Grondverbetering door grondstabilisatie, Mixed In Place

Diepe grondverbetering of te wel Mixed In Place, MIP, is bekend onder vele benamingen waarvan de meeste zijn gekoppeld aan de uitvoeringswijze. Onder diepe grondverbetering wordt verstaan het in situ mechanisch en eventueel hydraulisch of pneumatisch, mengen van grond met een bindmiddel met als doel de eigenschappen van de grond, met name sterkte, stijfheid en doorlatendheid te verbeteren. MIP is een techniek voor grondstabilisatie waarbij de grond wordt gemengd met een geschikt bindmiddel. De grond krijgt daarmee verbeterde eigenschappen, namelijk een hogere sterkte, en kan zodoende meer weerstand tegen bezwijken mobiliseren.

De techniek wordt sinds de jaren ’60 toegepast als techniek voor grondverbetering in de Scandinavische landen, de droge mengmethode en Japan, de natte mengmethode met een dubbelle avegaar. Vanaf de midden jaren 90 is er aandacht voor de methodiek in andere Europese landen en de VS. In Nederland is de MIP-methode als methodiek voor grondstabilisatie nog relatief onbekend en wordt nog slechts op beperkte schaal toegepast.

De meeste bekendheid van MIP methodiek in Nederland om zettingen te reduceren en de stabiliteit te verhogen bij ophogingen voor spoor- en wegconstructies komt voort uit onderzoeksprojecten welk hebben geresulteerd in en . Binnen het project INSIDE, gerapporteerd in is voor het eerst aangetoond dat MIP ook een volwaardige methode voor dijkversterking in Nederland is ten aanzien van het mechanisme macrostabiliteit.

Droge en Natte methoden

De MIP-methode is gericht op het verbeteren van de macrostabiliteit door het verhogen van de sterkte en stijfheid van de ondergrond. De methodiek kan op verschillende wijzen uitgevoerd worden waarbij er onderscheid is in consistentie van het bindmiddel, nat of droog en de mengwijze(zie figuur 9.4.3).

Bij de droge methode wordt het droge bindmiddel onder luchtdruk met de grond vermengd. Tijdens het op diepte brengen wordt de injectie opening opengehouden met lucht en wordt de grond voor de eerste keer geroerd. Nadat de boorstang op diepte is gebracht, wordt, al draaiend en trekkend, de gewenste hoeveelheid bindmiddel ingebracht. Vervolgens reageert het aanwezige grondwater met het ingebrachte bindmiddel en ontstaat na verloop van tijd een verharde kolom.

Bij de natte methode wordt de grond gemixt met een mengsel van bindmiddel en water, de slurry. De natte methode kan met één tot drie avegaars of freezen worden toegepast waarbij tijdens het boren en trekken groutsuspensie wordt ingebracht. Hierbij vindt enige uitwisseling in verticale zin plaats en ontstaat een homogene vloeibare kolom.

Het voordeel van de droge methode ten opzichte van de natte methode zijn de reikwijdte van de machine en dat minder retourvloeistof wordt geproduceerd welke moet worden afgevoerd. Daar staat tegenover dat de natte methode over het algemeen zorgt voor een betere menging.

De bindmiddelsamenstelling is afhankelijk van de eigenschappen van de grondsoort en per grondlaag benodigde extra sterkte. In figuur 9.4.4 is het toe te passen bindmiddel per afhankelijk van de grondsoort en het watergehalte in de grond.

De Werkwijze

De verhoging van de stabiliteit van ophogingen bij toepassing van MIP wordt verkregen door het vormen van panelen, bijvoorbeeld door overlappende kolommen, haaks op de ophoging onder het talud. Door een aantal panelen samen te voegen ontstaan blokken van gestabiliseerde grond. De grondstabilisatie wordt niet continu in de lengterichting van de ophoging doorgezet, maar de blokken van geschakelde panelen worden onderbroken door ongemixte natuurlijke grond. Bij ophogingen worden eventueel ook losse kolommen onder de kruin van de ophoging geplaatst om zettingen te reduceren. Het principe van MIP is in figuur 9.4.5 en figuur 9.4.6 weergegeven.

Bij het verstevigen van een bestaande ophoging, bijvoorbeeld een dijklichaam, is de werkwijze als volgt:

• De kolommen worden vanaf de kruin of het talud als een blok of schuin aangebracht, tot in de vaste zandlaag onder de ophoging. De stabilisatie vindt plaats onder de teen van het talud.
• Door het stabiliseren van de slappe lagen wordt de weerstand langs het glijvlak verhoogd of wordt de vorm van het glijvlak in gunstige zin beïnvloed.
• De verankering van de kolommen in de draagkrachtige Pleistocene zandlaag zorgt voor overdracht van de reactiekrachten.

Voor het ontwerp van MIP constructies wordt verwezen naar .