werkdocument

ministerie van verkeer en waterstaat
rijksdienst voor de ijssdmeerpolders
werkdocument
P r o e f b e l a s t i n g e n van l i c h t b e l a s t e
Prefab-betonpalen,
geheid met hei-
blokken van v e r s c h i l l e n d vermogen
Proefvak Markerkant
door
W.F. Heins
j uni
1983-178 Cdw
postbus 6 0 0
8200 AP lelystad
smedinghuis
zuiderwagenplein 2
te1.(03200) 99111
telex 40115
INHOUD
1. Inleiding
2. Doe1 van de proeven
3. Proefopzet
4. Grondonderzoek en bodemopbouw
5. Het heien en weer trekken van de palen
6. Interpretatie proefbelastingen
7. Proefbelastingsresultaten
8. Conclusies enaanbevelingen
9. Samenvatting
10. Literatuur
1.
Situatie Zuidelijk Flevoland
2.
~roefbelastingsopstelling
3.
Situatie palen en ondergrond
4.1. t/m 4.4.
Sonderingen en kalendering
I
5.1. en
6.1.
5.2. Boringen
t/m 6.4. Proefbelastingsresultaten
1 . INLEIDING
I n Z u i d e l i j k Flevoland worden nagenoeg a l l e bouwwerken onderheid i n verband met de s l e c h t e draagkracht en s t e r k e samendrukbaarheid van de bovenlaag van de ondergrond. I n Almere, gelegen i n h e t w e s t e l i j k d e e l van
Z u i d e l i j k Flevoland ( z i e b i j l a g e I ) , worden g r o t e a a n t a l l e n woningen gebouwd. Almere, d a t f u n g e e r t a l s overloop en g r o e i k e r n voor Amsterdam,
moet u i t e i n d e l i j k c i r c a 250.000 inwoners v e r k r i j g e n .
B i j de fundering van bergingen d i e a 1 dan n i e t aan de woning z i j n aangebouwd worden a a n z i e n l i j k l i c h t e r b e l a s t e p a l e n gebruikt dan onder de
woning z e l f . I n verband met de e f f i c i e n c y van h e t heien wordt zoveel
mogelijk geheid met Ckn en h e t z e l f d e heiblok.
Omdat e r e c h t e r onvoldoende d u i d e l i j k h e i d b e s t a a t over de r e l a t i e t u s s e n
de heikalender e n de draagkracht van de p a a l b i j gebruik van een r e l a t i e f
t e zwaar h e i b l o k i s onderzoek uitgevoerd naar deze r e l a t i e .
.
. .
Het b e t r e f f e n d e onderzoek i s uitgevoerd op een v i e r t a l Prefab-betonpalen,
waarvan 2 k o r t e n 2 lang z i j n . Voor h e t heien is gebruik gernaakt van e e n
b i j de ontwerpbelasting passend d i e s e l h e i b l o k Delmag D-5, waarmee 6611
k o r t e en 66n lange p a a l i s geheid; de andere p a l e n z i j n geheid met e e n
voor de ontwerpbelasting t e zwaar d i e s e l h e i b l o k Delmag D-15.
Aandacht i s onder meer besteed aan de invloed van de hei-energie op de
r e l a t i e t u s s e n h e t met behulp van heiformules v a s t g e s t e l d e grensdraagvermogen en h e t b i j de s t a t i s c h e proeEbelastingenbepaaldegrensdraagvermo-
.
.,
..
.
g e n v a n de palen.
Dank i s v e r s c h u l d i g d v o o r d e i n z e t van de medewerkers van de studie-afdel i n g D.S.O.W. en de a f d e l i n g E l e k t r o n i c a van d e Wetenschappelijke Afdel i n g b i j de R.I.J.P.
en van.Grondbouw B.V. t e Amsterdam.
2. DOEL VAN DE PROEVEN
Het doe1 van de proeven met l i c h t b e l a s t e Prefab-betonpalen d i e z i j n geheid met heiblokken met een v e r s c h i l l e n d vermogen, i s i n e e r s t e i n s t a n t i e
om na t e gaan welke r e l a t i e e r b e s t a a t t u s s e n h e t draagvermogen van de
palen e n de h e i k a l e n d e r s (kalender = a a n t a l s l a g e n nodig om e e n p a a l
0,25 m weg t e h e i e n ) . Omdat de l i c h t b e l a s t e prefabpalen vaak ondiep
worden gefundeerd z i j n twee van de v i e r palen met hun punt j u i s t i n h e t
zogenaamde p l e i s t o c e n e zand geheid ( k o r t e palen) ; de andere palen z i j n
t e r v e r g e l i j k i n g e n i g e meters i n h e t ~ l e i s t o c e n ezand geheid (lange
palen).
B i j de v a s t s t e l l i n g van h e t draagvermogen van palen kan gebruik gemaakt
worden van zogenaamde h e i g r a f i e k e n d i e gebaseerd z i j n op een heiformule.
Belangrijke gegevens voor h e t gebruik van de h e i g r a f i e k e n z i j n :
de paalgegevens, de kalendering en de b i j h e t heien toegevoerde energie.
