Sluizen en gemalen - Constructies welke een onderdeel van de waterkering vormen

1.1 Algemeen

1. Behandeld zullen alleen worden de eisen die worden gesteld aan de constructie voor zover die voortvloeien ult de hijzondere situering in de waterkering en die dus uitgaan boven de eisen die algemeen worden gesteld aan een goede constructie.
2. De berekening van het in de waterkering gelegen gedeelte kan geschieden volgens de bekende voorschriften (zie II.6). Hierbij dient rekening te worden gehouden met het gestelde in II.2, II.3 en II.4
   Punten die bijzondere aandacht verdienen zijn onder andere:
   - materiaaleigenschappen zoals duurzaamheid en corrosie;
   - uitvoerbaarheid ;
   - stabiliteit van bodem- en tal udbescherming onder extreme omstandigheden;
   - uitbreiding in de toekomst;
   - onderhoudsmogelijkheid (gemakkelijke vervangbaarheid van onderdel en) ;
   - bedrijfszekerheid,
   
3. Een constructie kan ter plaatse van de waterkering door palen worden ondersteund of op staal worden gefundeerd. Het belangrijkste voordeel bij een fundering op palen is dat het gedrag van de constructie goed voorspelbaar is, omdat de zakkingen zeer gering zijn. Het verdient daarom aanbeveling een paalfundering toe te passen in alle gevallen waarin zakkingsverschillen een belangrijke spanningsbi jdrage in de constructie kunnen leveren en er grote onzekerheid bestaat over de grootte van de zakkingsverschill en. Een nadeel bij een fundering op palen is dat de kans op ongelijke zakking van Constructie en dijklichaam altijd groter is dan bij een fundering op staal (zie ook III.1.5).
   
4. Bij kleine en zeer kleine kunstwerken bestaat mogelijk meer risico, doordat de stabiliteit ervan geringer kan zijn dan die van het dijklichaam. Ook bij deze kunstwerken dient daarom aan de grondmechanische aspecten bijzondere aandacht te worden besteed.
   
5. In bestaande dijken kan het kunstwerk op twee wijzen worden gemaakt:
   - het kunstwerk buiten of binnen de waterkering bouwen en de waterkering erop laten aansluiten;
   - het kunstwerk in de waterkering bouwen. De functie van de waterkering moet dan worden overgenomen door een tijdelijke kering. 
   
   De eerste methode biedt weliswaar tijdens de bouw een goede veiligheid, maar resulteert in de definitieve toestand veelal in een ongunstiger tracé van de waterkering. Behoudens in bijzondere situaties, zal de tweede methode de voorkeur worden gegeven. De tijdelijke waterkering moet even sterk worden gemaakt als de aansluitende
   waterkering of met behulp van een frequentieberekening op een zodanige waterstand worden gedimensioneerd dat gedurende de bouwtijd een voldoende veiligheid is gewaarborgd.
   
6. De planning van het werk moet zodanig worden opgezet dat een kering op een kunstwerkten minste 6 maanden voor het winterseizoen gereed is, opdat de waterkering zich voldoende zal zetten voordat zij in gebruik wordt genomen in het voor de desbetreffende tijdelijke waterkering o f een nieuwe aansluiting van de waterwaterkering
   ongunstie seizoen.
   
7. Voor de bereikening van onder- en achterloopsheid wordt verwezen naar II.4.

1.2 Sluizen algemeen

1. De vormgeving van het kunstwerk dient zoveel mogelijk te worden aangepast aan het profiel van het buitenbeloop van de dijk , opdat de onderbreking van het dijkprofiel zo gering mogelijk is. Vleugelwanden dienen bij voorkeur loodrecht of nagenoeg loodrecht op de dijkas te worden ontworpen en de bovenkant dient samen te vallen met het dijktalud.
2. Bedieningsgebouwen en wachthuisjes dienen te worden geplaatst op het kunstwerk zelf of aan de binnenzijde van de waterkering buiten het profiel, dan wel op een aanberming.
3. Bij schut- en keersluizen dienen de geleidewerken en de wachtplaatsen zodanig te worden ontworpen dat geen schepen kunnen stranden op de waterkering.
4. Dubbele afsluitmiddelen (Zie II.5 voor beschouwing afsluitmiddelen) moeten in elk geval worden aangebracht bij:
   - sluizen in hoofdwaterkeringen aan zee.
   - sluizen die voortdurend water moeten keren.
5. Is een hoge waterstand geruime tijd tevoren te voorspellen (bijvoorbeeld bij rivieren) , dan kan een enkele kering worden toegepast, mits een feilloze werking i s gegarandeerd.
6. Eén in stroom afsluitbaar afsluitmiddel moet worden toegepast in de volgende gevallen:
   - bij schutsluizen in waterkeringen om diepgelegen polders;
   - in keersluizen en uitwateringssluizen.
   ALs mogelijkheden kunnen worden genoemd: waaierdeuren, segmentdeuren, hefdeuren hydraul isch bewogen puntdeuren en schulp- en klepstuwen , Voor kleinesluizen komen schotbal ken, mits voorzieningen zijn getroffen dat ze in stromend water kunnen worden gesloten, eveneens in aanmerking.
7. De afsluitmiddelen moeten ook met handkracht of door middel van een hulpaggregaat kunnen worden bewogen. Laten de afmetingen van de constructie dit niet toe, dan moet een noodaggregaat aanwezig zijn,
8. Bij grote vervallen dienen de afsluitmiddelen tegen aanvaring te worden beschermd door een extra beveiliging aan te brengen bij voorkeur in de vorm van een flexibele opvangconstructie.

