Bouwputten en Bouwplaatsen

Bouwputten 

Voor de aanleg van ondergrondse constructies, zoals funderingen, kelders, tunnels, leidingen, rioleringen etc., is een bouwput nodig. De functie van een bouwput is om met zo beperkt mogelijk invloed naar de omgeving de benodigde ontgraving te realiseren. De wijze waarop een bouwput kan worden uitgevoerd is aanhankelijk van het type constructie, de grondopbouw, de geohydrologie, de geldende regelgeving en de omgeving.

Een bouwput heeft een verticale en horizontale begrenzing. De begrenzing kan op verschillende wijzen worden gerealiseerd. De verticale begrenzing kan bijvoorbeeld bestaan uit een talud, een grondkering of een waterkering. De horizontale begrenzing bestaat uit de natuurlijke grondopbouw of een kunstmatige laag (zoals waterglasinjectie, groutinjectie of onderwaterbeton).

Afhankelijk van de situatie kunnen doorgaans de volgende bouwputvarianten worden gemaakt : 

• Een open bouwput. Hierbij wordt de bouwput onder talud of deels met behulp van een grondkering ontgraven. Afhankelijk van de diepte van de ontgraving is een bemaling nodig om het grondwater te beheersen
• Een bouwput die volledig is omsloten met een grondkering. Indien de werkruimte of grondopbouw het niet toelaat onder talud te ontgraven kan worden gekozen om de bouwput te omsluiten met een grondkering. De grondkering kan bestaat uit bijvoorbeeld een damwand, CSM-wand, diepwand, jetgroutwand etc. Afhankelijk van de diepte van de ontgraving is een bemaling nodig om het grondwater te beheersen
• Een gesloten bouwput. Indien de werkruimte, grondopbouw, geohydrologie of omgeving het niet toelaten te werken met een bouwput zonder verticale kering en zonder horizontale afdichting kan het noodzakelijk zijn te werken met een gesloten bouwput. In dit geval wordt rondom de bouwput een grond- en waterkering aangebracht. De onderafdichting kan bestaan uit van nature waterremmende klei-, veen- of siltlagen danwel een kunstmatige laag van onderwaterbeton of waterglas-/jetgroutinjectie. Binnen de bouwput kan vervolgens de grondwaterstand worden beheerst met een bemaling 

• Ontwerp 

SOCOTEC kan u adviseren met betrekking tot het meest optimale ontwerp van een grondkering en de meest optimale bouwputwijze in relatie tot het type constructie, de grondopbouw, de geohydrologie, de geldende regelgeving en de omgeving. Hierbij hebben we reeds vele jaren ervaring met kleine projecten zoals de aanleg van kelders voor particuliere woningen, alsmede het maken van grote en diepe ontgravingen voor ontvangst- en persputten voor leidingen, funderingsblokken van windturbines en meerlaags kelders in binnenstedelijk gebied. 

We kunnen u adviseren in en begeleiden met een eerste Schetsontwerp (SO) zodat in een vroeg stadium de juiste keuzes kunnen worden gemaakt, het Voorlopig Ontwerp (VO), Definitief Ontwerp (DO) en uiteindelijk het Uitvoeringsontwerp (UO). 

Voor het ontwerp maken we gebruik van een geotechnisch grondonderzoek alsmede geotechnisch laboratoriumonderzoek dat we zelf kunnen uitvoeren. Voor de ontwerpberekeningen maken we over het algemeen gebruik van de D-serie van Deltares (D-Sheet Piling en D-Geo Stability). Voor meer complexe situaties bijvoorbeeld bij diepe bouwputten wordt voor het ontwerp gebruik gemaakt van Plaxis 2D/3D. 

• Omgevingsmonitoring 

Om de omgevingsbeïnvloeding zo veel mogelijk te beperken speelt bij de uitvoering van een bouwput omgevingsmonitoring tijdens de werkzaamheden een belangrijke rol. Met monitoring kunnen onzekerheden tijdens de uitvoering in beeld worden gebracht zodat in een vroeg stadium risico-mitigerende maatregelen kunnen worden genomen. 

