Validatie van prototype van monitoringsysteem

Samenvatting project

Geo-Impuls Werkgroep 4 ‘Kwaliteitscontrole In de Grond Gevormde Elementen’ richt zich in het onderzoek deel C op mogelijkheden van certificering van in de grond gevormde palen door middel van de tijdens de uitvoering gemeten procesparameters. Doel van het onderzoek is vast te stellen of door het meten en interpreteren van procesparameters een uitspraak kan worden gedaan over de kwaliteit van de paal. Bij het beschouwen van de kwaliteit van de paal zijn er meerdere soorten kwaliteit te onderscheiden: de geotechnische kwaliteit van de paal en de structurele kwaliteit. Bij de geotechnische kwaliteit kan men denken aan een zodanige installatie, dat de geotechnische omstandigheden die bij het ontwerp zijn verondersteld, op basis van het eerder uitgevoerde grondonderzoek, minimaal aanwezig zijn of zijn verbeterd gedurende de installatie. Bij de structurele kwaliteit kan men denken aan het intact zijn van de paal en de paal de voorziene doorsnede bezit.

Doel van het project

De doelen van dit project zijn: • Uitvoeren van een validatie van SBPMonitor • Beoordeling van de aansluiting van SBPMonitor bij nationaal en internationaal geaccepteerde geotechnische principes en normgeving voor geotechnisch ontwerp en uitvoering • Vaststelling van eventuele beperkingen waarvan bij de verdere ontwikkeling van het systeem getracht moeten worden deze weg te nemen

Motivatie

4/7 AANVRAAG FORMULIER VOOR PROJECTEN met TKI-programma toeslagProjecttitel: Validatie van prototype van monitoringsysteem voorkwaliteitsbewaking van de installatie van grondverdringende schroefpalen Datum aanvraag: 4 februari 2016 OMSCHRIJVING PROJECT Aanleiding voor het project Geo-Impuls Werkgroep 4 ‘Kwaliteitscontrole In de Grond Gevormde Elementen’ richt zich in het onderzoek deel C op mogelijkheden van certificering van in de grond gevormde palen door middel van de tijdens de uitvoering gemeten procesparameters. Doel van het onderzoek is vast te stellen of door het meten en interpreteren van procesparameters een uitspraak kan worden gedaan over de kwaliteit van de paal. Bij het beschouwen van de kwaliteit van de paal zijn er meerdere soorten kwaliteit te onderscheiden: de geotechnische kwaliteit van de paal en de structurele kwaliteit. Bij de geotechnische kwaliteit kan men denken aan een zodanige installatie dat de geotechnische omstandigheden die bij het ontwerp zijn verondersteld op basis van het eerder uitgevoerde grondonderzoek minimaal aanwezig zijn of zijn verbeterd gedurende de installatie. Bij de structurele kwaliteit kan men denken aan het intact zijn van de paal en de paal de voorziene doorsnede bezit. GeoConsult is bezig met de innovatieve ontwikkeling van een monitoringsysteem SBPMonitor (systeem of gereedschap) waarmee van grondverdringende schroefpalen: - de geotechnische kwaliteit kan worden beoordeeld - de geotechnische parameters ter plaatse van de paal tijdens het inbrengen bepaald kunnen worden - een draagkrachtberekening “in real-time” uitgevoerd kan worden Het systeem maakt gebruik van metingen die tegenwoordig standaard door vrijwel alle aannemers die deze palen produceren geregistreerd worden: tijd diepte paalvoet aandrukkracht draaimoment en omwentelingsnelheid (Fig 1). Fig.1 Tijdens het terugtrekken van de buis kunnen tevens tijd diepte en optrekkracht gemeten worden. Bij het inbrengen van grout-injectiepalen kan tevens het ingebrachte groutvolume geregistreerd zijn. AANVRAAG FORMULIER VOOR PROJECTEN met TKI-programma toeslagProjecttitel: Validatie van prototype van monitoringsysteem voorkwaliteitsbewaking van de installatie van grondverdringende schroefpalen Datum aanvraag: 4 februari 2016 OMSCHRIJVING PROJECT In het SBPMonitor worden een aantal van de geregistreerde data bij het inbrengen van de paal middels een softwareprogramma herleid naar de conusweerstand van een virtuele sondering die daarmee de geotechnische eigenschappen van de grond vóór het inbrengen van de paal representeert. In de algoritmen waarmee deze virtuele sondering berekend wordt worden een aantal correlatiefactoren gebruikt welke zijn vastgesteld bij de ijking met het systeem bij een vooraf in het grondonderzoek van een project uitgevoerde sondering. Deze correlatiefactoren zijn specifiek voor de paaldiameter paalvoetconfiguratie en de geologische en geotechnische karakteristieken van de laageenheden ter plaatse van het uitgevoerde project. Uit de geotechnische parameters die gegenereerd zijn bij de berekening van de virtuele sondering kan tevens de schachtwrijving welke bijdraagt aan de toelaatbare paalbelasting berekend worden. Het puntdraagvermogen wordt berekend op basis van de sonderingen uit het grondonderzoek dat vooraf voor het project is uitgevoerd Om het nu beschikbare prototype (Technical Readiness Level 6 (TRL6)) bestaande uit een aantal onafhankelijk werkende software modules verder te ontwikkelen tot een operationeel product met TRL9 is in dit stadium een validatie nodig om vast te stellen of de uitgangspunten van het systeem aansluiten bij de nationaal en internationaal geaccepteerde geotechnische principes en de normgeving voor geotechnisch ontwerp en uitvoering.

