Waarin:

φ_o Stijghoogte ter plaatse van de onderkant van het kwelscherm [m t.o.v. NAP].

h_p Polderpeil (vrije waterspiegel of maaiveld) [m t.o.v. NAP].

d Diepte van het kwelscherm [m].

γ' Ondergedompeld volumegewicht van de grond [kN/m³].

γ_w Volumegewicht van het (grond)water [kN/m³].

γ_k Volumegewicht van het korrelmateriaal (= 26) [kN/m³].

n Porositeit in de zandlaag [-].

Het uittredeverhang i is sterk afhankelijk van het optredende verval over het kunstwerk en de geohydrologische configuratie en de plaats en diepte van eventuele kwelschermen.

Het kritieke verhang i_c is afhankelijk van de porositeit (zie formules 2 en 3). Uitgaande van een volumegewicht van de korrel van γ_k = 26,5 kN/m³ en een volumegewicht van water γ_w = 10,0 kN/m³, dan varieert het kritieke verhang afhankelijk van de porositeit n tussen 0,83 (n = 0,5) en 1,16 (n = 0,3). Als regel (voor het eerst opgenomen in [TAW, 1987] wordt op grond van praktijkervaringen een veilige toelaatbare waarde aangehouden van i_c = 0,5. Dat zou betekenen dat de veiligheidsfactor γ tussen 1,66 en 2,32 ligt. Door de in de praktijk aanwezige heterogeniteit van de ondergrond wordt deze theoretische veiligheid (homogene grond) echter veelal niet behaald.

Voor kunstwerken op een zandige ondergrond met kwelschermen wordt aangenomen dat wanneer het (verticale) uittredeverhang i groter is dan 0,5 zandmeevoerende wellen ontstaan en een verdergaande controle op piping vereist is. Afhankelijk van de gegradeerdheid en pakking van de zandlaag nabij het uittreepunt kunnen grotere toelaatbare verhangen dan 0,5 worden toegestaan. Daartoe zijn dichtheidsmetingen van de zandlaag nodig. In het Onderzoeksrapport Zandmeevoerende wellen [Förster, et al., 2012] wordt hiervoor verwezen naar Bijlage A. Concrete aanwijzingen hieromtrent zijn echter niet opgenomen in deze bijlage. Nader onderzoek op dit punt is nodig indien optimalisatie van het heave-criterium gewenst is.

^[1] Deze rekenwaarde voor het kritieke verhang is hoger dan bij dijken. Het verschil tussen heave achter een kwelscherm en heave over een deklaag is dat er bij een kwelscherm altijd een verticaal pad moet ontstaan door het aanwezige zand. Dit vergt fluïdisatie van het zandpakket benedenstrooms van het kwelscherm, waarvoor de benodigde gradiënt circa 1 is. Hierop is een veiligheidsfactor van circa 2 toegepast, hetgeen resulteert in een kritieke gradiënt van 0,5. Bij een deklaag wordt de ontstane scheur gevuld met een vloeibaar zand-water mengsel: deze scheur is in beginsel vrijwel nooit volledig gevuld met gepakt zand. Hierdoor kan de watersnelheid door de deklaag dermate groot worden dat het gat min of meer wordt schoongespoeld, hetgeen resulteert in een kleiner kritiek verhang.