Liquefied Natural Gas Tanks op te Maasvlakte (nabij Rotterdam)

Verdichting in den droge
Verdichting in den droge

Grondverbetering door middel van diepteverdichting

In het kader van de bouw van een tankpark dient het geplande talud te worden verstevigd tegen eventuele zettingsvloeiingen. Daartoe is zowel in de natte als in den droge een diepte verdichting te worden uitgevoerd.

Projectomschrijving

De trilnaald in actie
De trilnaald in actie

Ter vergroting van de opslag capaciteit van vloeibaar gas (Liquefied Natural Gas) worden op dit moment 3 grote opslagtanks (diameter 90 m, hoog 52 m) gebouwd. Het voordeel van vloeibaar gas is, dat het door koeling 600 keer minder volume inneemt. Hierdoor wordt het interessant om het materiaal over grote afstanden te vervoeren of in grote hoeveelheden op te slaan. Hiertoe dienen uiteraard de nodige veiligheidsmaatregelen te worden getroffen.

Eén ervan was in dit concrete geval het voorkomen zettingsvloeiingen in het talud door middel van diepteverdichting, ook wel rüttel-drukverfahren of vibrofloatation genoemd. Omwille van de ruimte diende het talud namelijk vrij steil te worden opgezet en was er geen andere mogelijkheid.

Concept

In opdracht van Gemeente werken Rotterdam heeft Boskalis achter dammen van stortstenen, laagsgewijs zand aangebracht. In totaal maximaal 8 slagen waarbij de laatste slag een droge ophoging was, inclusief een overhoogte van enkele meters als voorbelasting. Omdat na het aanbrengen van de stortstenen, de zandlaag eronder niet meer bereikbaar was, diende voorafgaand aan de volgende dam, de desbetreffende strook te worden verdicht. Nadat een dergelijk strook was verdicht, werden nagenoeg direct aansluitend controlesonderingen uitgevoerd, ten einde het verdichtingsresultaat te kunnen beoordelen.

Twee verdichtingsets in actie vanaf pontons
Twee verdichtingsets in actie vanaf pontons

Uitvoering: eerste fase, in de natte.

De eerste fase van de werkzaamheden bestond uit de verdichting in de natte. Hiertoe zijn twee verdichtingsets op pontons geplaatst die tot op zekere hoogte vrij heen en weer konden rijden. Positionering van de trilnaald vond plaats middels een DGPS op de giek van de kraan. Vanwege de grote waterdiepten zijn de trilnaalden tot een lengte van 43,5 m opgebouwd en werden ze gevoerd aan 130-tons giekkranen. De verdichtingsdiepte bedroeg maximaal 41 m bij een waterdiepte van maximaal 20 m.

Vanwege de zeer grote tijdsdruk, zijn deze werkzaamheden in 7 × 24 uurs bedrijf uitgevoerd. In totaal is ca. 955.000 m³ grond verbeterd in een periode van nog geen 4 maanden.

Uitvoering: tweede fase, in den droge

Nadat de eerste verdichtingsfase was afgelopen, kon Boskalis de resterende werkzaamheden grotendeels in den droge uitvoeren. Nadat die gereed waren en voldoende overhoogte aanwezig was, is gestart met de diepteverdichting vanaf maaiveld. Omdat deze werkzaamheden niet meer op het kritieke pad lagen konden de werkzaamheden in 4 × 24 uurs bedrijf worden uitgevoerd. In totaal is in de tweede fase 685.000 m³ grond verbeterd over een periode van 6 maanden.

Besluit

Ondanks de hoge tijdsdruk zijn beide fasen succesvol verlopen en konden de werkzaamheden binnen de planning. Ook technisch is aan de eisen ter voorkoming van zettingsvloeiingen voldaan. 

Diepteverdichting

Bij diepteverdichting wordt een cilindrisch gevormde trilnaald van ca. 3,5 m lengte onder toevoeging van waterdruk in de grond gebracht. De aan de giekkraan gevoerde trilnaald wordt zonder extra druk ingebracht en kan tot elke gewenste lengte wordt verlengd. Zodra de trilnaald op de vereiste diepte is ingebracht, wordt de watertoevoer gestopt en start de eigenlijke verdichting door de trilnaald in stappen te trekken.

De onderlinge afstand van de verdichtingspunten is afhankelijk van de aanwezige grondslag en het gewenste verdichtingsresultaat. Uiteindelijk doel ervan is, de korrels in een dichtere pakking te brengen zodat minder zettingen ontstaan en er minder kans op zettingsvloeiing bestaat.

Ten gevolge van de verdichting vindt een volumevermindering plaats die tot maximaal 10 % van het te behandelen volume kan oplopen.