Funderen op CSM-panelen na proefbelastingen Bij nieuwbouw in het Cosun Park in Breda is het draagvermogen van CSM-baretten getest conform NPR 7201 1 CSM-baretten in de bouwkuip 1 16? CEMENT 3 2024 De zes woongebouwen, Cosun 1 t/m 6, bieden een variatie van koop-, sociale en middenhuurap- partementen in een parkachtige omgeving. Cosun 1 is het voormalige hoofdkantoor van de Suikerunie en is in - middels herbestemd tot appartementen. Voor Cosun 2 t/m 6 wordt voorzien in sloop en nieuwbouw. Dit artikel richt zich met name op de fundering van woongebouwen Cosun 4 en 5. Constructief ontwerp De woongebouwen Cosun 4 en 5 staan met vijf respectievelijk zes bouwlagen op een parkeerkelder van twee bouwlagen (fig. 2). Deze kelder strekt zich buiten beide gebou - wen uit en wordt op het dek voorzien van een daktuin. De bovenbouw is opgezet in een ongeschoord raamwerk, uitgevoerd in de bouwmethode wanden-breedplaat. In de lengterichting van de bovenbouw wordt de stabiliteit gehaald uit de momentvaste kno- pen tussen de bouwmuren en de vloeren. In de dwarsrichting wordt de schijfwerking van de bouwmuren benut. De wandenstruc- tuur vanaf kelderdek staat op een kolom - menstructuur in de kelder. De kelderbak is op niveau 0 en -1 uitgevoerd in breedplaat- vloeren in combinatie met balkbodems en ter plaatse gestorte betonkolommen. Ontwerp bouwkuip en fundering De twee nieuwe woongebouwen zijn voor- zien ter plaatse van het voormalige Cosun 4 en 5, die behoudens de fundering nooit zijn afgebouwd. Wel waren reeds in de grond ge- vormde, grondverwijderende avegaarpalen (mortelschroefpalen) aangebracht op een ondiep en diep paalpuntniveau. Het paal - puntniveau van de ondiepe palen was min of meer gelijk aan het aanlegniveau van de nieuwe kelder. Deze palen konden tijdens de aanleg van de kelder worden verwijderd. Het paalpuntniveau van de diepe palen reikt tot onder een waterremmende laag in een vast zandpakket. De grondslag rondom deze bestaande palen was tijdens hun installatie dermate verstoord dat een fundering op staal met een plaatfundering in combinatie met grondverbetering geen reële optie was. Een aantal van deze bestaande palen is in de nieuwe fundering opgenomen. Voor de realisatie van de kelder is rondom een verankerde CSM-wand (cutter soilmix) voorzien (foto 3). Deze reikt tot in de vaste zandlaag, onder de waterremmende laag, waarmee een gesloten bouwkuip is gerealiseerd. CSM-wanden hadden kosten - technisch de voorkeur boven diepwanden. Met het principe van CSM wordt gebruikge- maakt van de ondergrond ter plaatse, zonder dat betonmortel moet worden aangevoerd en grond moet worden afgevoerd. Ook dam - wanden zijn afgevallen in verband met de kosten. Hierbij speelde bovendien mogelijke hinder bij het aanbrengen en trekken. Omdat de CSM-stelling toch al aanwe- zig zou zijn voor de bouwkuipwanden, is besloten het gebouw ook op CSM-panelen en -baretten te funderen (foto 1). Dit had voor- delen voor kosten, planning en fasering. Het Cosun Park in Breda is een ambitieus stadsontwikkelingsproject waarbij een voormalig kantorenterrein wordt getransformeerd naar een woonplan. Op het terrein van het voormalige hoofdkantoor van de Suikerunie komen zes woongebouwen en een mogelijkheid tot ondergronds parkeren. Als fundering zijn CSM-panelen toegepast waarvan het draagvermogen