CUR-Aanbeveling 076:2014
Rekenregels voor diepwanden

CUR-Aanbeveling 76:2014 Rekenregels voor diepwanden Design rules for diaphragm walls 2 Voorzover het maken van kopie?n uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16b Auteurswet 1912 in verbind - ing met het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 882, 1180 AW Amstelveen). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloem lezingen, readers en andere compi - latiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient u zich te richten tot: SBRCURnet, Postbus 1819, 3000 BV Rotterdam. No part of this book may be reproduced in any form by print, photoprint, microlm, stored in a database or retrieval system, or any other means without written permission from the SBRCURnet. Colofon SBRCURnet-projectmanagering. A. JonkerRir. J.H. van DalenVKasja de Jong, SBRCURnet RArtik Met nadruk wordt erop gewezen dat deze CUR-Aanbeveling de stand van de techniek en kennis weergeeft op het moment van uitgifte. SBRCURnet houdt zich dan ook aanbevolen te worden ge?nformeerd over ervaringen die met het gebruik van deze Aanbeveling worden opgedaan. CUR-Aanbevelingen worden drie jaar na publicatie ge?valueerd en, indien daartoe aanleiding bestaat, geactualiseerd. Hiervan wordt melding gemaakt in de vakpers. Aansprak SBRCURnet en degenen die aan dit product hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het samenstellen van deze publicatie. Toch kan niet worden uitgesloten dat de inhoud onjuistheden bevat. Degebruiker van dit product aanvaardt daarvoor het risico. SBRCURnet sluit, mede ten behoeve van de auteurs, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van informatie uit dit product. \251 SBRCURnet Alle rechten voorbehouden. Niets van deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevens - bestand, getransformeerd tot software of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopie?n, opname of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. 3 Inhoud Voorwoord bij de tweede, herziene uitgave 4 Voorwoord bij de eerste uitgave 5 1 Onderwerp en toepassings- gebied 7 1.1 Onderwerp 7 1.2 Toepassingsgebied 7 2 Definities 9 3 Symbolen 9 4 Aanvullingen op bestaande be - palingen uit NEN-EN 1992-1-1 11 5 Overige bepalingen 17 5.1 Bevestigingsmiddelen voor constructieve verbindingen 17 Titels van vermelde normen en publicaties 19 Bijlage 1 Overgenomen tekst uit CUR- publicatie 228 par. 5.2.6 21 5.2.6 Methode voor de bepaling van de buigstijfheid van betonnen funderingspalen 21 4 Voorwoord bij de tweede, herziene uitgave In CUR-Aanbevelingen wordt veelvuldig verwezen naar normen en vaak worde\ n voor specifieke onderwerpen aanvullende eisen gesteld. Bij CUR-Aanbevelingen op betongeb\ ied waren dat vooral de normen voor toeslagmaterialen (NEN 5905), betontechnologie (NEN 59\ 50), de berekening van betonconstructies (NEN 6720) en de uitvoering van betonconstructies (\ NEN 6722). Met de invoering van Europese normen in Nederland (NEN-EN) worden de oorspronkelijke Nederlandse normen (NEN) ingetrokken. Dit houdt in dat CUR-Aanbevelingen aan de nieuwe normen moeten worde\ n aangepast. Dat geldt ook voor CUR-Aanbeveling 76:2014. Deze herziene uitgave is aan\ gepast aan de vigerende normen. Dit betreft met name NEN-EN 1992-1-1:2005. Daarnaast zijn de inzichten op het gebied van diepwanden de laatste jare\ n gewijzigd, wat heeft geleid tot zowel aanpassing van de norm voor de uitvoering van diepwanden: NEN-\ EN 1538:2009, als tot de uitgave van CUR/COB-publicatie 231 "Handboek diepwanden" in 2010. De CUR-Aanbeveling 76:2014 sluit goed aan op zowel NEN-EN 1538 als CUR/COB-publicatie 231. SBRCURnet-voorschriftencommissie 96 "Rekenregels voor diepwanden" heeft het proces begeleid om tot deze herziene uitgave van CUR-Aanbeveling 76 te komen. VC 96 was als volgt samengesteld: ing. J.H. Jonker (voorzitter), ir. J.H. van Dalen (secretaris / rapporteur), dr. ir. K.J. Bakker, ing. T. Brandt, ir. M. Bottiau, dr. M.M.R. Boutz, ir. S. Delfgaauw, ir. M.J.C. Everaars, ir. G. Hannink, ing. P. Hendriks, ing. P.H. Langhorst, ing. H. Mortier PMSE, ir. B. Snijders, prof. ir. A.F. van Tol, ing. E. van der Waals, ir. P. Wernsen, ir. G.M. Wolsink, ing. A Yahyaoui en ing. A. Jonker (coördinator). NEN/SBRCURnet-commissie 353 001 09 / VC 20 "TGB Betonconstructies" stemt in met de inhoud van CUR-Aanbeveling 76:2014. Met de publicatie van deze tweede, herziene versie, is de eerste versie (2001) vervallen. CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 5 Voorwoord bij de eerste uitgave Met het verschijnen van deze CUR-Aanbeveling 'Rekenregels voor diepwanden' wordt voorzien in de noodzakelijke technische regelgeving voor het ontwerpen van diepwanden, voor zover d\ eze vallen binnen het toepassingsgebied dat is gedefinieerd in deze Aanbeveling. \ In deze CUR-Aanbeveling worden bepalingen gegeven - met in achtname van NEN-EN 1538:2000 - ten a\ anzien van construc - tieve eisen en rekenmethoden in aanvulling op NEN 6720 (VBC 1995). In deze Aanbeveling w\ orden alleen paragrafen weergegeven die aanpassing behoeven. De paragraafnumme\ ring komt dus overeen met de nummering van de bijbehorende norm en loopt niet overal d\ oor. Aangenomen mag worden dat toepassing van deze bepalingen in combinatie met NEN 6720 (V\ BC 1995) zal leiden tot het in NEN 6700 (TGB 1990 ? Algemene Basiseisen) geëiste betrouwbaarheidsniveau van\ bouwcon - structies. Van deze Aanbeveling mag worden afgeweken indien wordt gehandeld conform punt m van de toe - lichting op 1.2 van NEN 6720, 'Afwijkingen van de norm'. Het ontwerpen van grootschalige, niet-standaard betonconstructies vereist specifieke kennis en ervaring. Voorbeelden hiervan zijn waterbouwkundige constructies zoals sluizen en s\ tuwen, onder - grondse constructies zoals funderingen en kelders, bruggen en viaducten, tunnels en bij offshore constructies. De kennis blijkt in veel gevallen per project te moeten worden gegenereerd, \ vanwege het vaak unieke karakter van het project. Het gaat daarbij dan niet alleen om de beton\ constructie zelf, maar ook om de samenhang met andere voorzieningen en constructiedelen en\ uiteraard ook om de samenhang met de uitvoering. NEN 6720 "Voorschriften Beton. Constructieve eisen en rekenmetho - den (VBC 1995)", die vooral gericht is op standaard constructie-elementen in de B&U-sec\ tor, is voor dit soort constructies beperkt toepasbaar. Daarnaast geldt voor bruggen NEN 6723 "Voorschriften Beton - Bruggen (VBB 1995)". CUR-Programma-Adviescommissie (PAC 16) "Grootschalige betonconstructies' heeft geïnventariseerd welke kennis- en ervaringsaspecten op het gebied van grootschalige betonconstru\ cties moeten worden vastgelegd en toegankelijk gemaakt. Eén van de probleemstellingen die PAC 16 heeft opgeleverd heeft betrekking op diepwanden. Een diepwand is een in de grond vervaardigd samenstel van gewapend betonpane\ len. Meestal heeft een diepwand een permanente grond- en waterkerende functie, vaak gecombineerd met een verticaal dragende functie. Bij het ondergronds bouwen in Nederland vinden diepwanden steeds meer \ toepas - sing. Diepwanden worden paneel voor paneel vervaardigd door eerst een gat in d\ e vorm van het te maken paneel geheel uit te graven, terwijl het gat in stand wordt gehouden met\ behulp van een bentoniet - mengsel. Als het gat op diepte is, wordt de wapeningskorf in het met het bentonietmengsel gevulde gat geplaatst. Vervolgens wordt het gat van onderaf met beton gevuld, waarbij de bentoni\ et door het beton wordt opgedreven. In STUVO-rapport nr. 94 van december 1991 worden uitvoeringsaspecten van diepwanden behande\ ld en wordt de buigsterktecapaciteit van in de grond gevormde panelen verge\ leken met de buigsterkte van in een bekisting gevormde panelen. De aspecten van verticaal draagvermogen voor druk en trek worden hier ni\ et aan de orde gesteld. Vaak worden diepwanden behalve verticaal en loodrecht op het vlak ook hor\ izontaal in hun vlak belast, waarbij in de paneelvoegen schuifkrachten kunnen optreden. Dit\ is bijvoorbeeld het geval als een samenstel van diepwanden een langswand vormt van een bouwput, die op\ de kop belast wordt door stempelramen van de kopwand. Met nadruk wordt erop gewezen dat de aanvullende bepalingen in deze CUR-\ Aanbeveling gekoppeld zijn aan het vermelde toepassingsgebied. Voor die onderdelen in NEN 6720 die voor het betreffende toepassingsgebied geen rol spelen, zijn geen aanvullende bepalingen opge\ nomen. Een toekomstige CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 6 nieuwe versie van deze CUR-Aanbeveling met een uitgebreider toepassingsg\ ebied, kan een uitbrei - ding van het aantal aanvullende bepalingen met zich meebrengen. Deze CUR-Aanbeveling is gebaseerd op de huidige kennis en stand der techniek. Dit betekent dat enerzijds is voorzien in adequate technische regelgeving en anderzijds e\ nige behoudendheid is betracht ten aanzien