Groundnailing - Constructieve elementen

Berekening/ontwerp

Bij groundnailing worden staven in de grond gebracht. Door de wrijving tussen staaf en grond kan de staaf een kracht overbrengen naar de ondergrond.
De wrijving die kan worden opgenomen met de nails of staven vertoont overeenkomst met de positieve en/of negatieve kleef op palen.
Voor de berekening van de negatieve kleef is uitgegaan van de methode Begemann (lit[ ]). Bij deze methode kan de grootte van de wrijving als volgt worden berekend:

De coëfficiënt wordt gebruikt bij de berekening van negatieve kleef op funderingspalen en is afhankelijk van het paaltype en de grondsoort. De gemiddelde plaatselijke kleef kan worden gemeten met een kleefmantelconus of worden ontleend aan de sonderingen door middel van de daarvoor bestaande relaties. Deze relaties zijn afhankelijk van de grondsoort lit []. Dit levert de in tabel 11 vermelde coëfficiënten op.

De reductie van de wrijving tot 75 à 80% is gebaseerd op trekproeven waarbij bleek dat bij langduriger aangebrachte belastingen eerder bezwijken optrad dan bij de kortdurende belasting tijdens het sonderen.

De nails worden na het plaatsen aan het oppervlak afgespannen aan platen op het oppervlak. De krachten uit de ondergrond worden via de verankering aan de platen overgebracht als bovenbelasting op de klei. De klei zal onder invloed van de bovenbelasting worden samengedrukt en gaan consolideren. Door de relatieve grote stijfheid van de nails zal daardoor snel de voorbelasting in de nails afnemen. Wil men een voortdurende voorbelasting op de kleilaag, dan zal men regelmatig de nails opnieuw moeten aanspannen.
In het geval de nails niet worden nagespannen zal de voorspanning zeer snel verdwenen zijn en zal alleen wanneer er sprake is van opdrijven van de kleilaag bij extreme rivierstanden de sterkte van de verankeringskrachten van de nails worden aangesproken.

Ook indien om andere reden consolidatie en volume afname in de klei optreedt zal de voorspanning in de klei afnemen en kan er zelfs een situatie ontstaan dat er ruimte ontstaat tussen de bovenzijde van de plaat en de verankeringsplaat van de nail. In dat geval zal bij opdrijven de kleilaag extra ver moeten worden opgetild om de verankeringskracht van de nails te kunnen aanspreken.

Afhankelijk van de plaats in het dijkprofiel moet de ruimte tussen het bestaande profiel en de composietwand worden aangevuld of moet het bestaande profiel onder de gewenste helling worden afgegraven. Bij het afgraven zal rekening moeten worden gehouden met de stabiliteit van het achterliggende profiel gedurende de constructieperiode.

Toepassing van garens beperkt de mogelijkheid kabels en leidingen aan te leggen en te laten kruisen met de composietwand. Het is mogelijk kabels en leidingen in te bedden in het mengsel, maar reparatie van kabels en leidingen wordt vervolgens lastig. Overwogen moet worden mantelbuizen aan te leggen, mits die toelaatbaar is in verband met de waterkerende functie.

Inpassing

Aandachtspunten bij de inpassing zijn:

• Waterkerende functie

Waterdichtheid door kleibekleding op buitentalud of door voorziening nabij buitenkruin in de vorm van een kleikist of kleischerm, welke reikt tot de diepere ondoorlatende kleilagen.
Kerende hoogte door kruin dijk aan te leggen tot de vereiste DTH + overhoogte in verband met zetting. Hierbij dient ook rekening te worden gehouden met extra zettingen ten gevolge van de aan te brengen voorspanning op het grondpakket door de groundnailing.
Rekening moet worden gehouden met de mogelijkheid dat de ten behoeve van de groundnailing aan te brengen staven mede als gevolg van optredende vervormingen als kanalen voor piping gaan fungeren.

• Bebouwing

Door de aan te brengen voorspanning op het grondpakket zullen zettingen optreden. Bij nabijgelegen op staal gefundeerde bebouwing kunnen hierdoor zettingen en zettingsverschillen optreden waardoor kans op schade.
Bij nabijgelegen op palen gefundeerde bebouwing zal negatieve kleef op de palen kunnen optreden.
Door de optredende ontspanning in de funderingsgrondslag ten gevolge van de trek in de staven zal het draagvermogen van de palen afnemen. Het effect van de bovengenoemde invloeden kan zijn een zetting van de paalfundering waardoor kans op schade aan de bebouwing.

• Kabels en leidingen

Kabels en leidingen dienen in de dijk buiten het theoretisch profiel te worden gesitueerd.

• Freatische lijn in de dijk

Voorkomen dient te worden dat verweking van het pakket onder of bij de betonplaten van de groundnailing kan optreden. Hiertoe eventueel een drainerende constructie aanbrengen.

• Toekomstige dijkversterking

Voor toekomstige dijkversterking kan de dijk worden verhoogd tot de toekomstig vereiste DTH + overhoogte in verband met zetting. Bij de dimensionering en situering van de groundnailing (alsmede uitbreidingsmogelijkheden) dient hiermee rekening te worden gehouden.

Uitvoeringsmethoden

Bij groundnailing zullen de werkzaamheden bestaan uit het bouwrijp maken van de plaats waar de nailing moet komen, het aanbrengen van de betonplaten en vervolgens het inbrengen van de nails. Voor het inbrengen van de nails kan men gebruik maken van wegdrukapparatuur zoals die ook in gebruik is bij het maken van groutankers. Dit is over het algemeen apparatuur met beperkte afmetingen.
Na het plaatsen van de nails kunnen ze worden aangespannen. Om scheuren van de platen te voorkomen zal men hiervoor vooraf een procedure moeten afspreken waarbij het aanspannen zoveel mogelijk gelijkmatig over de plaat verdeeld over de plaat plaatsvindt. Tijdens het aanspannen zal men ook de deformatie van de plaat volgen. Op die wijze kan men onregelmatigheden in de ondergrond of een slecht verankering van een nail herkennen en kan de nail alsnog worden vervangen.

Beheer, monitoring en onderhoud

Bij het aanbrengen van voorbelasting door groundnailing zal men de wateroverspanning onder de plaat willen volgen om daaruit de mate van consolidatie te kunnen afleiden. Verder kan een indicatie over het deformatiegedrag van de klei worden verkregen uit de ruimte die ontstaat tussen voorspanplaat en betonplaat. Tot het moment dat er ruimte ontstaat is de voorspankracht groter of gelijk aan nul.
Bij het onderhoud zal men aandacht moeten besteden aan het gangbaar houden van de boutverbindingen waarmee de verankeringsplaat weer kan worden aangedraaid. Door blootstelling aan weer en wind kan de verbinding vastroesten en zelfs onwerkbaar worden.