Het stabiliseren van kleine volumes (zandige-) leemgronden met kalk

In de vallei van de Zenne te Brussel werd op 2 werven van de firma Jan De Nul gekozen voor ongebluste kalk voor de stabilisatie van relatief kleine hoeveelheden (zandhoudende) leemgronden.


In het kader van de bouw van het waterzuiveringsstation Brussel Noord (1.100.000 I.E.) nabij de grens met Vilvoorde moest er een ophoging met een volume van 6000 m3 worden gerealiseerd voor de bouw van een administratief gebouw.

Vermits er op de werf Brussel Noord een groot grondoverschot bestaat, lag het voor de hand de lokaal aanwezige leemgronden te hergebruiken door ze te stabiliseren met ongebluste kalk. Het stabiliseren van de aanwezige gronden voorkomt tevens dat gronden afgevoerd moeten worden (geen transport en stortkosten) en dat ter vervanging primaire grondstoffen moeten worden aangekocht.

Om de volgende redenen werd er niet geopteerd voor het rechtstreeks infrezen van de ongebluste kalk maar wel voor het mengen van de gronden met kalk in een centrale (foto 1 en 2) :





• de beperkte manoeuvreerruimte ter plaatse voor strooiwagen en de combinatie tractor/frees
• door de aanwezigheid van personeel in de onmiddellijke nabijheid van de ophoging moest stofvorming zoveel mogelijk worden vermeden. In een centrale kan dit tot een minimum worden beperkt.

De behandeling in een centrale heeft bovendien het voordeel dat er een bijkomende reactie van de kalk plaats heeft in de behandelde grond tijdens de tussentijdse opslag (hier 1 tot 3 dagen) alvorens de grond wordt verdicht. In die periode werd de stock met gekalkte gronden beschermd tegen infiltratie van de neerslag door de hopen aan te dammen met de bak van een graafkraan en door rondom greppels te voorzien om een voldoende afwatering te garanderen (foto 3 en 4). Niettegenstaande het hoge initiële watergehalte van de quartaire leem (tot maximaal 29 %) volstond 3% ongebluste kalk om de vereiste kwaliteitseisen te behalen. Voor de kwaliteitscontrole van de verdichting van de gronden werd de ‘Q/S methode’ toegepast (LCPC-SETRA). Volgens deze methode wordt de verdichting dagelijks gecontroleerd door de afstand afgelegd door de trilwals (Q) te vergelijken met het oppervlak (S) aan grond die werd verdicht (bij een vaste laagdikte). De verhouding van Q/S die wordt gerealiseerd op de werf moet kleiner of gelijk zijn aan de vooropgestelde Q/S - verhouding. De gestabiliseerde grond werd aangebracht in lagen van 40 cm dik en verdicht met een BOMAG 219 trilwals (klasse V5).

Het draagvermogen van de gerealiseerde ophoging werd gecontroleerd aan de hand van de OCW-slagsonde. De minimum vereiste van 2,5 slagen per 10 cm indringing werd overal zonder problemen bereikt.

In de grafiek is de gemiddelde indringing per slag in functie van de diepte weergegeven.

De mengcentrale (inclusief de kalksilo van 30 ton) beslaat slechts een relatief klein oppervlak (100 m2) wat deze methode geschikt maakt voor stabilisatiewerven van kleine omvang. De gemiddelde productie gekalkte grond bedroeg 1000 ton per dag.

Op de tweede site werd voor de bouw van een nieuwe rusthuis (te Neder-Over-Heembeek), na het afgraven van de overtollige gronden, ongeveer 8800 m3 zandige leemgrond in situ gestabiliseerd. Het bekalken werd uitgevoerd met de klassieke tandem van strooiwagen gevolgd door een tractor met frees (foto 5 en 6).

Gezien het feit dat deze werf in de bebouwde kom is gelegen, werd om stofvorming naar de onmiddellijke omgeving te beperken, gekozen voor stofarme kalk. Deze stofarme kalk is een klassieke, hoogreactieve, ongebluste kalk die bij de productie wordt bewerkt waardoor tijdens het uitstrooien en mengen minder stofvorming optreedt. Na het mengen reageert hij met het water in de grond en interageert op dezelfde manier als een klassieke wegenbouwkalk dat met de grond doet.

De zandige leemgronden op deze werf zijn gelegen boven de grondwatertafel en hebben een relatief laag watergehalte (tussen 11,9 en 18,4% water). Gemiddeld volstond 1,5% kalk om aan het vereiste draagvermogen te voldoen. Dit werd aan de hand van plaatproeven (diameter 75 cm) getest. Gemiddeld werd een ‘beddingsconstante k’ (volgens Westergaard) bereikt van 4 keer de norm (=0,039 N/mm3).

Omdat slechts kleine hoeveelheden grond gekalkt dienden te worden, werden er voor de beide projecten geen relatief dure laboproeven opgezet (kalk/Proctor studies) maar is er voor de kalkdosering en de verdichting uitgegaan van de ervaring opgedaan op grotere (TGV-)werven waar gelijkaardige gronden van de A1-klasse werden verwerkt.

Beide projecten tonen aan dat ook relatief kleine volumes gestabiliseerd kunnen worden op een rendabele en op een kwalitatieve manier en dit met een geringe impact op de omgeving.

 

Alain Pieters,
Jan de Nul-Envisan,
alain.pieters@jandenul.com