Overspannen water
Overspannen water is water dat door druk op de grond uit die grond treedt, met name tijdens het heien in slecht doorlatende of waterverzadigde lagen.
Betekenis
Overspannen water ontstaat wanneer bij snelle samendrukking van grond (zoals tijdens heien) het aanwezige water onder druk komt te staan en uit de grond naar gebieden met lagere spanning stroomt. Daardoor neemt de korrelspanning en de wrijving tussen gronddeeltjes af, wat tijdelijk de draagkracht rond de paalvoet vermindert; het herstel van de situatie door afstroming heet consolidatie.
Toepassing
Het begrip speelt bij grondmechanische werkzaamheden en funderingswerk.
- Bij heien door slecht waterdoorlaatbare grond of in met water verzadigd zand.
- Bij het plaatsen van heipalen in lagen waar waterdruk kan optreden.
- Bij grondophogingen waar verticale drains worden toegepast om water af te voeren.
Aandachtspunten
- Herkennen: water komt omhoog rond de heipaal en de kalendering wordt vaak onzuiver.
- Effect: vermindering van verdichting en van de wrijving tussen gronddeeltjes, met tijdelijke verlies van paalvoetdraagkracht.
- Tijdsfactor: na een rustperiode neemt de heiweerstand toe doordat de wateroverspanning afneemt (consolidatie).
- Engelse aanduiding: excess pore pressure.
Werking / principe
Bij snel optredende druk op de grond worden gronddeeltjes opzij gedrukt of verpulverd; het aanwezige water kan niet snel genoeg weg en raakt onder spanning. Het water vloeit vervolgens af naar gebieden met minder spanning, waardoor de lokale korrelspanning daalt en de paalvoet minder draagvermogen heeft. Het proces van het afstromen en de daarmee gepaard gaande hersteĺling van spanningen wordt consolidatie genoemd.
Illustratief voorbeeld
Bij een paal van 400 × 400 mm die per stoot bijvoorbeeld 2 cm zakt, moet telkens 0,4 × 0,4 × 0,02 = 3,2 liter gronddoor de paalvoet worden verplaatst; en dat in een fractie van een seconde; het daardoor opkomende water veroorzaakt overspanning.
Maatregelen en beheersing
- Heien om-en-om bij veel palen in de nabijheid; de resterende palen de volgende dag om-en-om vervolgen om hinder door overspannen water te verminderen.
- Toepassen van verticale drains bij grondophogingen om overspannen water af te voeren en de korrelspanning versneld te herstellen (versneld consolidatie).
- Pauzes of rustperioden toepassen zodat de wateroverspanning kan afnemen en de heiweerstand toeneemt.