Aanleiding van het project

Gemeenten willen graag klimaatbestendig inrichten maar zien, mede door de energietransitie, problemen ontstaan met betrekking tot de schaarse ruimte maar ook in de stedelijke ondergrond. De ondergrondse infrastructuur en stedelijk groen concurreren met klimaatadaptatiemaatregelen om de beperkt beschikbare ruimte. Slimme integrale ontwerpen met oog voor koppelkansen, functiecombinaties en de bestaande vervangingsopgave zijn nodig om op duurzame wijze te blijven omgaan met de druk op ruimte en de ondergrond.
Door verschuiving van de verhoudingen in de keten (o.m. door marktwerking) en samenwerking van de opdrachtgever met de markt door beter gebruik te maken van de complementaire competenties wordt het toekomstbestendig maken van de stad ook een opgave van het uitvoerend MKB bedrijfsleven. MKB INFRA en haar leden zien dat zij daar een rol in moeten en willen spelen. Hiervoor is een transitie van opdrachtnemer naar gelijkwaardige (kennis)partner gevraagd.
Vragen vanuit zowel gemeentelijke opdrachtgevers als de MKB opdrachtnemers naar validatie van verschillende oplossingen en op basis daarvan eenvoudige ontwerpregels die klimaatadaptatie m.b.t. extreme regenval zo makkelijk mogelijk maken, maar ook hittebestendig inrichten met duidelijke richtlijnen vormen de basis van de verschillende (deel)onderzoeken.

Doel van het project

Om in te kunnen spelen cq mee te kunnen liften met de jaarlijkse grote investeringen is aandacht nodig voor innovatie in “nieuwe’ constructies en valorisatie samen met het uitvoerend MKB die veel van de werken uitvoeren.
In ons gezamenlijke onderzoek proberen we de komende periode ontwerpregels te maken die klimaatadaptatie zo makkelijk mogelijk maken (gewoon een extra norm – zoals 25cm boven straatpeil bouwen, geen water in woningen bij 60mm, etc), maar ook hittebestendig inrichten met duidelijke richtlijnen als max afstand tot koelte en percentage groen. Daarmee kan iedere herinrichting (uitgevoerd door een aannemer) eenvoudig klimaatbestendig worden.
Voor fase 4 BC05 zien wij de volgende belangrijke kennisvraagstukken:
– Welke ondergrondse constructies voor waterberging onder de weg werken goed in de praktijk en zijn zandcunetten een goed alternatief?
– Hoezeer draagt een systeem van blauwgroene daken bij aan klimaatadaptatie?
– Hoe pakken de hitterichtlijnen in de praktijk uit en welke bijstelling is nodig?
– Hoe zorgen we voor klimaatbestendig groen in de stad? Bijv. het inrichten van een winkelcentrum.
Naast kennisontwikkeling wordt de ontwikkelde kennis in de concrete bouwpraktijk toegepast (open-convenant aanpak en de Aanpak Duurzaam GWW) waarbij op een wijze wordt gewerkt gebruikmakend van elkaars complementaire competenties dat:
1. Processen van elkaar verbeteren en innovaties (klimaat adaptatie) sneller in projecten worden ingepast,
2. Hinder voor de burgers en bedrijven vermindert,
3. Verspilling in routinematig inkopen wordt terug gedrongen,
4. Het kwaliteitsniveau en duurzaamheid van geleverde diensten verbeterd.

Omschrijving van de activiteiten

De nadruk in 2021 (fase 4) ligt op de kennisontwikkeling en praktijktoepassing van deze kennis op de volgende onderwerpen:
1. Waterbergende weg; Wat zijn de voor en nadelen van verschillende soorten ondergrondse berging en met name kan een wegcunet van zand als waterbergende weg dienen?
2. Systeem van groenblauwe daken in Amsterdam: Hoezeer draagt een systeem van blauwgroene daken bij aan klimaatadaptatie?
3. Hittebestendigheid: Hoe pakken de hitterichtlijnen in de praktijk uit en welke bijstelling is nodig. Hoe effectief zijn specifieke hitte-interventies.
4. Hoe zorgen we voor klimaatbestendig groen?

Naast kennisontwikkeling wordt de ontwikkelde kennis in de concrete bouwpraktijk toegepast (Samen leren, Samen innoveren) waarbij op een wijze wordt gewerkt dat:
5. Processen van elkaar worden verbeterd en innovaties sneller in projecten worden ingepast (systeem verandering),
6. Praktijkgerichte implementatie van klimaatadaptatie (sociale innovatie/competentie ontwikkeling).

Verwachte resultaten

Producten 2021 fase 4:
– Symposia en regionale “Infralokalen” cq webinars
– Publicatie over inzicht in het systeem van groenblauwe daken op hitte in de stad en isolatie panden
– Tussenrapportages Waterbergende weg
– Praktijklessen klimaat bestendig inrichten – best practices
Website www.BuitenRuimte.info (www.KlimaatwerkinUitvoering.nl en www.hva.nl/klimaatbestendigestad )

Innovativiteit

De HvA doet vraag-gestuurd praktijkgericht onderzoek, en helpt zo urgente en relevante vraagstukken uit de samenleving op te lossen. Ontwikkelde kennis deelt de HvA met de huidige en toekomstige professionals, bijvoorbeeld in workshops en seminars. Innovatie betreft het toepasbaar maken van nieuwe kennis en uitvindingen. De verzamelde en gegenereerde kennis wordt getoetst en toegepast in de praktijk door de MKB-bedrijven. Studenten worden enthousiast voor het werk in de sector doordat zij worden betrokken in projecten, (afstudeer-)stages, en onderzoek. De HvA werkt daarbij intensief samen met de Hogeschool van Rotterdam, de Hanzehogeschool Groningen en nu ook de Hogeschool van Utrecht.
De betrokkenheid van branche- en vakverenigingen naast de groep individuele bedrijven en overheden maakt dat de kennis naast gericht is op breed toepasbare praktische kennis ook een brede verspreiding krijgt onder de doelgroep. Een doelgroep die niet vanzelfsprekend rapporten leest en naar grote symposia gaat.
De gekozen inhoudelijke onderzoekthema’s sluiten aan op het KIA Landbouw, Water en Voedsel C3 en zijn ook gekozen omdat het werkveld hier innovatie op verwacht.
Voor een overzicht van de in afgelopen jaren ontwikkelde innovaties (BC01-BC04) zie {nog verwijzing opnemen}

Valorisatie

Building Changes: De resultaten van het onderzoek worden beschikbaar gesteld via de website www.BuitenRuimte.info of www.KlimaatwerkinUitvoering.nl en zijn daarmee toegankelijk voor de gehele sector. Een groep van inmiddels 500 geïnteresseerden ontvangen jaarlijks ca vier keer een nieuwsbrief.
Ook de website van TKI wordt vier keer per jaar geactualiseerd met de (tussen)resultaten In nauwe samenwerking met MKB-Infra, en andere branche cq vakverenigingen wordt de sector geïnformeerd over de resultaten op zgn Infralokalen en workshops verspreid in het land 4 a 6 keer per jaar.
Hogeschool van Amsterdam: De onderzoeksresultaten worden tevens gepubliceerd op de website van de Hogeschool van Amsterdam. Daarnaast zal over de resultaten worden gepubliceerd in de vakbladen, worden cursussen georganiseerd en presentaties gegeven tijdens symposia.
Via de betrokken partijen van zowel het onderzoek als het onderwijs van de hogescholen worden de toekomstige professionals betrokken bij het onderzoek en geïnformeerd over de resultaten in de lessen.
Building Changes houdt contact met de markt ook na het publiceren. Ontwerpregels zullen bij relevante CROW en Rioned commissies worden ingebracht voor opname in handboeken en richtlijnen.
Naast praktijkonderzoek worden door enkele betrokken gemeenten als Hoorn, Alkmaar, en Amsterdam een project aanbesteed waar klimaatadaptatie een belangrijk onderdeel van de opdracht vormt. Waar i.s.m. het consortium de kennis zal worden ingebracht en toegepast en gemonitord.

Alle onderzoeksresultaten worden tevens gepubliceerd op de website van de Hogeschool van Amsterdam http://www.hva.nl/kc-techniek/gedeelde-content/lectoraten/water-in-en-om-de-stad/water-in-en-om-de-stad.html

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

In 2016 hebben TNO en Rotterdam het initiatief genomen om een Plan van Aanpak (PvA) op te stellen voor de ontwikkeling van een faalkansmodel voor asset management van persleidingen. In dat PvA is een traject geschetst dat bestaat uit drie fasen:
Fase 1. Proof of principle: ontwikkelen 1e versie faalkansmodel en aantonen dat dit leidt tot een werkbaar principe
Fase 2. Proof of concept: Doorontwikkeling in 2e versie faalkansmodel, waarbij het model in conceptueel opzicht compleet wordt gemaakt door een combinatie van verbreden (toevoegen ontbrekende faalmechanismen) en verdiepen (meenemen informatie uit inspecties)
Fase 3. Proof of producibility: Koppeling van faalkansmodel aan bestaande asset management systemen en concept voor userinterface (demonstratie userinterface)
Fase 1 is gefinancierd en ondersteund door een consortium bestaande uit Rotterdam, Waternet, RIONED en STOWA, waarbij aanvullende financiering is verkregen uit de TKI Deltatechnologie. De resultaten van fase 1 zijn opgenomen in TNO rapport TNO 2019 R10463 faalkansmodel persleidingen – Proof of Principle. De consortiumpartners hebben op basis van de resultaten van fase 1 aangegeven op door te willen gaan met fase 2, de ontwikkeling van de Proof of Concept.

