Naar hoofdinhoud
SOLRENF Gewapende ophogingswerken

SOLRENF Gewapende ophogingswerken

Het metier
Start: 1 september 2019 Eind: 31 augustus 2021

De gewapende ophogingswerken worden steeds vaker gebruikt als beschoeiingsoplossing.

Heb je vragen over dit onderzoeksproject?

Bel dan ons.

Contacteer ons

Noël Huybrechts

Stuur ons een e-mail

In deze geostructuren worden er binnen een opvulmateriaal (zand en grind) horizontale wapeningslagen geplaatst om zo een gewapende grondmassa te creëren die bestand zal zijn tegen de drukkrachten van de grond die zich hierachter ontwikkelen. De wapeningen kunnen bestaan uit staal (staven, netten, ladders…) of uit een geosynthetisch materiaal (geogrid, geweven geotextiel en polyesterstrips). Aan de voorkant van de aanaarding wordt de plaatselijke stabiliteit van het opvulmateriaal verzekerd door de wapeningen vast te maken aan afdekelementen (in polymeer, hout, beton, metalen korven …), wat zeer interessant is op het vlak van stedenbouwkunde en esthetiek. De afdekking kan verticaal of schuin gebeuren. Hoewel er een Europese norm bestaat (EN 14475) voor de uitvoering van gewapende ophogingswerken, is er nog geen Europese benadering voor de dimensionering ervan. In België bestaat er geen normatieve of officiële benadering voor het onderzoek van gewapende ophogingswerken. De normen van de buurlanden worden gebruikt in functie van de opdrachtgever, wat vaak leidt tot lange en dure discussies tussen de projectpartijen. In het licht van de recente ontwikkelingen (nieuwe materialen, nieuwe monitoringtechnieken, geavanceerde digitale 3D-modellen, nieuwe testprocedures …), is het mogelijk om de zichtbaarheid van de sector ten aanzien van gewapende ophogingswerken te verbeteren. Het is ook belangrijk om de internationale duurzame tendensen in aanmerking te nemen, zoals het gebruik van alternatieve opvulmaterialen (in de plaats van zand en grind): bijvoorbeeld ‘arme’ grond (bewerkte en cohesieve grond, eventueel behandeld), rubber, industriële bijproducten, puin, afval, baggerslib… Het doel van het project is dus om de zichtbaarheid van deze techniek te verbeteren en een Belgische benadering voor de dimensionering van deze structuren op te stellen die overeenstemt met de Eurocodes.

De techniek van gewapende ophogingswerken werd in de jaren zestig geïntroduceerd en wordt vandaag steeds vaker gebruikt als beschoeiingsoplossing. In gewapende ophogingswerken worden horizontale wapeningslagen binnen een opvulmateriaal geplaatst teneinde een gewapende grondmassa te creëren die bestand zal zijn tegen de drukkrachten van de grond die zich erachter ontwikkelen. De wapeningen kunnen bestaan uit staal (staven, netten, ladders…) of uit een geosynthetisch materiaal (geogrid, geweven geotextiel en polyesterstrips). Aan de voorkant van de aanaarding wordt de plaatselijke stabiliteit van het opvulmateriaal verzekerd door de wapeningen vast te maken aan afdekelementen van allerlei aard (in polymeer, hout, beton, metalen korven …), wat zeer interessant is op het vlak van stedenbouwkunde en esthetiek. Ook vernagelen (of bespijkeren) is een mogelijkheid. De afdekking kan dus verticaal of schuin gebeuren.

Sinds 1960 heeft de ontwikkeling van geosynthetische materialen in combinatie met experimentele en digitale studies van deze techniek een van de grootste geotechnische innovaties van de 20e eeuw gemaakt. Er worden besparingen van 30 tot 50% gerealiseerd in vergelijking met conventionele keermuren in gewapend beton. Hoewel er een Europese norm bestaat (EN 14475) voor de uitvoering van gewapende ophogingswerken, is er evenwel nog geen Europese benadering voor de dimensionering van deze werken. In België bestaat er geen normatieve of officiële benadering voor het onderzoek van gewapende ophogingswerken. Men maakt gebruik van de normen of richtlijnen van de buurlanden (Frankrijk, Nederland, Duitsland,…) in functie van de opdrachtgever, wat in de praktijk vaak leidt tot lange en dure discussies tussen de projectpartijen. Bovendien hebben de beslissingsnemers, ontwerpers en aannemers meestal slechts een erg beperkte kennis omtrent het toepassingsgebied van deze techniek, terwijl de mogelijkheden ontelbaar zijn.

In het licht van de recente ontwikkelingen (nieuwe materialen, nieuwe monitoringtechnieken, geavanceerde digitale 3D-modellen, nieuwe testprocedures,…), is het mogelijk om de zichtbaarheid van de sector ten aanzien van het geotechnische langetermijngedrag van gewapende ophogingswerken te verbeteren. Het is ook belangrijk om rekening te houden met de internationale duurzame tendensen, bijvoorbeeld het gebruik van alternatieve opvulmaterialen (in de plaats van zand en grind), zoals ‘arme’ grond (bewerkte en cohesieve grond, eventueel behandeld met cement of kalk), rubber, industriële bijproducten (vliegas), puin, afval (versnipperde banden), baggerslib… Interessante tendensen, maar ze leiden wel tot een hele reeks technische vragen, met name omtrent de duurzaamheid van de voorgestelde concepten. In voorkomend geval zullen de wapeningen van bestaande taluds die zich achter de gewapende ophogingswerken bevinden ook onderzocht moeten worden, om zo een algemene aanpak van het probleem te garanderen.

