Bestaand dijkmateriaal vervangen - Overzicht geïnventariseerde constructies

Wanneer een bestaande dijk niet voldoet aan de gestelde eisen kan het materiaal uit de dijk worden vervangen door een materiaal dat wel aan de eisen voldoet. Om dit te bereiken zal eerst de bestaande dijk geheel of gedeeltelijk moeten worden afgegraven. Er moet wel worden nagegaan of in de nieuwe situatie de kans op het optreden van andere faalmechanismen niet is toegenomen.

Zandkern vervangen door klei

• omschrijving: De kern van de bestaande dijk, bestaande uit zand, wordt vervangen door klei;
• doel: De dijk minder doorlatend maken en daardoor de microstabiliteit vergroten;
• duurzaamheid: Duurzaam;
• invloed op de omgeving: Natuurlijk aanzicht en sparen bebou­wing;
• uitvoering: Na (gedeeltelijk) afgraven bestaande dijk kan klei worden aangebracht en verdicht;
• kostenindicatie: Kosten materiaal gering, grondverzet duur;
• herstelbaarheid: Eenvoudig herstelbaar;
• ervaring: Geen specifieke ervaring;
• onderhoud: Geen;
• uitbreidbaarheid: Eenvoudig uitbreidbaar;
• ontwerpaspecten: Aansluiting van de kleikern aan de onder­grond.

Kern vervangen door licht materiaal

omschrijving: De kern van een bestaande dijk, gebouwd op een samendrukbare en slecht draagkrachtige ondergrond kan worden vervangen door een verhoudingsgewijs licht materiaal. Te noemen vallen de volgende materialen:

• Flugsand, een licht vulkanisch materiaal met een hoge interne haakweerstand.
• Geëxpandeerde kleikorrels. Dit zijn korrels die ontstaan door gasbelvorming in klei tijdens het bakken van klei. Daardoor ontstaan holle bolletjes met een dunne schil van gebakken klei. Het materi­aal gedraagt zich als een loskorrelig materiaal.
• Schuimbeton, een beton dat door schuimvorming veel holle ruimte bezit, het is een licht en stijf materiaal.
• Polystyreen, een extreem licht materiaal. Door het bijzonder lage volumegewicht is een met polysty­reen opgebouwde dijk niet bestand tegen horizonta­le waterdrukken en zal bij een hoge waterstand de kern opdrijven als onvoldoende ballast op het polystyreen is aangebracht. Het materiaal is daar­door niet geschikt voor toepassing in een dijk. Het materiaal is daarom niet in dit rapport opgenomen.
• doel: Verbeteren macrostabiliteit;

• duurzaamheid: Flugsand is een duurzaam materiaal. Geëxpandeer­de kleikorrels zijn duurzaam onder normale omstandigheden. Het gedrag van schuimbeton op de lange termijn is niet voldoende bekend;
• invloed op de omgeving: Met lichte materialen kan een steun­berm worden uitgespaard of kan de dijk worden opgehoogd zonder verbreding van het dijklichaam en kan de achterliggende bebou­wing worden gespaard;
• uitvoering: De dijk zal eerst (gedeeltelijk) moeten worden afgegraven, vervolgens wordt flugsand aangebracht en verdicht, of worden de geëxpandeerde kleikorrels aangebracht en ingepakt in een geotextiel of wordt schuimbeton aangebracht;
• kostenindicatie: Flugsand is enkele malen duurder dan zand, geëxpandeerde kleikorrels zijn circa 5 tot 6 maal duurder, terwijl schuimbeton ongeveer 20 maal duurder is;
• herstelbaarheid: Een dijk opgebouwd uit flugsand is goed herstelbaar.Een dijk opgebouwd uit geëxpandeerde kleikorrels is herstelbaar, de omvang van de herstelwerkzaamheden is verhoudingsgewijs groter. Schuimbeton kan worden gerepareerd;
• ervaring: Flugsand wordt regelmatig in dijken toegepast. Er is op beperkte schaal ervaring met geëxpandeerde kleikorrels in dijken en/of kaden. Er is geen ervaring met schuimbeton in dijken;
• onderhoud: Flugsand vereist geen onderhoud. Geëxpandeerde kleikorrels vragen geen onderhoud. Schuimbeton vraagt contro­le.
• uitbreidbaarheid: Uitbreiding van een dijkvak met geëxpandeerde kleikorrels vereist een goede aansluiting van het geotex­tiel. Bij aansluiting aan het schuimbeton zullen maatregelen moeten worden getroffen;
• ontwerpaspecten: Flugsand kan zonder speciale eisen worden toegepast. Geëxpandeerde kleikorrels vragen aandacht voor wateropname in een natte omgeving, waterstroming door de dijk en uitspoeling van grond. Bij schuimbeton moet aandacht worden geschonken aan vochtopname en het optreden van ongelijkmatige zettingen die de constructie niet in staat is te volgen.

