Biocementatie in de ondergrond: Verplaatsing toepassingsbereik naar grond met hoger silt of lutumgehalte

Samenvatting project

Biocementatie kan de sterkte en doorlatendheid van grond sterk beïnvloeden met toepassingen in aardbevingsgevoelige gebieden of als erosiebeschermingsmaatregel of ter preventie pipingproblematiek bij dijken. Naast biocementatie kan ook gasontwikkeling door micro-organismen zorgen voor een ander (verbeterd) grondgedrag. Stabilisatie van fijne en siltige zanden is een terugkerende vraag op (inter)nationale civiele projecten zowel in het kader van erosie (bijv. scour rondom offshore structures) maar ook in relatie tot aardbevingsbelastingen (liquefaction). Hierbij zijn de te bereiken sterktes ordes van grootte lager dan in de ”biogrouting” toepassingen waar in het verleden naar is gekeken. Huidig onderzoek en toepassingen hebben zich vooral gericht op zand (en in een enkel geval grind) met relatief hoge sterktes maar nooit op toepassingen met grotere hoeveelheden fijn materiaal en lage sterktes.

Doel van dit TKI-project is uitzoeken in hoeverre bestaande biologische methodes voor het verbeteren van grondeigenschappen kunnen worden ingezet in een breder toepassingsgebied zoals erosiebescherming taludstabilisatie of liquefaction mitigation. Op basis hiervan kan een werkmethode worden uitgewerkt voor het opschalen van de resultaten uit de labproeven naar een praktijksituatie.

Doel van het project

Doel van dit TKI-project is uitzoeken in hoeverre bestaande biologische methodes voor het verbeteren van grondeigenschappen kunnen worden ingezet in een breder toepassingsgebied zoals erosiebescherming taludstabilisatie of liquefaction mitigation. Zowel de mate van cementatie als gasontwikkeling in de poriënruimte zijn daarbij doelen gekeken zal worden naar veranderingen in contractant gedrag stijfheid en sterkteontwikkeling van de behandelde monsters. Op basis hiervan kan een werkmethode worden uitgewerkt voor het opschalen van de resultaten uit de labproeven naar een praktijksituatie. Daarbij wordt gewerkt- met grond van mogelijk te behandelen locaties (en niet met modelzanden) - met mogelijk vervuilde grond- met grond met een grote fijne fractie- op pilotlocaties

Motivatie

Biocementatie kan de sterkte en doorlatendheid van grond sterk beïnvloeden met toepassingen in aardbevingsgevoelige gebieden of als erosiebeschermingsmaatregel of ter preventie pipingproblematiek bij dijken. Naast biocementatie kan ook gasontwikkeling door micro-organismen zorgen voor een ander (verbeterd) grondgedrag. Stabilisatie van fijne en siltige zanden is een terugkerende vraag op (inter)nationale civiele projecten zowel in het kader van erosie (bijv. scour rondom offshore structures) maar ook in relatie tot aardbevingsbelastingen (liquefaction). Hierbij zijn de te bereiken sterktes ordes van grootte lager dan in de ”biogrouting” toepassingen waar in het verleden naar is gekeken. Huidig onderzoek en toepassingen hebben zich vooral gericht op zand (en in een enkel geval grind) met relatief hoge sterktes maar nooit op toepassingen met grotere hoeveelheden fijn materiaal en lage sterktes.

Locatie

Delft

Uitgevoerde acties

2017Q1:
-Voorbereiden proef-Kweken of ophopen geschikte microorganismen
-Selecteren geschikte pilotlocatie/beschikbaarheid monsters
2017Q2:
-Uitvoeren 5 proeven in triaxiaalcellen met metingen van biochemische en geotechnische parameters (grondtype 1)
-Uitvoeren 3 proeven in triaxiaalcellen met metingen van biochemische en geotechnische parameters (grondtype 2)
2017Q3: vertaling concept naar pilottoepassing-inventarisatie commercieel interessante toepassingen
2018Q1: voorbereiden pilot biocementatie
2018Q1Q2: uitvoeren pilot
2018Q2-Q4: ontwikkelen gasvorming en compactie
2019Q2/3: Rapportage en disseminatie

Verwachtte resultaten

'-De proeven gaan uitsluitsel geven (proof of principle) van de toepasbaarheid van biocementatie in gronden met een grote fijne fractie. -Effecten van heterogeniteit en praktijk-effecten worden beschreven-Mogelijkheden en uitvoeringsmethodiek voor gasvorming gekoppeld aan compactie beschikbaar in werkprotocol.