Het doel van dit project is een overzicht te geven van het toepassingsgebied van gewapende ophogingswerken, de verschillende uitvoeringstechnieken voor hun constructie te illustreren en de dimensionerings- en controlemethodes (QA/QC) van gewapende ophogingswerken te overlopen om tot een Belgische dimensioneringsbenadering te kunnen komen die overeenstemt met de filosofie en de inhoud van de Eurocodes.

Doelstellingen

In eerste instantie zal er een vergelijking worden gemaakt van de diverse, in de praktijk gebruikte uitvoeringstechnieken voor gewapende ophogingswerken (een voortdurend evoluerend domein met in het bijzonder de continue ontwikkeling van nieuwe soorten geosynthetische materialen). De wapeningsmaterialen die in de Belgische praktijk het meest gebruikt worden, zullen vergeleken worden op grond van hun prestaties. Ook de functionele eisen van de klassieke opvulmaterialen (zand, grind…) zullen worden onderzocht.

Op dit ogenblik bestaat er op Europees niveau geen enkele officiële norm of methodologie voor de dimensionering van gewapende ophogingswerken. Er zal dus een studie en een vergelijking moeten worden gemaakt van de verschillende nationale normen (de Britse normen BS 8006-1:2010, de Franse normen NF P 94-270 en XP G 38-064, de EBGEO-aanbevelingen in Duitsland …), en van de meest gebruikte dimensioneringsmethodes op de Belgische markt en in de buurlanden. Deze vergelijking zal gebeuren aan de hand van dimensioneringsoefeningen uitgevoerd op basisgevallen en van ‘benchmark’-oefeningen waarbij eenzelfde casus rond de dimensionering van een gewapende aanaarding naar verschillende spelers in de sector zal worden gestuurd. Op basis van de ontvangen resultaten zal een beter beeld kunnen worden gevormd van de dimensioneringspraktijk van deze werken in België en van de specifieke parameters die in de toekomstige dimensioneringsmethode moeten worden opgenomen.

Aan de hand van deze vergelijkende studie zou men de gemeenschappelijke en tegenstrijdige punten tussen de verschillende nationale benaderingen moeten kunnen aantonen, maar vooral de bepalende factoren en parameters voor de dimensionering van dit type bouwwerk moeten kunnen vaststellen. Zo kan er een ‘Belgische’ dimensioneringsbenadering worden vastgelegd die rekening houdt met de bijzonderheden van onze markt en overeenstemt met de filosofie van de Eurocodes.

Bij de dimensionering van gewapende ophogingswerken moet men verschillende aspecten in aanmerking nemen, zoals de externe en interne stabiliteit van het bouwwerk, de weerstand van de verbindingen tussen de wapening en de afdekelementen (facing), de duurzaamheid en de drainering. Terwijl men met bepaalde analytische en empirische rekenmethodes een basiscontrole kan uitvoeren van zekere aspecten van de dimensionering van gewapende ophogingswerken, moet men omwille van de complexiteit van het merendeel van de recent ontworpen bouwwerken digitale rekenmethodes gebruiken (van het type eindige elementen of eindige verschillen). Een van de doelstellingen van het project is dus om het gebruik van digitale methodes (van het type eindige elementen en eindige verschillen) in de ontwikkelde dimensioneringsmethodologie te integreren.

Bij het ontwerpen van gewapende ophogingswerken moet er in de eerste plaats een strategie worden ontwikkeld om de aanwezige grond in situ te identificeren. In het kader van dit project zal de algemene inhoud van een dergelijk bodemonderzoek nader worden bepaald en dit overeenkomstig de richtlijnen van Eurocode 7 – deel 2. Vervolgens moet worden overgegaan naar de identificatie van de installatiegegevens (opvolging van de uitvoering), die tijdens de verschillende installatiefasen van het bouwwerk gemeten, opgelijst en gerapporteerd zullen moeten worden. Ten slotte moet een controlestrategie worden ontwikkeld voor de post construction-kwaliteit. Er zal worden bepaald welke proeven en maatregelen nodig zijn om de goede werking van het bouwwerk te bevestigen eenmaal het voltooid is.

 

Een van de opkomende internationale tendensen is het gebruik van alternatieve opvulmaterialen, zoals ‘arme’ grond (bewerkte en cohesieve grond, eventueel behandeld met cement of kalk), rubber, industriële bijproducten (vliegas), puin, afval (versnipperde banden), baggerslib,… Zodra er voor de Belgische markt een lijst bestaat met alternatieve opvulmaterialen, moet er worden bekeken hoe het gebruik van deze materialen gekaderd kan worden ten opzichte van de functionele eisen uit de Eurocode 7.

Resultaten en publicaties

Het WTCB werkt momenteel aan de opstelling van een spreadsheet die:

  • de eigenschappen, mechanische kenmerken en eisen met betrekking tot een groot aantal wapenings- en opvulmaterialen zal opnemen,
  • de mogelijkheid zal bieden om deze materialen te vergelijken,
  • en zal controleren of het gebruik ervan overeenkomt met de richtlijnen van de Europese uitvoeringsnorm NBN EN 14475 en met de voorschriften van Eurocode 7 (NBN EN 1997-1).

In een tweede fase zal het WTCB een rekenmethode voor gewapende ophogingswerken opstellen aan de hand van dimensioneringsoefeningen die worden opgenomen binnen een rekenmodule. Hiermee wordt het mogelijk om de verschillende bestaande dimensioneringsmethodes via analytische of digitale controles te vergelijken.

Met de steun van