Doel van het project

De doelstelling van de Proof of Concept fase is om door middel van een werkend model te demonstreren dat de faalkansbenadering geschikt is voor het bepalen van de restlevensduur van persleidingen voor het areaal van een beheerder. Hiertoe wordt in fase 2 het faalkansmodel zodanig verder uitgewerkt dat het na afloop van fase 2 gereed is om te worden geïmplementeerd in fase 3 Proof of Producibility. Met andere woorden: het model moet inhoudelijk gezien geheel gereed komen in fase 2, terwijl de inbedding en software en de ontwikkeling van software interfaces plaats zal vinden in fase 3. Dit houdt in dat het rekenmodel aan het eind van fase 2 nog niet ontsloten is voor gebruik door assetmanagers en alleen nog door het projectteam kan worden toegepast.

Het belangrijkste resultaat van het fase 2 van het project is een rekenmodel met als input:
Beschikbare gegevens, zoals leidingkenmerken, conditie en belasting, van meerdere gebruikers/beheerders
en output:
faalkansen/jaar per segment per mechanisme samen geplot op overzichtskaart en opgerold/samengevoegd tot een concrete faalkans per segment

Daarnaast wordt een rapport opgeleverd met de onderbouwing van de modelkeuzes en de grootste bronnen van onzekerheid in de uitkomsten.

Omschrijving van de activiteiten

1. Systeembeschrijvingsinformatie verzamelen
De beheerders (Rotterdam, Waternet, Aa en Maas) leveren informatie en laten inspecties en metingen uitvoeren door derden waarvan gegevens worden ingebracht. Schmidt ontwikkelt een techniek die in Rotterdam wordt toegepast om gegevens van persleidingen te verzamelen. P4UW en Deltares spelen een coördinerende rol en analyseren de data. TNO en Deltares zetten beheerdata om naar een geschikt format voor gebruik in fysische modellering.
2. Aanvullende faalmechanismen uitwerken
Deltares, TNO en P4UW voegen faalmechanismen (falen buisverbindingen, falen door inwendige over- en onderdruk en falen appendages) toe aan het model uit fase 1. TNO voegt PVC toe als buismateriaal aan het model uit fase 1.
3. Valideren fysisch gebaseerd faalkansmodel
Deltares verbetert de deelmodellen (zetting, aantasting) door 10 persleidingen door te rekenen en te valideren met inspectiegegevens. TNO verwerkt dit in de onderliggende modellen van het faalkansmodel.
4. Opstellen statistisch faalkansmodel gebaseerd op incidentendatabase
P4UW maakt een opzet voor een statistisch faalkansmodel op basis van de data.
5. Update overkoepelend faalkansmodel
Het faalkansmodel uit fase 1 wordt verbreed met aanvullende faalmechanismen, de onderliggende verbeterde deelmodellen worden gekoppeld en de statistische module wordt toegevoegd in de berekening van de gecombineerde faalkans.

Verwachte resultaten

De verwachte producten zijn:
1 database met daarin de objecten (hydraulische eenheden en leidingsegmenten) die door de deelmodellen per bezwijkmechanisme gebruikt worden
2 Faalkansmodel op Proof of Concept niveau met een fysische en statistische component dat de faalkans van een leidingsegment berekent
3 Rapportage

Bij succesvolle oplevering van de PoC wordt de PPS voortgezet naar de laatste fase: fase 3. Daarin wordt het faalkansmodel in een Proof of Producibility verder uitgewerkt, getest en gereed gemaakt voor exploitatie in software voor beheerders.

Innovativiteit

In Nederland ligt 13.000 km persleiding, waarvan een groot deel stamt uit de jaren ’70 toen in het kader van de WVO op grote schaal zuiveringstechnische werken zijn aangelegd. De huidige faalkans ligt op ca. 1 incident per 100 km/jaar en dat is laag in verhouding tot bijvoorbeeld drinkwater waar dit ligt op 6 incidenten per 100 km/jaar. De eerste resultaten van het lopende RIONED project ‘incidentendatabase persleidingen’, zoals gepresenteerd op het persleidingensymposium in Gorinchem op 20 maart 2019, laten echter zien dat het aantal incidenten toeneemt.. In combinatie met het gegeven dat veel leidingen hun ontwerplevensduur (van 50 jaar) naderen of reeds zijn gepasseerd, wordt branche breed de urgentie gevoeld meer grip te krijgen op de conditie- en restlevensduurbepaling ten behoeve van besluitvorming ten aanzien van onderhoud en vervanging van persleidingen.

Uitgangspunt voor restlevensduurbepaling is de actuele conditie van de persleiding. De conditie van een (pers)leiding kan worden vastgesteld op basis van inspectie. In tegenstelling tot bij vrij verval riolering, waar visuele inspecties de basis vormen voor de besluitvorming over maatregelen als repareren of vervangen, geldt dat voor persleidingen nog geen breed toepasbare inspectietechniek beschikbaar is. Daarbij komt nog dat de meeste persleidingen slecht toegankelijk zijn en geen voorzieningen hebben om inspectieapparatuur toegang te verlenen. Dit maakt dat de beschikbare informatie over de actuele conditie van persleidingen nog vrij schaars is. Op dit aspect is de sector volop in beweging en worden steeds vaker inspecties uitgevoerd aan persleidingen, die maken dat de inspectiegegevens met informatie over de huidige status van persleidingen beschikbaar komen.

Daar voor het bepalen van de restlevensduur de huidige conditie een belangrijke variabele is, en deze voor de meeste persleidingen niet goed bekend is, wordt voor persleidingen tot op heden veelal de beheerstrategie ‘fail and fix’ ge

Valorisatie

1. Valorisatie en disseminatie voor en door beheerders (w.o. Rotterdam, Waternet, Aa en Maas): Onder toezicht van RIONED is een aanzet gemaakt voor een incidentendatabase die in dit project verder wordt uitgewerkt. Dit project geeft zicht op een toepassing van deze incidentendatabase. RIONED zal op basis van dit projecten beheerders verder helpen om incidenten uniform te kunnen registreren en deze data te ontsluiten via de database.
2 Valorisatie door TNO, Deltares, P4UW: Het faalkansmodel is na dit project bruikbaar voor toepassing door de kennispartners voor specifieke cases en er is een beeld hoe dit toepasbaar gemaakt kan worden in de dagelijkse asset management praktijk van beheerders. De insteek is dat de partners na dit project een fase 3 ingaan om de laatste stap te realiseren.
3 Disseminatie door TNO, Deltares: Het rapport wordt publiek beschikbaar gesteld en elementen uit het onderzoek worden uitgebreider (wetenschappelijk) gepubliceerd.

Aanleiding van het project

Aanleiding van het project is de beperkte nauwkeurigheid van de optredende
zettingen als gevolg van een geringe ophoging. Indien niet goed ontworpen
leidt de optredende zetting tijdens de levensduur van constructies tot
onderhoudskosten. Hoe beter de verwachte zettingen kunnen worden
voorspeld hoe beter het onderhoudskosten in de hand kunnen worden
gehouden.
Belastingsveranderingen lieden tot samendrukking van de ondergrond. Bij
kleine belastingsveranderingen speelt de initiële toestand zoals heersende
spanningen en initiële zakkingssnelheid een belangrijke rol. Met name in
zettingsgevoelige grond, zoals het veenweidegebied kent het voorspellen
van zetting als gevolg van dergelijke geringe belastingen een grote
onzekerheid. Voorbeelden van dergelijke geringe belastingen zijn polderpeil
aanpassingen, geringe ophogingen voor het bouwrijp maken van terreinen,
lichte ophogingen voor de aanleg van infrastructuur, maar de wederzijdse
beïnvloeding van een aan te leggen bouwwerk op zijn omgeving en vice
versa. Door de verdergaande urbanisering van veel gebieden in de wereld,
waaronder Nederland is het vaststellen van de onderlinge beïnvloeding
steeds meer van belang.

