GEWAPENDE GROND MET KUNSTSTOF EN BETON TOT EEN OPTIMALE OPLOSSING AAN DE N381



Vergelijkbare documenten
Toepassing van geokunsstoffen in spoorbanen Ontwerprichtlijnen en productspecificaties. Door: Erik Kwast

Grondvernageling: mogelijkheden en beperkingen

Errata C198 - Kerende constructies in gewapende grond

Toepassing van wapeningsgeotextiel in Sigmadijk te Antwerpen Berekenings- & uitvoeringsaspecten

Tunnels. Een waterdicht concept. Romein Beton B.V. Postbus 11, 6669 ZG Dodewaard +31 (0)

Secugrid VIERDIMENSIES KLANT

CLF10GS-GAMMA KEERWANDEN MET BOVENDIKTE 10 CM

CLF10GS-GAMMA KEERWANDEN MET BOVENDIKTE 10 CM

CLF10GS-GAMMA L-KEERWANDEN VASTE HOEKEN TOEPASSINGEN CLF10GS-GAMMA CLF10GSVH-GAMMA

BLOKKENWANDEN. Het modulaire systeem dat het mogelijk maakt om met forse besparing te bouwen.

Doorsnede parkeergarage en beschermingszone primaire kering (bron: bestemmingsplan)

Grondvernageling, mogelijkheden en beperkingen.

Nieuw gewapende grondsysteem snel gemonteerd bij Schipholviaduct

Inleiding langsconstructies

Geotechnics. Folies en geotextielen. Building worldwide on our products

Bijlage A. Begrippenlijst

Ondergrondse constructies

Dimensionale toleranties op betonconstructies

5 PRODUCTEN 5.3 SYSTEEMVLOEREN

Funderingen. Willy Naessens 7

Uitvoeringsfiche Palenwanden Type 1: in elkaar geplaatste palen (secanspalenwand)

Toepassing van gewapende grondmassieven door TUC RAIL. Ir J. Verstraelen

Principeopbouw van lichtgewicht wegconstructie voor polderweg

GEOSYNTHETICS Wegenbouw brochure

PLAAT SLEUF GROEP 1: BRUGGEN. bruggen van deze groep doorsnijden de aanloophellingen

Bijlage A. Begrippenlijst

Variantenstudie geluidsscherm Velserbroek economisch voordelig geluidsscherm in een groen landschap. voor Gemeente Velsen - door ipv Delft - Mei 2014

Statische berekening. Geldersekade 37-3 te Amsterdam. werk no aug-17. Opdrachtgever. dhr. Philip Provoost

QuakeShield Modellering constructief gedrag bij belasting in het vlak 17 November 2017

11 oktober 2012 W2.4: Constructieve aspecten van transformatie. Imagine the result

Tensar Geogrids in de Civiele Techniek De producten en hun toepassingen

Reconstructie onderdoorgang Doornboslaan Breda Speciale uitdagingen en folieconstructie

DE OPLOSSING VAN NAUE VIER DIMENSIES van Secugrid

KLAPANKERS

Tracé Boortunnel lange variant

Bouwen in Beton BOUBIBdc1. Scheurvorming in beton Docent: M.Roos

rib OOH4a Invloed bouwputten op de omgeving HRO ribooh4a Bouwputten 1

IO 08-RP-68 BOUWFASERINGSPLAN PIET KRANENBERGPAD GEMEENTE AMSTERDAM

DE PARTNER IN ONTWERPEN, LEVEREN EN AANBRENGEN

Het gamma massieve elementen voor woningbouw volgens de passief huis -normen.

Infofiche 56.3 Palenwanden. Type 1 : in elkaar geplaatste palen (secanspalenwand)

Funderingsherstel achter de plint met een minimum aan overlast

Van Rossum Raadgevend Ingenieurs BV Postbus AG Amsterdam Dhr. D.J. Kluft

H.E. Lüning hc C.H.R.

