NL2004048C2 - Werkwijze voor het berekenen van het draagvermogen van een funderingspaal. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het berekenen van het draagvermogen van een funderingspaal.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het berekenen van het draagvermogen van een op een bepaalde bodempositie in te brengen 5 funderingspaal.

Een dergelijke werkwijze is in de stand der techniek algemeen bekend. Daarbij kunnen funderingspalen door heien, trillen, schroeven, boren en ter plaatse vervaardigen verwezenlijkt worden. Vanzelfsprekend is het van groot belang vooraf het draagvermogen van een dergelijke funderingspaal te kennen zodat het aantal palen, de 10 afmetingen daarvan en de diepte tot waarop deze in de bodem gebracht worden zoveel mogelijk geoptimaliseerd kan worden.

In de stand der techniek worden daarom sonderingsproeven gedaan nabij de plaats waar de funderingspaal of funderingspalen aangebracht moeten. Op basis van die sondering en de algemeen bekende fysische eigenschappen van de verschillende 15 bodemlagen kan dan de draagkracht van een in de buurt van die sondering in te brengen funderingspaal berekend worden en de fundering geoptimaliseerd worden.

Echter blijkt indien een dergelijke funderingspaal ingebracht wordt en een proefbelasting daarop aangebracht, dat onder bepaalde omstandigheden een funderingspaal meer of veel minder belast kan worden dan vooraf voorzien. Echter is 20 het niet mogelijk door een simpele correctie in het draagvermogen van de verschillende bodemlagen vooraf tot betrouwbare uitspraken te komen over die hogere belastbaarheid van de funderingspaal.

Verondersteld wordt dat dit mede veroorzaakt wordt door de voorspankracht. De voorspankracht is de weerstandskracht die ontstaat uit de opspanning van de bodem 25 door het verdringen van bodemmateriaal bij het inbrengen van een funderingspaal.

Deze kracht is met sonderen niet te bepalen. Bij bepaalde bodemlagen blijft deze spanning nadat de paal ingebracht is altijd aanwezig. Het bodemmateriaal wordt door de verdringing waarschijnlijk verdicht en krijgt daardoor andere eigenschappen en onder bepaalde omstandigheden leiden deze veranderende eigenschappen tot een 30 verhoogd draagvermogen van de bodem.

Echter is gebleken zoals hierboven al aangegeven dat het niet mogelijk is met een eenvoudige correctiefactor het effect van deze voorspankracht vooraf te bepalen. Bovendien moet steeds voldaan worden aan nationale en internationale normen met betrekking tot de constructieve veiligheid.

2 0 0 4 04 8 2

Het is het doei van de onderhavige uitvinding in een werkwijze te voorzien waarmee het mogelijk is betere uitspraken te doen over het gerealiseerde draagvermogen van een ingebrachte funderingspaal voordat die paal daadwerkelijk ingebracht wordt, dat wil zeggen op het moment dat aanpassingen aan zowel de paal als 5 de fundering nog mogelijk zijn.

Dit doel wordt verwezenlijkt bij een werkwijze voor het berekenen van het draagvermogen van een in de bodem in te brengen funderingspaal op een uit verschillende lagen bestaande bodempositie doordat deze omvat het nabij die bodempositie bepalen van de bodemopbouw en het daaruit bepalen van draagkracht 10 van die funderingspaal, het in een afzonderlijke stap bepalen van het effect van de opspankracht van de bodem op die funderingspaal en het bepalen van het draagvermogen van die funderingspaal uit die draagkracht en die opspankracht.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt de opspankracht als afzonderlijke parameter toegevoegd aan de draagkracht van de funderingspaal die op enigerlei wijze 15 zoals door vooraf sonderen bepaald is. Deze opspankracht kan op verschillende wijzen bepaald worden maar steeds wordt deze in een afzonderlijke stap onafhankelijk van het bepalen van de draagkracht van de funderingspaal, bepaald.

Volgens een bijzonder eenvoudige uitvoering van de uitvinding kan bij het op een locatie inbrengen van een groot aantal palen na het inbrengen van bijvoorbeeld de 20 eerste funderingspaal op een sondeerpositie met heien, schroeven, trillen of boren de daardoor veroorzaakte opspankracht bepaald worden. Deze kracht kan meegenomen worden bij de berekening van het draagvermogen van de opvolgende palen, dat wil zeggen ter plaatse kan de constructie herberekend worden. Een dergelijke herberekening kan eenmalig maar ook steeds herhaald worden bij het inbrengen van 25 steeds een volgende funderingspaal. Bovendien kan een en ander als controle gebruikt worden.

