0443 Eurocode 7
0443 Eurocode 7
Auteur:
Ir. M.T.J.H. Smits / ir. H.L. Jansen
Fugro Ingenieursbureau B.V.
Ir. M.T.J.H. Smits / ir. H.L. Jansen
Fugro Ingenieursbureau B.V.
Eurocode 7 bestaat uit 2 delen:
NEN-EN 1997-1, Eurocode 7 - Deel 1: Geotechnisch Ontwerp - Deel 1: Algemene regels NEN-EN 1997-2, Eurocode 7 - Deel 2: Geotechnisch Ontwerp - Deel 2: Grondonderzoek en beproeving
NEN-EN 1997-1, Eurocode 7 - Deel 1: Geotechnisch Ontwerp - Deel 1: Algemene regels NEN-EN 1997-2, Eurocode 7 - Deel 2: Geotechnisch Ontwerp - Deel 2: Grondonderzoek en beproeving
Hoofdstukindeling Eurocode 7
Eurocode 7 - Deel 1: Algemene regels
Eurocode 7 - Deel 1: Algemene regels
- Algemeen
- Grondslagen van het geotechnisch ontwerp
- Geotechnische gegevens
- Supervisie tijdens de uitvoering, monitoring en onderhoud
- Aanvulling, bemaling en drainage, grondverbeteringen en wapening van grond
- Funderingen op staal
- Paalfunderingen
- Verankeringen
- Grondkerende constructies
- Bezwijken door hydraulische invloeden
- Algehele stabiliteit
- Ophogingen
Bijlagen A t/m J
Eurocode 7 - Deel 2: Grondonderzoek en beproeving
- General
- Planning of ground investigations
- Soil and rock sampling and groundwater measurements
- Field tests in soil and rock
- Laboratory tests on soil and rock
- Ground investigation report
Bijlagen A t/m X
Terminologie en detailniveau in Eurocodes
De terminologie in Eurocodes is enigszins afwijkend van de terminologie in de NEN-serie. In de NEN-normen is het onderscheid in normtekst en toelichting duidelijk herkenbaar, ofwel doordat de normtekst op de rechter pagina staat afgedrukt en de toelichting links (NEN 6702), ofwel doordat de toelichting in een kleiner lettertype is gezet (bijvoorbeeld NEN 6740). In Eurocodes worden de normteksten niet toegelicht, maar wordt wel onderscheid gemaakt tussen zogenaamde 'Principles' en 'Application Rules'. Principles zijn eisen in de norm waar altijd aan voldaan moet worden; deze worden aangegeven met een hoofdletter P achter het betreffende artikelnummer. Application Rules zijn meer dan een toelichting, ze kunnen worden gezien als een aanwijzing hoe in concreto aan een Principle voldaan kan worden. Principles worden in termen van 'must' en 'shall' gesteld, terwijl bij Application Rules de werkwoorden 'should' en 'may' voorkomen. Naast normtekst komen bij de Eurocode ook informatieve bijlagen voor, vergelijkbaar met de bijlagen in de NEN-normen.
Bij het lezen van de Eurocode 7 (NEN-EN 1997) zal het de gebruiker opvallen dat de tekst veel algemener is dan die van de NEN-serie. Slechts zelden worden in Eurocode 7 rekenmodellen voorgeschreven of getalswaarden voor factoren in de rekenmodellen gekwantificeerd. De Eurocode is meer een verzameling aandachtspunten voor ontwerp en toetsing van geotechnische constructies. Voor de manier waarop wordt aangetoond dat aan het gestelde in de Eurocode wordt voldaan, wordt de ontwerper veel vrijheid gelaten. Deze vrijheid kan overigens door middel van nationale aanvullende normen alsnog per land worden ingeperkt. Zo is voor Nederland NEN 9097-1 Aanvullende bepalingen voor het geotechnisch ontwerp opgesteld. Daarin zijn alle rekenregels en -modellen uit de NEN 6740-serie opgenomen, voor zover ze niet strijdig zijn met Eurocode 7-1. Bovendien zijn in NEN 9097-1 de rekenmethoden voor damwanden en trekpalen uit CUR-publicaties 166 en 2001-4 opgenomen. In verband met het gebruiksgemak zijn Eurocode 7 - Deel 1, de Nationale Bijlage en de norm met aanvullende bepalingen NEN 9097 1 samengevoegd in één document: NEN 9997-1, zie figuur 04-13. Voor nadere informatie over Eurocode 7 wordt verwezen naar de KIVI NIRIA publicatie Eurocode 7 - Achtergronden en voorbeeldberekeningen.