Doel van het project

Het doel van het onderzoek is het verbeteren van de toepassing van het
isotache concept bij het voorspellen van zettingen als gevolg van kleine
belastingsveranderingen. Het gaat hierbij zowel om belastingverhogingen als
verlagingen. Belangrijk hierin is de vergelijking van de berekende (initiële}
kruipreksnelheden met de waarnemingen zoals die zich in de praktijk
voordoen.
Bewust wordt hier gesproken over isotache concept. Het isotache concept
kent verschillende uitwerkingen, zoals op basis van natuurlijke rek en lineaire
rek, uitwerking voor 1D condities, zoals in analytische modellen beschikbaar
is of volwaardig 30 constitutief model, zoals die in eindig elementen modellen
beschikbaar zijn.
De link met de Kennis en Innovatie Agenda Delta Technologie is beschreven
bij het onderdeel “Relevantie van onderzoeksvoorstel aan primaire (en
secundaire) KIC”

Omschrijving van de activiteiten

Het project start in 2019 met het vaststellen van de state of the art door
middel van een literatuuronderzoek en een inventarisatie van beschikbare
modellen. Aansluitend zal de reeds beschikbare meetdata worden
geanalyseerd aan de hand van de uitkomsten van het literatuuronderzoek.
Dit zal medio 2021 worden afgerond. In 2020 zal een proefvak worden
ingericht en metingen worden uitgevoerd tot aan 2024. Aansluitend wordt
het afrondend document opgesteld.
Een inhoudelijke toelichting op het project is beschreven in het
projectvoorstel.
Activiteit Type activiteit Rol partijen
Deltares: uitvoerende
partij
Vaststellen state of the
art industrieel Overige partijen:
bewaken
toepasbaarheid
Geplande acties/globale Deltares: uitvoerende
planning partij
Analyse beschikbare Overige partijen:
gegevens experimenteel aanleveren data en
bewaken
toepasbaarheid eind
conclusies
ProRail: uitvoerende
partij
Inrichten meetveld en
inzamelen data experimenteel Overige partijen:
meedenken en
meesturen
Deltares: uitvoerende
partij
Overige partijen:
Analyse veldmetingen Industrieel aanleveren data en
bewaken
toepasbaarheid eind
conclusies
modelvorming industrieel
Deltares: uitvoerende
partij
Overige partijen: review
en bewaken
toepasbaarheid
eindconclusies
Vaststellen werkwijze industrieel
AIie partijen, Deltares
treedt op als
penvoerder

Verwachte resultaten

Het onderzoek levert twee eindproducten op, die nader beschreven staan in
het plan van aanpak. De eindproducten worden beschreven in 4 rapporten
die aansluiten bij de hierboven genoemde acties, waarbij de derde en vierde
actie, het inwinnen en analyseren van veldmeetdata, in een gezamenlijk
rapport zal worden vastgelegd.
Volgnummer Wat
Wanneer
(jaar)
1
Model toepasbaar maken voor het berekenen
van zettingen bij geringe
belastingverhogingen
2024
2
Werkwijze voor het berekenen van zettingen
bij geringe belasting
2024

Innovativiteit

Tot voorkort lag, in het kader van het onderzoek naar het voorspellen van
zettingsgedrag de nadruk op het voorspellen van de zettingen als gevolg van
grote ophogingen, zoals dijklichamen of toeritten naar bruggen viaducten
etc. Inmiddels kunnen voor dergelijke grote ophogingen, mits voldoende
betrouwbare gegevens van de ondergrond beschikbaar zijn een
nauwkeurige zettingsvoorspelling worden uitgevoerd. Bij kleine ophogingen,
zoals toegepast bij de aanleg van woonwijken, provinciale wegen etc. blijken
de voorspellingen niet nauwkeurig te zijn. Het gevolg hiervan zijn problemen
met onverwachte kosten doorzettingsschade of conservatieve ontwerpen
als gevolg van zettingsproblematiek. Ter indicatie het planbureau voor de
leefomgeving, PBL, heeft voor de periode 2016- 2050 berekend dat de
maatschappelijke kosten als gevolg van bodemdaling in de orde van € 22miljard ligt. Opgemerkt wordt dat continue geringe belastingsveranderingen,
zoals polderpeilaanpassingen, herbestraten etc. een belangrijke motor voor
bodemdaling vormen.
De nieuwe ontwikkeling ligt in het beter begrijpen en kunnen voorspellen van
de gevolgen van dergelijke kleine belastingsveranderingen.

Valorisatie

De valorisatie wordt op verschillende wijzen verzorgt. Ten eerste wordt
er een begeleidingscommissie rondom het onderzoek opgericht in deze
commissie heeft een vertegenwoordiging van de deelnemende partners
zitting. De deelnemende partners vormen een doorsnee van het
werkveld waarin zowel opdrachtgevers, aannemerij en
ingenieursbureaus vertegenwoordigd zijn. De commissie heeft met name
tot doel de praktische toepasbaarheid van de onderzoeksresultaten te
controleren en waar nodig bij te sturen. Op deze wijze wordt
gewaarborgd dat het onderzoek en de resultaten aansluiten bij de
dagelijkse ingenieurspraktijk. Opgemerkt wordt dat de resultaten
beschikbaar zullen worden gemaakt op de website van TKI
deltatechnologie en daarmee ook beschikbaar komen voor de niet
deelnemende partijen
Daarnaast wordt onderzoek uitgelijnd aan het lopend
onderzoeksprogramma Regiodeal Groene Hart, waarin resultaten
onderling zullen worden uitgewisseld
Tot slot zijn aan het einde van het onderzoek publicaties gepland, zowel
op nationaal als op internationaal niveau.

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Sediment waste of mine processes (tailings) as well as dredged sediments are stored in dedicated deposits, or beneficially re-utilized to build new lands (e.g. Marker Wadden), to improve resilience of flood defences or enhance habitat restoration. However, these sediments and-or waste is characterized by a very high fines content, and the accompanied very long consolidation times (e.g. the soil is very fluffy and not suitable for construction, and it takes a lot of time for the soil to gain strength). This results in inefficiencies of the reclamation process, deriving in very high operational costs. The ability to speed up the consolidation time of these deposits is crucial for the future of reclamation of mining areas and reclamation and flood protection projects with dredged sediment. The techniques being currently used by the industry are very high in costs and not very efficient in increasing the soil strength within a competitive time scale, and thus there is room for improvement and for seeking new competitive and efficient technologies. This project builds up on the positive development and findings of the previous phase, towards further improving consolidation of soft sediments in depositional processes at reclamation projects.

Doel van het project

One of the key challenges in Delta Technology is related to possibilities of building on and with soft material. Soft materials (e.g. from dredged material and mine tailings) can be reused to form robust water defences, enclosure dams and for land building. The material can be used to combat settlement in Sustainable Delta Cities, as a cost-effective material for flood defences, and as the basis for nature-based land reclamations like Marker Wadden. As such, “Bouwen met Slib” has been identified as an important innovation to strengthen the international position of Dutch engineering companies. This project further explores the innovative use of worms and vegetation to enhance dewatering of sediment at disposal site deposits

Omschrijving van de activiteiten

Here we report the detailed activities specific to the follow-up phase. For the activities of the first phase see DEL071. This project is designed to support the improvement of the understanding and quantification of: • Combined effect of a plant-worm treatment in saturated and unsaturated conditions; • Achievable solids content and strength for a new worm species; • Provide a holistic view of an interacting biological systems of plants, bacteria and worms and how this rudimentary ecosystem impacts key tailings properties (geotechnical and emissions); • Detailed analysis of worm’s tunnel formation dynamics and bed structure. The scope of this study is divided in two tasks: • Task A: Combining native vegetation and worms to enhance densification and strength, in wetland and terrestrial conditions. • Task B: micro-scale μCT imaging of tailings structure to understand enhanced dewatering of treated oil sands tailings The objective of Task A is to evaluate the effect of introducing native plants and worms into thickened tailings. Specifically, we will evaluate two different types of worms and vegetation that inhabit either (i) wetland environments or (ii) dry land soils in contrasting surface moisture scenarios, and we will support the testing of the combination of these worms with several plant species. Task B includes μCT imaging of tailings structure. As a non-destructive 3D imaging tool, μCT enables characterization of detailed spatial and temporal properties of environmental materials. In Task B, μCT imaging will observe and quantify the evolution of the tunnel network that worms create over time, the role of vegetation, and their respective roles in determining bed properties. This will involve the repeat scanning of laboratory microcosms, to investigate the impact of different treatments on the dewatering and densification of oil sands tailings deposits. Repeat μCT scanning will examine the 4D evolution of sediment structure over an experimenta

Verwachte resultaten

Products are here reported for this phase. For the product of the previous phase, refer to DEL071. Volgnummer Wat Wanneer (jaar) Task 1 Report with comparison of terrestrial, wetland worms and no-worms. Includes description of the experiment setup and results of (i) mudline and solids content evolution in time, (ii) strength and density profiles, (iii) survival rates of worms and (iv) consolidation parameters (saturated conditions). At least one conference publication 2022 Task 2 Report on the design, execution and results of the μCT analysis. This will evaluate the mechanisms and impact of selected treatment on the evolving sediment structure of tailings deposits during remediation. The innovative 4D methodologies used, as well as the outcomes of the research will also lead to submission for publication in a peer-reviewed journal. 2022

Innovativiteit

This project provides a foundational understanding for how to incorporate multicomponent natural systems into engineering designs for reclamation. Understanding the integrated role of biota and vegetation in dewatering and strengthening sediment is new and potentially very important knowledge. Involving natural systems at the engineering phase will speed up the reclamation process as a small ecosystem will already be established. This is consistent with the objective of prompt, natural, ecologically based reclamation. Deltares has a strong interest in this project as it may be useful for speeding up the reclamation of soft sediments in the Netherlands and for use in dike construction for flood protection and enhancing biodiversity in wetlands and offshore island environments.

