op NAP - 1,4 m à - 1,6 m in de Lammenschansweg; op NAP - 1,7 m in de Tomatenstraat en op NAP - 1,8 m in de Veilingkade. De ontgravingsdiepte ter plaatse van de riolering is circa 0,1 m groter en ter plaatse van de putten circa 0,3 m groter. De bestaande riolering bevindt zich ongeveer midden tussen de aan weerszijden van de straten aanwezige bebouwing. Die bebouwing bestaat uit metselwerk (50 a 75 jaar oud), die blijkens een visuele inspectie nog in een goede staat verkeert en nauwelijks scheuren en zakkingsverschillen vertoont. Vanaf de voorgevels zijn de volgende onderdelen te onderscheiden: - een tuintje (breedte ca. 3,5 m) - een stoep (breedte ca. 1,8 m) - aan 1 zijde van de weg een parkeerstrook (ca. 1,5 m breed) - de wegbreedte (ca. 3,5 m). De afstand tussen voorgevel en hart riool komt daarmee op (3,5 + 1,8 + 0,5 x (1,5 + 3,5) = 7,8 m; plaatselijk ontbreken de tuinen, zodat de afstand 4,3 m wordt. Figuur 1: impressie Kersenstraat

3 blad 3/7 De nieuw te plaatsen riolering bestaat uit PVC-buizen met een diameter van 315 mm. De binnenonderkant van de nieuwe riolering is ter plaatse van de aansluiting op oude riolering gelijk aan die van de bestaande riolering zoals hierboven is genoemd. In de straten is deze 0,2 à 0,4 m geringer dan die van de te verwijderen riolen. 3 grondonderzoek In verband met de beperkte breedte van de straten en ter voorkoming van onnodige verkeershinder is er in overleg tussen ABT en Lankelma voor gekozen om de sonderingen uit te voeren met een relatief klein sondeerapparaat. Dat betekende dat de maximale indrukcapaciteit beperkt bleef tot 15 kn. Door ABT is op voorhand beoordeeld dat die indruk-capaciteit voldoende is om sonderingen tot een voldoende diepte te kunnen maken. In totaal zijn 9 sonderingen gemaakt, alle met meting van de plaatselijke kleef. Het resultaat van de sonderingen is weergegeven op de grafieken 1 t/m 9 in de bijlage. De locatie van de sondeerpunten is aangegeven op de situatietekening (zie rapport Lankelma). Ter plaatse van de sondeerlocaties varieerde het maaiveld tussen NAP + 0,08 m en NAP + 0,46 m. Op zeven locaties is voorgeboord. Na het voorboren zijn de sondeergaten gevuld en is gesondeerd, zodat de conusweerstanden over de bovenste meter geen betrouwbaar beeld geven van de in werkelijkheid aanwezige conusweerstanden. Het resultaat van de 10 (hand-)boringen is weergegeven in de bijlagen van het Lankelma-rapport. In 3 boorgaten zijn in totaal 5 peilbuizen geplaatst. De gegevens van deze buizen zijn verzameld in onderstaande tabel. peilbuisnr bij sondering maaiveld in m t.o.v. NAP diepte filter in m t.o.v. NAP aflezing waterstand in m t.o.v. NAP HB1 DKM1 + 0,32-0,5 tot -1, ,83-3,0 tot -4, ,38 HB3 DKM3 + 0,46-0,65 tot -1, ,77 HB6 DKM6 + 0,24-0,4 tot -1, ,71-3 tot ,36