Ter plaatse van de instabiliteiten treedt op sommige plaatsen water uit het talud

Renovatie van kunstwerken

Installatiehandleiding voor keerwanden

Infofiche 56.2 Berlijnse wanden. Type 2 : beschottingen aanbrengen vóór de uitgraving

Ontwerpcase diepwand en schematisering van betonnen elementen in EEM. 26 februari 2019 POV MACRO STABILITEIT

150/380 kv Station Breukelen

Door palen naast elkaar uit te voeren, is het mogelijk om een wand te vormen die dienstdoet als beschoeiing (zie afbeelding 1).

FEITELIJKE BEOORDELING Toets op Maat

Hoofdstuk 2.4 Onderbouw en funderingen van bruggen

Holle vloerplaten van spanbeton. Holle vloerplaten zijn onmisbaar bij het ontwerpen van een modern huis!

Geotechnics. Geoflex. kunststof damwand. Building worldwide on our products

NIEUWSBRIEF > Eerste asfalt > Fietspaden Drents-Friese Wold

Funderingsherstel achter de plint met een minimum aan overlast. Varianten funderingsherstel: - Plaat- en balkfundaties - Kelderbouw - Schuimbeton

Technologie en maatschappij vragen om nieuwe oplossingen in bouwconstructies Schöck ComBAR

VAN ZACHTE BODEM TOT STERKE BASIS DE KRACHT VAN CREATIVITEIT

Funderingen. schachtbreedte worden bepaald. Door middel van de formule d = b 4 π equivalent van deze paal worden bepaald.

AFIX Durmelaan 20 B-9880 Aalter Tel: 0(032) 9 / Fax: 0(032) 9 /

Schöck Isokorb type D

Rapportage Code: V Trapsparingen Atrium Procore Berekening deel A: Sterkteberekening verdieping 8 t.b.v. trapsparing

Schöck Isokorb type D

De kunst van het alledaagse. IT-buizen

Advies-en Kenniscentrum Waterbodems. aggerspech ^etelmeergel Stabiliteit talud slil lepot Ketelmeer

MFG 70. Bouwputten. HRO theorie MFG 70 1

Uitvoeringsfiche Berlijnse wanden Type 1: beschotting aangebracht tijdens de uitgraving

Hoekselijn. Geotechnische aspecten geluidsschermen. Documentnummer R HL. BIS-nummer V. Datum 11 december 2015

Engineering geluidsschermen langs de Rijksweg A28 ter hoogte van Vathorst

Legalisatie garage dhr. M. Wouters Wissengrachtweg 25 te Hulsberg Controleberekening sterkte en stabiliteit. 9 juni 2014 Revisie: 0

Vervormingsgedrag bij funderen op staal

Revisiehistorie Revisie Datum Status Wijzigingen

Principe constructie t.b.v. wabo aanvraag

Schöck Isokorb type K

Opleidingen Nieuwe Normering Waterveiligheid

RAW-hoofdstuk 41 - Funderingsconstructies

Vergelijking Q-last en puntlasten op magazijnvloeren. Puntlasten op vloeren vaak onderschat. Puntlasten op vloer vaak onderschat

slimme geluidsschermen funderingsloos scherm scherm met zonnepanelen ipv Delft Pieters Bouwtechniek Holland Scherm

Advies wegverharding Het onderzoek en advies is uitgevoerd door het Wegenbouwlab te Heerhugowaard.

Oeververdediging. Geotextielen in kunststof. Zeskant vlechtwerk systemen in staal voor het wapenen van

FHN Reglementen. Behendigheid Toestellen

Prefab licht beton PRINS. Prefab licht betonnen gevel elementen. gevel producten

Verwerkingsvoorschriften breedplaatvloeren

Meerjarenprogramma Kunstwerken (MJPK-2) Beheer in balans

Uitvoeringsfiche Soil mix wanden Type 2: wanden opgebouwd uit panelen

Veelvlakkige portalen

Memo. Berend Feddes. Simon Duivenvoorde april 2005

De uitdagingen van een integraal constructie

Titan Techniek. Glijdeuvels voor opname van dwarskrachten ter hoogte van dilatatievoegen CSTB AT 3/09-615

