Gewapende grondconstructies

Als de beschikbare ruimte beperkt is, kan een verticale wand van gewapende grond uitkomst bieden en een alternatief vormen voor bijvoorbeeld een kerende constructie met stalen damwanden of betonnen L-wanden. Ook kunnen gewapende grondconstructies worden toegepast onder landhoofden (fundering op staal of op palen) voor wegen en spoorwegen.

In Nederland worden al jarenlang gewapende grondconstructies aangelegd en toegepast. In de recent uitgekomen SBRCURnet publicatie ‘Ontwerprichtlijn Kerende constructies van gewapende grond’ (november 2017) worden de ontwerpmethode en de uitvoerings- en beheeraspecten beschreven.

Kwast Consult is regelmatig betrokken bij het ontwerp en toetsing van gewapende grondconstructies voor wegen en spoorwegen aan opdrachtgevers- en aannemerszijde, inclusief uitvoeringsbegeleiding, zoals:

• Zuidelijke ringweg Groningen N370/N7 (opdrachtgever: aannemerscombinatie Herepoort/Joosten Concepts, bijdrage Kwast Consult: geotechnisch ontwerp): definitieve gewapende grond-/paalmatrasconstructie N370 met landhoofd (fundering op staal) in een stedelijke omgeving met complexe uitvoeringsfasering.
• Weg van de Toekomst te Oss (opdrachtgever: Ballast Nedam Engineering, bijdrage Kwast Consult: geotechnisch ontwerp): aanleg tijdelijke gewapende grondconstructie met landhoofd (fundering op staal) toeritten fietsviaduct met verticale wand (zie foto).

Foto: gewapende grondconstructie t.b.v. toerit fietsviaduct Weg van de Toekomst te Oss (2011).

Folieconstructies

Kunststoffolies worden in de GWW-sector gebruikt voor vele doeleinden, onder andere voor afdichting, bodembescherming en grondwaterbeheersing. Van deze typisch Nederlandse bouwmethode is in de CUR-publicatie 221 ‘Handboek Folieconstructies’ (januari 2009) de volgende definitie vermeld:

“Een folieconstructie is een kunstwerk, of een onderdeel daarvan, waarbij in een ontgraving door middel van een folie een kunstmatige bodemafsluiting wordt gerealiseerd. De hierin toegepaste folie is dun, membraanvormig vloeistofdicht constructie-element”.

De folie kan hierbij zowel in den droge als in den natte worden aangebracht. De toepassing van kunststoffolie biedt niet alleen in technisch opzicht maar ook in financieel opzicht grote mogelijkheden. Het is een goed en voordelig alternatief materiaal gebleken voor toepassing in een verdiepte ligging van een weg of spoorweg beneden de grondwaterstand. Folieconstructies zijn vanaf 1970 aangelegd in Nederland.

Kwast Consult heeft veel ervaring met folieconstructies en verzorgt het ontwerp van folieconstructies voor wegen en spoorwegen aan opdrachtgevers- en aannemerszijde, inclusief uitvoeringsbegeleiding, zoals:

• Spooronderdoorgang nieuwe rondweg Bedum (opdrachtgever: Provincie Groningen, bijdrage Kwast Consult: second opinion): definitieve folieconstructie toeritten spooronderdoorgang met heterogene bodemopbouw.
• Onderdoorgang fiets- en autotunnels N421 te Houten (opdrachtgever: Dura Vermeer, bijdrage Kwast Consult: geotechnisch ontwerp en uitvoeringsbegeleiding): aanleg definitieve folieconstructie tussen tijdelijke damwanden (U-polder) in den natte (zie foto).

Foto: aanleg folieconstructie in den natte t.b.v. onderdoorgang fiets- en autotunnel N421 te Houten (2013).

Funderings- en stabiliteitswapening

De meerwaarde van funderingswapening voor onverharde wegen, straatsteenverhardingen en asfaltconstructies op slappe ondergrond ligt in levensduurverlenging of optimalisatie van de funderingsdikte. In de recent uitgekomen SBRCURnet publicatie ‘Geokunststoffen als funderingswapening in ongebonden funderingslagen’ (december 2017) is de bestaande kennis gebundeld en praktische ontwerpmethoden opgenomen (zie foto).

Om de stabiliteit van wegen, spoorwegen en dijken te verhogen kan toepassing van tijdelijke of definitieve stabiliteitswapening (geogrid, geotextiel of geocell) vanuit financiële overweging en planning aantrekkelijk zijn. De berekening van stabiliteitswapening is beschreven in de verouderde CUR-publicatie 175 ‘Geokunststoffen in de wegenbouw en als grondwapening’ (januari, 1995). Een update van deze publicatie is voorzien in de herziening CUR 162 ‘Construeren met grond’ en Kwast Consult zal hieraan een actieve bijdrage leveren.

Kwast Consult heeft als (mede-)rapporteur bijgedragen aan het opstellen van de publicatie voor funderingswapening. Voor het uitwerken van economische ontwerpen met funderings- en stabiliteitswapening beschikt Kwast Consult over de benodigde geotechnische expertise en ervaring, zoals:

• Verbreding N244c te Purmerend (opdrachtgever: Dura Vermeer, bijdrage Kwast Consult: geotechnisch ontwerp en uitvoeringsbegeleiding): tijdelijke en definitieve stabiliteitswapening wegverbreding met geotextielen met fasering.
• Aanleg bouwwegen en heiplateau Wintrack II Tennet in Groningen en Zeeland (opdrachtgever: Ten Cate Geotechnics/Heijmans, bijdrage Kwast Consult: geotechnisch ontwerp): aanleg tijdelijke bouwwegen en heiplateau met funderingswapening op slappe ondergrond met grote intensiteit bouwverkeer.

