Dimensioneren op ontgrondingen - Dimensioneren

Indien een ontgronding van de vooroever de teen van de dijk bereikt, zal dit tot aanzienlijke schade of zelfs tot het bezwijken van de dijk kunnen leiden. Daarom worden vaak teenbeschermingen aangelegd, bijvoorbeeld een asfaltslab. Asfalt kan, door zijn viskeus gedrag, tot op zekere hoogte ontgrondingen goed volgen. Het materiaal wordt dan ook vaak toegepast in bodembeschermingen. Geschikte asfaltsoorten hiervoor zijn asfaltmastiek en open steenasfalt.

De taak van een teenbescherming is de ontgronding voldoende ver van de teen te stoppen. Dit houdt in dat de bescherming de ontgronding moet kunnen volgen en tot diep in de ontgrondingskuil moet kunnen reiken [44]. De lengte van een teenbescherming voor een dijk moet zo groot zijn dat een ontgronding de teen van de dijk niet kan bereiken en de stabiliteit van het talud niet in gevaar komt. Zodra het uiteinde van de teenbescherming de bodem heeft bereikt is in principe de ontgronding voorbij. De slab ligt dan nog niet overal aan; tussen slab en bodem is een holte aanwezig.

De lengte waarover de slab niet ondersteund is, wordt vervolgens vergroot doordat de bodem eronder in zijn flauwere, natuurlijke talud gaat staan. De slab zal vervolgens verder door gaan buigen om het aanliggen te voltooien. In de slab treden nieuwe spanningen op; in combinatie met een verminderde laagdikte kan dat tot bezwijken leiden. Bezwijken van de asfaltslab kan worden voorkomen door toepassing van een flexibele wapening

(zie §4.11).

Ook is er wel bezwijken geconstateerd bij een slab die lag op een zandbodem waarbij zich onder het zand een kleilaag bevond. De oorzaak was dat golfdrukken zich sterk in de zandlaag konden voortplanten en grote overdrukken tegen de slab veroorzaakten.

Scheurvorming kan tot gevolg hebben dat er zand van onder de slab verdwijnt, zodat de ontgronding zich voortzet. Gezien de stijfheid van het materiaal zal de kans op

scheurvorming in de winter groter zijn dan in de zomer. Er dient tevens rekening te worden gehouden met het verminderen van de laagdikte door viskeuze vloei.

Als vuistregel voor de bepaling van de lengte van de slab kan worden gebruikt:

waarin:

De golflengte Lp kan als volgt worden benaderd:

Ontgrondingen kunnen geleidelijk ontstaan ten gevolge van stroming of in korte tijd tijdens een zware storm door een combinatie van golven en stroming. Als de ontgronding geleidelijk optreedt, kan de maximale ontgrondingsdiepte worden bepaald door het regelmatig uitvoeren van peilingen. Voor de maximale ontgrondingsdiepte tijdens een zware storm moet een inschatting worden gemaakt.

Volgens de Shore Protection Manual [40] is de evenwichtsdiepte van de ontgronding in dit geval ongeveer gelijk aan de maximale ongebroken golfhoogte die zou kunnen optreden in de waterdiepte ter plaatse van de teen van de constructie. In sommige gevallen is deze benadering echter te pessimistisch.

Volgens de Scour Manual [29] kan de maximale ontgrondingsdiepte voor een verticale kustverdediging als volgt worden bepaald:

hierin is:

Deze formule is geldig onder de volgende condities: 0,011 < h_t/L < 0,025

0,015 < H_s/L < 0,040

De evenwichtsdiepte van de ontgronding is bij een verticale constructie groter dan bij een constructie met een taludhelling. De formule geeft dus een conservatieve benadering. Voor meer informatie over ontgrondingen wordt verwezen naar de Scour Manual [29].

Een praktische minimale dikte van een asfaltmastiekslab is 0,10 tot 0,15 meter. Voor open steenasfalt is dit driemaal de maximale steendiameter.