Zettingsberekeningen in drie dimensies

Met de recente aanschaf van Settle3 is Firm Ground Engineering in staat om zettingsberekeningen in drie dimensies uit te voeren. Het wordt daarmee mogelijk om complexe interacties tussen bijvoorbeeld ophogingen, ontgravingen, funderingen en kraanbelastingen te analyseren.

Settle3 van Rocscience wordt door geotechnische ingenieurs over de hele wereld gebruikt voor het berekenen van elastische en consolidatie zettingen. Het programma combineert eenvoudige en bewezen een-dimensionale verticale consolidatie modellen, zoals Janbu en Koppejan, met complexe grondprofielen en belastingcombinaties.

De meeste zettingsberekeningen worden in tweedimensionale software uitgevoerd. Denk bijvoorbeeld aan het veelgebruikte D-Settle. Dit werkt goed wanneer de situatie zich leent voor vereenvoudigde modellering. Bij het voorspellen van de zetting van een nieuw weglichaam bijvoorbeeld. De geotechnisch ingenieur kan dan een aantal dwarsdoorsnedes modelleren (bijvoorbeeld elke 100 m) om een beeld van de verwachte zettingen te krijgen.

In complexe situaties is een 3D benadering beter. Bijvoorbeeld wanneer er sprake is van een combinatie van ontgravingen, ophogingen, funderingen en kraanbelastingen.

Vervormingen van de grond treden op als gevolg van belasting. De snelheid waarmee zetting optreedt is afhankelijk van de grondsoort en doorlatendheid van de grond.

Tijdsafhankelijke vervorming wordt consolidatie genoemd. De belasting wordt in eerste instantie door het grondwater opgenomen. Door slechte doorlatendheid van de grond, bijvoorbeeld bij klei, kan het water niet direct weg en treedt de zetting met vertraging op. Dit proces kan maanden of zelfs jaren duren! Uiteindelijk bereikt het grondwater weer evenwicht en draagt het korrelskelet van de grond de belasting.

Bij goed doorlatende grondsoorten, zoals schoon zand, treedt de zetting vrijwel direct op. Het water kan direct wegstromen, of draineren, en de zandkorrels dragen de belasting. Daardoor “voelt” de grond direct de belasting en treedt de zetting op.

Belasting wordt gespreid door de grond. Maar waar meerdere belastingen aanwezig zijn, kunnen deze overlappen en lokaal tot grotere zettingen leiden. Bij Settle3 worden de zettingsberekeningen in drie dimensies uitgevoerd. Daardoor wordt deze interactie beter in rekening gebracht, waardoor een realistischer beeld van het risico op zettingen ontstaat.

Inmiddels hebben we Settle3 al ingezet voor meerdere toepassingen, zoals:
– Bepalen van omgevingseffecten door het aanbrengen van een ophoging;
– Het effect van interactie van funderingen inzichtelijk maken bij een forensisch onderzoek naar opgetreden zettingen;
– Vervorming van een gasleiding onder druk van een mobiele kraan bepalen.

Met Settle3 hebben we een krachtig gereedschap in huis voor ontwerp en advies, dat ons kan helpen het risico op zettingen in complexe situaties snel inzichtelijk te maken.

Heeft u een project waarbij vervorming van de ondergrond kritisch kan zijn? Neem dan contact op.