Calduran Kalkzandsteen biedt agrarische oplossingen

CUR HANDBOEK SOILMIX-WANDEN ONTWERP EN UITVOERING. Jeroen de Leeuw - ConGeo

Calduran. dilataties en aansluitingen

Geotechnics. BeauMatt oeverbescherming. Building worldwide on our products

Workshop Groen Beton - Integraal kunstwerken

Kop van Overijssel heeft volwassen fietspad

TECHNIEK BRUGGEN. Renovatie brug Engelandlaan & Laan van Angers

Symposium Onderhoudsarme wegen in slappe ondergrond. Presentatie CROW-werkgroep

NOTITIE 1 INLEIDING 2 ONTWERPVOORBEREIDING

Transcriptie:

42 PROJECT BEDRIJVENX GEWAPENDE GROND MET KUNSTSTOF EN BETON TOT EEN OPTIMALE OPLOSSING AAN DE N381 L. KULJANSKI Design Engineer Steeds vaker worden ingenieurs uitgedaagd om infrastructurele werken te realiseren waarbij hoge eisen worden gesteld aan ruimtegebruik. Veelal is bij de herinrichting van infrastructuur helemaal geen ruimte voorhanden om een natuurlijk talud te realiseren. Damwanden, buispalen en L-wanden zijn traditionele oplossingen voor het keren van grond. Sinds medio jaren 80 zijn in Nederland systemen beschikbaar waarbij keerwanden in grond gerealiseerd worden met enkel kunststof wapening. Deze gewapende grondconstructies worden steeds vaker ingezet als voordelig en duurzaam alternatief op staal en beton. De gewapende grondconstructie van kunstwerk (KW) 1600 in het project N381: tracé Venekoten - Drentse grens is een schoolvoorbeeld hoe een complex ontwerp tot uitvoering wordt gebracht. Tensar.indd 42 13-6-2015 11:53:30

PROJECT BEDRIJVENX 43 Wand gemaakt uit betonnen panelen. 3D overzicht van de gewapende grondconstructie in het project N381 Tracé van de N381 tussen Drachten & Drenste grens HET PROJECTVOORBEELD De N381 loopt van Drachten naar de Drentse grens, door de gemeenten Opsterland, Heerenveen en Ooststellingwerf. De N381 Drachten - Drentse grens wordt omgevormd tot een stroomweg met een maximum snelheid van 100 km/uur. Daarbij zullen alle gelijkvloerse kruispunten, met bijvoorbeeld verkeerslichten, worden vervangen door ongelijkvloerse kruisingen met op- en afritten, tunnels en viaducten. Het hele project is verdeeld in 13 contracten waarbij Heijmans Intergrale Projecten het deel tussen Venekoten en de Drentse grens zal aanpassen. Het tracé dient eind zomer van 2015 opgeleverd te worden. Ter plaatse van KW 1600 kruist de N381 gelijkvloers met een lokale gebiedsontsluitingsweg Terwisscha. Deze kruising wordt aangepast tot een onderdoorgang waarbij de N381 onder de lokale weg gaat. Het beeldkwaliteitsplan voorziet in een wand uit betonnen panelen aan weerszijden van de onderdoorgang. Daarnaast zijn er enkele aanvullende eisen gesteld door de opdrachtgever (provincie Fryslân). Zo dient de wegverharding geheel vervangbaar te zijn, zonder dat de stabiliteit van de keerwanden aan weerszijden in het geding komt. Traditioneel zouden zware gewapende L-wanden toegepast kunnen worden om de grond aan weerszijden van de weg te keren. Deze dienen diep genoeg gefundeerd te zijn om vervanging van de wegverharding mogelijk te maken. Een andere mogelijkheid is het toepassen van zware damwanden of een buispalenwand met een betonnen schil er voor. Beide oplossingen zijn niet alleen prijzig, maar bieden ook de nodige uitdaging bij het keren van de brugoplegging over de onderdoorgang. Voor de aanpassing van de N381 heeft Heijmans al tijdens de inschrijving gerekend met de voordelen van een gewapende grondconstructie als grondkerend element. Na de gunning heeft Heijmans contact opgenomen met Tensar International en Ingenieursbureau Geologics om het concept-ontwerp concreter uit te werken. Tensar is de wereldwijde marktleider in de productie van kunststof geogrids voor civiele toepassingen. Tensar was dan ook het bedrijf dat het ontwerp en materialen leverde voor een van de eerste gewapende grondconstructie in Nederland. Sinds midden jaren 80 zijn dan ook honderden vergelijkbare constructies opgeleverd. Ingenieursbureau Geologics is gespecialiseerd in het verzorgen van uitgekiende ontwerpen en advisering rondom alle civieltechnische GEWAPENDE GROND De steilheid van een talud wordt begrensd door de natuurlijke hoek van inwendige wrijving van het ophoogmateriaal. Indien een steilere helling gewenst is zoals 84 met de horizontaal (10:1) bij dit project dienen maatregelen keerelementen. Door kunststof wapeningslagen in de grond op te nemen, kan het grondmassief aanzienlijke grotere schuifspanningen opnemen waardoor enerzijds verhinderd wordt dat het massief bezwijkt door afschuiving en anderzijds de vervorming van het massief wordt beperkt. Indien voldoende en afdoende sterke lagen wapening worden aangebracht, kan het massief tot volledig verticaal (90 ) opgebouwd worden. Gewapende grond lijkt enigszins op gewapend beton: gewapende grond kan worden opgevat als een samengesteld materiaal met verbeterde eigenschappen, in het bijzonder ten aanzien van trek- en schuifspanning. De gewapende grondconstructie wordt opgebouwd door afwisselend Tensar.indd 43 13-6-2015 11:53:31

