Jetgrouten - Smet-Keller

Brochure 67-03 NL
Het soilcrete-procédé
(jetgrouten)

Inhoud
3 Voorgeschiedenis
4 Procédé
6 Uitvoeringsvarianten
7 Uitvoeringsvormen
8 Uitvoeringsvolgorde
10 Toepassingen
12 Adressen

Soilcrete - voorgeschiedenis
Met het verkrijgen van de licenties
voor het Soilcrete procédé
en het introduceren van de
soilcrete-techniek is Keller een
nieuwe weg ingeslagen bij de
stabilisatie van constructies.
Kleine ondervangingen stonden aan het
begin van de ongewone ontwikkelin van
Soilcrete. Om te komen tot de huidige
stand van de techniek moesten er evenwel
nog heel wat stappen worden gezet.
• Het proces is gemodificeerd zodat het
toepasbaar werd voor alle bodemtypen.
• De toepassingen zijn stap voor stap
ontwikkeld als reactie op een grote
variatie aan problemen.
• De equipement is door Keller zelf ontwikkeld
en verbeterd.
• In 1986 heeft Keller in Duitsland een
algemene “Zulassung” voor Soilcrete
verkregen.
Deze brochure geeft informatie over de
huidige stand van zaken van de Soilcretetechniek.
Programmagestuurde
berekening en optimalisatie
van complexe
Soilcrete-vormen met
behulp van zelfontwikkelde
software
Soiljet ® .
3

Soilcrete – procédé
De naam “Soilcrete” is afgeleid van de
Engelse begrippen “soil” (grond) en
“concrete” (beton) en beschrijft waaruit
deze grondverbetering bestaat;
grond met de consistentie van beton.
In Nederland en België staat Soilcrete ook
bekend onder de termen:
• VHP-grouting
(Very High Pressure grouting)
• jetgrouten of
• HDI (Hohe Druck Injektion).
Het Soilcrete-procédé
Het Soilcrete-procédé kan eigenlijk worden
gezien als een bodemstabilisatie met cement.
Met behulp van energierijke snijstralen met
een uittreesnelheid van meer dan 100 m/sec
wordt de grond losgesneden c.q. geërodeerd.
De snijstraal bestaat uit water of een
cementsuspensie, eventueel omhuld door
een luchtmantel zodat een grotere reikwijdte
wordt gerealiseerd.
Toepassingsmogelijkheden van diverse grondverbeteringstechnieken
klei silt zand grind stenen
100
Soilcrete
Synthetische oplossingen
Silicaatgel [lv]
Silicaatgel [hv]
Ultrafijn cement
Cementsuspensie
Mortel
lv = laag visceus
hv = hoog visceus
economisch
niet economisch
0,002 0,006 0,02 0,06 0,2 0,6 2,0 6,0 20 60
korrelgrootte [mm]
80
60
40
20
zeefgrootte [gewicht%]
0
De geërodeerde grond wordt vermengd
met de cementsuspensie. De mix van grond,
cement en water wordt gedeeltelijk via het
boorgat uitgespoeld om een overdruk te
creëren. Op deze wijze kunnen verschillende
geometrische configuraties van Soilcrete elementen
worden gerealiseerd.
De reikwijdte van de snijstraal in de bodem
kan wel 2,50 m bedragen en varieert als
functie van de bodem, het type proces en de
toegepaste snijvloeistof. Na het uitharden
heeft de Soilcrete-mortel statische eigenschappen,
die deze geschikt maken als materiaal
voor ondervangingen of afdichtingen.
Toepassingen
In tegenstelling tot conventionele grondstabilisatie
methoden, kan Soilcrete worden
gebruikt voor de stabilisatie en afsluiting van
alle bodemtypen, variërend van los gepakte
zandlagen tot cohesieve grondlagen.
Dit geldt derhalve ook voor klei-, veen- en
niet-homogene zandlagen, daar waar conventionele
injectiemethoden tekortschieten.
4