Valorisatie

This project will take advantage of the previous phase based on the collaboration with COSIA and Imperial and will add the experience of QMUL. COSIA will provide insight on geotechnical processes and background knowledge to the field (e.g. long and fruitful collaboration between COSIA and the industry). On the other hand, Imperial will provide testing materials and knowledge about the operational conditions. QMUL will make their innovative laboratory setup available to the project. The theory developed will be disseminated by Deltares at short courses, and when possible within the Living Lab for Mud initiative of EcoShape. Project results will be presented at various conferences worldwide (e.g. IOSTC;OSTRF; etc) and a Journal paper.

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Het ontwerp van hoogbouwconstructies wordt naarmate gebouwen slanker en hoger worden meer en meer bepaald door het dynamisch gedrag. De eisen die gesteld worden aan het comfort van gebruikers gerelateerd aan trillingen zijn maatgevend voor het ontwerp van de constructie van slanke en hoge gebouwen. Om slank te kunnen construeren is te conservatief ontwerpen daarentegen niet wenselijk. Maatregelen om trillingen achteraf, na oplevering van het gebouw, te reduceren zijn ingrijpend en kostbaar.
Uit economische overwegingen is het daarom wenselijk het trillingsgedrag in de ontwerpfase nauwkeurig te kunnen voorspellen.
Recent onderzoek toont aan dat deze dynamische eigenschappen in de (Nederlandse) praktijk afwijken van de modellen. Uit dit onderzoek, uitgevoerd door TNO in een consortium met meerdere partners, blijkt dat bestaande internationaal gebruikte gesimplificeerde ontwerpregels niet passen op de hoogbouwconstructies met funderingen in slappe bodems. Deze situatie komt met name voor in steden in deltagebieden, zoals in de Nederlandse hoogbouwsteden, maar ook in deltasteden elders in de wereld.
De slappe bodem heeft een substantiële invloed op het dynamisch gedrag van slanke en hoge gebouwen. Dit kan enerzijds betekenen dat er na gereedkoming van het gebouw onverwacht toch problemen optreden met optredende trillingen, of anderzijds dat de constructie overgedimensioneerd wordt dan wel ingrijpende, dure maatregelen worden getroffen. In beide gevallen leidt dit tot onnodige kosten.
Klimaatverandering en de effecten ervan hebben enerzijds impact op de windbelasting, en anderzijds op de eigenschappen van de bodem (gerelateerd aan neerslag, droogte en temperatuur). Zowel het veranderende windklimaat als de veranderende bodemeigenschappen hebben impact op het hoogbouwontwerp.

Doel van het project

Het doel van dit onderzoeksproject is een nauwkeuriger voorspelling van trillingen in het ontwerpstadium van hoogbouw.
Belangrijke onderzoeksdoelen hierin zijn
(1) de bepaling van de invloed van de fundering en bodemcondities op de demping;
(2) de invloed van de grootte van de belasting en lange duur effecten op de dynamische eigenschappen;
(3) de ontwikkeling van nieuwe ontwerpgereedschappen;
(4) het opzetten van een monitoring platform voor hoogbouw waarbinnen een uitgebreide dataset wordt opgebouwd voor validatie van rekenmodellen;
(5) De evaluatie van de perceptie van waargenomen trillingsniveaus in relatie tot grenswaarden in bestaande richtlijnen.
Dit project draagt bij aan het leefbaar houden van steden en stedelijk gebied door gereedschappen te ontwikkelen waarmee trillingshinder en -veiligheid van hoge en slanke gebouwen beter begrepen en voorspeld kunnen worden. De nadruk ligt bij deze ontwikkeling op slappe bodems en extreme wind.

Omschrijving van de activiteiten

Onderzoek naar te meten gebouw-, grond en funderingseigenschappen
Opstellen overzicht van geschikte meettechnieken
Inzicht in baten van verschillende meetcampagnes
Opstellen plan voor vervolg
Uitvoeren meetplan
Analyseren meetdata
Uitvoeren geavanceerde (FEM) berekeningen
Opstellen Modellen / handvatten voor de praktijk

Verwachte resultaten

Overzicht van te meten gebouw eigenschappen
Overzicht van meettechnieken
Database met meetresultaten
Begrip van de dynamische eigenschappen en invloed van de bodem
Dynamische eigenschappen van verschillende hoogbouwprojecten
Geavanceerde (FEM) modellen
Modellen en handvatten voor de praktijk

Innovativiteit

In de huidige praktijk wordt gebruik gemaakt van gesimplificeerde modellen gebaseerd op internationale databases van gemeten gebouweigenschappen.
In dit project worden de modellen verbeterd en komen aanvullende metingen beschikbaar.
De uit te voeren metingen bevatten meerdere aanvullingen op het huidige kennisniveau:
• Lange duur (ten minste een jaar)
• Meten tijdens en na de bouwfase
• Gelijktijdig bepalen van meerdere constructie eigenschappen onder dynamische windbelasting
• Metingen op de fundering
• Verschillende trillingsvormen

Valorisatie

Ruwe projectresultaten worden binnen het project gedeeld en uitgewerkte meetdata wordt gedeeld door middel van publicaties.

Aanleiding van het project

Steden moeten klimaatbestendig, significant duurzamer, slimmer en menselijker worden willen we ze leefbaar houden. (KIA Landbouw, Water en Voedsel Missie C3)
Daarvoor zijn technologische oplossingen nodig vergezeld met sociale innovatie en systeemveranderingen. De publieke opdrachtgever staat voor een meervoudige opgave. De opgaven van de circulaire stad en het klimaatbestendig inrichting van de buitenruimte zijn groot. Maar zij kan dat niet alleen. Door verschuiving van de verhoudingen in de keten (o.m. door marktwerking) en samenwerking van de opdrachtgever met de markt door beter gebruik te maken van de complementaire competenties wordt het toekomstbestendig maken van de stad ook een opgave van het uitvoerend bedrijfsleven.
MKB INFRA en haar leden willen zich steeds verder ontwikkelen als partner van de stadsingenieur en ontwikkelaars: als aanjager van de economische waarde van de regio. Daarom willen MKB INFRA en individuele bedrijven in samenwerking met o.a. de Hogeschool van Amsterdam en Building Changes innovaties ontwikkelen en deze in samenwerking met hun opdrachtgevers (gemeenten) in de praktijk toepassen om zo bij te dragen aan oplossingen voor de vraagstukken van de stedelijk omgeving en de veranderende rol van het uitvoerend bedrijfsleven mede in het kader van de “marktvisie en de daarbij horende leading principles”.

Doel van het project

Veel onderzoek is en wordt verricht en ook in de praktijk gebeurt veel op dit gebied omdat er nog zoveel is te doen en omdat het zo urgent is. Wat nodig is de doorvertaling naar de uitvoerders (MKB) en het aftasten of de bedachten nieuwe kennis goed uitpakt in de praktijk. Daar gaat ‘Klimaatwerk in uitvoering’ met name over.
In de prakrijk van de grond-, weg- en waterbouw worden veel pilots uitgevoerd, echter deze worden beperkt of niet gemonitord en geëvalueerd. Waardoor kansen worden gemist.
Om in te kunnen spelen cq mee te kunnen liften met deze jaarlijkse grote investeringen is aandacht nodig voor innovatie in “nieuwe’ constructies en valorisatie samen met het uitvoerend MKB die veel van de werken uitvoeren.

Gezamenlijk zien wij de volgende belangrijke kennisvraagstukken (voor fase 3 BC04):
1. Infiltrerende stad: Ontwerp en functioneren doorlatende verhardingen;
2. Hittebestendige stad: Hoe om te gaan met hittestress?;
3. Baten van systeem van groenblauwe daken in Amsterdam;
4. Vooronderzoek waterbergende weg.
De komende jaren gaat de HvA op bovenstaande vragen door met kennis ontwikkelen, beschrijven en delen in het consortium en geïnteresseerden daar omheen.
Naast kennisontwikkeling wordt de ontwikkelde kennis in de concrete bouwpraktijk toegepast (open-convenant aanpak en de Aanpak Duurzaam GWW) waarbij op een wijze wordt gewerkt gebruikmakend van elkaars complementaire competenties dat:
1. Processen van elkaar verbeteren en innovaties (klimaat adaptatie) sneller in projecten worden ingepast,
2. Hinder voor de burgers en bedrijven vermindert,
3. Verspilling in routinematig inkopen wordt terug gedrongen,
4. Het kwaliteitsniveau en duurzaamheid van geleverde diensten verbeterd.