van specifieke constructieve eigenschappen die (nog) niet door onderzoek zijn vastgesteld of waarmee onvoldoende ervaring is opgedaan. Voor de belastingen op de diepwand wordt verwezen naar CUR-uitgave 166 '\ Damwandconstructies'. Wat betreft de krachtsverdeling wijkt het gedrag van een diepwand ten opz\ ichte van een damwand af. De buigstijfheid EI van de diepwand varieert immers bij variërend\ e belasting. In verband hiermee is aan deze Aanbeveling een bijlage toegevoegd over de toepassing van de\ buigstijfheid voor de bepaling van de krachten en de doorbuiging. Voorts zijn als handreiking bijlagen opgenomen met verwijzingen naar arti\ kelen in NEN 5950 (VBT 1995) en NEN 6722 (VBU 1988) enerzijds en NEN-EN 1538:2000 anderzijds\ . De samenstelling van CUR-Voorschriftencommissie 55 'Rekenregels voor diepwanden' was bij het verschijnen van deze Aanbeveling als volgt: ir. P.A.A. Roelands (voorzitter), ir. P.H. Lindhout, (rapporteur en secretaris), ing. A. Bouman, ir. R. Brouwer, ir. J. Gerritsen, ing. P. Hendriks, ing. P.H. Langhorst, ing. E.J.L.A. van Caulil, ing. R. Sagel, ing. B. van Weesep, ing. D.W. v.d. Wiel, ir. J.C.W.M. de Wit, ir. J.M.H.J. Smit (coördinator) en prof. ir. J.H. van Loenen (mentor). De commissie spreekt haar dank uit aan mevrouw ir. G. van Blokland van ARCADIS voor het verrichte onderzoek. Deze Aanbeveling is goedgekeurd door de Algemene Voorschriftencommissie "Beton" en wordt ondersteund door NEN/CUR-commissie 353 001 09 / VC 20 "TGB Betonconstructies". CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 7 Onderwerp en toepassingsgebied 1 1 .1 Onderwerp Deze CUR-Aanbeveling beschrijft aanvullende bepalingen voor het ontwerpe\ n en berekenen van diepwanden en dient te worden gehanteerd in aanvulling op NEN-EN 1992-1-\ 1. Daarnaast vormt CUR/ COB-publicatie 231 'Handboek diepwanden', en het erratum daarop, een informatieve publicatie waarin gerelateerde onderwerpen met betrekking tot diepwanden aan de ord\ e komen. 1.2 Toepassingsgebied Deze CUR-Aanbeveling heeft betrekking op diepwanden, uitgevoerd in Neder\ landse omstandigheden met ter plaatse gestort gewapend beton. In deze Aanbeveling zijn geen bepalingen opgenomen betreffende de bepa\ ling van het grondmecha - nisch draagvermogen. In CUR-publicatie 231 is beschreven hoe in overeens\ temming met EN-1997-1 het draagvermogen kan worden bepaald. 8 CUR-Aanbeveling 76 : 2014 R 9 Definities 2 Voor de in deze Aanbeveling gehanteerde termen en definities wordt verw\ ezen naar NEN-EN 1992-1-1. Symbolen 3 Voor de in deze Aanbeveling gehanteerde symbolen wordt verwezen naar NEN-\ EN 1992-1-1. 10 CUR-Aanbeveling 76 : 2014 R 11 Aanvullingen op bestaande bepalingen uit NEN-EN 1992-1-1 4 Onderstaand is, voor zover van toepassing, per paragraaf van NEN-EN 1992\ -1-1 een aanvulling weer - gegeven dan wel zijn aanvullend te stellen eisen geformuleerd. par. 2.3.3 Vervormingen van beton Aanvullende clausule: (4) Met betrekking tot temperatuurseffecten mogen de diepwandvoegen \ worden opgevat als dilata - ties. Toelichting Aanbevolen wordt dilataties in aansluitende constructies zoals vloeren, \ te positioneren in doorsne - den waar zich ook een diepwandvoeg bevindt. par. 2.3.4 Geometrische gegevens De dikte h van in-situ gestorte diepwanden dient gelijk te worden gestel\ d aan h nom , de nominale dikte van de wand die gelijk is aan de grijperdikte. Toelichting Opgemerkt wordt dat bij het vaststellen van de genoemde waarde een ander\ uitgangspunt is genomen dan in geval van in-situ gestorte palen, omdat in geval van diep\ wanden een afname van de dikte ten opzichte van de grijperdikte niet denkbaar is. par. 2.4.2.5 Partiële factoren voor materialen voor funderingen (2) De partiële factor ? C voor beton gegeven in 2.4.2.4 (1) [NEN-EN 1992-1-1] behoort te zijn v\ ermenig - vuldigd met een factor k f = 1,1 conform [NEN-EN 1992-1-1 NB2011] voor de berekening van de reken - waarde van de weerstand van in-situ gestorte diepwanden. par. 3.1.2 Sterkte Bij de constructieve beoordeling van diepwanden dient geen hogere sterkt\ eklasse dan C45/55 te zijn toegepast. Indien hiervan wordt afgeweken dan dient de gerealiseerde sterkte te worden aangetoond aan de hand van proeven op monsters, verkregen door uitvoering van kernboringen uit de wand. De proefresultaten dienen te worden verwerkt conform NEN-EN-1990: 2002. Toelichting Het behalen van een hoge betonkwaliteit kan een lastige opgave zijn, gel\ et op de aan het