Jaargang 27, 2023 - nummer 4

Pneumatisch afzinken van caissons is vanaf het midden van de 19e eeuw ontstaan. De techniek is sinds die tijd toegepast op vele projecten voor ondergrondse bouw tot dieptes van meer dan 20 meter onder het grondwaterniveau.

Volker Staal en Funderingen, een specialistische funderingsaannemer in Nederland, kreeg in 2015 twee contracten voor het afzinken van grote caissons. Twee caissons van 14 x 29 m in Hamburg (Duitsland) als fundering voor brugpijlers, af te zinken tot een waterdiepte van meer dan 30 m, en twee extreem grote caissons voor de nieuwe zeesluis IJmuiden. De caissons in IJmuiden betroffen de twee sluisdeurkassen, beiden tot een waterdiepte van ca. 25 m. Het buitenhoofd met een oppervlakte van 26x81 m en het binnenhoofd zelfs 55x81m, wat een wereldrecord voor pneumatisch afzinken betekent.

Met dieptes en afmetingen als deze is de inzet van personeel de belangrijkste beperkende factor voor de productie en daarmee ook planning en kosten, ondanks alle ontwikkelingen tot nu toe. Er is daarom besloten om een op afstand bestuurbaar proces te ontwikkelen, inclusief de benodigde apparatuur en monitoringsystemen. Niet alleen de controle van kinematica van de apparatuur in de werkkamer en de productie parameters van de ontgraving, maar ook van het gedrag van caissonconstructies was essentieel voor de goedkeuring van deze innovatieve uitvoeringsmethode. Door de indeling en de afmetingen was met name het grootste caisson uiterst gevoelig voor torsie- en buigmomenten. Een verplaatsing gecontroleerde uitvoering volgens de ‘observational method’ was daarom vereist. Geotechnisch was een nieuwe aanpak nodig voor het modelleren van de semi-continue faalmechanismen van de grond. Dit om de gevoeligheid van het graafproces te begrijpen en grenswaarden voor de uitvoering te definiëren.

In dit artikel worden deze constructieve en geotechnische vraagstukken toegelicht samen met de ervaringen tijdens de uitvoering.

Nederland moet weer een land met een plan worden, waarbij alle bestaande plannen, schetsen, kennis en ideeën samenkomen en we nu al gaan handelen voor de komende eeuw. We schetsen een toekomstbeeld, waarbij we de diverse transities vormgeven. In 2121 bestaat Nederland uit een Duinstad, het Blauwe Hart en Kantstad, door onze metropolitaanse delta zo vorm te geven kunnen we meebewegen met het water.

Voor het beoordelen van de constructieve veiligheid van bruggen en kademuren op houten palen, heeft gemeente Amsterdam behoefte aan meer kennis over het gedrag van bestaande palen. Één van de problemen hierbij is dat bestaande palen niet zijn geïnstrumenteerd. Daarom is ervoor gekozen om naast het proefbelasten van bestaande palen, ook geïnstrumenteerde nieuwe houten palen te beproeven. Zestien houten palen, met enige variatie in diameter, tapsheid en inheidiepte zijn op druk beproefd conform NPR 7102, klasse A1. De focus van dit artikel ligt op de analyse van zes palen die in detail zijn uitgewerkt. De gevonden paalklassefactoren zijn hoger dan de waarden volgens de vigerende norm.

De gemeente Amsterdam heeft een groot aantal kademuren langs grachten en andere waterlopen in beheer. Vele van deze constructies zijn meer dan 100 jaar oud en voor een groot deel cultureel erfgoed van de stad. De gemeente wil de kans op bezwijken van deze kademuurconstructies op adequate en eenduidige wijze in kaart brengen en heeft voor de beoordeling van oude kademuren op houten palen een integrale kwantitatieve werkwijze opgesteld: het Toetskader Amsterdamse Kademuren (TAK).

Het TAK betreft een constructieve beoordeling van een Amsterdamse binnenstedelijke kademuur op houten palen middels een verificatieberekening met een Plaxis 2D model. In dit artikel wordt ingegaan op de ontwikkeling van het TAK en de verschillende uitdagingen bij de modellering en gebruik van het toetskader voor oude kademuren op houten palen.

