Heeft u vragen? U kunt ons ook bellen op tel: 0318-695315

Construeren met grond
Deze tekst is gepubliceerd op 23-12-21

Classificatie primaire materialen

Grondconstructies worden in het algemeen gerealiseerd met behulp van natuurlijke ophoogmaterialen, zoals zand en klei. Andere materialen, zoals leem en keileem, worden in beperkte mate toegepast. Deze grondsoorten bevatten meestal drie hoofdcomponenten: zand, silt en lutum en zijn veelal vermengd met grind of organisch materiaal. De identificatie van grond is volgens gebaseerd op zintuiglijke waarnemingen en eenvoudige (veld)proeven (figuur 7.2.1).
Classificatie
Classificatie van grond is gebaseerd op het indelen van grondsoorten op basis van eigenschappen met gestandaardiseerde geotechnische laboratoriumproeven. De belangrijkste beginselen van grondclassificatie zijn gebaseerd op de korrelgrootteverdeling en de plasticiteit. De korrelgrootteverdeling bepaalt de classificatie van grove grond (tabel 7.2.1) en de plasticiteitsgrafiek (figuur 7.2.2) de classificatie van fijne grond. Daarnaast zijn er aanvullende classificaties, zoals:
  • vorm korrelverdelingscurve;
  • gehalte aan organisch materiaal;
  • kalkgehalte;
  • relatieve dichtheid;
  • ongedraineerde schuifsterkte;
  • consistentie-index.
Grove grond: Zand en grind
Conform tabel 7.2.1 wordt grove grond geclassificeerd als zand wanneer het zandgehalte, massa aan deeltjes < 2 mm en > 0,063 mm, minimaal 50% bedraagt. Bij zand wordt onderscheid gemaakt tussen grindig zand, zand of zand met klei of silt. Bij een grindgehalte tussen de 5 en 20% is sprake van zwak grindig zand. Sterk grindig zand is van toepassing bij een grindgehalte tussen de 20 en 50%. Voor de toevoeging of sprake is van zand of zand met klei of silt zijn in en geen specifieke begrenzingen aangegeven. E.e.a. zal visueel beoordeeld dienen te worden of op basis van de korrelverdeling.
In het geval het materiaal grover is (meer dan 50% massa van de deeltjes is < 63 mm maar groter dan 2 mm) wordt de grond geclassificeerd als grind.
Fijne grond: Silt en klei
Fijne grond wordt geclassificeerd als silt of klei. Afhankelijk van de mate van plasticiteit kan de grond beschouwd worden als silt of klei (figuur 7.2.2). Het onderscheid tussen silt en klei wordt bepaald door de ligging van de A-lijn: 0,73 (wl – 20%), waarin wl de vloeigrens weergeeft. Als de plasticiteitsindex, Ip lager ligt dan de A-lijn wordt de grond geclassificeerd als silt , bij een ligging boven de A-lijn als klei. De bepaling of sprake is van schoon silt of silt met een kleiige, zandige of grindige secundaire fractie dient plaats te vinden op basis van visuele waarneming. Exacte begrenzingen zijn hiervoor in en niet aangegeven. Ook voor klei zijn geen exacte begrenzingen gegeven voor de definitie van de classificatie van de secundaire fractie.
Organische grond
Grond wordt geclassificeerd als organische grond wanneer het gehalte aan organische materialen groter is dan 30% (massa) in kleigrond of groter dan 15% (massa) in zandgrond. De benaming van organische grond, veen, humus, gyttja of dy, is afhankelijk van de aanwezigheid van al dan niet levende organismen, structuur, pasta-achtig dan wel korrelig en sterkte van het materiaal.
Antropogene grond
Als er sprake is van door de mens aangebrachte grond, antropogene grond, dan zal deze goed beschreven dienen te worden evenals de samenstelling en of deze grond los gestort is, dan wel geroerd of gecontroleerd is aangebracht.
[ link ]

Figuur 7.2.1, Stroomschema voor de identificatie van grond, uit: .