vooraf is getest. PROJECTGEGEVENS project Cosun Park Breda opdrachtgever Reales architect EVA architecten hoofdconstructeur H4D Raadgevend Ingenieurs aannemer Ouwehand Bouw Gorinchem onderaannemer CSM-wanden BodemBouw Geotechnisch adviseur Geosonda Advies en uitvoering proefbelastingen Allnamics Geotechnical Experts CEMENT 3 2024 ?17 Onder de kolommenstructuur in de kelder zijn enkele CSM-panelen of -baretten van 2, 3 of 4 panelen toegepast. De belastingafdracht ligt tussen de 2000 en 7500 kN per kolom. Op deze CSM-baretten zijn poeren voorzien, als onderdeel van de keldervloer, die de ko- lomlast gelijkmatig over het CSM-oppervlak verdelen. Draagvermogen en zettings- gedrag Voor het bepalen van het draagvermogen van deze baretten is geotechnisch NEN 9997-1+C2 gevolgd. Voor de CSM-panelen en hiermede dus ook de baretten kunnen volgens hand - boek Soilmix-wanden [1] onderstaande fac- toren worden aangehouden. De baretten 2 Constructiemodel Cosun 4 en 5 met transparant weergegeven de dragende CSM-wand rondom het gebouw en daarbinnen de CSM-baretten onder de kolommenstructuur, schroefinjectiepalen als trekelementen en bestaande mortelschroefpalen 3 Verankerde CSM-wand als bouwkuipwand 2 IR. JURGEN HOUBEN Directeur / AdviseurH4D Raadgevend Ingenieurs ING. FRITS HUIJBRECHTS Geotechnisch Adviseur Geosonda IR. ROB VAN DORP Geotechnisch Adviseur Allnamics Geotechnical Experts ING. OSKAR DE KOK Constructeur / Bouwkuip Specialist BodemBouwauteurs 3 18? CEMENT 3 2024 zijn uitgevoerd met een ruimte van 100 mm tussen de CSM-panelen. Als paalafmeting is de omtrek van de baret aangehouden. Paalklassefactor schacht druk: ?S = 0,006 Paalklassefactor punt: ?p = 0,35 Last-zakkingslijn 3 (conform NEN 9997-1, fig. 6) Om de puntweerstand te kunnen berekenen zijn diepe sonderingen gemaakt, die conform de gehanteerde rekenmethodiek moesten reiken tot minimaal 4D eq onder het beoogde paalpuntniveau van de baretten. Conform de gehanteerde last-zakkingslijn 3 bedraagt de maximale verplaatsing van de paalpunt 20% van de equivalente paalpuntdiameter. Bij deze uitgangspunten zou het draag - vermogen van de baretten pas toe reikend zijn bij 3 en 4 panelen. Bovendien waren aan - zienlijke verplaatsingen van de paalpunt te verwachten, die niet opneembaar waren door de constructie. Zowel het draagvermo- gen als de verplaatsing van de paalpunt wer- den als niet-reëel beoordeeld. Besloten werd daarom geschiktheids proeven uit te voeren op meerdere twee paneels baretten. Geschiktheidsproeven Rapid Load Testing (RLT)? Voor de geschikt- heidsproeven is gebruikgemaakt van Rapid Load Testing (RLT). Dit is een methode om het draagvermogen van paalfunderingen en de daarbij optredende vervorming te bepalen. De relatief snelle methode wordt reeds tientallen jaren toegepast ter vervanging van en in aan - vulling op Statische Proefbelastingen (SLT). Voor de uitvoering en interpretatie van de resultaten is gebruikgemaakt van ISO 22477-10:2016 [2], NPR 7201:2017 [3] en CUR-rapport 230 [4], die ondubbelzinnig beschrijven op hoe de meetgegevens moeten worden uitgewerkt en beoordeeld. 