Daarmee willen we bereiken dat huidige en toekomstige professionals beter toegerust zijn bij het ontwerpen, inrichten en beheren en onderhouden van de klimaatbestendige stad.

Uitgevoerde activiteiten

Infiltrerende stad:
Doorlatende verharding helpt om regenwater lokaal de grond in te brengen en kan daarmee bijdragen aan het verminderen van schade door klimaatveranderingen (wateroverlast/verdroging), van riooloverstortingen en van kosten voor waterzuivering.
Doel: Inzicht in het functioneren van doorlatende verharding op den duur en het vereiste beheer en onderhoud.
Zie verder: https://www.buitenruimte.info/themas/klimaatwerk-in-uitvoering/infiltrerende-stad/

Hittebestendige stad
Welke eisen moeten we stellen aan nieuwe hittebestendige ontwerpen van de stad, van wijken en van straten. We weten nog niet wat een hittebestendig ontwerp is en welke maatregelen nodig zijn om een hittebestendig ontwerp te realiseren.
Doel: professionals handvatten geven om per locatie en situatie de hitteopgave te kunnen duiden en concrete ontwerpeisen en ontwerpen.
Zie verder: https://www.buitenruimte.info/themas/klimaatwerk-in-uitvoering/hittebestendige-stad/

Groen-Blauwe daken
De HvA onderzoekt het van de groen-blauwe daken op de stad. In hoeverre zorgen die voor minder wateroverlast? Zijn er positieve effecten op hittestress en leefbaarheid en wat zijn de kosten en baten?

Vooronderzoek Waterbergende weg
Het voorstel is te onderzoeken of het mogelijk en voordelig is om in stedelijke woonstraten het wegcunet op te bouwen uit een voldoende doorlatend (maar ook stabiel zandpakket zodat veel water geborgen kan worden en het water zich via het wegcunet kan verspreiden.

De uitvoeringspraktijk
Naast kennisontwikkeling wordt de ontwikkelde kennis in de concrete bouwpraktijk toegepast.
Kenniskringen rond Amsterdam, Rotterdam, Hoorn, Alkmaar, De BUCH en Utrecht i.o.
https://www.buitenruimte.info/projecten/

Gerealiseerde resultaten

Overzicht publicaties
Klok, L., L. van Zandbrink, A.J. Sijbrandij & D. Wildschut (2020) Zelf hitte meten, Stadswerk magazine 08/2020, 10-12.
Kluck, J., E.J. Klok, A. Solcerová, L. Kleerekoper, L.I. Wilschut, C.M.J. Jacobs en R. Loeve (2020) De hittebestendige stad: Een koele kijk op de inrichting van de buitenruimte. Hogeschool van Amsterdam, Faculteit Techniek, Onderzoeksprogramma Urban Technology. ISBN 978-94-92644-80-0. 131p
Hogeschool van Amsterdam en KuiperCompagnons (2020) De hittebestendige stad: COOLKIT. Toolkit voor ontwerpers van de buitenruimte.
Klok, L., J. Kluck, E. Caverzam Barbosa en A. Solcerova (2020) De Thermal Walk – Zelf hitte meten en ervaren. Stadwerk Magazine 02/2020.
Klok, L., L. van Zandbrink, A.J. Sijbrandij, D. Wildschut & E. Caverzam Barbosa (2020) Hoe heet vond u het afgelopen zomer? Meteorologica 2, 4-7
Zandbrink, L. van, L. Klok, A.J. Sijbrandij & D. Wildschut (2020) Hittemetingen door inwoners in Amersfoort – inzichten in stedelijke hitte op basis van het meetnetwerk ‘Meet je stad!’ Meteorologica 2, 8-11
ISSO (2020), Praktijkboek Multifunctionele groene daken en gevels.
A. Solcerova (2020) Groene daken en gevels. GWWTotaal 24 maart 2020.
Caverzam Barbosa, E. en E.J. Klok (2020) Weather stations comparison: Measurement analysis. Hogeschool van Amsterdam. 18p
Caverzam Barbosa, E. en E.J. Klok (2020) Thermal walk in practice – Marineterrein june 18, 2019: Conclusions & interpretations. Hogeschool van Amsterdam. 24p
Kuenen, K. (2020) Eerste bevindingen in Europees verkoelingsproject Cool Towns. Vakblad Groen, ferbruari 2020, jaargang 76(2): 30-34
Jacobs, C.J.M., E.J. Klok, M. Bruse, J. Cortesão, S. Lenzholzer, J. Kluck (2020) Are urban water bodies really cooling? Urban Climate (32): 100607. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2020.100607
Spanjar, G., en L. van Zandbrink (2020). Van risico’s voor de volksgezondheid door hitte naar een hittebestendige inrichting van de stad. Rooilijn, 53(1), 51

Innovativiteit

Het programma beoogt fundamenteel en strategisch onderzoek en praktijkgerichte innovaties als onderling verbonden activiteiten op te nemen zodat de praktijk en theorie verbonden worden. De focus van het programma ligt op het ophalen van de vragen in de driehoek van gemeenten/waterschappen, aannemers en kennisinstellingen, het delen van de kennis en het leren van elkaar in relatief kleine op de praktijkgerichte groepen. Waarbij de kennis direct in projecten wordt gedeeld en toegepast en vastgelegd in voor de uitvoeringspraktijk bruikbare richtlijnen en tools.
De HvA doet vraag-gestuurd praktijkgericht onderzoek, en helpt zo urgente en relevante vraagstukken uit de samenleving op te lossen. Ontwikkelde kennis deelt de HvA met de huidige en toekomstige professionals, bijvoorbeeld in workshops en seminars. Innovatie betreft het toepasbaar maken van nieuwe kennis en uitvindingen. De verzamelde en gegenereerde kennis wordt getoetst en toegepast in de praktijk door de MKB-bedrijven. Studenten worden enthousiast voor het werk in de sector doordat zij worden betrokken in projecten, (afstudeer-)stages, en onderzoek. De HvA en Building Changes werken daarbij intensief samen met de Hogeschool van Rotterdam en de Hanzehogeschool Groningen.
De betrokkenheid van branch- en vakverenigingen naast de groep individuele bedrijven en overheden maakt dat de kennis naast gericht is op breed toepasbare praktische kennis ook een brede verspreiding krijgt onder de doelgroep. Een doelgroep die niet vanzelfsprekend rapporten leest en naar grote symposia gaat.
De gekozen inhoudelijke onderzoekthema’s sluiten aan op het KIA Landbouw, Water en Voedsel C3 en zijn ook gekozen omdat het werkveld hier innovatie op verwacht.

Valorisatie

Building Changes: De resultaten van het onderzoek worden beschikbaar gesteld via de website www.BuitenRuimte.info of www.KlimaatwerkinUitvoering.nl en zijn daarmee toegankelijk voor de gehele sector. Een groep van inmiddels 600 geïnteresseerden ontvangen jaarlijks ca vier keer een nieuwsbrief.
Ook de website van TKI wordt vier keer per jaar geactualiseerd met de (tussen)resultaten In nauwe samenwerking met MKB-Infra, en andere branch cq vakverenigingen wordt de sector geïnformeerd over de resultaten op zgn Infralokalen en workshops verspreid in het land 4 a 6 keer per jaar. De trekkers van het consortium zijn allen nauw betrokken bij de Greendeal Duurzaam GWW 2.0, een actief praktijknetwerk waar vraagstukken worden getoetst en kennis wordt gedeeld.
Hogeschool van Amsterdam: De onderzoeksresultaten worden tevens gepubliceerd op de website van de Hogeschool van Amsterdam. Daarnaast zal over de resultaten worden gepubliceerd in de vakbladen, worden cursussen georganiseerd en presentaties gegeven tijdens symposia.
Via de betrokken partijen van zowel het onderzoek als het onderwijs van de hogescholen worden de toekomstige professionals betrokken bij het onderzoek en geïnformeerd over de resultaten in de lessen.
Building Changes houdt contact met de markt ook na het publiceren. Ontwerpregels zullen bij relevante CROW en Rioned commissies worden ingebracht voor opname in handboeken en richtlijnen.
In 2020 wordt zowel door enkele betrokken gemeenten als Hoorn, Alkmaar, en Amsterdam een project aanbesteed waar klimaatadaptatie een belangrijk onderdeel van de opdracht vormt. Waar i.s.m. het consortium de kennis zal worden ingebracht en toegepast en gemonitord.

