C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gFunderingencement 2004 856Indien een kabel of leiding despoorlijn moet kruisen, wordt eerstnagegaan of integreren met eenkunstwerk mogelijk is. Is dit niethet geval dan moet de kruisingzelfstandig worden gemaakt.Kabels liggen in dat geval perdefinitie in een mantelbuis; voorhet ontwerp van de kruising is erdaardoor weinig verschil met eenleiding.Vervolgens is van belang of deleiding de optredende zetting welof niet kan volgen. Kunnen de zet-tingen worden gevolgd, dan kan inprincipe een kabel of leiding in eenmantelbuis worden toegepast;kunnen de zettingen niet wordengevolgd, dan is uitwijken in hori-zontale zin, omleggen dus, of inverticale zin, boren via het pleisto-cene zand, noodzakelijk.Is dit ook niet mogelijk, of kan ergeen mantelbuis worden toegepastomdat een leiding niet of alleentegen zeer hoge kosten tijdelijkbuiten bedrijf kan worden gesteld,dan komt een overkluizing inbeeld.Een overkluizing bestaat uit eenplaat op palen of op damwanden.Is een buis niet sterk genoeg voorde bovenbelasting en is er nauwe-lijks of geen zettingsverschil, dankan worden volstaan met een plaatop palen. Worden de zettingsver-schillen zo groot dat de leidingdeze niet kan weerstaan, dan moeteen overkluizing met damwandenworden toegepast. De damwandzorgt ervoor dat de grond binnende overkluizing wordt afgeschermdvan de ophoging erbuiten. Geziende grondgesteldheid zijn bij deBetuweroute westelijk van Tieloverkluizingen op damwanden toe-gepast, oostelijk van Tiel was eenfundering op palen mogelijk.De lengte van de overkluizingen opdamwanden wordt in hoofdzaakbepaald door de lengte en vorm vande zettingslijn.O n t w e r p v a n e e no v e r k l u i z i n gDe damwanden worden op tweemanieren belast: horizontaal doorgronddrukverschillen tussen debinnen- en buitenzijde van de over-kluizing en verticaal door de belas-ting op de overkluizing en doornegatieve kleef. De optredendemomenten in combinatie met deop te nemen verticale belastingleiden over het algemeen tot toe-passing van stalen damwanden uit-gevoerd als combiwand, of vanvoorgespannen betonnen damwan-den (Spanwanden?). Toepassingvan Spanwanden?is in de situatievan de Betuweroute regelmatigaanzienlijk goedkoper geblekendan toepassing van stalen damwan-den uitgevoerd als combiwand.Voor het constructief ontwerp vanhet dek en de sloof op de betonnendamwand gelden de volgende uit-gangspunten:? de damwandplanken worden aande bovenzijde niet gesneld; dewerkwijze moet het nauwkeurigop diepte brengen mogelijkmaken;? het dek wordt statisch bepaald opde sloof opgelegd;? de sloof grijpt met `klauwen' omde plank, waardoor secundaireinklemmingsmomenten kunnenworden opgenomen;? de oplegging wordt zodaniggeplaatst dat het kopanker dat uitde plank steekt niet door de mo-biele belasting op trek wordt be-last (voorkomen van vermoeiing).O v e r k l u i z i n g v a n d eD Z H - l e i d i n gTer plaatse van km 31,8 bij Vurenkruist de Andelse Maasleiding,een rivierwatertransportleiding?1500 mm van DuinwaterbedrijfZuid-Holland (DZH), de A15 ende Betuweroute. De leiding voertwater van de rivier de Maas naarde duinen bij Den Haag en is uit-gevoerd in 6 m lange voorgespan-nen betonbuizen met een uitwen-dige diameter van circa 1700 mm.De kruising onder de A15 is des-tijds uitgevoerd met doorgelasteplaatstalen buizen, die ter plaatsevan de kruising met de Betuwe-route overgaan in de voorgespan-nen betonbuizen.Voor de kruising van de leidingmet de Betuweroute is een over-kluizing ontworpen. Tijdens deuitvoering hiervan is, vanwege hetbelang van de leiding en de kwets-bare staat waarin deze zichbevond, een aanzienlijk meetpro-gramma uitgevoerd.Bij het ontwerp van de kruisingwas voorzien de overkluizing uit tevoeren v??r aanleg van de aarde-baan. Op verzoek van de aanne-mer is dit uitgesteld tot na aanlegvan de aardebaan en is ter plaatsevan de leiding een voorzieningmet een geringe ophoging aan-gebracht om het zandtransportOverkluizingen met Spanwanden?bij de Betuwerouteir. J.W. Bosschaart, ing. J. Kuit, Grontmij Nederland bving. P.W.A.J.M Suijs, Spanbeton bvIn het trac? van de Betuweroute is een groot aantal kabels en leidingen ver-legd alvorens met de bouwwerkzaamheden voor de spoorlijn kon wordenbegonnen. Voor de kabels en leidingen die de spoorlijn kruisen zijn in het alge-meen de beschikbare ruimte en de grootte van de te verwachten zettingenbepalend voor de mogelijkheden. In sommige gevallen is hierbij een overklui-zing gemaakt van betonnen damwanden, omdat gronddeformatie voor deleidingen ongewenst was.