NL9300550A - Polderprincipe. - Google Patents

Description

Ti tel: Polderprincipe.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een civiele constructie onder gebruikmaking van het polderprincipe, met een onder het omringende grondwaterniveau aangebrachte draagvloer.

Het gebruik van het zogenaamde polderprincipe voor bijvoorbeeld geheel of gedeeltelijk in de grond verzonken parkeergarages, kelderruimtes, tunnelbakken of tunnels voor (spoor-)wegen enzovoorts is algemeen bekend. Daartoe wordt gebruik gemaakt van een geheel of vrijwel geheel waterondoordringbare put, waarvan de bodem eveneens is gelegen onder het grondwaterniveau. Bijvoorbeeld wordt een put met voldoende hellende zijwanden uitgegraven, waarna de bodem en de wanden worden bekleed met een waterdichte folie. Om weerstand te bieden tegen de op die folie uitgeoefende grondwaterdruk, wordt op die folie een relatief dikke grondlaag aangebracht, veelal enkele meters dik. Deze dikte stemt gewoonlijk overeen met de helft van de afstand waarover de putbodem zich onder het heersende omringende grondwaterpeil bevindt, en kan eveneens taludvormig zijn uitgevoerd, om de folie langs de zijwanden voldoende te stabiliseren. Daarmee is een gebied verkregen, waarbinnen het grondwaterpeil onafhankelijk van dat in de omringende gebieden is te regelen.

Bovenop het stabilisatiepakket wordt de vloer van de kelder, het wegdek oid. aangebracht. Een dergelijke vloer wordt over het algemeen zonder verdere (paal) fundering uitgevoerd.

Wegens de noodzaak van drukstabilisatie van de putbodem is dientengevolge een relatief diepe put vereist, welke relatief omvangrijk is en daardoor kostbaar is te vervaardigen. De relatief grote putdiepte vereist omvangrijke graafwerkzaamheden, welke niet alleen kostbaar zijn, maar er bestaat ook gevaar voor inklinken en/of uitzetten van de ondergrond door de grote grondspanningsvariaties die tijdens de werkzaamheden worden opgeroepen. Voorts is het bijzonder lastig, de relatief diepe put tijdens de werkzaamheden droog te houden. Lukt dit wel, dan is wegpompen van relatief veel omringend grondwater vereist, hetgeen tevens nadelig is voor het milieu. Werkzaamheden in de put worden daarom gewoonlijk in de natte uitgevoerd. Nadat de wanden en de bodem voldoende waterdicht zijn gemaakt, en zijn gestabiliseerd, wordt de put drooggepompt om de kelder, wegdek, ed. vervolgens af te werken.

De onderhavige uitvinding beoogt het gebruik van een relatief diepe put voor toepassing van het polderprincipe te vermijden. Hiertoe wordt voorgesteld, de binnen de waterdichte put te plaatsen vloer belastingspreidend te funderen, en daar bovenop tegengewichten te plaatsen. Aldus verschaft de vloer in samenhang met de daarop geplaatste tegengewichten de vereiste tegendruk aan de grondwaterdruk, welke onmiddellijk of vrijwel onmiddellijk onder die vloer werkzaam is. Door de tegengewichten naar beide zijden van de vloer te verplaatsen en de vloer zelf belastingspreidend te dimensioneren, wordt de vloer daarbij op buiging belast. Het is nu mogelijk, de vloer rechtstreeks op de putbodem aan te brengen, hetgeen een aanzienlijk geringere diepte van de put vereist. De noodzakelijke graafwerkzaamheden worden hierdoor tot een minimum beperkt, en het totale ingrijpen in het landschap is navenant kleiner. Door de geringere putdiepte is droogmalen van de put gedurende de uit te voeren werkzaamheden eventueel mogelijk. Voorts zijn de grondbelastingvariaties tijdens het uitvoeren van de werkzaamheden minder groot, met navenant een geringer risico voor inklinken dan wel gronduitzetting. Ten gevolge van de geringere putdiepte is de put op maaiveldniveau aanzienlijk minder omvangrijk. Een verder voordeel is, dat de putbodem eventueel waterdicht is te maken met behulp van de vloer zelf.

