Studiedag Richtlijnen Bemalingen v2.0: WATERREMMENDE … - Soetaert... · Koen Duyck, nv Algemene...

Koen Duyck, nv Algemene Ondernemingen Soetaert

i.s.m. Jan Maertens bvba Jan Maertens

Studiedag Richtlijnen Bemalingen v2.0: WATERREMMENDE WANDEN

WATERDICHT

WATERKEREND

WATERREMMEND

...what’s in a name?

Is je woning waterdicht als het regent? Dit zou toch moeten!

Is je woning waterdicht als de straat onder gelopen is en er 1m water

voor je deur staat? Wellicht niet...

De term waterdicht is zeer breed interpreteerbaar en dient dan ook

steeds gekwantificeerd te worden.

Geen enkele beschoeiingswand is als waterdicht te beschouwen in de

engste zin van het woord! Er is altijd een zeker lekdebiet, zowel in het

zichtvlak als in het gedeelte onder uitgravingpeil!

WATERDICHTE BESCHOEIINGSWANDEN?

Deze term is in hoofdzaak van toepassing bij grondmechanische

berekeningen van beschoeiingswanden = als er al dan niet waterdruk op de

wand in rekening wordt gebracht.

WATERKERENDE BESCHOEIINGSWANDEN?

Correcte term te gebruiken wanneer men spreekt over wanden die tot

doel hebben de invloed van een grondwaterverlaging tot een minimum te

beperken door een hydraulisch barrière te creëren.

WATERREMMENDE BESCHOEIINGSWANDEN?

Doel van waterremmende schermen

Types waterremmende schermen

Uitvoeringsmethodes waterremmende wanden

Rekenregels m.b.t. het lekdebiet doorheen een

waterremmende wand

INHOUD

Beperken van op te pompen en te lozen debiet.

Vermijden van ontoelaatbare zettingen in de omgeving.

Bij aanwezigheid van verontreinigingen: vermijden dat er verontreinigd

grondwater wordt opgepompt en/of dat verontreinigingen worden

verplaatst.

Niet behandeld in deze presentatie:

Waterremmende wand bij permanente drainage onder een constructie.

Waterremmende wand als afscherming van verontreinigde sites

WAAROM WATERREMMENDE SCHERMEN

WATERREMMENDE WAND AANGEZET IN WATERREMMENDE LAAG:

AANDACHTSPUNTEN

• Altijd over de volledige omtrek van de

bouwput

• Overal voldoende diep in een

waterremmende grondlaag= min. 1m voor

beperken grondwaterstroming onder de wand

• Voldoende proeven nodig om de bovenkant

van de waterremmende grondlaag vast te

leggen. Indien onzekerheid: diepte aanzet

waterremmende wand in waterremmende

grondlaag te vergroten.


Systematische controle

nodig van de aanzetdiepte

in de waterremmende

grondlaag

- Registratie

uitvoeringsparameters

- Bij diepwanden=

visuele controle

uitgegraven grond


WAT BIJ EEN LEK?• Bij het vaststellen van een te groot debiet of invloed op de omgeving (=

lekkages) is het zeer moeilijk om de positie van de lekkages op te sporen!

Voorkomen is beter dan genezen

• Herstelling van lekkages is meestal duur en tijdrovend!

• Probleem: Wie is verantwoordelijk in geval van een te groot debiet of

invloed op de omgeving?


WAT BIJ EEN LEK?

• Nagenoeg altijd jet-grouting

• Andere reparatiemethodes

- Opnieuw uitvoeren van een gedeelte

van de wand

- Chemische injecties: alleen mogelijk

wanneer de positie van

het lek goed gekend is.

