Ontwerp van axiaal belaste funderingspalen volgens Eurocode 7 2007/03.08

Het eerste deel van Eurocode 7 (NBN EN 1997-1:2005), dat de algemene regels voor het geotechnische ontwerp vastlegt, is in België van kracht sinds het begin van 2005 (*). In dit artikel gaan we dieper in op de toepassing van dit document voor de berekening van het axiale draagvermogen van funderingspalen.

1. Inleiding

De
Afb. 1 Eurocode 7 : een instrument voor het optimaliseren van het ontwerp van funderingspalen.
Afb. 1 Eurocode 7 : een instrument voor het optimaliseren van het ontwerp van funderingspalen.
Eurocode 7 vormt een belangrijk instrument voor het harmoniseren en het optimaliseren van het geotechnische ontwerp in België en zou moeten leiden tot een verhoging van de kwaliteit en een stimulering van de innovatie.

In deze context wordt er in ons land al verschillende jaren gewerkt aan de opstelling van de Belgische Nationale Bijlage (NBN EN 1997-1 ANB) en aan een uitgebreid achtergronddocument dat een gedetailleerde en pragmatische beschrijving geeft van de manier waarop de Eurocode 7 in België moet toegepast worden.

Deze activiteiten worden uitgevoerd in de schoot van de interprofessionele WTCB-werkgroep 'Eurocode 7', die hiervoor kan steunen op de resultaten van diverse prenormatieve onderzoeksprojecten van het Centrum, met de financiële steun van de Federale Overheidsdienst 'Economie'.

Niettegenstaande het feit dat de Nationale Bijlage, die naar alle waarschijnlijkheid in de loop van volgend jaar door het Bureau voor Normalisatie (NBN) zal gepubliceerd worden, een aantal keuzen en waarden vastlegt die typisch zijn voor ons land, bevat deze geen methoden voor de berekening van het axiale draagvermogen van funderingspalen.

Hiervoor kan men wel een beroep doen op het eerste deel van het voornoemde achtergronddocument, dat binnenkort zal verschijnen op onze website.

Voor de laatste stand van zaken verwijzen we naar de website van het project van Thematische Innovatiestimulering 'Speciale funderingstechnieken' : www.tis-sft.wtcb.be (zie kader).

2. Berekening van het axiale paaldraagvermogen

Het achtergronddocument dat het ontwerp van axiaal belaste palen volgens Eurocode 7 in België toelicht, zal enkele grondige wijzigingen teweegbrengen in de huidige ontwerppraktijk. Hierna zetten we de belangrijkste even op een rijtje.
  • Optimalisering van het paalontwerp :
    Bij het paalontwerp kan men ofwel steunen op sonderingen, ofwel op de resultaten van voorafgaandelijke proeven op testpalen. In welbepaalde omstandigheden (bv. bij gebruik van nieuwe paaltypes, indien er te weinig ervaringsgegevens beschikbaar zijn, of wanneer men vermoedt dat de ontwerpregels op basis van de sonderingen te conservatief zijn), worden er bovendien procedures aangereikt om het ontwerp te optimaliseren.

  • De elektrische conus als referentie :
    Indien het ontwerp gebeurt aan de hand van sonderingen, dient men zich ervan te vergewissen dat de rekenregels opgesteld werden met de elektrische conus als referentie. Bij een sondering met een mechanische conus dient men voortaan specifieke reductiefactoren toe te passen. Deze factoren werden op pragmatische wijze vastgelegd aan de hand van een vergelijkende studie op diverse sites in België (zie tabel 1)

    Tabel 1 Toe te passen reductiefactoren op de gemeten conusweerstand bij gebruik van een mechanische conus.
    Conustype Grondtype
    Tertiaire klei Andere grondsoorten
    M1 1,30 1,05
    M2 1,30 1,05
    M4 1,15 1,05
  • Gebruik van partiële veiligheidsfactoren :
    Terwijl het vroeger gebruikelijk was om bij het ontwerp één globale veiligheidsfactor toe te passen, stelt de Eurocode het gebruik van partiële veiligheidsfactoren voor. Er wordt met andere woorden een afzonderlijke veiligheidsfactor ingevoerd voor alle parameters waarover onzekerheid kan bestaan (bv. de belastingen, de materiaal­karakteristieken, het rekenmodel).

  • Bepaling van de paalschachtwrijving :
    De paalschachtwrijving wordt bepaald aan de hand van metingen van de conusweerstand. De totale wrijving, opgemeten tijdens een (mechanische) sondering, wordt dus niet langer als maatstaf gebruikt.

  • Te hanteren paalafmetingen :
    De te hanteren afmetingen (aanzetniveau van de paal, diameter van de paalbasis, dia­meter van de paalschacht, ...) van de verschillende paaltypes die toegepast worden op de Belgische funderingsmarkt zijn op eenduidige wijze vastgelegd.

  • Nieuwe installatiecoëfficiënten :
    Er werd een tabel met installatiecoëfficiënten opgesteld, die niet enkel rekening houdt met de nieuwe inzichten (bv. op het gebied van de analyse van de statische paalbelastingsproeven), maar ook met het ontwerpkader van Eurocode 7. Om het innovatiestreven van de bedrijven aan te moedigen, werden er bovendien procedures ingebouwd om de toepassing van gunstigere coëfficiënten mogelijk te maken.

