Gevolgen van dijkversterking voor gebouwen - Niet waterkerende objecten

Niet alleen ter plaatse van een dijkophoging kunnen zettingen optreden, maar ook door de spreiding van de belasting kunnen ze in zones voorkomen, die grenzen aan de ophoging, naar eerste schatting tot een breedte van 1 à 2 maal de dikte van het samendrukbare pakket. Dit kan vooral van belang zijn wanneer in de onmiddellijke nabijheid bebouwing voorkomt.

Op staal gefundeerde bebouwing

Het meest gebruikte criterium is het te verwachten zettingsverschil over de eerste 5 m achter de bovengenoemde gevel van het gebouw, uitgedrukt in een zettingshelling of hoekverdraaiing. Om een onderscheid te kunnen maken in de ernst van de te verwachten schade, worden de opstallen in de buurt van een dijkwerk ingedeeld in schadecategorieën. Een gangbare indeling is de volgende:

• geen schade; zettingshelling 1:500;
• esthetische schade; zettingshelling 1:500 - 1:250; kans op eenvoudig repareerbare schade;
• constructieve schade; zettingshelling 1:250 a 1:100; kans op grotere repareerbare schade, geen risico voor de bewoners;
• gebruikersschade; zettingshelling groter dan 1:100; kans op ernstige schade, risico’s voor bewoners niet uitgesloten.

Voor zeer kwetsbare of waardevolle bebouwing wordt ook wel een zettingshelling van 1:1000 of flauwer als criterium gehanteerd. Voor de vaststelling van de schadecategorieën speelt naast de zettingshelling ook de absolute waarde van de zetting een rol en andere dan grondmechanische overwegingen, zoals bijvoorbeeld initiële scheefstand, de constructieve staat en de waarde van het betreffende object.

Op palen gefundeerde bebouwing

Bij bebouwing op palen zijn 2 aspecten relevant: de horizontale paaldruk en negatieve kleef.

Horizontale paaldrukken

Met name in de zones vlak langs de nieuw te maken dan wel de te versterken dijken kunnen behalve verticale verplaatsingen door zettingen ook horizontale verplaatsingen optreden, zoals gezegd tot een breedte van ongeveer twee maal de dikte van het samendrukbare pakket. Dit is vooral van belang voor de paalfunderingen onder aangrenzende bebouwing. Zulke funderingen bestaan vooral bij oudere bebouwing veelal uit houten palen, al dan niet met een betonoplanger. Nieuwere bebouwing en bedrijfspanden zijn vaak gefundeerd op betonpalen van uiteenlopend type. Geringe grondverplaatsingen kunnen door de relatief grote stijfheid van met name betonpalen tot grote horizontale belastingen op de palen leiden, en de fundering beschadigen, zowel de palen zelf als de balken.

Vaak wordt voor de oplossing van dit probleem nog teruggegrepen op de volgende methode, die uit twee componenten bestaat (CIAD, 1979):

1. Ter plaatse van de beschouwde paal wordt de horizontale grondverplaatsing berekend, en de toename van de horizontale grondspanning die ontstaat ten gevolge van het aanbrengen van de ophoging. Voor de berekeningen staan zowel analytische als eindige elementen methoden ter beschikking.
2. Vervolgens wordt nagegaan in hoeverre die paal de berekende grondverplaatsing wil verhinderen. Door de stijfheid van de paal in te voeren kan worden berekend welke horizontale druk op de paal zal werken. Uitgaande van deze druk kan het buigend moment in de paal worden berekend. Hierbij moet worden ingeschat wat de oplegcondities van de paal zijn, zowel bij de paalpunt als ter plaatse van de inklemming in de funderingsbalken.

Naast bovengenoemde methode staat ook een eindige elementen methoden direct ter beschikking.

Voorwaarde bij het maken van alle berekeningen is wel dat het paaltype, de lengte van de paal en het niveau van de overgang van funderingsbalk en paal bekend zijn; zeker bij oudere bebouwing is dat lang niet altijd het geval. Toetsing van de berekende krachten en momenten aan de toelaatbare krachten en momenten geeft aan of schade aan de constructie te verwachten is. Bij bebouwing die op palen is gefundeerd wordt niet gewerkt met een verwachte schadecategorie; er wordt slechts beoordeeld of de palen de belasting kunnen weerstaan of niet.

Negatieve kleef

In principe zal zetting van de ondergrond ter plaatse van op palen gefundeerde bebouwing leiden tot negatieve kleef op deze palen. Bij de berekening van de negatieve kleef en bij de beoordeling of die toelaatbaar is, doet zich vaak een probleem voor. Dikwijls is immers niet bekend welk type palen is toegepast, en hoe diep de palen in de vaste zandlaag zijn geheid. In de meeste gevallen worden de palen in zettingsgevoelige gebieden wel op negatieve kleef berekend, maar ten gevolge van ophoging kan een grotere negatieve kleef optreden. De berekening van negatieve kleef wordt onder andere behandeld in NEN6743-1.

Constructieve maatregelen

Als de te verwachten schade voor een pand onaanvaardbaar is, moeten compenserende maatregelen worden getroffen of een ander dijkontwerp worden gekozen. In een aantal gevallen zal een verschuiving van de as van de nieuwe dijk ten opzichte van de as van de bestaande dijk, of zelfs een dijkverlegging mogelijk zijn. Men kan echter ook proberen:

• lichter ophogingsmateriaal te gebruiken in de kern van de dijk, bijvoorbeeld Flugsand in plaats van ophoogzand; toepassing van licht ophogingsmateriaal bij dijkverbeteringen is echter alleen acceptabel bij binnenwaartse dijkverbeteringen;
• een damwand te plaatsen tussen de ophoging en het te beschermen object;
• een paalfundering aan te brengen: hierbij wordt onder een op staal gefundeerd gebouw een stijf balkenrooster of een gewapend betonnen
• vloer aangebracht, waar onder in de grond vervaardigde palen worden ingebracht; daarna kan het pand eventueel nog worden opgevijzeld;
• een oude paalfundering onder het object te versterken, zodat die de te verwachten spanningen wel kan doorstaan;
• een bijzondere waterkerende constructie toe te passen, waaronder ook innovatieve technieken of INSIDE technieken verstaan kunnen worden (zie Bijlage 6 bij de Leidraad Rivieren (ENW, 2007).