Upload
crow
View
1.783
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Infraweek 11-01-2011: Onderhoudsarme wegen in slappe ondergrond. Door grond horizontaal belaste palen - Antoine Feddema, Deltares
Citation preview
InfraTech, 11 januari 2011
Door grond horizontaal belaste palen
Eindrapportage DC/CUR-commissie H408
Ing. Antoine Feddema
Resultaten DC/CUR H408
Probleem- en doelstelling
Probleemstelling:• Voorspelbaarheid horizontale gronddeformaties slecht• Regelmatig schadegevallen• Geen eenduidige methodiek• Optimalisatie ontwerp en uitvoering slecht mogelijk• Steeds strengere eisen
Doelstelling:Een gevalideerde (numerieke) ontwerpmethode en voorspellingsmodel voor door grond horizontaal belaste palen bij ophogingen en de toepassing hiervan in een richtlijn met praktische waarde.
Resultaten DC/CUR H408
Projectfasen
• Literatuurstudie (rekenmethoden en praktijkgevallen)• Centrifugeproeven• Analyse en rapportage praktijkgevallen• Constructieve aspecten beton• Opstellen rekenregel• Eindrapportage
Resultaten DC/CUR H408
Berekeningsmethoden
Horizontale grond-verplaatsingen
TabellenVan IJsseldijk -Loof
Bourges en Mieussens Plaxis 2D Plaxis 2D Plaxis 3D
Stijfheid wand: Paal:- EIpaal / hoh-afstand - Volume-elementen
- EIpaal / sD - Embedded piles
Beddingsconstante PY (API)- Begemann-De Leeuw- Ménard
Gronddruk-coëfficiënt- Brinch Hansen- damwand+ schelpfactor
Verend ondersteunde ligger
Begemann - de Leeuw
Grond-paalinteractie
Horizontale grond-verplaatsingen
TabellenVan IJsseldijk -Loof
Bourges en Mieussens Plaxis 2D Plaxis 2D Plaxis 3D
Stijfheid wand: Paal:- EIpaal / hoh-afstand - Volume-elementen
- EIpaal / sD - Embedded piles
Beddingsconstante PY (API)- Begemann-De Leeuw- Ménard
Gronddruk-coëfficiënt- Brinch Hansen- damwand+ schelpfactor
Verend ondersteunde ligger
Begemann - de Leeuw
Grond-paalinteractie
Grond en paal gesplitst Grond en paal in één model
Resultaten DC/CUR H408
Praktijkgevallen
Gronddeformaties / geen palen:•NoRecess - terp HW1
•BetuweRoute - km16.7
Gronddeformaties incl. palen:•Bricor – palen in teen ophoging met vrije kop
•Europaboulevard (CIAD) – palen in keerwand
•Centrifugeproeven – palen in teen ophoging met ingeklemde kop
Resultaten DC/CUR H408
Modellen t.b.v. analyses
Grondgedrag• Van IJsseldijk-Loof (“Tabellen van De Leeuw”)• Bourges & Mieussens (empirisch)• 2D Eindige elementen modellen (Plaxis Soft Soil, Hardening Soil
en Soft Soil Creep)
Paalgedrag (ligger ondersteund door veren)• MPile• Mhorpile• Plaxis2D/Msheet (“methode CIAD”)
Totale systeem grond-paal• 2D Eindige elementen modellen (Plaxis)• 3D Eindige elementen modellen (Plaxis)
Resultaten DC/CUR H408
Inhoud eindrapport
1. Inleiding2. Bestaande ontwerpmethoden3. Analyse van praktijkgevallen (samenvattingen)4. Plaxis Soft Soil Creep-model5. Aanbevolen ontwerpmethoden:
• Eenvoudig
• Tussenweg
• Uitgebreid6. Beperkingen en aanbevelingen7. Literatuur
Resultaten DC/CUR H408
Plaxis SSC-model
Uit praktijkgevallen:SSC model lijkt meest realistisch en praktisch
Hoofdstuk 4 bevat een beschrijving van de uitgangspunten van het SSC-model en geeft handvatten hoe het goed toe te passen
Aandacht nodig voor juiste keuze MODELparameters:• OverConsolidatie Ratio→kruipsnelheid
• M (K0nc en φ’; let op bij defaultinstellingen!)
