In de uitvoeringsfase van dijkverbeteringsprojecten is het grondverzet een belangrijk aspect. Grondverzet is gedefinieerd als: alle activiteiten op het gebied van ontgraving, aanvoeren, transport, aanbrengen en verdichten van grond.

Inleiding

Dit artikel gaat in op het aanbrengen en verdichten van de grond. De wijze van aanbrengen is veelal van invloed op de stabiliteit van het te verzwaren dijklichaam. De wijze van aanbrengen bepaalt daarmee de veiligheid van de kering tijdens de uitvoering en daarmee het tempo van de uitvoering.

Daarnaast is de wijze van aanbrengen en verdichten van belang voor het verkrijgen van de vereiste grondmechanische kwaliteiten. Voor ontgraving en transport wordt verwezen naar de diverse handboeken op dat gebied. Alle zaken met betrekking tot het grondverzet moeten in de uitvoeringsvoorschriften of de resultaatsverplichtingen worden opgenomen. Een aantal zaken is geregeld in de Standaard RAW-bepalingen. Daarnaast is veel informatie opgenomen in het Handboek dijkenbouw.

Twee wijzen van aanbrengen van grond bij dijkverbeteringen worden onderscheiden:

• Ophogen in den droge.
• Hydraulisch verwerken.

Ophogen in den droge

Bij ophogen in den droge wordt het materiaal, zowel zand als klei, direct zo goed mogelijk onder profiel in het werk gereden, bijvoorbeeld met vrachtwagens of dumptrucks.

Voordat met het aanbrengen van grond wordt begonnen, dient het bestaande maaiveld zodanig te zijn bewerkt dat een goede aansluiting aan de nieuw aan te brengen grond tot stand kan komen. Hiertoe wordt de vegetatie, zoals een graszode, struiken inclusief wortels en eventuele bomen inclusief stobben, verwijderd. Onderwatertaluds en sloten worden opgeschoond, wat inhoudt dat ook hier de vegetatie wordt verwijderd en tevens een eventueel aanwezige sliblaag. Het maaiveld kan verder nog worden opgeruwd door middel van frezen. Het aanbrengen van een inkassing bij een ophoging op een bestaand talud voorkomt dat een preferent glijvlak wordt gecreëerd. De oorspronkelijke bovengrond kan van belang zijn in verband met de ontwikkeling van vegetatie na gereedkomen van het werk. In die gevallen wordt de bovengrond apart opgeslagen en later weer gebruikt bij de afwerking.

Zand, mits met het juiste vochtgehalte, laat zich relatief gemakkelijk verwerken. Door het materiaal in dunne lagen uit te spreiden en het transport versporend te laten plaatsvinden, wordt tijdens het inbrengen de vereiste dichtheid van de grond bereikt. In sommige gevallen kan het nodig zijn om aanvullend te verdichten met een trilplaat of trilwals, teneinde de in het bestek voorgeschreven verdichting te behalen. De te verdichten laagdikte dient niet groter te zijn dan 0,4 m.

Klei kan onder water niet voldoende worden verdicht en moet daarom altijd in den droge worden verwerkt. In het artikel Aanbrengen en verdichten - Uitvoeringsaspecten en in de Standaard RAW-bepalingen worden aanwijzingen gegeven voor de verwerking en verdichting van klei, zowel in de kern als in de bekleding. Enkele aandachtspunten hieruit zijn in het navolgende samengevat.

Om een optimale verdichting te verkrijgen, moet ook de klei worden aangebracht in lagen van maximaal 0,40 m dikte, die ieder afzonderlijk worden verdicht, bijvoorbeeld met een voertuig met rupsbanden. Verdichten door een machine op luchtbanden of met de bak van een graafmachine geeft zelden of nooit de vereiste verdichtingsgraad en wordt daarom afgeraden. Voor het verkrijgen van een goede verdichting is het van essentieel belang dat de klei voldoet aan de eisen ten aanzien van verwerkbaarheid en verdichtbaarheid. Dit betreft specifiek het vochtgehalte. Klei mag niet in bevroren toestand worden verwerkt, een goede verdichting is dan niet mogelijk is. Na verdichting moet de droge dichtheid tenminste 97% van de proctordichtheid (éénpuntsproctorproef) bij het aanwezige watergehalte bedragen.