beton te stellen eisen, betreffende vloeibaarheid in de stortfase en het fei\ t dat het beton niet tijdens en na het storten door trillen kan worden verdicht. Daarnaast is vanuit constructief oogpunt de winst, te behalen met een ho\ ge betonkwaliteit, veelal beperkt. De winst uit een hogere betonkwaliteit moet namelijk in het alg\ emeen komen uit een slankere constructie (dikte diepwand) bij gelijkblijvend buigend moment. Ee\ n dunnere wand kan echter uitsluitend worden toegepast bij een hoger wapeningspercentage. De maximale wape - 12 ningshoeveelheid wordt echter in het geval van diepwanden sterk gelimite\ erd door de door - stroombaarheid van het wapeningsnet. Om deze redenen wordt aanbevolen in het ontwerp geen hogere sterkteklasse dan C28/35 toe te passen. Mocht het zinvol of noodzakelijk zijn een sterkteklasse hoger dan C45/55 toe te passen, bijvoorbeeld voor het opnemen van dwarskracht, dient achteraf door midde\ l van proeven op de in-situ beton te worden aangetoond dat deze sterkte ook is gehaald. par. 4.2 Milieu-omstandigheden (3) Fysische aantasting: Indien een diepwand wordt blootgesteld aan vorst en er tevens sprake is van grondwater achter de wand, dient het aan vorst blootgestelde oppervlak tenminste te worden in\ gedeeld in XF1. Toelichting In [NEN-EN1992-1-1] tabel 4.1 wordt als voorbeeld voor de indeling in XF1 'aan vorst en regen blootgestelde verticale oppervlakken' genoemd. De waterdoorlatendheid van een diepwand is echter dusdanig dat ook zonder dat op het oppervlak regenwater terecht k\ omt, sprake is van een vochtige constructie. Voor spatzones van zeekaden zal conform tabel 4.1 tenminste een indeling in XF4 dienen plaats te vinden. par. 4.4.1.1 Betondekking algemeen (2) De nominale dekking c nom mag niet kleiner worden gekozen dan conform de eis in CUR 231, par.5.9.2.1. Toelichting Doorstromingseisen tijdens de stortfase zijn in het geval van diepwanden\ veelal bepalend voor de grootte van de benodigde dekking. In CUR 231 worden met betrekking tot d\ at punt aanbevelingen gedaan; minimumeisen zijn vermeld in NEN-EN 1538:2010. Uit CUR 231 blijkt dat de waarde voor cnom varieert tussen 75 en 100 mm, afhankelijk van de situatie. par. 4.4.1.2 Minimale dekking, c min Er wordt verwacht dat als gevolg van contact met de steunvloeistof in de\ sleuf de buitenste laag beton sterk poreus wordt. Daarom dient bij de bepaling van de minimale d\ ekking c min volgens formule (4.2) voor de aanvullende veiligheidsmarge ?c dur,? een waarde ? 25 mm te worden gehanteerd. Deze waarde mag worden verminderd indien aan de hand van in-situ proeven is a\ angetoond dat een groter deel van de buitenste zone van de betondekking voldoet aan de vereiste k\ waliteit. par. 4.4.1.3 Toeslag in het ontwerp voor uitvoeringstoleranties In verband met de plaatsingsonnauwkeurigheid van de wapeningskorf dient voor de uitvoeringstole - rantie ?c dev een waarde ? 25 mm aan te worden gehouden. Hoofdstuk 5 Constructieve berekening Uiterste grenstoestand Voor het toetsen van de snedekrachten mag de aangenomen buigstijfheid i\ n de berekening van de kerende wand niet kleiner zijn dan de optredende buigstijfheid. CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 13 Bruikbaarheidsgrenstoestand Voor het toetsen van de doorbuiging mag de aangenomen buigstijfheid in \ de berekening van de kerende wand niet groter zijn dan de optredende buigstijfheid. Voor het toetsen van de scheurwijdte mag de aangenomen buigstijfheid ni\ et kleiner zijn dan de optre - dende buigstijfheid. Verificatie van de aangenomen buigstijfheden dient te geschieden op b\ asis van de M-N-?- diagrammen. Deze dienen te worden vastgesteld analoog aan de wijze zoals\ beschreven in 5.2.6 van CUR-publicatie 228 "Ontwerprichtlijn door grond horizontaal belaste palen". De tekst uit deze publica - tie is ter informatie overgenomen in bijlage 1. Toelichting De buigstijfheid van de diepwand speelt een belangrijke rol in het krachtenevenwicht tussen het grondmassief en de diepwand, omdat de vervorming van de diepwand afhan\ kelijk is van de hori - zontale gronddrukken. De te hanteren buigstijfheid is afhankelijk van de grenstoestand waarin wordt getoetst, alsmede van de wandhoogte, de fasering, de toegepaste wapening enz. Eén maatgevende buigstijfh\ eid is niet aan te geven omdat de invloed van een afwijkende buigstijfheid op de toetsing van de grens - toestanden zowel gunstig als ongunstig kan zijn. Indien de berekening wordt uitgevoerd met een rekenprogramma waarin de stijfheid niet afhanke - lijk van het moment kan worden gesteld, dient een procedure te worden ge\ volgd zoals beschre - ven CUR 231, par.4.2.2. De wijze waarop de M-N-?