voorontwerp Archives - Geologics b.v.

Gewapende grond CSMART Almere

Posted on 23/12/2014 by Leo Kuljanski

Posted in Gewapende grond

In Almere wordt momenteel gewerkt aan de realisatie van een nieuw opleidingscentrum van CSMART. Hier zal personeel voor de cruisemaatschappij Carnival worden opgeleid. Het gebouw wordt gedeeltelijk onder het toekomstige maaiveld gerealiseerd. Echter, de wanden van het opleidingscentrum worden onder het maaiveld niet belast door de omliggende grond. Een ontlastingswand, uitgevoerd in de vorm van een gewapende grondconstructie, keert de aanvulgrond over een hoogte van ruim negen meter. Door het wegnemen van de horizontale gronddruk, kunnen de wanden van het opleidingscentrum een stuk lichter uitgevoerd worden. Dit brengt een aanzienlijke besparing met zich mee in de uiteindelijke bouwkosten. Ingenieursbureau Geologics heeft deze oplossing al voor de aanbesteding in opdracht van Dura Vermeer uitgewerkt. In het ontwerp is rekening gehouden dat op een gedeelte van de wanden in gewapende grond, tijdens de bouw van het opleidingscentrum, belast kunnen worden door meerdere grote bouwkranen.

Onder de gewapende grondconstructie zijn slappe kleilagen aanwezig. Om de externe stabiliteit te waarborgen is aan de basis van de keerconstructie een hoge-sterkte doek toegepast om de potentiele glijcirkels naar de diepere lagen te dwingen. De gewapende grondconstructie is uitgevoerd door laagsgewijs Tensar uniaxiaal gestrekte geogrids aan te brengen. De front is uitgevoerd als een omslagmethode waarbij voorgebogen bouwstaalmatten dienen als bekisting. Deze verloren bekisting heeft als doel om goede verdichting van het aanvulzand mogelijk te maken.

Al in een vroeg stadium van het project heeft Ingenieursbureau Geologics een bijdrage geleverd door het opstellen van een voorontwerp voor de ontlastingswand. Later is hierbij de opdracht verleend voor het optimaliseren van de gewapende grondconstructie en het opstellen van het definitieve ontwerp.

‘Verdiepte Ligging Tegelen’ – A73-Zuid

Posted on 08/08/2014 by Leo Kuljanski

Posted in Gewapende grond

Een van de grootste gewapende grondconstructies in Nederland bij ‘Verdiepte Ligging Tegelen’ in A73-Zuid.

Als onderdeel van de doortrekking van de A73 van Venlo naar de A2 wordt de weg in het tracé gedeelte bij Tegelen over een lengte van 1 km verdiept aangelegd. In verband met de plaatselijke grondwaterstand is een polderconstructie aangelegd, die rondom is afgesloten met een bentonietcementwand. De rechte wanden van de verdiepte ligging zijn uitgevoerd met een met geogrids gewapende grondconstructie en aan de voorzijde afgewerkt met betonpanelen. In de betonpanelen zijn cannelures in poriënbeton geïntegreerd, die een bijdrage leveren aan de reductie van het verkeerslawaai.

De bestaande rijksweg A73 wordt vanaf knooppunt Zaarderheiken bij Venlo doorgetrokken tot aan de aansluiting aan de A2 bij Echt. In deze 42 km lange nieuwe snelweg worden vele kunstwerken gebouwd waaronder twee tunnels bij Roermond en Swalmen en de verdiepte ligging bij Tegelen over een lengte van ca. 1000 m. Deze oplossing is gekozen om de overlast voor de omwonenden zo veel mogelijk te beperken. De oost-west verbindingen over de verdiepte ligging worden gevormd door twee viaducten ter plaatse van de Kaldenkerkerweg en de Glazenapstraat.

De bouwdienst van Rijkswaterstaat heeft de verdiepte ligging Tegelen als een Design & Construct project aanbesteed. Op basis van het aanbiedingsontwerp is het project gegund aan Heijmans Beton- en Waterbouw. De verdiepte ligging wordt uitgevoerd in een kunstmatige polderconstructie. Deze polder wordt gevormd door rondom aangebrachte cement-bentonietwanden, die doorlopen tot aan de waterafsluitende kleilaag. Binnen deze kunstmatige polder wordt het water weggepompt.

