12 september 2013
Controle op de verdichting van ophogingen met licht dynamisch sondeerapparaat
van het type PANDA JANSSENS B., DETHY B., THEYS Fr. – OCW
WELTER Ph., JASPAR G. – SPW-Division de la Géotechnique
Inleiding
Doelstelling van de overeenkomst
tussen SPW (Direction Géotechnique) en OCW
Opname van licht dynamisch sondeerapparaat met variabele energie
van het type PANDA in de nieuwe versie van het Waalse standaardbestek
CCT QUALIROUTES als middel voor de controle op de verdichting
van ophogingen
2
3
Uittreksel uit E.3.3.3.1 van RW 99 (2004) en QUALIROUTES (2012) (en vrije Nederlandse vertaling)
Inleiding
Critère
(Criterium)
Couche de remblai
(Ophogingslaag)
Fond de coffre (mètre supérieur du remblai)
(Baanbed – Bovenste m van ophoging)
Coefficient de compressibilité (M1)
(Samendrukbaarheidsmodulus M1)
11 MPa (droite OA)
(11 MPa - rechte OA)
17 MPa (droite OB)
(17 MPa - rechte OB)
Taux de compactage
(Verdichtingsgraad)
95 % OPN
(95 % NPO)
98 % OPN
(98 % NPO)
Pénétromètre CRR
(OCW-slagsonde)
Sols: X 20 mm/cp
(Grond: X 20 mm/slag)
Sable: X 40 mm/cp
(Zand: X 40 mm/slag)
Sols: X 12 mm/cp
(Grond: X 12 mm/slag)
Sable: X 24 mm/cp
(Zand: X 24 mm/cp)
Pénétromètre à énergie variable
(type PANDA)
(Sondeerapparaat met variabele
energie van het type PANDA)
Selon étude particulière conforme à la norme
française NF P 94-105
Objectif q4 selon NF P 98-331
(Volgens bijzonder onderzoek in overeen-
stemming met de Franse norm NF P 94-105
Doelstelling q4 volgens NF P98-331)
Selon étude particulière conforme à la norme
française NF P 94-105
Objectif q3 selon NF P 98-331
(Volgens bijzonder onderzoek in overeen-
stemming met de Franse norm NF P 94-105
Doelstelling q3 volgens NF P98-331)
Nieuw criterium
Puntweerstand (MPa)
Die
pte
(m
)
Interpretatie van de resultaten
Terreinverkenning
Controle op de verdichting (referentiekrommen)
5
Inleiding
Kenmerking van de referentie-kromme
Weerstand aan het oppervlak(qd0)
Kritische diepte (Zc)
Weerstand voorbij kritische diepte (qd)
Invloedsfactoren
Aard van de materialen
Watergehalte
Verdichtingsgraad (q in Frankrijk)
Diverse moeilijkheden
1) Moeilijke correlatie tussen classificaties
6
Inleiding
Franse classificatie
Belgische classificatie
2) Moeilijke of zelfs onmogelijke interpretatie van het watergehalte (vochttoestand van het materiaal) tijdens de beproeving
(behalve bij monsternemingen)
7
Inleiding
3) Resultaten van de twee voorgaande overeenkomsten met ULG (overwegend laboratoriumproeven)
Lagere kritische diepte
qd-waarden
8
Inleiding
Gezien de voornoemde moeilijkheden:
aanleg van proefvak noodzakelijk
Proefvak
Plaats: SAGREX-terrein in Quenast
9
Toegepaste materialen: drie soorten
Natuurzand: zandgroeve van Mont-Saint-Guibert
Dolomietbrekerzand: brekerinstallatie van de SAGREX-groeve
in Marche-les-Dames
Met kalk behandelde leem (2 %):
dekleem uit de Tellier des Prés-groeve (Soignies) en
Proviacalkalk van het type CL90-Q
Proefvak
10
Opdeling in percelen
Vijf verdichtingsgradaties: aantal werkgangen
Zes lagen van 30 cm dik
Laagopdeling in percelen
Brekerzand
Met kalk
behandelde leem
(2 %)
Zuiver zand
10 werkgangen SC P10 Cx LT P10 Cx SP P10 Cx
8 werkgangen SC P8 Cx LT P8 Cx SP P8 Cx
6 werkgangen SC P6 Cx LT P6 Cx SP P6 Cx
4 werkgangen SC P4 Cx LT P4 Cx SP P4 Cx
2 werkgangen SC P2 Cx LT P2 Cx SP P2 Cx
Proefvak
11
Geregelde proeven per perceel
1 monsterneming met snijringmethode + watergehalte
Op 3 locaties gammadichtheidsmetingen in stappen van 5 cm