De verbredingen van de A9 rond de Schipholbrug worden met behulp van EPS gebouwd om de extra belastingen op het landhoofd en op de fundering van de brug tot een minimum te beperken. Daarnaast kan aan de gestelde zettingseisen worden voldaan met een korte bouwperiode en zonder extra zettingstijd. Ook is de milieubelasting (MKI-waarde) van EPS ten opzichte van andere lichtgewicht ophoogmaterialen gunstig. Diverse ontwerpberekeningen zijn uitgevoerd om aan te tonen dat aan de gestelde zettingseisen wordt voldaan, inclusief een eindige elementenberekening ter verificatie van de verticale EPS-wand.

De CSM (Cutter-Soil-Mix) Energiewand is een innovatieve thermisch geactiveerde geotechnische constructie door een warmtewisselaar aan te brengen op de wapeningsbalken van de CSM wand. Naast de fundering en grondkerende functie van de CSM wand wordt zo een warmte/koude bron gecreëerd. In Amstelveen is een testlocatie opgezet waar dit systeem gedurende 1 jaar zal worden getest. Hierbij wordt de thermische efficiëntie en het thermomechanische gedrag van het systeem beoordeelt. In dit artikel zijn, vooruitlopend op de daadwerkelijke meetdata, het CSM Energiewand systeem, de proefopzet bij Amstelveen, en de resultaten van verkennende numerieke modellen gepresenteerd.

Nederland staat voor een uitdaging: naar verwachting krijgen één miljoen huizen te maken met funderingsproblemen, wat naar schatting 60 miljard euro schadeherstel zal kosten. Om de impact te verminderen is het cruciaal om funderingsproblemen vroegtijdig te detecteren en passende maatregelen te nemen. Geotechnische kennis helpt bij het krijgen van inzicht in funderingen, geeft sturing aan groot woningbezitters en biedt advies bij hergebruik van fundering, verduurzaming en verbouwingen. De laatste innovatie van Fugro, de QuickScan, werd onlangs ingezet bij Havensteder’s woningbezit. Dat zorgde voor data gedreven sturing in de aanpak bij funderingsproblematiek, wat leidde tot efficiëntere onderhouds- en verduurzamingsplannen, minder onrust en veiligere woonomgevingen.

In de nieuwe 7^e editie van CUR Handboek 166 Damwandconstructies zijn de huidige berekeningsmethoden voor zakkende grond op ankerstangen herzien. De belangrijkste aanpassingen betreffen de berekening van de gronddruk op de ankerstangen voor de te handhaven belastinggevallen 1 en 2. Daarnaast is een nieuw geval 3 met schuine ankers toegevoegd. Deze sluit aan op het in 2021 verschenen POVM Kennisdocument Invloed Zakkende Grond op Ankerkracht (POVM, 2021) waar bovengenoemde auteur(s) ook bij betrokken waren. In dit artikel wordt kort ingegaan op de belangrijkste aanpassingen van de rekenmethode, toevoegingen en aandachtspunten die bovengenoemde auteurs hebben verwerkt in de 7^e editie van CUR 166. De nieuwe editie wordt naar verwachting in 2024 gepubliceerd.

Modelproeven zijn uitgevoerd in de GeoCentrifuge om het mechanisme opdrijven en opbarsten van dunne deklagen bij hoge waterstanden, en de gevolgen omtrent de stabiliteit van de dijk, beter te begrijpen. Dit mechanisme ligt ten grondslag aan de faalmechanismen piping en macrostabiliteit binnenwaartse stabiliteit. Dit artikel bespreekt de eerste inzichten verkregen uit de proefresultaten. De proeven tonen aan dat deklagen tussen de 1 meter en 4 meter niet opbarsten bij opdrijven. De aanname dat dunne deklagen (≤ 4 meter) hun volledige sterkte verliezen bij opdrijfcondities, zoals opgenomen in de huidige rekenregels voor de toetsing van deze faalmechanismen, wordt zodoende niet ondersteund.