U i t e r a a r d z a l een p a a l d i e geheid wordt met een r e l a t i e f l i c h t blok een
geheel andere kalender vertonen dan i n h e t geval d a t d e z e l f d e p a a l met
e e n r e l a t i e f zwaar blok geheid zou z i j n . Het met de kalender bepaalde
draagvermogen z a l e c h t e r i n beide g e v a l l e n g e l i j k moeten z i j n
B i j deze proeven i s daarom g e t r a c h t meer d u i d e l i j k h e i d t e k r i j g e n i n de
r e l a t i e tussen h e t draagvermogen van d i t type palen e n de kalendering
verkregen b i j h e t h e i e n met een l i c h t en een zwaarder h e i b l o k
3 . PROEFOPZET
Om een zo goed mogelijke v e r g e l i j k i n g t e k r i j g e n t u s s e n de k a l e n d e r i n g b i j
h e t h e i e n met een l i c h t e n een zwaar blok b i j zowel k o r t e a l s lange
Prefab-betonpalen, i s de volgende proefopzet gemaakt.
Tabel 1 .
Paal
nr;
.
,
.
.
-
-
-
.
,
Paallengte
(m)
Type heiblok
.
-
.
-
:
Met deze 4 palen z i j n de benodigde combinaties gemaakt.
Op a l l e v i e r de palen i s een s t a t i s c h e p r o e f b e l a s t i n g uitgevoerd om v a s t
t e s t e l l e n i n hoeverre de vooraf berekende b e l a s t i n g j u i s t was. Deze werd
v a s t g e s t e l d aan de hand van t e r p l a a t s e uitgevoerde sonderingen, I n
hoofdstuk 7 worden de r e s u l t a t e n van de uitgevoerde p r o e f b e l a s t i n g e n nad e r uitgewerkt.
Op h e t z e l f d e t e r r e i n i s tevens een onderzoek i n g e s t e l d n a a r de k w a l i t e i t
en h e t draagvermogen van s l a n k e i n de grond gevormde palen. I n h e t a p a r t
h i e r o v e r opgestelde r a p p o r t wordt van de r e s u l t a t e n van d i t o n d e r z o e k
melding gemaakt.
V o o r h e t u i t v o e r e n van s t a t i s c h e p r o e f b e l a s t i n g e n beschikt de R.1J.P.
over e i g e n apparatuur. Deze omvat de volgende onderdelen:
ballast:
De b a l l a s t b e s t a a t u i t betonbroodjes d i e t u s s e n twee s t a l e n p r o f i e l e n
z i j n g e s t o r t . Het gewicht i s ca. 250 kN p e r broodje;
ballastframe:
De betonbroodjes z i j n op s t a l e n balken opgesteld op Stelcon p l a t e n .
Bovenlangs z i j n s t a l e n l i g g e r s gemonteerd,de b a l l a s t i s hiermee door
trekankers verbonden. De b e l a s t i n g wordt d o o r middel van een v i j z e l
overgebracht van de s t a l e n l i g g e r s naar de p a a l ( z i e b i j l a g e 2). De tot a l e b a l l a s t , met i n b e g r i p van de s t a l e n l i g g e r s i s maximaal 1.350 kN;
e l e k t r i s c h e drukdoos:
Tussen de v i j z e l en h e t b a l l a s t f r a m e is een drukdoos van 2.000 kN ge. montee'rd;
hydraulische v i j z e l :
Voor h e t overbrengen van de b e l a s t i n g van h e t b a l l a s t f r a m e n a a r de p a a l
i s een hydraulische v i j z e l van 1.500 kN en e e n s l a g van 0,2 m aanwezig;
hydraulisch aggregaat:
Voor h e t op druk brengen en houden van de o l i e d r u k i n de v i j z e l ;
e l e k t r i s c h e meetwaardeschakelaar:
De e l e k t r i s c h e meetwaardeschakelaar zorgt e r v o o r d a t de druk c o n s t a n t
wordt gehouden. De s t u r i n g v i n d t p l a a t s a a n de hand van de u i t l e z i n g
van de e l e k t r i s c h e drukdoos;
inductieve verplaatsingsopnemer:
Voor h e t opnemen van de v e r t i k a l e v e r p l a a t s i n g i s een v e r p l a a t s i n g s opnemer met een b e r e i k van 40 mm g e b r u i k t .
De s t i f t i s b e v e s t i g d aan een valcwerkbrugmeteen l e n g t e van 5 m. De
brug i s met z i j n u i t e i n d e n o p s o n d e e r s t a n g e n g e p l a a t s t . De sondeerstangen z i j n met de punt i n h e t p l e i s t o c e n e zand g e p l a a t s t , waardoor
ze a l s v a s t punt fungeren t e n opzichte van de p a a l . De t a s t e r van de
verplaatsingsopnemer r u s t op een aan de p a a l bevestigd s t a l e n p l a a t j e .
-
.
~ c h a c h t a f m e t i n g Funderingsniveau
(m)
(m
N.A.P.)