• Grondonderzoek 

Voor het vaststellen van de draagkracht van de ondergrond wordt vaak gebruikt gemaakt van het grondonderzoek dat voor de nieuwbouw is verricht. Als er geen onderzoek voorhanden is of  de kraan staat meer dan 15 meter van de beschikbare sonderingen voor de nieuwbouw, dan wordt geadviseerd om een onderzoek uit te voeren met minimaal twee sonderingen (NEN-EN-ISO 22476-1) en een handboring (NEN-EN-ISO 14688-1). In specifieke gevallen zoals bijvoorbeeld voor een zware rupskraan in gebieden met slappe grondlagen wordt een uitgebreider onderzoek verricht met laboratoriumonderzoek om een goed beeld te krijgen van de eigenschappen van de ondergrond. 

• Fundering op staal 

Bij een fundering op staal wordt de standzekerheid analytisch getoetst waarbij het contactoppervlak van de kraan is beschouwd als een fundering op staal conform NEN 9997-1. Hierbij wordt getoetst op zowel de geotechnische draagkracht (gedraineerd en ongedraineerd) als op doorponsen op basis van de verwachtte belastingen van de kraan, afmetingen van de stempels/rupsen en ondergrond. Bij projecten met hoog en zwaar hijswerk wordt rekening gehouden met horizontale belastingen als gevolg van windkrachten op de kraan, draaien en zwenken van de giek. De draagkracht is sterk afhankelijk van de combinatie afmeting dragend oppervlak, belastingen van de kraan en ondergrond en is geen vaste waarde. Het is derhalve van belang dat de gegevens van de kraan zo gespecificeerd mogelijk worden verstrekt voor advies. Tevens worden de vervormingen beschouwd in relatie tot de dynamiek en duur van het hijswerk. De stijfheid van de gerealiseerde funderingspakketten kunnen wij voor u controleren met plaatdrukproeven en (slag)sonderingen. 

• Paalfundering 

Bij een paalfundering is de berekening van het paaldraagvermogen en de vervormingen gebaseerd op NEN 9997-1. Het effect met horizontale belastingen op de paalkoppen wordt ook gemodelleerd om de benodigde wapening in de palen te kunnen vaststellen. Aanbevelenswaardig is om de funderingspalen akoestisch door te meten, om zekerheid te hebben over de integriteit van de paalschacht. 

Tenslotte wordt nog opgemerkt, dat de positie van de kraan ten opzichte van belendende constructies ook invloed heeft op de funderingswijze. Bij een op staal gefundeerde kraan direct naast een (bestaande) kelder moet rekening worden gehouden met horizontale belastingen op deze kelder. Hetzelfde geldt voor gevoelige leidingen in de ondergrond onder of kort nabij de kraan. Ook ten aanzien van deze aspecten kunnen wij van advies voorzien. 

Bemaling en omgevingsbeinvloeding

Indien grondwater onttrokken dient te worden, kan SOCOTEC een bemalingsadvies verzorgen, waarbij we aan de hand van veld-, laboratorium- en archiefonderzoek een geohydrologische schematisering van de ondergrond maken en het grondwaterregime op een locatie bepalen. Vervolgens berekenen we met een modelberekening (Modflow of MicroFEM) het onttrekkingsdebiet dat naar verwachting onttrokken wordt tijdens de realisatie van het project, bijvoorbeeld een bouwput, het totale waterbezwaar dat gemoeid is met de bemalingsperiode en de reikwijdte van het invloedsgebied van de bemaling.

SOCOTEC toetst de onttrekkingsdebieten en het waterbezwaar aan de regels van het bevoegd gezag die van belang zijn op de locatie om te onderzoeken of uw bemaling vergunningplichtig is. Bij het vóórkomen van een vergunningplicht, kunnen we de aanvraag van de watervergunning bij het bevoegd gezag voor u verzorgen.