WATERREMMENDE WAND

NIET AANGEZET IN WATERREMMENDE LAAG (partiële wand)Onderloopsheid wordt bepaald door:

• Wanddiepte

• Configuratie van de bemaling (= ligging van de

filters t.o.v. de onderkant van de wand)

• De verticale doorlatendheid van de ondergrond

• De kwaliteit van de uitvoering

→ Het effect van een partiële wand is alleen in te schatten

met behulp van een numeriek grondwatermodel (bv

MODFLOW)

→ Resultaat van de berekening is maar zo goed als de

opbouw van het model (parameters en randvoorwaarden)

WATERREMMENDE WAND

IN COMBINATIE MET RETOURBEMALING

→ De wand kan hier ook boven de waterremmende laag stoppen

(= partiële wand)

WATERREMMENDE WANDEN IN COMBINATIE MET EEN

DIEP HORIZONTAAL WATERREMMEND SCHERM


DIEP HORIZONTAAL WATERREMMEND SCHERM

• Aanbrengen horizontaal waterremmend scherm

d.m.v.:

• Waterglasinjectie

• Jet-grouting

• Horizontaal scherm moet voldoende diep worden

aangebracht om oplichting van de bodem van de

bouwput te beletten.

• Uitvoering is zeer belangrijk

UITVOERINGSPRINCIPE WATERGLASINJECTIE

• Aanbrengen injectieslangen

tot op voorziene diepte

waterremmende laag (boren

of intrillen)

• Injecteren van een mengsel

van waterglas

(Natriumsilicaat), harder en

water.

Figuur uit afstudeerwerk Robbin Gersen &

Edward van de Werfhorst 02-06-2017


DIEP HORIZONTAAL WATERREMMEND SCHERM:

aandachtspunten waterglasinjectie

• Tussenafstand tussen de injectiepunten

• Nauwkeurigheid plaatsing injectiepunten

• Invloedsstraal van de injecties

• Bij waterglasinjectie moet de onderkant van de

bemalingselementen zich min. 2m boven de

bovenkant van de injectielaag bevinden.


DIEP HORIZONTAAL WATERREMMEND SCHERM:

aandachtspunten jetgrouting

• Diameter van de groutkolommen

• Afwijking van de boringen


ONDIEP HORIZONTAAL WATERREMMEND SCHERM


ONDIEP HORIZONTAAL WATERREMMEND SCHERM

• Aanbrengen door middel van:

• Jet-grouting

• Onderwaterbeton

• In de meeste gevallen is een verankering nodig om

oplichting van het horizontaal waterkerend scherm te

beletten.

• Bij jet-grouting is een grondlaag nodig boven het

horizontaal waterkerend scherm om te beletten dat

inwendige erosie kan ontstaan bij eventuele lekkages.

Berlinerwanden type 1 en 2

Damwand

Secanspalenwand

Soilmix-wanden type 1 en 2

Diepwand

Cement-bentoniet diepwand

Cement-bentoniet smalwand

VHP-palenwand

UITVOERINGSMETHODES WATERREMMENDE WANDEN:

Bovenaanzicht (A) en vooraanzicht (B) van een Berlijnse wand waarbij de beschottingen aangebracht

worden TIJDENS de uitgraving (infofiche WTCB, berlijnse wand type 1, fiche 56.01).

WATERREMMENDE WANDEN: BERLINERWAND

Bovenaanzicht (A) en vooraanzicht (B) van een Berlijnse wand waarbij de beschottingen aangebracht

worden VOOR de uitgraving (infofiche WTCB, berlijnse wand type 2 , fiche 56.01).


Berlijnse wanden hebben enkel een grondkerende functie en

geen waterremmende functie.

Grondwatertafel dient bij uitvoering steeds minimaal 0.50m

onder uitgravingspeil verlaagd te worden.


Bovenaanzicht (A) van een uit Z-profielen opgebouwde damwand (infofiche WTCB, 70.01).

WATERREMMENDE WANDEN: DAMWAND

Aanbrengen van damwanden met trilblok

Makelaars geleid

Silent piler

Trillingsvrij aanbrengen van damwanden :

WARM GEWALST

wanddikte: 8 - 17 mm

Genormeerde en waterremmende

sloten


31

KOUD GEVORMD

wanddikte: 3 - 9 mm

Niet genormeerde sloten en meer

waterdoorlatend


32

Z-planken

Competitieve verhouding

weerstandsmoment/ gewicht

Hoog traagheidsmoment

Grote breedtes beschikbaar (tot

AZ**-800)...maar hoe breder, hoe

moeilijker de uitvoering en hoe

groter het risico op slotsprongen.


U-planken (sloten op de neutrale vezel)

Eenvoudiger aan te brengen

Hebben niet de neiging onderaan uit te lopen


Sluis van Lanaye: damwand als grondkerend en waterremmend scherm

Kan zowel een grondkerende als een waterremmende functie

hebben.

