Nijmegen aanpassing spoorbrug i.v.m. aanleg nevengeul

Transcriptie

1 Ingenieursbureau Nijmegen aanpassing spoorbrug i.v.m. aanleg nevengeul Geotechnische parameters Projectcode HT1694 Datum 4 oktober 2012 Rapportstatus Definitef Opdrachtgever Prorail Paraaf Opdrachtgever: Opsteller (s) D. Beijer Paraaf Opsteller (s): Coördinator dr. O. Oung Paraaf Coördinator: Projectleider ing. M. Said Paraaf Projectleider:

2 Inhoudsopgave 1. Inleiding Algemeen 3 2. Grond- en laboratoriumonderzoek Grondonderzoek Grondwaterstanden Laboratoriumproeven 4 3. Grondopbouw 5 4. Grondparameters 6 HT1694 Definitief 4 oktober van 11

3 1. Inleiding 1.1 Algemeen In het kader van het project Ruimte voor de Waal-Nijmegen dient onder de bestaande aanbruggen van de spoorbrug over de Waal een nevengeul te worden gerealiseerd. De bodem van de nevengeul is gepland op ca. 3 m onder het huidige funderingsniveau van de pijlers. Door de aanleg van de nevengeul in het winterbed, komt de stabiliteit van de bestaande pijlers van de aanbruggen van de spoorbrug in het geding. Rijkswaterstaat heeft ProRail opdracht gegeven de pijlers geschikt te maken voor het aanleggen van de nevengeul. Door de aanleg van de nevengeul is de aanpassing van drie pijlers van de spoorbrug noodzakelijk gebleken. Ten behoeve van het ontwerp van de aanpassing is in het gebied rondom deze pijlers in 2012 grondonderzoek verricht. Het onderzoek heeft bestaan uit sonderingen en boringen en werd uitgevoerd door Mos Grondmechanica b.v. Monsters uit drie boringen zijn in het laboratorium van hetzelfde bedrijf beproefd. In-situ metingen van de grondwaterstanden nabij de pijlers zijn ook door MOS Grondmechanica b.v. verricht. In dit rapport worden op basis van dit grondonderzoek de grondopbouw en de geotechnische karakteristieke grondparameters gepresenteerd, die zijn toegepast in de geotechnische berekeningen. HT1694 Definitief 4 oktober van 11

4 2. Grond- en laboratoriumonderzoek De resultaten van het grond-en laboratoriumonderzoek en de metingen van de grondwaterstanden zijn opgenomen in documenten van MOS Grondmechanica met het kenmerk: - R HE_1 d.d. 7 mei R HE_2 d.d. 6 juni Grondonderzoek In maart 2012 zijn in totaal 14 sonderingen uitgevoerd aan de noordoever van de Waal. Nabij de drie pijlers zijn twee sonderingen uitgevoerd. De overige sonderingen zijn tussen de pijlers uitgevoerd. De sonderingen zijn tot een diepte van ca. NAP -23 m uitgevoerd met uitzondering van sondering 11. Sondering 11 heeft een geringe diepte (ca. NAP +6,5 m) bereikt. Een overzicht van de locaties van de uitgevoerde sonderingen en boringen is op beide tekeningen van het geotechnische lengteprofiel van IGWR (zie bijlage 1) aangegeven: aa1 d.d ab1 d.d Grondwaterstanden In bijlage F van rapport R HE_2 d.d. 6 juni 2012 zijn de grondwaterstanden in 9 verschillende peilbuizen gemeten: 3 per pijler en op 3 verschillende niveau s in de ondergrond. De locaties van deze peilbuizen zijn in de bijlagen 2 gegeven. De metingen hebben in de periode april-juni 2012 plaatsgevonden. 2.3 Laboratoriumproeven Een overzicht van de uitgevoerd grondmechanische laboratoriumproeven is in Tabel 1 gegeven. Tabel 1 Overzicht uitgevoerd grondmechanische laboratoriumproeven Boring Samendrukkingsproeven Triaxiaalproeven Korrelverdelingen Korrelclassificaties Bepaling volumegewicht CU* CD* en watergehalten Totaal (*) De proeven zijn meertraps (multistage) uitgevoerd. HT1694 Definitief 4 oktober van 11