De projectbeschrijvingen en alle onderzoeksresultaten worden tevens gepubliceerd op de website van de Hogeschool van Amsterdam http://www.hva.nl/kc-techniek/gedeelde-content/lectoraten/water-in-en-om-de-stad/water-in-en-om-de-stad.html

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Geokunststof toepassingen in de GWW sector, en in het bijzonder paalmatrassen, zijn duurzaam, geven minder risico’s bij bouwen op slappe grond, dragen bij aan de circulaire economie door vermindering van gebruik en vermeerdering van herbruik van primaire bouwstoffen en zijn kosteneffectief.
Het onderzoek richt zich op drie nieuwe typen paalmatrassen. Internationaal bestaat geen kennis over of ervaring met deze nieuwe paalmatrassen-typen:
Klimaat-robuuste paalmatrassen in deltagebieden
Paalmatrassen kunnen nog niet worden toegepast in situaties waarbij de matras nat wordt door extreme regen, overstroming of een te hoge grondwaterstand. Dit komt doordat de kennis ontbreekt over de invloed van water in een paalmatras. Hierdoor wordt gekozen voor niet-duurzame en onnodig dure oplossingen zoals betonnen platen. Dit onderzoek sluit aan bij SDG 13 klimaatverandering en SDG 9 (bodemdaling, zeespiegelstijging) van de VN.
Paalmatrassen in hoge-snelheid-spoorwegen
De kritieke snelheid van treinen op slappe ondergrond is laag. De maximale snelheid van treinen is 60% van de kritieke snelheid. Dit is vooral een probleem voor gebieden met veel veen of organische klei binnen Nederland, waar behoefte is aan upgrade voor meer en sneller treinverkeer. Maar ook buiten Nederland, waar op grote bouwopgave voor nieuwe lange hoge-snelheidslijnen.
Het onderzoek zal zich richten op kritieke snelheden van spoorlijnen op paalmatrassen in zulke slappe gebieden. Dit onderdeel sluit goed aan bij SDG 9 (industry, innovation, and infrastructure) van de VN.
Aardbevingsbestendige paalmatrassen
Er is nog geen enkele kennis over de aardbevingsbestendigheid van paalmatrassen. Dit is een kansrijk onderdeel omdat het niet voor niets is dat Japan het gebruik van geokunststof wapening in spoorbanen verplicht heeft gesteld vanwege de goede prestaties van de geokunststof bij aardbevingen. Aardbevingsbestendige paalmatrassen zijn interessant in Noord-Nederland en andere aardbevingsregio’s.

Doel van het project

Het genereren van inzicht in en kennis over het gedrag van de drie nieuwe typen paalmatrassen. Op basis van deze nieuwe kennis: het ontwikkelen van ontwerp-procedures voor deze drie paalmatras-typen.
De volgende kennis wordt specifiek ontwikkeld:
 Inzicht in de werking van een paalmatras bij extreme regen, droogte, overstroming of een te hoge grondwaterstand;
 vaststellen en analyseren van de kritieke treinsnelheid van een paalmatras op slappe bodem;
 vaststellen van de werking van een paalmatras onder seismische belasting;
Bij ieder van de drie nieuwe typen paalmatrassen wordt vervolgens een ontwerp-procedure ontwikkeld.
Dit onderzoek sluit perfect aan op de accenten die de KIC legt ten aanzien van bodemdaling, zetting, innovaties en enabling technologies rond klimaat-adaptief bouwen, circulaire economie door het hergebruik van grondstoffen en reduceren van primaire bouwstoffen, het mitigeren van natuurrampen en overstromingen en het stimuleren van mobiliteit.

Omschrijving van de activiteiten

2018
 Maken plannen en afspraken
 Voorbereiden veldmetingen Rotonde de Wetering
2019
 Maken monitoringsplan en aanbrengen meet instrumenten in de Rotonde de Weteringen in de N210 bij Bergambacht
 Mobilisatie test-setup voor proeven Deltares
 Materiaalonderzoek nat/droog granulaat
 Ontwerp en installatie veldproef Korea
 Start numerieke studie, waaronder invloed stijfheid ondergrond en kritieke snelheden van spoorwegen op slappe grond
2020
 Afronden experimenten Deltares
 Analyse resultaten experimenten Deltares
 Pull-out tests Korea
 Voortzetten meten in Rotonde de Wetering
 Analyse en publicatie metingen Rotonde de Wetering
 Afronden veldproef Korea
 Vervolg numerieke studie Korea, oa kritische snelheid treinen en aardbevingen
 Start opstellen ontwerp-procedures voor de drie paalmatras-typen
 Twee publicaties in NL vakbladen
2021
 Afronden opstellen ontwerp-procedures voor de drie paalmatras-typen
 Internationale publicaties over experimenten Deltares, veldproef Korea, numerieke analyses, ontwerp-procedures.
 Afronden en indienen publicaties

Samenwerking:
 Periodiek (vijf keer per jaar) online overleg Deltares / Kyung Hee en indien nodig ook TenCate
 Planvorming en startoverleg proevenserie Deltares met minimaal Deltares en TenCate
 Planvorming en startoverleg veldproef Korea met minimaal Kyung Hee en Deltares
 Toezicht / afspraken / meten geometrie met aannemer bij Veldmonitoring: TenCate
 Leveren materialen en bijdrage planvorming/discussie/analyse voor Deltares proeven: TenCate
 Aanleveren data over praktijkprojecten: TenCate
 Analyse resultaten, opstellen ontwerp-procedures en schrijven van publicaties: samenwerking TenCate / Deltares / Kyung Hee

Verwachte resultaten

Volgnummer
Wat (publicaties: de aangegeven datum is het moment van indienen van het eerste concept)
Wanneer (jaar)
1
Publicatie over veldmetingen Rotonde de Wetering: invloed extreem weer, hoge grondwaterspiegel en geokunststof typen
2019 + 2020
2
Publicatie over experimenten Deltares, inclusief klimaat-bestendigheid paalmatrassen
2020
3
Publicatie over klimaat-robuuste paalmatras, inclusief ontwerp-procedure
2021
4
Publicatie over veldproef Korea
2020
5
Publicatie over numeriek onderzoek (ondergrond, interactie, aardbevingen)
2019/2020
6
Publicatie over kritieke snelheid spoorwegen op paalmatrassen
2021
7
Publicatie over het gehele project
2021

Innovativiteit

Een paalmatras is een duurzame, snelle, veilige en kosteneffectieve methode om infrastructuur te bouwen in gebieden met een slappe bodem. Het innovatieve gehalte van dit onderzoek zit in de nieuwe paalmatras-typen:
Paalmatrassen worden nog nergens in de wereld onder grondwater aangelegd, en er bestaat bovendien geen kennis over de klimaat-robuustheid van een paalmatras. Hierdoor dreigen minder duurzame oplossingen de overhand te krijgen. Dit onderzoek ontwikkelt klimaat-robuuste paalmatrassen: bestand tegen extreem weer en onder-grondwater aanleggen in lage gebieden met een zakkende bodem.
Paalmatrassen onder hoge-snelheidslijnen is nieuw. Er is nog niets bekend over de kritische snelheid van een paalmatras. We hopen dat de kritische snelheid van een trein op slappe grond enorm toeneemt door het bouwen van een paalmatras.
Paalmatrassen worden nog niet aangelegd in aardbevingsgebieden. Dit onderzoek zal een aanzet geven op weg naar aardbevings-bestendige paalmatrassen.

Valorisatie

Zeker drie relevante toepassingen van deze uitbreidingen:
– Klimaat-robuuste paalmatrassen
Klimaat-robuuste paalmatrassen worden ontwikkeld en er wordt een ontwerp-procedure opgesteld voor paalmatrassen die bestand zijn tegen extreme regen of een hoge grondwaterstand. Hierdoor kunnen we klimaat-robuuste paalmatrassen gaan bouwen op plaatsen waar andere bouwmethoden meer risico geven, niet of nauwelijks haalbaar, minder duurzaam of flexibel zijn.

– paalmatrassen in laaggelegen gebieden
Een laaggelegen weg in een laaggelegen land geeft voordelen door een betere landschappelijke inpassing en een betere aansluiting op bestaande infrastructuur. Daarom willen laaggelegen provincies met samendrukbare bodem graag laag-gelegen paalmatrassen. Dat betekent dat de grondwaterstand relatief hoog staat. Een ontwerpmethode waarin de invloed van water is meegenomen maakt deze laaggelegen paalmatrassen mogelijk.
– paalmatrassen in hoge snelheidslijnen
De kritische snelheid van treinen in slappe gebieden is laag, in veengebieden zelfs zeer laag. Een trein mag niet sneller dan 60% van de kritische snelheid. Dit betekent dat ProRail in veel gebieden een snelheidsbegrenzing moet voorschrijven. Ook in andere landen, zoals Zuid-Korea, speelt deze kritische snelheid een belangrijke rol. Met de aanleg van een paalmatras kan de kritische snelheid in een veengebied snel en eenvoudig enorm worden vergroot. De resultaten van deze studie maken het mogelijk om dit te kwantificeren en te kiezen voor een paalmatras voor een hoge(re)-snelheidslijn.
– aardbevings-bestendige paalmatrassen
Er is nog niets bekend over de aardbevings-bestendigheid van een paalmatras. Dit project geeft een aanzet tot een kwantificering en ontwerp-procedure voor een aardbevingsbestendige paalmatras.

