0

publicatie: Axiaal draagvermogen van palen

Voorwoord

Voorwoord

Het voorliggende CUR/ Delft Cluster rapport 'Axiaal belaste palen' is het resultaat van de kennisontwikkeling die in de afgelopen jaren heeft plaatsgevonden vanuit het Delft Cluster kennisprogramma 'Nieuw perspectief in funderingen en bouwputten'. De activiteiten zijn uitgevoerd onder de verantwoordelijkheid van de werkgroep 'Empirische rekenregels en harmonisatie' van CUR/DC-commissie H409 'Axiaal belaste palen'. Deze werkgroep had als hoofdtaken om:

  • op basis van eerder uitgevoerde proefbelastingen, de betrouwbaarheid van bestaande rekenmodellen voor de draagkracht van op druk belaste palen, nader te analyseren;
  • een (empirisch) rekenmodel met bijbehorende factoren voor te stellen, waarmee de draagkracht van op druk belaste palen het beste wordt benaderd en het bereiken van consensus over dit model met België en Frankrijk in het kader van de Europese harmonisatie.
  • het vaststellen van eenduidige inschaling van paalsystemen in de systematiek van NEN 6743 en het bepalen van de meest optimale alpha p en alpha s- waarden voor de in Nederland gangbare paalsystemen.

Naast bovengenoemde werkgroep was er nog een tweede werkgroep actief in het kader van de CUR/DC-commissie H409, namelijk de werkgroep 'Axiaal belaste palen met EEM'. Deze heeft zich gericht op het modelleren van het grondgedrag rondom een grondverdringende paal gedurende het wegdrukken van een paal in granulair materiaal. Dit promotieonderzoek is uitgevoerd door ir. J. Dijkstra en wordt afzonderlijk gerapporteerd.

Het in de periode 2005-2009 door Deltares en TU-Delft uitgevoerde Delft Cluster onderzoek ten aanzien van axiaal belaste funderingspalen maakt onderdeel uit van het Delft Cluster thema 'Beter beheerst benutten van de ondergrond' en het kennisprogramma 'Nieuw perspectief voor funderingen en bouwputten'. Dit programma is tot stand gekomen in nauw overleg met marktpartijen en richt zich op reductie van de faalkosten bij aanleg van funderingen en bouwputten. Deze marktpartijen waren ook in de CUR/DC-commissie H409 'Axiaal belaste palen' vertegenwoordigd.

