Navigatie in het document kan op de volgende manieren geschieden:

  • Door in het linker deelvenster door te klikken van hoofdonderwerp naar subonderwerpen, totdat het gewenste subonderwerp is bereikt.
  • Door het invoeren van een zoekterm.
  • Door binnen een eenmaal geopend artikel door te klikken op hyperlinks in de tekst.

Het handboek is ingedeeld in een vijftal hoofdonderwerpen:

  • In ‘Introductie’ worden definities en terminologie vastgelegd, wordt ingegaan op de geometrie van tunnels voor verschillende doeleinden en worden bouwmethoden beschreven.
  • In ‘Ontwerpaspecten’ worden allereerst de algemene eisen en beoordelingscriteria omschreven en wordt onderscheid gemaakt tussen de ontwerpaspecten voor de uitvoering en de uiteindelijk te bouwen constructie. Hierbij komen zowel aspecten waarmee rekening moet worden gehouden, als ontwerpmethoden aan bod.
  • In ‘Ontwerpaspecten Definitieve constructie’ en ‘Ontwerpaspecten Uitvoering’ komen de best practices aan bod, waarbij voor zover mogelijk onderscheid is gemaakt tussen tijdelijke en permanente constructies. Met tijdelijke constructies wordt hier vooral verwezen naar constructies die spelen in de bouwfase, dus onder dit hoofdonderwerp zijn de verschillende uitvoeringsprincipes ook uitgebreid terug te vinden.
  • In ‘Uitvoering’ tenslotte worden het uitvoeringsproces en verschillende uitvoeringsmethoden beschreven.

GEWI palen

Artikel nr. 623

De exacte wijze van uitvoeren is afhankelijk van projectspecifieke omstandigheden en in te zetten materieel. Onderstaand is ter illustratie een mogelijke uitvoeringswijze beschreven, gebaseerd op verbuisd boren met dubbele buis vanaf een traverse over een bouwkuip.

De maatvoerder zet de palenrijen en –stramienen uit op de kuipwand en traverse. In bepaalde gevallen kan ook met piketjes de locatie van de te realiseren GEWI-palen worden aangegeven. De streepjes op de kuipwand en traverse, maar ook de piketjes, krijgen een kleur die overeenkomt met de kleurcode op de palenstaat.

Buiten de kuip is een werkterrein benodigd voor het lossen en eventueel opslaan van GEWI staven met toebehoren. Vóór aanvang van het boren worden de ankerboormachine en hulpkranen gemobiliseerd en de groutinstallatie opgesteld inclusief voorzieningen (water, elektra etc.). De groutinstallatie bevindt zich normaliter buiten de kuip. De stelling en hulpkraan kunnen tevens buiten de kuip worden opgesteld, of op een traverse over de kuip.

De binnenbuis en buitenbuis worden gelijktijdig ingeboord met de ankermachine. De buitenbuis zorgt voor de stabiliteit van het boorgat. De binnenbuis draait daarbij rond, waardoor de daaraan bevestigde boorkop de grond losmaakt. Via de binnenbuis wordt gelijktijdig boorvloeistof (meestal water, soms een dun groutmengsel t.b.v. boorgatstabiliteit) ingebracht. Dit spoelwater vermengt zich met de loskomende grond en komt via de ruimte tussen binnen- en buitenbuis boven uit de spoelkop van de ankermachine, alwaar het wordt opgevangen in een opvangbak, afgezogen met een vacuümpomp en verpompt naar het depot. De benodigde opslagcapaciteit van het depot verschilt per project en is bijvoorbeeld enkele honderden m3. Het is in veel gevallen nodig om de bodem van het depot af te dekken met een folie.

Het boorgat wordt via de binnenbuis met water gevuld tot aan bovenkant buis. Vervolgens wordt de binnenbuis (zonder toevoeging van grout of water) met de ankermachine weer naar boven gehaald en met de hulpkraan aan de traverse opgehangen.

De GEWI-staaf wordt met de hulpkraan gelost, gebruikmakend van een sprei, hijsmoeren en veiligheidshaken. Deze wordt aangepikt, naar de installatielocatie gezwenkt en in de boorbuis gevoerd. De GEWI-staaf is over het gedeelte dat in het (onderwater)beton wordt opgenomen, vooraf omwikkeld met plastic folie, zodat de staaf groutvrij en schoon blijft. Voor een goede positionering in de buis worden afstandhouders gebruikt.

Figuur 623.1 - GEWI staven met afstandhouders

Na inhangen van de GEWI-staaf wordt de boorbuis tot aan de rand met grout afgevuld. Het groutlichaam wordt vervolgens afgeperst. Er kan afgeperst worden tot aan een bepaalde hoogte onder de putbodem. Hierna breekt de grout uit, en lekt deze weg richting putbodem. Het afvullen van het geboorde gat moet zo bepaald worden dat er geen grout op de putbodem komt en er geen leeg gat blijft staan. Dit alles moet worden bijgestuurd aan de hand van de bevindingen van de duikers die een controle na de eerste ankers doen.