• Geen cohesie gebruiken
• Mohr-Coulomb gebruiken voor de toplagen (lage σv’)
Resultaten DC/CUR H408
Ontwerpmethode - eenvoudig
Alles BGT; pas bij toetsen palen UGT/BGT
Horizontale gronddeformaties:• Van IJsseldijk-Loof (“tabellen van De Leeuw”) alleen onder strikte
voorwaarden (bijv. Bishop-stabiliteit > 1,6)• Bourges en Mieussens
Grond-paal interactie:• Methode Begemann-De Leeuw
modelfactor Sk ≥ 3
• Maximale gronddruk op paal conform API
σh’
up-ugr
Sλ·λp·σv’Sk·2·∆σxx’
⋅ ⋅k xx
x
2 SΔσk =
Δu
∆uxx
σh’
up-ugr
Sλ·λp·σv’Sk·2·∆σxx’
⋅ ⋅k xx
x
2 SΔσk =
Δu
∆uxx
Resultaten DC/CUR H408
Ontwerpmethode - eenvoudig
Paalgedrag:• Paalkop-gedrag uit model totale funderingsconstructie
(bijv. met MPile)• Materiaalgedrag betonpaal:
• Kruip: ongescheurde langeduur betonstijfheid: E = Einitieel/2
• Scheurvorming: E = Einitieel/3
• Alternatief: M-N-κ-diagram
Analyse op de constructie werkende krachten:• Horizontale veerstijfheid:
• Ménard of p-y-curves API
• Reductie gronddruk bij talud• Verticale veerstijfheid conform NEN 6743• Alternatieve methode met equivalente palen
Resultaten DC/CUR H408
Ontwerpmethode - eenvoudig
Samenstellen resultaten• Horizontale gronddeformaties + externe belastingen• 2e orde-effecten a.g.v. normaalkrachten
Toetsing sterkte palen:• UGT: Belasting t.g.v. gronddeformaties = permanente belasting
(nu: 1,2 conform NEN 6702-tabel 2)• BGT:
• Scheurvorming
• Verplaatsingen constructie
Resultaten DC/CUR H408
Ontwerpmethode - tussenweg
Grond en eventueel palen in 2D EEM Alles BGT; pas bij toetsen palen UGT/BGT
Paal en grond in gescheiden modellen:5. Slappe lagen: Plaxis SSC-model6. Bepaal ongehinderde horizontale gronddeformaties7. Bepaal horizontale gronddruk op oneindig stijve wand8. Bepaal beddingsconstante voor grondlagen die de paal
horizontaal belasten uit:
modelfactor Sk ≥ 3
12.Stop ongehinderde horizontale gronddeformaties en beddingsconstante in verend ondersteunde ligger model
'k xxh
grond
Sk
u
σ⋅∆=∆
Resultaten DC/CUR H408
Ontwerpmethode - tussenweg
Paal en grond in één model (bij relatief kleine h.o.h.-afstanden):2. Slappe lagen: Plaxis SSC-model3. Modelleer paal als wand4. Reduceer buistijfheid wand:
• EImodel = EIpaal/hart-op-hart afstand = EIpaal/(S·D)
• Methode toepasbaar bij relatief kleine hart-op-hart afstanden oftewel grond stroomt moeilijk langs palen
• Modelfactor S corrigeert fouten door 2D-aanpak
• Modelfactor kan oplopen tot circa 8
• Modelfactor vooral afhankelijk van sterkte slappe lagen5. Maak berekening6. Bepaal paalmoment uit: Mpaal = Mmodel·S·D
Resultaten DC/CUR H408
Ontwerpmethode - tussenweg
Analyse op de constructie werkende krachten• Modellen (lineair eindig elementen model of Plaxis)• Verfijning reductie gronddruk bij taluds (NEN6740 of
Reese&Van Impe)
Materiaalgedrag betonpaal
• Gebruik M-N-κ diagrammen
Samenstellen resultaten
Toetsen sterkte (UGT) en verplaatsing (BGT)
Resultaten DC/CUR H408
Ontwerpmethode - uitgebreid
Alles BGT; pas bij toetsen palen UGT/BGT
Grond en palen in 3D EEM• Slappe lagen: Plaxis SSC-model
• Materiaalgedrag betonpaal met M-N-κ diagram
Analyse op de constructie werkende krachten
Samenstellen resultaten
Toetsen sterkte (UGT) en verplaatsing (BGT)
Resultaten DC/CUR H408
Beperkingen
• Lange termijn gedrag grond (kruip) en paal-grond interactie (beschrijving opzet veldproef)
• 3D-effecten (grootte modelfactor bij 2D-aanpak)
Resultaten DC/CUR H408
Proefterpen Bloemendalerpolder
Kenmerken:• Terp met en zonder
verticale drains• Terphoogte = 3m• Slappe lagen = ca. 6 m
Fasering:• Start ophogen 09/2010• Laatste slag en palen:
02/2011• Verwijderen 1 m:
09/2011• Einde monitoring:
09/2013 of 09/2015
Resultaten DC/CUR H408
EINDE