De grondkerende constructie binnen de verdiepte ligging wordt uitgevoerd als een gewapende grondconstructie volgens het systeem LandShape. Ingenieursbureau Geologics heeft het ontwerp van de gewapende grondconstructie verzorgd. LandShape is een constructie van gewapende grond door middel van Tensar geogrids afgewerkt met geprefabriceerde betonnen panelen. De voorzijde van de gewapende grondconstructie kan op verschillende manieren worden afgewerkt. De keuze van de bekledingswand wordt in het algemeen bepaald door de toelaatbare zettingsverschillen (in het vlak van de wand) en de esthetische wens van de opdrachtgever. In dit project is de voorzijde van de betonpanelen afgewerkt met een geïntegreerde geluidsabsorberende cannelures in poriënbeton. De cannelures worden op 0,50 meter boven het maaiveld binnen de bakconstructie beëindigd in verband met de levensduur en onderhoud. De betonpanelen worden op verschillende hoogte boven het maaiveld aan de buitenzijde van de bak beëindigd en fungeren op sommige delen als een geluidsscherm.

Gelet op de geringere levensduur van de cannelures in poriënbeton ten opzichte van de 100-jarige levensduur van het constructieve achterdeel van de wand is een ruimtereservering van 300 mm getroffen om in de toekomst een voorzetpaneel met nieuwe cannelures te plaatsen en bevestigen. De absorptiewaarden van de cannelures in poriënbeton bedraagt 80% van het aanwezige geluidsspectrum. Bij de fundering waarop de betonpanelen worden geplaatst is al rekening gehouden met deze toekomstige plaatsing van de nieuwe panelen. Aan de achterzijde van de wand is een beperkte ruimte voor het gewapend grondmassief aanwezig. Tegen de cement-bentonietwanden moet te allen tijde een grondterp in de verdiepte ligging aanwezig zijn met een taludhelling van minimaal 1:2.

De gewapende grondconstructie wordt gestabiliseerd door laagsgewijs Tensar uni-axiaal gerekte geogrids aan te brengen. Deze uni-axiaal gerekte geogrids bestaan uit één HDPE-baan, waarin gaten zijn geponst en die in één richting is gerekt. Het geogrid is bestand tegen UV-straling, micro-organismen en normaal in de grond voorkomende chemicaliën, zodat geen chemische beperkingen aan het aanvulmateriaal hoeven te worden gesteld.

Het ontwerp van deze gewapende grondconstructie is, conform de beschrijving in ROBK versie 5, gemaakt aan de hand van de methode beschreven in CUR-publicatie 198 “Kerende constructies in gewapende grond”. Ingenieursbureau Geologics heeft aan de hand van de geometrie van de constructie, de grondmechanische eigenschappen van de ondergrond en het aanvulmateriaal, en de op de constructie werkende belastingen gerekend aan de externe en interne stabiliteit. De externe stabiliteit bepaalt, door een controle van de veiligheid ten aanzien van schuiven, kantelen, grondbreuk en diepgelegen glijvlakken, de wapeningslengte. Bij de interne stabiliteit wordt voornamelijk elke mogelijke glijvoeg in het gewapende grondmassief beoordeeld. Hieruit volgt de benodigde sterkte van de geogrids en de verticale afstand tussen de lagen. Tevens wordt in deze berekening gecontroleerd of de geogrids voldoende in het passieve deel van de aanvulling zijn verankerd om de maximale ontwerpsterkte te mobiliseren. Voor de in het ontwerp gebruikte geogrids zijn BBA-certificaten afgegeven waarin de partiële reductiefactoren voor de geogrids zijn omschreven die moeten worden gebruikt in de methode volgens CUR198.

De betonwand is traditioneel gewapend omdat het poriënbeton een intergraal onderdeel vormt van de wand. Bij het productieproces van het betonpaneel worden stukken van 1 m breed Tensar RE geogrids (zgn. begingrids) op de juiste hoogte in het betonpaneel ingestort. In de panelen zijn ook hijsvoorzieningen opgenomen zodat op de bouwplaats de betonpanelen met behulp van twee kranen op de juiste plaats kunnen worden gezet.

De paneelwand wordt gesteld op een door de aannemer in het werk gelegde stelconplaten baan met hierop gebout een stalen aanslag voor de betonpanelen. De gestelde betonnen panelen worden door middel van schoren tijdelijk gesteund. Achter het betonpaneel wordt het aanvulmateriaal, een goed gegradeerd zand, aangebracht en verdicht tot op het niveau van de eerste laag wapening. De geogrids, worden met behulp van een zogenaamde bodkin (een HDPE-verbindingsstaaf) aan de geogrids die in de betonnen panelen zijn ingestort gekoppeld. Daarna worden de geogrids strak getrokken, om eventuele slip in de verbinding te verwijderen. Op het geogrid wordt een hoeveelheid aanvulmateriaal aangebracht om te zorgen dat het niet meer kan verschuiven waarna het aanvulmateriaal wordt verdicht. De verdichtinggraad van aanvulmateriaal wordt voor elke laag gemeten met een nucleaire meetmethode. Zo wordt laag voor laag de gewapende grondconstructie opgebouwd en zo herhaalt het proces van aanvullen, verdichten en aanbrengen geogrids zich steeds