Tabel 7.2.1, Classificatie van grove grond, uit: (NNI, 2019b).
Grondklasse Kwantificering Aanduiding in grondklassen Verdere mogelijke onderverdeling aan de hand van
Primaire fractie
(symbool)
Samengestelde fracties
Zeer grof > 50% massa van de deeltjes ≥ 200 mm KEIEN (Bo) KEIEN
KEIEN met keitjes
KEIEN met fijnere grond Vereist speciale aandacht
> 50% massa van de deeltjes < 200 mm
en ≥ 63 mm
KEITJES (Co) KEITJES
KEITJES met keien
KEITJES met fijnere grond
Grof > 50% massa van de deeltjes < 63 mm
en ≥ 2 mm
GRIND (Gr) GRIND met keitjes
GRIND zandig
GRIND met keitjes
zandig GRIND
GRIND met klei en silt
korrelgrootteverdeling, vorm van de sorteringscurve, relatieve dichtheid / dichtheidsindex, doorlatendheid
> 50% massa van de deeltjes < 2 mm en
≥ 0,063 mm
ZAND (Sa) grindig ZAND
ZAND
ZAND met klei of silt Mineralogie, korrelvorm
Fijn Lage plasticiteit of niet-plastisch SILT (Si) zandig SILT zandig, grindig SILT, zandig, kleiig SILT Plasticiteit, watergehalte, sterkte, gevoeligheid, samendrukbaarheid, stijfheid, mineralogie van de klei
kleiig SILT, siltige KLEI
Plastisch KLEI (Cl) zandige, grindige KLEI organisch SILT
Organische KLEI
Organisch VEEN (Pt)
GYTTJA (Gy)
DY (Dy)
HUMUS (Hu)
zandig VEEN zandige kleiige GYTTJA vereist speciale aandacht
Antropogenee gronden ongecontroleerd aangebrachte grond aangebracht zonder controle kunstmatige materialen of bewerkte natuurlijke materialen (zoals gebroken, gegradeerd of uitgespoeld materiaal) Vereist speciale aandacht Idem voor natuurlijke grond
aanvulling of ophoging aangebracht met controle
[ link ]

Figuur 7.2.2, Classificatie van fijne grond, de plasticiteitsgrafiek, uit: .

Uitvoering
De verwerkbaarheid van natuurlijke grondsoorten, bijvoorbeeld tijdens ontgraving, transport, spreiding, verdichting en dergelijke hangt behalve van de samenstelling in sterke mate af van de vochtomstandigheden. Dit is afhankelijk van o.a. de korrelgrootteverdeling, Atterbergse grenzen, Proctor-curve en/of watergehalte. Daarnaast spelen de weersomstandigheden een grote rol bij de verwerking van grond.
Verdichting zand
Niet-samenhangende grond als zand wordt meestal laagsgewijs vanaf de bovenkant van elke laag verdicht (oppervlakte-verdichting) met behulp van trilwalsen of trilplaten. De trilapparatuur bewerkstelligt een herschikking van de korrels, waardoor een dichter materiaal ontstaat met betere mechanische eigenschappen. Het dieptebereik van de apparatuur hangt vooral af van de massa van het apparaat en verder ook van de trillingsenergie. Normaliter bedraagt het dieptebereik 0,5 m. Bij inzet van relatief zware walsen is een dieptebereik van maximaal 1 m haalbaar.
Verdichting klei
Samenhangende grond als klei wordt laagsgewijs met behulp van een bulldozer of laadschop in lagen aangebracht en deels al verdicht door ook versporend te rijden . Verdere verdichting vindt plaats met behulp van een gladde wals. Het doel van de verdichting is om de openingen die tussen de brokken klei aanwezig kunnen blijven, dicht te drukken. Hoeveel walsgangen noodzakelijk zijn, moet tijdens de uitvoering proefondervindelijk blijken. Uit ervaring blijkt dat drie tot vier walsgangen voldoende zijn om klei te verdichten. Toepassing van een compactor, een schapenpootwals, is alleen nuttig als er een harde, droge korst is gevormd op de klei. Om klei te kunnen verdichten dient de laagdikte tussen de 0,3 en 0,35 m te bedragen. Na verdichting blijft dan 0,25 tot 0,3 m over.
Diepteverdichting zand
In het geval verdichting van zand tot een grotere diepte noodzakelijk is, is de inzet van de volgende methoden mogelijk :
  • trillansen zonder en met water (vibratory compaction, vibroflotation, rütteldruckverfahren): lansen die al dan niet met het gebruik van waterjets trillend in zand penetreren, verdichten het zand. Toepassing van deze techniek is mogelijk tot meer dan 30 m diepte.
  • dynamische compactie: door een gewicht van een zekere hoogte op het zandoppervlak te laten vallen (methode Menard) wordt het zand verdicht. Het maximale dieptebereik van deze techniek is 12 m. Verwante technieken zijn methodes waarbij met een hydraulisch aangedreven gewicht (HEIC-methode, CDC-methode) het zand wordt verdicht. Met deze methodes is het dieptebereik beperkter: 2 tot 12 m.
Controle oppervlakteverdichting zand
De in het terrein bereikbare verdichtingsgraad van zand is in meer of mindere mate afhankelijk van het vochtgehalte. Eén en ander wordt geïllustreerd door Proctor-proef resultaten (figuur 7.2.3). In figuur 7.2.3 is voor verschillende zandsoorten de bereikte dichtheid weergegeven als functie van het watergehalte voor de standaard Proctor-proef. Er bestaat ook een verzwaarde Proctor-proef. Deze levert een hogere waarde voor de maximaal te bereiken Proctor-dichtheid.
Uit figuur 7.2.3 blijkt dat grind en zand een optimum vochtgehalte bezitten waarbij na verdichting de hoogste dichtheid wordt bereikt. Hierbij dient overigens vermeld te worden dat in de praktijk bij grind, vanwege de hoge doorlatendheid, het optimum vochtgehalte moeilijk kan worden gerealiseerd. De randvoorwaarden voor de controle op basis van de Proctor-proef en te behalen minimale waarden zijn afhankelijk van het type constructieonderdeel. Deze zijn beschreven in .
[ link ]