De terminologie in Eurocodes is enigszins afwijkend van de terminologie in de NEN-serie. In de NEN-normen is het onderscheid in normtekst en toelichting duidelijk herkenbaar, ofwel doordat de normtekst op de rechter pagina staat afgedrukt en de toelichting links (NEN 6702), ofwel doordat de toelichting in een kleiner lettertype is gezet (bijvoorbeeld NEN 6740). In Eurocodes worden de normteksten niet toegelicht, maar wordt wel onderscheid gemaakt tussen zogenaamde 'Principles' en 'Application Rules'. Principles zijn eisen in de norm waar altijd aan voldaan moet worden; deze worden aangegeven met een hoofdletter P achter het betreffende artikelnummer. Application Rules zijn meer dan een toelichting, ze kunnen worden gezien als een aanwijzing hoe in concreto aan een Principle voldaan kan worden. Principles worden in termen van 'must' en 'shall' gesteld, terwijl bij Application Rules de werkwoorden 'should' en 'may' voorkomen. Naast normtekst komen bij de Eurocode ook informatieve bijlagen voor, vergelijkbaar met de bijlagen in de NEN-normen.
Bij het lezen van de Eurocode 7 (NEN-EN 1997) zal het de gebruiker opvallen dat de tekst veel algemener is dan die van de NEN-serie. Slechts zelden worden in Eurocode 7 rekenmodellen voorgeschreven of getalswaarden voor factoren in de rekenmodellen gekwantificeerd. De Eurocode is meer een verzameling aandachtspunten voor ontwerp en toetsing van geotechnische constructies. Voor de manier waarop wordt aangetoond dat aan het gestelde in de Eurocode wordt voldaan, wordt de ontwerper veel vrijheid gelaten. Deze vrijheid kan overigens door middel van nationale aanvullende normen alsnog per land worden ingeperkt. Zo is voor Nederland NEN 9097-1 Aanvullende bepalingen voor het geotechnisch ontwerp opgesteld. Daarin zijn alle rekenregels en -modellen uit de NEN 6740-serie opgenomen, voor zover ze niet strijdig zijn met Eurocode 7-1. Bovendien zijn in NEN 9097-1 de rekenmethoden voor damwanden en trekpalen uit CUR-publicaties 166 en 2001-4 opgenomen. In verband met het gebruiksgemak zijn Eurocode 7 - Deel 1, de Nationale Bijlage en de norm met aanvullende bepalingen NEN 9097 1 samengevoegd in één document: NEN 9997-1, zie figuur 04-13. Voor nadere informatie over Eurocode 7 wordt verwezen naar de KIVI NIRIA publicatie Eurocode 7 - Achtergronden en voorbeeldberekeningen.
Figuur 04-13
Schematisch overzicht NEN 9997-1
Schematisch overzicht NEN 9997-1
Eurocode 7-Deel 1: Algemene Regels
Inhoud van Eurocode 7-Deel 1
Inhoud van Eurocode 7-Deel 1 De inhoud van het eerste deel van de Eurocode is ongeveer gelijk aan het totaal van de Nederlandse normen NEN 6740, 6743-1 en 6744. Ook de methodiek die bij het toetsen van geotechnische constructies wordt gehanteerd, is in grote lijnen gelijk. Dit betekent dat ook in Eurocode 7 uitgegaan wordt van het toetsen van grenstoestanden, waarbij, even als in NEN 6740, onderscheid gemaakt wordt in uiterste grenstoestanden (UGT, ultimate limit states ULS) en bruikbaarheidsgrenstoestanden (BGT, serviceability limit states, SLS).
Voor de toetsing wordt gebruik gemaakt van partiële veiligheidsfactoren, waarvoor in bijlage A van Eurocode 7-1 defaultwaarden zijn gegeven. Deze partiële factoren kunnen in de Nationale Bijlage (National Annex) in ieder land afzonderlijk worden gewijzigd. Zo zijn in de Nationale Bijlage voor Nederland, NEN-EN 1997-1/NB, alle partiële factoren uit NEN 6740 opgenomen. De defaultwaarden zijn hiermee voor bouwwerken in Nederland komen te vervallen. Voor de toetsing van de bruikbaarheidsgrenstoestanden worden alle partiële factoren gelijkgesteld aan 1,0.
Inhoud van Eurocode 7-Deel 1 De inhoud van het eerste deel van de Eurocode is ongeveer gelijk aan het totaal van de Nederlandse normen NEN 6740, 6743-1 en 6744. Ook de methodiek die bij het toetsen van geotechnische constructies wordt gehanteerd, is in grote lijnen gelijk. Dit betekent dat ook in Eurocode 7 uitgegaan wordt van het toetsen van grenstoestanden, waarbij, even als in NEN 6740, onderscheid gemaakt wordt in uiterste grenstoestanden (UGT, ultimate limit states ULS) en bruikbaarheidsgrenstoestanden (BGT, serviceability limit states, SLS).
