De Sluiskiltunnel vormt de verbinding tussen de oost- en westzijde van het kanaal van Gent naar Terneuzen. De tunnel is een aanvulling op de huidige draaibrug en moet de verbinding tussen beide oevers verbeteren. Hij wordt uitgevoerd als boortunnel met aan twee zijden een toerit in een open bouwkuip. Een deel van deze bouwkuip is uitgevoerd met onderwaterbeton. Voor het ontwerp van het onderwaterbeton waren onder meer zwel van de Boomse Klei, waterdrukken en een kruising met een hulpbrug zeer bepalend.
28
thema
Bijzondere
belastingen op
onderwaterbeton
1
Deel van bouwkuip Sluiskiltunnel uitgevoerd met onderwaterbetonvloer
thema
Bijzondere belastingen op onderwaterbeton 3 2013
29
5.10
5.10
OPSTELLAS VOLGWAGEN
OPSTELLAS VOLGWAGEN
5.10
5.10
5.10
5.10
0405060708
01 02
09 10
03
6:1 6:1
N.A.P.
O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9
Moot O5Moot O6Moot O7Moot O8 Moot O9 moot O1moot O2 moot O3 Moot O4
O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9
32528 26400
1
1
2
2
9644
eis TBM-volgwagens
9617
-19.300
+3.700
-19.300+3.700 +4.750
-10.508 -9.887
28400 24700 25000
31340
5000 25000 25000
250002500025000 21180 dichtblok stempeling
onderwaterbeton Gewi-palen Groutankers
Polderprincipe
Prefabbeton palen
startschacht
800
1000
+3.700+6.000
-14.000-15.000-18.000
-26.000
-19.300
B147/147A
135-2 135-4 135 137 140-1
140
141-1 143 145-1
146
145 147-1
149
146-1
144
142-1
141
139
139-1
138
135-3
136 150
B150
DKM134-2
DKM134-1
+5.950
GI
De Sluiskiltunnel krijgt twee buizen van elk 1145 m lang. Elke
buis heeft twee rijstroken. De lengte van de totale tunnel, dus
inclusief toeritten, wordt 1580 m. De start van de tunnelboor -
machine (TBM) zal plaatsvinden in de startschacht (fig. 2). De
totale lengte van deze TBM met volgwagens is ongeveer 80 m.
Er is in 2012 hard gewerkt om de betonconstructie gereed te
hebben, zodat de TBM op tijd zou kunnen vertrekken. In dit
artikel zal worden ingegaan op de onderwaterbetonvloer in de
bouwkuip.
De bouwkuip wordt gekruist door een spoorlijn. Om die
spoorlijn niet te hinderen, is een hulpbrug aangebracht. Deze
hulpbrug heeft in het midden van de bouwkuip een midden-
steunpunt.
Situatie bouwkuip Oost startschacht
De wanden van de gehele bouwkuip zijn gerealiseerd met
combiwanden (Ø1320 x 19) met tussenplanken AZ17-700. Een
deel van de bouwkuip (ter plaatse van moot O1 t.m. O3) is
gerealiseerd met onderwaterbeton. Het ontwerp van dit onder -
waterbeton werd in belangrijke mate beïnvloed door zwel van
de Boomse Klei, waterdrukken en doorkruising van steunpun-
ten van een hulpbrug voor het spoor. Deze kuip is verdeeld in
twee kuipen: één met moot O1, de startschacht en één met
moot O2 en O3.
Het overige deel van de bouwkuip (met moten O4 t.m. O9) is
gerealiseerd volgens het polderprincipe, omdat hier verticaal
evenwicht mogelijk was in de bouwkuipfase met de Boomse
De Sluiskiltunnel vormt de verbinding tussen de
oost- en westzijde van het kanaal van Gent naar
Terneuzen. De tunnel is een aanvulling op de
huidige draaibrug en moet de verbinding tussen
beide oevers verbeteren. Hij wordt uitgevoerd als
boortunnel met aan twee zijden een toerit in een
open bouwkuip. Een deel van deze bouwkuip is
uitgevoerd met onderwaterbeton. Voor het ontwerp
van het onderwaterbeton waren onder meer zwel
van de Boomse Klei, waterdrukken en een kruising
met een hulpbrug zeer bepalend.
ing. Kees Huisman RO
BAM Infraconsult bv 1 Bouw van de Sluiskiltunnelfoto: Joop van Houdt, Beeldbank Rijkswaterstaat2 Situatie en dwarsdoorsnede bouwkuip Oost startschacht
Klei. Hierbij wordt de damwand tot in de Boomse Klei aange-
bracht waardoor een bodemafsluiting ontstaat.