De onderhavige aanvrage berust op het inzicht, dat een zelfdragende vloer een overspanning kan vormen, en met op die vloer geplaatste, locale tegengewichten een gelijkmatige tegendruk kan verschaffen aan een gelijkmatig op de onderzijde van die vloer werkzame hydrostatische druk. Met voordeel kan die vloer op staal gefundeerd zijn. Echter is het evenzogoed mogelijk, de op buiging belaste vloer gedeeltelijk te onlasten onder toepassing van een aantal trekankers. Echter blijft ook dan de fundering in hoofdzaak gevormd door de vloer zelf, met de daarmee verbonden tegengewichten.

Vooral voor de wegenbouw is met de onderhavige uitvinding een aantrekkelijke techniek verschaft. Immers behoeft nu slechts een relatief ondiepe geul te worden gegraven, op de bodem waarvan rechtstreeks de rijvloer voor auto’s, treinen, pijpleidingen en dergelijke is te plaatsen. Na het realiseren van een waterdichte aansluiting tussen de waterdicht gemaakte putzijwanden en de waterdichte vloer, en na plaatsing van de tegengewichten op die vloer en stabiliseren van de putzijwanden, welke wegens de geringe putdiepte relatief minder stabilisatie vereisen, kan de put worden drooggepompt. Aldus is de vloer aanmerkelijk breder dan de tunnel of de tunnelbak, en rusten daarop tegengewichten, maatregelen welke hier nog niet eerder zijn toegepast of gesuggereerd.

Met voordeel kunnen de tegengewichten in hoofdzaak bestaan uit gewapende grond. De hiervoor benodigde grond kan de uitgegraven grond zijn. Doordat de tegengewichten van gewapende grond een zekere afschuifsterkte bezitten, hoeven de daartegen te plaatsen, veelal betonnen, opstaande zijwanden van de tunnel nauwelijks enige belasting te dragen. Die opstaande tunnelwanden hoeven daarom niet dragend te worden verbonden met de vloer dan wel het dak van de tunnel. Het dak van de tunnel kan voorts met voordeel worden gefundeerd op de tegengewichten van bijvoorbeeld gewapende grond. Door het dak wordt de werking van de tegengewichten nog eens extra versterkt.

Het gebruik van een vloer welke onmiddellijk rust op de putbodem is op zich bekend. Die bekende vloer is echter met daaronder uitstekende trekankers in de ondergrond vergrendeld. Deze trekankers leveren de reactiekracht voor de op die vloer werkende grondwaterdruk. Het gebruik van trekankers voor het in de grond verankeren van een op grondwaterdruk belaste vloer is relatief kostbaar, het aanbrengen daarvan is relatief tijdrovend, en toepassing daarvan is bijvoorbeeld voor een slappe ondergrond niet mogelijk.

In het hiernavolgende zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld zoals getoond in de bijgevoegde tekening. Deze is een weergave in dwarsdoorsnede van een verdiepte spoorweg onder toepassing van het polderprincipe. Aangeduid is het maaiveld 1, en het grondwaterpijl 2. Een geul 3 Is in de grond 1 uitgegraven en de bodem 4 daarvan bevindt zich ruim onder het grondwaterpijl 2. De zijwanden 5 en de bodem k van de geul 3 zijn bekleed met een waterdichte folie 6. Op die folie 6 is een dunne zandlaag 7 aangebracht, waarin bemalingspijpen 8 zijn ondergebracht. Op de taluds 5 kan deze zandlaag 7 worden vervangen door een drainagefolie, evt. geïntegreerd in de waterdichte folie 6. Het op de bodem 4 van de geul 3 rustende deel van de zandlaag 7 is slechts ongeveer 10 centimeter dik. Daar bovenop rust een buigstijve vloerplaat 9* in dit geval van gewapend beton, met een dikte tussen de vijftig centimeter en anderhalve meter. Op deze vloer 9 zijn spoorstaven 10 geplaatst, waar overheen in twee richtingen een trein 11 kan rijden.