-diagrammen moeten worden vastgesteld is omschreven in 5.2.6 van CUR-publicatie 228. par. 6.1 Buiging met of zonder normaalkracht Drukkrachten loodrecht op de voeg van diepwandpanelen in horizontale richting (figuur 1A) Er mag vanuit worden gegaan dat de normaalkracht goed opneembaar is door de ongewapende doorsnede indien geldt: NEd /A c ? 0,75 f cd Voegen zijn niet voorzien van wapening. Een ongewapende voeg heeft geen capaciteit om een trekkracht, werkend loodrecht op zijn vlak, te weerstaan. Toelichting Het overbrengen van dergelijke krachten speelt bij voorbeeld een grote rol in het geval van bouwputten die in bovenaanzicht cirkelvormig zijn. In dat geval fungeert de wand over de gehele hoogte als stempeling. Ervan uitgaande dat zich een bentonietcake heeft gevormd op het betonnen contactvlak tussen 2 panelen zou, afhankelijk van de grootte van de kracht, deze cake kunnen worden uitgeperst, met deformaties tot gevolg. De gevolgen hiervan kunnen in de praktijk beperkt blijven doordat over het volledige oppervl\ ak altijd sprake zal zijn van onderbrekingen in de bentonietcake. Uit deformatiemetingen bij bouwput Harderwijk is naar voren gekomen dat het gedrag van de voegen zeer stijf moet zijn geweest. Figuur 1A. CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 14 par. 6.2.5 Afschuiving aansluitvlak tussen op verschillende tijdstippen gestort beto\ n Krachtsoverdracht tussen diepwandpanelen door wrijving in verticale rich\ ting (fig.1B) Krachten in verticale richting zijn niet overdraagbaar tussen panelen, t\ enzij vaststaat dat er tevens gelijktijdig sprake is van een horizontale normaalkracht die de panelen tegen elkaar drukt. Indien wel sprake is van horizontale normaalkracht kan de opneembare wrijving worden berekend met behulp van een wrijvingscoëfficiënt van maximaal ? = 0\ ,3. Toelichting Dit speelt bij voorbeeld een rol in geval van door een bovenliggende constructie zwaar belaste panelen naast panelen zonder bovenbelasting. De over te brengen belasting hangt af van een eventueel aanwezige normaalkracht die door de voeg wordt overgebracht. Indien een dergelijke normaalkracht ontbreekt, zal de over te brengen belasting minimaal zijn. Weliswaar is direct na storten van een paneel horizon - tale speciedruk aanwezig tegen de voeg, maar deze zal ten gevolge van de daarna optredende verhardingskrimp teniet worden gedaan. Overigens moet worden bedacht dat wanneer 2 naastgelegen panelen ten gev\ olge van een verschil in verticale belasting een verschillend zakkingsgedrag \ vertonen, bij de keuze van een eventueel aanwezige waterkerende strip met dit zakkingsverschil rekening zal moeten worden gehouden. Krachtsoverdracht tussen diepwandpanelen door dwarskracht in horizontale\ richting (figuur 1C) De dikte d a van het af te schuiven deel moet worden bepaald aan de hand van figuur 2. Toelichting Dit speelt bij voorbeeld een rol in gevallen waar de resulterende grondd\ rukken tegen de wand niet constant zijn per paneel. De opneembare dwarskracht moet in\ dit geval worden geleverd door deuvelwerking in de voeg. Uitgaande van de gebruikelijke situatie waarin de zone van de voeg ongewapend is, wordt de schuifweerst\ and geleverd door het beton. De opneembare dwarskracht kan worden berekend aan de hand van het gestelde in par. 6.2.2 (1) van NEN-EN 1992-1-1. Overigens zullen in een dergelijk geval, afhankelijk van de geometrie, ook veelal gelijktijdig buigtrekspanningen optreden die een complexere berekening noodzakelijk maken. Figuur 1B. Figuur 1C. Figuur 2. da = min(h 1, h4) + 0,2 h 2 ? 