Verder is nog een kleine kuip aansluitend aan de startschacht
voorzien. Hier wordt het dichtblok gerealiseerd, dat nodig is
voor de start van de TBM.
De bouwkuip is deels uitgevoerd met stempeling en deels met
groutankers. Aangezien de TBM in de startschacht moet
worden neergezet, was het van belang de kuip zo snel mogelijk
uit te voeren. Om de hiervoor benodigde bouwfasering te
kunnen uitvoeren, zijn tussenschermen voorzien tussen moot
O1 en O2 en tussen O3 en O4. Uitgangspunt voor de planning
en berekening was de kuip bij moot O1 leeg en bij moot O2,
O3 vol water.
2
Bijzondere belastingen op onderwaterbeton 3 2013
30
3 Overzicht van de grondopbouw
De zwel (?h) wordt als volgt bepaald:
?h = h ? C
sw
_______ (1 + e 0 )
? log ( ?
'
i ? ?p _______ ? ' i
)
Met:
?h verschil in hoogte / zwel [m]
h laagdikte [m]
C
sw zwelindex [-]
e
0 initieel poriëngetal [-]
? '
i initiële, effectieve spanning in de Boomse Kleilaag
[kPa]
?p verschil tussen de initiële, effectieve spanning en de effec-
tieve spanning na ontlasten [kPa]
Op een aantal monsters uit de Boomse Klei is tijdens een
ontlasttrap in samendrukkingsproeven de zwelindex (C
sw) bij
ontlasten bepaald. Deze zwelindex is gemiddeld 0,028. Er is
uitgegaan van een initieel poriëngetal (e
0) van circa 0,7 zoals
volgt uit de resultaten van het laboratoriumonderzoek.
De resultaten betreffen een bovengrensbenadering, aangezien
wordt aangenomen dat de laboratoriumproeven zijn uitgevoerd
op proefstukken uit de ongeroerde monsters met het hoogste klei-
gehalte. Uit de sondeer- en boorresultaten blijkt, dat de Boomse
Kleilaag sterk gelaagd is met dunne zandlaagjes. Op basis van de
sonderingen blijkt de kleilaag voor circa 20% uit zand te bestaan.
Consolidatie
Zwel of omgekeerde consolidatie ontstaat dus bij belastingsver -
mindering en gedraagt zich als cohesieve grond onder invloed
van belasting en is daarmee tijdsafhankelijk.
Op basis van de consolidatiecoëfficiënten is de hydrodynami-
sche periode t
e (als aangegeven in onderstaande formule) afge-
leid volgens de volgende relatie:
t
e = 2 ( a ? h )
2 _________ cv
T = 2t
___ te
Met:
t tijd in seconden
t
e hydrodynamische periode waarbij het consolidatieproces
voor 99% is voltooid
h dikte van de Boomse Kleilaag ([m]
c
v gemiddelde (verticale) consolidatiecoëfficiënt tijdens
ontlasten = 1×10-6 m
2/s
Zwelbelasting
Een overzicht van de grondopbouw is te zien in figuur 3. Bij
een ontgraving in een (diepe) bouwput treedt ontlasting van de
ondergrond op, ten gevolge van het verwijderen van grond en
water. Met name cohesieve gronden, zoals de dieper gelegen
Boomse Kleilaag, zullen hierdoor zwellen. Deze zwel kan
worden aangeduid als omgekeerde consolidatie. Dit resulteert
in een volumevergroting van deze laag en additionele trek-
krachten in de trekelementen en, afhankelijk van tijdstip van
aanbrengen, zweldruk tegen de (onderwater)betonvloer.
De extra trekkracht in de paal, veroorzaakt door zwel, treedt op
na paalinstallatie en na ontgraven. Na het storten van de
(onderwater)betonvloer wordt ook deze belast door zwel. Deze
belasting wordt door de palen aan de ondergrond afgedragen.