1.3 Duikersluizen

1. Duikersluizen verstoren minder dan open uitwateringssluizen het profiel van de waterkering. Dit is vooral het geval wanneer de constructie ruim beneden de maatgevende waterstand is aangelegd. In zo'n geval is ook geen discontinuïteit aanwezig in het buitentalud in de zone waar de grootste golfaanval plaatsvindt. Inspectie en onderhoud zijn echter veel moeilijker; de constructie dient daarom zodanig te zijn dat alle onderdelen gemakkelijk bereikbaar zijn .
2. Aan voegen tussen de constructie-elementen of de moten dient grote aandacht te worden besteed. Het verdient aanbeveling de voegen, als extra reserve, met een zanddicht weefsel te omkleden.
3. De buitenzijde van de koker dient bij voorkeur wat haar vormgeving betreft, te worden aangepast aan het dijkbeloop. Worden toch vleugelwanden loodrecht op de sluisas toegepast, dan dient gerekend te worden op extra belastingen ten gevolge van lengteverandering van de koker door krimpwerking.
4. De schotbalken aan de buitenzijde moeten de koker grenspeil kunnen afsluiten; die aan de binnenzijde dienen het polderwater ook bij aanmerkelijke peiloverschrijding te kunnen keren. De afstand tussen de schotbal ksponningen , die bij voorkeur dubbel moeten worden uitgevoerdsen de frontmuren dient zodanig te worden gekozen, d a t aan de buitenzijde inspectie en onderhoud van de terugslagklep mogel ijk zi j n en aan de binnenzi jde de koker toegankelijk blijft.
5. De afslui tmiddelen met de daarboven gelegen bewegingsmechanismen worden bij dijken waar belangrijkegolfaanval kan optreden bijv. bij zeedijken, aan de binnenzijde van de kruin ontworpen. Is geen belangrijke golfaanval te verwachten, zoals bij rivierduiken, boezern- en binnenwaterkeringen, dan dienen de afsluitmiddelen aan de buitenzijde te worden aangebracht.
6. De afsluitmiddelen worden in alle gevallen als dubbele kering uitgevoerd en moeten in stromend water kunnen worden gesloten.

1.4 Gemalen

1. Het gemaal met de pompeenheden wordt meestal aan de binnenzijde van de dijk ontworpen. Bij voorkeur moet dit gebouw geheel buiten het profiel van de waterkering vallen, zonodig op een afzonderlijke aanberming, opdat de waterkering zo weinig mogelijk wordt aangetast. In sommige gevallen, bijvoorbeeld wanneer de diameter van de persleiding relatief groot zou worden in verhouding tot de afmetingen van de waterkering, kan het gemaal ook in de waterkering worden gebouwd.
2. De overgang van het bemalingsgebouw naar de persleiding is een punt dat , met het oog op het gevaar van ongelijke zettingen, bijzondere aandacht verdient. Deze overgang moet niet in het dijklichaam worden ontworpen.
3. Voor persleidingen geldt mutatis mutandis hetzelfde als werd opgemerkt met betrekking tot kokers voor duikersluizen.
4. Persleidingen worden over het al gemeen uitgerust met terugslagkleppen. Het risico dat de kleppen zich niet geheel sluiten, is altijd aanwezig. Ze moeten goed bereikbaar zijn voor inspectie en onderhoud.
5. Naast de terugslagklep is een extra afsl uitmiddel nodig, behalve bij een hevelpersleiding die boven de hoogst mogelijke waterstand ligt, en die is voorzien van een vacuüminstallatie die automatisch belucht wordt als de pomp stilvalt. Het extra afsluitmiddel moet in stromend water kunnen worden gesloten.
6. Voor de berekening van de persleidingen kan worden verwezen naar de leidraad voor constructie en beheer van vloeistofleidingen in, op en nabij waterkeringen (zie 11.6.2.).
7. Voorzieningen moeten worden getroffen voor inspectie van de constructie. Moeilijk bereikbare kritieke punten moeten toegankelijk worden gemaakt teneinde periodieke controle mogelijk te maken.