Ter c o n t r o l e worden tevens regelmatig waterpassingen uitgevoerd;
- recorder:
'
Voor r e g i s t r a t i e van de keetwaarde van de e l e k t r i s c h e drukdoos e n de
v e r p l a a t s i n g s o p n e m e r i s e e n r e c o r d e r aanwezig.
Het uitgevoerde grondonderzoek en de r e s u l t a t e n z i j n beschreven i n
hoofdstuk 4,
Na h e t u i t v o e r e n van de p r o e f b e l a s t i n g e n z i j n de palen getrokken. Om de
palen heen i s door middel van s p u i t e n een h o l l e s t a l e n b u i s i n de grond
gebracht. De s p u i t l a n s e n aan de o n d e r z i j d e van de s t a l e n b u i s z i j n n a a r
binnen g e r i c h t . Het ingespoten water stroomt i n de b u i s langs de p a a l
naar boven en neemt d a a r b i j de grond d i e z i c h tussen de p a a l e n de b u i s
bevindt mee naar boven. Op d i e p t e aangekomen s t a a t de p a a l 10s i n de b u i s
en kan worden opgehesen. Helaas is t i j d e n s h e t trekken p a a l 21 l o s g e r a a k t
van de trekdraad en t e u r g g e v a 1 l e n . h h e t . g e s p o t e n g a t . Vervolgens was h e t
n i e t meer goed mogelijk om deze p a a l u i t de grond t e trekken omdat de
paalkop zich t e d i e p onder h e t maaiveld bevond.
4. GRONDONDERZOEK EN BODEMOPBOUW
Grondonderzoek
Naast de algemeen bekende gegevens over de bodemopbouwen- eigenschappen
is in het proefvak het volgende onderzoek uitgevoerd.(situatie grondonderzoek zie bijlage 3).
sonderingen:
Vooraf zijn sonderingen met kleefmeting uitgevoerd op een stramienmaat
van lO.40,'m. Deze maat is zo gekozen omdat de hart op hart-afatand van
de ballast daaraan gelijk is. Bij de achtereenvolgende proefbelastingen
kan daardoor om en om CGn stapel van de ballast blijven staan.
De proevenvolgorde is daarop aangepast. De palen zijn op de plaats van
de vooraf uitgevoerde sonderingen geheid.
Na het uitvoeren van de proefbelasting zijn rondom elke paal drie nasonderhgen gemaakt, op een afstand van 0.75 m vanaf het hart'van de
paal. Deze sonderingen zijn getekend op de bijlagen 4.1 t/m 4.4. waarin
de gegevens per paal zijn gerangschikt;
- boringen:
Op het proefterrein zijn een tweetal boringen gemaakt voor het bepalen
van de laagopbouw (bijlagen 5.1 en 5.2.).
-
~odemo~bouw
~ e r
plaatse van het proefvak Markerkant is op de holocene klei- en veenlagen een'pakket van ongeveer 66n meter zand aangebracht. Dit zand wordt
alsregel in het gehele stedelijke gebied van Almere aangebracht door
middel van opspuiten voor het verkrijgen van een voldoende draagkrachtige
en goed te ontwateren werkgebied.
Tijdens de proefperiode is een gedeelte van het opgespoten zand ontgraven
(boring A) ennaafloop van de proefbelasting aangevuld met aarde (boring.B)
omdat het proefvak uiteindelijk wordt ingericht als groenstrook.
Onder de opgespoten deklaag komen een aantal kleilagen voor die naar beneden toe steeds humeuzer worden. Te onderscheiden vallen de zogenaamde
IJsselmeer-, Zuiderzee-, Almere-, en Flevomeerafzettingen. Onder deze
1aag.wordt het Hollandveen aangetroffenop een diepte van 6 2 6,5 m beneden N:A.P. ter dikte van 0,65 3 1 , O m. Daaronder komt een pakket oude
zeeklei voor, die plaatselijk enigszins zandig en.bijna 3 m dik is.
De "bovenzijdel"van het zandpakket is uiterst fijn tot matig grof en
leemhoudend. Daaronder komt matig fijn tot uiterst grof zand voor met
af en toe iets grind.
De bovenzijde van dit zandpakket bestaat uit door de wind afgezette dekzanden. Dit pakket is ook in de sonderingen goed terug te vinden. De
sondeerwaarde is daarbij circa 4 t o t 6 MN/m2 of minder over een hoogte
van 3'm met een kleef/conusverhouding van ongeveer 1%. In het eronder
liggende zandpakket komen sondeerwaarden voor van 10 tot 12 MN/m2 of
hoger; de kleef/conusverhouding ligt hier echter .lagernl. op circa 1%.
Dit duidt op grover zand tot grind, hetgeen ook uit de boringen af en toe
naar voren komt.
5 . HET HEIEN EN WEER TREKKEN VAN DE PALEN
A l l e 4 Prefab-palen z i j n op 19 j u l i 1982 geheid.
I n h e t navolgende z i j n per p a a l de meest r e l e v a n t e gegevens opgesomd.
