Algemene beschouwing kistdam - Krachtswerking, bezwijkmechanismen en belastingen

Algemene beschouwing kistdam

Functie ankers

Bij een kistdamconstructie is de hoofdfunctie van de ankers het verzorgen van de samenwerking tussen polderwand en rivierwand.

Functie van de vulling

Bij toepassing van een kistdam anders dan in dijken levert de vulling van de kistdamconstructie meestal de hoogste bijdrage aan de vormvastheid, daar deze vulling over het algemeen bestaat uit een relatief stijf materiaal zoals goed verdicht zand en/of grind. Daar in dit rapport uitgegaan wordt van het bestaande dijkmateriaal zal deze bijdrage van de vulling aan de vormvastheid aanzienlijk minder zijn.

Functie damwanden

De grondkerende polderwand is door middel van een systeem van ankers en gordingen vastgemaakt aan een wand die als anker fungeert, de rivierwand. De wanden kunnen zo- danig ontworpen zijn dat ze beide in staat zijn water te keren. Over het algemeen zal de rivierwand in de eerste plaats deze functie vervullen. De damwanden van de kistdam dienen op een zodanige diepte te worden gezet dat de stabiliteit voldoende gewaarborgd is. Is een zettingsvrije constructie gewenst, dan dienen de wanden (of afhankelijk van de stabiliteit, een deel daarvan) te worden doorgezet tot in de zettingsvrije zandlagen. Zie ook paragraaf 7.4 en 8.2.2.

Krachtswerking

Indien de rivierwand op voldoende grote afstand van de polderwand geplaatst wordt, zijn de gronddrukken op beide wanden onafhankelijk van elkaar. Als de afstand tussen beide wanden betrekkelijk klein is, zoals in het geval van een kistdam, zullen de grond- drukken op de wanden afhankelijk worden van de onderlinge afstand. Vergeleken met een normale damwandconstructie kan de actieve druk op de polderwand groter of kleiner (bijvoorbeeld als gevolg van silowerking) worden, de passieve druk tegen de rivierwand zal echter altijd kleiner worden. De voornaamste belastingen op de constructie zijn:

• gronddruk
• waterdruk
• anker- en stempelkrachten
• bovenbelasting

Doordat de wanden functioneren als kerende ofwel verankeringswand werkt de anker- kracht uit de ene wand als een belasting op de andere wand.

Bezwijkmechanismen

Een kistdam kan op veel manieren bezwijken, afhankelijk van het ontwerp en de belastingstoestand. Alle mogelijke bezwijkmechanismen dienen te worden geanalyseerd en door middel van berekening te worden gecontroleerd. De navolgende bezwijkmecha- nismen, ook weergegeven in figuur 3.1 kunnen voorkomen:

• Inwendige stabiliteit onvoldoende

Door overschrijden van de maximaal opneembare schuifspanning in de grond binnen de twee damwanden van de kistdam is deze niet vormvast en gaat het dwarsprofiel vervormen tot een parallellogram (a).

• Grondbreuk ter plaatse van de polderwand

  De passieve kracht tegen de polderwand is te gering om de aanwezige belasting op te nemen. Hierdoor zal de kistdam afschuiven (b1) of zal de polderwand kantelen (b2).

  

  Figuur 3.1 Bezwijkmechanismen [19]

• Kantelen of rotatie van de kistdam (c en d)

  Kantelen treedt op als de som van de aandrijvende momenten groter is dan de som van de weerstandsbiedende momenten ten opzichte van een punt onder of in de kistdamvulling langs een gekromd glijvlak dat concaaf of convex door de onder- kanten van de wanden verloopt.

• Bereiken van het volplastisch moment van de damwand (e)

  Hierdoor zal er plaatselijk in de damwand vloei optreden.

• Ankerbreuk (f)

  De ankerkracht is groter dan de maximaal opneembare kracht, waardoor het anker zal vloeien en/of breken en de samenwerking tussen de twee damwanden verloren gaat.

• Uitwendige stabiliteit onvoldoende (g)

  De kistdam wordt als een vast lichaam opgevat. Stabiliteitsverlies kan ontstaan door instabiliteit van het talud door een diep (recht of cirkelvormig) glijvlak.

• Vanzelfsprekend dienen ook de bij dijken in het algemeen voorkomende bezwijk- mechanismen in beschouwing te worden genomen, zie hiervoor onder andere [49].