DEL014 1221134 Kwaliteit in de grond gevormde palen met Seismic tube

Aanleiding van het project

Onbekendheid van het gedrag van de ondergrond in combinatie met daarin gemaakte funderingselementen zoals diepwanden en in de grond gevormde palen zorgt voor hoge onzekerheden en kosten voor bouwers van de gebouwde omgeving en infrastructuur.
In diepwanden worden cross-hole sonic loggers met succes toegepast. Het voorgestelde onderzoek richt zich op de mogelijkheden van kwaliteitsbepaling van in de grond gevormde palen met behulp van een meerkanaals akoestische systeem. Omdat er in funderingspalen te weinig ruimte aanwezig is, wordt onderzoek gedaan of met single-hole sonic logging geschikte en betrouwbare metingen kunnen worden uitgevoerd.
De relatief kleine diameter zorgt ervoor dat er veel reflecties gegenereerd worden die bovendien met elkaar interfereren. Het ontrafelen van deze golfvelden is niet mogelijk met een enkele bron-ontvanger registratie, zoals de Single Hole Sonic Logger.
In het Geoimpuls project is een prototype voor dit apparaat gebouwd en in een proefpaal beproefd. De data die gegenereerd wordt laat een schat van informatie zien die nog ontrafeld dient te worden.
Met een aantal partijen die meegewerkt hebben aan het Geoimpuls onderzoek wordt samengewerkt in een vervolgonderzoek waar de Seismic Tube tot een praktisch bruikbaar instrument wordt doorontwikkeld.

Doel van het project

Het doel van dit project is het ontwikkelen van een prototype meetsysteem dat op basis van meerkanaalsseismiek een uitspraak kan doen over de kwaliteit van in de grond gevormde palen.
Het project sluit aan bij het innovatiethema beheer en onderhoud en draagt bij aan de volgende onderwerpen die in het innovatiecontract worden genoemd:
x Bouwen op en in slappe bodems
O Bodemdaling
x Life cycle benadering (van o.a. kunstwerken en infrastructuur)
O Technieken om bodemdaling te voorkomen en tegen te gaan
x Meerwaarde uit data en monitoring voor ontwerp, beheer en onderhoud halen

Omschrijving van de activiteiten

2015
– Analyseren van in het kader van Geoimpuls verzamelde metingen op proefveld te Delft
– Uitvoeren van metingen op proefpalenveld in Delft, inclusief getrokken palen met bekende defecten
– Het modelleren van de golfpatronen in defecte palen
2016
– Het genereren van verschillende datasets op werken in Nederland, inclusief jetgrout kolommen
– Het analyseren van de meetdata en opstellen van karakteristieke profielen per defect
– GO/NOGO voor (2e) prototype maken van Seismic Tube

2017
Afhankelijk van GO/NOGO en financiering (onderstaande werkzaamheden zijn nog geen onderdeel van deze TKI aanvraag):
– Het aanpassen van het prototype meetsysteem op basis van de bevindingen.
– Het ontwikkelen van handzame software om data te kunnen analyseren
– Het analyseren van de meetdata en opstellen karakteristieke profielen per defect

Verwachte resultaten

Jaarlijks worden er 100.000 -150.000 in de grond gevormde funderingspalen gemaakt. Deze palen worden standaard allemaal akoestisch -‘hamertje tik-methode’- doorgemeten ter controle of de paal aan de eisen voldoet. In ca 5 a 10% van de metingen geeft de huidige meettechniek geen afdoende antwoord. Dan is het niet vast te stellen of er tijdens het maken afwijkingen zijn ontstaan die de paal zwakker maken. Dit zorgt voor vertraging in het bouwproces en brengt extra kosten met zich mee. Het beschikbaar komen van een ontwerp voor een meetsysteem dat aanvullend op Hamertje tik de defecten in een in de grondgevormde paal met akoestische signalen kan lokaliseren en identificeren, voorkomt enorme vertragingen en leidt tot een reductie van de totale bouwkosten.
Te verwachten resultaten:
Een prototype meetsysteem
Inzicht in golfvoortplanting in de paal
Handzame software voor de analyse van de meetdata.

Voortzetting van de PPS
Op genoemde onderwerpen zijn ook na afronding van deze vraagstukken nog de volgende kennisvragen te verwachten: (1) Opzetten ervaringsdatabase (2).Verbeteren uitvoeringspraktijk op basis van extra informatie werkelijke paalvorm en kwaliteit (3) Verbeteren uitvoeringsrichtlijnen en/of certificatie (4) Toepassingsmogelijkheden in diepwanden (5) Algemene toepassing voor onderzoek bestaande geotechnische constructies.
Het GeoImpuls project loopt in 2015 formeel af. Een mogelijk vervolg met een vergelijkbaar consortium is onderwerp van gesprek. Met het GeoImpuls project is een eenmalige impuls gegeven aan het terugdringen van geotechnisch falen. De focus van een mogelijk vervolg van GeoImpuls zal dan ook op een ander onderwerp liggen.

Innovativiteit

De Seimic Tube wordt ontwikkeld voor de praktijk met marktpartijen die het systeem kunnen gaan inzetten voor hun meetpraktijk. Deze meettechniek is bekend uit de seismiek, maar nog nooit voor de kwaliteitscontrole van palen toegepast. Een vereenvoudigde versie (Single hole sonic logging) bestaat al wel, maar geeft niet de gewenste resultaten.

Valorisatie

De doelstelling van Geo-Impuls is om het geotechnisch falen te reduceren. In het kader van dit programma is een aanzet gedaan voor het meten van defecten van in de grond gevormde palen.
Resultaten van GeoImpuls worden gepresenteerd op de internationale ISGSR conferentie, september 2015 in Rotterdam.
Ontwikkelde software kan worden ingezet om metingen aan palen in de praktijk te analyseren.

Link naar projectresultaten…