I IUITVOERINGSTECHNIEK IVOORSPANNING IVOORSPANSTRENGEN VOORGROUTANKERS BIJ ONDER-DOORGANG NS TE GOUDAing.RJ.Looij, CBR Cementbedrijven Nederland BV; De BiltVoor de verankering van de damwand op het werk 'onderdoorgang Gouda', bestekNS 5660, was een alternatiefmet betrekking tot kabelankers, type CCL Multiforce,voorgesteld. De Nederlandse Spoorwegen waren bereid medewerking te verlenenaan dit voor Nederland relatiefnieuwe type anker voor damwandverankering. Hetspecifieke probleem bij dit project was dat onder de spoordekken zeer weinigruimte beschikbaar was om de verankeringselementen in te brengen.Ditaspectbood duidelijkvoordeleninhet project te Gouda: de kabelankersvan 20 meter lengte konden in hungeheel worden ingebracht. Staaf-ankers daarentegen hadden in delenvan 2 meter moeten worden inge-bracht en onderling verbonden moe-ten worden met koppelmoffen.passing als groutankers voordelen tenoemen ten opzichte van het gebruikvan staven die te maken hebben met deflexibiliteit van het element:- de ankerlengten worden niet beperktdoor eisen met betrekking tot trans-port over de weg;~ het transport op de bouwplaats langsallerlei obstakels is geen probleem.Het relatief geringe gewicht heefthierbij een zeer gunstige invloed;- het invoeren van de ankers in hetboorgat kan zonder hulpwerktuigenworden uitgevoerd;- het werken in een beperkte ruimtevormt niet langer een probleem.Daarnaastzijn er voor de specifieke toe-De voordelen, die voor de betonbouwgelden bij toepassing van voorspanningmet kabels, zijn evenzeer relevant voorgroutankersystemen, zoals:- optimalisering door aanpassing vanhetaantal strengenaan de hand van devereiste voorspankracht;- gering verlies van voorspanstaal doorvaste afspanlengtes;- eenvoudig voorspannen in fasen, tus-sentijds blokkeren, of aflaten van dekabelkracht is mogelijk;- hydraulische blokkering van de wig-gen, waardoor een constante en be-perkte wigzetting;- automatische spanvijzels mogelijk.In Nederlandheeft men tot nu toe bijnauitsluitend voorspanstaven als hoog-waardig stalen element gebruikt. Ditkomt door het feit datde hier aanwezigegrondlagen in het algemeen minder ge-schikt zijn om er grote ankerkrachtenaan te ontlenen; vaak minder dan 800kN breuklast. In landen, waar de grond'steviger' is (rots, grind, enz.), zijnanker-krachten van 1000kN met aanhecht~lengten van 18 - 20 m geen uitzonder-ing. De totale lengte kan soms 30 tot 40m zijn. Strengen kunnen in een hogerestaalkwaliteitworden geproduceerd (ca.1,8 x hoger) dan staven. Omdat er in hetVoor .dit project waren in totaal 72groutankers nodig. Gekozen is voor hetCCL Multiforce Systeem, type 2T15 en3T15, met een breuklast van respectie- L.... ~ - - - ____'velijk 530 en800 kN, meteenenkelvou- buitenland vaak grote ankerkrachtendige corrosiebescherming, speciaal aan- worden gevraagd, ontstond uit econo-gepast en ontworpen voor dit project. mische overwegingen de vraag naarVooraf moest worden aangetoond dat trekelementen meteenhogestaalkwali-de CIPEC-spanelementenmetstrengen teit. Internationaal is er zeker 20jaar er-dezelfde karakteristieken met betrek- varing mee.king tot verwerking, spanprocedure enproefbelasting bezitten als spanelemen-ten met staven.H. et gebruik van voorspanstren-gen als trekelement bij grout-ankers is voor Nederland nogeen vrij onbekend fenomeen. Normaalgesproken worden hiervoor voorspan-staventoegepast. Het gebruikVan stren-gen voor de groutankers ten behoevevan de damwandverankering voor ditproject, mag dan ook als opmerkelijkworden beschouwd. De uitvoering vandit specifieke constructieonderdeelkwam tot stand in nauwe