5 3. Grondopbouw De grondopbouw is vastgesteld aan de hand van de beschikbare sonderingen en boringen. Uit het totale grondonderzoek, van elke sondering en elke boring, is per onderscheiden laag bepaald tot welke geologische eenheid (laag/afzetting) in het bodemprofiel deze behoort. De hoofdindeling is in Tabel 2 aangegeven (in volgorde van toenemende diepte onder maaiveld). Tabel 2 Geologische eenheden in het bodemprofiel Geologische eenheid Echteld 1_1 1_2 1_3 Kreftenheye Drenthe 2_4 2_5 2_6 2_7 Urk Waalre 3_8 3_9 3_10 3_11 Waalre 4_12 4_13 Laagnummer (zie de lengteprofielen) Grondsoort(en) klei zand los zand matig vast zand matig vast zand vast grind matig/sterk zandig zand met grindlagen leem grind matig/sterk zandig zand klei grind matig/sterk zandig zand De grondopbouw van het onderzochte gebied is verwerkt in twee geotechnische lengteprofielen. Deze hebben als kenmerkt: aa1 d.d (dwarsdoorsnede aan de westzijde van de spoorbrug); ab1 d.d (dwarsdoorsnede aan de oostzijde van de spoorbrug). HT1694 Definitief 4 oktober van 11

6 4. Grondparameters Voor het referentieontwerp zijn berekeningen gemaakt de volgende rekenprogramma s: - Plaxis 2D versie 11 en 3D versie 12, - GGU Trench versie 7 en - D-Foundations versie 8. De voor deze rekenprogramma s noodzakelijke grondparameters zijn in dit hoofdstuk aangegeven. De geotechnische grondparameters zijn bepaald, volgens: Tabel 2a van NEN : april 2012, Een uitwerking van de uitkomsten van de uitgevoerde laboratoriumproeven volgens NEN : april In Tabel 3 zijn de in de berekeningen gebruikte grondparameters vermeld. In deze tabel hebben de symbolen de volgende betekenis: nat : Volumiek grondgewicht onder water q c : Conusweerstand c 2% : Effectieve cohesie 2% : Hoek van inwendige wrijving bij vervormingsrek = 2% : Dilatantiehoek ref : Referentiespanning (= 100 kpa) E 50,ref : Secante elasticiteitsmodulus uit de triaxiaalproef E 50 bij 50% mobilisatie van de schuifspanning (geschaald naar de referentiespanning ref ). E oed,ref : Tangentiele elasticiteitsmodulus uit de samendrukkingsproef bij belastingen boven de grensspanning g, geschaald naar de referentiespanning ref. E ur,ref : Elasticiteitsmodulus bij ontlasten/herbelasten bij referentiespanning ref m : Macht in spanningsafhankelijke stijfheidsrelatie E = f(e ref ; ; ref ; m) 0,7 : Schuifrek bij 0,722 van de maximale waarde van schuifmodulus G bij kleine rekken ref G o : Schuifmodulus bij kleine rekken, geschaald naar de referentiespanning ref HT1694 Definitief 4 oktober van 11

7 Ingenieursbureau Tabel 3 Toegepaste grondparameters, karakteristieke waarden nat c 2% 2% (iii) E 50 ref E oed ref (iv) E ur ref (v) Grondlaag Grondsoort (ii) [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] [graden] [graden] [kn/m 2 ] [kn/m 2 ] [kn/m 2 ] [kn/m 2 ] nr. 1_1 Klei zwak zandig ,8 1,0 E _2 Zand los ,5 1,0 E _3 Zand matig vast ,5 1,0 E _4 Zand matig vast ,5 1,0 E _5 Zand vast ,5 1,0 E _6 Grind matig / sterk zandig m 0,7 (v) G o ref (vi) 21 0 qc <20 MPa : ,5 1,0 E qc > 20 MPa : ,5 1,0 E _7 Zand grindgelaagd 20,5 0 32,5 2, ,5 1,0 E _8 Leem , ,7 1,0 E Grind matig / sterk 3_9 zandig ,5 1,0 E _10 Zand ,5 1,0 E _11 Klei siltig , ,8 1,0 E Grind matig / sterk 4_12 zandig ,5 1,0 E _13 Zand ,5 1,0 E Aanvulzand (i) ,5 1,0 E Opmerkingen: (i) Aanvulzand: Aangenomen grondparameters van het zand dat is gebruikt voor het aanvullen van de ruimte boven de poer en rondom de pijler. (ii) Zie geotechnisch lengteprofiel tek.nr AA1 en AB1 (iii) = - 30 o (iv) E ur ref = 3 x E 50 ref (v) 0,7 = 1,0E-04 (vi) G o ref = a x E ur ref met a varierend tussen 2 en 3 van stijve tot slappe grondsoorten

8 Ingenieursbureau BIJLAGEN

9 BIJLAGE 1 Geotechnische lengteprofielen - Tekening 12045aa1 d.d Tekening 12045ab1 d.d HT1694 Definitief 4 oktober van 11

10

11

12 BIJLAGE 2 Locaties van de geplaatste peilbuizen van MOS Grondmechnica b.v. HT1694 Definitief 4 oktober van 11

13 h:\projecten\2012\ nijmegen-aanlegnevengeulspoorbrug\s dwg