1. 10-7-2015
1
1
Case A2 Maastricht
Observational method
Rens Servais
11 juni 2015
2
Inhoud
• Inleiding
• Onzekerheid ondergrond
• Keuze en inrichting Observational Method
• Uitvoering OM
• Monitoringsresultaten OM deel 1
• Back analyse OM deel 1
• OM deel 2

2. 10-7-2015
2
3
Inleiding
• Avenue2: Strukton en Ballast Nedam
• 2,3km lange gestapelde tunnel
• 80% verkeer onder de grond
• Bovengronds een woonerfklimaat
• Momenteel betonwerk gereed en bouwkuip verwijderd
4
Grind
Zwakke
kalksteen
Sterke
kalksteen
Deklaag
Bouwkuip
+48
+43
+34
+30

3. 10-7-2015
3
5
Grind
Zwakke
kalksteen
Sterke
kalksteen
Deklaag
Diepte van de damwanden
wordt bepaald door de
sterkte van de kalksteen
Onzekerheid ondergrond
+48
+43
+34
+30
6
Geotechnisch lengteprofiel
ß Zuid Noord à

4. 10-7-2015
4
7
Kalksteen 1
Kalksteen 2
Kalksteen 3
8
Sterkte kalksteen 3

5. 10-7-2015
5
9
Sterkte kalksteen 1 en 2
10
Sterkte kalksteen 1 en 2
Mogelijke verklaringen:
• Lab 1: beste monsters
• Lab 2: monsters verstoord bij preparatie naar 5cm
• Lab 2: monsterverstoring door boorproces
à sonderingen naast bestaande boringen

6. 10-7-2015
6
11
boring
B07K04
UCS
[kPa]
454
48
187
60
52
46
36
< 50 kPa
50 to 100 kPa
100 to 500 kPa
> 500 kPa
Kalksteen 1
Kalksteen 2
12
Krachtenspel
Passief
Actief
Stempel
Stempel
Passief wordt bepaald door:
• Cohesie van de kalksteen
• Waterspanningsverloop over de hoogte

7. 10-7-2015
7
13
Waterspanningsverloop
14
En hoe nu verder?
• Robuust ontwerp ® ‘lange’ damwanden
– Lage rep. grondparameters (Lab 1 en Lab 2)
– Zonder uitgebreide monitoring
– Financiële-, uitvoerings- en logistieke nadelen
• Observational Method ® ‘korte’ damwanden
– Ontwerp o.b.v. lage rep. grondparameters (Lab 1)
– Uitgebreide monitoring
– Evaluatiemomenten
– Falen van de bemaling is geen optie
– Back up scenario’s bij tegenvallende cohesie en waterspanning

8. 10-7-2015
8
15
Observational Method
De OM vraagt om volledig
uitgewerkte scenario’s.
Is dit in de praktijk ook haalbaar?
16
Grind
Zwakke
kalksteen
Sterke
kalksteen
Deklaag
Cohesie
Waterspanningsverloop
Onzekerheden

9. 10-7-2015
9
17
Grind
Zwakke
kalksteen
Sterke
kalksteen
Deklaag
Stempelkracht in onderste stempel
Waterspanningen
2 niveau’s
HellingmetingenHellingmetingen
Monitoringsvoorzieningen
18
Signaal and Interventie waarden
• Water
– S-waarde: grondwater model (verwachtingswaarde)
– I-waarde: vrije omloopprincipe (lineair)
• Stempelkrachten en damwanduitbuiging
– S-waarde: ontwerpwaarden (verwachtingswaarde)
– I-waarde: bij 90% gemobiliseerde passieve
grondweerstand

10. 10-7-2015
10
19
Signaal and Interventie waarden
Stempelkrachten
20
Signaal and Interventie waarden
Waterspanningen Hellingmetingen

11. 10-7-2015
11
21
Stroomschema
22
Back up scenario’s
• Monitoringfrequentie verhogen
• Bemaling bijplaatsen
• Sleufsgewijs ontgraven
• Extra stempelraam
• Groutstempel

12. 10-7-2015
12
23
Aanwezigheid ontwerp
• Overschrijden S- / I-waarden signaal naar monitoring
• Monitoring informeert ontwerp en projectverantwoordelijke
• Aanvullende acties
• Ontwerp loopt dagelijks / wekelijks door de bouwkuip
24
Uitvoering OM
• Deel 1: 7 moten okt - dec 2012 uitgevoerd
• Evaluatiemoment 2013
• Deel 2: 20 moten jan - apr 2014 uitgevoerd

13. 10-7-2015
13
25
Wijze van ontgraven
26
Uitvoering / ontwerp
• Voorafgaand voldoende afstemming
– Falen van de bemaling is geen optie
– Ontgravingswijze (ßà of â)
– Breedte middensleuf
• Uitvoering is gewend aan ja / nee en niet aan ja mits
• ‘Angst’
à advies tot vrijgave bouwkuip (ochtend, avond, ontgr. slag)
• Beoordeling meetresultaten
• Bouwkuip inspectie
• Vakkundig inzicht
à Kost veel engineeringstijd!

