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

Construeren met grond
Deze tekst is gepubliceerd op 29-12-21

Partiele factoren eindsituatie

Belastingfactoren
De belasting van grondconstructies bestaat uit:
  • permanente belasting - eigen gewicht van de grondconstructie
  • veranderlijke belasting door verkeer
Door Rijkswaterstaat en ProRail zijn veranderlijke belastingen gegeven, die voor grondconstructies voor rijkswegen en spoorlijnen moeten worden aangehouden.
In Eurocode EN1990 worden de belastingfactoren voor de uiterste grenstoestand weergegeven. Voor grondconstructies is in het algemeen Groep C van de belastingfactoren van belang. Dit betreft voor Gevolgklasse CC2 en een referentieperiode van 50 jaar:
  • belastingfactor γG van 1,0 voor permanente belasting
  • belastingfactor γQ van 1,3 voor veranderlijke belasting.
De belastingfactor voor veranderlijke belasting is afhankelijk van de Gevolgklasse. Deze bedraagt 1,17 (= 0,9 × 1,3) voor CC1 en 1,43 (= 1,1 × 1,3) voor CC3.
Daarnaast kunnen buitengewone belastingen, accidental loads, een rol spelen. Voorbeelden van buitengewone belastingen zijn aanrijding van een vrachtwagen, aanvaring of aardbeving, . De belastingfactor voor buitengewone belastingen is 1,0, waarbij de factor op permanente belasting eveneens gelijk is aan 1,0. Voor de veranderlijke belasting, bijvoorbeeld verkeersbelasting, wordt bij de verificatie van de buitengewone belasting gerekend met de karakteristieke waarde. Hiervoor wordt verwezen naar Eurocode EN1990.
  • Bij de beschouwing van grondconstructies, zoals taluds en grondkerende constructies, wordt voor de belastingfactor op het eigen gewicht, permanente belasting, een factor 1,0 gehanteerd. Dit is in tegenstelling met andere geotechnische constructies zoals funderingen, waar een belastingfactor groter dan 1,0 voor permanente belasting geldt. Het verschil tussen de verschillende CC-klassen wordt hier dus verdisconteerd aan de belasting kant.
Bij grondconstructies is een belastingfactor op eigengewicht groter dan 1,0 niet mogelijk, doordat het eigen gewicht bij bijvoorbeeld een talud aan twee kanten meewerkt:
  • Het eigen gewicht van het talud zorgt voor de aandrijvende kracht. Hoe groter het gewicht, hoe meer belasting er op het talud werkt.
  • Het eigen gewicht zorgt ook voor de weerstand langs het glijvlak. Immers de schuifweerstand is afhankelijk van de verticale korrelspanning. Hoe hoger het gewicht, hoe hoger de verticale korrelspanning en des te hoger de schuifweerstand.
Een belastingfactor hoger dan 1,0 op het eigen volumiek gewicht heeft dus geen zin voor grondconstructies. De veiligheid is daarom verdisconteerd aan de materiaal-kant door middel van materiaalfactoren. Daarom gelden er verschillende partiële materiaalfactoren voor verschillende CC-klassen.
Materiaalfactoren
Voor grondconstructies wordt het verschil in Gevolgklassen uitgedrukt in partiële materiaalfactoren. Daarom zijn er 3 sets van materiaalfactoren, voor CC1, CC2 en CC3.
Onderstaande tabel (tabel 2.2.2) bevat de partiële factoren voor grondparameters volgens NEN-EN 1997-1 Nationale Bijlage(), voor een referentieperiode van 50 jaar, gelijk aan de beoogde levensduur. Deze factoren hebben betrekking op de eindsituatie na voltooiing van het bouwwerk voor nieuwbouw. Voor de beoordeling van bestaande bouwwerken (of verbouw) zijn lagere factoren van toepassing, zoals geadresseerd NEN 8707 ().
