Zoeken in deze site

Opbarsten van een afdekkende kleilaag - Mechanismenbeschrijvingen

Opbarsten van een afdekkende kleilaag

Bij de geschetste dijk- en ondergrondconfiguraties waarbij piping mogelijk een rol kan spelen is uitgegaan van een open verbinding tussen de zandlaag en het grondoppervlak. Die verbinding kan ontstaan doordat bij voldoende hoge buitenwaterstand de hiermee corresponderende waterdruk in de zandlaag tegen de onderkant van de kleilaag gelijk wordt aan het gewicht van de bovenliggende grond. Vanwege verticaal krachtenevenwicht kan die waterdruk nooit groter worden. Aangenomen wordt dat hierdoor in de afdekkende laag scheurvorming optreedt. Dit verschijnsel wordt opbarsten genoemd. Door de scheurvorming in de kleilaag en de eroderende werking van de kwelstroom kunnen kanaaltjes ontstaan (opbarstkanaaltjes), waardoorheen de kwelstroom zanddeeltjes vanuit de zandlaag mee naar boven kan nemen en aldus een zandmeevoerende wel wordt gevormd.

Indien een afdekkende klei- of veenlaag aanwezig is, is opbarsten een noodzakelijke voorwaarde voor het ontstaan van zandmeevoerende wellen. Zonder opbarsten geen piping, tenzij er al open kanaaltjes aanwezig zijn, bijvoorbeeld als gevolg van onvoldoende

afgedichte boor- en sondeergaten. Bij dunne afdeklagen kunnen open kanaaltjes aanwezig zijn als gevolg van afsterven van boomwortels, graverijen en, afhankelijk van de grondwaterstand, scheuren in de klei. De ontwerpcontrole van nieuwe dijken of de toetsing van bestaande dijken ten aanzien van de veiligheid tegen piping begint dus met controle op de veiligheid tegen opbarsten. Wordt hieraan voldaan, dan kan verdere toetsing op het pipingmechanisme achterwege blijven, mits ook gecontroleerd is dat geen welvorming kan ontstaan door de genoemde andere oorzaken. In het geval van Figuur 4.6, waar geen deklaag aanwezig is, speelt opbarsten geen rol en dient alleen op piping te worden gecontroleerd.

Deze voorwaarde impliceert tevens ook een mogelijkheid van ontwerpaanpassing om de veiligheid tegen piping te verzekeren, namelijk het vergroten van het gewicht van de afdekkende laag door het aanbrengen van een zogenaamde pipingberm. Daarmee wordt de plaats waar vanaf opbarsten kan optreden verder binnendijks verschoven, waardoor de lengte van de kwelweg toeneemt.

Bron

Onderzoeksrapport zandmeevoerende wellen (1202123-003-GEO-0002)

Hoofdstuk
Mechanismenbeschrijvingen
Auteur
Ulrich Förster, Geeralt van den Ham, Ed Calle, Gerard Kruse
Organisatie auteur
Deltares
Opdrachtgever
Rijkswaterstaat Waterdienst
PDF

Over versie 1.0: 29 juni 2018

Tekst is letterlijk overgenomen uit brondocument.