Gegevens grondmechanisch onderzoek - Case studie

Grondonderzoek, geologie en grondopbouw

Ter bepaling van de opbouw van de ondergrond langs het Zwarte Water ten behoeve van het grondmechanisch onderzoek is terreinonderzoek uitgevoerd en is de geologie van het gebied bestudeerd. Het terreinonderzoek heeft bestaan uit:

• Elektromagnetische metingen;
• Sonderingen;
• Diepe machinaal uitgevoerde boringen;
• Ondiepe handmatig uitgevoerde boringen

De geologie van de betreffende locatie langs het Zwarte Water wordt in belangrijke mate bepaald door sedimenten, die gedurende het Pleistoceen en Holoceen onder invloed van rivieren, zee en de wind zijn afgezet.

Het Holoceen wordt gekenmerkt door een zeespiegelstijging, waardoor in lagere gebieden veen kon ontstaan en zeeklei kon worden afgezet. De lagere ligging van het landschap langs het Zwarte Water heeft geleid tot het ontstaan van een vochtig milieu dat veenvorming mogelijk maakte. Het gebied grenzend aan het Zwarte Water is blootgesteld geweest aan frequente inundaties waarbij zeeklei werd afgezet. Plaatselijk kan het holocene pakket bestaand uit klei en veen zijn onderbroken door een rivierduin of zandige rivierafzettingen. Onder het holocene pakket bevindt zich het pleistocene zand. De bovenste laag van het pleistocene zand met een gemiddelde dikte van 5 meter behoort tot de formatie van Twente en heeft een relatief kleine gemiddelde korrelgrootte van 0,2 mm. Onder de formatie van Twente bevinden zich grovere zanden, die tot de formatie van Kreftenheye behoren. De dikte van deze laag bedraagt ongeveer 50 meter. De gemiddelde korrelgrootte van dit zand is bepaald op 0,5 mm.

Op basis van het terreinonderzoek en de geologische beschouwing is de grondopbouw vastgesteld en zijn geotechnische lengteprofielen opgesteld voor de binnenteen, de kruin en de buitenteen van de waterkering. Langs het Zwarte Water is onder en naast de dijk een vrijwel aaneengesloten holoceen pakket bestaande uit veen en klei aanwezig. Het veen bestaat voornamelijk uit Hollandveen en heeft een dikte van 2 tot 3 meter. Het veen wordt plaatselijk afgedekt door een dunne kleilaag van de formatie van Duinkerke met een dikte die varieert tussen 0,2 en 0,6 meter.

Ter plaatse van het voorbeeldprofiel ontbreekt de afdekkende kleilaag van de formatie van Duinkerke en bestaat het hele holocene pakket uit Hollandveen. In het voorland bedraagt de dikte van het veenpakket 2,3 meter, terwijl de dikte in het achterland 2,5 meter bedraagt. Door het gewicht van de dijk is de dikte van het veenpakket onder de dijk gereduceerd tot 0,8 meter. De dijk zelf bestaat geheel uit opgebrachte klei. De kruin bevindt zich op 3 meter + NAP. Het onder het holocene pakket gelegen pleistoce- ne zand vormt de vaste onsamendrukbare basis.

Figuur 11.2.1 Geschematiseerd profiel ter plaatse van de Driehoek

Laboratoriumonderzoek en parameterbepaling

Ter bepaling van de eigenschappen van de op de voorbeeldlocatie voorkomende grondsoorten zijn ongeroerde monsters gestoken en zijn sterkteproeven uitgevoerd in het laboratorium. Van de samendrukbare grondsoorten zijn op statistische wijze regionale proevenverzamelingen van sterkteparameters opgesteld. Het betreft de grondsoorten:

• Hollandveen onbelast (naast de dijk, HVN);
• Hollandveen belast (onder de dijk, HVO);
• Dijkmateriaal (OB).

Deze proevenverzamelingen zijn gebruikt om middels een statistische bewerking de zogenaamde karakteristieke waarden van de sterkteparameters vast te stellen. De karakteristieke waarden van de sterkteparameters worden gecorrigeerd met een materiaalfactor om verschillen tussen beproevingsmethoden en onzekerheden in de beschrijving van het materiaalgedrag in rekening te brengen. De gecorrigeerde karakteristieke waarden van de sterkteparameters (rekenwaarden) zijn weergegeven in figuur 11.2.2

Figuur 11.2.2 Rekenwaarden sterkteparameters volgens het grondmechanisch onderzoek

De onsamendrukbare grondsoorten zijn niet in het laboratorium beproefd. Voor het pleistocene zand in de ondergrond is conform de NEN 6740 een effectieve hoek van interne wrijving van 30 graden en een effectieve cohesie van 0 kN/m² aangenomen.

Overige gegevens

De maximale belasting van het dijklichaam vindt plaats tijdens maatgevende omstandigheden. Het maatgevend hoogwater (MHW) bedraagt 1,5 meter + NAP voor de Driehoek. Het polderpeil bevindt zich op 1,3 meter beneden NAP. De kruin van de dijk bevindt zich op 3 meter + NAP. Op de dijk bevindt zich een geasfalteerde weg, zodat ook met verkeersbelasting rekening dient te worden gehouden.

De (Ref.) Leidraad Toetsen op Veiligheid geeft de volgende processen als aanvullende hydraulische belastingen:

1. Lokale opwaaiing, buistoten en bui-oscillaties: niet van toepassing in bovenrivierengebied;
2. Golfoverslag: toepassing volgens richtlijnen van de Leidraad Toetsen op Veiligheid;
3. Golven in voorhavens: niet van toepassing in het voorbeeld gebied;
4. Stroming: niet van toepassing in het voorbeeld gebied;
5. Scheepsgolven: niet van toepassing onder MHW-condities;
6. Golfrandvoorwaarden bij lagere dan maatgevende waterstand: MHW condities worden maatgevend verondersteld;
7. Kwelstroming: maakt deel uit van de toetsing op het optreden van piping.

Overige belastingen worden in de Leidraad Toetsen op Veiligheid omschreven als invloeden of processen die het functioneren van de waterkering kunnen bedreigen.

De volgende processen en invloeden vallen onder de overige belastingen:

1. IJs: niet van toepassing in het voorbeeld gebied;
2. Verkeer: volgens het voorliggende Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies mee te nemen in berekeningen;
3. Wind: heeft geen directe invloed op de waterkering. Alleen bij bomen of hoge constructies is sprake van windbelasting;
4. Aanvaringen en drijvende voorwerpen: alleen van toepassing bij afsluitbare kunstwerken;
5. Aardbevingen: niet van toepassing in het voorbeeld gebied.