Het startpunt voor het uitgevoerde onderzoek vormde een grote verzameling in het verleden uitgevoerde proefbelastingen. Deze database bleek na uitvoerige analyse kwalitatief niet voldoende om te komen tot een keuze voor een nieuw empirisch rekenmodel voor de draagkracht van op druk belaste palen en een lijst met bijbehorende factoren. De door Deltares opgebouwde database omvat vooral testresultaten van proefbelastingen op betonnen prefabpalen. Het resultaat van de oproep aan leveranciers van andersoortige paalsystemen om resultaten van proefbelastingen aan te leveren voor nadere analyse, heeft slechts tot een enkele reactie geleid.
Vanwege het gebrek aan kwantiteit en kwaliteit van data, is het voor de werkgroep 'Empirische rekenregels en harmonisatie' van CUR/DC-commissie H409 'Axiaal belaste palen' niet mogelijk gebleken om al de geformuleerde doelen te bereiken. Dit neemt niet weg dat er wel een diepgaande en uitvoerige analyse is uitgevoerd van de beschikbare data en de informatie die in de literatuur te vinden zijn. Op grond hiervan is wel degelijk een aantal conclusies te trekken over het gedrag van op druk belaste grondverdringende palen.
Uit de analyses is gebleken, dat bij de diepe, meer dan 8D, in het zand geplaatste grondverdringende geheide prefab betonpalen en stalen palen met gesloten punt, de draagkracht van de paalpunt fors overschat lijkt te worden. Voor de situatie waarin dit soort palen minder dan 8D in het zand worden geplaatst, is vastgesteld dat huidige ontwerppraktijk, conform NEN 6743, als verantwoord kan worden beschouwd. Dit in tegenstelling tot de diep, meer dan 8D, in het zand geplaatste palen, Voor deze palen blijkt uit de uitgevoerde analyses, dat de veiligheidsmarge op het draagvermogen, kleiner is dan tot nu toe gedacht. De commissie onderschrijft dan ook de aanbeveling dat nader onderzoek naar diep in het zand geplaatste funderingspalen wenselijk is en beveelt tevens aan dat de verantwoordelijke normcommissie zich beraadt over de gevolgen van de geconstateerde afname van de veiligheidsmarge voor NEN 6743.
Op basis van de uitgevoerde analyse, kan voor niet-grondverdringende palen geen uitspraak worden gedaan. Door een gebrek aan relevante proefbelastingen is dit niet mogelijk. In de praktijk betekent dit, dat er helaas een te grote onzekerheid blijft bestaan ten aanzien van de veiligheidsmarge op het draagvermogen van diverse niet-grondverdringende paalsystemen.
De sectorpartijen die deel uit maakten van de CUR/DC-commissie H409 'Axiaal belaste palen', hebben zich bereid verklaard tot medewerking aan het uitvoeren van meer proefbelastingen. De commissie beveelt aan om landelijk meer testen te gaan uitvoeren op de nu beschikbare paalfunderingsystemen. De commissie onderschrijft de in het rapport gedane aanbeveling dat invloed van restspanningen hierbij niet verwaarloosd moet worden en dat de testprocedure systematisch moet voorzien in een goede nulmeting van de proefbelasting. Daartoe moet de bijlage van NEN 6745 aangevuld worden.
Het vormen van een goede landelijke database met goed vergelijkbare testresultaten, een belangrijke basis voor verificatie van de te hanteren rekenmethodieken, is zeer lastig door de grote verschillen in grondopbouw. Significant betere resultaten zijn te bereiken met één of meerdere proefterreinen. De commissie onderschrijft de conclusie dat een sterke kwaliteitsverbetering van het gewenste optimalisatieproces realiseerbaar is als verschillende paalsystemen in gelijke omstandigheden en grondcondities getest kunnen worden.
Omdat Europese harmonisatie van rekenregels voor paalfunderingsystemen een onomkeerbaar proces is en in Nederland, Europees gezien, relatief veel paalfunderingen worden toegepast, is vervolgonderzoek naar het draagvermogen van axiaal belaste funderingspalen wenselijk. Nederland moet hierbij een prominente rol blijven vervullen.
Het vervolgonderzoek dient gebaseerd te zijn op meer en betere testresultaten van alle thans in de markt zijnde paalfunderingsystemen. De commissie beveelt daarom aan om, als eerste vervolgstap in het proces, met alle betrokken partijen, de optimale randvoorwaarden te creëren die goed vervolgonderzoek mogelijk maken. Aan CUR Bouw & Infra wordt gevraagd dit vervolg te organiseren.
Als mogelijke oplossing staat de commissie een richtlijn 'Testen van axiaal belaste paalsystemen' voor ogen, die breed gedragen wordt door opdrachtgevers, aannemers en ingenieursbureaus. Hiertoe moeten bindende afspraken worden gemaakt over het uit te voeren onderzoek bij toekomstige bouwprojecten, waarbij paalfunderingen worden toegepast. Bijvoorbeeld, dat 1% van de kosten van de fundering van een bouwwerk, gereserveerd moeten worden voor het uitvoeren van paaltesten.

Bij het verschijnen van dit rapport was de samenstelling van CUR/DC-commissie H409 'Axiaal belaste palen'als volgt:

ir. H.R.E. Dekker, voorzitter Rijkswaterstaat, Dienst Infrastructuur
ing. H. van Lottum, secretaris Deltares
ir. R. Stoevelaar, rapporteur Deltares
ing. P. Anemaet COBc
dr.ir. R.B.J. Brinkgreve Plaxis
ir. J. Dijkstra TU Delft
ing. P.Groen ABFAB
ir. G. Hannink Gemeentewerken Rotterdam
ir. F.J.M. Hoefsloot Fugro
ir. N. Huybrechts WTCB
ir. P. de Kort NVAF
ing. P. Langhorst NVAF
ir. B. van Paassen DMC
ing. J. Rietdijk Deltares
ir. R.A. Schiphouwer Terracon Funderingstechniek B.V.
ing. E. Smienk ABT
prof.ir. A.F. van Tol Deltares/ TU Delft
L. Walraven ABFAB
ir. J. Zoun MOS Grondmechanica
ir. T. Siemerink, coördinator CUR Bouw & Infra

Daarnaast is een waardevolle inbreng geleverd door de volgende deskundigen;

ir. E.J. Aukema, corresponderend lid Rijkswaterstaat, Dienst Infrastructuur
ir. H.L. Jansen Fugro
ing. A. Jonker, coördinator CUR Bouw & Infra

Delft Cluster en CUR Bouw & Infra spreken hun dank uit aan al de leden van de commissie en hun organisaties, voor de geleverde bijdrage aan dit resultaat van de CUR/DC-commissie H409 "Axiaal belaste palen".