We voeren dan een studie uit naar de invloed van de grondwateronttrekking op de omgeving. Mogelijk dat er aanvullende analyses nodig zijn, bijvoorbeeld de verplaatsing van het zoet-/zout grensvlak of de verplaatsing van verontreinigingen. Ook deze berekeningen kan SOCOTEC voor u verzorgen.

Taludstabiliteit

Door het aanbrengen van een ophoging (of belasting) of het realiseren van een ontgraving (bijvoorbeeld een bouwput), verandert ter plaatse van de overgang tussen de ophoging (belasting)/ontgraving en het oorspronkelijke maaiveld, het krachtenevenwicht in de ondergrond. Hierdoor ontstaan (extra) schuifspanningen in de ondergrond. Indien de maximaal door de ondergrond opneembare schuifspanningen worden overschreden, zal de ondergrond bezwijken en treedt instabiliteit van de ondergrond op.

Stabiliteitsanalyses kunnen voor alle fasen van uw project van nut zijn : 

• In de ontwerpfase (Definitief Ontwerp DO) voor het vaststellen van de geometrie (welk talud, afmetingen eventuele stabiliteitsberm etc.) zodat een ontwerp kan worden verkregen dat aan de gestelde normen voor de eindstabiliteit voldoet
• Voor de voorbereiding van de realisatiefase (UitvoeringsOntwerp UO) om het ophoogtempo vast te stellen waarbij het grondlichaam gefaseerd gerealiseerd kan worden zonder dat instabiliteit in de ondergrond optreedt en daardoor mogelijk schade aan de omgeving ontstaat
• Tijdens de realisatiefase zelf (zie uitvoeringsbegeleiding/Site Engineering)

Ten aanzien van de voornoemde voorzieningen kunt u, afhankelijk van de fase waarin het project verkeerd en afhankelijk van de omstandigheden, denken aan : 

• Flauwer maken van het talud (DO, UO, realisatiefase)
• (Tijdelijk) aanbrengen van een stabiliteitsberm (DO, UO, realisatiefase)
• Toepassen verticale drains (UO, realisatiefase)
• Toepassen van grondwapening, bijvoorbeeld in de vorm van een geotextiel (DO, UO, eventueel in realisatiefase)
• Meer tijd hanteren tussen de opeenvolgende ophoogslagen (UO, realisatiefase)
• Toepassen van licht ophoogmateriaal (DO, UO, realisatiefase)

Naast de voornoemde traditionele voorzieningen/technieken zijn er ook nog innovatieve technieken zoals grondvernageling.

In de praktijk kunnen zich verschillen voordoen tussen het in de ontwerpfase voorspelde en het tijdens de realisatiefase werkelijke optredende gedrag van de ondergrond. Deze kunnen leiden tot onvoorziene deformaties en in extreme situaties zelfs tot instabiliteit van de ondergrond (zie uitvoeringsbegeleiding/Site Engineering). Deze onzekerheden kunnen worden beheerst door gebruik te maken van de zogenaamde observatiemethode. Hierbij wordt op basis van gemeten werkelijke in-situ waterspanningen (zie waterspanningsmeters) bepaald hoeveel aanvulmateriaal aan de ophoging mag worden toegevoegd. Indien afwijkingen tussen het actuele en voorspelde gedrag van de grond worden geconstateerd, kan worden ingegrepen. Bij negatieve afwijkingen volstaat vaak het aanpassen van het ophoogtempo. Hierbij geldt het motto “Sneller als het kan, langzamer als het moet”.

De berekeningen voor de stabiliteitsanalyses worden over het algemeen met de gevalideerde software D-Geo Stability van de D-serie van Deltares gemaakt.

SOCOTEC kan de stabiliteitsanalyses voor u uitvoeren met de meest gebruikte modellen Bishop, Uplift Van (drukstaafmodel) en (Uplift) Spencer.

Voor meer geavanceerde analyses kan gebruik worden gemaakt van de gevalideerde software van Plaxis.