0,6 h 2 da = min(h 1, h4) ? h2 CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 15 Hoofdstuk 7 Bruikbaarheidsgrenstoestanden (BGT) De maximaal toelaatbare berekende verschildeformatie in verticale richting tussen panelen onderling, \ voor alle gevallen waar het functioneren van het waterslot als waterafdi\ chting van blijvend belang is, mag niet meer bedragen dan 5 mm, tenzij door detailberekening kan worden aangetoond dat het waterslot zijn waterkerende functie niet gedurende de referentieperiode van het bouwwerk zal \ verliezen. par. 8.1 Detailleren van wapening, algemeen Aanvullend op de in NEN-EN 1538:2010 en NEN 1992-1-1 geformuleerde eisen\ met betrekking tot staafafstanden moeten de aanbevelingen uit CUR 231 par. 5.9 voor de volgende onderwerpen worden aangehouden: ? Minimum-staafafstanden ? Detaillering van de wapening ? Wapening ten behoeve van de samenhang Toelichting: De in deze publicatie terug te vinden aanbevelingen houden verband met de doorstroombaar - heid van de wapeningskorf gedurende de stortfase en zijn gebaseerd op recente projectervarin - gen. Deze aanbevelingen zijn aanvullend ten opzichte van minimumeisen di\ e zijn geformuleerd in NEN-EN 1538:2010. In deze NEN is ook de eis met betrekking tot de minimaal toe te passen\ staafdiameter terug te vinden. Hoofdstuk 12 Ongewapende en lichtgewapende betonconstructies Toelichting Nabij de voeg en in sommige gevallen op andere plaatsen in het paneel, komen relatief grote ongewapende zones voor, de grootste in het algemeen nabij de voeg. Controle van de krachts - werking in de voeg, zoals hierboven beschreven bij de paragrafen 6.1 en 6.2.5, zal in veel gevallen maatgevend blijken. Uitzondering hierop is een eventueel buigend moment in dwarsrichting\ van het paneel als aangegeven in figuur 3, zoals bijvoorbeeld kan optreden\ in een paneel nabij de hoek van een bouwput. Bijlage J Detailleringsregels voor bijzondere situaties In punt 3 van deze bijlage wordt de toepassing van huidwapening voorgesc\ hreven voor situaties waarin de dekking op de wapening groter is dan 70 mm. Deze bepaling is i\ n het geval van diepwan - den niet van toepassing. Toepassing van huidwapening wordt in het geval van diepwanden ten stellig\ ste afgeraden. Toelichting Toepassing van huidwapening verslechtert de doorstroombaarheid van de wap\ eningskorf, is daardoor nadelig voor de kwaliteit van de dekking en is in strijd met de\ aanbevelingen in CUR 231. Figuur 3 Voorbeelden bovenaanzicht paneeleinde. CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 16 Bovendien ontstaat in verband met de verwachte verminderde kwaliteit van\ de dekking (zie 4.4.1.2) en de uitvoeringstolerantie (zie 4.4.1.3) bij toepassing van huidwapening in de dekkingszone juist een risico op corrosie van die huidwapening. CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 17 Overige bepalingen 5 5 .1 Bevestigingsmiddelen voor constructieve verbindingen Het ontwerp van bevestigingsmiddelen, gebruikt om constructieve verbindi\ ngen van de diepwand met andere constructieve elementen te maken, dient te voldoen aan het gestelde in [NVN-CEN/TS 1992-4:2012], deel 1 t/m 4. Daarnaast zijn de volgende 2 aanvullende bep\ alingen van kracht: 1. In verband met onzekerheid over de kwaliteit van de buitenste beton aan weerszijden van de diepwandpanelen, dient de lengte van in te boren stekeinden en ankers met ten minste 25 mm extra te worden vergroot. 2. De sterkte van de verbinding tussen ingeboorde, verlijmde constructieve ankers of wapeningssta - ven en diepwand dient beproefd te worden. Een dergelijk anker of staaf wordt geacht te voldoen als deze tijdens de beproeving een testwaarde kan leveren, gelijk aan 1,\ 0 maal de rekenwaarde van de berekende anker- of staafkracht bij de voor dat anker maatgevende belastingcombina - tie. Beproeving dient plaats te vinden als omschreven in ETAG 001 deel 5, hoofdstuk 5 voor de "unconfined test". Daarbij moet de volgende procedure worden gevolgd: ? Verdeel het aantal te beproeven staven in proefeenheden van maximaal 100 \ stuks per eenheid. Iedere proefeenheid moet bestaan uit staven met dezelfde diameter, verankeringslengte en type verlijming. ? Selecteer willekeurig 5 staven uit elke proefeenheid. Indien de proefeenheid uit 5 of minder staven bestaat, moeten deze alle worden getest. ? Indien van achtereenvolgens drie proefeenheden alle geselecteerde staven\ voldoen aan de testwaarde, dienen voor de volgende 3 proefeenheden 3 staven per eenheid te worden\ beproefd. Als ook dan alle staven aan de testwaarde voldoen, moet uit de\ nog resterende proe - feenheden 1 staaf per eenheid voor beproeving worden geselecteerd. Als i\ n een proefeenheid niet voldaan wordt aan de testwaarde, dan dient voor de overblijvende te testen proefeenhe - den opnieuw te worden begonnen bij stap 2. ? Bij elke test op een staaf in een proefeenheid waarbij de testwaarde niet wordt\ bereikt, moeten 5 aanvullende testen worden uitgevoerd op staven in de directe omgeving \ van de bezweken staaf. Bezwijken binnen die aanvullende testen wederom staven, dan moeten ofwel alle s\ taven binnen de