STAP 1: Verzamelen algemene gegevens - Bijlage E Voorbeeldcase

STAP 1a: Bepalen strekking met meest kritische doorsnede

In deze voorbeeldcase wordt het constructief versterkte dwarsprofiel hm 78.0 (zie figuur 2-2) als de meest kritische doorsnede van het dijkvak Varik-Heesselt tussen hm 76.0 en hm 148.5 in de Tieler- en Culemborgerwaard aangehouden.

Figuur 2.2: Locatie dwarsprofiel hm 78.0 in dijkvak Varik-Heeselt (bron: Google Maps)

STAP 1b: Te verzamelen algemene gegevens

Over de meest kritische doorsnede hm 78.0 zijn de volgende gegevens bekend:

Algemene gegevens

• Het dwarsprofiel hm 78.0 (zie figuur 2.3) bevindt zich in het dijkvak Varik-Heesselt tussen hm 76.0 en hm 148.5 in de Tieler- en Culemborgerwaard (bovenrivierengebied).

• Voor het gehele dijkvak is een grondmechanisch rapport (inclusief MStab-geometrie) voorhanden, waarop de hier gebruikte grondparameters zijn gebaseerd. Er is echter geen MStab-toetsing met de hier gebruikte grondsterkte uitgevoerd.

• Er zijn geen gegevens beschikbaar over in het verleden uitgevoerde inspecties.

• 	dr [kN/m3]	sat [kN/m3]	kar [o]	ckar [kPa]
  6 Dijkmateriaal oud	19	19,5	28	13
  5 Dijkmateriaal nieuw	17	17	29	4
  4 Klei bruin	19	19	29	11
  3 Klei grijs	17,5	17,5	26	15
  2 Klei venig	16	16	26	16
  1 Zand	18	19,5	35	0

  Er is een verankerde stalen damwand ter plaatse van het snijpunt van de berm en het binnentalud aanwezig. Verder wordt opgemerkt dat de binnenweg tijdens hoogwater- perioden plaatselijk blank komt te staan door water dat door het dijklichaam en de korte binnenberm dringt. Verder treedt in het binnendijks aanwezige populierenbos plaatselijk kwel op (omgeven door een kwelkade).

  19 april 2011, definitief

  

  Figuur 2.3: Bovenaanzicht situatie dwarsprofiel hm 78.0

  Algemene randvoorwaarden

  • Voor dit dijkvak, onderdeel van dijkring 43 met een totale dijkringlengte van 169 km, geldt een dijkringfrequentie van 1/1.250 met een betrouwbaarheidsindex = 4,6 per jaar.

  • Op de dijk dient rekening te worden gehouden met een verkeersbelasting van 13 kN/m2

    over een breedte van 2,5 m.

  • De planperiode voor de onderhavige toetsing is 5 jaar.

    Geometrische randvoorwaarden en gegevens constructieve elementen

  • Op basis van de MStab-geometrie voor het beschouwde dwarsprofiel hm 78.0 is een representatieve schematisatie (zie figuur 2.4) gemaakt, waaruit de volgende niveaus ten behoeve van de PLAXIS-analyse zijn afgeleid:

    • maaiveld polderzijde: NAP +4,20 m

    • maaiveld rivierzijde: NAP +4,30 m

    • bovenkant zandlaag: NAP –1,80 m

    • actuele kruinhoogte: NAP +11,00 m

    • hoogte binnenberm: NAP +7,20 m tot NAP +7,00 m

  • In de beschouwde doorsnede is ter plaatse van het snijpunt van de berm met het binnen- talud (op X = 9,0 m) een verankerde damwandconstructie aanwezig, opgebouwd uit:

    • stalen damwandplanken AZ 28 met staalkwaliteit S240 (zie tabel 2.1) met boven- en onderkant damwand op respectievelijk NAP +7,20 m en NAP –9,00 m;

    • vloeigrens, gemiddeld	240 N/mm2
      traagheidsmoment (I)	58.940 cm4 per m wand*
      dwarsdoorsnede (A)	211 cm2 per m wand*
      elastisch weerstandsmoment (W)	2.755 cm3 per m wand*
      gewicht	166 kg/m per m wand*
      wanddikte (s)	13,2 mm
      elasticiteitsmodulus (E)	210.000 N/mm2
      * bron: www.arcelormittal.com

      vloeigrens, gemiddeld	470 N/mm2
      dwarsdoorsnede Ø38 mm (A)	1.134 mm2 per ankerstang
      elasticiteitsmodulus (E)	210.000 N/mm2

      verankeringen (zie tabel 2.2) met staalkwaliteit MW450, hart-op-hart afstand 3 m, op 0,5 m onder de kop van de damwand (NAP +6,7 m) en onder een hoek van 30o met de verticaal in de zandlaag aangebracht.