Het intrillen of heien van de damplanken mag enkel gebeuren op

een toereikende afstand van bestaande constructies.

Grondwatertafel moet niet voorafgaand verlaagd worden

Lansen of voorboren slechts toegelaten tot zekere hoogte boven

de waterremmende laag


WATERREMMENDE WANDEN: SECANSPALEN-WAND

Uitvoeringsprincipe secanspalenwand (infofiche WTCB, 56.03).


GESTAFFELDE WAND (= korte primaire palen

met beperkte diepte onder uitgravingspeil) is

meestal NIET WATERREMMEND.


Kan zowel een grondkerende als een waterremmende functie

hebben.

Kan worden toegepast naast bestaande constructies.

Grondwatertafel moet niet voorafgaand verlaagd worden.

Bij belangrijke grondwaterstromingen => risico op uitwassen van

het beton.


TANGENTPALENWAND (= geen oversnijding

tussen primaire en secundaire palen) is NIET

WATERREMMEND.

WATERREMMENDE WANDEN: TANGENTPALEN-WAND

Uitvoeringsprincipe tangent-palenwand (infofiche WTCB, 56.04).

SOILMIX WANDTYPE 1: kolomsystemen

WATERREMMENDE WANDEN: SOILMIX-WAND

Uitvoeringsprincipe soilmix-palenwand type 1 (infofiche WTCB, 56.05).

WATERREMMENDE WANDEN: SOILMIX-WAND TYPE 1

Verhoogde waterremmendheid door uitvoering in “Pelgrimsgang”

WATERREMMENDE WANDEN: SOILMIXPALEN-WAND

SOILMIX WAND TYPE 2: paneelsystemen


Uitvoeringsprincipe soilmix-panelenwand type 2(infofiche WTCB, 56.06).



Uitvoeringsprincipe soilmix-panelenwand type 2(infofiche WTCB, 56.06).

Kan zowel een grondkerende als een waterremmende functie hebben.



Bij belangrijke grondwaterstromingen => risico op uitwassen van het soilmix-

materiaal.

Toepasbaarheid afhankelijk van grondsoort (in principe toepasbaar in quasi

alle grondsoorten mits de nodige voorzorgen en aandacht bij uitvoering)

Aanzet in de waterremmende laag vereist een goede uitvoering en controle

van uitvoeringsparameters


Unieke samenwerking België-Nederland

State of the art

Definitie van toepassingsgebieden

Richtwaarden karakteristieken

(druksterkte, doorlatenheid, E-

modulus,...)

Rekenregels grondmechanisch ontwerp

WATERREMMENDE WANDEN:

CUR HANDBOEK SOILMIX-WANDEN

WATERREMMENDE WANDEN: DIEPWAND

Uitvoeringsprincipe diepwand (infofiche WTCB, 70.02).



Kan worden toegepast naast bestaande constructies voor zover er

voldoende aandacht wordt besteed aan de sleuflengte, sleufstabiliteit en

uitvoeringsvolgorde.

De aanwezigheid van een grondwatertafel vormt in het algemeen geen

obstakel mist er een voldoende overhoogte is van de steunvloeistof t.o.v. het

grondwaterpeil over de volledige hoogte van de sleuf

Bij belangrijke grondwaterstromingen => risico op uitwassen van het

bentoniet of het beton.


Uitvoeringsprincipe diepwand (infofiche WTCB, 70.02).

WATERREMMENDE WANDEN: CEMENTBENTONIET-DIEPWAND

Gelijkaardig uitvoeringsprocédé als een diepwand (tot stap 2/3).

Heeft overwegend enkel een waterremmende functie.

Kan ook worden toegepast met een grondkerende functie mits wapening d.m.v.

damplanken of wapeningsprofielen

Kan worden toegepast naast bestaande constructies voor zover er voldoende

aandacht wordt besteed aan de sleufstabiliteit en uitvoeringsvolgorde.

De aanwezigheid van een grondwatertafel vormt in het algemeen geen obstakel

mist er een voldoende overhoogte is van de steunvloeistof t.o.v. het

grondwaterpeil over de volledige hoogte van de sleuf

Bij belangrijke grondwaterstromingen => risico op uitwassen van het

cementbentoniet.