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Ten gevolge van bodemdaling treden er bij autowegen ongelijkmatige zettingen op, die na verloop van tijd de soepele doorstroming van het wegverkeer belemmeren. Met name bij overgangen naar kunstwerken is het met een asfaltoverlaging uitvullen van de ongelijkmatige zetting vaak nodig. Deze maatregel verergert op termijn de kwaal, door de steeds grotere belasting op de ondergrond. Ook is er verkeershinder bij het uitvoeren van de werkzaamheden. Er is behoefte aan een levensduur verlengde (LVO) maatregel, met zo min mogelijk hinder voor het verkeer, waarbij een constructieve verbetering wordt bereikt, de verzakking wordt gelift, en waarbij lichtgewicht ophoog materiaal wordt geïnjecteerd onder de asfaltconstructie. Dit liften heet ‘onderhogen’.

Doel van het project

Het doel van het project is kennis te verwerven over succesfactoren van het onderhogen van asfaltwegen. Als eerste moeten ervaringen met bestaande injectietechnieken worden verzameld, op onderdelen moeten locaties worden onderzocht, beproefd en geëvalueerd. Tijdens deze inventarisatie zullen tevens ontwikkelkansen en uitdagingen worden beschreven en afgewogen om hiermee in een volgende fase van het project mee aan de slag te gaan. In de voetnoot zijn een aantal aspecten beschreven die door de deelnemers zijn genoemd(1).
Het doel is om de eerste stap af te sluiten met een rapportage, waarin de ervaringen en aandachtspunten van de huidige succesvolle toepassingen zodanig worden ontsloten, dat partijen onderhogen kunnen afwegen tegen alternatieven
Deze eerste rapportage maakt het mogelijk voor opdrachtgevers om snel en risicoarm de technieken in projecten in te zetten, waarbij in de volgende fasen van het project kan worden meegelift op deze projecten in uitvoering, door deze projecten te verrijken met eventuele noodzakelijke monitoring of extra onderzoeken.
Het doel van de verdere ontwikkeling is een ontwerp- methode van de LVO-maatregel ‘onderhogen’ te ontwikkelen, waarbij diverse situaties met oplopende complexiteit kunnen worden geschematiseerd met diverse opties voor de wijze van injecteren. Het mogelijke effect hiervan op kabels/leidingen, landhoofd, taluds, e.d. moet hierbij worden vastgesteld. Om dit goed te kunnen doen moet onder meer bekend zijn hoe de injecties precies verlopen, wat er in de grond zit, en hoe het geheel na afloop functioneert.
Uretek en Fagro hebben wezenlijk verschillende injectiemethoden en materialen, zodat verschillende oplossingen kunnen worden uitgewerkt.
(1) Onder meer de volgende aspecten behoeven aandacht:
– Monitoring, met name VGD-metingen, ook op langere termijn.
– Lange termijn gedrag, nazakking, hierbij ook beschikbare satelliet metingen gebruiken
– Hoeveel rijzing kan je halen bij asfaltwegen?
– Hoe zit het mater

Omschrijving van de activiteiten

Het onderzoeksprogramma heeft een looptijd van 3 jaren, met na jaren 1 en 2 steeds een evaluatie en bijstelling van het plan. (kEUR excl.)
Jaar 1 (110 kEUR):
– inventariseren ervaringen met bestaande onderhoog technieken (10, Deltares, Fagro en Uretek) (1)
– op kansrijke locatie(s) in stedelijk gebied een proef voorbereiden, uitvoeren en analyseren (monitoren) (20, Gemeente Rotterdam, SB (Stadsbeheer) en SO (Stadsontwikkeling))
– eisenpakket uitwerken en dit vergelijken met standaard oplossing (10, Deltares samen met wegbeheerders)
– onderzoek mogelijkheden t.a.v. injecties, materialen (20, Fagro en Uretek, Ing. Bureau Gemeente Rotterdam)
– ontwikkelen van ontwerp methode van ‘onderhogen’ (25, Deltares)
– locaties onderzoeken waar onderhogen een potentiele oplossing is (10, Deltares met Uretek, Fagro en wegbeheerders)
– project management incl. projectmeetings met samenwerkingspartners en ondersteuning (15, Deltares)
(1) Ervaringen met onderhogen door BAM Grondtechniek inbrengen; dit kan via Bernadette die dit vanuit RWS destijds heeft begeleid. Zij heeft een uitgebreid digitaal archief.
Jaar 2 (range 78 -120 kEUR + p.m.; TKI-aandeel moet nader worden vastgesteld en er kunnen nog partijen aanschuiven):
– nieuwe injectie technieken ontwikkelen a.d.h.v. testen (20, Uretek en Fagro)
– eisen pakket uitwerken en vertalen in acties (t.a.v. controle metingen, berekeningen) (15, Deltares)
– kies handige en haalbare locatie voor onderhogen (10, wegbeheerders)
– ontwerp predictie maken van onderhogen oplossing (40, Deltares en Ing. Bureau Gemeente Rotterdam)
– injecteren, monitoring, veld- en lab-onderzoek (25 + p.m., alle partijen)
– project management (10, Deltares, incl. TKI-team)
Jaar 3 (range 78 – 120 kEUR + p.m.; TKI-aandeel moet nader worden vastgesteld en er kunnen nog partijen aanschuiven):
– deel uit jaar 2 (p.m.) en postdictie onderhogen oplossing (40 + p.m., alle partijen)
– vaststellen ontwerp aanpak, incl. berekeningen (25, Deltares samen

Verwachte resultaten

Volgnummer
Wat
Wanneer (jaar)
1
Inventarisatie, beschrijving van huidige succesvolle technieken met bijbehorende aandachtspunten, vaststellen ambitie t.a.v. ontwikkelpunten, vereisten en mogelijke locaties, verkennen injecties, verkennende berekeningen naar onderhoog effect, pilot in stedelijk gebied; product is rapport 1
2019
2
Uittesten verbeterde onderhoog oplossingen in lopende projecten; predictie berekeningen; monitoring en veldonderzoek; product is rapport 2 en programma van eisen
2020
3
Postdictie, evaluatie, vaststellen ontwerp aanpak, globaal plan maken voor diverse locaties; producten zijn rapport 3 en publicatie. Eventueel workshop.
2021

Innovativiteit

Gangbaar is het met asfalt uitvullen van lokale verzakkingen in asfaltwegen. Innovatief is deze verzakking liften van onderaf, op basis van een goed ontwerp, bestaande uit berekeningen en laboratoriumproeven. Dit met zo min mogelijk verkeershinder en met een duurzaam effect.
Er is nog weinig ervaring met het onderhogen van asfaltwegen. Dit moet verder worden uitgewerkt, zodat duidelijk wordt wat er, gegeven een injectietechniek, wel kan en wat niet. Injectietechnieken moeten ook worden verbeterd, met als speciaal aandachtspunt de verkeershinder. Hierbij moeten ook complexere verzakkingen kunnen worden verholpen.
Doordat gewerkt wordt met lichtgewicht materiaal komen verzakkingen nu minder snel terug dan bij conventioneel ophogen/asfalt aansmeren, zodat onderhoudskosten kunnen worden teruggebracht.

Valorisatie

Welk product (zie boven)?
Wie gaat het gebruiken?
Wie gaat ervoor zorgen, en hoe?
1 Inventarisatie, vaststellen ambitie en mogelijke locaties, verkennen injecties, verkennende berekeningen naar onderhoog effect; product is state of the art rapport 1
Wegbeheerders, Fagro en Uretek
Wegbeheerders wijzen locaties aan (1) en dragen bij aan een programma van eisen, Fagro en Uretek verkennen opties injecteren
2 Uittesten verbeterde onderhoog oplossingen; predictie berekeningen; eisen pakket vertalen naar acties; monitoring en veldonderzoek; product is state of the art rapport 2 en programma van eisen
Wegbeheerders, Fagro en Uretek
Wegbeheerders denken mee met het uittesten op locatie van onderhoog- technieken, incl. vereiste monitoring (laatste op te stellen door Deltares). Uretek en Fagro gebruiken ontwerp aanpak en berekeningen (op te stellen door Deltares).
3 Postdictie, evaluatie, vaststellen ontwerp aanpak, globaal plan maken voor diverse locaties; producten zijn state of the art rapport 3 en publicatie. Eventueel workshop.
Wegbeheerders, Fagro en Uretek
Locaties samen met wegbeheerders aanwijzen en hier een globaal plan voor maken, deels samen met Fagro en Uretek. Antwoorden geven in workshop en/of middels gezamenlijke publicatie op: Wat kan er en wat nog niet? Wat is een goede aanpak?

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Momenteel worden vele mogelijke oplossingen overwogen rond de verschillende infrastructurele transities van uit onder meer de klimaat en energie agenda. Vanwege de pad afhankelijkheden in de besluitvorming rond de verschillende typen infrastructuren, is er grote behoefte aan een geïntegreerd perspectief op veerkrachtige stedelijke infrastructuur. Dit leidt tot vragen als: Hoe kom je tot een gezamenlijke ambitie? Hoe ziet die klimaatbestendige, duurzame stedelijke omgeving eruit en kan hij zich blijven vernieuwen? Wat kan elke betrokken partij bijdragen en hoe worden kosten en baten verdeeld (samenwerkingsmodellen)?

