Concept: Waterkerende verticale afdichting t.b.v. onttrekking, waterkerende verticale afdichting t.b.v. civiel-technische isolatie
Techniekbeschrijving
Een diepwand is een permanente grond- en waterkerende constructie, al of niet voorzien van een verankering of stempeling. Diepwanden worden gemaakt door het graven van een smalle (0,40 tot 1,20 m breed) en relatief diepe sleuf en deze te vullen met een slecht doorlatende substantie. De gebruikte substanties bestaan voornamelijk uit bentoniet en cement waaraan desgewenst vulstoffen worden toegevoegd. Ook substanties als beton en plastisch beton wordt toegepast. In een diepwand kan ook een foliescherm worden aangebracht.
Voor het graven van de sleuven kunnen bijvoorbeeld kelly-grijpers worden toegepast. De grijpers zijn hierbij aan een lange en betrekkelijk stijve stang bevestigd. Voor diepe sleuven zijn andere graafwerkzaamheden vereist zoals een hydrofrees. Verbonden aan een stijf metalen frame, draaien wielen met tanden in tegengestelde richting ten opzicht van elkaar en woelen de grond los. Deze machine kan smalle sleuven tot steeds grotere diepte in vrijwel iedere grondsoort graven.
Voor de aanleg van de cementbentoniet diepwanden wordt gebruikt gemaakt van zowel een 1-fase- als van een 2 fasensysteem. In een 1-fasesysteem wordt gebruik gemaakt van een cement-bentoniet suspensie. Deze suspensie laat men uitharden nadat een sectie van de sleuf gereed is. In een 2-fasensysteem wordt eerst een bentonietspoeling toegepast en na voltooiing van het uitgraven van een sectie wordt deze steunvloeistof vervangen door de substantie die de definitieve wand gaat vormen. De steunvloeistof wordt vervangen door de sleuf van onderen uit via stortkokers vol te storten met het zwaardere mengsel. De steunvloeistof kan na regeneratie enige malen worden herbruikt.
Toepassingsvoorwaarden
De maximale diepte en de diepwandlengte is afhankelijk van de graafmethoden. Wanneer grijpers worden toegepast kan een maximale diepte bereikt worden van 50 m. Bij toepassing van de hydrofrees kan met de standaarduitvoering tot een diepte van 60 m worden gegraven. Met de nieuwste machines kunnen dieptes van meer dan 100 m worden bereikt. Diepwanden kunnen niet worden toegepast indien de grond bestaat uit grof materiaal, zoals grind, omdat de bentonietsuspensie kan wegvloeien door indringing in de poriën.
Door de lage productiesnelheid en de vereiste hoge organisatiegraad zijn de kosten van diep-wanden relatief hoog, waardoor de methode alleen toepasbaar is bij grotere werken. Diepwanden vormen een alternatief voor damwanden en worden toegepast indien een trillingsvrije en geluids-arme uitvoering is gewenst en/of een kerend scherm op grote diepte moet worden aangebracht.
De effectiviteit van een cementbentonietwand wordt, naast de kwaliteit van de onderafdichting, bepaald door de samenstelling van het wandmengsel en de kwaliteit van de uitvoering. In dit laatste geval spelen verticaliteit en controle op de kwaliteit van het mengsel een belangrijke rol. Door de adsorberende werking van de wand voor zware metalen en het pH-effect dat metalen in de nabijheid van de wand doet neerslaan, wordt de effectiviteit van de cementbentonietwand vergroot.
Door het ontgraven van de sleuf ontstaat er ontspanning van de grond, waardoor er in meer of mindere mate gerekend moet worden op het ontstaan van actieve schuifvlakken, die lopen vanaf de teen van de diepwand tot aan het maaiveld. Om deze reden zijn diepwanden niet geschikt om vlak langs de bebouwing aan te brengen.
Wat betreft de aard van de verontreinigende stoffen zijn vrijwel geen beperkingen. Met de samenstelling van het mengsel moet wel rekening gehouden worden met de in de bodem aan-wezige verontreinigende stoffen.
Resultaten
De levensduur van diepwanden is niet bekend.
Bij toepassing van diepwanden wordt de verontreiniging in verticale richting volledig afgesloten, mits de diepwanden buiten de verontreinigingsvlek worden geplaatst. Bij voorkeur wordt de wand rondom de verontreiniging, dus buiten het verontreinigde gebied, geplaatst, zodat de ontgraven grond veelal niet verontreinigd zal zijn.
Kosten
De kosten zijn sterk afhankelijk van de diepte van de wand, de omvang van het project, de gehanteerde graafmethode en de inrichting van de bouwplaats e.d. Voor een cementbentoniet diepwand is bijvoorbeeld plaatsing van een installatie nodig, wat ca. 75.350 EUR kan kosten en wat met name voor kleinere projecten de prijs van de wand per m2 behoorlijk kan beïnvloeden.
Kosten diepwandtechniek
cementbentoniet (1 fasesysteem) 75 tot 100 EUR per m²
cementbentoniet (2 fasensysteem) 100 tot 125 EUR per m²
beton 4.000 tot 5.000 BEF per m²
Ondergrens van bovengenoemde prijzen geldt voor standaardwand van 30 m diep en 60 cm dik.
gewapend betonnen diepwand tot 15 m
(afhankelijk van de wanddikte) 5.500 tot 11.000 BEF per m²
toeslag voor diepte van 15 à 30 m 10% à 15%
grondafvoer 400 tot 750 per m³
toeslag voor folie 200 tot 400 per m²
Milieurendement
Bij deze techniek komen geen reststoffen vrij, anders dan de mogelijk verontreinigde grond die tijdens het plaatsen van de wand vrijkomt.
Energieverbruik -
Reststoffen 0
Ruimtegebruik 0
Geluidshinder 0
Geurhinder +
Ontwikkelingsstadium
Categorie 2
De techniek wordt beperkt toegepast bij constructies in de civiele bouwkunde en bij ontgravingen bij bodemsanering.
Leveranciers
In Europa hebben meerdere aannemers ervaring met diepwandtechnieken. Het plaatsen blijft echter gespecialiseerd werk.
Referenties
Handboek Bodemsaneringstechnieken, Sanering Griftpark te Utrecht, Nederland; EMK-terrein te Krimpen a/d IJssel, Nederland, RIVM 1995, Nederland.