1 proef met Belgische statische belastingsplaat
3 proeven met Duitse lichte dynamische belastingsplaat
4 PANDA-proeven: 2 met een punt van 2 cm², 2 met een punt van 4 cm²
1 proef met lichte OCW-slagsonde
Occasionele proeven
PANDA-proef met automatische slagsonde: punt van 4 cm²
Lichte deflectiemeter PRIMA L-FWD 100
Handboring met monsterneming en watergehalte (top)
Conusproeven 200 kN (top)
12
PANDA-proef
Gammadichtheidsmeter
Lichte OCW-slagsonde
Belgische statische plaatbelastingsproef
Duitse dynamische plaatbelastingsproef
Snijringmethode
Resultaten
Natuurzand (Mont-Saint-Guibert)
Grondonderkenning
II. Grove grond/B5 tot B2
Homometrisch materiaal
Optimaal (NPO) en gemiddeld gehalte:
15,3-12,5 % = droge toestand
Dichtheid
Snijringmethode: toename tot 8 werkgangen (96,8 %) + baanbedcriterium niet bereikt
Gammadichtheidsmeter 0–10 cm:
toename (94,7 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt
Gammadichtheidsmeter 10–25 cm:
toename (95 - > 97, 2%) + baanbedcriterium niet bereikt
13
Zuiver zand – Verloop van de verdichting als functie
van het aantal werkgangen
91
92
93
94
95
96
97
98
0 2 4 6 8 10 12
Aantal werkgangen
Verd
ich
tin
gsg
raad
(%
NP
O-d
ich
theid
)
Meting met snijringmethode
Gammadichtheidsmeting, 10 cm diep
Gammadichtheidsmeting, 10 tot 25 cm diep
Zuiver zand – Verloop van de verdichting als functie van de diepte
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
90,00 92,00 94,00 96,00 98,00 100,00
Verdichtingsgraad in stappen van 5 cm (% NPO-dichtheid)
Die
pte
Werkgang 2
Werkgang 4
Werkgang 6
Werkgang 8
Werkgang 10
Gecorrigeerde
werkgang 2
Resultaten
Natuurzand
Draagvermogen
Belgische statische plaatbelastingsproef: toename M1 (8,1 - 14,1 MPa) + baanbedcriterium (17 MPa) niet bereikt + hoge M2/M1-verhouding
Duitse dynamische plaatbelastingsproef: toename Evd (23 - 31 MPa) +
Duits baanbedcriterium (40 MPa) niet bereikt
14
Resultaten
Natuurzand
Conusweerstand – PANDA-proef
Waarde < referentiekromme B5 s
Trapgewijze toename in de laag
Geen noemenswaardig verschil tussen punten
Voorstel voor twee referentiekrommen
15
Puntweerstand (MPa)
Die
pte
(m
)
Resultaten
Natuurzand
Lichte OCW-slagsonde
Waarde << criterium in standaardbestekken Vergelijkbare kromme als PANDA-proef
Trapgewijze toename in de laag
Voorstel voor twee referentiekrommen
16
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90+50
0
-200
h(mm)
Indrijving X mm/slagWaarnemingen
Monsters voor de bepalingvan het watergehalte
Monsters voor degrondonderkenning
w
(%)
-400
-600
-800
-1 000
-1 200
-1 400
-1 600
-1 800
-2 000
-2 200
-2 400
Laag 6 (M1 = 14,2 MPa)
Laag 5 (M1 = 16,7 MPa)
Laag 4 (M1 = 12,1 MPa)
Laag 3 (M1 = 7,14 MPa)
Laag 2 (M1 = 11,8 MPa)
Laag 1 (M1 = 15,2 MPa)
Onderste laag
11,0
11,6
16,0
16,3
Baanb
ed
Oph
ogings
laag
Resultaten
Brekerzand
Grondonderkenning
II. Grove grond/D1
Optimaal (NPO) en gemiddeld gehalte:
7,9-5,3% = droge toestand
Dichtheid
Snijringmethode: geringe variatie (86–89 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt
Gammadichtheidsmeter 0-10 cm:
toename (88–91 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt
Gammadichtheidsmeter 10-25 cm:
toename (91–96 %) + ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt
(behalve voor ophoging na 10 werkgangen)
19
Resultaten
Brekerzand
Draagvermogen
Belgische statische plaatbelastingsproef: toename M1 (12 - 16 MPa) + baanbedcriterium niet bereikt + hoge M2/M1-verhouding