  • De correlatiecoëfficient :
    Naargelang van de uitgebreidheid van het grondonderzoek en de stijfheid van de structuur dient een correlatiecoëfficiënt toegepast te worden op het gemiddelde en het minimale draagvermogen om de spreiding van de grondkarakteristieken op de site in rekening te brengen.

  • Invoering van een modelfactor :
    Er wordt een modelfactor ingevoerd om de onzekerheden op het rekenmodel in aanmerking te nemen.

  • Belang van een kwaliteitscontrole :
    De waarde van de partiële veiligheidsfactoren die toegepast worden op het puntdraagvermogen en de schachtwrijving, is afhankelijk van het paaltype en de kwaliteitscontrole op de uitvoering. Op vraag van de sector worden er momenteel ook besprekingen gevoerd met de Belgian Construction Certification Association (BCCA) omtrent de invoering van een uitvoeringscertificering voor paalsys­temen. Dit zou economisch beloond moeten worden door de toepassing van een gereduceerde veiligheidsfactor in de berekening.

3. Voordelen

Deze semi-probabilistische berekeningsprocedure, die binnen een tweetal jaar geëvalueerd zal worden met het oog op een eventuele aanpassing of verfijning, vertoont een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van de vroegere deterministische aanpak. Ze kan immers leiden tot een uniformisering van het veiligheidsniveau en tot een aantal innovatieve ontwikkelingen, vermits de investering in nieuwe systemen met een kwaliteitsvolle uitvoering economisch gevaloriseerd wordt.


M. De Vos, ir., laboratoriumhoofd, laboratorium 'Geotechniek', WTCB


(*) Vooralsnog is de NBN EN-versie van deze norm enkel beschikbaar in het Frans. De Nederlandse uitgave, waaraan het WTCB zijn actieve medewerking verleende, zou normaalgesproken nog in de loop van dit jaar moeten verschijnen.


Thematische Innovatiestimulering
'Speciale funderingstechnieken' (TIS-SFT)

TIS logo
TIS-SFT is een door het IWT gesubsidieerd project van thematische innovatiestimulering dat tot doel heeft om de innovatie in de sector van de speciale funderingstechnieken aan te wakkeren. Hierna volgt een beknopt overzicht van enkele recente acties en evenementen in dit kader.
Vlaams Innovatienetwerk

1. Activiteiten van de TIS-SFT-werkgroepen

Op dit ogenblik zijn er binnen TIS-SFT twee werkgroepen actief :
  • werkgroep 1 'Funderingstechnieken' werkt samen met de Belgische Vereniging van Funderingsaannemers (ABEF) aan de ontwikkeling van een digitaal publicatiesysteem waarmee het mogelijk moet worden om op een overzichtelijke en gestructureerde manier de op de Belgische markt beschikbare funderingstechnieken in kaart te brengen. Hoewel de aandacht van de werkgroep in eerste instantie toegespitst is op paalsystemen, is het de bedoeling om later ook andere speciale technieken onder de loep te nemen

  • werkgroep 2 'Diepfunderingen en materiaaltechnologie' werd pas onlangs in het leven geroepen en werkt momenteel aan aanbevelingen omtrent de thematiek van diepfunderingen en materiaaltechnologie.

2. Evenementen

In
Evenementen
aansluiting op de activiteiten van werkgroep 2 verleende TIS-SFT zijn medewerking aan de workshop 'Diepfunderingen en materiaaltechnologie'. Dit evenement vond plaats op 8 februari 2007 in het proefstation van het WTCB te Limelette. Daarnaast werden ook een aantal evenementen georganiseerd in samenwerking met de Belgische Groepering voor Grondmechanica en Geotechniek (BGGG) :
  • de vierdelige thema-avond 'Stabiliteit van taluds : uitgravingen en ophogingen', vond plaats op 24 en 31 januari 2007 en op 21 en 28 maart 2007 in de gebouwen van BESIX te Brussel
  • de studiedag 'Risicobeheer in de geotechniek', ging door op 25 april 2007 in het Brusselse 'Hotel Métropole'.

3. Publicaties

Naast de presentaties die gegeven werden tijdens de hiervoor vermelde workshop 'Diepfunderingen en materiaaltechnologie' werd de rubriek 'Publicaties en info' op de website www.tis-sft.wtcb.be aangevuld met de volgende documenten :
  • het verslag van een werfbezoek in het Franse Wingles, waar de CMC-grondverbeteringstechniek werd toegepast (CMC = colonnes à module contrôlé)
  • een met berekeningsvoorbeelden verduidelijkt referentiedocument met betrekking tot de 'Methode De Beer' ter bepaling van het eenheidsdraagvermogen (paalpunt)
  • de laatste draft van het Belgische toepassingsdocument van Eurocode 7 ter berekening van het axiale paaldraagvermogen (de definitieve versie zal eerstdaags verschijnen).
De rubriek 'Geotechnische links' werd eveneens uitgebreid met een aantal interessante websites inzake geotechniek.

4. Persoonlijke dienstverlening

Personen of bedrijven die geïnteresseerd zijn in de door TIS-SFT verstrekte diensten of die een bedrijfsbezoek of specifieke informatie ter ondersteuning van hun innovatieprojecten wensen, kunnen steeds contact opnemen met de projectverantwoordelijke (info@bbri.be) of kunnen zich inschrijven via het aanmeldingsformulier op de website.


N. Huybrechts, ir., adjunct-afdelingshoofd, afdeling 'Geotechniek en Structuren', WTCB