Doel van het project

Dit onderzoek heeft tot doel die ontwikkeling van meer geïntegreerde beslissingen in de context van duurzaamheidstransities te ondersteunen door de onderlinge afhankelijkheden tussen de volgende generatie stadsinfrastructuren te bestuderen. Op dit moment erkennen duurzaamheidstransitieonderzoeken de belangrijke rol (mogelijk maken en beperken) van infrastructuur, maar deze onderzoeken vinden geïsoleerd plaats (Cass et al., 2018).
Dit onderzoek zal bijdragen aan de duurzaamheidstransitieliteratuur door het inzicht in de onderling afhankelijke karakter van die infrastructuren te vergroten. Daarnaast de bij het onderzoek betrokken cases met de nieuwe inzichten te ondersteunen.

Omschrijving van de activiteiten

Studie 1: Analyse van ontwikkelingen in transities naar duurzame en inclusieve steden
Studie 2: Een analyse van de onderlinge afhankelijkheden van infrastructuren bij transities naar duurzame en inclusieve steden
Studie 3: Documentatie van een meer geïntegreerde benadering van maatschappelijke kosten en baten van de volgende generatie infrastructuren voor veerkrachtige buurten

Verwachte resultaten

Studie 1: Een analyse van symbiotische, competitieve en predator-prooi interacties tussen de verschillende infrastructuren van de veerkrachtige stad.
Rapportage en artikel en Populair artikel
Studie 2: Overzicht en analyse van de afhankelijkheden van de verschillende infrastructuren bij de transitie naar duurzame inclusieve steden
Rapportage en artikel, Populair artikel, en een nader in te vullen “spel”
Studie 3: Een algemene procedure voor het uitvoeren van maatschappelijke kosten-batenanalyses van investeringen in de veerkracht van stedelijke buurten
Wetenschappelijk rapportage en artikel, Populair artikel en een nader in te vullen van een mogelijke “tool”

INSpECT Project Progression Report feb 2020

What happened up to now?
After a careful selection and interview process, Cem Gürsan, PhD Candidate for the INSpECT project, has started its position in 15-February-2020 and will be working for the project until 15-February-2024. A preliminary four year research & PhD progression plan has been planned.

What are we doing at this moment?
Currently, researchers have started with a literature review to conceptualize the key terminology of the project. First, we would like reveal contrasting definitions of the infrastructure, transition, and interrelationship in-between to put down the foundation which this project would be built upon.

What are we aiming to do next?
The next step for the projects is to contact with relevant stakeholders of INSpECT project to draw-up a stakeholder participation. By doing so, we would like to understand possible involvement schemes, stakes and contribution potentials of different project stakeholders. This would allow us to draw a more precise project scope and deliverables.

Innovativiteit

Het voorgestelde onderzoek is zowel theoretisch als methodologisch innovatief. De theoretische nieuwheid bestaat uit het focussen op de onderlinge afhankelijkheden tussen bestaande en volgende generatie stedelijke infrastructuren, die voortbouwt op de duurzaamheidstransitieliteratuur en die uitbreidt, die tot nu toe geïsoleerde infrastructuren bestudeert (Cass et al., 2018). Door ons te concentreren op de onderlinge afhankelijkheden tussen infrastructuren, produceert ons onderzoek kennis over zowel positieve als negatieve overloopeffecten van investeringen in verschillende volgende generatie infrastructuren die anders over het hoofd zouden worden gezien.
De methodologische vernieuwing bestaat uit het toepassen van participatieve modellering, die is geïdentificeerd als de weg vooruit in de literatuur over duurzaamheidstransformatie (Holtz et al., 2015), maar die tot nu toe nauwelijks is toegepast in het domein van duurzame stedelijke transities. Met participatieve modellering kunnen we domeinspecifieke kennis van verschillende infrastructuurspecialisten opnemen en synthetiseren. Door de verschillende expertisedomeinen constructief te confronteren (Rouwette et al., 2016) faciliteren we het creëren van nieuwe inzichten die niet vanuit één domein kunnen worden verkregen.

Valorisatie

naast het beoogcr proefschift van het PhD onderzoek, enkele wetenschappelijke artikelen en een populair op de praktijkgericht artikel. Indien mogelijk wordt een spel ontwikkeld.
Verder:

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Biocementatie kan de sterkte en doorlatendheid van grond sterk beïnvloeden met toepassingen in aardbevingsgevoelige gebieden of als erosiebeschermingsmaatregel, of ter preventie pipingproblematiek bij dijken. Naast biocementatie kan ook gasontwikkeling door micro-organismen zorgen voor een ander (verbeterd) grondgedrag. Stabilisatie van fijne en siltige zanden is een terugkerende vraag op (inter)nationale civiele projecten, zowel in het kader van erosie (bijv scour rondom offshore structures) maar ook in relatie tot aardbevingsbelastingen (liquefaction).Hierbij zijn de te bereiken sterktes ordes van grootte lager dan in de ”biogrouting” toepassingen waar in het verleden naar is gekeken.Huidig onderzoek en toepassingen hebben zich vooral gericht op zand (en in een enkel geval grind) met relatief hoge sterktes, maar nooit op toepassingen met grotere hoeveelheden fijn materiaal en lage sterktes.

Doel van het project

(beschrijf de projectdoelstellingen en doelen in SMART termen: Specifiek, Meetbaar, Acceptabel, Realistisch en Tijdgebonden. De doelen moeten gelinkt worden met de doelstellingen zoals verwoord in het Kennis- en Innovatieagenda Deltatechnologie)
Doel van dit TKI is in hoeverre bestaande biologische methodes voor het verbeteren van grondeigenschappen kunnen worden ingezet in een breder toepassingsgebied, zoals erosiebescherming, taludstabilisatie of liquefaction mitigationZowel de mate van cementatie als gasontwikkeling in de porienruimte zijn daarbij doelen; gekeken zal worden naar veranderingen in contractant gedrag, stijfheid en sterkteontwikkeling van de behandelde monsters. Op basis hiervan kan een werkmethode worden uitgewerkt voor het opschalen van de resultaten uit de labproeven naar een praktijksituatie.
Daarbij wordt gewerkt
– met grond van mogelijk te behandelen locaties (en niet met modelzanden)
– met mogelijk vervuilde grond
– met grond met een grote fijne fractie
– op pilotlocaties

Uitgevoerde activiteiten

2017Q1:
– Voorbereiden proef
– Kweken of ophopen geschikte microorganismen
– Selecteren geschikte pilotlocatie/beschikbaarheid monsters
2017Q2:
– Uitvoeren 5 proeven in triaxiaalcellen met metingen van biochemische en geotechnische parameters (grondtype 1)
– Uitvoeren 3 proeven in triaxiaalcellen met metingen van biochemische en geotechnische parameters (grondtype 2)

2017Q3:
– vertaling concept naar pilottoepassing
– inventarisatie commercieel interessante toepassingen

2018Q1: voorbereiden pilot biocementatie
2018Q1Q2: uitvoeren pilot
2018Q2-Q4: ontwikkelen gasvorming en compactie

2019Q2/3:
– Rapportage en disseminatie

Gerealiseerde resultaten

-De proeven gaan uitsluitsel geven (proof of principle) van de toepasbaarheid van biocementatie in gronden met een grote fijne fractie.
-Effecten van heterogeniteit en praktijk-effecten worden beschreven
-Mogelijkheden en uitvoeringsmethodiek voor gasvorming gekoppeld aan compactie beschikbaar in werkprotocol.

Innovativiteit

Het project heeft een kennismeerwaarde
-op het gebied van toepassing van biocementatie door het exploreren van een veel breder toepassingsgebied
-op het gebied van toepassing door in samenwerking met de industrie praktische en kosteneffectieve aanbrengmethodes voor uitvoering te onderzoeken
– door experimenteel te werken met een biochemische reactie in een geotechnische opstelling (triaxiaal-cellen), waardoor onder geotechnische gedefinieerde omstandigheden beproefd kan worden. Het gebruik van dergelijke opstellingen komt zeer weinig voor.
-Door toepassing van het proces van biocementatie op de grootste schaal ooit in een pilot toegepast wordt unieke kennis verkregen

Valorisatie

Valorisatie vindt plaats door directe toepassing op een (nader te bepalen) specifieke locatie, zodat direct de praktische wensen en eigen kunnen worden meegenomen en het geen academisch experiment wordt.
Bovendien wordt –indien succesvol- actief gezocht naar mogelijkheden voor verdere opschaling (pilot testen)
Resultaten zullen gepresenteerd worden op nationale en internationale platforms (bij voorbeeld BodemBreed, RemTech, WaterTech, Canadian Urban Institute) en er wordt gestreefd naar een wetenschappelijke publicatie om ook de kennisontwikkeling goed vast te leggen.
Resultaten worden voorgelegd aan mogelijke gebruikers. De schaal van de pilot maakt dat apparatuur getest kan worden, en vertrouwen van gebruikers kan worden gewonnen voor praktijkschaaltoepassing.

Link naar projectresultaten…