Normaal gesproken komen twee soorten geokunststof in aanmerking voor ontwerp: vliezen (non-woven) en weefsels (woven). Beide soorten kunnen in het algemeen zo worden ontworpen dat wordt voldaan aan de eisen van gronddichtheid, waterdoorlatendheid en uitvoeringssterkte. De keuze wordt vaak bepaald door uitvoeringsoverwegingen en persoonlijke ervaring en voorkeur van de ontwerper, en door de leverbaarheid van producten.

In het algemeen zijn vliezen minder gronddoorlatend, maar ook minder sterk dan weefsels. Bovendien rekken vliezen onder trekkracht meer dan weefsels; te veel rek is ongewenst omdat de doorlatendheid erdoor toeneemt. Dit verschil is relevant als in de uitvoering veel trekkracht wordt uitgeoefend op het geokunststof.

In bijzondere gevallen kunnen ook folies in aanmerking komen. Folies zijn waterdicht en daarom niet geschikt in zones waar wateroverdrukken kunnen ontstaan; ze kunnen dus in principe wel hoger op het talud worden toegepast, bijvoorbeeld meer dan 1 meter boven gemiddeld hoogwater. Een ander nadeel is dat folies erg glad zijn; bij een relatief steile helling kan dit tot afschuiving leiden van de lagen erboven. Voor dit aspect bestaan geen algemeen toepasbare rekenregels; bij toepassing van een folie op een helling steiler dan ongeveer 1:4 is specialistische kennis nodig.

Het ontwerp van een geokunststof filter resulteert in ontwerpeigenschappen met betrekking tot gronddichtheid, waterdoorlatendheid en uitvoeringssterkte. In de praktijk is het verstandig om in ontwerp en contract alleen deze functionele en uitvoeringstechnische eisen op te nemen, zodat de keuze voor het exacte type en de exacte kenmerken kan worden overgelaten aan uitvoering en/of aannemer. Daardoor kan beter rekening worden gehouden met de beschikbaarheid van materialen op de markt.

Ontwerpeigenschappen

Ontwerpeigenschappen zijn:

• Karakteristieke openingsgrootte O₉₀ (van belang voor gronddichtheid).
• Dikte en permittiviteit (van belang voor waterdoorlatendheid).
• Treksterkte, rek bij breuk, doordrukkracht (van belang voor uitvoeringssterkte).

Voor achtergronden over toepasbaarheid, eigenschappen en uitvoeringstechnische zaken met betrekking tot geotextiel wordt verwezen naar CUR-rapportage 174: Geokunststoffen in de waterbouw.

In de praktijk zal binnen grotere projecten, met tamelijk constante omstandigheden, vaak worden gewerkt met standaardoplossingen voor geokunststof. De keuze tussen een geometrisch-dicht of -open filter wordt al gemaakt bij de afweging tussen een granulair filter en een geokunststof. Als eenmaal gekozen is voor een granulair filter, is in de praktijk alleen de keuze voor het granulaire materiaal van belang. Vooral steenslag en gebroken grind komen in aanmerking. Indien beschikbaar kan ook breed gegradeerd granulair materiaal worden gebruikt (mijnsteen, fosforslakken, betonpuin, silex). De keuze tussen deze materialen wordt in de praktijk meestal bepaald door de beschikbaarheid in de markt en wordt daarom vaak overgelaten aan uitvoering en/of aannemer.

Bij de dimensionering moet rekening worden gehouden met de eisen vanuit de faalmechanismen materiaaltransport vanuit de ondergrond en materiaaltransport vanuit de granulaire laag, en daarnaast met eisen voor interne stabiliteit en waterdoorlatendheid. De regels leiden tot een set voorwaarden voor de korrelverdeling (fijne fractie, gemiddelde fractie, grove fractie, verhouding tussen fracties). In de praktijk vertaalt de ontwerper deze eisen naar een standaardkorrelverdeling voor granulaire materialen die in het contract wordt opgenomen. Bij (gebroken) grind en steenslag is de kleinste standaardsortering 2/6 mm; de grootste standaardsortering is 20/40 mm voor (gebroken) grind en 22/32 mm voor steenslag. Ongebroken grind is ongeschikt als filter- of uitvullaag. Behalve de korrelverdeling is de laagdikte van belang. Uit functioneel oogpunt zijn minimaal enkele lagen korrels nodig, wat neerkomt op enkele centimeters. In het algemeen is met het oog op de uitvoering een grotere minimale laagdikte nodig: ongeveer 5 à 10 centimeter.

Met het oog op de andere faalmechanismen (met name toplaaginstabiliteit) moet zowel voor de sortering als de laagdikte rekening worden gehouden met veiligheidsmarges.

Zowel met een geokunststof als met granulaire lagen kan in principe voor elke situatie een goed werkend filter worden ontworpen. De keuze tussen de twee typen wordt dus niet rechtstreeks bepaald door de vereiste werking, maar door afgeleide criteria.

Een belangrijk verschil tussen de twee typen is de constructiedikte: een geokunststof heeft altijd een kleine dikte (orde mm), terwijl een granulair filter uit uitvoeringstechnisch oogpunt minimaal enkele centimeter dik moet zijn en bovendien nog dikker wordt als meer lagen nodig zijn. De dikte van de filterconstructie is van belang voor de afweging: een dikker filter is moeilijker in te passen in de constructie en bovendien duurder. Verder is een dikke granulaire laag in een steenzetting ongunstig met het oog op het faalmechanisme toplaaginstabiliteit, maar juist gunstig met het oog op afschuiving.

In bepaalde omstandigheden is uitvoeringstechniek van belang. Onder water is het niet mogelijk om een granulair filter met dunne lagen voldoende nauwkeurig aan te brengen. Anderzijds zijn voor het afzinken van een geokunststof speciale maatregelen nodig die vooral bij kleine projecten relatief duur zijn.

Over de levensduur van geokunststoffen is minder bekend dan over die van granulaire filters. De geokunststoffen in een steenzetting worden alleen tijdens de uitvoering blootgesteld aan het zonlicht; op basis van de beschikbare kennis wordt in de huidige ontwerppraktijk van steenzettingen aangenomen dat een levensduur van minimaal 50 jaar wordt gehaald.