Bovenop de langsranden van de vloer 9 is een pakket gewapende grond 12 geplaatst, waarvan de wederzijds naar elkaar gerichte wanden zijn bekleed met een relatief dunne betonwand 13· Aldus is in de geul 3 net de vloer 9 en de wanden 13 een verdiepte tunnelbak 14 gevormd. Bij een tunnelbreedte van ongeveer tien tot twaalf meter loopt de vloerplaat 9 onder de tegengewichten 12 ter weerszijden enkele meters, bijvoorbeeld vier meter, door. Deze tunnelbak 14 is aan de bovenzijde afgedekt middels een dak 15, dat met de langsranden steunt op fundaties 16 die zijn geïntegreerd in de tegengewichten van gewapende grond 12. De geul 3 is verder weer aangevuld met grond 17, waarmee tevens de tunnelbak l4 is afgedekt.

Aldus is voor het realiseren van een verdiepte tunnelbak in vergelijking met de bekende technieken een relatief ondiepe geul 3 vereist. Doordat volgens de onderhavige uitvinding het tegengewicht aan de grondwaterdruk wordt gerealiseerd door het gewicht van de buigstijve vloer 9« in samenwerking met de op de langsranden rustende tegengewichten 12, welke zich in dit uitvoeringsvoorbeeld over de totale hoogte van de tunnelbak boven de vloer 9 uitstrekken, kan de waterdichte bodem 4 van de uitgegraven geul 3 zich dicht onder de vloer 9 bevinden. Dientengevolge is de grondwaterdruk in absolute zin beduidend geringer vergeleken met bekende polderprinciepes met onder de vloer aangebrachte drukstabilisatie.

Natuurlijk behoren ook andere uitvoeringsvarianten tot de onderhavige uitvinding. Zo kan de waterdichte laag 6 zijn geïntegreerd met de vloer 9· Bijvoorbeeld vormt de vloer 9 zelf de waterondoorlaatbare laag, waarbij aan de langsranden daarvan een waterondoorlaatbare folie is bevestigd, waarmee de zijwanden 5 van de geul 3 worden bekleed. De zandlaag 7, die slechts een beschermlaag vormt tussen de folie 6 en de vloer 9, kan dan worden weggelaten. Datzelfde is van toepassing wanneer zekerheid bestaat dat de folie 6 niet door de vloer 9 kan worden beschadigd, bijvoorbeeld bij in situ storten van de vloer, of bij toepassing van een bijzonder goede kwaliteit folie. Voorts kan de gewapende grond 12 worden vervangen door elk ander soort tegengewicht, zoals losgestort zand, klei, grind en dergelijke, of basaltblokken, betonblokken enzovoorts. Wordt echter losgestort zand en dergelijke gebruikt als tegengewicht, dan dienen de wanden 13 vormvaster te worden uitgevoerd, bijvoorbeeld aanmerkelijk dikker of voorzien van dwarsverankeringen. Een constructie koppeling daarvan met de vloer, en met het dak 15, is dan ook waarschijnlijk noodzakelijk. Afhankelijk van de grondwaterdruk is voorts de afmeting van de tegengewichten 12 te kiezen. Bijvoorbeeld kunnen zij uitsteken boven het dak 15 van de tunnelbak 14. Wanneer het dak 15 bijvoorbeeld wordt gebruikt als rijbaan, kunnen de tegengewichten 12 zover voorbij het dak 15 omhoog lopen, dat zij tegelijkertijd een geluidscherm vormen. Afhankelijk van de constructieve eisen van het dak 15 bijvoorbeeld halverwege de breedte van de tunnelbak lk extra zijn afgesteund op de vloer 9. De vloer 9 moet tenminste in het te overspannen gebied tussen de tegengewichten 12 voldoende buigstijfheid en buigsterkte bezitten. De vloer 9 kan bijvoorbeeld zijn opgebouwd uit geprefabriceerde betonnen vloerplaten of vloerbalken, maar ook zijn opgebouwd uit stalen binten. Deze elementen kunnen naadloos op elkaar aansluiten, met de naden dichtgestort om bijvoorbeeld een volledig waterdichte vloer te vormen. Echter kunnen dergelijke buigelementen ook op enige afstand van elkaar betrokken in langsrichting op de geul zijn aangebracht, waarbij de tussenruimten zijn opgevuld met losgestort steen, zand en dergelijke. De zich onder de vloer 9 bevindende folie 6 zal dan in de tussenruimte tussen de buigbalken fungeren als een membraan, welke de aldaar heersende grondwaterdruk op de buigbalken overdraagt. De folie 6 kan daartoe zijn versterkt met behulp van bijvoorbeeld een weefsel van glasvezels. Aldus zou de vloer 9 ook kunnen worden opgebouwd uit een raster van in langsrichting en dwarsrichting van de geul lopende buigbalken, met de in dwarsrichting van de geul 3 lopende buigbalken doorlopend tot onder de tegengewichten 12, en de vrijgelaten openingen tussen de buigbalken opgevuld met zand of grind of iets dergelijks, waarbij de folie 6 ook dan weer als kracht overdragend membraan fungeert. Het gebied van de vloer 9 onder de tegengewichten 12 kan voorts zijn opgeruwd voor een betere hechting met de gewapende grond. Eventueel kan een additionele verankering met onder de vloer uitstrekkende grondankers worden toegepast.

