Het spoor staat onder druk. Verzakkende spoordijken leiden tot toenemende instabiliteit en op diverse trajecten in het land is de maximumsnelheid al verlaagd. Om veiligheid en beschikbaarheid van het spoor te verhogen, testen ingenieurs een innovatieve techniek: met geotextiel omhulde grindkolommen.

Geotechniek

Door veranderende weerpatronen en intensiever gebruik zakken spoordijken weg. Stabiliseren van de ondergrond is cruciaal voor veilig treinverkeer.

Traditioneel wordt spoorinstabiliteit aangepakt met de aanleg van steunbermen, waarvoor zand, grind en heel veel ruimte nodig zijn. Een ander mogelijkheid is het slaan van damwanden, wat grote hoeveelheden staal vraagt. ProRail daagde de markt uit met innovaties te komen. Haskoning ontwikkelde daarop de grindkolom: een soort paalfundering die in de grond wordt gevormd.

Grindkolommen

In de ondergrond wordt een holte geheid, waarin een kous wordt geplaatst. Die wordt gevuld met grind dat vervolgens door trilling wordt verdicht. De onderkant van de fundering steunt op een draagkrachtige zandlaag en neemt een deel van de belasting over, terwijl de omliggende grond door opspanning stijver wordt. ‘Denk aan een suikerzakje dat je steeds verder dichtknijpt: de losse korrels vormen dan een harde, compacte substantie’, zegt geotechnisch ingenieur Jelle van der Zon van Haskoning.

Het spoor zelf wordt dus niet op palen gezet, waardoor er geen risico bestaat op het doorbuigen van de dwarsliggers. Een ander voordeel: ‘Bij extreme regenval wordt water via de grindkolommen sneller afgevoerd’, zegt projectleider Mark Niewold van Haskoning. ‘Zo draagt de oplossing bij aan een klimaatbestendiger spoor.’

Testfase

De innovatie wordt tot komend najaar getest in het Friese Hurdegaryp, op een door zware dieseltreinen druk bereden spoordijk van veen en klei, de meest kritische ondergrond en representatief voor grote delen van Nederland. In één week tijd werden daar eerder dit jaar 114 grindkolommen geïnstalleerd, elk met een diameter van zestig centimeter.

De werkzaamheden vonden plaats vanaf het spoor zelf, binnen de erfgrens van ProRail. Binnen het samenwerkingsverband leverde Boskalis de kennis over grondverbetering, Swietelsky het spoorgebonden materieel en Haskoning de geotechnische modellering en monitoring. ProRail bood ruimte om te experimenteren binnen een operationeel spoor, onderdeel van het hoofdnet.

Met verplaatsingssensoren, waterspanningsmeters en pijlbuizen houden de ingenieurs de komende maanden toezicht op het aangepakte stuk spoordijk. De eerste resultaten zijn positief, zeggen de initiatiefnemers: de grindkolommen beperken de vervorming.

Beperkingen

Niewold gaat ervan uit dat de oplossing universeel werkt, maar enig voorbehoud acht hij wel gerechtvaardigd. ‘Zeker in Nederland is elke tien meter van de ondergrond anders.’ Voordeel van de gekozen locatie is dat de zandlaag er op hooguit acht meter diepte zit; in de Randstad is dat algauw het dubbele. ‘Dan wordt de investering wel wat hoger.’

 

Foto: Countmedia voor Swietelsky Rail Benelux