|
Draagkracht van palen
Na de commentaarronde op de groene versie wordt momenteel de laatste hand gelegd aan NEN 9997-1 Geotechnisch ontwerp van constructies, waarin zijn opgenomen Eurocode 7 – Deel 1, de Nationale Bijlage en NEN 9097-1 Aanvullende bepalingen voor het geotechnisch ontwerp. Deze laatste norm bevat over paalfunderingen artikelen uit NEN 6743-1, NEN 6745-1 en -2 en CUR-publicatie 2001-4 Ontwerpregels voor trekpalen, voor zover deze aanvullend zijn op en niet strijdig zijn met Eurocode 7 – Deel 1.
Recent is CUR/DC publicatie 229 Axiaal draagvermogen van palen verschenen en binnenkort verschijnt de CUR-publicatie Ankerpalen. In deze commissies zijn nieuwe inzichten ontwikkeld betreffende de paaldraagkracht voor verschillende paalsystemen.
Daarnaast is er in Nederland een trend, waarbij in een snel tempo nieuwe paaltypen worden ontwikkeld. Voor deze palen gelden leverancierafhankelijke paalfactoren, die niet in NEN 6743-1 zijn genoemd. Vaak gaat het dan om aanpassingen aan bijvoorbeeld de boor- of schroefpunt van de paal. Bij dit type in de grond gevormde palen is de kwaliteit van de paal erg afhankelijk van de uitvoering. Zonder aanvullende proefbelastingen op deze ‘nieuwe’ palen is het niet toegestaan, zoals wel gebeurt, de paalklassefactoren over te nemen van soortgelijke, bestaande palen.
Ten slotte is er een goede ontwikkeling om steeds meer palen proef te belasten. Dit sluit aan op Eurocode 7, waarbij minder gewicht wordt gegeven aan controlesonderingen en meer aan proefbelastingen.
In de discussie rond het opstellen van NEN 9997-1 zijn deze punten uitgebreid besproken en meegewogen in de uiteindelijke tekst, die dit jaar zal verschijnen. Het doel van dit artikel is om achtergronden van de discussie weer te geven.
CUR-publicatie 229 – Axiaal draagvermogen van palen
In juli 2010 is CUR/DC publicatie 229 Axiaal draagvermogen van palen verschenen, waarin de resultaten zijn gegeven van een studie naar de draagkracht van palen uitgaande van in de archieven aanwezige proefbelastingsresultaten. Alleen van grondverdringende palen bleken voldoende kwalitatief goede gegevens aanwezig te zijn. De belangrijkste conclusies ten aanzien van dit paaltype zijn :
- de proefresultaten onderschrijven de s-waarde in NEN 6743-1;
- de waarde van p blijkt afhankelijk van de diepte van de paalpunt in het zandpakket. Bij een penetratiediepte van meer dan 8D neemt p af tot 0,6;
- gezien het Europese harmonisatietraject en de Nederlandse kennispositie is nader onderzoek naar de axiale draagdracht van alle paalsystemen noodzakelijk;
- voor goed vervolgonderzoek zijn voldoende proeven, zowel kwalitatief als kwantitatief, van alle paalsystemen noodzakelijk.
CUR-publicatie – Ankerpalen
In de CUR-publicatie Ankerpalen (met name bij toepassing beneden onderwaterbeton) is de draagkracht van op trek belaste ankerpalen onderzocht, eveneens uitgaande van in de archieven aanwezige proefbelastingsresultaten. Kenmerkend voor deze publicatie is de aanbevolen procedure voor de verificatie van de draagkracht door proefbelastingen vooraf čn achteraf. Voor de paalklassefactoren zijn steeds een hoge en een lage waarde gegeven. Worden achteraf geen proefbelastingen gedaan, dan moet worden uitgegaan van de lage waarden. Voor ontwerpberekeningen mag worden uitgegaan van de hoge waarden, mits proefbelastingen (vooraf en achteraf) worden uitgevoerd. Hogere factoren dan genoemd in de tabel zijn voor het desbetreffende werk toegestaan als dit aangetoond is met de proefbelastingen.
Paalklassefactoren in de nieuwe NEN 9997-1
De tabel met paalklassefactoren voor de berekening van de draagkracht zal er in NEN 9997 1 in grote lijnen uitzien zoals hieronder is weergegeven. De last-zakkingslijn verwijst naar de figuren 6 en 7 van NEN 6743 1 die ongewijzigd in NEN 9997 1 zijn overgenomen als de figuren 7.n en 7.o.