4 blad 4/7 4 grondopbouw Uit de boringen blijkt dat zich vanaf maaiveld tot een diepte van NAP -1,1 à - 1,3 m een hoofdzakelijk uit zand bestaande toplaag bevindt. Dicht bij de Veilingkade is deze laag dunner. Vanaf een niveau van NAP - 2,2 m zijn sterk zandige, watervoerende lagen aanwezig, plaatselijk afgewisseld door dunne kleilaagjes. Tussen de topzandlaag en NAP - 2,2 m bevinden zich slecht waterdoorlatende kleilaagjes. Uit de peilbuisgegevens blijkt dat de grondwaterstand zich op ongeveer NAP - 0,75 m bevindt, hetgeen min of meer overeenkomt met het grachtenpeil, dat zich doorgaans op NAP - 0,6 m bevindt. De diepere peilbuizen wijzen op een lagere stijghoogte, hetgeen ook correspondeert met elders gemeten waarden van circa NAP - 1,5 m. Aangezien de waarnemingen op 13 juni 2010 zijn gedaan slechts ongeveer 3 uur na het installeren van de peilbuis, kan het zo zijn dat zich toen nog geen evenwichtstoestand had ingesteld. De waarde van NAP - 1,36 m ligt evenwel binnen hetgeen wordt verwacht, zodat deze vooralsnog wordt aangehouden; over één week zal nog een aanvullende waarneming worden gedaan. 5 Advies 5.1 Het maken van de sleuven Om de buizen te kunnen verwijderen moet een sleuf worden gegraven tot ongeveer de onderzijde van de buizen. Verondersteld wordt dat de nieuwe buizen in dezelfde sleuf worden aangelegd als waaruit de bestaande buizen worden verwijderd. Om de nieuwe buizen op het juiste niveau en onder een juist afschot te kunnen leggen is het noodzakelijk dat deze in een droog zandbed worden geplaatst. De dikte van het zandbed dient tenminste 0,25 m te bedragen. Aangezien de bestaande leiding circa 0,25 m dieper is gelegen dan het beoogde aanlegniveau van de nieuwe buizen, kan worden volstaan met het graven van een sleuf tot de onderzijde van de bestaande betonnen buizen. Vervolgens moet dan een grondverbetering worden aangebracht ter dikte van circa 0,25 m tot maximaal NAP - 1,95 m en minimaal NAP m- 1,4 m. In de ontgraven sleuf dienen ongeveer op dezelfde diepte 2 nieuwe leidingen te worden aangelegd. Om de grond rondom (dus ook tussen) de buizen te kunnen verdichten dient de ruimte tussen de buizen minimaal circa 0,3 m te bedragen. Bij een ruimte naast de buizen van 0,3 m bedraagt de breedte van de sleuf op ontgravingsniveau dan 0,3 + 0, ,3 + 0, ,3 = 1,53 m. De diepte van de sleuf bedraagt, bij een maaiveldhoogte van NAP + 0,3 m, en een ontgravingsdiepte van 0,3 m beneden b.o.k. leiding (b.o.k.= gemiddeld NAP - 1,3 m) circa 1,9 m. Taluds (onder een talud van 2:1) zijn gedurende een korte periode stabiel indien deze niet reiken tot een diepte groter dan circa 2 m, mits de grondwaterstand is verlaagd tot tenminste 2,1 m diepte; in dit geval overeenkomend met circa NAP -1,8 m. De grondwaterstand is evenwel aanzienlijk hoger gelegen (op circa NAP - 0,7 m) en de stijghoogte in het diepere zand is slechts iets hoger. Dat betekent dat bemalen moet worden. Het grondwater moet worden verlaagd tot op de kleilaag die begint op ongeveer NAP - 1,1 m. Die verlaging kan in principe op twee verschillende manieren worden gerealiseerd. Door het toepassen van zeer korte vacuümfilters of door het legen van drains. Beide methoden worden hierna beschreven.

5 blad 5/7 Door het plaatsen van vacuümfilters aan weerszijden van de sleuf (zo dicht mogelijk bij de insteek van het talud), hart op hart 1,5 m, filterdiepte NAP - 1,0 m tot NAP - 2,0 m, kan voldoende water worden onttrokken. Een alternatieve bemalingswijze is het aanleggen van een drain aan weerszijden van de sleuf. De drain moet evenwel iets worden ingegraven in de kleilaag, zodat de topzandlaag goed wordt ontwaterd. Het aanlegniveau van de drains bedraagt in het algemeen dan NAP - 1,3 m, zodat de sleufdiepte om de drain aan te leggen 1,6 m bedraagt en slechts weinig groter is dan de sleuf voor de aanleg voor de riolering. Na het aanleggen van deze drains en het aansluiten daarvan op een pomp kan de rioolsleuf worden ontgraven. Vanwege de relatief grote diepte waarop de drains moeten worden aangelegd wordt de methode van bemaling door middel van drains niet geadviseerd. Figuur 2: principe schets rioolsleuf. Omdat klei op de lange termijn relatief samendrukbaar is, maar gedurende een korte belastingsperiode zich relatief stijf gedraagt, moet de bemalingsperiode zo kort mogelijk worden gehouden. Dat is met vacuümputjes gemakkelijker te realiseren dan met een drain. Ook daarom verdient het toepassen van zeer korte vacuümfilters de voorkeur. De werkwijze dient dan zo te zijn dat alleen de putjes worden aangesloten die nodig zijn om het op een werkdag te ontgraven deel droog te zetten. De filters mogen alleen gedurende de dag aan staan. Dat betekent dat per dag een streng moet worden bemalen ter lengte van het aan te leggen traject, vermeerderd met aan weerszijden circa 5 m. Het verdient aanbeveling om midden tussen de nieuwe rioolbuizen onder in de grondverbetering een drain aan te leggen, zodat de aanvulling droog kan worden gehouden. In geval van reparaties kan de drain gebruikt worden om de sleuf droog te maken.