Voor de toetsing wordt gebruik gemaakt van partiële veiligheidsfactoren, waarvoor in bijlage A van Eurocode 7-1 defaultwaarden zijn gegeven. Deze partiële factoren kunnen in de Nationale Bijlage (National Annex) in ieder land afzonderlijk worden gewijzigd. Zo zijn in de Nationale Bijlage voor Nederland, NEN-EN 1997-1/NB, alle partiële factoren uit NEN 6740 opgenomen. De defaultwaarden zijn hiermee voor bouwwerken in Nederland komen te vervallen. Voor de toetsing van de bruikbaarheidsgrenstoestanden worden alle partiële factoren gelijkgesteld aan 1,0.
Toetsing van grenstoestanden en belastinggevallen
In Eurocode 7-1 is in par. 2.4.7 vermeld dat de volgende uiterste grenstoestanden (UGT) moeten zijn getoetst:
In Eurocode 7-1 is in par. 2.4.7 vermeld dat de volgende uiterste grenstoestanden (UGT) moeten zijn getoetst:
- EQU: verlies van evenwicht van de constructie of de ondergrond, opgevat als een stijf geheel, waarin de sterkte van de constructieve materialen en de ondergrond geen noemenswaardige bijdrage levert aan de weerstand;
- STR: intern bezwijken of zeer grote vervorming van de constructie of van onderdelen ervan, met inbegrip van bijvoorbeeld funderingen op staal, palen of kelderwanden, waarbij de sterkte van de constructiematerialen een beduidende bijdrage levert aan de weerstand;
- GEO: bezwijken of zeer grote vervorming van de ondergrond, waarbij de sterkte van de grond of het gesteente een beduidende bijdrage levert aan de weerstand;
- UPL: verlies van evenwicht van de constructie of de ondergrond ten gevolge van opdrijven door waterdruk (opwaartse druk) of andere verticale belastingen;
- HYD: hydraulische grondbreuk, interne erosie en erosie door geconcentreerde grondwaterstroming ('piping') in de ondergrond ten gevolge van hydraulische gradiënten.
De EQU toets is vooral relevant bij het constructief ontwerp; bij het geotechnisch ontwerp zal de toetsing beperkt blijven tot zeldzame gevallen, zoals een stijve fundering op gesteente (kantelveiligheid). De GEO toets is vaak bepalend voor de afmetingen van de constructieve elementen van funderingen of kerende constructies en soms voor de sterkte van de constructieve elementen.
Vanwege de per land specifieke geotechnische omstandigheden en berekeningsmethoden is in Europa (nog) geen overeenstemming bereikt over de manier waarop de veiligheid in de berekeningen moet worden meegenomen. Daarom zijn in Eurocode 7-1 drie ontwerpbenaderingen toegestaan, namelijk:
- Ontwerpbenadering 1 (OB 1, Design Approach 1), waarvoor twee ontwerpberekeningen nodig zijn met verschillende sets partiële factoren: combinatie 1 en combinatie 2. Combinatie 2 is gewoonlijk maatgevend voor de bepaling van de dimensies van de geotechnische constructies (geotechnical sizing) terwijl combinatie 1 veelal bepalend is voor controle van de constructieve sterkte. In OB 1 worden de factoren op de bronparameters (belastingen en sterkteparameters) toegepast en niet op de afgeleide parameters. Uitzonderingen hierop zijn echter berekeningen voor paalfunderingen en ankers, waarbij de partiële factoren worden toegepast op de weerstanden, dus op de berekende draagkracht.
- Ontwerpbenadering 2 (OB 2, Design Approach 2), waarvoor een enkele berekening vereist is en waarbij de partiële factoren worden toegepast op de belastingen of de belastingseffecten en op de weerstanden. Deze ontwerpbenadering, waarbij de partiële factoren worden toegepast op de belastingseffecten, wijkt niet veel af van de vroegere overall veiligheidsbenadering.
- Ontwerpbenadering 3 (OB 3, Design Approach 3), waarvoor een enkele berekening vereist is en waarbij de partiële factoren worden toegepast op de belastingen of de belastingseffecten en op de materiaaleigenschappen (grondparameters). Deze ontwerpbenadering komt exact overeen met de in Nederland tot voorheen gangbare ontwerpbenadering volgens de normenreeks NEN 6700 (TGB 1990).