      Tabel 2.1: Eigenschappen damwandprofiel AZ 28 (S240)

      N.B. Ter vereenvoudiging wordt in dit voorbeeld geen rekening gehouden met scheve buiging en met corrosie op het tijdstip van toetsing. Daarnaast wordt er vanuit gegaan dat de constructieve versterking met de damwand de freatische lijn en de stijghoogte in het dieper gelegen zand in alle fases niet beïnvloedt.

      Tabel 2.2: Eigenschappen verankering (MW450)

  • Uit figuur 2.2 en figuur 2.3 blijkt dat midden op de kruin van het dwarsprofiel een wegverharding aanwezig is. De invloed hiervan op de macrostabiliteit wordt meegenomen door hier een verkeersbelasting van 13 kN/m2 aan te houden. De wegverharding is vanwege zijn geringe dikte niet als laag in de dwarsdoorsnede opgenomen.

    

    Figuur 2.4: Representatieve schematisatie van dwarsprofiel hm 78.0

    Hydraulische randvoorwaarden en geohydrologische gegevens

  • Voor de analyse van de macrostabiliteit wordt een onderverdeling naar de hydraulische randvoorwaarden onder normale en extreme omstandigheden gemaakt:

    • onder normale omstandigheden geldt het grondwaterregime volgens figuur 2.6:

      • polderpijl: NAP +3,70 m;

      • waterstand rivier: NAP +3,70 m;

      • freatische lijn verloopt van NAP +3,70 m aan de rivierzijde met een opbolling tot NAP +7,00 m in de dijk tot NAP +3,70 m aan de polderzijde;

      • stijghoogte in de zandlaag verloopt horizontaal op niveau NAP +6,00 m (GHW);

      • er zijn geen waterspanningsmetingen in de slappe lagen voorhanden, daarom wordt het waterspanningsverloop veilig conform [TRWD 2004] geschematiseerd;

      • er wordt aangenomen dat de damwand geen invloed heeft op het verloop van de freatische lijn en de stijghoogte in de zandlaag.

    • onder extreme omstandigheden geldt het grondwaterregime volgens figuur 2.7:

      • polderpijl: NAP +3,70 m;

      • waterstand rivier: NAP +10,50 m;

      • freatische lijn verloopt conform de veilige aanname in Bijlage 1 van [TRWD 2004], uitgaande van een indringing in het buitentalud bij NAP +10,50 m, aflopend over een indringlengte L tot NAP +7,00 m in de dijk en daarna aflopend tot NAP +3,70 m onder de teen van de binnenberm;

      • stijghoogte in de zandlaag op een afstand van 25 m uit de buitenteen (richting rivier) is NAP +10,50 m, waarbij met een grenspotentiaal h0 van NAP +7,70 m over de opdrijflengte l0 van 12,00 m rekening wordt gehouden;

      • er zijn geen waterspanningsmetingen in de slappe lagen voorhanden, daarom wordt het waterspanningsverloop veilig conform [TRWD 2004] geschematiseerd, met een indringdiepte in het slappe lagenpakket verlopend van 2,30 m (rivierzijde) tot 2,00 m (polderzijde) om dunne lagen in de mesh te voorkomen;

      • er wordt aangenomen dat de damwand geen invloed heeft op het verloop van de freatische lijn en de stijghoogte in de zandlaag.

  

  Figuur 2.5: Grondwaterregime onder normale omstandigheden (rode en groene verloop representeren de freatische lijn respectievelijk stijghoogte in zandlaag)

  

  Figuur 2.6: Grondwaterregime onder normale omstandigheden (rode en groene verloop representeren de freatische lijn respectievelijk stijghoogte in zandlaag)

  Geotechnische gegevens

  Op basis van een aantal sonderingen en boringen in de directe omgeving, alsmede triaxiaalproeven op grondmonsters ontleend aan deze boringen, is tot de karakteristieke waarden voor de sterkteparameters in tabel 2.3 gekomen.

  Tabel 2.3: Karakteristieke waarden van de sterkteparameters