Paal 15. geheid t e r p l a a t s e van sondering 15
paalafmeting
: d, 0,22 m
,
,
paallengte
:
7,50 m
toegepast h e i b l o k
: Delmag D-15
a a n t a l s l a g e n per minuut o v e r de l a a t s t e 0,25 m: 58 kl/min.
De b i j h e t h e i e n gemeten kalender i s aangegeven op b i j l a g e 4.1.
Over de l a a t s t e 0,25 m rverd een kalender v a s t g e s t e l d van 6
klappen.
N.B. Op e e n d i e p t e van 1,63 e n 2,06 m onder de bovenkant van de
paal z i j n s c h e u r t j e s i n de p a a l geconstateerd. Niet d u i d e l i j k i s
of deze e e n gevolg z i j n van h e t h e i e n of h e t trekken van de paal.
D i t g e l d t voor a l l e geconstateerde scheuren.
P a a l 21. Geheid t e r p l a a t s e van sondering 21
paalafmeting
: q5 0,22 m
paallengte
:
7,50 m
toegepast h e i b l o k
: Delmag D-5
a a n t a l s l a g e n p e r minuut over de l a a t s t e 0,25 m: 54 kllmin.
De b i j h e t h e i e n gerneten kalender is op b i j l a g e 4.2. aangegeven.
Over de l a a t s t e 0.25 m werd een kalender v a s t g e s t e l d van 31
klappen.
N.B. T i j d e n s h e t t r e k k e n i s deze p a a l 10s geraakt van de t r e k draad en t e r u g g e v a l l e n i n h e t gespoten g a t . De bovenkant van de
p a a l was zo d i e p onder h e t maaiveld verdwenen, d a t geen nieuwe
poging i s ondernomen om deze p a a l t e trekken.
P a a l 26. geheid t e r p l a a t s e van sondering 26
: @ 0,22 m
paalafmetingpaallengte
: 10,OO m
toegepast h e i b l o k
: Delmag D-5
a a n t a l s l a g e n per minuut over de l a a t s t e 0,25 n: 52 kllmin.
De b i j h e t h e i e n gemeten kalender i s op b i j l a g e 4.3. aangegeven.
Overde l a a t s t e O , L 5 m w c r d e e n kalender v a s t g e s t e l d van 65 klappen.
N.B. Op e e n d i e p t e van 2,29 m onder de bovenkant van de paalkop
i s een s c h e u r t j e i n de p a a l geconstateerd d a t n i e t over de v o l l e
diameter doorgaat.
P a a l 27. geheid t e r p l a a t s e van sondering 27
paalafmeting
: z3 0,22 m
paallengte
: 10,OO m
toegepast h e i b l o k
: Delmag D-15
a a n t a l s l a g e n per minuut o v e r de l a a t s t e 0,25 m: 52 k l l m i n .
De b i j h e t h e i e n gemeten kalender i s op b i j l a g e 4.4. aangegeven.
Over de l a a t s t e 0.25 m werd een kalender v a s t g e s t e l d van 12
klappen.
N.B. Op e e n d i e p t e van 0,74 m beneden de paalkop i s een v r i j
g r o t e s c h e u r i n de p a a l geconstateerd d i e over de v o l l e d i g e
paaldoorsnede doorgaat. Op een d i e p t e van 1,37 m beneden de
paalkop i s e e n s c h e u r t j e over 314 van d e paaldoorsnede geconstateerd.
6 . INTERpRETATlE PROEFBELASTLNCEN
Voor de i n t e r p r e t a t i e van p r o e f b e l a s t i n g e n s t a a n d i v e r s e methoden t e r beschikking. Daarom i s h e t nodig over gegevens t e beschikken d i e h e t gedrag van de p a a l zo goed mogelijk weergeven, z o a l s de paalkopbelasting e n
de door deze b e l a s t i n g veroorzaakte paalkopzakking. Met deze gegevens
kan berekend worden welk grensdraagvermogen de p a a l h e e f t . Daarbij wordt
meestal g e b r u i k gemaakt van de methoden Van der Veen e n de methode
'Chin Fung Kee'
de methode Van d e r Veen
volgens deze methode i s h e t verband t u s s e n b e l a s t i n g en zakking van een
op druk b e l a s t e proefpaal weer t e geven met:
-
.
waarin P = p a a I ~ u n t b e l a s t i n gi n kN
P = grensdraagvermogen paalpunt inkN
zg= zakking paalpunt i n mm
a = c o S f f i c i S n t d i e de vorm van de l a s t - z a k k i n g s l i j n weergeeft
P
Het u i t z e t t e n van z op l i n e a i r e s c h a a l t e n o p z i c h t e van i n (1
-)
een n e g a t i e v e log-schaal l e v e r t i n h e t algemeen h e t i n f i g u u r 1 Pg
weergegeven verband op.
-
l o g lOO(1
..-..
.... -1,
- -)PPg
op
, . .