De mate van de volumevergroting en dus zwelkracht is afhan-
kelijk van de diepte van de ontgraving, de paalkarakteristieken,
fasering en zwelpotentieel van de Boomse Kleilaag. De grootte
van de zwel wordt onder andere bepaald door de mineralogi-
sche samenstelling van de samendrukbare grondlagen.
Ten behoeve van de bepaling van de zwelbelasting is een uitge-
breide analyse uitgevoerd. De in dit onderzoek gebruikte theo-
rieën zijn ontleend uit [1]. Hierbij zijn de resultaten gebruikt
van het beschikbare grond- en laboratoriumonderzoek.
grondparameters
Sluiskiltunnel
code classificatie
OB hoofdzakelijk klei
OA/3 zand, plaatselijk
enkele kleilaagjes
1 klei, siltig
4 veen
22 zand, fijn tot matig
23A klei, vaak zandig met
schelpen
23B klei, zandig tot zand,
kleiig
23-24 klei, zandig tot zand,
kleiig
24 zand, plaatselijk
enkele kleilaagjes
43A klei (Boomse klei)
43B klei. Zandig tot sterk
zandig (Boomse klei)
44A zand, glauconiet -
houdend
44B zand, glauconiet -
houdend
3
thema
Bijzondere belastingen op onderwaterbeton 3 2013
31
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100% 0
.1 1 10 100 1000
t
ijd [ d ag en]
cons olid atie g raad [ % ]
oos twest1 m aand2 m aanden3 m aanden
0 2
4 8 6
10 12
14
16 18 20
3-12 13-12 23-12 2-112-1 22-1 1-211-2 21-2 2-3
zwel [mm]
datum [d-m]
nat ontgraven
start
productie
Gewi-palen noord NAP -21 mnoord NAP -19 mzuid NAP -21 mzuid NAP -19 m
4 Verloop consolidatie Boomse Kleilaag als gevolg van ontgraven
5 Zwelmeting tijdens ontgraving
Met:
U
v(?t) consolidatiegraad na tijdsduur ?t bij alleen verticale
afstroming [-]
Bij T = 2 is U
v 99%. De tussenliggende T kan worden bepaald
door in de vergelijking voor t verschillende waarden in te
vullen (tabel 2).
De fasering is uiteindelijk bepalend voor de belasting op palen
en onderwaterbeton. Zo treedt al een gedeeltelijke consolidatie
op als de bouwkuip nat wordt ontgraven en daarna pas de
palen worden aangebracht.
De palen in de moten O1 tot en met O3 worden na ontgraven
aangebracht. Er worden HDPE buizen om de palen heen
gemaakt, waardoor er geen zwelbelasting direct aan de palen
kan worden doorgegeven (zie ook bij 'Funderingspalen'). Pas
wanneer de onderwaterbetonvloer is gestort, wordt de zwel
verhinderd en kan zwelbelasting optreden.
Het onderwaterbeton in de moten O1 tot en met O3 zou
aanvankelijk pas worden aangebracht 3 maanden na ontgraven.
Hierdoor is de zwelbelasting met 85% afgenomen. Tijdens de
uitvoering zal monitoring van de zwel plaatsvinden. Als uit
deze monitoring zou blijken dat de zwelbelasting sneller met
85% is afgenomen dan berekend, dan zou het onderwaterbeton
sneller kunnen worden aangebracht.
T
tijdfactor; praktisch einde van de consolidatie bij
T = 2
a constante; bij tweezijdige afstroming a = 0,5
Voor de berekening van de hydrodynamische periode is reke-
ning gehouden met een kleilaagdikte van 80% van de werke-
lijke dikte (i.v.m. de aanwezigheid van zandlaagjes). De dikte
van de Boomse Kleilaag is circa 5 m aan de westkant en 8,5 m
aan de oostkant.
Dit resulteert in een hydrodynamische periode te van circa 3 en
9 maanden ter plaatse van respectievelijk de westelijke en
oostelijke toeritconstructie. Als de paalinstallatie en realisatie
van de onderwaterbetonvloer binnen deze periode zal plaats-
vinden, is de consolidatie nog niet voltooid. Een samenvatting
van de t
e verwachten consolidatieperioden op basis van de
theorie is in figuur 4 en tabel 1 gepresenteerd.