44 BEDRIJVEN 3D aanzicht van een landhoofd. Doorsnede ten opzichte van een landhoofd. lagen zand en kunststof geogrid wapening aan te brengen. Er zijn veel soorten polymeren die als wapening gebruikt worden, maar voor grondwapening zijn polymeren nodig met een gering kruipgedrag zoals bijvoorbeeld PET (polyester) en HDPE (hoge dichtheid polyethyleen). Het zand dient goed verdicht te worden om de interne spanningen over te kunnen dragen op de wapening. Mogelijk wegdrukken van zand aan de voorkant van het massief wordt voorkomen door de wapeningslaag naar boven om te slaan en in de bovenliggende laag te verankeren. Het zand wordt met behulp van deze omslagmethode ingepakt in de kering. Het verdichten van het zand in de omslag is enkel mogelijk met behulp van een tijdelijke bekisting. Alternatief kan gekozen worden voor een afwerking met bijvoorbeeld betonblokken, draadgaaspanelen of schanskorven. Omdat dergelijke gewapende grondconstructies een levensduur van 120 jaar hebben is inpassing mogelijk met alle civieltechnische constructies Binnen het kader van KW 1600 is door design engineer Leo Kuljanski van Tensar een uitwerking voorgesteld waarbij de grondkering wordt gewaarborgd door laagsgewijs Tensar uni-axiaal gestrekte geogrids aan te brengen. De afwerking vindt plaats in de vorm van geprefabriceerde betonelementen waarbij stukjes Tensar geogrid op de juiste hoogtes zijn ingestort. Bij het opbouwen van het complete systeem kunnen de constructieve lagen geogrids aan de geogrids in de betonpanelen vastgemaakt worden middels een kunststof steekstaaf. Het betonpaneel dient primair als esthetische afwerking en fungeert tevens als bekisting om het aanvulzand goed te kunnen verdichten. Het paneel wordt doorgaans niet geacht bij te dragen aan de stabiliteit van de gewapende grondconstructie. De staalwapening in het betonpaneel is door Wagemaker enkel gedimensioneerd om transport en hijsen mogelijk te maken. Naast de constructieve berekeningen van de betonpanelen en overige betonnen elementen, heeft Wagemaker ook de 3D tekeningen voor de gen in dit artikel). Het betonpaneel wordt gefundeerd op enkele lagen geogridwapening die middels de eerder genoemde omslagmethode circa anderhalve meter onder gepland wegniveau worden opgebouwd. Op deze manier kan de wegconstructie in de toekomst vervangen worden zonder risico dat de stabiliteit van de grondkering in het geding komt. De twee landhoofden van de kruisende brug worden direct op de gewapende grondconstructie gefundeerd (op staal). Projectleider Bart Niezen van Heijmans heeft aan de hand van het Tensar voorstel de opdracht verleend aan Ingenieursbureau Geologics om het voorstel met de in betonpaneel geïntegreerde geogridwapening uit te ringsontwerp. Geologics heeft de taak op zich genomen om het complexe ontwerp volledig uit te werken. De CUR publicatie 198: Kerende constructies in gewapende grond taludhellingen steiler dan 70 is de Nederlandse richtlijn voor het dimensioneren van gewapende grondconstructies. De CUR 198 beschrijft de benodigde controles die uitgevoerd dienen te worden om de externe en interne stabiliteit van een gewapende grondconstructie te waarborgen. Tensar.indd 44 13-6-2015 11:53:32