samenwer-king met CIPEC en Visser & SmitBouw,Afdeling Grond- en Funderings-technieken.54 Cement 1989 nr. 22 Verbeterde versie, door de strakkeomhulling klemvast aan debovenzijde te bevestigenDe controleprocedure van de ankerswordtvoor elke belastingstrap nauwge-zet bijgehouden op de afspanstaten, diena afloop van het werk ter goedkeuringaan de directie worden voorgelegd.waann:ti en lz het aantal minuten is, dat de be-treffende belasting constant gehoudenwordten UI en Uz deverplaatsingvan deankerkop in milimeters, die respectie-velijk na ti en lz is opgetreden.De krimpmaat K, dient kleiner te zijndan 2mmoIndienhetankerhier nietaanvoldoet, moet dit worden afgekeurd.Toegepaste strengen alsverankeringselement4. Vervolgens de proefbelasting aflatentot 0,2 xde werkbelasting meteen mini-mum van 50kN, ter controle van hetelastisch rekken en ter bepaling van devrijeankerlengte.5.Tenslotte kan het anker worden afge-spannen op degewenste werkvoorspan-ning. Op het werk bij Gouda was geko-zen voor een voorspanning van 80% tenaanzien van de berekende werkbelas-ting.Indien bij een anker de krimp na 5 mi-nuten groter is dan 0,2 mm, dan wordtde procedure verlengd totdat een een-duidige krimpmaat kan worden vastge-steld. Deze wordt berekend volgens deformule:1SpanprocedureInprincipewordt de methode toegepastzoals beschreven in de Duitse normDIN 4125.1. Alle ankers trapsgewijze op spanningbrengen, uitgaandevan 0,2 xdewerkbe-lasting met een minimum van 50 kN enproefbelasten op 1,5 x de gebruiksbelas-ting met een maximumvan 0,8 xbreuk-last van het staal.2. Tijdens het gefaseerd opspannen deverplaatsing meten van het vrije anker-gedeelte in de ankeras ten opzichte vaneen vast meetpunt.3. De kracht van 1,5 x gebruiksbelasting5 minuten handhaven en elke minuutde verplaatsing meten. De krimp tussende 2e en de Se minuutmoet kleiner zijndan 0,2 !llll.In het hier besproken geval is de enkel-voudige bescherming toegepast. Destrengen worden over het vrije-Iengte-gedeelte beschermd door een strak aan-sluitende PE-omhulling, die aan despanzijde wordt opg?nomen ineenplaatstalen trompet van de verankering.Aan de andere zijdewordtde omhullingdoor middelvan eenvoorafge?njecteer-de grout of kunsthars plug afgedicht.Deze corrosiebescherming is interna-tionaal (FIP) geaccepteerd en voldoetvoor toepassing van dit type groutan-kers.grondwater. In principe worden tweetypen onderscheiden, te weten:- de enkelvoudige bescherming, voorankers met een functieduur van 1,5 ? 2jaar;- de dubbele bescherming, voor ankersvan een definitief karakter of tijdelijkanker in een agressiefmilieu.Voor de testbelastingNadelen ten aanzien van het gebruikvan kabelankers zijn niet duidelijk aan-wijsbaar. wel kan worden gesteld dathet volgende punt extra aandacht ver-dient.De hogerestaalkwaliteit betekent inprincipe een grotere corrosiegevoelig-heid. Indienditwordtonderkend enge-paste maatregelen worden getroffen,hoeft het geen probleem te zijn. In ditgeval is het voordeel aanwezig dat bijcorrosiebreuk van ??n draad het ankernog niet zal bezwijken. Het uittwijnenvan de draadeinden is een indicatie vandraadbreuk, waarna eventuele maatre-gelen mogelijk zijn, voordat de con-structie overbelast raakt.CorrosiebeschermingDe aard van de toe te passen corrosiebe-scherming hangt af van de tijdsduurwaarover het groutanker dienst moetdoen en de aggressiviteit van grond enFI,sp ;;;; 0,9 Ap ,Ir . 