Hierbij is het verloop van de consolidatie berekend met de
volgende vergelijking:
U
v(?t) = ( T 3 _______ 0,5 + T 3
) 1/6
Tabel 1 Verwachtte consolidatieperioden oostelijke toerit
tijdsbestek t
[dg] oostelijke toerit
consolidatieperiode 271 dagen
[ca. 9 maanden]
T U
v t = 0 maand (dus direct na ontgraving) 0
00%
t = 1 maand na ontgraving 30
0,22ca. 55%
t = 2 maanden na ontgraving 60
0,44ca. 75%
t = 3 maanden na ontgraving 90
0,67ca. 85% Tabel 2
Waarde zwelbelasting door ontgraven en waterstandsverlaging
O1 O2O3
zwelbelasting op t = 0 mnd [kN/m 2] 0%170 175155
zwelbelasting op t = 1 mnd na ontgraving 55%777970
zwelbelasting op t = 2 mnd na ontgraving 75%434439
zwelbelasting op t = 3 mnd na ontgraving 85%252520
zwelbelasting op t = 4 mnd na ontgraving 100%000
verlagen waterstand naar NAP-5,0 na owb stort [kN/m²] 303030
4 5
Bijzondere belastingen op onderwaterbeton 3 2013
326
Gewi-paal voorzien van verschuifbare HDPE mantelbuis
duceerde zwelbelasting door ontgraving gerekend, omdat dan
de waterstandsverlaging weer ongedaan is gemaakt (tabel 3).
Het blijkt dus van groot belang te zijn wat de zwelsnelheid is
tijdens ontgraven of andere belastingsveranderingen.
Monitoring
Uit de theoretische beschouwing met de zwel bleek, dat de zwel
in 4 maanden volledig zou zijn opgetreden. Aanvankelijk is
gekozen om 3 maanden te wachten voordat het onderwater-
beton zou worden aangebracht. Dit is in de planning verwerkt
door 3 maanden consolidatietijd mee te nemen, zodat slechts
met een geringe zwelbelasting rekening moest worden gehou-
den. Het is echter zeer onzeker of dit inderdaad 3 maanden zal
zijn. De vraag drong zich al vrij snel op hoe de zwel te meten.
Als namelijk kon worden aangetoond dat de zwel zich sneller
manifesteert dan berekend, zou dit winst op de planning
kunnen betekenen. Drie maanden verplichte stilstand is bouw-
technisch zeer onwenselijk. Daarom is een meetprocedure
opgezet met twee extensometers en twee waterspanningsme-
ters. De Boomse Klei bevindt zich tussen NAP -16,0 en
-25,0 m. De extensometers bevinden zich op de niveaus
NAP -19 en -21 m.
De extensometingen konden continu online worden bekeken
en te zien was hoe de zwel zich in tijd ontwikkelde tijdens de
natte ontgraving (fig. 5). Uit deze metingen is gebleken, dat de
zwel praktisch direct optrad tijdens de ontgraving. Ook bleek
uit de metingen dat bij het leegpompen van de bouwkuip met
ontlastpijpen de zwel opnieuw weer toenam, geheel volgens de
verwachtingen. Daardoor hoefde niet te worden gewacht met
het aanbrengen van het onderwaterbeton.
De oorspronkelijke waterstand is NAP +1,0 m. Om het onder
-
waterbeton te ontlasten, wordt bij de moten O1 tot en met O3
de waterstand onder de vloer tijdens de bouw verlaagd tot
NAP -5 m door middel van ontlastpijpen. Dit is mogelijk
omdat de damwanden in de Boomse Klei reiken. Het gewicht
van het water wordt dus met 6 m verlaagd waardoor een extra
zwelbelasting op zal treden van circa 30 kN/m². Deze zwel-
belasting verdwijnt zodra de waterstand weer wordt verhoogd
in de eindfase.
In tabel 2 staan de waarden van de zwelbelasting door ontgra-
ven en de waarde van de zwelbelasting als gevolg van de water -
standsverlaging onder de onderwaterbetonvloer.
Door vervormingen van de Gewi-palen en het onderwater-
beton zelf zal een deel van de zwel ongehinderd kunnen plaats-
vinden, waardoor de zwelbelasting afneemt. Op basis van de
berekeningen van het onderwaterbeton zijn de gemiddelde
vervormingen van het onderwaterbeton onder invloed van het
eigen gewicht en de waterdruk bepaald. Omdat de waterstands-
verlaging een tijdelijke situatie is, is het uitgangspunt dat de
vervorming van het onderwaterbeton alleen een reducerende
werking heeft op de zwelbelasting door ontgraving en niet op de
zwelbelasting door de waterstandsverlaging. De zwelpotentieel
wordt daarom gesplitst in een deel door ontgraving en een deel
door waterstandsverlaging. Op het deel door ontgraving wordt de
vervorming van het onderwaterbeton in mindering gebracht.
