Wanneer de kwelweg zuiver horizontaal loopt, kunnen de modellen van Bligh en van Sellmeijer gebruikt worden. In dit artikel wordt aangegeven wanneer welk model van toepassing is.

Voor situaties waarbij sprake is van een volledig horizontale kwelweg én de kwelstroom loopt in één richting wordt het model van Sellmeijer gebruikt. Indien sprake is van een volledig horizontale kwelweg en de kwelstroom loopt niet in één richting – bij de aanwezigheid van kwelschermen – dan wordt in eerste instantie het model van Bligh gebruikt. Als met het model van Bligh niet kan worden aangetoond dat de faalkans verwaarloosbaar klein is, dan kan het model van Sellmeijer gebruikt worden om dit alsnog aan te tonen. De verwachting is overigens dat dit in de praktijk weinig soelaas zal bieden.

Toelichting bij toepasbaarheid model van Sellmeijer

Het model van Sellmeijer is onverkort toepasbaar voor de volgende situaties:

• Kwelweg onder het kunstwerk (onderloopsheid) indien er geen onderloopsheidschermen aanwezig zijn en de aansluiting tussen constructie en zandlaag goed is (geen spleten).
• Kwelweg naast het kunstwerk (achterloopsheid) indien er geen achterloopsheidschermen aanwezig zijn.

Indien de kwelweg onder of naast een kunstwerk loopt waarbij kwelschermen aanwezig zijn, is het model van Sellmeijer niet onverkort toepasbaar. Het model van Sellmeijer is bedoeld voor horizontale grondwaterstroming in één richting. Dit is het geval als de kwelweg onder het kunstwerk door loopt of langs het kunstwerk bij een kunstwerk zonder kwelschermen. In deze situaties is het model van Sellmeijer dus onverkort van toepassing.

Bij kunstwerken zijn echter bijna altijd kwelschermen aanwezig onder en naast het kunstwerk. Hierdoor wordt de kwelstroom gedwongen van richting te veranderen, waardoor de kwelweg langer wordt en de weerstand tegen piping toeneemt. Dit effect kan niet worden gekwantificeerd en meegenomen in het model van Sellmeijer. Onder verwaarlozing van de aanwezigheid van de kwelschermen is wel sprake van horizontale grondwaterstroming in één richting. Het model van Sellmeijer kan dan ook toegepast worden om te proberen alsnog aan te tonen dat de faalkans verwaarloosbaar klein is als dat met het model van Bligh niet gelukt is.

Toelichting bij toepasbaarheid model van Bligh

In het Onderzoeksrapport zandmeevoerende wellen [Förster, et al., 2012] is geconcludeerd dat het model van Bligh niet onder alle omstandigheden voldoende veiligheid biedt bij dijken. Dit is reden geweest om Bligh te schrappen en te vervangen door Sellmeijer of (indien Sellmeijer niet kan worden toegepast) Lane­^[1]. Dit is echter geheel gebaseerd op onderzoek bij dijken. Bij kunstwerken is door de aanwezigheid van kwelschermen sprake van een ander grondwaterstromingsbeeld dan bij dijken. Voor kunstwerken met kwelschermen kunnen de ervaringen bij dijken daarom niet onverkort worden overgenomen.

Omdat geen specifiek onderzoek naar achterloopsheid bij kunstwerken gedaan is, zou met een schuin oog naar praktijkwaarnemingen kunnen worden gekeken. In Nederland zijn veel kunstwerken gerealiseerd waarbij de lengtes van de achterloopsheidschermen zijn ontworpen met Bligh. Er zijn geen bezwijkgevallen bekend van kunstwerken op achterloopsheid waarbij de kwelschermen zijn ontworpen met Bligh. In de wetenschap dat (met name in regionale keringen maar ook wel in primaire keringen) veel kunstwerken een (bijna) maatgevende belasting hebben ondergaan, kan voorzichtig worden geconcludeerd dat de regel van Bligh voor kunstwerken in ieder geval niet evident onveilig is geweest. Omdat een beter model momenteel niet voorhanden is, is binnen het programma Beoordelings- en Ontwerpinstrumentarium (BOI) besloten het model van Bligh vooralsnog te handhaven voor de situatie waarbij de kwelweg volledig horizontaal loopt en er kwelschermen aanwezig zijn.

Resumé

Resumerend is binnen het WTI2017 de volgende keuze gemaakt:

• Voor situaties waarin sprake is van horizontale grondwaterstroming in één richting (dus géén onder- en achterloopsheidschermen) is de situatie bij kunstwerken volledig analoog aan de situatie bij dijken. Daarom mag het model van Bligh niet worden toegepast voor situaties waarin de kwelweg onder (onderloopsheid) het kunstwerk door gaat of naast (achterloopsheid) het kunstwerk loopt én er geen achterloopsheidschermen aanwezig zijn.
• Gebaseerd op de praktijkervaring lijkt het erop dat de methode van Bligh wel voldoende veiligheid biedt voor de situatie achterloopsheid bij kunstwerken mét een achterloopsheidscherm en daarom in deze situatie wel kan worden toegepast. Dit is mede ingegeven doordat er geen beter model beschikbaar is. Eventueel kan het model van Sellmeijer toegepast worden, waarbij dan geen rekening wordt gehouden met de achterloopsheidschermen.

Voor kunstwerken met achterloopsheidschermen wordt dus voorgesteld om, in afwijking van hetgeen over het model van Bligh staat geschreven in het Onderzoeksrapport zandmeevoerende wellen [Förster, et al., 2012], het model van Bligh wél te gebruiken.

^[1] In paragraaf 5.8 van het Onderzoeksrapport wordt voor situaties met een volledig horizontale kwelweg alleen de rekenregel van Sellmeijer benoemd als zijnde van toepassing. In paragrafen 5.3.4 en 6.3.5 wordt echter gesteld dat de methode van Lane in alle gevallen mag worden toegepast, met name in gevallen waarin Sellmeijer niet kan worden toegepast.