Waterspanningsmetingen, bepalen geo-stabiliteit tijdens ophogingen

Voor het bouwrijp maken of dijkverzwaringen wordt extra grond opgebracht wat een extra belasting is op de ondergrond. De grond wordt in elkaar gedrukt waarbij het overtollige water afvloeit tot een nieuwe evenwichtssituatie ontstaat. De tijd die hiervoor benodigd is, is afhankelijk van het type ondergrond. Indien te snel of te veel gewicht wordt aangebracht kan een ophoging instabiel worden, met mogelijk een afschuivingen als gevolg. Middels het uitvoeren van waterspanningsmetingen kan inzicht worden verkregen in het verloop van de wateroverspanning en kan veilig en stabiel worden opgehoogd.

Wiertsema & Partners heeft vele jaren ervaring met het uitvoeren van waterspanningsmetingen door heel Nederland, o.a. voor dijkverzwaringen, verhoogd aangelegde wegen en spoorbanen en het bouwrijp maken van bouwlocaties. Bij dergelijke projecten wordt extra gewicht aangebracht op de ondergrond. Deze druk wordt uiteindelijk opgenomen door de korrels (vaste deeltjes) in de ondergrond. Het korrelskelet wordt in elkaar gedrukt tot er een nieuwe evenwichtssituatie is ontstaan en overtollig water, aanwezig tussen de korrels, vloeit weg. Omdat de ondergrond in elkaar gedrukt wordt als gevolg van de extra druk op de ondergrond door de ophoging, treed zetting op. In slecht doorlatende lagen als klei leem en veen kan het korrelskelet slechts langzaam in elkaar gedrukt worden omdat het water tussen de korrels slechts langzaam weg vloeit. De druk die door de ophoging op de ondergrond wordt uitgeoefend wordt dan mede opgevangen door het aanwezige water tussen de korrels. Hierdoor neemt de waterspanning in deze lagen toe. Er is dan sprake van overspannen water. De schuifweerstand van grond met overspannen water is laag.

Aan de rand van een ophoging ontwikkelen zich behoorlijke schuifspanningen in de ondergrond. Om te voorkomen dat het talud onderuit gaat, is een bepaalde minimale schuifweerstand van de ondergrond nodig. Omdat deze sterk bepaald wordt door de waterspanning in de ondergrond wordt de waterspanning tijdens ophoogwerkzaamheden gemeten.

Met geotechnische stabiliteits­berekeningen wordt vooraf de maximale ophoogsnelheid berekend en maximale wateroverspanning. Tijdens de ophoogwerkzaamheden wordt de waterspanning gemeten om er zeker van te zijn dat de maximale waterspanning niet wordt overschreden waardoor het talud onderuit kan gaan en om het ophoogschema te optimaliseren. Voor het meten van de waterspanning in de ondergrond worden elektrische drukopnemers toegepast die in direct contact staan met het water tussen het korrel­skelet. En die direct de waterdruk meten. Er zijn verschillende leveranciers die deze sensoren leveren en wij kunnen de sensoren op verschillende wijzen aanbrengen. Indien de sensoren slechts op een beperkte diepte onder maaiveld dienen te worden aangebracht, zal dit vaak handmatig worden gedaan. Indien de sensoren dieper in de ondergrond dienen te worden aangebracht, worden deze veelal met een sondeerunit naar een zekere diepte gedrukt. Vanaf de sensor loopt een kabel naar het maaiveld waarop een meet­ en registratiesysteem kan worden aangesloten. Tevens kunnen de sensoren worden voorzien van oplengstangen zodat de zetting van de sensor eveneens inzichtelijk kan worden gemaakt. Belangrijk is dat de meetrange en nauwkeurigheid van de sensoren geschikt is om de verwachte variaties goed te kunnen meten en dat de sensoren vakkundig worden aangebracht. De meetwaarden worden gecorrigeerd voor de luchtdruk. Metingen kunnen handmatig verricht worden maar veelal automatisch met behulp van een datalogger voorzien van telemetrie, waarbij de data continue online inzichtelijk is. Gezamenlijk met onze automatische zakbaken en/of peilbuismetingen heeft de geotechnisch adviseur die de ophoogwerkzaamheden begeleidt, altijd en op ieder moment de beschikking over de meest recente meetdata. Onze geotechnisch adviseurs kunnen dit voor u verzorgen en tevens voorafgaand aan het werk stabiliteitsberekeningen en zettingsberekeningen uitvoeren en ophoogschema’s doorrekenen.

De meetsystemen kunnen tevens van alarmering worden voorzien. We passen de waterspanningsmeters dan ook met regelmaat tijdens het aanbrengen van damwanden en funderingspalen op kritische locaties, veelal gecombineerd met versnellingsopnemers met een verhoogde meetfrequentie.