proefeenheid worden getest worden of moeten alle staven binnen\ de proefeenheid worden afgekeurd en opnieuw worden aangebracht en worden onderworpen aan een test volgens stap 2. ? Verwijder alle staven die zijn bezweken bij het bereiken van de testwaarde zonder schade aan het omliggende beton. Boor en installeer vervangende staven. Deel de ver\ vangende staven in nieuwe proefeenheden volgens stap 1 in (met alleen vervangende staven)\ . Voer vervolgens op deze vervangende proefeenheden opnieuw deze procedure uit. Toelichting: De capaciteit van ingelijmde staven is gevoelig voor fouten in de uitvoering, zoals onvoldoende gevulde boorgaten, slechte aanhechting door vervuiling/sliblaag, onjuist\ e menging (mengverhou - dingen), aanwezigheid van vrijstaand water, aanstoten van pas aangebrachte staven e.d. Om deze reden worden beproevingen in het werk noodzakelijk geacht. 18 19 Titels van vermelde normen en publicaties NEN-EN 1538: 2010 Uitvoering van bijzonder geotechnisch werk - Diepwanden NEN-EN 1990: 2002 Grondslagen van het constructief ontwerp NEN-EN 1992-1-1+C2:2011 Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies - Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen NEN-EN 1992-1-1+C2:2011/NB:2011 Nationale bijlage bij NEN-EN 1992-1-1+C2 NEN-EN 12390-8:2009 Beproeving van verhard beton - Deel 8: Indringdiepte van water onder dru\ k NVN-CEN/TS 1992-4-1:2012 Ontwerp en berekening van bevestigingsmiddelen voor gebruik in beton - Deel 4-1: Algemeen NVN-CEN/TS 1992-4-1:2012/ NB:2012 Nationale bijlage bij NVN-CEN/TS 1992-4-1 NVN-CEN/TS 1992-4-2:2012 Ontwerp en berekening van bevestigingsmiddelen voor gebruik in beton - Deel 4-2: Ankerbouten NVN-CEN/TS 1992-4-3:2012 Ontwerp en berekening van bevestigingsmiddelen voor gebruik in beton - Deel 4-3: Ankerrails NVN-CEN/TS 1992-4-4:2012 Ontwerp en berekening van bevestigingsmiddelen voor gebruik in beton - Deel 4-4: Bevestigingsmiddelen die achteraf worden gemonteerd - Mechanische systemen NVN-CEN/TS 1992-4-5:2012 Ontwerp en berekening van bevestigingsmiddelen voor gebruik in beton - Deel 4-5: Bevestigingsmiddelen die achteraf worden gemonteerd - Chemische systemen ETAG 001 deel 5: Second amendment, February 2008 Guideline for European technical approval of Metal Anchors for use in concrete CUR/COB-publicatie 231: 2010 incl. Erratum/aanvulling 2012 Handboek diepwanden, ontwerp en uitvoering CUR-publicatie 228, 2010 Ontwerprichtlijn door grond horizontaal belaste palen Nederlandse normen zijn uitgaven van de Stichting Nederlands Normalisatie-instituut, Vlinderweg 6, Postbus 5059, 2600 GB Delft. Bestellingen bij NEN, verkoop- en informatielijn, tel. 015-2690391. 20 CUR-Aanbeveling 76 : 2014 R 21 Bijlage 1 Overgenomen tekst uit CUR-publicatie 228 par. 5.2.6 5.2.6 Methode voor de bepaling van de buigstijfheid van betonnen funderingspalen 5.2.6.1 Het M-N-?-diagram In paragraaf 2.5 is het constructieve gedrag van een betonnen paal besch\ reven die op druk, op buiging of op een combinatie van beide wordt belast. Aangegeven is hoe d\ e kruip van beton en scheurvorming in een paal de buigstijfheid beïnvloeden. De effect\ en hiervan op de buigstijfheid kunnen in rekening worden gebracht met behulp van M-N-?-diagrammen (moment-normaalkracht- krommingsdiagrammen). In deze paragraaf zijn de richtlijnen voor de praktische toepassing van \ dergelijke diagrammen gegeven. Vanwege het feit dat de snelheid van de toename van horizontale gronddruk\ ken laag is in vergelijking met bijvoorbeeld passages van voertuigen over een viaduct, zal in prakti\ sch alle gevallen kunnen worden volstaan met het M-N-?-diagram voor een langdurende belasting. De formules die hierna zijn vermeld voor de bepaling van het verloop van het M-N-?-diagram zijn dan ook alleen van toepas - sing op een langdurende belasting op de palen. Voor die gevallen waarin kortdurende belastingen optreden, wordt voor meer informatie verwezen naar [10]. Het M-N-?-diagram met de karakteristieke (knik)punten in het diagram is in figuur 5.8 weergegeven. De notaties van de coördinaten van de knikpunten zijn die volgens de \ VBC 1995 voor een langdu - rende belasting. Figuur 5.8 Het M-N-?-diagram voor een langdurende belasting. Een M-N-?