Vervolgens wordt op basis van het gereduceerde zwelpotentieel de
gereduceerde zwelbelasting door ontgraving bepaald.
In de bouwfase wordt de gereduceerde zwelbelasting door
ontgraving en de zwelbelasting door waterstandsverlaging in
rekening gebracht. In de gebruiksfase wordt alleen met de gere-
lengte HDPE
b.k. paal
paal afsnijden 100 mm
onder b.k. vloer
kale Gewi-staaf
ø 63,5 St 555/700
kale Gewi-staaf ø 63,5
Gewi-ankermoer
Gewi-ankermoer
Gewi-ankermoer koppelstuk Gewi-ankerschotel
DENSO-band
krimpkous
hulpstuk
hulpstuk
afstandhouder
variabel
400 krimpkous overlap
o.k. constructie vloer
krimpkous
24000
50
100
700/800
6
thema
Bijzondere belastingen op onderwaterbeton 3 2013
33
-0,005 0,005
0,01
0,015
0,02
0 5 10 15 20 25 30 35
ontwerp incl zwel
LEEG 16-07-2012 ontwerp excl zwel
-0,005 0
0,005 0,01
0,015
0,02
rijzing
locatie
7
Nadat de palen zijn aangebracht, zijn hierop geschiktheidsproe-
ven uitgevoerd die de waarde voor de veerstijfheid bepalen.
Hierbij is de toegepaste veerstijfheid in de berekening gecontro-
leerd. De minimumwaarde voor de veerstijfheid is hier dan
50 ? ?2 = 34 MN/m. Indien de waarde hieronder komt, is sprake
van een afwijking waarna de berekening met de nieuwe, lagere
waarden moet worden gecontroleerd. Als deze lagere waarde
alsnog voldoet voor de onderwaterbetonvloer en ook voor de
definitieve betonconstructie zijn geen aanpassingen nodig.
In het onderhavige geval bleek in een redelijk aantal gevallen de
gemeten waarde lager te zijn dan de vereiste minimumwaarde.
Deze relatief lage veerstijfheid wordt veroorzaakt door de vrij
grote lengte met daarbij de HDPE mantelbuis die ervoor zorgt
dat geen aanhechting plaatsvindt in dit deel. Herberekeningen
toonden echter aan dat de berekeningen bleven voldoen.
In de berekening van onderwaterbetonvloeren is de belangrijk-
ste invloedsfactor op de buigende momenten in de vloer het
verschil in stijfheid tussen paal en bouwkuipwand, dus k
p ? kw.
In de praktijk varieert deze waarde tussen 2 en 5 voor Gewi-
palen afhankelijk van het wandtype.
De gevonden veerstijfheid van de Gewi-paal uit de geschikt-
heidsproef wordt in de onderwaterbetonberekening gebruikt
en blijkt daarbij goed overeen te komen met de vervormingen
van de onderwaterbetonvloer. Het blijkt dus dat de individuele
paalveerstijfheid uit de geschiktheidsproef een goede maat is
voor de gehele groep van palen.
Hulpbrug spoor
Dwars over de bouwkuip is een spoorbrug met middensteun-
punt aangebracht (foto 8). Het middensteunpunt bestaat uit
2×3 stalen buispalen Ø508 die op druk worden belast. Deze
buispalen gaan tot in de zandlaag onder de Boomse Klei.
De palen gaan dus door het onderwaterbeton heen en zijn al
aanwezig vóór de ontgraving en de stort van het onderwater-
beton. Door de relatief slappe Gewi-palen en stijve buispalen
Funderingspalen
De fundering van de tunnel en de verankering van de onder -
waterbetonvloer is uitgevoerd met Gewi-palen. Dit is niet
alleen bij het onderwaterbeton maar ook in het polderdeel
toegepast. In het polderdeel zijn de palen vóór ontgraving
aangebracht terwijl in het onderwaterbetondeel de palen ná
ontgraving zijn aangebracht.