| Type paal |
Nadere specificatie |
Wijze van installeren |
CXp |
CXs |
CXt |
last-zakkings-
lijn |
|
HOUTEN PAAL |
Constante dwarsafmeting |
geheid |
1,0 |
0,010 |
0,007 |
1 |
|
Taps toelopend |
geheid |
1,0 |
0,012 |
0,007 |
1 |
|
BETONPAAL |
Geprefabriceerd; met constante dwarsafmeting |
geheid |
1,0 |
0,010 |
0,007 |
1 |
|
In de grond gevormd met een gladde mantelbuis met constante dwarsafmeting op een voetplaat, waarbij het beton direct tegen de grond drukt |
geheid, mantelbuis wordt terugheiend in com-binatie met statisch trekken uit de grond ver-wijderd; voetplaat blijft in de grond achter |
1,0 |
0,0014 |
0,0012c |
|
|
In de grond gevormd met een gladde mantelbuis met constante dwarsafmeting op een voetplaat, waarbij het beton direct tegen de grond drukt |
geheid; mantelbuis wordt trillend in combinatie met statistisch trekken uit de grond verwijderd; voetplaat blijft in de grond achter |
1,0 |
0,012 |
0,0010c |
1 |
|
In de grond gevormd met een gladde mantelbuis met constante dwarsafmeting op een schroefpunt, waarbij het beton direct tegen de grond drukt |
geschroefd; bij het trekken van de mantelbuis blijft de schroefpunt in de grond achter |
0,9 |
0,009 |
0,009 |
1 |
|
In de grond gevormd met behulp van een avegaar |
geschroefd |
0,8 |
0,006 |
0,0045 |
2 |
|
In de grond gevormd met behulp van steunvloeistof |
gegraven of geboord |
0,5 |
0,006 |
0,0045 |
3 |
|
STALEN PAAL |
Constante dwarsafmeting; buis met gesloten puntb |
geheid |
1,0 |
0,010 |
0,007 |
1 |
|
Constante dwarsafmeting; profiel |
geheid |
1,0 |
0,006 |
0,004 |
1 |
|
Constante dwarsafmeting; open buis |
geheid |
1,0 |
0,006 |
0,004 |
1 |
|
In de grond gevormde groutschil rond profiel met voetplaat |
geheid, met groutinjectie |
1,0 |
0,0014 |
0,012 |
1 |
|
Constante dwarsafmeting boven de schroefpunt |
geschroefd |
0,8 |
0,006 |
0,0045 |
1 |
|
In de grond gevormde groutschil rond buis met schroefpunt (schachtmiddellijn 300 mm of groter) |
geschroefd zonder de paal tijdens aanbrengen op en neer te halen; menging van de grond met grout |
0,9 |
0,009 |
0,009 |
1 |
|
Constante dwarsafmeting |
gepulst |
0,5 |
0,005 |
|
3 |
|
MICROPAAL
ANKERPAALd,e |
In de grond gevormd met dubbele boorbuis, waarbij het grout direct tegen de grond drukt |
spoelboren met groutinjectie, niet afgeperst
spoelboren met groutinjectie, wel afgeperst |
*
* |
0,008f
0,011g |
0,008f
0,011g |
2
1 |
|
In de grond gevormd met enkele boorbuis, waarbij het grout direct tegen de grond drukt |
spoelboren buitenom met groutinjectie niet afgeperst
spoelboren buitenom met groutinjectie, wel afgeperst |
*
* |
0,008f
0,011g |
0,008f
0,011g |
2
1 |
|
In de grond gevormd met ankerbuizen en boorkop, waarbij het grout direct tegen de grond drukt |
zelfborend met groutinjectie |
* |
0,008f |
0,008f |
2 |
|
In de grond gevormd met ankerbuizen en schroefbladen, waarbij het grout direct tegen de grond drukt |
geschroefd; menging van de grond met groutinjectie |
* |
0,008f |
0,008f |
2 |
|
In de grond gevormd met stalen hulpbuis, waarbij het grout direct tegen de grond drukt |
ingetrild met groutinjectie |
* |
0,006f |
0,006f |
2 |
*Ten tijde van de samenstelling van dit artikel nog niet vastgelegd
| a. |
De in de tabel weergegeven waarden hebben een geldigheidsduur tot 1 januari 2016. Na deze datum gelden voor alle paalsystemen 33% lagere waarden dan in de tabel staan. Toepassing van waarden hoger dan deze gereduceerde waarden zijn na 1januari 2016 alleen mogelijk op basis van vooraf bij NEN aangemelde proefbelastingen die leveranciers voor hun eigen paaltype(n) laten uitvoeren en waarvan een voor ieder toegankelijke en goedgekeurde beschrijving van het paalsysteem en van het installatieproces bij NEN is gedeponeerd. |
| b. |
De voetplaat van de buispaal met gesloten voet mag niet meer dan 10 mm uitsteken buiten de buis. |
| c. |
Bij trekpalen van dit type paal mag de voetplaat niet meer dan 25 mm uitsteken buiten de mantelbuis. |
| d. |
De waarden gelden voor geboorde micropalen met een schachtmiddellijn niet groter dan 300 mm en niet geboorde micropalen met een schachtmiddellijn of maximale afmeting van de dwarsdoorsnede van de schacht van niet meer dan 150 mm.