WATERREMMENDE WANDEN: CEMENTBENTONIET-DIEPWAND

Cementbentonietwanden

gewapend

met stalen profielen

Waterremmende wand met een dikte in de orde van 10cm

Wand wordt gerealiseerd door een H-profiel oversnijdend in de grond te

trillen en aan de onderzijde van het profiel een cementbentoniet-mengels

te injecteren.

WATERREMMENDE WANDEN: SMALWAND

WATERREMMENDE WANDEN: SMALWAND

Heeft enkel een (tijdelijk) waterremmende functie.

Enkel toepasbaar indien de waterremmende laag zich op beperkte

diepte bevindt.

→ Opletten met gronden die organisch materiaal bevatten = vloeibare

specie kan worden weggedrukt.

WATERREMMENDE WANDEN: CEMENTBENTONIET-SMALWAND

Uitvoeringsprincipe: grond mengen

met een water-cementmengsel door de

grond onder hoge druk (25MPa à

50MPa) te “versnijden” .

Jet-grouting: State of the ArtVersie 22 februari 2017

Em. Prof Jan Maertens

Ir. Peter De Vleeschauwer

Ing. Onno Langhorst

WATERREMMENDE WANDEN: VHP-PALENWAND (jetgrout-wand)


foto Denys nv



Kan worden toegepast onder bestaande constructies voor zover er

voldoende aandacht wordt besteed aan de uitvoeringsvolgorde.


Bij belangrijke grondwaterstromingen => risico op uitwassen van het grout-

materiaal.

Toepasbaarheid afhankelijk van grondsoort (in principe toepasbaar in quasi

alle grondsoorten mits de nodige voorzorgen en aandacht bij uitvoering)

Aanzet in de waterremmende laag vereist een goede uitvoering en controle

van uitvoeringsparameters!

WATERREMMENDE WANDEN: VHP-PALENWAND

DAMWAND: lekweg via de sloten

Overige wandtypes: lekweg doorheen de wand

POREUZE WANDEN

REKENREGELS LEKDEBIET DOORHEEN

WATERREMMENDE WANDEN

Q = debiet dat doorheen de wand stroomt (m³/s)

H = gerealiseerde verlaging in de bouwput (m)

h = afstand tussen verlaagde grondwaterstand en

waterremmende laag (m)

n = aantal voegen over de omtrek van de bouwput

L= omtrek van de wand (m)

ρ= inverse voegweerstand (m/s)

LEKDEBIET DAMWAND

Richtinggevende waarden voor de inverse voegweerstand van WARM

GEWALSTE stalen damwanden (Richtlijnen Bemalingen 2009; 2018)

LEKDEBIET DAMWAND

Bouwput van 50m bij 100m

Grondwaterstand in rust op 2m onder MV(*)

Uitgravingdiepte bouwput: 7m

Verlaagde watertafel in bouwput: 8m onder MV(*)

ligging waterremmende laag: 16m onder MV(*)

L = 300m

H = 6m

(verschil tussen waterstand in rust en verlaagde waterstand)

h = 8m (*) MV = maaiveld

LEKDEBIET DAMWAND: REKENVOORBEELD

Beschoeiing: damwand AZ26-700 zonder voegvulling

n = aantal voegen over de omtrek: 300m/0.70m = 429 voegen

ρ= inverse voegweerstand (m/s): 10-7m/s


H = 6.0m

h = 8.0m

n = 429 voegen

L= 300.0m

ρ= 10-7m/s

Q= 10.2m³/u


H = 6.0m

h = 8.0m

n = 214 voegen (dichtgelast middenslot)

L= 300.0m

ρ= 10-7m/s

Q= 5.1m³/u


NIEUW IN RICHTLIJNEN BEMALINGEN V2.0 2019

Richtlijnen omtrent de maximale diepte tot waarop een

bepaald wandtype als waterremmend mag worden

beschouwd op basis van uitvoeringstechniek en wanddikte.

Bepaling van de in rekening te brengen wanddikte.

Ifv berekening maximale diepte

Ifv berekening lekdebiet

LEKDEBIET POREUZE WAND

Met:

D= wanddikte (cm)

I = inplantingstolerantie (cm).

