Jetgrouten, precisie met geweld

Abstract

Jetgroutkolommen worden gevormd door onder hoge druk een groutmengsel in de grond te injecteren. De grond wordt versneden, losgewoeld en vermengd met de gernjecteerde vloeistof. Door de boorbuis roterend te trekken ontstaat een cilindervormig element. Afbankelijk van het gekozen systeem geschiedt het snijden met dezelfde of met een andere straal dan het mengen. Gesproken wordt van het 1, 2 of 3 fase(n) systeem jetgrouten. De jetgroutkolommen kunnen na uitharding worden gebruikt als waterremmend en/of constructief element. Jetgrouten kan in iedere grondsoort worden toegepast. De ervaring in Nederland met de jetgroutechniek is beperkt tot enkele werken. Visser & Smit Bouw is vooralsnog de enige aannemer in Nederland die beschikt over het benodigde materieeI. De diameter en de sterkte van de kolom worden bepaald door de uitvoeringsparameters en de grondeigenschappen, samen de invoerparameters van het systeem. Onder de uitvoeringsparameters wordt verstaan de injectiedruk, het injectiedebiet, de luchtdruk, de treksnelheid, rotatiesnelheid e.d. De belangrijke grondeigenschappen zijn de cohesie, de dichtheid en het poriengehaIte. De moeilijkheid bij de techniek betreft het voorspeIIen van het resultaat (diameter en sterkte) op basis van de invoerparameters. Het doel van dit onderzoek is tweezijdig. Enerzijds is gezocht naar verbanden en relaties tussen de invoerparameters en het resultaat en anderzijds is gekeken naar de uitvoeringsaspecten van de techniek. Dit laatste betreft ook een meetmethode voor de diameter tijdens de uitvoering van de kolommen. In het kader van de bouw van een tramtunnel in het centrum van Den Haag, het zogenaamde Souterrain, is een uitgebreide jetgroutproef op ware grootte uitgevoerd. Het doel van de proef was het bepalen van de uitvoeringsparameters voor het maken van een groutboog die de waterafsluiting aan de onderzijde van de bouwput vormt. Het 2 en 3 fasen systeem is beproefd, waarbij gevarieerd is met injectiedrukken, debieten, treksnelheden en water/cement-factoren. Tijdens de uitvoering zijn met behulp van een spinapparaat diameterbepalingen gedaan en zijn verse monsters aan de kolom en retourspoeling onttrokken. Na uitharding van de proefkolommen is de put ontgraven, zodat het resultaat kon worden bestudeerd. Vit de kolommen zijn kernen geboord die aan druk- en splijttesten zijn onderworpen. Dit verslag bevat de beschrijving en de analyse van de jetgroutproef. Onderscheid is gemaakt tussen volumieke massa en sterkte van de verschilIende monsters en de diameter van de kolom. Het jetgroutproces is te complex om te komen tot een aIIes omvattend rekenkundig verband tussen het resultaat en de invoer. Het grote probleem blijft het betrekken van de eigenschappen van de grond in een berekening. Toch zijn enkele interessante bevindingen gedaan. De belangrijkste bevinding is de relatie tussen de invoer en het diameterresultaat via de begrippen hydraulische of kinetische energie van de snijstraaI. De hydraulische energie wordt berekend met de snijdruk, het snijdebiet en de treksnelheid, terwijl de kinetische energie wordt berekend met de massa en snelheid van de vloeistof en de treksnelheid. Indien de energiesoorten tegen de diameter worden uitgezet, ontstaat een energiekromme. Deze kromme ligt voor ieder systeem en grondsoort anders en kan worden gebruikt bij het vaststelIen en vergelijken van de uitvoeringsparameters. Voordat met een jetgroutwerk wordt begonnen moet een grondonderzoek worden uitgevoerd, zodat de grondeigenschappen over het te grouten traject in kaart gebracht kunnen worden. Op deze wijze kan tijdens het jetgrouten worden geanticipeerd op wijzigingen in bodemgesteldheid, zodat de kwaliteit van de kolommen gehandhaafd blijft. Met behulp van diameterbepalingen met bijvoorbeeld een spinapparaat kan de diameter vlak na het jetgrouten worden gemeten.