0,1 k (DIN 4125)OntwerpgegevensHet trekelement van de groutankerswordt gevormd door meerdere kabelsvan hoogwaardig staal. Het zijn7-draads strengen, ~ ~ 150 mmz, FeP1860.Tenaanzienvan de toelaatbare krachtenop dit trekelement zijn de eisen gehan-teerd zoals vermeld in de VB. Daarnaastzijn de volgende uitgangspunten in achtgenomen.Voor de gebruiksbelasting1Fp ;;;; 1,75 ~ .Irk (DIN 4125)F'E. omhulling'?'lom?verbind?ingaanzichtankerP.E. omhullingafdichtingsbandverankering prop--doo rsne de A-Ai~doorsnede A-ACement 1989 nr. 2 55De toepassing van hoogwaardig stalenzevendraads strengen in groutankersys-temen is een logisch gevolg van succes-vol gebruikenvan de ruime ervaringdiemet strengensystemen zijn opgedaan inde betonbouw.ConclusieNa deze eerste toepassing op praktijk-schaal in Nederland met CCL-voor-spanstrengen voor groutankers, kanworden gesteld dat het een succesvol al-ternatiefkan zijn ten opzichtevan span-staven alsspanelementen voor groutan-kers.De technische en economische voorde-len worden beter benut naarmate detoegepaste ankerkrachten en anker-lengten groter worden.gepast, dit om een betere doorstromingin de doorbuis te bereiken (jig. 2).IVOORSPANNINGVerbeteringenDe strengen werden voorzien Van een'strakke' polyethyleen omhulling meteen open onderzijde. De omhullingmoet met een klemvaste verbinding aande bovenzijde worden bevestigd, op eenzodanige wijze dat er een trekvaste ver-binding ontstaat. Er zullen voortaankunststof afstandhouders worden toe-Als remedie is toen een drukvereffeningin de HDPE-buis toegepast, zodat degrout, die in de buis werd geperst, ookweer naar buiten kon treden.Tijdens het proefbelasting is geconsta-teerd dat, hoewel de grout tot boven inde HOPE-buis was geperst, de werkelij-ke vrije lengte nauwelijks afweekvan detheoretisch vrije lengte. Ditis te verkla-ren als gevolg van de slechte hechtingtussen HDPE en grout en de slappe bo-venliggende grondlagen.De verhouding van het oppervlak vande dwarsdoorsnede van het spanele-ment ten opzichte van de dwarsdoor-snede van de boorbuis was bij dit werk,in tegenstelling tot de andere projecten,zeer groot.Als gevolg van de groutdruk bij hetver-vaardigen van de ankerpluggen werd dedrainerende werking van de strengenzogroot, dat een grote droge cementpropontstond. Het water in het groutmeng-sel werd door de overdruk van 10 ? 15atm. door de 'open' strengen in het vrijeankerdeel geperst, waarbij de cement-deeltjes een dikke groutprop vormdenop de scheiding tussen het vrije anker-deel en de ankerplug. Deze groutprophechtte zich na voldoende aangroeiingtevens aan de slagbuis. Bij het trekkenvan de slagbuis werd dan ook de polyet-hyleenbescherming mee omhoog ge-trokken, terwijl in sommige gevallenzelfs het gehele spanelement mee om-hoogkwam.IUITVOERINGS'I'ECHNIEKErvaringenHet technisch-economisch concept vanhet spanelement is in grote lijnen goedte noemen. In detail zijn er echter nogverbeteringen noodzakelijk, die vooraluit de praktijk voortvloeien.Tijdens het injecteren met grout bleekdat het cementwater via de strengendraineerde. Dit is overigens een bekendfenomeen. In het ontwerpconcept Washiervoor dan ook een vooraf ge?njec-teerdeplugvankunstharsofgroutvoor-zien. Desnelheid waarmee het cement-water uittrad bleek vele malen hoger tezijn dan werd verwacht. Deze verwach-tingenwaren gebaseerdop eerderopge-dane ervaringen, onder meer in Belgi?,Frankrijk en Luxemburg."/CONCRETO B.~ Hulpstoffen van Concretomaken een goed beton nog beter.Hulpstoffenvoor mortelen betonHulpstoffen van Concreto worden in eigen bedrijfontwikkeld en vervaardigd. Dit garandeert eenconstante en gelijkmatige samenstelling.Vraag uitvoerige informatie aan:Concreto B.V.Van der Madeweg 30Postbus 71216,1008 BE AmsterdamTel.: 020 - 66 51 186Telefax (020) 94 08 7256 Cement 1989 nr. 2
Reacties