,.,
De i n de figuur.gerekenderechtemet r i c h t i n g s c o E f f i c i G n t t g a , s n i j d t
de r e c h t e met r i ~ h t i n g s c o g f f i c i z n t t g a2 b i j e e n waarde 4.pg.lvoor i e d e r e
p r o e f b e l a s t i n g z a l 4 een andere waarde hebben; u i t e r a a r d i s B < 1. , ,
Een v e r k l a r i n g v o o r h e t optreden van d i t v e r s c h i j n s e l wordt gevonden i n
h e t f e i t d a t de grond t o t he waarde 6 Pg i s v o o r b e l a s t .
Van d e r Veen g a a t b i j z i j n i n t e r p r e t a t i e m e t i ~ o d eu i t v a n de s i t u a t i e t e r
p l a a t s e van de paalpunt.
V e e l a l z i j n j u i s t p a a l p u n t b e l a s t i n g en paalpuntzakking n i e t .gemeten en
moet gebruik gemaakt worden van de aan de paalkop gemeten zakkings- en
belastingswaarde. Gebleken i s . d a t .de methode ook met deze informatie goed
toepasbaar is. H i e r b i j wordt u i t e r a a r d dan h e t grensdraagvermogen vastges t e l d , , samengesteld u i t puntweerstand en schachtwrijving. I n de p r a k t i j k
wordt deze methode v e e l a l g r a f i s c h toegepast door e e r s t een r e d e l i j k e
benadering van P t e k i e z e n en vervolgens n a t e gaan of h e t verband met
g
z r e c h t l i j n i g i s voor a2. Is d i t n i e t h e t geval d a n w o r d t een andere
P -waarde gekozen, t o t d a t h e t j u i s t e verband verkregen i s .
g
.
.
-volgens
de methode Chin Fung Kee
deze methode wordt de r e l a t i e t u s s e n de b e l a s t i n g
P en de zakking
z voorgesteld door e e n hyperbool, met c en a a l s c o n s t a n t e n
De zakking z u i t g e z e t tegen 2 l e v e r t een r e c h t e met a l s r i c h t i n g s c o c f f i P
c i z n t c 5 t g a.
Het grensdraagvermogen Pg kan worden bepaald u i t
p
= -1
g
c
( z i e f i g u u r 2)
Deze methode b l i j k t over h e t algemeen r e d e l i j k toepasbaar t e z i j n en
met name ook wanneer de maximaal op de p a a l uitgeoefende b e l a s t i n g nog
v r i j v e r van h e t grensdraagvermogen verwijderd i s .
B i j de l a g e b e l a s t i n g e n worden nogal eens afwijkingen g e c o n s t a t e e r d van
de l a s t - z a k k i n g s l i j n .
I n sommige gevallen i s de gemeten zakking b i j lage b e l a s t i n g r e l a t i e f
groot. Veel vaker komt h e t evenwel voor d a t b i j de l a g e b e l a s t i n g e n ook
een r e l a t i e f lage zakking wordt geconstateerd. D i t v e r s c h i j n s e l wordt
evenals b i j de methode Van d e r Veen toegeschreven aan de t o t d a t niveau
opgetreden v o o r b e l a s t i n g van de grond.
Met de hiervoor beschreven methoden kan de maximale puntweerstand of h e t
grensdraagvermogen van de paalpunt worden bepaald i n d i e n e r gegevens beschikbaar z i j n over de p a a l p u n t b e l a s t i n g e n de b i j de b e l a s t i n g optredende paalpuntzakking. U i t e r a a r d i s dan t e g e l i j k e r t i j d de schachtwrijving
bekend. E c h t e r m e e s t a l z u l l e n j u i s t g e g e v c n s o v c r d e p a a l p u n t b e l a s t i n g e n - z a k kingontbreken. D e v e r d e l i n g v a n d e w e e r s t a n d d i e d e g r o n d l e v e r t i n p u n t w e e r stand en schachtwrijving z a l i n d i e g e v a l l e n v i a interpretatic-methoden
moeten worden bepaald. De meest g e b r u i k t e methoden daarvoor z i j n d i e
volgens van Weele-de beer of d i e volgens J a i n en Virendra Kumar.
Beide methodzn gaan ervan u i t , d a t de langs de p a a l s c h a c h t werkzame
w r i j v i n g a 1 na t a m e l i j k g e r i n g e v e r p l a a t s i n g e n i n de orde van maximaal
10 EIXI z i j n maximale waarde h e e f t b e r e i k t .
Het puntdraagvermogen neemt ook b i j g r o t e r e v e r p l a a t s i n g e n nog aanzienl i j k toe.
Bestudering van h e t e l a s t i s c h e gedrag van de p a a l e n de grond waarin de
p a a l i s g e p l a a t s t , l e v e r t op, d a t boven de maximale s c h a c h t w r i j v i n g de
toename van de e l a s t i s c h e vervorming a l l e e n veroorzaakt wordt door
krachtsoverdracht a a n de paalpunt. I n deze f a s e van h e t b e l a s t i n g s p r o c e s
wordt een l i n e a i r verband geconstateerd t u s s e n p a a l k o p b e l a s t i n g en e l a s t i s c h e vervorming. Voor h e t v a s t s t e l l e n van de s c h a c h t w r i j v i n g i s d i t
verband voor beide methoden bepalend.