In dit project worden aan weerszijden van de verdiepte ligging twee wanden van elk ca. 1000m geplaatst. De zijn ca. 800 panelen van 2,40 m breed met een maximale hoogte van 9,40 m. De totale wandopppervlakte bedraagt 11.500 m² en dit is daarmee een van de grootste gewapende grondconstructies in Nederland. Met de uitvoering van dit project is in januari 2007 begonnen en dit deel van het project is gereed in juli 2007. De uitvoering verloopt voorspoedig en de montage van de wanden gaat ook sneller dan verwacht. Ook het aanvullen van de gewapende grondconstructie blijkt sneller en gemakkelijker te gaan dan in eerste instantie is aangenomen. Dit is mede te danken aan de aandacht die in de ontwerpfase is besteed aan het afstemmen van de verschillende werkzaamheden van de diverse partners in dit project.

Aansluiting Lemmerweg – A7 Sneek

Posted on 08/08/2014 by Leo Kuljanski

Posted in Gewapende grond, Granulair matras

Geocell als basis voor gewapende grondconstructies bij project aansluiting Lemmerweg – A7 Sneek

Aan de zuidzijde van Sneek wordt de bestaande rondweg opgewaardeerd tot een kruisingsvrije autosnelweg. Een onderdeel van dit project is de aanleg van de aansluiting van de Lemmerweg met de nieuwe autosnelweg A7. Deze aansluiting wordt uitgevoerd als een ongelijkvloerse kruising in de vorm van een hooggelegen ovale rotonde (ovatonde).

De aannemer van dit 7,5 miljoen kostende Design en Construct project is MNO-Vervat Noord en MNO-Vervat Beton. Het deel wat MNO-Vervat Noord voor haar rekening neemt zijn de grondwerkzaamheden als voorbelastingen voor de Lemmerweg en het maken van de toe- en afritten in gewapende grond naar de Rijksweg 7 en alle verhardingswerkzaamheden. Het deel voor MNO-Vervat Beton omvat de viaducten Ovatonde, de overkluizingen en de brug Waterstad. In het eerste ontwerp is gekozen voor verticale gewapende grondconstructies voor de toe- en afritten omdat de beschikbare ruimte beperkt is. Het door de opdrachtgever, provincie Fryslân, aangeleverde DO-ontwerp betrof alleen aan de situatie van de gewapende grondconstructies in de eindfase. Omdat de gewapende grondconstructies op een 2 tot 2,5 meter dikke slappe veenlaag wordt gebouwd direct langs de stadsrondweg levert dit bij de uitvoering ervan risico’s op voor de stabiliteit en de vervormingen. Om het project binnen de beschikbare tijd te realiseren zou dit betekenen dat er maatregelen genomen moeten worden als bijvoorbeeld het plaatsen van diepe damwandschermen aan weerszijden van de gewapende grondconstructies en/of een diepe grondverbetering. MNO-Vervat Noord heeft hier een samenwerking gezocht met Ingenieursbureau Geologics om hiervoor een meer kosteneffectieve oplossing te ontwerpen. De (geotechnische) omstandigheden bij dit project zorgde ervoor dat hier een geocell-constructie uitermate geschikt is waarop vervolgens de gewapende grondconstructies gebouwd kunnen worden. Geologics heeft de ontwerpberekeningen voor zowel de geocell-constructie als ook de gewapende grondconstructie gemaakt. Om het effect van deze constructie en de vervormingen van de ondergrond, de bestaande rondweg en de gasleiding te bepalen zijn door Fugro ingenieursbureau Plaxis berekeningen uitgevoerd. MNO-Vervat heeft dit uitgewerkte voorstel bij de opdrachtgever neergelegd als een oplossing die in de praktijk te realiseren valt. Na toetsing van het ontwerp is er door de opdrachtgever groen licht gegeven om met deze oplossing te beginnen.