Per land dient in de Nationale Bijlage bij Eurocode 7-1 te worden aangegeven welke ontwerpbenadering mag worden gebruikt. Zo is voor Nederland ontwerpbenadering 3 voorgeschreven. Bij de drie ontwerpbenaderingen worden partiële factoren toegepast op belastingen, materiaaleigenschappen en/of weerstanden (zie ook figuur 04-14):
- set A (Actions) voor de factoren op de belasting, zoals de verkeersbelasting, of het belastingeffect, zoals het buigend moment en de ankerkracht van een damwand
- set M (Materials) voor de factoren op de materiaaleigenschappen, zoals de hoek van inwendige wrijving φ' en de cohesie c'
- set R (Reactions) voor de factoren op de weerstand, zoals de passieve weerstand tegen een damwand en de draagkracht van de fundering.
Figuur 04-14
Waarde partiële factoren sets A, M en R voor de drie ontwerpbenaderingen
Waarde partiële factoren sets A, M en R voor de drie ontwerpbenaderingen
| Ontwerpbenadering | A Belasting / Belastingeffect | M Materiaal | R Weerstand |
| OB1 | > 1,0 | = 1,0 | = 1,0 |
| = 1,0 behalve voor q-last > 1,0 | > 1,0 | = 1,0 | |
| OB2 | > 1,0 | = 1,0 | > 1,0 |
| OB3 (Nederland) | > 1,0 | > 1,0 | = 1,0 |
Eurocode 7, deel 2: Grondonderzoek en beproeving
Deel 2 van Eurocode 7 is opgesteld om de verbinding te kunnen maken tussen enerzijds de algemene ontwerpeisen uit deel 1 van de Eurocode 7 en anderzijds de reeds bestaande nationale en internationale normen voor de uitvoering van grond- en laboratoriumonderzoek. Dergelijke normen beschrijven in detail de uitvoeringsprocedure van metingen en tests, maar niet hoe de resultaten van deze metingen en tests dienen te worden vertaald naar grondparameters of coëfficiënten die in het ontwerp kunnen worden gebruikt. Om deze reden bevat Eurocode 7-2 de volgende onderwerpen:
Deel 2 van Eurocode 7 is opgesteld om de verbinding te kunnen maken tussen enerzijds de algemene ontwerpeisen uit deel 1 van de Eurocode 7 en anderzijds de reeds bestaande nationale en internationale normen voor de uitvoering van grond- en laboratoriumonderzoek. Dergelijke normen beschrijven in detail de uitvoeringsprocedure van metingen en tests, maar niet hoe de resultaten van deze metingen en tests dienen te worden vertaald naar grondparameters of coëfficiënten die in het ontwerp kunnen worden gebruikt. Om deze reden bevat Eurocode 7-2 de volgende onderwerpen:
- basiseisen die aan het grond- en laboratoriumonderzoek dienen te worden gesteld ten aanzien van de apparatuur, de testprocedures, de omvang, de planning en de presentatie van de resultaten
- aanwijzingen over de interpretatie van testresultaten en de manier waarop uit de resultaten parameters of coëfficiënten voor het geotechnisch ontwerp kunnen worden afgeleid (de zogenaamde 'derived values').
In paragraaf 2.4.5 van Eurocode 7-1 is vervolgens beschreven hoe van meerdere testresultaten in één grondlaag uiteindelijk de representatieve of karakteristieke waarde voor de laageigenschap dient te worden bepaald. In figuur 04-15 is dit schematisch toegelicht.
Figuur 04-15
Algemeen principe voor het afleiden van rekenwaarden van grondparameters
Algemeen principe voor het afleiden van rekenwaarden van grondparameters
Over de juiste interpretatie van het begrip 'karakteristieke waarde' is internationaal veel discussie gevoerd. De karakteristieke waarde dient in de interpretatie van de Eurocode te worden opgevat als een voorzichtige schatting van de gemiddelde waarde van een laageigenschap. Ter bepaling van deze voorzichtige schatting mag zowel gebruik worden gemaakt van engineering judgement als van statistische methoden. Bij gebruik van de statistiek wordt de karakteristieke waarde opgevat als een waarde voor de gemiddelde laageigenschap met een kans van 5% op een nog ongunstiger waarde. In het geval van een sterkteparameter is dus de karakteristieke waarde de 5%-ondergrenswaarde.
Overigens is de bepaling van de karakteristieke waarde, ook bij gebruik van statistiek, nog verre van eenduidig, zeker wanneer hiervoor resultaten van verschillende in-situ- en laboratoriumproeven alsmede ervaring van de ontwerper worden gebruikt.
Overigens is de bepaling van de karakteristieke waarde, ook bij gebruik van statistiek, nog verre van eenduidig, zeker wanneer hiervoor resultaten van verschillende in-situ- en laboratoriumproeven alsmede ervaring van de ontwerper worden gebruikt.
Tenslotte zijn in de bijlagen van Eurocode 7-2 veel (semi-empirische) correlaties en berekeningsmethoden beschreven. Deze bijlagen hebben slechts een informatief karakter.