-diagram geldt voor één bepaalde normaalkracht N. Indien de normaa\ lkracht over de paal - lengte varieert, dan zal er met meer dan één diagram moeten worden\ gerekend. Dit laatste geldt ook als de wapening (betonstaal of voorspanstaal) over de paallengte varie\ ert. 22 5.2.6.2 Berekening van de buigstijfheid EI De waarde van de buigstijfheid EI wordt als volgt bepaald: Voor de situatie dat M ? M rt (ongescheurd stadium; zie figuur 5.9a): rt ong rt M EI EI ? = = Voor de situatie dat M > M rt (gescheurd stadium; zie figuur 5.9b): gMt M EI EI ? = = met ( ) rt Mt rt et rt et rt MM MM ? ? ?? ? =+ ?? ? a) ongescheurde stadium b) gescheurde stadium Figuur 5.9 Bepaling van de buigstijfheid voor het ongescheurde en gesche\ urde stadium. Daar het buigend moment over de paallengte zal variëren, moet de bepa\ ling van de buigstijfheid worden uitgevoerd voor een aantal paaldoorsneden. In bijlage J is een st\ roomdiagram voor de bepaling weergegeven. Het aantal elementen of moten waarin de paal moet \ worden verdeeld, hangt af van de mate waarin het buigend moment of de normaalkracht in de paal \ varieert. Bij een geringe variatie kan met minder elementen of moten worden volstaan dan bij een p\ aal waarin deze groothe - den sterk variëren. Het stroomdiagram is een van de processtappen in een fysisch niet-lineai\ re berekening. Voor meer informatie over een dergelijke berekening wordt verwezen naar figuur 9.4 in [10]. 5.2.6.3 Berekening van de karakteristieke punten in het M-N-?-diagram Voor de bepaling van de knikpunten in het diagram geldt het volgende. De ligging van de punten wordt bepaald door: ? de uit- en inwendige geometrie van de paal (afmetingen, ligging en hoev\ eelheid wapening) ? de materiaaleigenschappen ? de normaalkracht in de paal. CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden 23 Voor de aan te houden materiaaleigenschappen geldt hoofdstuk 6 van [32], \ echter met uitzondering van de spannings-rekdiagrammen (?-?-diagrammen) voor het beton, het betonstaal en he\ t voor - spanstaal. Opgemerkt wordt dat de aanwijzingen die hierna zijn gegeven v\ oor deze diagrammen dus alleen van toepassing zijn op de bepaling van de krachtsverdeling. Voor de toetsing op sterkte gelden andere ?-?-diagrammen. Voor meer informatie over de keuze voor de gegeven diagrammen wordt verwezen naar [10]. Het punt (M rt,?rt ) in het M-N-?-diagram wordt bepaald uit: () ( )1, 2 1, 6 ' rtbm bm Mf h W ? = ? ? ?+ ? ' 3 1 4 rt rt b M EI ? ? =? +? Waarin: fbm = gemiddelde waarde van de betontreksterkte volgens artikel 6.1.2 van [32] [N/mm 2] ?'bm = de gemiddelde betondrukspanning ten gevolge van de normaalkracht, inclus\ ief de voorspankracht, bij de voorgeschreven belastingscombinatie [N/mm 2] W = weerstandsmoment [mm 3] E'b = elasticiteitsmodulus van het beton volgens artikel 6.1.3 van [32] [N/mm 2] I = kwadratisch oppervlaktemoment [mm 4] ? = kruipcoëfficiënt volgens artikel 6.1.5 van [32] [-] h = totale hoogte van de betondoorsnede [m]. De punten (M et,?et ) en (M et,?ut ) in het M-N-?-diagram dienen te worden bepaald met een doorsnedebe - rekening. Hiervoor dient gebruik te worden gemaakt van de aanwijzingen in d\ e punten a tot en met f in artikel 8.1 van [32]. Voor de aan te houden ?-?-diagrammen geldt het volgende: ? Voor het beton dient het diagram volgens figuur 5.10 te worden aangehouden ? Voor het betonstaal en het voorspanstaal dienen de ?-?-diagrammen i\ n de figuren 5 en 6 uit [32] te worden gehanteerd, waarbij echter voor de treksterkte wordt gerekend met respectievelijk f srep en fpurep . Figuur 5.10 Het ?-?-diagram van het beton voor de bepaling van de krachtsve\ rdeling. CUR-Aanbeveling 76 : 2014 Rekenregels voor diepwanden SBRCURNET SBRCURnet is een onafhankelijk kennisnetwerk voor de gehele bouwsector. Wij zorgen er voor dat professionals in de Burgerlijke en Utiliteitsbouw en in de Grond-Weg- en Waterbouw hun werk beter kunnen doen. Wij brengen partijen uit de bouwsector met elkaar in contact voor het ontwikkelen van nieuwe vakkennis over actuele vraagstukken. Ook voorzien we de sector van betrouwbare, bruikbare vakkennis. Dat doen we door kennis uit te geven in een breed scala aan producten en diensten. Bovendien helpen we bij het implementeren van kennis. CUR-Aanbevelingen Een CUR-Aanbeveling geeft richtlijnen voor de toepassing van nieuwe materialen, methoden en technieken. Het gaat om praktische regels, die samen met potentiële gebruikers zijn opgesteld. Door hun praktische opzet worden CUR-Aanbevelingen breed geaccepteerd in de bouwpraktijk en bevorderen zij innovaties. Als voorschriften kunnen zij dienen als basis van certificeringsregelingen. ARTIKELNUMMER CA076.14 ISBN 978-90-5367-589-2