1.5 Bijzondere grondmechanische aspecten

De volgende aspecten zijn blijvend van belang:

• stabiliteit en horizontale vervorming van de constructie:
  de constructie dient in staat te zijn de optredende waterdrukken, voortvloeiend uit het ontwerppeil en de golfbelasting, te weerstaan. De deformaties moeten gering blijven om een goede waterdichte afsluiting met de omgeving blijvend te waarborgen. Bij paalfunderingen zullen hiervoor schoorpalen moeten worden qebruikt,omdat niet met wri jving tussen het kunstwerk en de grondslag ter plaatse van de paalfundering rekening mag worden gehouden;
• verticale vervorming van de constructie:
  bij een op palen gefundeerde constructie moet zakking van de grondslag ten opzichte van de constructie worden verwacht. Hierdoor ontstaat ruimte onder de constructie met extra gevaar voor onderen achterloopsheid. Tengevolge van de zakking van de grondslag ten opzichte van de op palen gefundeerde constructie moet rekening worden gehouden met de negatieve kleef en de horizontale gronddruk op de palen aan de rand van de constructie. Het gevaar bestaat dat door te grote vervorming van deze randpalen de constructie scheurt.
  Bij op staal gefundeerde constructies dient bij de berekening van de drukverdeling onder de fundering rekening te worden gehouden met zettingen onder de constructie ten gevolge van de aanaarding naast de constructie.
  De verticale vervorming bij een op palen gefundeerde duiker kan aanzienlijk kleiner zijn dan die van de naast1 iggende gedeel ten van de waterkering, waardoor scheuren in het grondlichaam boven de dui ker kunnen optreden, Deze doorlopende scheuren kunnen stabiliteitsverlies van de waterkering veroorzaken, zodat in zulke gevallen doel treffende maatregelen moeten worden genomen (bijvoorbeeld keerwanden).
  Tengevolge van de grondbelasting op het element kunnen in een koker aanzienlijke langskrachten optreden. Hiermede moet bij de sterkteberekening van het element rekening worden gehouden. In dwarsrichting flexibele kokers dienen zijdelings te worden gesteund. Hiervoor is het nodig dat stijve banketten grond aan weerszijden van de duiker worden aangebracht;
• wijziging van de waterspanningen:
  hiermede dient rekening te worden gehouden bij de berekening van de stabiliteit van de taluds in de omgeving van het kunstwerk;
• onder- en achterloopsheid:
  dit probleem is altijd aan de orde en er moeten maatregelen tegen worden genomen, bijvoorbeeld door het aanbrengen van waterdichte schermen (zoals damwandschermen, zie 11.4)
  Bij op palen gefundeerde constructies moeten de voorzieningen zodanig zijn dat ook bij zakking van de grondslag een goede waterdichte aansluiting met het kunstwerk behouden blijft (invloed van negatieve kleef op damwandscherm).

Tijdens de uitvoering doen zich de volgende aspecten voor:
Er moet rekening worden gehouden met:

• zettingen van de waterkering in de omgeving van het kunstwerk ten gevol ge van bron bemaling . Indien zich in de invloedssfeer nog andere Constructies bevinden, kunnen zich ernstige verstoringen in het waterkerend profiel voordoen;
• zakkingen door grondvoering t.g.v. de uitvoering;
• de stabiliteit van de tijdelijke keringen (zoals kistdamen) moet gewaarborgd zijn. Dit houdt onder andere in dat ook bij de berekening van tijdelijke keringen de onzekerheid met betrekking tot de grondei genschappen moet worden ingevoerd (zie 11.3, );
• de Stabiliteit van zijtaluds of andere omsluitingen van de bouwput moet gewaarborgd zijn.
  Bezwijken hiervan kan ernstige gevol gen hebben voor de stabiliteit van de aansluitende gedeel ten van de waterkering. Hiermede in verband staat het waarborgen van de goede functionering van de bemalingsin stallatie (vol doende automatisch inschakelende reservepompen of aggregaten);,
• ontgravingen of ophogingen in de nabijheid van waterkeringen kunnen de stabiliteit van de waterkering in nadelige zin beïnvloeden;
• ten gevolge van door heiwerk in of in de naaste omgeving van waterkeringen veroorzaakte trillingen, kan het draagvermogen van de grondslag
  van de dijk ongunstig worden beïnvloed.