Soilcrete - eigenschappen
Soilcrete gedraagt zich in de bodem als een
stabiliserend of afsluitend lichaam. Een combinatie
van de beide eigenschappen wordt
meer en meer toegepast.
De druksterkte van Soilcrete varieert van
2 tot 25 N/mm 2 en wordt bepaald door het
toegepaste cementgehalte en de resterende
hoeveelheid grond in de Soilcrete-massa.
Het waterremmend vermogen wordt gerealiseerd
door het selecteren van geschikte
groutsuspensies en indien nodig, het toevoegen
van bentoniet. Naast het type en de
hoeveelheid geïnjecteerd groutmateriaal is
ook het type en de achtergebleven hoeveelheid
van de oorspronkelijke grondslag van belang
voor de doorlatendheid.
Doorlatendheidsproeven
op Soilcrete-recepten in
een laboratorium.
Soilcrete-pomp- en
bedieningsstation.
Soilcrete-druksterkte
Ontwikkeling van de druksterkte van Soilcrete
zeefgrootte [gewicht in %]
100
%
50
0
silt zand grind
100
75
50
25
Druksterkte in % van de eindsterkte
niet-cohesieve
grond
cohesieve
grond
0,002 0,06 2,0 60 0 7 14 21 28
42
korrelgrootte [mm]
verhardingstijd [dagen]
bodemtype silt zand grind
druksterkte ≤ 5 ≤10 < 25
[N/mm²]
Afhankelijk van de oorspronkelijke bodem,
kan de doorlatendheid enkele decimalen
variëren. In het geval dat hoge eisen aan de
doorlatendheid [k v ] worden gesteld, wordt
hieraan tijdens de uitvoering extra aandacht
besteed. Bij talrijke toepassingen wordt door
de klant gebruikt gemaakt van zowel de
sterkte als de waterremmende eigenschappen.
Hierop wordt het mengsel eveneens
afgestemd.
Soilcrete-lichamen sluiten
aan op elke vorm
van een bestaand fundament,
zodat een
goede krachtoverdracht
gewaarborgd is.
5

Soilcrete - uitvoeringsvarianten
Soilcrete kan op drie verschillende
wijzen worden uitgevoerd. De keuze
wordt mede bepaald door de bodemopbouw,
de geometrische vorm en de
gewenste kwaliteit van de Soilcreteelementen.
grout
groutstraal
retourstroom
Soilcrete - S
(Single – direct proces) werkt met een groutstraal
waarbij de uittreesnelheid minimaal
100 m/s bedraagt en het snijden en mixen tegelijkertijd
maar zonder toevoeging van lucht
geschiedt.
Het Soilcrete S proces wordt toegepast bij
kleine tot middelgrote elementdiameters.
De driedubbele Soilcrete-stangen
voorzien
de spuitmond
afzonderlijk van lucht,
water en grout.
De boorkop is juist
onder de spuitmond
geplaatst. Tijdens het
boren treedt de grout
via de boorkroon naar
buiten.
lucht
grout
retourstroom
met lucht
ommantelde
grout-straal
Soilcrete - D
(Double – direct proces) werkt met een
groutstraal waarbij de uittreesnelheid minimaal
100 m/s bedraagt en het snijden en
mixen tegelijkertijd geschiedt. Om de erosiecapaciteit
en daarmee de reikwijdte van de
straal te vergroten wordt, de straal met lucht
ommanteld.
Het Soilcrete D proces wordt toegepast bij
lamellenwanden, ondervangingen en waterremmende
lagen.
lucht
water
grout
retourstroom
groutstraal
met lucht
ommantelde
waterstraal
Soilcrete - T
(Triple – indirect proces) erodeert de bodem
met een luchtommantelde waterstraal waarvan
de uittreesnelheid minimaal 100 m/s
bedraagt. Via een tweede spuitmond, die zich
onder de waterspuitmond bevindt, wordt
(tegelijk met het water) cementsuspensie
ingespoten. De pompdruk waaronder de
suspensie wordt ingebracht, bedraagt minimaal
15 bar. Een variant van dit proces werkt
zonder de luchtommanteling.
Het Soilcrete T proces wordt toegepast bij
ondervangingen, dichtwanden en waterremmende
lagen.
6

Soilcrete - uitvoeringsvormen
A
B
C
eenzijdig
dubbelzijdig
De geometrische basisvormen van
Soilcrete worden gerealiseerd door
het bewegen van de stangen:
• Door het trekken en roteren van de
stangen ontstaan er kolommen
• Door het trekken en zwenken van de
stangen ontstaan er deelkolommen
• Door het trekken van de stangen
zonder rotatie ontstaan er lamellen;
door middel van plaatsing van meerdere
spuitmonden ontstaan er eveneens
lamellen in de richting van die
spuitmonden.
Samengestelde
lichamen uit
basisvormen.
Soilcrete - samengestelde lichamen
kolom
A - kwart kolom
B - halve kolom
C - volledige kolom
lamel
De Soilcrete-basisvormen kunnen zodanig
geschakeld, in elkaar gedraaid of gecombineerd
worden dat nagenoeg elke vorm gerealiseerd
kan worden.
Waterremmende laag
Lamellenwanden
Vrijgegraven Soilcrete-lichaam van een drietal
schijven voor een waterremmende laag
Vrijgegraven Soilcrete-lichaam van een
ondervangingsconstructie in zand
Kamerwanden
Samengestelde Soilcrete-lichamen
Palen- of
kolommenwanden
Lamellenwand met waterremmende laag
Ondervangingslichaam
Diepfundering
7

