dsd nl 2015, geo impuls, 3 case a2 maastricht - observational method
TRANSCRIPT
10-7-2015
1
1
Case A2 MaastrichtObservational method
Rens Servais
11 juni 2015
2
Inhoud• Inleiding• Onzekerheid ondergrond• Keuze en inrichting Observational Method• Uitvoering OM• Monitoringsresultaten OM deel 1• Back analyse OM deel 1• OM deel 2
10-7-2015
2
3
Inleiding• Avenue2: Strukton en Ballast Nedam• 2,3km lange gestapelde tunnel• 80% verkeer onder de grond• Bovengronds een woonerfklimaat• Momenteel betonwerk gereed en bouwkuip verwijderd
4
Grind
Zwakkekalksteen
Sterkekalksteen
Deklaag
Bouwkuip
+48
+43
+34
+30
10-7-2015
3
5
Grind
Zwakkekalksteen
Sterkekalksteen
Deklaag
Diepte van de damwandenwordt bepaald door de
sterkte van de kalksteen
Onzekerheid ondergrond+48
+43
+34
+30
6
Geotechnisch lengteprofiel
ß Zuid Noord à
10-7-2015
5
9
Sterkte kalksteen 1 en 2
10
Sterkte kalksteen 1 en 2
Mogelijke verklaringen:• Lab 1: beste monsters• Lab 2: monsters verstoord bij preparatie naar 5cm• Lab 2: monsterverstoring door boorproces
à sonderingen naast bestaande boringen
10-7-2015
6
11
boring
B07K04
UCS
[kPa]
45448
1876052
46
36
< 50 kPa50 to 100 kPa100 to 500 kPa> 500 kPa
Kalksteen 1
Kalksteen 2
12
Krachtenspel
Passief
Actief
Stempel
Stempel
Passief wordt bepaald door:• Cohesie van de kalksteen• Waterspanningsverloop over de hoogte
10-7-2015
7
13
Waterspanningsverloop
14
En hoe nu verder?• Robuust ontwerp ® ‘lange’ damwanden
– Lage rep. grondparameters (Lab 1 en Lab 2)– Zonder uitgebreide monitoring– Financiële-, uitvoerings- en logistieke nadelen
• Observational Method ® ‘korte’ damwanden– Ontwerp o.b.v. lage rep. grondparameters (Lab 1)– Uitgebreide monitoring– Evaluatiemomenten– Falen van de bemaling is geen optie– Back up scenario’s bij tegenvallende cohesie en waterspanning
10-7-2015
8
15
Observational Method
De OM vraagt om vollediguitgewerkte scenario’s.
Is dit in de praktijk ook haalbaar?
16
Grind
Zwakkekalksteen
Sterkekalksteen
Deklaag
Cohesie
Waterspanningsverloop
Onzekerheden
10-7-2015
9
17
Grind
Zwakkekalksteen
Sterkekalksteen
Deklaag
Stempelkracht in onderste stempel
Waterspanningen2 niveau’s
HellingmetingenHellingmetingen
Monitoringsvoorzieningen
18
Signaal and Interventie waarden
• Water– S-waarde: grondwater model (verwachtingswaarde)– I-waarde: vrije omloopprincipe (lineair)
• Stempelkrachten en damwanduitbuiging– S-waarde: ontwerpwaarden (verwachtingswaarde)– I-waarde: bij 90% gemobiliseerde passieve
grondweerstand
10-7-2015
10
19
Signaal and Interventie waardenStempelkrachten
20
Signaal and Interventie waardenWaterspanningen Hellingmetingen
10-7-2015
11
21
Stroomschema
22
Back up scenario’s
• Monitoringfrequentie verhogen• Bemaling bijplaatsen• Sleufsgewijs ontgraven• Extra stempelraam• Groutstempel
10-7-2015
12
23
Aanwezigheid ontwerp
• Overschrijden S- / I-waarden signaal naar monitoring• Monitoring informeert ontwerp en projectverantwoordelijke• Aanvullende acties• Ontwerp loopt dagelijks / wekelijks door de bouwkuip
24
Uitvoering OM
• Deel 1: 7 moten okt - dec 2012 uitgevoerd• Evaluatiemoment 2013• Deel 2: 20 moten jan - apr 2014 uitgevoerd
10-7-2015
13
25
Wijze van ontgraven
26
Uitvoering / ontwerp
• Voorafgaand voldoende afstemming– Falen van de bemaling is geen optie– Ontgravingswijze (ßà ofâ)– Breedte middensleuf
• Uitvoering is gewend aan ja / nee en niet aan ja mits• ‘Angst’à advies tot vrijgave bouwkuip (ochtend, avond, ontgr. slag)
• Beoordeling meetresultaten• Bouwkuip inspectie• Vakkundig inzichtà Kost veel engineeringstijd!