14. 10-7-2015
14
27
Bemaling
• Ontwerp à deepwells
• Praktijk à deepwells + oppervlakte bemaling
DeepwellsOppervlakte
bemaling
Vuil water door
werkverkeer
28
Bemaling
• Falen van de bemaling
is helaas niet uitgesloten
• Stroomstoringen Essent
• Noodaggregaten fout aangesloten
• Diefstal stroomkabels
• Losse koppelingen ®

15. 10-7-2015
15
29
Bemaling
• Enkele waterspanningen boven S- en I-waarden
à Conform OM: continue monitoring + bijplaatsen bemaling
à Stempelkracht en uitbuiging << S-waarde
Herberekeningen
•Cohesie > dan ontwerpwaarde
•Geen bemaling bijgeplaatst
•Niet alle scenario's zijn vooraf voorzien
30
Bemaling
• Enkele bronnen hingen niet op de maximale diepte
• Deepwells te laat aan Þ stationaire situatie nog niet bereikt.
• Waterspanningsmeters raken na loop van tijd verstopt.

16. 10-7-2015
16
31
Monitoringsresultaten deel 1
Waterspanningen
32
Hellingmetingen

17. 10-7-2015
17
33
Stempelkrachten
Stempelkrachten, moot gemiddelden
M85-E
M86-E
M87-E
M88-E,
M85-A
-2000
-1800
-1600
-1400
-1200
-1000
-800
-600
-400
-200
0
30-9
5-10
10-10
15-10
20-10
25-10
30-10
4-11
9-11
14-11
19-11
24-11
29-11
4-12
9-12
14-12
Datum [dag-maand in 2012]
Stempelkracht[kN]
Moot 85 Moot 86 Moot 87 Moot 88
34
• Waterspanningen rondom S-waarde
• Damwanduitbuiging < verwachtingwaarde
max 5mm < 30mm
Samenvatting OM deel 1
àKalksteen 1 is
sterker dan verwacht
• Stempelkrachten circa 40% van de verwachtingswaarde

18. 10-7-2015
18
35
Samenvatting OM deel 1
• Ow….. maar 40% van de verwachte stempelkrachten dus:
à 50% reductie in aantal stempels?
à niet meer monitoren?
à in 1 keer ontgraven?
• Back Analyse
• Opmerking: Doel OM was niet gericht op optimaliseren
36
Back analyse
• Herberekeningen
• Herbeschouwing grondonderzoek

19. 10-7-2015
19
37
Herberekeningen
- DSheet en Plaxis 2D
- As build gegevens verwerkt
- Waterspanningen
- Ontgravingsslagen
- Damwanduitbuiging alvorens
stempels en gordingen aanliggen
=> 10% to 20% stempelkrachtreductie
38
Herberekeningen

20. 10-7-2015
20
39
Conclusie
• Cohesie en stijfheid 3 tot 5 maal de ontwerpwaarde
• Hoe gedraagt het gehele systeem zich?
• Stempelkracht bovengelegen stempel?
• Sterkte en stijfheid grind?
• Waterstanden actieve zijde?
40
Herbeschouwing grondonderzoek
Kalksteen 2
Kalksteen 1
Kalksteen 3

21. 10-7-2015
21
41
Herbeschouwing grondonderzoek
• Concept komt overeen met
waarnemingen
• Laagscheiding grind-kalksteen
• Karst
• Meer wellen
42
Laagscheiding grind-kalksteen

22. 10-7-2015
22
43
Karst
44
Conclusie OM deel 1
• Uitdaging: meekrijgen van uitvoering in werkmethode OM
• Begeleiding vanuit engineeringstijd
• Vooraf niet alle Scenario’s voorzien
• Uitval bemaling
• Hoge waterspanningen i.c.m. lage stempelkrachten
• Cohesie en stijfheid hoger dan verwacht
• Mogelijk kalksteen 2 en niet 1 van toepassing
• Startscenario OM is conservatief gebleken
• Mogelijk slechtere kalksteen in OM 2

23. 10-7-2015
23
45
OM deel 2
• Geen optimalisatie in stempelraam mogelijk
• Monitoring voortzetten (wel geoptimaliseerd)
• Middensleuf niet in OM
• Minder ontgravingsslagen
• Vrijgaven
46
Uitvoering OM deel 2
• Waterspanningen blijven een uitdaging:
• Echter nu bronnen op tijd aan en deepwells op diepte
• Verstopte periscopen (niet goed doorgespoten)
• Filters bronnen verstopt (fijne kalksteen)

24. 10-7-2015
24
47
Monitoringsresultaten OM deel 2
48
Tot slot
• Grondonderzoek Lab 2 vermoedelijk toch verstoord.
• OM voorzichtig ingestoken
• Uitdaging: meekrijgen van uitvoering in werkmethode OM
• De OM vraagt om volledig uitgewerkte scenario’s, echter kan je
daar nooit ALLES in afvangen!
• Veel engineeringstijd
Foto en beschrijving : Bjorn Vink