Van belang is, dat een vormvaste vloer 9 is gebruikt, welke de breedte van de tunnelbak 14 overspant en waarop ter weerszijden van de tunnelbak lk tegengewichten 12 zijn geplaatst, waardoor de waterondoordringbare laag, welke zich onder het grondwaterniveau bevindt, op slechts geringe afstand van de onderzijde van de vloer 9 behoeft te worden aangebracht, dan wel kan zijn geïntegreerd in diezelfde vloer 9· Vanzelfsprekend is de uitvinding tevens van toepassing voor het creëren van bijvoorbeeld een kelder voor bijvoorbeeld een parkeergarage.

De bovenomschreven constructie kan uiteraard ook zonder dak 15 en eventuele bovenaanvulling 17 worden uitgevoerd als een open bak constructie, dwz.

Claims (6)

1. Civiele constructie onder toepassing van het polderprincipe, waarbij een draagvloer, bijvoorbeeld een wegdek, in een verzonken put is aangebracht onder het heersende grondwaterniveau, waartoe de bodem en de opstaande wanden van die put waterdicht zijn uitgevoerd, met het kenmerk, dat de vloer (9) belastingspreidend is uitgevoerd, en dat op de vloer tegengewichten (12) rusten.

2. Constructie volgens conclusie 1, waarbij de bodem (4) van de put (3) relatief dicht onder de vloer (9) is gelegen, bij voorkeur op een afstand van minder dan drie meter daarvan, in het bijzonder één meter, meer in het bijzonder een halve meter.

3· Constructie volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de tegengewichten (12) zijn gevormd door lichamen van gewapende grond.

4. Constructie volgens een der voorgaande conclusies, met een op afstand boven de vloer (9) aangebracht dak (15)» dat op de tegengewichten (12) rust.

5. Constructie volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de vloer (9) van gewapend beton is, en tot ruim onder de tegengewichten (12) doorloopt.

6. Constructie volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de vloer (9) waterdicht is uitgevoerd, en met de randen daarvan waterdicht aansluit op de waterdicht uitgevoerde zijwanden (5) van de put (3).