10-7-2015
14
27
Bemaling
• Ontwerp à deepwells• Praktijk à deepwells + oppervlakte bemaling
DeepwellsOppervlaktebemaling
Vuil water doorwerkverkeer
28
Bemaling
• Falen van de bemalingis helaas niet uitgesloten• Stroomstoringen Essent• Noodaggregaten fout aangesloten• Diefstal stroomkabels• Losse koppelingen ®
10-7-2015
15
29
Bemaling
• Enkele waterspanningen boven S- en I-waardenà Conform OM: continue monitoring + bijplaatsen bemalingà Stempelkracht en uitbuiging << S-waarde
Herberekeningen•Cohesie > dan ontwerpwaarde•Geen bemaling bijgeplaatst•Niet alle scenario's zijn vooraf voorzien
30
Bemaling
• Enkele bronnen hingen niet op de maximale diepte• Deepwells te laat aan Þ stationaire situatie nog niet bereikt.• Waterspanningsmeters raken na loop van tijd verstopt.
10-7-2015
17
33
Stempelkrachten
Stempelkrachten, moot gemiddelden
M85
-E
M86
-E
M87
-E
M88
-E,
M85
-A
-2000-1800-1600-1400-1200-1000-800-600-400-200
0
30-9
5-10
10-1
0
15-1
0
20-1
0
25-1
0
30-1
0
4-11
9-11
14-1
1
19-1
1
24-1
1
29-1
1
4-12
9-12
14-1
2
Datum [dag-maand in 2012]
Stem
pelk
rach
t[kN
]
Moot 85 Moot 86 Moot 87 Moot 88
34
• Waterspanningen rondom S-waarde• Damwanduitbuiging < verwachtingwaarde
max 5mm < 30mm
Samenvatting OM deel 1
àKalksteen 1 issterker dan verwacht
• Stempelkrachten circa 40% van de verwachtingswaarde
10-7-2015
18
35
Samenvatting OM deel 1
• Ow….. maar 40% van de verwachte stempelkrachten dus:à 50% reductie in aantal stempels?à niet meer monitoren?à in 1 keer ontgraven?
• Back Analyse• Opmerking: Doel OM was niet gericht op optimaliseren
36
Back analyse
• Herberekeningen• Herbeschouwing grondonderzoek
10-7-2015
19
37
Herberekeningen
- DSheet en Plaxis 2D- As build gegevens verwerkt
- Waterspanningen- Ontgravingsslagen- Damwanduitbuiging alvorens
stempels en gordingen aanliggen=> 10% to 20% stempelkrachtreductie
38
Herberekeningen
10-7-2015
20
39
Conclusie
• Cohesie en stijfheid 3 tot 5 maal de ontwerpwaarde• Hoe gedraagt het gehele systeem zich?
• Stempelkracht bovengelegen stempel?• Sterkte en stijfheid grind?• Waterstanden actieve zijde?
40
Herbeschouwing grondonderzoek
Kalksteen 2
Kalksteen 1
Kalksteen 3
10-7-2015
21
41
Herbeschouwing grondonderzoek
• Concept komt overeen metwaarnemingen• Laagscheiding grind-kalksteen• Karst• Meer wellen
42
Laagscheiding grind-kalksteen
10-7-2015
22
43
Karst
44
Conclusie OM deel 1
• Uitdaging: meekrijgen van uitvoering in werkmethode OM• Begeleiding vanuit engineeringstijd• Vooraf niet alle Scenario’s voorzien
• Uitval bemaling• Hoge waterspanningen i.c.m. lage stempelkrachten
• Cohesie en stijfheid hoger dan verwacht• Mogelijk kalksteen 2 en niet 1 van toepassing• Startscenario OM is conservatief gebleken
• Mogelijk slechtere kalksteen in OM 2
10-7-2015
23
45
OM deel 2• Geen optimalisatie in stempelraam mogelijk• Monitoring voortzetten (wel geoptimaliseerd)
• Middensleuf niet in OM• Minder ontgravingsslagen
• Vrijgaven
46
Uitvoering OM deel 2
• Waterspanningen blijven een uitdaging:• Echter nu bronnen op tijd aan en deepwells op diepte• Verstopte periscopen (niet goed doorgespoten)• Filters bronnen verstopt (fijne kalksteen)
10-7-2015
24
47
Monitoringsresultaten OM deel 2
48
Tot slot• Grondonderzoek Lab 2 vermoedelijk toch verstoord.• OM voorzichtig ingestoken• Uitdaging: meekrijgen van uitvoering in werkmethode OM• De OM vraagt om volledig uitgewerkte scenario’s, echter kan je
daar nooit ALLES in afvangen!• Veel engineeringstijd
Foto en beschrijving : Bjorn Vink