Constructieve elementen - Toepassen van bijzondere constructies

• 1. 1. 5.6. I Algemeen

        Onder constructieve elementen wordt verstaan elementen van kunststof, hout, staal en/of beton die in een zodanige vorm zijn toegepast dat ze een bijdrage kunnen leveren aan de waterkerende functies van de waterkering. Er zijn een aantal soorten constructies, die min of meer op hetzelfde principe berusten, maar verschillen in uitvoering en wijze van berekenen. Bij deze opsomming worden een aantal constructies bij elkaar genomen, die in de uit­ werking in bijlage 5 apart worden behandeld.

        1. Damwand/keermuur

           Een damwand of keermuur is een stijve constructie van staal of beton, uitge­ 85

           voerd als muur, die in staat is grond en water te keren.

           

           Figuur 22. Erosiescherm i.p.v. v.erflauwing buiitentalud en amoveren woning

           

           Figuur 23. Stabiliteitsscherm i.p.v. stabi/iteitsberm en amoveren woning

           Het doe! van de aanleg van een damwand of keermuur in of nabij een dijkli­ chaam kan zijn:

           • macrostabiliteit verhogen;

           • vergroten van de kerende hoogte;

           • grondwaterstroming verhinderen of beperken;

           • erosie door over- of langsstromend water voorkomen.

  Het ontwerp en de plaatsing van een damwand of keermuur is in Nederlandse omstandigheden een algemeen gangbare methode. Echter, bij toepassing in dijkconstructies spelen naast de algemene ontwerpaspecten met name de inpassing in het profiel een belangrijke rol.

  Een damwand zal worden ingedrukt, geheid of getrild. Drukken en heien ver­ lopen vaak moeizaam in dijken waar in het verleden vaak puin in is verwerkt. Heien levert bovendien hinder en kans op schade op voor nabijgelegen bebouwing. Bij het trillen is de kans op schade het geringste bij gebruik van

  86hoog frequente trilblokken.

  Damwanden en keermuren worden in het algemeen toegepast op plaatsen waar onvoldoende ruimte is voor ophogen en verbreden. Dit houdt in dat de werkruimte voor het installeren van de damwanden/keermuren gering is. Sams zal moeten worden gewerkt met aangepaste apparatuur.

  Bij de inpassing van de damwand/keermuur in het dwarsprofiel meet reke­ ning warden gehouden met een minimale afstand tot de bebouwing. Een minimale afstand is circa 2 m. Daarnaast moet er voldoende ruimte zijn om kabels en leidingen te kunnen aanleggen, ophalen en vervangen. Het aantal doorvoeren door de wand moet tot een minimum worden beperkt. Verder verdient het voorkeur een damwand of keermuur aan de rand van een even­ tueel aanwezig wegdek te situeren. Wanneer dit niet mogelijk is, zal na ver­ loop van tijd door zetting de wand zich hinderlijk in het wegdek aftekenen. Bij de toepassing van een damwand als erosiescherm meet de damwand er

  op worden ontworpen dat bijvoorbeeld na erosie aan de buitenzijde van de

• dijk de damwand iri staat is voldoende veiligheid te bieden in een ontgron­ de situatie. Het erosiescherm zal om die reden een onderdeel van het beoordelingsprofiel vormen.

Tenslotte moet in het ontwerp rekening worden gehouden met corrosie gedurende de levensduur en moet men afwegen reeds nu te investeren in

een zwaarder of langer profiel om aan het eind van de huidige ontwerpperio­ de te kunnen voldoen aan de te verwachten extra eisen voor de daarop vol­ gende periode.

Een damwand of keermuur is te bestempelen als een dure constructie.

1. 1. 1. Gewapende verticale grondconstruaies

         Een gewapende verticale grondconstructie is een keermuur opgebouwd uit verticaal geplaatste betonplaten die zijn verankerd met horizontale strippen aan het achterliggende grondmassief. De kracht wordt geleverd door wrijving tussen verankeringsstrip en grond. Het wapeningsprincipe is hetzelfde als dat bij geotextielen of geogrids (paragraaf 5.2.3), maar daar gaat het om een hel­ lend talud. Met een gewapende verticale grondconstructie kan men een verti­ caal talud vervaardigen om daarmee bij het ophogen van en dijk verbreding

         te voorkomen; landschappelijk zal deze oplossing echter zelden aantrekkelijk

         zijn.

         Het gedeelte van de dijk waarin de verankering moet worden aangebracht wordt ontgraven. De verticale platen worden geplaatst. Ze worden daarbij tijdelijk ondersteund door een hulpconstructie. De verankeringsstrippen worden nu uitgelegd. De grond wordt vervolgens in lagen op de veranke­ ringsstrippen aangebracht en verdicht.

         De wand is in staat beperkte deformaties van de ondergrond te volgen, maar 87

         kan geen al te grote ongelijkmatige zettingen opnemen. Verder moet de ondergrond voldoende draagkrachtig zijn om het massief, bestaande uit bekledingselementen, strippen en de grond tussen de strippen te dragen zon­ der verlies aan stabiliteit. Bij het ontwerp moet men aandacht besteden aan

         

         Figuur 24. Wand van gewapend beton in plaats van verflauwing buitentalud en amoveren woning

         mogelijke opbouw van waterspanning achter de muur, lekkage tussen de ele­ menten en uitspoeling van zand uit het achterliggende massief. Met toepas­ sing van geotextielen en drainagematten kan dit soort problemen warden ondervangen.

