Toetsschema opbarsten en piping - Voorbeeld: opzet grondonderzoek en schematiseringen voor opbarsten en piping

Toetsschema opbarsten en piping

In figuur 6.1 is een toetsschema gegeven voor de gedetailleerde beoordeling van het faalmechanisme ‘piping’ en ‘opbarsten’ (STPH). De ‘nieuwe’ stappen als gevolg van het werken met de schematiseringfactor zijn in geel weergegeven, de ‘oude’ stappen in groen.

Figuur 6.1: Schematiseringstappen m.b.t. opbarsten/piping bij toetsen

Stap 1: Inventarisatie beschikbare informatie

In stap 1 wordt de al beschikbare informatie geïnventariseerd. Hierbij valt te denken aan geologische-, geomorfologische-, geohydrologische informatie, bestaand grond- onderzoek, ontwerptekeningen, berekeningen uit eerdere toetsingen en beheer- informatie.In hoofdstuk 3 zijn handreikingen met betrekking tot het inventariseren van beschikbare informatie gegeven.

Ook worden in deze stap de eisen vastgesteld waaraan de kering moet voldoen. In de vigerende leidraden zijn geen extra partiële (schade)factoren van toepassing voor het faalmechanisme opbarsten en piping. Wellicht verandert dit in de toekomstige WTI.

Stap 2: Opzet en uitvoeren grondonderzoek

In stap 2 wordt het grondonderzoeksplan opgesteld en uitgevoerd. Het onder- zoeksplan is gebaseerd op de reeds beschikbare informatie. Het is in sommige gevallen wellicht mogelijk om op basis van de beschikbare informatie al een keuze te maken voor het mechanisme ‘opbarsten’ of ‘piping’, zodat het grondonderzoek hier specifiek op kan worden ingezet. Dit kan tot een efficiënt grondonderzoeks- plan leiden. Is deze keuze nog niet gemaakt, dan zal het grondonderzoek over het algemeen wat breder moeten worden opgezet. In hoofdstuk 3 zijn handreikingen met betrekking tot het opstellen van een onderzoeksplan gegeven. Tevens wordt hier ingegaan op de beschikbare grondonderzoekstechnieken

Stap 3: Indeling dijkvakken, keuze ‘opbarsten’ of ‘piping’

Bij de controle van het mechanisme opbarsten en piping dient in principe de com- binatie van de weerstand tegen ‘opbarsten’ en de weerstand tegen ‘piping’ de vei- ligheid te waarborgen. Praktisch gesproken is altijd één van de twee maatgevend. Om die reden wordt op beide afzonderlijk getoetst en niet op de combinatie.Indien de veiligheid tegen ‘opbarsten’ voldoende is, kan ‘piping’ buiten beschouwing worden gelaten en omgekeerd. In bijage B is de aanpak voor het bepalen van schematiseringfactoren voor opbarsten en voor piping gegeven en de tabellen 3.5 en 3.6 zijn hiermee berekende schematiseringfactoren gegeven.

De keuze om ‘opbarsten’ dan wel ‘piping’ te beschouwen kan voor de verschillende dijkvakken afwijken. Veelal is de keuze van het toetsspoor ‘opbarsten’ of ‘piping’ evident. Ligt dat niet zo duidelijk dan ligt het voor de hand om, wanneer de dijk volgens het gekozen toetsspoor niet voldoet, ook het andere spoor na te gaan.

Stap 4: Opstellen basis schematisering en parameterkeuze

In deze stap worden per dijkvak de maatgevende dwarsprofielen vastgesteld. Daarnaast wordt een (conservatieve) basis schematisering opgesteld en worden de parameters voor het gekozen model bepaald. Voor het bepalen van geschikte parameters en berekeningsmodellen wordt verwezen naar het Technisch Rapport Zandmeevoerende Wellen (TRZW [10]) en het Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies (TRWG [3]).

Stap 5: Bepaling veiligheidsfactor

In deze stap wordt de veiligheidsfactorbij het beschouwde faalmechanisme (‘opbarsten’ of ‘piping’) bepaald. De definities van de veiligheidsfactoren tegen opbarsten en piping zijn gegeven in paragraaf 3.4.Bij de berekening van de veilig- heidsfactor wordt uiteraard de basisschematisering als uitgangspunt genomen.

Stap 6: Bepaling schematiseringfactor

Bij het bepalen van de benodigde schematiseringfactor wordt, net als bij de bepaling van de schematiseringfactor voor macrostabiliteit, een invultabel gebruikt (tabel 6.1 in paragraaf 6.3.6.1).

Zoals eerder opgemerkt wordt de schematiseringfactor lager naarmate onzeker- heden beter zijn afgedekt in de basis schematisering. Ook voor de mechanismen opbarsten en piping wordt een maximumwaarde voor de schematiseringfactor aan- gehouden. Indien de schematiseringfactor hoger is dan γb= 1,3 (γb> 1,3) betekent dit dat de basis schematisering niet voldoet, ofwel dat de onzekerheden niet vol- doende door de basis schematisering in combinatie met een schematiseringfactor kunnen worden afgedekt. De schematisering moet in dit geval worden aangepast.

Stap 7: Beoordeling veiligheid

Een dijk voldoet indien geldt dat Fopb≥ 1,2 γb,opb· of Fpip≥ γb,pip· 1,0. Wanneer hieraan niet wordt voldaan, moet ook stap 8 doorlopen worden.

Stap 8: Haalbaarheid en nut aanvullend grondonderzoek of herzien keuze

Indien de dijk niet voldoet kan aanvullend grondonderzoek worden uitgevoerd om de onzekerheden te verkleinen en zo tot een scherper toetsresultaat te komen. Hierbij is het wel belangrijk dat voldaan wordt aan de eisen ten aanzien van de haalbaarheid en nut van aanvullend grondonderzoek.

In sommige gevallen is het niet haalbaar om aanvullend grondonderzoek uit te voeren, door budgettaire beperkingen of een krappe tijdsplanning van het toets- project. In dit geval zal noodzakelijk geconcludeerd moeten worden dat de dijk niet voldoet.

Daarnaast moet bedacht worden dat aanvullend grondonderzoek niet altijd nuttig is. Het kan zijn dat een dijk evident niet voldoet, zodat aanvullend grondonderzoek naar verwachting geen soulaas biedt. In dat geval zal ook moeten worden gecon- cludeerd dat de dijk niet voldoet.

Volledigheidshalve moet ook nog worden opgemerkt dat het voor kan komen dat extra onderzoek niet nodig is. In sommige gevallen kan door het aanpassen van de schematisering dijkvakken alsnog voldoen. Voorbeeld hiervan is het geval waarbij twee ongunstige aannamen in een dijkvak zijn gestapeld, terwijl deze niet gezamen- lijk kunnen optreden. Een splitsing van het dijkvak kan in dit geval wellicht tot een andere beoordeling leiden.

Stap 9: Beoordeling en rapportage

Nadat de beoordeling heeft plaatsgevonden dienen de resultaten te worden gerapporteerd.