Speciaal voor deze i n t e r p r e t a t i e m e t h o d e n worden e r i n de proefprocedure
na i e d e r constante b e l a s t i n g een a a n t a l b e l a ~ t i n ~ s h e r h a l i n g euitgevoerd
n
onder g e l i j k t i j d i g e meting van de d a a r b i j optredende vervormingen.
B i j de methode vanwecle-deBeer wordt de maximale schachtwrijving bepaald
u i t h e t verband:
.
..
P
-AV- v
1 AP
AP
1
1
EA.
waarin:
'
P = willekeurige waarde voor de qaalkopbelasting in het gebied waarin
de elastische terugvering van de paalkop lineair is in k ~ .
AV = richtingsco$ffici$nt van het rechte deel van de elastische terugAP
ver ingskromme.
V = waarde van de elastische terugvering in mm behorend bij de belastingPPd.
n = verhou ing van de gemiddelde schachtwrijving
in kN en de totale
schachtwrijving Wtot in-kN; n = Wm
; meestal wordt deze verhou'
-
'
mm
w,
ding benaderd door n = -1Wstot
waarbij
is en Wstot
Wtot
respectievelijk de gemiddelde en de totale
waarden zijn vastgesteld uit de bij een sondering bepaalde gesommeerde wrijving.
E = elasticiteitsmedulus van de paal (kN/m2).
I = paallengre (mm)
A = paaldoorsnede (m2)
Uit de hiervoor beschreven formule blijkt dat Wtot voor een belangrijk
deel wordt bepaald door de waarden n, E en A.
Bij Prefab-palen is A uiteraard nauwkeurig bekend; hetzelfde geldt voor
de elasticiteitsmodulus, zodat alleen de waarde n van invloed'is op het
resultaat van Wcot.
Bij in de grond gevormde palen zijn meestal de elasticiteitsmodulus E .
noch de doorsnede Anauwkeurigbepaald, zodat ook zij van invloed zijn
op het resultaat van Wtot. De fout die hierdoor geintroduceerd wordt
kan vrij groot zijn b.v. kiest men voor E 35 k N / d in plaats van
20 k N / m 2 dan kan dit een verschil in Wtot veroorzaken van 20% B 60%.
.
.
~ i de
j methode Jain en virkdra Kumar zijn eveneens de gegevens over de
elastische terugvering van de paalkop bepalend voor de berekening van
de schachtwrijving.
De terugveringskromme wordt bepaald door een niet-lineair-elastische
vervorming en een lineair-elastische vorming.
Boven een bepaalde belasting is de vervornii.ng zuiver lineair-elastisch
en'wordt volledig toegeschreven aan vervoming van de grond onder de
paalpunt
De raaklijn aan dit gedeelte levert een doorsnijding vande belastingsas
die de grootte van de wrijving aangeeft.
Met de hiervoor beschreven interpretatieruethodenkan de tota1.ebelasting verdeeld worden in schachtwrijving en puntweerstand. ~angeziendemethode
Jain en Virendra Kumar eenvoudiger toepashaar is zal deze veelal de,
voorkeur krijgen boven de methode van Weele-de Beer.
Niettemin moet men zich realiseren dat de werkelijke Wtot zal kunnen
afwijken van de met behulp van deze methode berekende waarde.
In hoofdstuk 7 wordt de schachtwrijving opgegeven die is bepaald aan de
hand van de methode Jain en Virendra Kumar, waarbij uitgegaan is van de
tijdens de belastingsherhalingen gemeten elastische vervormingen.
.
7. PROEFBELASTINGSRESULTATEN
Bij de proefbelastingen zijn de gemeten paalkopbelastingen en paalkopzakkingen uitgezet in de vorm van tijd-belastingsgrafieken,
tijd-zakkingsgrafieken en last-zakkingsgrafieken-(zie de bijlagen
6.1 t/m 6.4).
Voor de interpretatie is gebruik gemaakt van de gegevens, gemeten aan het
eind van de constante belasting en aan het eind van de belastingswisselingen. Aan de hand van de methode van v.d. Veen, die uitgaat van een
logaritmisch last-zakkingsverband en de methode Chin Fung Kee, die uitgaat van een hyperbolisch last-zakkingsverband kan het grensdraagvermogen Pg,wordenvastgesteld.
Zoals in veel gevallen is waargenomen zijn de uitkomsten bepaald volgens
de methode Chin Fung Kee systematisch 10% hoger dan de waarden volgens
de methode v.d. Veen.
Gezien het last-zakkingsdiagram kunnen de v.d. Veense-waarden als de
meest bestrouwbare waarden worden verondersteld.
In onderstaand tabel 2 zijn behalve de bovengenoemde pg-waarden ook de
volgens de methode Jain Virendra Kumar bepaalde waarde voor de grensschachtwrijving Wg alsmede het puntgrensdraagvermogen Ppg weergegeven.
Ppg = Pg (v.d. Veenl- Wg.
,
.
Paal nr.