BEDRIJVEN 45 Externe stabiliteitscontrole: drie faalmechanismen van gewapende grondconstructies wapening. EXTERNE STABILITEIT De controle op externe stabiliteit bepaalt de uiteindelijke lengte van de geogrid wapening. Binnen het gehanteerde model wordt de gewapende grondconstructie als monoliet beschouwd waarbij het gewapende blok als geheel stabiel dient te zijn. Er worden drie faalmechanismen beschouwd: glijden, draagkracht en diepe glijcirkels. Daarbij wordt verondersteld dat de gronddruk en externe belastingen achter het gewapend grondmassief resulteren in een De controle van de wapeningslaag op globale stabiliteit. horizontale kracht op het gewapend grondmassief. Deze horizontale kracht dient door wrijving tussen het onderste geogrid en de ondergrond opgenomen te worden. Bij KW 1600 bestaat het aanvulmateriaal en ondergrond uit zand, waardoor deze controle niet maatgevend blijkt te zijn. De controle op draagkracht gebeurt op basis van de optredende verticale krachten op en uit het gewapend grondmassief. Daarbij wordt de welbekende Prandtl vergelijking toegepast voor het beschouwen van de draagvermogen van de ondergrond. Bij het sommeren van de verticale en horizontale krachten speelt de excentriciteit een grote rol. Met een stevige ondergrond van zand, een diepe grondwaterstand en geen buitengewone externe belasting kan de gridlengte beperkt blijven tot 0,6 à 0,7 maal de kerende hoogte, wat het geval is ter plaatsen van de meeste panelen in KW 1600. Echter, ter plaatsen van het landhoofd zijn de verticale krachten dusdanig groot, dat de wapeningslengte verhoogt moet worden naar 1,26 maal de kerende hoogte om de stabiliteit te waarborgen. De dieper gelegen glijcirkels worden beschouwd conform de theorie van Bischop waarbij ook de glijcirkels door het gewapend grondmassief gecontroleerd worden. Dankzij de aanwezigheid van een dikke zandlaag onder KW 1600 bleken de diepe glijcirkels niet maatgevend. Glijcirkels in het gewapend grondmassief naderden wel- GEO GEO < 1,00) Tensar.indd 45 13-6-2015 11:53:32