Soilcrete - uitvoeringsvolgorde
De Soilcrete-installatie bestaat uit opslagtanks, silo´s en een compacte meng- en
pompinstallatie. Vanuit de pompeenheid loopt een bundel van slangen en leidingen
naar de machine bij het installatiepunt. De mastlengte varieert van 2 m in kelders
of schachten tot 35 m in het vrije veld.
De boorpunten bevinden zich normaal gesproken in een smalle sleuf welke is
voorzien van een vuilwaterpomp. Hier vandaan wordt de retourspecie bestaande
uit een mengsel van water, cement en grond verpompt naar een verzamelbekken
of container.
lucht water cement /
(bentoniet)
naar retourspecieopvang
1 Boren
Een boormachine uitgerust
met boorstangen (voorzien
van boorkop met spuitmond),
brengt het Soilcrete-gat op
diepte. In de regel wordt
grout gebruikt als boorvloeistof
om het boorgat tijdens
het boren te stabiliseren.
Voor het doorboren van metselwerk
of beton worden speciale
boorkronen toegepast.
2 Snijden
Het verbreken van het korrelskelet
met een energierijke
vloeistofstraal begint meestal
op het diepste niveau van het
Soilcrete-element. Het overbodige
water-grond-cementmengsel
vloeit door het boorgat
naar boven. De vooraf
vastgelegde productieparameters
worden constant gecontroleerd.
3 Grouten
Tegelijkertijd met het eroderen
van de bodem wordt bij alle
procestypen grout onder druk
toegevoegd. De door het spuiten
veroorzaakte turbulentie
resulteert in een uniforme
menging van grout met grond
in de behandelde zone.
Totdat het materiaal begint op
te stijven, wordt er in het boorgat
constant een hydrostatische
overdruk in stand gehouden.
Miniboormachine,
gebouwd door Keller,
kan ingezet worden
in zeer beperkte
ruimte.
8

Proces monitoring
Tijdens de uitvoering kunnen maximaal 12
verschillende parameters elektronisch worden
geregistreerd en door de verantwoordelijke
projectleider worden benut voor sturing
en controle van het proces.
Bedieningspaneel en
centrale eenheid van
de meetapparatuur
M4.
menger/
pomp
naar retourspecieopvang
of recycling
Programm: Soilcrete-D-Verfahren (1.0.0)
Inventar: 130481 Baustelle: 6814225
Los: 0 Punkt: 19 lfd. Nr.: 3
Datum: 12.06.95 Zeit: 16:287:30 Intervall: sek 2
Wichte:
Abt.: Beratung und
Legende:
Entwicklung
Zeit Tiefe
Vorschub Bohrandruck
Druck Durchfluß Drehzahl
Susp Susp
[sek] [m ]
[m/min]
[U/min]
[bar] [bar] [l/min]
20 0 20 0 100 200 0 250 500 0 250 500
0 5 10 0 50 100
0
Belangrijke uitvoeringsparameters
kunnen
elektronisch geregistreerd
worden.
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
4 Uitbreiden
Soilcrete-lichamen van iedere
vorm laten zich, zowel “vers
in vers” als ook “vers in vast”,
naar wens met elkaar verbinden
c.q. combineren.
De uitvoeringsvolgorde wordt
daarbij afgestemd op de aard
en omstandigheden van het
op te lossen probleem.
8000
Punktdauer: 149.63 min Max. Tiefe: 6.3 m Säulenlänge: 6.1 m
Optische en handmatige proeven zoals controles
en tests conform ons kwaliteitsplan
verzekeren de kwaliteit van het eindproduct.
Geboorde kernen
uit Soilcrete-lichamen.
9

