Gewapende grond

Een natuurlijk talud wordt in Nederland over het algemeen geplaatst onder een talud van 2:3. Dit komt overeen met een hoek van ruim 33 graden met de horizontaal. Een talud van zand zal onder deze condities stabiel blijven. In sommige gevallen gaat men ook naar een talud van 1:1. Dit is meestal van toepassing bij tijdelijke constructies. Indien men te maken heeft met slechte ondergrond, ruimtegebrek, hoge bovenbelasting of slechter aanvulmateriaal komt het vaak voor dat een natuurlijk talud niet afdoende is. In dit geval biedt gewapende grond met geokunststoffen de uitkomst. Dit is een effectief en gunstig alternatief voor conventionele oplossingen zoals betonnen keerwanden of damwanden.

Al duizenden jaren geleden heeft al wapening van grond plaats gevonden met geperste papierriet. Sinds de laatste 50 jaar zijn eerst vooral stalen en later ook polymere wapeningsvormen gebruikt om taluds en wanden te stabiliseren. Op deze manier worden constructies gebouwd die niet beperkt worden door de hoek van inwendige wrijving van de gebruikte grondsoort. Als wij het hebben over gewapende grond, wordt onderscheid gemaakt in steile taluds en keerwanden. Een steil talud heeft een helling tot maximaal 70 graden met de horizontaal. Alle hellingen boven de 70 graden wordt een keerwand genoemd.

Steile taluds

Binnen steile taluds kan een onderscheid gemaakt worden twee type wapeningen met geokunststoffen: onderwapening en grondwapening. Binnen de grondwapeningen is er ook een onderscheid gemaakt in hellingen tot 45 graden en hellingen tussen 45 en 70 graden met de horizontaal. De stabiliteitscontrole van alle steile taluds wordt uitgevoerd de methode Bishop.

Onderwapening

Bij het toetsen van een ophoging of een talud wordt gebruik gemaakt van de methode Bishop om de stabiliteit te beoordelen. Indien de ondergrond slap is zal de stabiliteit bij een natuurlijk talud niet afdoende zijn. Door overspannen water in de ondergrond moet de ophoging in fasen worden aangelegd, waarbij de ondergrond tijd heeft om te consolideren. In de praktijk is steeds vaker geen tijd voorhanden om ophogingen op deze manier aan te leggen. In deze situaties met een slecht draagkrachtige ondergrond biedt een onderwapening uitkomst. Bij het toepassen van de onderwapening in de stabiliteitsberekening (Bishop) is vervolgens een grote tegenwerkende kracht aanwezig op de plek waar de glijcirkel de onderwapening snijdt. Op deze manier wordt de stabiliteit verhoogt. In het geval van extreem slappe ondergronden, waarop direct gewerkt dient te worden kan een met granulair materiaal gevulde cellenstructuur toegepast worden.
Deze structuur dwingt de glijcirkels in de diepere lagen waardoor bezwijken door zijdelings wegpersen van de ondergrond bepalend wordt. Een bijkomend voordeel is dat deze constructie nagenoeg geen zettingsverschillen vertoont.

GEwapende grond tot 45 graden

In het geval van ruimtegebrek, kwalitatief slechte aanvulmaterialen, hoge bovenbelastingen, al dan niet in combinatie met slechte ondergrond is gewapende grond door middel meerdere lagen geokunststof toepasbaar. Er zullen zicht bezwijkcirkels vormen over de volledige hoogte van het talud. Door laagsgewijs geokunststoffen aan te brengen worden deze zwakke plekken, net als bij de onderwapening, doorsneden. Overal waar een geokunststof aanwezig is kan gerekend worden met een kracht die de mobiliserende kracht tegenwerkt. Aan de voorzijde van het talud kan volstaan worden met een anti-erosiemat.

Gewapende grond tussen 45 en 70 graden

Voor taluds en gewapende grond boven de 45 graden geldt in principe hetzelfde als tot 45 graden. Het belangrijkste verschil is dat een anti-erosiemat als afdekking van het talud niet voldoende is. Hier dient een keuze gemaakt te worden uit bijvoorbeeld de omslagmethode of draadgaaspanelen. In de markt zijn legio aan afwerkingen beschikbaar. Ook deze categorie wordt gedimensioneerd met behulp van de methode Bishop.

Keerwanden

Gewapende grondcontructies in een talud steiler dan 70 graden met de horizontaal worden keerwanden genoemd. In 2000 is een Nederlandse ontwerprichtlijn uitgebracht: CUR198 “Kerende constructies in gewapende grond”, waarin uitgebreid wordt beschreven hoe men keerwanden vanaf 70 graden dimensioneert. Ingenieurs van Geologics zijn betrokken geweest bij het opstellen van deze ontwerprichtlijn. In deze methodiek wordt de externe stabiliteit beschouwd door vier faalmechanismen te beschouwen; draagkracht van de ondergrond; kantelen; horizontaal glijden en controle dieper gelegen glijcirkels. Voor de interne stabiliteit zijn er twee faalmechanismen gedefinieerd; uittrekken van de geokunststoffen (uit achterliggend massief of bekleding) en bezwijken van de geokunststoffen.