4 CSM-stelling 4 CEMENT 3 2024 ?19 5 6 5 Detail kolom, vloer en in dit geval twee CSM-panelen6 Last-zakkingslijnen NEN-EN 9997-1:2011+C2:2015 StatRapid (STR)? StatRapid (STR) is een me - thodiek voor het uitvoeren van RLT (fig. 5). Het principe van StatRapid behelst het laten vallen van een valgewicht op een speciaal ontwikkeld modulair verenpakket. Door een geavanceerde combinatie van de massa van het valgewicht en de stijfheid van het veren - pakket is de tijdsduur van de belasting dus - danig dat de paal zich quasi-statisch gedraagt. Anders gezegd: de gehele paal beweegt zich gelijktijdig in dezelfde richting, waardoor (in tegenstelling tot bij dynamische proefbelas - tingen) complexe golfinterferentiepatronen niet beschouwd hoeven te worden. Voor de realisatie van de kelder is rondom een verankerde CSM- wand voorzien 20? CEMENT 3 2024 7 Omdat de CSM- stelling toch al aanwezig zou zijn voor de bouwkuip- wanden is besloten het gebouw ook op CSM-wanden te funderen 7 StatRapid testinstallatie gereed voor testen In dit geval is een configuratie ingezet met 40 ton valgewicht. Daarmee kunnen belas- tingen tot maximaal 10 à 11 MN worden uit- geoefend. Verderop in dit artikel worden de testbelastingen toegelicht die voor het pro - ject Cosun zijn toegepast. Voor een paneel met ontwerpbelasting 3300 kN bedroegen deze 5450 kN exclusief toeslag voor het effect van toekomstige ontgraving, en 6370 kN à 9140 kN inclusief deze toeslag. De belasting op de paal wordt veron - dersteld te voldoen aan een Rapid Load, wanneer wordt voldaan aan: 3400 MN/m) en anderzijds de panelen C7, G6a en G6b (< 3000 MN/m). Het is geen toeval dat de groep met de lagere veerstijfheden zich bevindt in het gebied met de vooraf reeds ver- stoorde sondeerwaarden, als gevolg van de aanwezige grondverwijderende avegaarpalen. Conclusie Uit de resultaten blijkt dat bij een belasting van 9 MN een minimale paalkopverplaatsing is waargenomen. Hiermee is aangetoond dat aan de CSM-baretten een hoger draagver - mogen kan worden toegekend dan aanvan - kelijk volgens de norm kon worden bepaald. Dit heeft geleid tot een optimalisatie van het palenplan waarin met aanmerkelijk minder CSM-panelen is volstaan. Afgevraagd kan worden of de huidige manier van berekenen van de puntweerstand voor dit soort afme - tingen de juiste is en of de toegekende paal - klassefactoren en lastzakkingslijn voor dit type funderingselement correct zijn. Hiervoor is nader onderzoek nodig met ons inziens een kans om met de inzet van CSM-panelen vaker tot een economisch funderingsontwerp te komen. LITERATUUR 1?Handboek Soilmix-wanden - ontwerp en uitvoering, CROW. 2?ISO 22477-10:2016 - Geotechnical investigation and testing - Testing of geotechnical structures, Part 10: Testing of piles: rapid load testing. 3?NPR 7201:2017+A1:2020 nl - Geotechniek - Bepaling van het axiaal draagvermogen van funderingspalen door middel van proefbelastingen. 4?CUR Rapport 230 Guidelines on the inter-pretation of Rapid Load Testing on piles. Tabel 5?Uit de metingen bepaalde veerstijfheden bij karakteristieke waarde van de belasting test [-] paneel [-] B x D [mm] L [mm]F s,d [kN]w measured [mm] @ F s,d / 1,35" k measured [MN/m] 1 as B/as 3 1200 x 2400 18,53300 0,963438 2 as B/as 6 1200 x 2400 18,53300 0,764343 3 as C/as 7 1200 x 2400 18,53300 2,931126 4 as E/as 2 1200 x 2400 18,53300 0,963437 5 as G/as 6a 1200 x 2400 18,53300 1,132926 6 as G/as 6b 1200 x 2400 18,53300 1,861778 11a 11b 11 Uit de metingen afgeleide statische last-zakkingsdiagrammen panelen B6 (a) en C (b) 26? CEMENT 3 2024