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gFunderingencement 2004 8 57hierover mogelijk te maken.Tijdens aanleg van de aardebaan isde hoogteligging van de leidingopgemeten, waarbij aanzienlijkeverschuivingen en hoekverdraaiin-gen in de verbindingen van devoorgespannen betonbuizen zijngeconstateerd, zodanig dat de vei-ligheidsgrens was bereikt. Medehierdoor is besloten de leiding nahet aanbrengen van de damwan-den te herleggen. Tijdens hetinbrengen van de damwandenblijft de leiding in gebruik. Er pas-seert een debiet van 2 ? 3 m3/s,reden om de leiding tijdelijk op tehangen ter voorkoming vanlekkage. Hiervoor werden tussende leiding en de te plaatsendamwand Leeuwankerpalengeplaatst ter ondersteuning vanstalen balken waaraan de leidingwerd opgehangen (fig. 1).Op basis van monitoring tijdens deaanleg van de aardebaan zijn doorde leidingeigenaar eisen geformu-leerd voor de maximale uitschui-ving in de buisverbindingen tijdenshet inbrengen van de damwanden.I n b r e n g e n v a n d ed a m w a n d e nBodemgesteldheid en het op dieptebrengenDe bodem ter plaatse bestaat uit7 m samendrukbaar materiaal,opgebouwd uit 3,5 m veen op3,5 m klei, gelegen op een zandlaagmet matige vastheden, gemiddeldcirca 8 MPa. De betonwanden typeSPW 600 bevinden zich op betrek-kelijk geringe afstand van deleiding en dienen 6 ? 7 m in dezezandlaag te worden aangebracht(fig. 1). In het algemeen kanworden gesteld dat in geval vansamenhangende grond deze voorhet overgrote deel direct horizon-taal verdrongen zal worden overeen niet onaanzienlijke afstand. Ditheeft niet-acceptabele deformatievan de leiding tot gevolg en moetworden voorkomen. In het gevalvan niet-samenhangende grond zaldeze verdicht en verdrongenworden en als gevolg daarvan eenverticale deformatie te zien gevenover een beperkt gebied.Het inbrengen van de wand in hetzeer zachte holoceen is op zichzelfgeen probleem; wel ontstaat erdirect een aanzienlijk horizontaleverplaatsing als gevolg van onge-draineerd gedrag (gelijkblijvendvolume). Deze voor de leidingonacceptabele verplaatsing kaneenvoudig worden voorkomendoor plank voor plank voor teboren en te plaatsen tot op hetzand. Het inbrengen van de wandin het zand kan beter niet doorheien plaatshebben. Zonder eenexterne spuitlans te gebruiken zalhet heien buitengewoon zwaargaan en door te heien met spuitenzal het risico van verlopen en tehoge trekspanningen toenemen.Bij het aanbrengen van een wand-element met een heiblok zonder tespuiten, moet een slagcijferworden verwacht van 35 slagenper 0,25 m voor de eerste plank.Elk volgend element heit zwaardertotdat vanaf het vijfde element hetslagcijfer is opgelopen tot meerdan 70 slagen per 0,25 m, alleen aldoor verdringing zoals aangege-ven in CUR-rapport 2001-4. Als devolledige wand is geplaatst is devastheid vele malen groter gewor-den.Aanbrengen van het wandelementmet een trilblok, onder toepassingvan een spuitlans, is een veilige,goed controleerbare werkwijze.De slagkracht van de vibrator be-draagt maximaal ongeveer 1 MNen is te laag om zand te verdrin-gen, zeker als de wandelementennaast elkaar worden geplaatst. Deuitwendige spuitlans is daaromnoodzakelijk om het zand tekunnen verplaatsen.Werkwijze1. De leiding wordt tijdelijk opge-hangen aan door Leeuwanker-1 |Dwarsdoorsnede over-kluizing met hulpcon-structieb.s. = +1,350-14.000-16.0002* UNP300gewapend betonnen buis ?800DZH-leiding voorgespannen betonnen buis ?1500voorgespannen betonnen damwandtype SPANWAND? 600/65stalen strip 220*6leeuwankerpaal ?168,3*10,1-0.270 M.Vdraadeind M30bestaand-1.400N.A.P.500300300815 8151665 1665C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gFunderingencement 2004 858palen ondersteunende jukken.De palen ontlenen hun draag-vermogen alleen aan de grond-slag beneden het aanlegniveauvan de betonwanden. Verdich-ting van het zand door hetinbrengen van de wanden ver-oorzaakt hierdoor geen defor-matie van de Leeuwankerpaal.2. De wandelementen met eenwerkende breedte van 1 mworden ??n voor ??n voorge-boord en geplaatst tot op, danwel juist in het zand.Het voorboren heeft plaats meteen avegaar ? 