Innovatieve monitoringtools voor opvolgen van stabiliteit van bouwputten

Uitdaging

Tijdens de bouw van bruggen, kaaimuren, dijken of tunnels is het erg belangrijk om het werkelijke gedrag van de ondergrond op te volgen en tijdig onverwachte effecten vast te stellen. Zo kunnen belangrijke schadegevallen vermeden worden.

Bovendien laat Eurocode 7 (EC7) de toepassing van de observational method bij het ontwerp van structuren toe, wat voor een kostenefficiëntere uitvoering kan zorgen, zonder in te boeten aan veiligheid.voorbeeld 1 van bouwput

Dit vereist echter wel dat de belangrijke parameters die een rol spelen bij het ontwerp van een constructie (vervormingen en krachtswerking) tijdens en na de uitvoering gemonitord worden.

De afdeling Geotechniek van het departement MOW wilde innovatieve online-monitoring van bouwputten introduceren. Door online-monitoring kan men immers beschikken over meer en preciezere gegevens, waardoor veiligheid en stabiliteit van bouwputten efficiënter opgevolgd worden. Het werkelijk gedrag van structuren kan zo ook beter opgevolgd  en afgetoetst worden met het ontwerp.

Tijdens de werf, maar ook op termijn kan dat niet alleen de veiligheid verhogen, maar ook de efficiëntie verhogen en zo ook kosten besparen. Concreet werd gezocht naar een monitoringsysteem dat voldoende robuust en betrouwbaar is om ingezet te worden in werfomstandigheden.

Aanpak

Na de behoeftebepaling door de afdeling Geotechniek van het departement Mobiliteit en Openbare Werken ging men over tot verkenning van het aanbod op de markt. Uit de marktverkenning concludeerde men dat de basiscomponenten om het project te realiseren al voldoende ontwikkeld waren, maar dat er nog geen totaaloplossing bestond.    

Er werd een proefproject opgezet om de ervaring met nieuwe monitoringtechnieken: optische vezels, micro-elektro-mechanische-systemen (MEMS) verder te consolideren en de toepasbaarheid van deze technieken te onderzoeken.

In oktober 2010 vond een aanbesteding plaats via een onderhandelingsprocedure. Drie gespecialiseerde bedrijven: FBGS, Inventec en OSMOS werden uitgenodigd om een online-monitoringsysteem te ontwikkelen.  

De nieuwe meettechnieken werden uitgetest in een bouwput die deel uitmaakte van een project van TUC RAIL in Anderlecht. De meetresultaten bekomen met de nieuwe meettechnieken werden vergeleken met klassieke referentiemetingen.   

Resultaat

Uit het proefproject bleek dat de nieuwe meettechnieken potentieel hebben om toegepast te worden in een geïntegreerd online monitoring systeem. Om de resultaten ervan correct te interpreteren was het evenwel nodig om ook bijkomende traditionele meetapparatuur te voorzien. Grootschalige online monitoring vergt ook geautomatiseerde verwerking van meetdata.

Vervolg onderzoeksactiviteiten van de afdeling geotechniek na het proefproject.

In de periode 2013–2015 werd marktonderzoek uitgevoerd naar de verschillende beschikbare systemen voor geautomatiseerde verwerking en visualisatie van de meetgegevens. Hieruit bleek dat de ontwikkeling van een nieuwe toepassing nodig was om te voldoen aan de noden. In de periode 2015-2017 werd deze toepassing reeds zoveel mogelijk uitgebouwd.

In dezelfde periode werd verder ervaring opgedaan met  monitoring via glasvezeltechniek op verschillende bouwwerven. Ook werden in-place inclinometers reeds op verschillende werven met succes toegepast en wordt gewerkt aan de uitbouw van continue en real-time waterpeilmetingen. Dit alles steeds in combinatie met meer traditionele meettechnieken, die zowel een aanvullende als een controlerende functie hebben.