Bij gebruik van het SHANSEP model kunnen de materiaalfactoren voor gedraineerde sterkteparameters worden toegepast op de berekende schuifsterkte, specifiek de materiaalfactoren voor de hoek van inwendige wrijving als de doorgaans dominante parameters. Ondanks dat een ongedraineerde schuifsterkte wordt bepaald gaat het bij SHANSEP om een model dat werkt met effectieve spanningen, en dat daarmee vergelijkbare onzekerheden kent als Mohr-Coulomb. In EN1997, de internationale versie van Eurocode 7, wordt overigens geen onderscheid gemaakt tussen de materiaalfactoren op tanΦ’ en c’.
Tabel 2.2.2. Partiële factoren voor grondparameters volgens NEN 9997-1(NNI, 2017) voor referentieperiode: 50 jaar, De partiële factoren voor het SHANSEP-model zijn niet in NEN 9997-1 vermeld, maar afgeleid op grond van de waarden van de hoek van inwendige wrijving
GrondparameterSymboolGevolgklasse CC
CC1CC2CC3
Hoek van inwendige wrijving γ
tanφ
1,2 1,25 1,3
Effectieve cohesie γ
c’
1,3 1,45 1,6
Ongedraineerde schuifsterkte (totaalspanningen) γ
cu
1,5 1,75 2,0
Ongedraineerde schuifsterkte (SHANSEP) γ
cu;SHANSEP
1,2 1,25 1,3
Deze materiaalfactoren zijn tot stand gekomen in de jaren negentig door een probabilistische analyse en door expert-judgment.
Partiële factoren bestaande bouw
Voor bestaande bouw is de vereiste betrouwbaarheid lager dan voor nieuwbouw. Dit vertaalt zich naar lagere belastingfactoren en materiaalfactoren, zoals weergegeven in tabel 2.2.3, zie ook NEN8707(). Analoog aan de materiaalfactoren voor nieuwbouw zijn de materiaalfactoren voor gebruik van het SHANSEP model gelijkgesteld aan de factoren voor tan Φ’.
Tabel 2.2.3. Partiële factoren voor bestaande grondconstructies. De partiële factoren voor het SHANSEP-model zijn niet in NEN 9997-1(NNI, 2017) vermeld, maar afgeleid op grond van de waarden van de hoek van inwendige wrijving
VerbouwAfkeuren
GevolgklasseGevolgklasse voor 2003
a
Gevolgklasse
Partiële factorCC1CC2CC3CC1CC2CC3CC1CC2CC3
Belasting factor voor permanente belasting (eigen gewicht) γ
G
1,0
Belastingfactor op veranderlijke belasting (ongunstig) γ
Q
1,1 1,2 1,3 1,1 1,15 1,25 1,0 1,1 1,2
Materiaalfactor
Hoek van inwendige wrijving γ
tanφ
1,15 1,2 1,25 1,15 1,15 1,25 1,0 1,1 1,2
Materiaalfactor Effectieve cohesie γ
c’
1,15 1,3 1,45 1,15 1,25 1,4 1,0 1,1 1,3
Materiaalfactor Ongedraineerde schuifsterkte γ
cu
1,3 1,5 1,75 1,3 1,4 1,65 1,0 1,2 1,5
Materiaalfactor Ongedraineerde schuifsterkte γ
cu;SHANSEP
1,15 1,2 1,25 1,15 1,15 1,25 1,0 1,1 1,2
a Deze waarden mogen alleen zijn toegepast bij bouwwerken waarvoor een omgevingsvergunning voor het bouwen is verleend onder Bouwbesluit 2003 of daarvoor.
Grondwaterstand
Voor de toetsing van de Uiterste Grenstoestand moet de rekenwaarde van de grondwaterstand worden aangenomen. Bij ophogingen is de grondwaterstand doorgaans geen dominante parameter en kan een matig conservatieve waarde worden gekozen met overschrijdingskansen zoals gegeven bij de combinatie waarden in tabel 2.2.4. De rekenwaarden kunnen zowel worden bepaald op basis van “engineering judgement”, of alternatief door middel van statistische analyse. In beide gevallen gelden de over- of onderschrijdingskansen in tabel 2.2.4 als streefwaarden, afhankelijk van de Gevolgklasse.
Tabel 2.2.4. Over- en onderschrijdingskans. van de rekenwaarde van ongunstige waarde van de (grond)waterstand in de referentieperiode
Type situatie P
e
[%]
CC1 CC2 CC3
overheersend 2,5 0,39 0,039
combinatie 21,7 14,4 8,9
Voor rivierwaterstanden met een statistische verdeling kan de rekenwaarde direct met de kansverdeling van tabel 2.2.4 worden afgeleid. Soms is er een TNO-DINO-peilbuis beschikbaar of is er sprake van een beheerst grondwaterpeil. Dan kan een statistische analyse op de kansverdeling van de peilbuis gegevens worden uitgevoerd. Concrete handvaten voor de bepaling van de rekenwaarde van grondwaterstanden worden gegeven in paragraaf 4.7.