De waarden gelden voor ankerpalen met een schachtmiddellijn niet groter dan 200mm voor ankerpalen aangebracht met spoelboren en ingetrilde ankerpalen en 400 mm voor zelfborende en geschroefde ankerpalen. |
| e. |
Voor het maken van een ontwerp mag worden uitgegaan van de hoge waarden van t, indien de draagkracht respectievelijk trekweerstand achteraf door paalbelastingproeven worden bevestigd, zie f en g. In het geval dat geen paalbelastingproeven worden uitgevoerd, moet worden uitgegaan van de lage waarden. |
| f. |
Indien de trekweerstand achteraf door paalbelastingproeven wordt bevestigd mag in plaats van 0,008 respectievelijk 0,006 worden uitgegaan van een waarde van 0,0012 of hoger, indien aangetoond door de paalbelastingproeven. |
| g. |
Indien de trekweerstand achteraf door paalbelastingproeven wordt bevestigd mag in plaats van 0,0011 worden uitgegaan van een waarde van 0,0017 of hoger, indien aangetoond door de paalbelastingproeven. |
|
Tabel 7.c (NEN 9997-1) - Waarden voor de paalklassefactor p, s en voor t (in het geval van zand en zand/grindhoudende grond)a |
Zoals uit de tabel blijkt, is de in CUR-publicatie 220 vermelde reductie van de p-waarde niet opgenomen. Redenen hiervoor zijn:
-de lage p -waarde voor palen die meer dan 8D in de draagkrachtige zandlaag staan, is vooralsnog alleen aangetoond bij grondverdringende palen. De komende jaren moet bij alle paalsystemen onderzoek worden uitgevoerd naar de draagkracht bij een penetratie van meer dan 8D in de draagkrachtige zandlaag;
-in Nederland zijn geen problemen gedocumenteerd van palen met te weinig verticale draagkracht op druk;
-het nog incomplete beeld van de problematiek leidt mogelijk op dit moment tot een ongewenste marktverstoring.
Bij ondiep gefundeerde palen (minder dan 8D) worden geen problemen verwacht bij het hanteren van bovenstaande factoren. Bij dieper gefundeerde palen in dichte palenvelden wordt de lage p-waarde vermoedelijk gecompenseerd door verdichting, die bij op druk belaste palen gewoonlijk niet afzonderlijk in rekening wordt gebracht. Ook bij dergelijke palen worden geen problemen verwacht.
Conform de aanbeveling van de CUR-commissie Ankerpalen zijn steeds een hoge en een lage waarde voor de paalfactoren gegeven, afhankelijk of al dan niet proefbelastingen worden uitgevoerd. Dit is aangegeven met de voetnoten e, f en g in de tabel. Door het opnemen van twee verschillende waarden in de tabel wordt rekening gehouden met de uitvoeringsgevoeligheid van dit type palen.
Proefbelastingen
Algemeen heerst de overtuiging dat palen vaker moeten worden proefbelast om betrouwbare gegevens over de draagkracht te verkrijgen. Bij de analyse van de proefbelastingsresultaten dient goed gekeken te worden naar de verhouding punt- en schachtdraagkracht. Voor de bepaling van de -waarden is een duidelijke norm beschikbaar, namelijk NEN 6745‑1 en -2, waarvan delen zijn overgenomen in NEN 9997-1. Ook CUR-publicatie Ankerpalen geeft duidelijke richtlijnen hoe een betrouwbare paalfundering kan worden ontworpen, mede gebaseerd op proefbelastingsresultaten. Daarom zijn alle in de tabel gegeven waarden geldig verklaard voor de komende 5 jaar (voetnoot a in de tabel). In deze periode wordt van leveranciers verwacht, dat zij de draagkracht van hun paalsystemen door middel van vooraf aangemelde proefbelastingen aantonen. De paalfactoren uit deze belastingproeven moeten worden gedeponeerd bij NEN. Bij het achterwege blijven van deze onderbouwing worden de factoren voor het desbetreffende paalsysteem in 2016 gereduceerd met 33%. De normcommissie streeft er naar om de vereiste veiligheid van paalfunderingen op hetzelfde niveau te houden en spreekt de hoop uit dat de komende 5 jaar veel proefbelastingsresultaten beschikbaar komen die ten goede komen aan de betrouwbaarheid van draagkrachtberekeningen. Kennis van het werkelijke veiligheidsniveau zal leiden tot extra efficiëntie in combinatie met een duurzame paalfundering.
Auteurs:
ir. G. Hannink en ir. A.J. van Seters namens de normcommissie Geotechniek Algemeen en Funderingstechniek, met bijdragen van ir. H.L. Jansen.
Reacties op dit artikel kunt u sturen naar de secretaris van de normcommissie, de heer drs. ir. L.J. Buth; Leendert.Buth@nen.nl
Bron: Geotechniek
|