         Een verticale wand van gewapende grand is eveneens een dure constructie.

      2. Gabions

Gabions of steenkorven zijn worsten of rechthoekige blokken gevuld met steen en omgeven door gazen of kunststof netstructuren. De blokken of worsten met steen warden op een talud aangebracht of op elkaar gestapeld. Uitgevoerd als keermuur kunnen ze het achterliggende grondlichaam keren. In dit geval gaat het uitsluitend om de op elkaar gestapelde gabions. Uitgelegd op het talud wijken ze in feite nauwelijks af van een normaal uitgevoerde steenbestorting. Met een op deze wijze opgebouwde keermuur kan een dijk warden verhoogd zonder dat verbreding is vereist. De gabions kunnen tevens dienst doen als golfwering.

De gabions kunnen elders vooraf warden geprefabriceerd. Na het gereedma­ ken van de bouwplaats op de dijk kunnen de gabions warden aangevoerd en geplaatst.

De stenen in de gabions zijn duurzaam, de duurzaamheid van de gazen of kunststof netstructuren hangt af van het type kunststof en de dikte van de draad. Bij beschadiging van het gaas of de kunststof korf kan dit in het alge­ meen niet warden hersteld. De korf zal dan moeten warden vervangen. Verder moeten maatregelen warden genomen om uitspoelen van het achter­ liggende zand in de korven te voorkomen. Een geotextiel kan deze uitstro­

ming voorkomen.

88

De kosten van gabions zijn vergelijkbaar met kosten van een steenbestorting.

5.6.5 Diepwandlkistdam

Een diepwand is een in situ gemaakte of een prefab betonmuur. Het principe van de diepwand als constructie in de dijk is vergelijkbaar met het principe van de damwand in het midden van de dijk.

De kistdam bestaat uit een tweetal evenwijdige damwanden die een tussen­ liggende grondmassief opsluiten. De kistdam is een samenspel van damwand en grondmassief, de damwanden staan op een zodanige afstand dat ze elkaar benvloeden. De tussenliggende grand moet relatief stijf zijn, slappe klei is daarvoor niet geschikt. De wanden zullen onderling verbonden zijn.

Een kistdam of diepwand is een oplossing voor situaties waar aan beide zij-

. den· van de dijk bebouwing aanwezig is. Het beoordelingsprofiel kan bij toe­ passing van een diepwand of kistdam in hoofdzaak beperkt blijven tot deze constructies zelf. Een kistdam of diepwand zal de kerende hoogte zonodig kunnen vergroten (landschappelijk aspect), de macrostabiliteit vergroten en grondwaterstroming voorkomen of beperken.

Bij een diepwand wordt met behulp van grijpers een sleuf tot de gewenste diepte gegraven. De sleuf wordt met behulp van een bentonietspoeling open gehouden. Daarna wordt wapening aangebracht en wordt de bentoniet ver­ vangen door beton of warden de prefab elementen neergelaten.

Damwanden warden in het algemeen ingetrild of soms geheid. Voor het plaatsen van een kistdam of diepwand is groot materieel vereist. De aspecten die hierbij en rol spelen zijn reeds genoemd bij de paragraaf over damwan­ den/keermuren. Bij de fabricage van diepwanden heeft men bovendien te maken met de aanvoer, menging, het verpompen, terugwinnen en schoonma­ ken van de bentonietslurry. Dit geeft hinder en vraagt extra ruimtebeslag bij de uitvoering

De inpassing in het dwarsprofiel is zo mogelijk nog lastiger dan bij een enkele damwand of keermuur. Bij de plaatsing van een kistdam moeten er twee damwanden warden geplaatst, waarbij de onderlinge afstand al in grote lijnen vastligt. Bij een diepwand is meer werkbreedte vereist en moet de standze­ kerheid van de sleuf nabij de bebouwing voldoende zijn gewaarborgd.

89

Figuur 25. Kistdam in plaats van verflauwen buitentalud en amoveren woning bui­ tendijks en amoveren woning binnendijks

5.6.6. Groundnailing

Groundnailing is een vorm van verankering waarbij de nails in de vorm van staven, eventueel aan de bovenzijde vastgemaakt aan betonnen platen, onder een helling of verticaal in een bestaand grondmassief warden ingebracht. Bij hoge waterstand onder de klei- en veenlagen kan door verankering van de platen aan het onderliggende zandmassief opdrijven van de lagen warden voorkomen. Door middel van het aantrekken van de nails kan bovendien een voorspanning op het onderliggende grondpakket warden uitgeoefend, die een soortgelijke uitwerking heeft als het aanbrengen van een bovenbelasting. De korrelspanningen wordt daardoor verhoogd, dit komt de macrostabiliteit ten goede.

De spanning in de staven moet regelmatig warden gecontroleerd en zonodig moeten de staven weer op spanning warden gebracht ingeval het de bedoe­ ling is een voorbelasting op de ondergrond uit te oefenen. De uiteindelijke verbetering van de ondergrond is blijvend.

Er bestaat enige ervaring met groundnailing, echter niet in dijken. Een verge­ lijkbare methode, de toepassing van groutankers, is in Nederland op grater schaal bekend. Toepassing van groundnailing in dijken is alleen te overwegen indien een goede controle en monitoring wordt opgezet en men voldoende inzicht heeft in het consolidatiegedrag van de samendrukbare lagen, de te verwachten zettingen en de wrijving tussen staaf en grand.