6 blad 6/7 Door nergens dieper te ontgraven dan NAP - 2,0 m en geen filters te plaatsen tot een grotere diepte blijft overal een maagdelijke kleilaag aanwezig beneden het ontgravingsniveau, zodat geen kortsluiting ontstaat tussen het grondwater en het water in de watervoerende lagen beneden NAP - 2,25 m. De stijghoogte in het zand beneden de keilaag, waarvan de onderzijde zich bevindt op maximaal NAP - 2,25 m, is zodanig dat net geen opbarsten van de sleuf is te verwachten. De vacuümfilters hoeven daarom niet te reiken tot in die zandlaag. De scheidende kleilaag wordt dan ook niet onnodig doorboord. De stabiliteit van de sleuf wordt vergroot door deze te ontgraven in korte segmenten, ter lengte van de rioolbuizen. De ervaring heeft geleerd dat bij stabiele sleuven op een afstand van 2 maal de ontgravingsdiepte geen significante zakkingen meer zijn te verwachten. In dit geval moet onder ontgravingsdiepte worden verstaan het verschil in aanlegniveau van de belendende panden en het ontgravingsniveau van de sleuf; dit verschil bedraagt maximaal 1,5 m, zodat op 3 m afstand geen zakkingen meer zijn te verwachten op het aanlegniveau van de belendingen als gevolg van het ontgraven van de sleuf. De afstand tussen de sleufwand en de belendingen bedraagt minimaal 4,3 m minus de helft van de sleufbreedte op ontgravingsniveau = 4,3-0,75 = 3,5 m. Deze afstand ligt dicht bij de kritische afstand, zodat het noodzakelijk is in korte segmenten te werken, waardoor de omgevingsbeïnvloeding nog enigszins afneemt. 5.2 Het aanvullen van de sleuven Naar verwachting bevindt zich ter plaatse van het oude riool al zand tot aan het ontgravingsniveau van de sleuf. Indien plaatselijk klei wordt ontgraven dient dat te worden afgevoerd. De aanvulling onder de buizen en de sleuf zelf dient te worden uitgevoerd met zand dat in lagen van 0,25 m moet worden verdicht door middel van tenminste 3 overgangen met een trilplaat met een massa van circa 300 kg; op een diepte van meer dan 0,5 m boven de leidingen mag een zwaardere trilplaat worden toegepast. 5.3 Aanvullen terrein Het terrein zal niet meer dan met circa 0,2 m worden opgehoogd. Als gevolg daarvan kan op termijn een zakking ontstaan van niet meer dan 0,05 m. Nabij de belendingen zullen die ophoging niet leiden tot zakkingen, mits de aangrenzende stoepen/trottoirs niet worden opgehoogd. 5.4 Het monitoren Indien de werkzaamheden worden uitgevoerd zoals boven omschreven, wordt geen noemenswaardige zakking ter plaatse van de belendingen verwacht. Door het verlagen van de waterstand ter plaatse van de sleuf tot circa NAP - 1,8 m en naast de sleuf tot NAP - 1,1 m, zal ook onder de belendingen enige verlaging ontstaan, zodat een zakking van de belendingen van enkele mm's niet is uit te sluiten; de daardoor te verwachten zakkingsverschillen zullen niet leiden tot zakkinggradiënten van meer dan 1:1000, zodat de kans op schade aan die belendingen verwaarloosbaar is. Om dat te toetsen dient de zakking van twee panden bij aanvang van de werkzaamheden te worden gemeten door in beide panden twee meetboutjes te plaatsen in de voorgevel en daarvan de hoogte te bepalen voorafgaande aan enige activiteit en op de dag na het aanleggen van de rioolstreng juist vóór deze panden. De aanleg van de riolering dient daarom aan te

7 blad 7/7 vangen nabij deze twee panden. De zakkingsmeting dient te worden herhaald nadat deze panden buiten het invloedsgebied van de bemaling zijn, dat wil zeggen nadat de werkzaamheden op meer dan 25 m afstand van de betreffende panden plaats vinden. Indien zakkingen worden gemeten van 4 mm of meer, dienen de werkzaamheden te worden beëindigd en dienen nader te bepalen passende maatregelen te worden getroffen. Om onterechte schadeclaims te voorkomen dienen de bouwkundige staat en gebreken van alle panden die zich bevinden aan weerszijden van de sleuf binnen een afstand van 15 m, voorafgaande aan enige activiteit te worden vastgelegd door middel van een foto-rapportage. In het vertrouwen u hiermee voldoende te hebben geïnformeerd, namens ABT, met vriendelijke groet, ing. H.J. Everts senior adviseur geotechniek bijlage: - rapportage grondonderzoek