O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eGrondmechanicaDoel van het verwekingsonder-zoek is met specifiek veld- en labo-ratoriumonderzoek de eigenschap-pen van het zand onder de Goudselijn en de slappe grond ernaastvast te stellen, om vervolgens derisico's van verweking of vloeiingvan het zand te kwantificeren.Daardoor konden de in het ont-werpproces gegenereerde ontwer-palternatieven worden beoordeeld.V e l d - e n l a b o r a t o r i u m -o n d e r z o e kTer plaatse van de Goudse lijn zijnzowel verticale (vanaf het spoor)als schuine sonderingen (vanafde zijkant van de baan), boringenen elektrische dichtheidsmetin-gen uitgevoerd. De gestokenmonsters zijn in het laboratoriummet variabele dichthedenopnieuw samengesteld en be-proefd in een triaxiaalapparaat enin een Direct Simple Shear appa-raat. Ook de grond naast hetzandlichaam onder de spoorlijn isonderzocht. In het kort kunnende resultaten als volgt worden sa-mengevat:? de grond aan beide zijden naasthet zandlichaam bestaat voor debovenste 10 m uit veen en daar-onder uit slappe, organischeklei;? de losgepakte zandlaag heefteen dikte van circa 17 m, meteen in de diepte niet of nauwe-lijks toenemende conusweer-stand van circa 1 ? 2 MPa;? het zand is tamelijk uniform(D60/D10 2,0), heeft een betrek-kelijk fijne korrel (D50= circa170 ?m), is redelijk hoekig (ge-middelde afronding deeltjes> 60 ?m = circa 40 volgens deschaal van Powers) en bezit eenkalkgehalte van ongeveer 9%.Het organisch stofgehalte be-draagt circa 0,4%;? de maximale en minimale dicht-heid, uitgedrukt in het pori?nge-halte, bedraagt respectievelijk36% en 49%;? zowel uit een indirecte interpre-tatie van de sondering met demethode Lunne [1], als dedirecte interpretatie van de elek-trische dichtheidsmetingen,volgt een in-situ pori?ngehaltevan circa 46%. De relatievedichtheid Rebedraagt circa 20tot 30%;? schuifproeven met droog zandin het Direct Simple Shear appa-raat laten zien dat bij een rela-tieve dichtheid van Re 25%eerst volumeverkleining (con-tractie) optreedt en bij verderschuiven volumevergroting (di-latantie);? natte kritieke dichtheidsproevenzijn ongedraineerde triaxiaal-proeven waarbij de verticale be-lasting monotoon wordt opge-voerd (dus zonder wisselingen).Deze proeven worden bij ver-schillende relatieve dichthedenuitgevoerd. Bij dichtheden lagerdan een kritieke waarde (`nattekritieke dichtheid') treedt bijeen bepaalde belasting instabili-teit door verweking op. Hetzand gaat vloeien en hetcement 2005 164Verwekingsonderzoekzand Goudse lijnir. H.M.A. Pachen, Projectbureau RandstadRail Rotterdamir. M.B. de Groot, GeoDelftVoor het geotechnisch ontwerp van de spoorkruising van de boortunnel metde Goudse lijn is een verwekingsonderzoek op het in de baan aanwezige los-gepakte zand uitgevoerd. Een belangrijk deel van het onderzoek is bij GeoDelftin opdracht van PRR verricht. Een deel van het sondeer- en boorprogramma,alsmede de classificatieproeven, zijn door Gemeentewerken Rotterdam aan-geleverd. In dit artikel worden in het kort de proefnemingen en de daaruit vol-gende conclusies beschreven die zijn uitgevoerd om de risico's van verwekingen/of zettingsvloeiing tijdens de passages van de TBM te onderzoeken. Deoptredende verdichting (en dus zetting) van het losgepakte zand is op anderewijze onderzocht [3].1 |Plotselinge schuifvervor-ming bij ongedraineerdetriaxiaalproef op losge-pakt zand van de Goudselijnverticale belastingplunjercelzandceldrukO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eGrondmechanicamonster zakt dan in elkaar (`zet-tingsvloeiing'; fig. 1). Uit dezeproeven volgt een kritiek pori?n-gehalte van ongeveer 45% voorhet hier relevante spanningsni-veau van circa 120 kPa. Ditkomt overeen met een relatievedichtheid Revan 35%;? als het zand extreem losgepaktis (Re 10%) zal het compleetverweken en in elkaar zakken.Uit proeven met de in-situ rela-tieve dichtheid van Re 25%bleek dat het zand weliswaar bijeen bepaalde belasting plotse-ling ging vloeien onder invloedvan de neiging tot contractie ende bijbehorende (gedeeltelijke)verweking, maar dat hetmonster na circa 10% schuifver-vorming zijn sterkte hernamonder invloed van de neiging totdilatantie en een bijbehorendeafname van de wateroverspan-ning.G e o t e c h n i s c h ei n t e r p r e t a t i eIn onderwatertaluds van losgepaktzand kan onder bepaalde omstan-digheden verweking ontstaan eneen zettingsvloeiing optreden. Hetzand gedraagt zich dan net als inde natte kritieke dichtheidsproefbij een dichtheid lager dan de kri-tieke [2]. Ook in het zand onder deGoudse lijn lijkt in principe een(gedeeltelijke) zettingsvloeiingmogelijk, omdat het losgepaktezand slechts een geringe horizon-tale steunspanning vanuit hetveen en de slappe klei ondervindt,waardoor een kleine verstoring totplotselinge verweking kan leiden.En een kleine verstoring is zekerte verwachten tijdens het borenonder dit zand door. Een schuif-vervorming van circa 10% zou eenplotselinge onacceptabele spoor-wegzakking kunnen veroorzaken(fig. 2).Er is niettemin een belangrijk ver-schil met de resultaten van eennatte kritieke dichtheidsproef. Inde laboratoriumproef ondervindthet monster geen weerstand bijhet opzij duwen van de celvloei-stof: de celdruk blijft constant.Daarentegen leidt schuifvervor-ming, dus verbreding van hetzandlichaam onder de Goudse lijntot een toename van de horizon-tale spanning door de weerstandvan het omringende veen en klei.Die toename is vrij klein omdatveen en klei slap zijn. Uit eenanalyse met het eindige-elemen-tenprogramma PLAXIS bleek datde lagen niet stijf genoeg zijn omplotselinge verweking met sterkevervorming te voorkomen. Destijfheid van klei- en veenlagen isdaarom vergroot door de steun-spanning vanuit die grond te ver-hogen. Tevens wordt de drukvanuit het losgepakte zand tijdensde passage van de TBM sterk gere-duceerd door het grondwater in dezandbaan met behulp van eengoed regelbare bemaling te verla-gen. L i t e r a t u u r1. Lunne, T, H.P. Christoffersen,(1983). Interpretation of conepenetrometere data for offs-hore sands. Proc. 15thOffshoreTechnology Conf. Houston.2. Stoutjesdijk, T.P., M.B. deGroot & J. Lindenberg (1998).Flow slide prediction method:influence of slope geometry.Can. Geotechn. J. 35.3. Pachen H.M.A., M.B. deGroot, Meijers, (2005).Crossing a railway embank-ment of loose packed sandwith a shield tunnel. Proc. 5thInternational symposium TC 28,Geotechnical Aspects of Under-ground Construction in SoftGround, Amsterdam.cement 2005 1 652 |Plotselinge verzakkingGoudse lijn bij verwekingzandlichaamGoudse lijnzandveenslappe kleiPleistoceen zandboortunnels RandstadRaillosgepakt zand