15
2 (1
26
27
Pg (kN)
Pp (kN)
v.d. Veen
Chin Fung Kee
Jain en Virendra
Kumar
269
267
366
374
105
105
130
130
2455
242
330
360
1405
137
200
230
Op de bijlagen 6.1 t/m 6.4 zijn de grafieken weergegeven die gebruikt
zijn bij de interpretatif van de proefbelastingen.
In de meeste gevallen zal het draagvermogen van een paal voorspeld worden op grond van een vooraf uitgevoerde sondering. Het is daarbij uiteraard vrijwel uitgesloten dat er bij iedere te heien paal een sondering
gemaakt zal zijn. EQn sondering geldt daarom meestal voor een vrij groot
aantal palen.
Tijdens het heien komen er gegevens beschikbaar over de inheiweerstand
van de palen.
In de hierna volgende tabel 3 zijn de diverse resultaten naast elkaar
gezet en met elkaar vergeleken.
Tabel 3.
Paalnr.
Sonderingen
1. P
Pg
(kN)
2.,W Pleistoceen
g
3. U Holoceen
g
(kN)
heigrafieken 6. P kalender
g
7. P
g
proefbelas- . 8. W
g
t ing
9.P
= P - W
Pg
g
g
(kN)
(kN)
I
(M)
(kN)
(kN)
18. paalkopzakking bij Pn(5)
(nun)
-0.5
,
-1.25
,
-1.0
-1.25
!
Hierna zullen de in de regels 10t/m 1 7 opgenomen waarden die allerlei
onderlinge vergelijkingen van de gegevens uit de sonderingen, uit de
heigrafieken en uit de proefbelastingen aangeven, besproken worden.
In regel(l0) is het rlitde kalender vastgestelde grensdraagvermogen vergeleken met het op basis van de sonderingen berekende nuttig draagverm g e n (P,).
Op deze madier komt er een zogenaamde correlatiecoEfficiZnt
(c) beschikbaar, die aangeeft door welke waarde het kalendergrensdraagvermogen gedeeld zou moeten worden om het nuttig draagvermogen vast te
kunnen stellen alleen aan de hand van de kalendering. Er is een vrij
grote spreiding dievooreen belangrijk deel kan worden toegeschreven
aan het heien met een voor dit geval zeer geschikt heiblok, D-5, ten opzichteivan het relatief zware heiblok 0-15. Immers bij een (te) zwaar
blok zullen de kalenderwaarden laag zijn.
Geringe afwijking in de waarden vastgesteld voor het aantal klappen per
minuut en voor de lcalender brengen dan een vrij grote verandering in
het berekende kalendergrensdraagvermogen teweeg.
In regel (1 1 )is het nuttig draagvermogen Pnutti van de palen weergegeven vastgesteld aan de hand van het proefbelasfingsresultaat, waarbij
de bijdrage van het holocene pakket aan het tijdens de proefbelastingen
gemeten draagvermogen verrekend is.
In regel(1E)is het uit de kalender vastgestelde grensdraagvermogen vergeleken met het in regel 1 1 weergegeven nuttig draagvermogen. Daarbij
wordt dan opnieuw een correlatie coSfficiZnt verbregen die, voor de pa-'
len 15, 21 en 26 een beduidend geringere spreiding vertoont. Voor paal
27 is deze c nog we1 erg hoog.
In regel(l3)is de verhouding weergegeven tussen het uit de proefbelasting
vastgestelde puntgrensdraagvermogen PPg en de daarvoor uit de sondering
bepaalde waarde. Het verhoudingsgetal zou in feite gelijk aan 1 moeten
zijn, Echter het blijkt toch vrij aanzienlijk lager te zijn. Dit betekent
dat de voorspelling van het grenspuntdraagvermogen op grond van de sondering enigszins aan de hoge kant is of dat de verdeling tussen puntweerstand en schachtwrijving niet juist is. Bij de aangegeven verdeling
valt het ~roefresultaatwat betreft de puntbelasting wat tegen.
In regel(14)is de uir. de p r o e f b e l a s t i n g s r e s u l t a t e n afgeleidc totale.
schachtwrijving verminderd met de uit de sondering voor het Holoceen
berekende schachtwrijving. Zo resteert in feite de schachtwrijving in het
Pleistoceen.
In regel (15) is de in het Pleistoceen (regel (14)) berekende schachtwrijving vergeleken met de waarde die daarvoor is vastgesteld uit de
sonderingen. Voor de korte palen zijn de verschillen z e e r aanzienlijk;
de gemeten schachtwrijving blijkt vele malen groter te zijn dan de daarvoor voorspelde waarde in het Pleistoceen.
Voor de korte palen geldt dit in zekere zin ook echter in veel beperktere
mate (orde factor 2). Ook hier blijkt dus een vrij grote afwijking die
voor een groter of kleiner deel het gevolg is van de aangenomen verdeling tussen schachtwrijving en puntweerstand.
In regel (16) is de uit de p r o e f b e l a s t i n g s r e s u l t a t e n vastgestelde totale
schachtwrijving vergeleken met de totale schachtwrijving berekend uit de
sonderingen. (W Pleistoceen + Wg Holoceen). Ook nu blijken de gemeten
waarden aanzienfijk hoger te zijn dan de op grond van de sonderingen
daarvoor berekende waarden.