46 BEDRIJVEN Controle op vervorming. INTERNE STABILITEIT De controles op de interne stabiliteit bepalen de sterkte en laagafstand van de benodigde geogrid wapening. Naast enkele uitzonderingen worden wereldwijd twee modellen toegepast om de interne stabiliteit te beschouwen; de tie-back wedge en two-part wedge methode. De CUR 198 is gebaseerd op de tie-back wedge methode waarbij alle optredende belastingen worden omgerekend naar een horizontale kracht. Hiermee wordt per laag geogrids gecontroleerd of de wapening sterk genoeg is. Bij gebrek aan trekkracht in de wapeningslaag kan gekozen worden voor een sterker geogrid of geringere verticale tussenafstand. Naast de controle op de treksterkte, dient ook niet uit de passieve zone in de grond getrokken kunnen worden. Indien de wapeningslengte korter is gekozen dan 0,6 à 0,7 maal de kerende hoogte, wordt de kans op uittrekken van de bovenste lagen wapening maatgevend. Ten slotte dient op elke wapeningslaag een controle op de globale stabiliteit uitgevoerd te worden. Daarbij wordt verondersteld dat zich rechte glijvlakken kunnen vormen waarlangs een moot grond naar beneden kan zakken. De controle vindt plaats door het vormen van een krachtenveelhoek waarbij alle mogelijke hoeken van het glijvlak worden beschouwd. Mogelijke glijvlakken tussen twee wapeningslagen en direct over een wapeningslaag dienen ook beschouwd te worden. VERVORMINGEN De voorgaande controles maken allen onderdeel uit van de beschouwing op het niveau van uiterste grenstoestand of UGT. De bruikbaarheid grenstoestand BGT dient ook beschouwd te worden. De CUR 198 stelt geen eisen aan de maximale zetting van het systeem. Wel zijn er eisen gesteld aan het zettingsverschil dat in het vlak van de bekleding kan worden opgenomen. Hoe harder de bekleding hoe geringer het zettingsgradiënt mag zijn. De verwachte zettingen en zettingsverschillen kunnen dan ook met de in Nederland gangbare methoden beschouwd worden. De CUR 198 stelt ook eisen voor de maximale vervorming van een gewapend grondmassief gedurende de gebruiksduur. Volgens de eisen in CUR 198 is de toegestane rek na oplevering van de gewapende grondconstructie 1% gedurende de levensduur van de constructie. Bij landhoofden is deze eis strenger BETROKKEN PARTIJEN Provincie Fryslân www.n381.nl Heijmans www.heijmans.nl Wagemaker www.wagemaker.nl Geologics www.geologics.nl Tensar www.tensar.nl Romein Beton www.romein.nl Tensar.indd 46 13-6-2015 11:53:35

BEDRIJVEN 47 en bedraagt de toegestane rek 0,5%. De theoretische vervormingen kunnen worden bepaald aan de hand van het Ka-model. Daarbij wordt de horizontale spanning in de wapeningslaag bepaald door de optredende verticale spanning te vermenigvuldigen met de gemiddelde spanningsdistributie op de wapeningslaag. De verhouding tussen de berekende horizontale kracht en de toegestane treksterkte van het geogrid bij een theoretische rek van 1% of 0,5% (landhoofden) geeft de optredende vervorming. REKENWAARDE VAN DE GEOGRID WAPENING De ontwerptreksterkte van de kunststof geogrid wapening is niet gelijk aan de kwaliteitscontrole sterkte. De wapening dient getoetst te worden op de lange duur treksterkte waarbij rekening is gehouden met de kruip van de wapening. Deze treksterkte dient vervolgens gereduceerd te worden met reductiefactoren voor; productieonzekerheden, inbouwschade, weersinvloeden, chemische aantasting en een veiligheidsfac- uitstekende kwaliteit van de Tensar geogrid wapening is de som van deze reductiefactoren voor de gebruikte RE geogrid wapening 1,00 op Momenteel worden door Romein Beton de betonpanelen gemaakt voor de aanleg van kunstwerk 1600 in de N381. Eind mei 2015 start Heijmans met de aanleg van de het gedeelte van de gewapende grondconstructie dat de panelen moet dragen. Begin juni 2015 volgt het plaatsen van de betonpanelen en het verder opbouwen van de gewapende grondconstructie Het dimensioneren van een gewapende grondconstructie kent vele complexe stappen en Daar staat tegenover dat de constructie eenvoudig en snel opgebouwd kan worden. Gecombineerd met het feit dat de benodigde kunststof wapeningslagen vele malen goedkoper zijn dan zware stalen damwanden of betonnen elementen, kiezen opdrachtgevers en aannemers net als bij de N381 steeds vaker voor de oplossing in gewapende grond. Steil talud of keerwand met verschillende facings Aanwezige materialen beperken transportkosten en CO2 Geogrid gewapende grond op basis van gedegen ontwerp Lagere kosten + meer ruimte + milieuvoordelen = Tensar International bv Helftheuvelweg 11, 5222 AV s-hertogenbosch Tel. 073-624 1916 Fax 073-624 0652 info@tensar.nl www.tensar.nl Tensar.indd 47 13-6-2015 11:53:36