Locatie

Delft

Uitgevoerde acties

2015 - Omschrijving van het toepassingsgebied het systeem en gereedschap - Opstelling van een gedetailleerde systeembeschrijving - Opstelling van een overzicht van de gebruikte parameters in het systeem en de achtergrond van de parameters. 2016 - Beoordeling van toepassing op data van Almere Poort- Beoordeling van het theoretisch kader - Beoordeling van de volledigheid Beoordeling van toepassing op data van 3 andere projecten - Rapportage en openbaarmaking van resultaten

Verwachtte resultaten

Omdat er bij de beoogde werking van het systeem bij elke nieuwe paal een virtuele sondering beschikbaar komt wordt er verwacht dat kan worden uitgegaan van een lagere partiële factor en mogelijk tevens van lagere materiaalfactoren. Een dergelijke hogere toe te kennen veiligheid kan leiden tot kortere palen. Dit is in het bijzonder van belang omdat recentelijk bekend is geworden dat per begin 2016 volgens de norm het berekende aandeel van het puntdraagvermogen voor alle funderingspalen verminderd moet worden met 30%. In algemeenheid kan worden gesteld dat het systeem onzekerheden in de berekening van het paaldraagvermogen die voortkomen uit onbekendheid over de kwaliteit van de installatie voor het grootste deel door de monitoring worden weggenomen. Tevens wordt de variatie in de geologie en in de geotechnische eigenschappen van de ondergrond die kunnen leiden tot een “in real-time” aanpassing van het paalniveau tussen de onderzoekslocaties van de vóór-sonderingen hiermee tijdens het inbrengen van de palen onderkend. Voortzetting van de PPSNa de validatie van SBPMonitor in dit project zal het nu nog uit onafhankelijk te gebruiken modules bestaande systeem verder ontwikkeld kunnen worden tot een volledig operationeel systeem dat op paalboormachines gebruikt zal kunnen worden. Binnen deze PPS zal het systeem in een eventueel vervolgproject dan weer gevalideerd kunnen worden in de operationele situatie waarbij vergelijkbare doelen gesteld kunnen worden als in het voorgaande genoemd. Het is mogelijk om de PPS voort te zetten tijdens het gebruik van het systeem door de partners waarbij registratiegegevens gegevens en interpretaties beschikbaar komen van het gebruik van SBPMonitor in diverse geologische en geotechnische situaties paalconfiguraties en gebruikte uitvoeringsprocedures. Het wordt voorzien om deze data binnen de PPS in een langere tijd doorlopend project te analyseren om te komen tot een beter inzicht in de systeemparameters voor de diverse omstandigheden waarmee gaandeweg een optimalisatie van het systeem en de resultaten ervan mogelijk zal zijn.

Innovativiteit

Op het gebied van de interpretatie van geregistreerde boorparameters van grondverdringende schroefboorpalen hebben zich nationaal en internationaal nog slechts zeer geringe ontwikkelingen voltrokken. De gegevens worden uitsluitend in kwalitatieve zin gebruikt. De ontwikkeling van SBPMonitor is een innovatie waarmee de verkregen boorparameters in kwantitatieve zin (“in real-time”) worden geïnterpreteerd en waarmee een koppeling wordt verkregen met de in-situ oorspronkelijke en door de installatie veranderde geotechnische innovaties.

Valorisatie

De doelstelling van Geo-Impuls is om het geotechnisch falen te reduceren. In het kader van dit programma zullen generieke en waar noodzakelijk geanonimiseerde, resultaten van de validatie voor iedereen toegankelijk zijn o.a. via www.geoimpuls.org of via een aan een toekomstig consortium verbonden vergelijkbaar medium.

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:
Dirk Peereboom
Er is geen projectleider aan dit project toegekend.

Partners

  • BAM Infra Speciale Technieken
  • FUNDEX Holding B.V.
  • Gebr. van ’t Hek B.V.
  • GeoConsult B.V.
  • Stichting Deltares (Delft)
  • TKI Deltatechnologie
  • Volker Staal en Funderingen (VSF)

Resultaten

Validatie van prototype van monitoringsysteem-2017-2

Resultaat type
Product-/Proces Deliverables
Wetenschappelijke publicatie?