Foto: aanleg funderingswapening (bron: SBRCURnet publicatie, 2017).

Paalmatrassystemen

Voor wegen en spoorwegen op slappe ondergrond is een zettingsvrije oplossing mogelijk met toepassing van een paal-matrassysteem. De wegconstructie wordt ondersteund door een gewapende granulaatmatras met een geokunststof (hoge sterkte geogrid of geotextiel). Palen onder de matras dragen vervolgens het merendeel van de belasting over op de draagkrachtige diepgelegen zandlaag. Na ingebruikname vertonen paalmatrassen minimale tot geen restzetting.

In Nederland worden paalmatrassen ruim 10 jaar toegepast en de kennis over het ontwerp en uitvoering heeft zich afgelopen jaren snel ontwikkeld. In de recent uitgekomen SBRCURnet publicatie ‘Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen, Herziening CUR-rapport 226’ (juli 2016) is de actuele ontwerp- en uitvoeringskennis beschreven.

Kwast Consult is regelmatig betrokken bij het ontwerp en toetsing van paalmatrassen voor wegen en spoorwegen aan opdrachtgevers- en aannemerszijde inclusief uitvoeringsbegeleiding, zoals:

• Aanleg paalmatras hoofdrijbaan N210 tussen Krimpen a/d IJssel en Bergambacht (opdrachtgever: Ballast Nedam Engineering, bijdrage Kwast Consult: ontwerpcoördinator paalmatras en uitvoeringsbegeleiding): ruim 14 km paalmatrassysteem voor rijbaan en rotondes op slappe ondergrond, met complexe fasering (zie foto).
• Nieuwbouw station Waddinxveen Triangel met paalmatras (opdrachtgever: Gebr. De Koning/Sweco, bijdrage Kwast Consult: ontwerpleider paalmatras): aanleg definitieve paalmatrassysteem voor bestaande spoorbaan en nieuw perron op slappe ondergrond, inclusief overgangsconstructies, met korte bouwtijd en strenge zettingseisen.

Foto: aanleg granulaatmatras op palen, hoofdrijbaan N210 Krimpen a/d IJssel – Bergambacht (2008).

Publicaties

• “NGO maakt zich sterk voor verantwoorde toepassing van geokunststoffen in de infrastructuur”, special Geotextielen & Geokunststoffen vakmagazine Grond/Weg/Waterbouw, december 2020
• “Ontwerpen met de nieuwe richtlijn voor funderingswapening”, GeoKunst, november 2019
• “Prof. Dr. Jan Nieuwenhuis geëerd tijdens de EuroGeo6 conferentie”, GeoKunst, januari 2017
• “Innovative vertical geomembrane Geolock for polder constructions, 6th European Geosynthetics Congress”, Ljubljana, september 2016
• “Nieuwe toepassing verticale folie voor polderconstructies in Friesland”, GeoKunst, oktober 2016
• “Spelen met geokunststof 5, geokunststoffen in waterkerende constructies”, GeoKunst, juli 2016
• “Spelen met geokunststof 4”, GeoKunst, april 2015
• “Geokunststoffen in de wegenbouw”, GeoKunst, juli 2014
• “Geokunststoffen in dijkversterking”, GeoKunst, juli 2012
• “Hoofdrijbaan N210 krijgt matras op palen als fundering”, Land + Water, oktober 2008
• “Innovatieve berekeningsmethode t.b.v. het ontwerp van een gewapende granulaatmatras op palen met toepassing van 2D EEM”, Geotechniek, januari 2004
• “3D modelling of a piled embankment on soft soil, International Workshop Geotechnics of Soft Soils, Theory and Practice”, Noordwijkerhout, september 2003

Presentaties

• “Funderingswapening voor spoorwegen”, lezingenmiddag RWS-ProRail, februari 2020
• “Polderconstructies & dichtwanden, project Haak om Leeuwarden”, KIVI-lezingenmiddag, Leeuwarden, oktober 2013
• “Toepassing van geokunststoffen in de spoorbanen, ontwerprichtlijnen en productspecificaties”, NGO-bijeenkomst, Utrecht, september 2005
• “3D modelling of a piled embankment on soft soil, International workshop Geotechnics of Soft Soils, Theory and Practice”, Noordwijkerhout, september 2003

Commissies en nevenfuncties

• Lid en secretaris verkenning update Handboek Folieconstructies, 2022
• Voorzitter Nederlandse Geotextielorganisatie – NGO, 2016 – heden
• Eindredacteur vakblad GeoKunst (onderdeel vakblad Geotechniek), 2016 – 2019
• Lid en eindrapporteur commissie “Geokunststoffen als funderingswapening in ongebonden funderingen (SBRCURnet-publicatie)”, 2015 – 2017

Publicaties of een referentielijst van uitgevoerde projecten door Kwast Consult met specifieke toepassing van geokunststoffen in de infrastructuur (gewapende grondconstructies, folieconstructies, funderings- en stabiliteitswapening en paalmatrassystemen) kunnen op verzoek worden toegezonden.