Aangezien het ontwerp vooruitloopt op de uitvoering en
gereed moest zijn voor dat de ontgraving zou plaatsvinden, is
in het ontwerp van de Gewi-palen een voorziening getroffen
tegen de zwel. Vooral voor de palen die vooraf worden aange-
bracht, treedt de zwel volledig op tijdens ontgraving en komt
er dus de volledige zwelkracht op de paal. Als de palen na de
natte ontgraving worden aangebracht, is er al een zekere mate
van zwel opgetreden. Hoeveel exact is onbekend. Daarom is
voor beide situatie een voorziening getroffen aan de Gewi-
palen, bestaande uit een HDPE mantelbuis die kan verschui-
ven langs de stalen paalkern van de Gewi-paal (fig. 6)
Hiermee is dus een investering gedaan om te voorkomen, dat
na de natte ontgraving 3 maanden zou moeten worden
gewacht voor het aanbrengen van de palen en het onderwa-
terbeton.
Veerstijfheid Gewi-palen
Voor de berekening van de onderwaterbetonvloer moest de
stijfheid van de Gewi-palen worden bepaald. Aangezien het
ontwerp vooruitloopt op de uitvoering, moest dus een veerstijf-
heid vooraf worden afgeschat. In CUR-Aanbeveling 77 wordt
hiervoor een rekenmethodiek gegeven. Omdat hier nog wel
wat onzekerheden in zitten, kan ook een afschatting worden
gedaan met ervaringsgetallen.
Basiswaarde voor de veerstijfheid is de gemiddelde nominale
waarde k
gem waarop vervolgens een variatie wordt toegepast van
k
gem × ?2 en k gem ? ?2.
Als basiswaarde is hier gekozen voor een k
gem = 50 MN/m geba-
seerd op eerdere projecten.
Tabel 3 Zwelbelastingen [kN/m²]
O1 O2O3
zwelbelasting door ontgraving
[na 3 maanden] 25
2520
gereduceerde zwelbelasting door
ontgraving 9
85
zwelbelasting door waterstandsverlaging 303030
zwelbelasting in de bouwfase 393835
zwelbelasting in de gebruiksfase 985
7
Paaloprijzing Moot O1, kp=15,9MN/m/m
Bijzondere belastingen op onderwaterbeton 3 2013
34
8
8 Dwars over de bouwkuip is een spoorbrug
met middensteunpunt aangebracht
Omdat in de tweede bouwkuip (moot 2/3) een stalen hulpbrug
staat, is hier een zeer onregelmatig palenpatroon aanwezig. Dit
komt voornamelijk voor rondom het steunpunt van deze brug.
Hierdoor is geen strook van een meter te vinden die als ligger
met verende steunpunten kan dienen. Daarom is de volledige
onderwaterbetonvloer in een 3D-plaatberekening uitgevoerd.
Door de veel geringere normaaldruk ten opzichte van de start-
schacht ontstaat een groot aantal gebieden waar de toelaatbare
spanning in het onderwaterbeton wordt overschreden. Daarom
is op veel plaatsen wapening toegepast. Het voordeel van wape-
ning is, dat deze kan worden aangebracht op die plaatsen waar
dit nodig is.
In de berekening is ervan uitgegaan, dat de doorsnede zal
scheuren. Aangehouden is een stijfheid E van 15 000 N/mm².
Er is getoetst volgens CUR-Aanbeveling 77.
ontstaan grote buigende momenten in de onderwaterbeton-
vloer die niet opneembaar zijn. Daarom is een mantelbuis
Ø762 om de buis 508 gezet om het onderwaterbeton los te
houden van deze buis. De bovenzijde van deze buis is tevens op
NAP -5,0 m gehouden, hetgeen overeenkomt met de ontlast-
buizen aan de zijkant van de bouwkuip.
Metingen hebben aangetoond dat het middensteunpunt ongeveer
15 mm omhoog is gekomen. Deze vervorming geeft aan dat er
terecht maatregelen zijn getroffen om te voorkomen dat er een
belasting op de onderwaterbetonvloer wordt uitgeoefend.