500 mm, boorgatin het midden van de plank,vanaf draglineschotten op een1 m verlaagd maaiveld. Hetplaatsen van de wandelementengebeurt met een trilblok (PVE3 |Op diepte brengen dam-wand nadat de gordin-gen zijn verwijderdfoto: archief DZH2 |Plaatsen damwand tot ophet zand en vervolgensintrillen tot zover de gor-dingen dit mogelijkmakenfoto: archief DZHC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gFunderingencement 2004 8 592520). De afstand van de kranentot de rand van de schotten endus tot de zijkant van de leidingis zodanig dat de horizontaledruk niet veel afwijkt van deoorspronkelijke (foto 2). Doorvolledig of gedeeltelijk voor teboren met ? 500 mm zal tijdenshet plaatsen van het wandele-ment geen verdringing naaropzij optreden omdat het boor-oppervlak gelijk is aan hetoppervlak van de plank.3. Het op diepte brengen van dewandelementen met het trilblok(foto's 2 en 3) is alleen mogelijkals voldoende zand wordt verwij-derd. Dit is bereikt door het zandweg te spuiten, waarbij de lanstot aan de punt van de plank magkomen en waarbij de zaksnelheid10 ? 20 mm/s moet zijn opdathet proces controleerbaar is; niette snel, maar wel zo snel dat geenverdichting kan optreden. Delans bevindt zich zo diep dat dezesnelheden mogelijk zijn.Wel is geconstateerd dat door deverminderde zijdelingse steunals gevolg van het voorboren, deplank tijdens het inbrengenondersteuning behoeft voor eengoede aansluiting.Vanaf 0,5 ? 1,0 m boven hetpuntniveau wordt niet meer ge-spoten. De afstand is zo tebepalen dat op het paalpuntni-veau de zaksnelheid tot minderdan 5 mm/s afneemt, opdat erverdichting optreedt.4. Tijdens alle werkzaamheden zijnalle buismoffen gemeten en zijnde meetresultaten omgezet naarin- en uitschuivingen in de mof.E r v a r i n g e nCirca zes maanden nadat dewanden waren geplaatst, werdende vastheden gemeten. Dezewaren over de inheidiepte van dewand vrijwel tweemaal hoger dande vooraf gemeten waarden (fig. 4en 5). Op grond van CUR-rapport2001-4 bedraagt de verdichtingdoor verdringing van een geheidepaal bij de paal zelf circa 25%.Met deze verdichting wordt bijtoepassing van NEN 6743 in derekenregel rekening gehouden.De Spanwand?is geplaatst met eentrilblok en een uitwendige spuit-lans, het zand is verplaatst en isniet verdicht, er is geen verschiltussen de indringsnelheid van deelementen. Uit de gemetenwaarden tijdens het inbrengen overde laatste 0,5 ? 1,0 m blijkt verdich-ting van het achtergebleven zandwel op te treden. Het draagvermo-gen berekenen met de sonderingendie na het plaatsen zijn uitgevoerdis mogelijk; wel mag langs deschacht van de plank met slechts80% van de achteraf gemeten son-deerwaarde worden gerekend.Nadat vlak voor het herleggen vande leiding de ophangconstructiewerd verwijderd, zakte de leidingcirca 50 mm. Verondersteld wordtdat dit een gevolg is van verdich-ting van het zand, waarbij de vast-heid van gemiddeld 8 MPa oplieptot 14 MPa en in mindere mate alsgevolg van door spuiten te veelverwijderd zand.De zakking van 50 mm vormdevoor de DZH-leiding geen pro-bleem gezien het geplande herleg-gen ervan. De ontwerper van eenoverkluizing die Spanwanden,wiltoepassen, dient zich ervan bewustte zijn dat zakkingen van dezeorde van grootte kunnen optreden.Bij ??n van de overkluizingen diebij de Betuweroute over leidingenvan Gasunie zijn aangebracht, zijneveneens controlesonderingen uit-gevoerd. De vastheden die hier navoltooiing van de werkzaamhedenwerden gevonden, waren ook circatweemaal hoger dan de eerdergemeten waarden. Projectgegevensopdrachtgever:Projectorganisatie Betuweroute,onderdeel van ProRailhoofdaannemer:Aannemingscombinatie BetuwerouteDrie v.o.f.onderaannemers:GMB Beton- & Industriebouw bvHeibedrijf J. de Vosleverancier SpanwandSpanbeton bv-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10120 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30conusweerstand (MPa)dieptet.o.v.NAP(m)-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10120 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30conusweerstand (MPa)dieptet.o.v.NAP(m)4 |Vooraf gemaakte sondering 31-18 en het gemiddelde van zes voorafgemaakte sonderingen (o)5 |Achteraf gemaakte sondering A, het gemiddelde van zes vooraf gemaak-te sonderingen uit figuur 4 (o) en het gemiddelde van vier van de ach-teraf gemaakte sonderingen (?)