Figuur 623.2 - Inbrengen van GEWI palen vanaf traverse

Tijdens productie kan er voor worden gekozen om na elke paal de traverse óf de ankermachine te verrijden, afhankelijk van wat efficiënter is. De ankermachine heeft een gewicht van circa 20 ton en kan ook door de kraan worden verplaatst.

Na verharding van het grout wordt een voorgeschreven percentage van de GEWI palen beproefd. Hiervoor kan vanaf de traverse met vijzels aan de staaf worden getrokken. CUR 236 Ankerpalen [12] beschrijft overeenkomstig ISO 2477-5 drie typen proefbelastingen:

  • Bezwijkproef (tot grondmechanisch bezwijken) uit te voeren vóór of tijdens het ontwerpproces om de wrijvingseigenschappen te bepalen. Minimaal drie palen per geologisch grondpakket.
  • Geschiktheidsproef (trekbelasting Fd inclusief groepseffect, wisselbelasting etc.) uit te voeren na installatie van de productiepalen om de draagkracht en veerstijfheid te verifiëren. Minimaal 3% van totaal aantal palen met een absoluut minimum van 3 palen, verspreid over de bouwlocatie.
  • Controleproef (tot trekbelasting Fd) uit te voeren na installatie van de productiepalen om een grove indicatie van de draagkracht te krijgen om de axiale veerstijfheid te verifiëren. Minimaal 3% van totaal aantal palen met een absoluut minimum van 3 palen, verspreid over de bouwlocatie.

Proefbelastingen zijn in principe altijd vereist. Indien er bezwijkproeven vooraf en geschiktheidsproeven achteraf in combinatie met uitvoeringscontrole op alle productiepalen worden uitgevoerd, mag er worden geoptimaliseerd in de wrijvingseigenschappen tussen paalschacht en draagkrachtige zandlagen.

Voor een volledige beschrijving inclusief testprocedures wordt verwezen naar CUR 236.

Verankering van de GEWI palen aan de betonconstructie gebeurt middels zogenaamde schotels. Voor de verankering met het onderwaterbeton moeten deze schotels door duikers worden aangebracht. Voor de verankering in de constructieve tunnelvloer worden in den droge schotels aangebracht, na het droogmaken van de bouwkuip.

Er bestaan vele alternatieven naast de hierboven beschreven methode voor het inbrengen van een GEWI paal. Onderstaand worden er twee kort beschreven: boren met een enkele boorbuis en hoogfrequent intrillen.

In plaats van de dubbele boorbuis (waarbij inwendig wordt gespoeld), kan er ook worden gekozen voor een enkele boorbuis, waarbij er buitenom wordt gespoeld. Tijdens het boren wordt via het inwendige van de buis water toegevoegd, dat zich met de vrijkomende grond vermengt en via de ruimte tussen boorbuis en boorgat omhoog wordt afgevoerd. Er kan worden gekozen voor een verloren boorpunt of een open boorkroon onder de boorbuis. De ruimte tussen boorbuis en boorgat wordt gecreëerd doordat de boorbuis iets kleiner is dan de boorpunt (enkele centimeters) respectievelijk de boorkroon (enkele millimeters). De stabiliteit van het boorgat wordt verzorgd door de boorspoeling samen met de buis. Bij toepassing van een verloren punt dient het boorproces volgens een continu neergaande beweging te verlopen, om te voorkomen dat de punt los raakt. Ten opzichte van een dubbele boorbuis is het bij buitenom spoelen moelijker om goede afpersdrukken te realiseren.

Het vervaardigen van GEWI palen door de casing (een buispaal, bijvoorbeeld Ø220 mm, voorzien van een deksel en een verloren voetplaat) middels hoogfrequent trillen met een geleid trilblok en eventueel pull down op diepte te brengen en te trekken volgens de VAP (Voton Anker Paal) methode. De GEWI staaf wordt via een deksel in de casing gebracht. De casing wordt volledig gevuld met water, waarna het deksel wordt gesloten. Met een groutpomp wordt grout aan de onderzijde van de casing ingebracht. De waterkolom in de casing zorgt voor een voordruk op het grout, waardoor een goede vullingsgraad rondom de GEWI staaf geborgd wordt. Tijdens het trillend trekken van de casing wordt een overmaat grout in de grond gepompt. Zodra het niveau van bovenzijde groutprop (kuipbodem) is bereikt, wordt de groutleiding nagespoeld met water. Bij het realiseren van grote aantallen GEWI-palen volgens de VAP methode kunnen er t.g.v. het trillen significante zettingen in de omgeving optreden. Zie ervaringen project Spoorzone Delft.