S = schuinstand (cm/m)

LEKDEBIET POREUZE WAND: MAXIMALE DIEPTE

LEKDEBIET POREUZE WAND: TOLERANTIES

Inplanting en scheefstand toleranties zoals opgenomen in de infofiches

WTCB

PANEELSYSTEMEN:

Bepaling maximale diepte: theoretische paneeldikte.

Bepaling lekdebiet: theoretische paneeldikte.

LEKDEBIET POREUZE WAND: WANDDIKTE

KOLOMSYSTEMEN:

Bepaling maximale diepte: d3 (dikte oversnijding).

Bepaling lekdebiet: heq (equivalente hoogte).


SMALWAND:

Bepaling maximale diepte:

halve flensbreedte + 5cm (omwille van groutinjectie)

Bepaling lekdebiet: deq = 8cm à 15cm.


LEKDEBIET POREUZE WAND: doorlatendheid van de wand

wandtype Typische afmetingen Permeabiliteit (k)

Secanspalenwand en soilmix-

wand type 1 kleine diameter

Diameter 40cm – 60cm

Overlap 5cm -10cm

10-6m/s

Secanspalenwand en soilmix-

wand type 1 grote diameter

Diameter >60cm

Overlap 10cm -18cm

10-8m/s mits doorlatendheid

getest op monsters < 10-9m/s

Andere gevallen 10-7m/s

soilmix-wand type 2 of

soilmix-wand type 1

uitgevoerd met pelgrimsgang

Dikte 55cm – 110cm

Overlap 10cm -20cm

10-8m/s mits doorlatendheid





Betonnen diepwand met

voegband

Dikte 60cm -150cm 10-8m/s

Cementbentoniet diepwand

(dichtwand)

Dikte 50cm – 80cm 10-8m/s mits doorlatendheid



Cementbentoniet smalwand Dikte 8cm-15cm 10-7m/s



HDI-palenwand kleine

diameter


Overlap 15cm -20cm

10-6m/s

HDI-palenwand grote

diameter


Overlap 15cm -20cm

10-6m/s

Q = debiet dat doorheen de wand stroomt (m³/s)

H = gerealiseerde verlaging in de bouwput (m)

h = afstand tussen verlaagde grondwaterstand en

waterremmende laag (m)

L= omtrek van de wand (m)

k= doorlatendheid van de wand (m/s)

deq = equivalente dikte van de wand (m)

LEKDEBIET POREUZE WAND: BEPALING LEKDEBIET

Bouwput van 50m bij 100m

Grondwaterstand in rust op 2m onder MV(*)

Uitgravingdiepte bouwput: 7m

Verlaagde watertafel in bouwput: 8m onder MV(*)

ligging waterremmende laag: 16m onder MV(*)

L = 300m

H = 6m

(verschil tussen waterstand in rust en verlaagde waterstand)

h = 8m (*) MV = maaiveld

LEKDEBIET POREUZE WAND: REKENVOORBEELD

Beschoeiing: soilmix-wand CSM, wandbreedte 630mm

wanddikte = theoretische paneelbreedte = 0.63m

Permeabiliteit k(m/s):


soilmix-wand type 2 Dikte 55cm – 110cm

Overlap 10cm -20cm

10-8m/s mits doorlatendheid getest

op monsters < 10-9m/s


H = 6.0m

h = 8.0m

deq = 0.63m

L= 300.0m

k= 10-7m/s => Q= 11.3m³/u

k= 10-8m/s => Q= 1.13m³/u


Ir. arch. Koen Duyck

A.O. SOETAERT nv

Member of Jan De Nul Group

Esperantolaan 10A,

8400 Oostende

België

T +32 59 55 00 00

F +32 59 55 00 11

M +32 497 97 89 43

E [email protected]

www.soetaert.be

HARTELIJK DANK VOOR UW AANDACHT

Studiedag Richtlijnen Bemalingen v2.0: WATERREMMENDE … - Soetaert... · Koen Duyck, nv Algemene...

Documents

Transcript of Studiedag Richtlijnen Bemalingen v2.0: WATERREMMENDE … - Soetaert... · Koen Duyck, nv Algemene...