De geocell-constructie bestaat uit een samengestelde cellen-achtige driehoekstructuur van verticaal gezette 1 meter hoge Tensar uni-axiale geogrids. De cellen worden gevuld met een grofkorrelig materiaal. Deze bouwwijze levert een verhoging van de draagkracht op zonder dat er een grondverbetering nodig is. De gevulde geocell biedt al direct bij de aanleg een werkplatform voor het zware werkverkeer op de slappe grondlagen. Het vormt tevens een stijve fundering met een zeer goede belasting –rek verhouding zodat verschilzettingen uitgevlakt worden. Het totale systeem moet sterk maar vooral ook stijf zijn in zijn gedrag. De belangrijkste criteria voor een geocell-constructie zijn het ontstaan van een buigstijve één meter dikke plaat, door de interactie van het grofkorrelige vulmateriaal met de in de cellenstructuur opgestelde geogrids. De grote treksterkte van de geocell zorgt ervoor dat trekscheuren door de ophoging verhinderd worden en dat aan de onderzijde van de ophoging de volle ongedraineerde schuifsterkte (Cu) van de slappe lagen kan worden gemobiliseerd. Hier helpt ook de ruwe onderkant van de geocell, doordat het grofkorrelige aanvulmateriaal door de openingen van het bi-axiale geogrid in de basis dringen. De geocell-constructie benut de maximale afschuifcapaciteit van de slappe funderingslaag en verhoogt in belangrijke mate de stabiliteit. Ongelijke zettingen en zijdelingse uitwijking van de slappe lagen worden tot een minimum teruggebracht. Dit heeft voor het project in Sneek tot gevolg gehad dat de ophoogslagen veel groter kunnen worden aangebracht dan traditioneel het geval zou zijn. De totale bouwtijd van de gewapende grondconstructies kan daarmee aanzienlijk worden bekort, zodat het gehele project binnen de beschikbare tijd kan worden afgerond.

De geocel wordt samengesteld uit eerst een laag bi-axiale geogrid wat op de ondergrond wordt uitgerold. Op deze laag wordt een uni-axiaal geogrid aan de onderzijde vastgemaakt en vervolgens verticaal gezet en opgespannen. Hiervoor zijn aan beide zijden van de geocell houten paaltjes om de meter in de grond gedrukt. Deze 1 m hoge geogrids worden op deze wijze om de meter geplaatst. Tussen deze gespannen banen wordt vervolgens onder 45° een andere baan uni-axiale geogrid aangebracht en op de kruispunten verbonden door middel van een steekstaaf. De samengestelde geocellen worden vervolgens gevuld met een grofkorrelig granulair materiaal. De vier geocellen onder de toe- en afritten langs de rondweg met een totale oppervlakte in bovenaanzicht van ca. 6.000 m² werden in slechts 13 werkdagen samengesteld en gevuld.

Omdat er in Nederland geen rekenmethode voor het ontwerpen van een geocell-constructie bestaat is hiervoor de methode volgens de BS8006 (section 8) gebruikt. Een van de belangrijkste parameters in het ontwerp is de ongedraineerde schuifsterkte van de ondergrond. Hiervoor zijn door Fugro enkele vinproeven uitgevoerd in de slappe lagen. Het resultaat van de proeven is dat op enkele plaatsen een ongedraineerde schuifsterkte van 15 kPa werd gevonden. Omdat de ondergrond wisselend is in zijn draagkracht en er enkele objecten (zoals de rondweg, een fietstunnel en een gasleiding) direct in de nabijheid van de geocell-constructie liggen, is er voor dit project door Fugro een uitgebreid monitoringsplan opgesteld. Door deze monitoring wordt de uitvoering van de gewapende grondconstructie gecontroleerd en kan er eventueel worden bijgestuurd. Het betreft hier metingen van de verdichtingsgraad van de aanvulgrond, deformatiemetingen maar ook waterspanningsmetingen in de ondergrond en de toename van de schuifsterkte van de veenlaag door middel van vinproeven. Om de vervormingen te volgen zijn dwars onder de geocell-constructie 17 zettingsslangen aangebracht. De resultaten hiervan worden vergeleken met de uitkomsten uit de plaxisberekeningen. De horizontale vervormingen van de slappe grondlagen worden gemeten met een 34 tal hellingmeetbuizen die op diverse plaatsen naast de teen van de constructie zijn aangebracht. Om de zettingen en horizontale verplaatsingen van de rondweg te beoordelen zijn hier meetspijkers aangebracht, die regelmatig ingemeten worden, evenals enkele meetpunten aan de zijkant van de gewapende grondconstructie.

Op de geocel wordt vervolgens een gewapende grondconstructie geplaatst met de zogenaamde omslagmethode tot een kerende hoogte van 6 m. Bij een dergelijke omslagmethode wordt het geogrid aan de voorzijde om de laag aanvulgrond heengeslagen en met een verbindingsstaaf (bodkin) aan de bovenliggende laag geogrid vastgemaakt. Aan de binnenzijde van de omslag wordt een zanddicht geotextiel aangebracht. Aan de buitenzijden zijn bouwstaalnetten aangebracht die dienen om de klimplanten die later wordt aangebracht te geleiden. Het ontwerp van de gewapende grondconstructie is gemaakt volgens de Nederlandse CUR198 “Kerende constructies in gewapende grond” richtlijn.

De gewapende grondconstructies zijn medio oktober 2009 gereed en in het voorjaar van 2010 is het totale project afgerond.