Figuur 7.2.3, Proctor-curve als functie van vochtgehalte voor zand en grind, uit: .

Controle oppervlakteverdichting klei
Een goede controle op de effectiviteit van het verdichten is de bepaling van de conusweerstand met behulp van een handsondeerapparaat . Visuele controle op de verdichting kan ook plaats vinden. Na de walsgangen kan plaatselijk een proefkuil worden gegraven die bestuurt kan worden op eventueel aanwezige holtes. Naast de bepaling van de conusweerstand van de klei dient het watergehalte van de klei vastgesteld te worden. Dit om te controleren of door eventueel opgetreden neerslag tijdens het aanbrengen van de klei het watergehalte zodanig is toegenomen, dat de gewenste consistentie-index niet wordt bereikt.
Om na te gaan of het aangebrachte materiaal voldoende draagkracht geeft als ophoging onder een wegconstructie dient de stijfheid van de totale ophoging inclusief het aangebrachte zand in constructie onderdeel CB/VB(zie figuur 7.1.1), bepaald te worden. De stijfheid van de ophoging kan bepaald worden door dynamische plaatbelastingproeven uit te voeren. Hiermee wordt de oppervlakte modulus, Edyn bepaald. Deze modulus geeft een gecombineerde stijfheid van de aangebrachte klei- en zandlaag en de ondergrond.
Controle diepteverdichting zand
In het geval van diepteverdichting is controle op basis van Proctor-proeven omslachtig. Controle van de bereikte dichtheid vindt dan plaats met behulp van sonderingen. Op basis van een correlatie-formule tussen de relatieve dichtheid en de conusweerstand, zoals die van Jamiolkowski(tabel 4.2.28), Baldi(tabel 4.2.26) of Lunne (tabel 4.2.25), kan bepaald worden welke relatieve dichtheid het zand bezit over de diepte van het aangebrachte zand.
Keuring
De bemonstering ten behoeve van controle van de te verwerken grondsoorten vindt plaats op twee locaties: vooraf wordt een keuring uitgevoerd op monsters uit de winput of het gronddepot en tijdens de verwerking van de grond wordt deze vervolgens regelmatig bemonsterd en onderzocht. De keuring voor de verwerking van natuurlijke grondsoorten richt zich in Nederland in het algemeen op de volgende bepalingen:
  • de korrelgrootteverdeling inclusief de gehalten aan organische stof, kalk en eventueel zout;
  • het watergehalte(tabel 4.2.13) en de Atterbergse grenzen(paragraaf 4.2.8), voor klei en eventueel silt:
  • de dichtheid (volumieke massa) en de Proctor-curve (zand);
  • de detectie van eventuele chemische verontreinigingen en de uitloogbaarheid.
In het werk wordt aandacht besteed aan de volgende aspecten:
  • de visueel waarneembare verontreinigingen;
  • de in-situ dichtheid in relatie tot de maximum Proctor-dichtheid en het in-situ vochtgehalte (zand);
  • de conusweerstand en de aanwezigheid van holtes (voor klei en eventueel silt).