Door te sterk verdichten kan een verlies aan stevigheid van de klei ontstaan en de doorworteling, van belang voor de toplaag, verloopt zeer moeizaam en langzaam, zie Ontwerp van deklagen - Klei in functionele onderdelen. Om die reden dient de klei die over het gemaakte werk wordt aangevoerd, versporend te worden uitgereden. De klei dient zodanig te worden verwerkt dat door neerslag geen plassen op de klei kunnen blijven staan. Oftewel, de kleilagen moeten afwaterend worden aangebracht.

Het aanbrengen van grond op een talud vanaf de kruin moet worden vermeden, omdat dan de vereiste verdichting niet of moeilijk kan worden bereikt. Beter is het om te beginnen bij de teen van de dijk, waarna de verdichting in horizontale lagen plaatsvindt.

De meest recente informatie omtrent het verdichten van kleilagen is opgenomen in het rapport [Vier quick wins grond en klei, 2018]

Hydraulisch verwerken

Bij het aanleggen van grote zandlichamen of het aanbrengen van zand onder water is het hydraulisch verwerken, het opspuiten van zand, in het algemeen een aantrekkelijke methode. Vanwege hinder en eventuele schadelijke gevolgen voor de omgeving wordt soms afgezien van deze mogelijkheid. Meestal wordt gespoten in een bovenwaterstort, tussen de bestaande dijk en een perskade. Bij het spuiten boven water worden in het algemeen hoge verdichtingsgraden bereikt. Soms, bij diepere oevers, wordt gespoten in een onderwaterstort. Indien geen perskaden worden gebruikt, vloeit het zand onder relatief flauwe hellingen uit. Bij deze werkwijze ontstaan er losse (verwekingsgevoelige) pakkingen. Onder water storten van zand wordt daarom niet aangeraden.

Het is beter om eerst tot boven (laag)water een vloer van grof materiaal te leggen en zand in het bovenwaterstort zo goed mogelijk te verdichten.

Consequenties van de wijze van grondverzet voor de stabiliteit

Bij het spuiten in een bovenwaterstort zijn vanuit grondmechanisch oogpunt een aantal punten anders dan bij het ophogen in den droge:

• Het tempo van ophogen ligt dikwijls veel hoger dan bij droog inrijden.
• Het stort is waterverzadigd, waardoor vanuit het stort water binnendringt in het (oude) dijklichaam en de perskaden.
• De werkwijze is bij hydraulische verwerking minder flexibel dan bij droog inrijden, waardoor de mogelijkheid kleiner is om effectief in te grijpen bij onverwachte waterspanningsontwikkelingen.

De stabiliteit van de grondconstructie, inclusief eventuele hulpconstructies zoals een perskade, dient in alle stadia te zijn gewaarborgd. Dit kan gevolgen hebben voor het ruimtebeslag of het materiaalgebruik, welke tijdig moeten zijn onderkend. Ter verbetering van de stabiliteit bij opspuiten van zand kunnen diverse maatregelen worden toegepast. Gedacht kan worden aan een folie om een perskade van klei af te dekken, waarmee kan worden voorkomen dat de perskade geheel verweekt. Een snelle afvoer van het overtollige water beperkt risico’s. De waterstand in het stort vormt namelijk een belasting (eigen gewicht) in de actieve zone van een eventuele afschuiving. Ook beperkt snelle afvoer van het stortwater de infiltratie naar de omgeving. Beiden hebben grote invloed op de stabiliteit.

De fasering van het werk zal meestal van te voren op basis van berekeningen plaatsvinden. De uitvoeringsmethode, de tijd die nodig is voor de ophoging en de capaciteit van het materieel kunnen hieruit worden afgeleid. In de berekeningen kan desgewenst rekening worden gehouden met maatregelen om de benodigde tijd te verkorten, zoals extra drainage of bronbemaling. Controle tijdens de uitvoering van de uitgangspunten, die in de berekeningen zijn gebruikt, blijft altijd nodig. Omdat bij het spuiten de belastingtoename veel groter is dan bij een ophoging in den droge, kunnen de waterspanningen in de ondergrond snel oplopen. Zonder een zeer intensieve bewaking van de uitvoering is tijdig ingrijpen niet mogelijk.