In regel (17) is het totale grensdraagvermogen vastgesteld uit de proefbelastingen vergeleken met de waarden daarvoor berekend uit de sonderingen.
Het enigszins tegenvallende puntdraagvermogen samen met de vrijsterk
meevallende schachtwrijving blijken toch te leiden tot een verhoudingsgetal dat in de orde van 1 ligt.
In regel (18) ten slotte zijn de paalkopzakkingen opgegeven die uit de
proefbelasting kunnen worden vastgesteld voor het uit de sonderingen bepaalde nuttig draagvermogen.
In alle gevallen zijn dit zeer acceptabele zakkingswaarden.
~aarbijmoet overigens nog we1 worden opgemerkt, datook de negatieve
kleef onderdeel uitmaakt van het genoemde nuttig draagvermogen. Deze negatieve kleef kan in dezelfde orde van grootte liggen als de voor het
holocene pakket uit de sondering vastgestelde waarde.
'
8. CONCLUSIES EN AXBEVELLNGEN
In zijn algemeenheid kan geconcludeerd worden, dat de voor het berekenen
van het draagvermogen gehanteerde methode Koppejan samen met de voor
het Pleistoceen berekende schachtwrijving bij toepassing van een veiligheid van 2 een redelijk betrouwbare waarde voor het nuttig draagvermogen
van de desbetreffende paal zal opleveren.
Met betrekking tot de toepassing van de heigrafieken kan worden opgemerkt dat deze goed bruikbaar zijn, waarbij het steeds van belang is
te weten welke correlatiecoZfficiZnt gehanteerd zou moeten worden. Voor
gladde Prefab-betonpalen lijkt een waarde gelijk aan 2 aanvaardbaar.
Niettemin zullen de heigrafieken met beleid moeten worden gehanteerd.
Regelmatige vergelijking van het kalendergrensdraagvermogen met het uit
de sondering berekende nuttig draagvermogen is noodzakelijk.
Ten aanzien van het heien van lichtbelaste Prefab palenmeteen relatief
te zwaar blok kan worden gesteld dat er geen reden is om een andere relatie tussen heikalender en grensdraagvermogen of nuttige belasting aan
te houden. We1 zal meer veiligheid of marge moeten worden ingebouwd omdat de spreiding in de resultaten als gevolg van het geringe aantal
slagen bijzonder groot is.
9. SAMENVATTING
In juli i 9 8 2 zijn in het proefvak Markerkant in Zuidelijk Flevoland
twee met een lengte van 7,50 m en
Prefab-betonpalen 0 22 geheid,.,waarvan
...
twee met een lengte van 10,OO m.
Bij het heien werd gebruik gemaakt van de dieselblokken D-5 en D-15.
Met ieder blok werd ken lange en ken korte paal geheid.
Bovendien zijn alle palen onderworpen aan een statische proefbelasting.
Tot slot zijn de palen getrokken en op scheuren onderzocht.
Bij het onderzoek zijn gegevens beschikbaar gekomen aangaande de onderlinge vergelijking tussen het draagvermogen berekend op grond van de ter
plekke uitgevoerde sonderingen, het draagvermogen bepaald op grond van
de kalendering aan de hand van de heigrafieken en het draagvermogen vastgesteld uit de proefbelastingen.
-
8
.
I,
De opzet van het onderzoek was om na te gaan of de relatie tussen heikalender en draagvermogen gelijk was voor het heien met een zwaar en een
licht blok.
Alhoewel het onderscheidend vermogen van een zwaar blok veel geringer is
bleek de relatie voor een licht en een zwaar blok niet wezenlijk te verschillen.
-
1 . C. van d e r Veen; L. Boersma
..j
i
' : .
: The b e a r i n g c a p a c i t y of a p i l e
predetermined by a cone p e n e t r a t i o n
test..") "
Proc. of che 4th 1 n t . Conf. on S o i l
Mech. and Found. Eng.
London 1957. Vol. I1 p.p. 72-75.
2. J a i n , G.S. and Virendra Kumar
: C a l c u l a t i o n s f o r Seperating ~ k i A
F r i c t i o n and Point-Bearing i n ',
piles.
M a t e r i a l s Research & Standards, :
A p r i l 1963.
3 . Chin Fung Kee
: Estimation of t h e Ultimate ~ o a dof
p i l e s from t e s t s not c a r r i e d t o
failure.
Proc. 29 Sounth East Asian Conf. on
S o i l . Eng. 1970.
4. W.F.
Heins; F.B.J.
5. J.A.
Bruinshorst e n
~iergever
M.A.
Barends
: P i l e T e s t Program i n Overconsolidated
Sand.
Proceedings of t h e 7 t h European
Conference on S o i l Mechanics and
Foundation Engineering, 1979,
Brighton, U.K.
: Heigraf i e k e n .
R i j k s d i e n s t voor de IJsselmeerpold e r s , L e l y s t a d , 1981.

Download Report