Omdat bij een dergelijke methode niet vooraf al rekening gehouden kan worden met de voorspankracht, dat wil zeggen bij het berekenen van de oorspronkelijke constructie en omdat verwacht kan worden dat de hierboven beschreven methode op weerstand stuit 30 bij uitvoerenden, wordt er volgens een verdere uitvoering van de uitvinding de voorkeur aan gegeven om de opspankracht te berekenen aan de hand van gegevens uit bijvoorbeeld een databank. Deze databank kan bijvoorbeeld ontstaan door bij een groot aantal werkzaamheden waarbij funderingspalen in de bodem ingebracht worden steeds 3 nasonderingen uit te voeren. Daarbij kan dan behalve bodemgesteldheid, dat wil zeggen soort van bodemlagen en dikte daarvan ook het draagvermogen bepaald worden. Dit draagvermogen bevat de opspankracht van de betreffende bodemlaag omdat de betreffende palen ingebracht zijn en de bodemlagen daardoor beïnvloed zijn. Zo kan 5 voor een breed bereik samenstellingen van bodems zowel wat betreft het soort laag als de dikte daarvan een groot aantal data verzameld worden die de bijbehorende voorspankracht van de laagsoorten weergeven. Door nasonderen kan eveneens de draagkracht van de betreffende paal worden gecontroleerd.

De opbouw van de onderhavige laag waar de funderingspaal ingebracht moet worden 10 kan dan vergeleken worden met data in de databank en aan de hand daarvan kan een afhankelijk van het aantal gegevens dat correspondeert met de bodemgesteldheid van de onderhavige laag een, meer of minder nauwkeurige inschatting van de te verwachten voorspankracht van de in te brengen funderingspaal verkregen worden. Dat wil zeggen voor het inbrengen van de funderingspaal kan op basis van de fimderingsgegevens niet 15 alleen de draagkracht van de paal maar eveneens de voor het inbrengen van de funderingspaal te verwachten voorspankracht ingeschat worden en kan daarmee rekening gehouden worden bij het bepalen van de uitvoering van de fundering omvattende de funderingspalen. Vanzelfsprekend kunnen bij de hierboven beschreven methoden, dat wil zeggen die welke werkt met een databank en die welke werkt met 20 het op het werk bepalen van de voorspankracht gecombineerd worden.

De opspankracht wordt in het bijzonder van belang indien de conusweerstand van een bodemlaag bij het sonderen onder de 20 MPa (zonder opspankracht) ligt.

Verdere van voordeel zijnde uitvoeringen van de uitvinding blijken uit de volgconclusies. In het bijzonder is de samenstelling van de bodem, dat wil zeggen het 25 soort laag alsmede de hoogte van de betreffende laag van belang. Met de onderhavige uitvinding kan de verdichting van de grond rond de funderingspaal tijdens het inbrengen zoals inschroeven bepaald worden. Daardoor kan de (horizontale) grondspanning aan de hand van de hierboven beschreven databank of op andere wijze bepaald worden en daarmee rekening gehouden worden. Afgezien van het lichter 30 kunnen uitvoeren van de fundering respectievelijk funderingspalen wordt de omgeving bij het inbrengen daarvan ontzien. Dit betreft met name de effecten die ontstaan door het verminderde materiaalgebruik en de verminderde materiaalaanvoer (transporthinder). Bovendien kan met de onderhavige uitvinding nauwkeuriger het 4

* I

draagvermogen van de betreffende funderingspalen berekend worden waardoor het mogelijk is geringe met kleinere veiligheidsfactoren te werken hetgeen economische en milieuvoordelen een verder positief resultaat oplevert.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld 5 verduidelijkt worden.

In de figuren is grafisch weergegeven:

Fig. 1 de bodemweerstand gemeten bij een sondering;

Fig. 2 de bij het installeren van een paal gemeten bodemweerstand; en

Fig. 3 de bodemweerstand bepaald bij nasondering.