Innovativiteit

Het project heeft een kennismeerwaarde -op het gebied van toepassing van biocementatie door het exploreren van een veel breder toepassingsgebied-op het gebied van toepassing door in samenwerking met de industrie praktische en kosteneffectieve aanbrengmethodes voor uitvoering te onderzoeken- door experimenteel te werken met een biochemische reactie in een geotechnische opstelling (triaxiaal-cellen) waardoor onder geotechnische gedefinieerde omstandigheden beproefd kan worden. Het gebruik van dergelijke opstellingen komt zeer weinig voor. -Door toepassing van het proces van biocementatie op de grootste schaal ooit in een pilot toegepast wordt unieke kennis verkregen

Valorisatie

Niet ingevuld

Hoe gaan de participanten van het project om met intellectueel eigendom dat voorkomt uit deze projecten?

Alle partijen krijgen alle resultaten van het Project ter beschikking. De resultaten van de samenwerking kunnen breed verspreid worden. Partijen kunnen over deze resultaten vrijelijk publiceren. De resultaten zullen volledig openbaar beschikbaar zijn, met uitzondering van ter beschikking gestelde achtergrondkennis.

Op welke wijze wordt de informatie over dit project op eenvoudige wijze voor het algemene publiek kenbaar gemaakt (beschrijving van het onderzoek, deelnemers en de planning en voortgang)?

De informatie over dit project wordt kenbaar gemaakt via de website van de TKI Deltatechnologie (projectbeschrijving) en de projectwiki van Deltares (projectvoortgang en resultaten).

Projectvoorwaarden

Na de datum waarop deze Overeenkomst in werking is getreden, maar uiterlijk tot een jaar voor de beoogde datum waarop het Project zal zijn voltooid, kunnen ondernemers en/of onderzoeksinstellingen, die op het terrein van het relevante subsidieprogramma van het TKI werkzaam zijn alsnog als Partij toetreden. Een later toetredende Partij zal een nader overeen te komen bijdrage in kind en/of in cash moeten leveren die in redelijke verhouding staat tot zijn relatief aandeel in het Project na toetreding. De overige Partijen ontvangen vervolgens naar rato een terugbetaling en/ of gedeeltelijke vrijstellingen van hun nog te leveren bijdrage in kind, voor zover niet besloten wordt de bijdrage van de later toetredende Partij aan het projectbudget toe te voegen.

Projecteigenaar en projectleider(s)

Projecteigenaar:
Hans Groot
Er is geen projectleider aan dit project toegekend.

Partners

  • Arizona State University
  • Baggermaatschappij Boskalis B.V.
  • Groundwater Technology B.V.
  • Stichting Deltares (Delft)
  • TKI Deltatechnologie
  • TU Delft

Resultaten

Biocementatie in de ondergrond: Verplaatsing toepassingsbereik naar grond met hoger silt of lutumgehalte-2018-4

Resultaat type
Product-/Proces Deliverables
Aantal
1
Omschrijving

Rapport '11202576-002-GEO-0001_v0.2-Field Scale Deployment of MIDP.docx' beschikbaar op:
https://tkideltatechnologie.invoermodule.nl/project/biocementatie-in-de-ondergrond-verplaatsing-toepassingsbereik-naar-grond-met-hoger-silt-of-lutumgehalte-2/?wpv-relationship-filter=10299

Wetenschappelijke publicatie?