Grondverbeterende technieken

Zetting van de ondergrond kan ook worden beperkt door het verbeteren van de ondergrond, zodat deze minder gevoelig wordt voor vervormingen en bezwijken. Een dergelijke verbetering vindt plaats door de ondergrond over een bepaalde dikte te vervangen door zand of een ander materiaal dat meer weerstand bezit tegen vervormingen of bezwijken. In deze paragraaf worden de volgende vijf technieken beschreven:

• grondvervanging;
• gewapende constructie op paalfundering;
• zand, grind- of steenkolommen;
• grondstabilisatie;
• geokunststoffen.

Bij grondvervanging wordt een deel van de natuurlijke slappe ondergrond vervangen door een ander materiaal, meestal zand. De onderzijde van de vervanging wordt de cunetbodem genoemd. De grondvervanging dient voor het verminderen van de zettingen en restzettingsverschillen van de grondconstructie en kan tevens bijdragen tot een hogere weerstand tegen afschuiven. De uitkomende grond kan als bekledingsmateriaal voor het nieuwe talud worden gebruikt, mits de grond voldoet aan de eisen uit het Bouwstoffenbesluit. Bij wegverbreding kan het graven en aanvullen van een cunet leiden tot grote vervormingen in het bestaande weglichaam.

Bij een gewapende grondconstructie op paalfundering worden palen tot in de vaste grondslag aangebracht. Bovenop de palen wordt een constructie van grond of een ander granulair materiaal aangebracht, die doorgaans wordt gewapend met een of meer lagen geogrids. Met de constructie van een wapeningsmat op palen wordt een goede belastingspreiding nagestreefd. De spanningsreductie op de grond komt tot stand doordat een groot deel van de bovenbelasting via lastspreiding en boogwerking in de grond en daarna via de wapeningsmat en de palen naar de diepere, draagkrachtige lagen wordt afgevoerd. De wapeningsmat bevindt zich in de onderste helft van de ophoging. In Nederland is zo’n constructietechniek in 2000 op beperkte schaal toegepast bij de aanleg van een busbaan langs de N247 bij Monnickendam. In het geval van lagereordewegen en dunne asfaltwegen zal men echter niet gauw overgaan tot dit soort zettingbeperkende en nog redelijk experimentele maatregelen.

Bij toepassing van zand, grind- of steenkolommen wordt in de slappe grond een patroon van betrekkelijk stijve en goed waterdoorlatende kolommen gevormd. De diameter van de kolommen varieert tussen 0,5 m en 1,5 m. De kolommen worden geplaatst in een driehoekig of vierhoekig stramien met een onderlinge afstand van 2 à 3 m hart-op-hart. De techniek verkeert in Nederland nog in een experimenteel stadium.

Bij gestabiliseerde grondkolommen en/of wanden wordt een mengsel van kalk en cement in-situ gemengd met de aanwezige slappe lagen. Hiermee wordt een stijfheids- en sterktetoename van de ondergrond beoogd. De techniek heeft zich buiten Nederland reeds bewezen, maar is nationaal nog slechts in proefprojecten toegepast, bijvoorbeeld in het kader van NO-RECESS (New Options for Rapid and Easy Construction of Embankments of Soft Soils) [32, 51, 52].

Horizontaal gelegde geokunststoffen kunnen worden toegepast om de draagkracht en stabiliteit te vergroten, waardoor het werk sneller kan worden uitgevoerd. Tevens zijn er mogelijkheden om het ruimtegebruik te beperken door bijvoorbeeld toepassing van een steiler talud. Bij gebruik van geokunststoffen moet in mechanicabeschouwingen rekening worden gehouden met kruip van het materiaal. Tevens moet rekening worden gehouden met verschillen in mechanische eigenschappen in diverse richtingen van sommige geokunststoffen en geogrids, de aanwezigheid van lassen en met een mogelijke achteruitgang van de mechanische eigenschappen in de tijd.