Wapenen met geotextielen/geogrids

• omschrijving: Geotextielen en geogrids worden gebruikt als wapening onder een ophoging of dijklichaam op een weinig draagkrachtige ondergrond. Een tweede toepassing is te vinden in het opzetten van steile taluds waarbij de geotextielen of geogrids het grondlichaam verankeren aan het achterliggende grondlichaam.
• doel: Verbeteren van de macro stabiliteit of versteiling van een talud;
• duurzaamheid: Beperkt duurzaam tot duurzaam;
• invloed op de omgeving: Steilere taluds mogelijk, mogelijk voorkomen steunbermen en afbraak bebouwing;
• uitvoering: Afgraven van (een deel van) de bestaande dijk, aanbrengen van het geotextiel grid en opnieuw opbouwen van het dijklichaam, danwel het opstellen van een steunconstructie, uitleggen van het geotextiel of geogrid, aanbrengen van een laag zand en verdichten, omvouwen van het geotextiel of geogrid naar achteren, aanbrengen van een volgende laag geotextiel of geogrid en aanbrengen van de volgende laag zand. Na afloop kan de steunconstructie worden verwijderd en kan het steile talud worden afgedekt of bekleed;
• kostenindicatie: De kosten van geotextielen zijn relatief gering;
• herstelbaarheid: Een geotextiel is niet te herstellen, het kan slechts worden vervangen;
• ervaring: Beperkte ervaring met geotextielen als wapening onder dijken, geen ervaring in Nederland met geotextielen of geogrids in taluds van dijken;
• onderhoud: Geen onderhoud;
• uitbreidbaarheid: Steil talud kan niet worden verhoogd;
• ontwerpaspecten: Verandering van de eigenschappen van de ondergrond in de tijd en/of het lange duur gedrag van kunststoffen, bescherming tegen aantasting en vandalisme.

Zand-garen composities

• omschrijvinq: Een zand-garen composiet wordt gemaakt door een grote hoeveelheid dunne kunststofgarens in een sinusvormige beweging uit te spuiten tijdens het strooien van zand. Het zand is daardoor ingebed in een groot aantal draden in verschillende richtingen. De draden worden door de onderlinge korreldruk verankerd in het korrelpakket.
• doel: Steilere taluds;

• duurzaamheid: De duurzaamheid is afhankelijk van het type gebruikt garen, niet bestand tegen oliën en chemicaliën;
• invloed op de omgeving: Het talud kan worden versteild waardoor bebouwing kan worden gespaard, terwijl de dijk een groen uiterlijk behoudt;
• uitvoering: Voor het aanbrengen is een beperkte ontgraving vereist;
• kostenindicatie: Het aanbrengen van het materiaal is relatief duur;
• herstelbaarheid: Eenmaal verbroken samenhang kan niet worden hersteld;
• ervaring: Geen ervaring met dijken, beperkte ervaring onder Nederlandse omstandigheden;
• onderhoud: Geen onderhoud zand-garen composities;
• uitbreidbaarheid: Op het aanwezige materiaal kan worden verder gebouwd, echter samenhang tussen reeds aanwezig en nieuw aangebracht materiaal is niet te verkrijgen;
• ontwerpaspecten: Bescherming tegen aantasting mechanische
  beschadiging en vandalisme.

Kleikern vervangen door zand

• omschrijving: Vervangen van een kern van klei, die relatief slecht doorlatend is, door beter doorlatend zand;
• doel: Door beinvloeding van de grondwaterstroming het voorko­ men van de aanleg van een pipingberm;
• duurzaamheid: Duurzaam;
• invloed op de omgeving: Handhaven bebouwing, handhaving oorspronkelijk dijkprofiel;
• uitvoering: De bestaande dijk moet worden afgegraven, waarna de dijk opnieuw kan worden opgebouwd met zand;
• kostenindicatie: Materiaalkosten zijn gering, de kosten van grondverzet zijn hoog;
• herstelbaarheid: Eenvoudig herstelbaar;
• ervaring: Veel ervaring;
• onderhoud: Geen;
• uitbreidbaarheid: Uitbreidbaar;
• ontwerpaspecten: Grondwaterstroming, microstabiliteit.

Kern stabiliseren

• omschrijving: Een kern van zand kan worden gestabiliseerd met cement. Daardoor is het mogelijk aanzienlijk steilere taluds toe te passen. Tevens neemt de doorlatendheid van het materi­aal af. Een kern van klei kan van zichzelf voldoende steil worden uitgevoerd;
• doel: Handhaven of versteilen taluds waardoor achterliggende bebouwing kan worden gehandhaafd en het aanzicht van de dijk kan worden bewaard;
• duurzaamheid: Duurzaam, op lange termijn kan enige uitloging plaatsvinden;
• invloed op de omgeving: Er kunnen relatief steile taluds worden opgebouwd met handhaving van het oorspronkelijke karakter, bebouwing kan worden gespaard;
• uitvoering: De bestaande dijk moet worden ontgraven om het bindmiddel te kunnen toevoegen. Bij plaatselijke stabilisatie kan met mixapparatuur vanaf het oppervlak worden gewerkt zoals dat gebeurt bij de fabricage van kalk en cementpalen. De stabilisatie kan ook worden uitgevoerd door een cementslurry onder hoge druk in het zandmassief te spuiten. De kwaliteit van de injectie hangt in sterke mate af van de doorlatendheid van zand. In slecht doorlatende, fijne en relatief slibrijke zanden zijn de resultaten slecht;
• kostenindicatie: De kosten van het mengen kunnen vrij snel oplopen;
• herstelbaarheid: Mits toegankelijk, kan nieuw materiaal worden aangebracht dat zich hecht aan het oude materiaal;
• ervaring: Er is ervaring met stabilisatie van zand en cement, echter niet in dijken;
• onderhoud: Geen onderhoud;
• uitbreidbaarheid: De stabilisatie is uitbreidbaar, echter niet onder de reeds gestabiliseerde lagen;
• ontwerpaspecten: Stijfheid van het gestabiliseerde materiaal en de kans op het optreden van ongelijkmatige zettingen, scheurvorming en stroming van grondwater.