'Soil mix'-wanden als kerende constructies 2010/03.03

TC RuwbouwTraditioneel wordt er voor de uitvoering van grond- en waterkerende constructies in België voornamelijk gebruik gemaakt van damwanden, palenwanden, Berlijnse wanden, ... Sinds het begin van de jaren 2000 is er hiervoor echter ook een nieuwe techniek op de Belgische markt verschenen : de toepassing van 'soil mix'-wanden.
Afb. 1 'Soil mix'-wand met een grond- en waterkerende functie.
Afb. 1 'Soil mix'-wand met een grond- en waterkerende functie.
De 'soil mix'-technologie bestaat erin om in situ grond met een cementgebonden bindmiddel te vermengen teneinde een kerende constructie te bekomen. Zodoende worden er naargelang van het gebruikte systeem cilindervormige kolommen of rechthoekige panelen gevormd. Deze kolommen of panelen worden naast elkaar geplaatst, maar wel overlappend (secans) uitgevoerd (zie afbeelding 1), zodanig dat er een doorlopende 'soil mix'-wand gerealiseerd wordt. Vóór het uitharden worden er een aantal stalen H- of I-profielen in het 'soil mix'-materiaal geplaatst die tot doel hebben om de schuif- en buigkrachten in de kerende constructie op te nemen.

De belangrijkste parameters die de uitvoering van 'soil mix'-wanden kunnen beïnvloeden, zijn onder andere de druksterkte en de elasticiteitsmodulus van het 'soil mix'-materiaal die in rekening gebracht werden tijdens het ontwerp van het bouwwerk. In het kader van het prenormatieve onderzoek over beschoeiingen (gevoerd met de financiële steun van de FOD Economie en het NBN) werden er totnogtoe zo'n 950 drukproeven en 100 elasticiteitsproeven uitgevoerd op in situ geboorde 'soil mix'-kernen. Hiertoe werd de volgende proefprocedure uitgeschreven en gevalideerd :
  • uitvoering van de drukproeven (NBN EN 206-1) op 'soil mix'-kernen met een 'hoogte/diameter'-verhouding van 1
  • uitsluiting van de resultaten van de drukproeven op monsters met grondinsluitsels, groter dan 1/6 van de diameter, op voorwaarde dat niet meer dan 15 % van de proefmonsters uitgesloten wordt
  • bepaling van de statische elasticiteitsmodulus (volgens de norm NBN B 15-203) op 'soil mix'-kernen met een 'hoogte/diameter'-verhouding van 2
  • berekening van de elasticiteitsmodulus op basis van de vervorming, opgemeten tijdens een cyclische belasting van het proefstuk (secans elasticiteitsmodulus).
Uit de aldus uitgevoerde laboratoriumproeven is gebleken dat :
  • de druksterkte van het 'soil mix'-materiaal een belangrijke spreiding vertoont, zelfs indien de proefstukken uit dezelfde wand afkomstig zijn
  • de druksterkte van het 'soil mix'-materiaal (grootteorde van 3 tot 35 MPa) afhankelijk is van de gebruikte grondsoort
  • het voor de bepaling van de karakteristieke waarde van de druksterkte beter is te opteren voor een lognormale verdeling van de individuele druksterktewaarden dan voor een Gaussiaanse verdeling
  • de elasticiteitsmodulus van het 'soil mix'-materiaal ongeveer een factor 620 tot 1460 hoger ligt dan de druksterkte ervan (afbeelding 2).

    Afb. 2 Verhouding tussen de elasticiteitsmodulus en de druksterkte van 'soil mix'-kernen, afhankelijk van het uitvoeringsprocedé.
    Afb. 2 Verhouding tussen de elasticiteitsmodulus en de druksterkte van 'soil mix'-kernen, afhankelijk van het uitvoeringsprocedé.
De vraag naar een aangepaste mechanische rekenmethode voor 'soil mix'-constructies die rekening houdt met de heterogeniteit van de grond en de grondinsluitsels, blijft momenteel echter nog open. Daarom heeft het WTCB eind 2009 een bijkomend onderzoeksproject op poten gezet met bijzondere aandacht voor :
  • de druksterkte van 'soil mix'-constructies, rekening houdend met de invloed van de grondinsluitsels
  • de hechting tussen het 'soil mix'-materiaal en de stalen wapeningselementen
  • de duurzaamheid van het 'soil mix'-materiaal
  • de doorlatendheid van het 'soil mix'-materiaal.
Volledig artikel


P. Ganne, dr. ir., projectleider, laboratorium 'Grondmechanica en monitoring', WTCB
N. Huybrechts, ir., afdelingshoofd, afdeling 'Geotechniek', WTCB
F. De Cock, ir., Geotechnical Expert Office, Geo.be
B. Lameire, ing., Belgische Vereniging Aannemers Funderingswerken (ABEF)
J. Maertens, prof. ir., K.U.Leuven