Duitse dynamische plaatbelastingsproef: toename Evd (22 - 31 MPa) + Duits baanbedcriterium niet bereikt
20
Resultaten
Brekerzand
Conusweerstand
PANDA-proef
Waarde < referentiekromme D1
Trapgewijze toename in de laag
Geen noemenswaardige verschillen tussen punten
Bevestiging van de OCW-referentiekrommen
Lichte OCW-slagsonde
Waarde << criterium in de standaardbestekken
Vergelijkbare kromme als PANDA-proef
Trapgewijze toename in de laag
Bevestiging van de OCW-referentiekrommen
Conusproef
Vergelijkbaar verloop
Correlatie qd PANDA 4 cm² - qc: qd = 0,8468 qc (R² = 0,9642)
21
Resultaten Met kalk behandelde leem
Grondonderkenning
I. Fijne grond/A1-A2 (zuivere grond)
Optimaal (NPO) en gemiddeld gehalte: van
19,4-20 tot 27 %=vochtige toestand (mengsel)
Dichtheid
Snijringmethode: toename (87-94 %) +
ophogings- en baanbedcriteria niet bereikt
Gammadichtheidsmeter 0–10 cm:
toename (90,8–98,4 %) + ophogings- en baanbedcriteria gedeeltelijk bereikt
(na resp. 6 en 10 werkgangen)
Gammadichtheidsmeter 10–25cm:
lage waarden, wellicht als gevolg van te lichte verdichtingsmachine
23
Resultaten
Met kalk behandelde leem
Draagvermogen
Belgische statische plaatbelastingsproef: toename M1 (31 - 58 MPa) +
ophogings- en baanbedcriteria bereikt +
lage M2/M1-verhouding (2,1–2,5)
Duitse dynamische plaatbelastingsproef: toename Evd (40 - 78 MPa) +
Duits baanbedcriterium bereikt
24
Resultaten
Met kalk behandelde leem
Conusweerstand – PANDA-proef
Waarde = referentiekrommen A1 en B5 s
Geen klassiek verloop
Onderscheiden van alle lagen
Geen noemenswaardig verschil tussen punten
Geen voorstel voor referentiekrommen
Waarden evolueren in de tijd
25
Puntweerstand (MPa)
Die
pte
(m
)
Puntweerstand (MPa)
Die
pte
(m
)
Resultaten
Met kalk behandelde leem Lichte OCW-slagsonde
Waarden = criterium leem in standaardbestekken Vergelijkbare kromme als voor klassiek criterium
Onderscheiden van alle lagen
Voorstel voor conusweerstandscriteria
(behandelde grond)
Xophogingslaag < 15 mm/slag
Xbaanbed < 12,5 mm/slag
Conusproef
Vergelijkbaar verloop als klassieke PANDA-krommen (kritische diepte 0,4 - 0,6 m)
Correlatie: qd4 cm² = 1,2585 qc (R²: 0,9083)
26
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90+50
0
-200
h(mm)
Indrijving X mm/slagWaarnemingen
Monsters voor de bepalingvan het watergehalte
Monsters voor degrondonderkenning
w
(%)
-400
-600
-800
-1 000
-1 200
-1 400
-1 600
-1 800
-2 000
-2 200
-2 400
Laag 6 (M1 = 46,9 MPa)
Laag 5 (M1 = 24,9 MPa)
Laag 4 (M1 = 69,4 MPa)
Laag 3 (M1 = 7,14 MPa)
Laag 2 (M1 = 51,5 MPa)
Laag 1 (M1 = 61,4 MPa)
Onderste laag
22,8
24,2
Baa
nbed
Oph
ogings
laag
22,9
28,2
Resultaten
Met kalk behandelde leem
Samenvattend overzicht
27
Noot: bij de interpretatie van de doeltreffendheid van de behandeling dient rekening te worden gehouden met de zeer ongunstige vochttoestand van de oorspronkelijke leemgrond, de onaangepaste verdichtingsmachine en de behandeling met menger enkele dagen voordien.
Samenvatting en conclusie
Proefvak maakte het volgende mogelijk:
bepaling in een eerste benadering van PANDA-referentiekrommen voor zand. Aanvullende toetsingsproeven zijn nodig. Voor behandelde grond konden geen vergelijkbare krommen worden bepaald;
voorstel voor nieuwe referentiekrommen voor lichte OCW-slagsonde voor zand en behandelde grond. Aanvullende toetsingsproeven zijn nodig;
correleren van dynamische (qd) en statische (qc) slagsonden;
aantonen van verschillen tussen de methoden voor de controle op de verdichting van ophogingen.
28