10 In fig. 1 is grafisch weergegeven de lengte van de paal en de daarbij ondervonden bodemweerstand. Het eindpunt van de grafiek komt overeen met de draagkrachtige laag (bijvoorbeeld zandlaag) tot waar de paal aangebracht moet worden. Lijn 1 geeft het paalpuntniveau aan. In de stand der techniek wordt uitgaande van deze sondering het aantal palen en de afmeting daarvan bepaald. Deze sondering wordt tot een lager 15 niveau uitgevoerd om zeker van voldoende draagvermogen van de bodemlaag te zijn.

In fig. 1 -3 is lijn 2 de paalpositie en lijn 3 het maaiveld.

In fig. 2 is het inbrengen van een eerste paal getoond en bij het inbrengen daarvan wordt de bodemweerstand daarvan bepaald. Deze bodemweerstand is groter dan de eveneens afgebeelde sonderingsweerstand vanwege het hierboven weergegeven effect 20 van bodemopspanning. Dit gebied is eveneens schematisch in fig. 2 aangeduid. In fig.

3 is een fig. 2 overeenkomstige grafiek getoond waarbij echter door nasondering de voorspankracht 4 van de bodem meegenomen is. Ook hier blijkt dat het draagvermogen van de geïnstalleerde paal veel groter is dan op grond van de oorspronkelijke sondering verwacht mag worden. Dit is met het opspangebied 5 in fig. 3 weergegeven.

25 Met de gegevens verkregen uit fig. 2 en/of fig. 3 is het mogelijk de fundering en meer in het bijzonder het aantal en/of de diameter van de geïnstalleerde palen (of de lengte daarvan) optimaal aan te passen zoals hierboven aangegeven is.

Uit het bovenstaande blijkt dat de (horizontale) voorspankracht bij grondlagen met een conusweerstand kleiner dan 20 MPa en meer in het bijzonder kleiner dan 15 30 MPa en volgens een bijzondere uitvoering minder dan 10 MPa een wezenlijk deel van de belastbaarheid daarvan uitmaakt.

Na het bovenstaande zullen bij degenen bekwaam in de stand der techniek dadelijk varianten opkomen die liggen binnen het bereik van de bijgaande conclusies en gezien het bovenstaande voor de hand liggend zijn. Bovendien worden uitdrukkelijk 2 0 0 4 0 4 8 5 rechten gevraagd voor hetgeen beschreven is in de volgconclusies onafhankelijk van de hoofdconclusie.

2 0 0 4 048

Claims (12)

1. Werkwijze voor het berekenen van het draagvermogen van een in de bodem in te 5 brengen funderingspaal op een uit verschillende lagen bestaande bodempositie, omvattende het nabij die bodempositie bepalen van de bodemopbouw en het daaruit bepalen van de draagkracht van die funderingspaal, het in een afzonderlijke stap bepalen van het effect van de opspankracht van de bodem op die funderingspaal en het bepalen van het draagvermogen van die funderingspaal uit die draagkracht en 10 die opspankracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het bepalen van de bodemopbouw het bepalen van de aanwezigheid en diepte van verschillende bodemlagen omvat.

3. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het bepalen van de totale opspankracht omvat het bepalen van de opspankracht van elk van de verschillende bodemlagen.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij die opspankracht afhankelijk van de hoogte 20 van elk van die verschillende lagen bepaald wordt.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, waarbij die opspankracht van die verschillende lagen uit eerdere metingen op andere bodemposities bepaald wordt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij die eerdere metingen omvatten de aanwezigheid en diepte van verschillende bodemlagen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij uit een groep eerdere metingen die metingen gebruikt worden van een bodemopbouw waarbij de laagsoorten en de 30 laagdiepte in hoofdzaak overeenkomen met die van de bodempositie waar die funderingspaal ingebracht wordt.

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 5-7, waarbij die eerdere metingen omvatten het sonderen nabij een eerder aangebrachte funderingspaal en het daar bepalen van de voorspankracht.

9. Werkwijze volgens conclusie 8 waarbij bet bepalen van de voorspankracht bij die eerdere paal nasonderen omvat.

10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een van die lagen een conusweerstand van minder dan 20 MPa heeft. 10

11. Databank omvattende een groot aantal meetresultaten van het draagvermogen van in de bodem ingebrachte funderingspalen op verschillende bodemposities, met van elke bodempositie de laagsoort en laagdikte.

12. Databank volgens conclusie 11, omvattende het draagvermogen en de opspankracht op elk van die bodemposities.