Berekening onderwaterbeton
Het onderwaterbeton is toegepast in de twee bouwkuipen aan
de oostzijde (moot 1, resp. moot 2+3). De eerste kuip (moot 1)
is een symmetrische kuip met schoorstempels (fig. 2). Dit
onderwaterbeton is dan ook berekend als een ligger met
verende ondersteuning. In deze kuip is een regelmatig palen-
patroon aanwezig.
thema
Bijzondere belastingen op onderwaterbeton 3 2013
35
9
9 3D-berekening gebieden moment hoger dan capaciteit
Volgens CUR-Aanbeveling 77:
x = 3 × (h
min ? 2 ? M rep ? N 'rep)
x
toel.w = 100 mm bij een waterdruk p < 150 kN/m²
? '
b = 2 × N ' rep ? x
f '
b;rep = 18 N/mm²
M
rep;x = N ' rep × (h min ? 2 ? x ? 3) = N ' rep × (659 ? 2 ? 100 ? 3)
M
rep;s'b = N ' rep × (h min ? 2 ? (2 × N ' rep ? 3 × f ' b;rep )) =
N '
rep × (659 ? 2 ? (2 × N ' rep ? 3 × 18))
In tabel 5 worden de maximaal opneembare momenten weer -
gegeven.
In de 3D-berekening (fig. 9) worden de gebieden bepaald
waarvan het moment hoger is dan de capaciteit. Deze gebieden
zijn van wapening voorzien. Dit is zowel aan de onderzijde als
ook aan de bovenzijde vastgesteld.
Slot
In het project kanaalkruising Sluiskil is op de diepste delen
onderwaterbeton toegepast. Buiten de normale waterdruk
waren een aantal extra invloeden van toepassing. Dit waren
zwelling van de Boomse Klei en kruising met een hulpbrug
voor de trein met daardoor een zeer onregelmatig palenpa-
troon in de bouwkuip.
Door het toepassen van de observational method in de bouw-
kuip en de HDPE mantelbuis om de Gewi-paal, zijn deze
externe invloeden op de planning teruggebracht tot nul. Hier -
door kon de zeer krappe planning worden gehaald om op tijd
de TBM te kunnen starten voor het boorproces.
?
UGT
Voor de dwarsrichting zijn de maximaal opneembare momen-
ten bepaald volgens CUR-Aanbeveling 77 §8.2.1.
Eis bezwijkmechanisme A: ?
b;d < f b ? 1,25
f
b ? 1,25 = 0,92 N/mm²
?
b = 6 × M d ? h min² ? N ' d ? h min
Mu = (0,92 + N' d ? 659) × 659² ? 6
Eis bezwijkmechanisme B: Md < Mu
M
u = N ' d × (h gem ? 2 ? tol onder ? (2 ? 3 × N ' d ? f ' b))
h
gem = 800 mm
tol
onder = 100 mm
f '
b = 15 N/mm²
De maximaal opneembare momenten zijn in tabel 4 weergege-
ven.
BGT korte richting (dwars)
De BGT moet volgens CUR-Aanbeveling 77 §8.2.2 worden
getoetst.
Eis 1: ?
b < f b ? als er geen scheurvorming optreedt (uitgangs-
punt: wel scheurvorming!)
Eis 2: x > x
toel.w
?' b < f ' rep
Tabel 4 Maximaal opneembare momenten
sectie locatie N' d Mu;A Mu;B Md;max Mu;d wapening
nodig?
E=15000 Ø20-250
[kN] [kNm] [kNm] [kNm] [kNm] [ja/nee]
dwars
D1 dwars-
boven 632136172 252
405 ja
dwars- onder 245
jaTabel 5
Maximaal opneembare momenten
sectie locatie N' rep Mrep;x Mrep;?'b Mrep;max wapening
toepassen?
E=15000
[kN] [kNm] [kNm] [kNm] [ja/nee]
dwars
D1 dwars-
boven 702208213 239
ja
dwars- onder 246
ja
? PROJeCtGeGe Vens
project Sluiskiltunnel
opdrachtgever BV Kanaal Kruising
Sluiskil iov Provincie Zeeland
opdrachtnemer De bouwcombinatie
[CBT ], gevormd door BAM, TBI, Wayss &
Freytag Ingenieurbau en Croon
? LiteRA tuuR
1 COB, Eindrapport F21?E-02-083,
Meten en interpreteren van zwel in
een bouwput, Startschacht oost
Sophiaspoortunnel.
Bijzondere belastingen op onderwaterbeton 3 2013
Reacties