De techniek van het heien (2)

Heisimulaties

Een heisimulatie bootst het toekomstige heiproces na. Daarbij gelden drie parameters: de grond, de paal en het heimiddel. De simulatie berust op het principe van de golfvoortplanting. In de jaren zeventig is aan universiteiten begonnen met het zoeken naar verklaringen voor hetgeen tot dan nog onverklaarbaar was. In de jaren tachtig is in versneld tempo doorgegaan met het onderzoek, dat voor het overige nog aanzienlijk werd uitgebreid door de ontwikkelingen in de offshoretechnologie. Immers, de aanwezige kennis omtrent paalfunderingen bleek zonder meer onvoldoende voor de hoogst gecompliceerde constructies die in open zee moeten worden gerealiseerd.

Heisimulatie

pagina 56
















Heisimulatie van heipalen, vierkant 350 x 350 mm, lengte 20 m, in combinatie met een Delmag dieselblok D46. De trekspanningen (tweede grafiekje, groen lijn) zijn gedurende vele klappen hoog.

Kosten

Een belangrijke factor vormden de kosten, verbonden aan de genoemde realisaties. Het eventueel uitstellen van het feitelijke installatieproces van de palen leidde niet alleen tot verhoogde risico's - het aantal werkbare dagen op zee is beperkt -, maar ook tot grote, al bij voorbaat in te schatten verliezen die het gevolg zouden zijn van experimenten in situ. De bouwers van offshore-installaties wilden en willen elk risico uitsluiten. Het waren de grote technische, veiligheidstechnische en economische belangen die het onderzoek stimuleerden. Na vele jaren van onderzoek slaagde men er in betrouwbare voorspellingen te doen en van die, inmiddels verder verfijnde techniek wordt nog steeds gebruik gemaakt.

Offshoretechniek

De principes en uitgangspunten die bij de offshoretechniek gelden, zijn ook van toepassing voor het ogenschijnlijk zoveel eenvoudiger heien te land. Ook daar zijn omstandigheden denkbaar waarbij het van belang is tevoren te bepalen hoe een paal of palengroep zich zal gedragen om daarmee problemen tijdens de installatie te voorkomen.
De keuze van het heiblok, de keuze van de paal, het op diepte brengen ervan, het eventueel niet op diepte kunnen krijgen van de paal of de afwezigheid van voldoende draagvermogen over het gehele paaltraject.

Ook de maatregelen die schade van welke aard ook moeten voorkomen, zijn bij de heisimulatie van belang. In wezen is het de interactie grond/paal die aan de heisimulatie ten grondslag ligt. Wat zich dan laat vertalen in het tevoren optimaliseren van het heiproces als ook van het heimiddel. 

Grafieken uit handboek funderingen

pagina 57

















Heisimulatie van heipalen, vierkant 350 x 350 mm, lengte 20 m, maar nu in combinatie met een Delmag dieselblok D55. De trekspanningen (tweede grafiek, groene lijn) zijn gevoelig lager.

Deskundig grondonderzoek

Voor de heisimulatie is deskundig grondonderzoek essentieel. Op grond van de verkregen gegevens en met het gewenste draagvermogen als uitgangspunt wordt een paalkeuze gemaakt en wordt ook het heimiddel bepaald. Bij laatstgenoemde parameter kan ook de beschikbaarheid van heimiddelen tijdens de voorziene installatieperiode worden betrokken. Op basis van al deze gegevens wordt de het heien van de paal gesimuleerd. Dit leidt tot grafieken voor de te verwachtte kalender, de drukspanningen die in de paal optreden als ook de trekspanningen en de te verwachten grondspanningen. In wezen kan alles aldus worden bepaald. Ook bijvoorbeeld de duur van de installatie van een paal. Beschadigingen van welke aard ook worden gesignaleerd en kunnen teniet worden gedaan door de parameters te wijzigen. De betrouwbaarheid van de heisimulatie is groot, maar ook bij deze techniek geldt: wie er rommel instopt, die krijgt er rommel uit.

Go or no go

Voor wat de nauwkeurigheid van heisimulaties aangaat, valt zeer wel te bepalen of er sprake is van 'go or no go'. Daartussen bevindt zich een grijs gebied dat, naarmate meer ervaring met heisimulaties wordt opgedaan, steeds smaller wordt. Grote nauwkeurigheid kan het grijze gebied verengen. Gevoeligheidsanalyses zijn daarbij van belang. Heisimulatie dwingt de ontwerpers van funderingsconstructies om na te denken over het installatieproces.

Heisimulatie, handboek paalfunderingen 

Heisimulatie van heipalen, vierkant 420 x 420 mm, lengte 28 m, in combinatie met een Delmag dieselblok D55. De eindkalender (eerste grafiekje, donkerrode lijn) zou bijzonder hoog oplopen.

© 2015/2017 AB-FAB - Website ontwikkeling: Wurld