Soilcrete - toepassingen
Soilcrete voor stabilisaties
Ondervangen van funderingen voor naastgelegen bouwputten is een van de belangrijkste
toepassingen, gevolgd door funderingsaanpassingen en -verbeteringen.
Bij de bouw van tunnels in los gesteente heeft Soilcrete de toepassing van
nieuwe methodes mogelijk gemaakt.
Ondervangingen
Vervormingsarme ondervangingen,
uitgevoerd als verankerde gewichtsmuur
kunnen ook in het geval van
een waterkerende functie, zelfs bij
een beperkte werkruimte, uitstekend
worden toegepast.
Tunnel bescherming
Soilcrete tunnelbescherming wordt
meestal toegepast in niet-cohesieve
lagen onder of vlakbij bedreigde
gebouwen, soms met het doel
watertoestroom in de ontgraving
voor de tunnel te voorkomen.
Funderingsverbeteringen
Historische kunstwerken kunnen
in gevaar komen in geval van zakkingen.
Soilcrete verschaft een veilige
fundering met een maximum
aan constructieve veiligheid.
Soilcrete horizontaal
Horizontale Soilcrete-kolommen
zorgen voor stabilisatie van het
boorfront bij tunnelbouw in nietcohesieve
lagen. Ze worden vanaf
het boorfront en horizontaal of
licht hellend aangebracht.
Funderingsaanpassingen
Wijzigingen in gebruik van of
veranderingen aan een kunstwerk
vereisen vaak een aanpassing van de
bestaande fundering. Soilcrete lost
dit probleem economisch en met
grote flexibiliteit op.
Schachten
Schachten uit versneden Soilcretekolommen
worden toegepast indien
een trillingsvrije uitvoering
gewenst is en/of de schacht tot in
het grondwater reikt.
Diepfunderingen
Soilcrete wordt toegepast voor
nieuwe funderingen indien de aangrenzende
belendingen extra zorgvuldigheid
vereisen (bijv. historische
gebouwen of computercentra).
Gronddrukontlasting
Door gronddruk belaste kunstwerken,
zoals historische muren,
landhoofden, lawinegalerijen of
kademuren worden ontlast door
toevoegen van of verbinden met
een statisch berekend Soilcretelichaam.
10

Soilcrete ter afdichting
Bouwputbegrenzingen bestaande uit een vervormingsarme en waterremmende
Soilcrete-ondervanging, gecombineerd met een waterremmende Soilcrete-laag,
maken diepe bouwputten mogelijk zonder dat een grootschalige bemaling
noodzakelijk is.
Er worden, in tegenstelling tot enkele conventionele injectiemiddelen, milieuvriendelijke
minerale bindmiddelen toegepast.
Lamellenwanden
De Soilcrete-lamellenwand als afdichting
tegen grondwater wordt
toegepast onder wegen en kunstwerken
bij veelvoudige kruisingen
van kabels en leidingen en ten behoeve
van de opdeling van grote
bouwputten bij fasering van de
ontgraving. Afhankelijk van de benodigde
afdichting komen enkele
of meervoudige lamellenwanden
in aanmerking.
Gewelven
Bij smalle bouwputten en schachten
wordt de geringe overspanning
van de laag gebruikt als steungewelf
tegen de waterdruk. Dit voorkomt
extreme diepteligging van
verankeringselementen voor voldoende
veiligheid tegen opdrijven.
Versneden kolommenwanden
Bij hoge dwarskrachten, gevaar
voor uitspoeling of indien een lage
doorlatendheid gewenst is worden
dichtwanden bestaande uit
versneden Soilcrete-kolommen
toegepast.
Dichtingsdeksels
Het Soilcrete-deksel beschermt
het grondwater onder het bouwwerk
tegen beïnvloeding door de
bouwactiviteiten.
Damafdichtingen
Met Soilcrete worden beschadigde
damkernen verbeterd of een dichtwand
in of onder de dam uitgevoerd.
Voegafdichtingen
De geplande of achteraf noodzakelijke
afdichtingen van voegen
tussen palen, damwanden of
bouwdelen in de ondergrond kunnen
met de Soilcrete “wing-jet”
worden uitgevoerd.
Waterremmende lagen
Waterremmende lagen van
Soilcrete bestaan uit versneden
kolomschijven en worden op een
zodanige diepte uitgevoerd dat
voldoende veiligheid tegen opdrijven
geboden wordt. Er kan op elk
willekeurig bouwputbegrenzing
worden aangesloten.
Grondwateropeningen
Diepwanden zijn vaak tijdelijk gebruikte
grondwaterkeringen. Door
toepassing van de Soilcrete-techniek
kan een waterdoorlatende
opening worden gerealiseerd
waarbij het bindmiddel op van te
voren bepaalde plaatsen wordt uitgewassen.
11

Keller
Funderingstechnieken B.V.
Postbus 757
NL-2400 AT Alphen a/d Rijn
Europaplaan 16
NL-2408 BG Alphen a/d Rijn
Tel. +31 172 471798
Fax +31 172 471804
E-mail: nederland@KellerGrundbau.com
www.KellerGrundbau.com
Bahrain · Duitsland · Egypte · Frankrijk · Groot
Brittannië · Hongarije · Italië · Maleisië · Oostenrijk
· Portugal · Polen · Saudi Arabië · Singapore
· Slowakije · Spanje · Tsjechië · USA · Verenigde
Arabische Emiraten
Deel uitmakend van de Keller Groep plc