Invloeden van bebouwing - Bebouwing op waterkeringen

Voor de waterkering is een aantal factoren van essentieel belang namelijk:

• belastingen;
• geometrie;
• grondgedrag;
• waterspanningsverloop;
• erosie.

Bebouwing heeft invloed op al deze factoren. Daarbij is de plaats van bebouwing in het profiel van belang.

Belastingen

Door de aanwezigheid van bebouwing kunnen er extra belastingen op een dijklichaam optreden (zie figuur 14) [18], [22], [27] en [28]. Van deze belastingen is weinig bekend en dijklichamen zijn meestal niet op deze belastingen ontworpen of gecontroleerd. De volgende belastingen zijn aan te geven:

• extra belasting door eigen gewicht van de bebouwing
• extra windbelasting (dynamisch zowel als statisch)
• extra dakbelasting (sneeuw).

Het eigen gewicht van bebouwing is redelijk nauwkeurig vast te stellen. Voor normale woonhuizen kan ter oriëntering vaak worden volstaan met vuistregels (zoals o,5 kN/m3). Bij contro­lerende berekeningen zal dit wat nader uitgewerkt moeten zijn [28].

De wind geeft een bepaalde stuwdruk op gebouwen. In de normen [28] worden hier waarden en rekenmethoden voor gegeven. Voor de stuwdruk wordt een waarde aangegeven afhankelijk van de hoogte van het gebouw. Gezien de andere aspecten zijn deze waarden als windbelasting aan te houden.

Ook voor de dakbelastingen worden in de normen [28] waarden aangegeven. Ook hiervan lijkt het niet nodig om daarvan af te wijken.

Het eigen gewicht van huizen is relatief de grootste (stati­sche) belasting. Dit in tegenstelling tot bomen waarbij de (dynamische) windbelasting als voorname factor geldt. Dit heeft tot gevolg dat bij bebouwing de bodem zich al grotendeels heeft aangepast aan deze belasting en dus 'sterker' is geworden.

De belastingen die een extra aandrijvend moment geven, zijn in principe de windbelasting en het eigen gewicht [27] en [28].

De wind zal gunstig en ongunstig kunnen werken. Hierbij speelt de kracht en het aangrijpingspunt op de bebouwing een rol en de plaats van de bebouwing op de waterkering. Door de windbelasting worden geen extra korrelspanningen (en dus extra schuifweerstand) gegenereerd (ongedraineerd gedrag). De dyna­mische belasting ten gevolge van wind is moeilijk te beschrijven.

De afdracht van de belasting kan verschillend zijn. Dit kan door middel van palen naar diepere zandlagen maar ook door strokenfunderingen ter plaatse van de gevels. Overigens kan de toename van de korrelspanning ten gevolge van het eigen gewicht ter plaatse van de maatgevende glijcirkel van weinig belang zijn. Vaak zal onder de bebouwing het een en ander ontgraven zijn wat weer een gewichtsvermindering met zich meebrengt.

Als voorbeeld is in hoofdstuk 7 de evenwichtsfactor uitgere­kend voor twee voorkomende waarden van het eigen gewicht (lichte bebouwing 150 kN/m' en zwaardere bebouwing 240 kN/m') in combinatie met de windbelasting. Voor de wind kan het aandrijvend moment worden berekend volgens formule 1 uit paragraaf 2.2.1. In de voorbeeldberekening is uitgegaan van een gemiddelde afstand van de as van het mogelijke glijvlak van 5 m, een gemiddeld oppervlak van 5 m2 per meter dijk en een stuwdruk van 0,5 kN/m2. De in rekening te brengen windbelasting is dan 12,5 kNm/m'.

Geometrie

De geometrie kan door bebouwing ingrijpend gewijzigd worden. Dit kan bijvoorbeeld door de aanwezigheid van kelders, waar­door een gedeelte van het profiel niet aanwezig is. De invloed hiervan kan aanvaardbaar zijn als een beoordelingsprofiel (zie hoofdstuk 1 en figuur 15) overblijft waardoor de waterkerende functie tijdelijk voldoende intact blijft.

Figuur 15. Voorbeeld beoordeling op basis van vergelij­kingsprofiel.

Grondgedrag

Grondgedrag kan op velerlei wijzen veranderen bijvoorbeeld door de aanleg van tuinen. Grondroering van diepere lagen vindt plaats bij de toepassing van geboorde funderingspalen en bij palen met een verzwaarde punt kunnen holle ruimten ont­staan. Hierdoor kunnen de wrijvingseigenschappen afnemen van grondlagen die een rol spelen bij het ontstaan van mogelijke glijcirkels.

Waterspanningsverloop

Ter plaatse van bebouwing kan de freatische lijn beïnvloed worden (zie ook paragraaf 4.2.4). Onderscheid moet hier gemaakt worden voor veranderingen bij normale omstandigheden, maatgevend hoogwater en bij neerslag en voor bebouwing binnen­dijks en buitendijks.

Onder normale omstandigheden kunnen de waterspanningen hoger worden door bijvoorbeeld langdurig lekkende leidingen (zie hoofdstuk 5).

Bij maatgevend hoogwater zal de freatische lijn bij buitendijkse bebouwing aanzienlijk hoger kunnen worden. Kelders kunnen immers onder water komen te staan en tevens kunnen lekwegen langs de fundering voorkomen. Voor binnendijkse bebouwing zullen deze effecten geringer kunnen zijn alhoewel er door overslag ook ongunstige situaties kunnen ontstaan. Direct naast de bebouwing kan een geconcentreerde afvoer van grote hoeveelheden water optreden.

Bij zeer grote neerslag kan een verhoging van de freatische lijn voorkomen. Bebouwing kan dit verergeren door een gebrek­kige afvoer van hemelwater.

Tevens dient er rekening mee gehouden worden dat bepaalde slecht doorlatende lagen kunnen worden doorsneden door bebou­wing (muren, kelders en paalfundering). Dit zou de kwelweg voor piping kunnen verkorten.

Voor maatgevende omstandigheden zal van de ongunstige situatie uitgegaan moeten worden dat de freatische lijn een extra verhoging ten gevolge van de aanwezigheid van bebouwing kan ondergaan.

Erosie

De erosie van waterkeringen ten gevolge van de aanwezigheid van bebouwing kan een aantal oorzaken hebben. In het algemeen zijn aansluitingen van grond met starre elementen erosiegevoelige punten. Bebouwing kan zo'n aangrijpingspunt van erosie zijn. Hierbij moet vooral gedacht worden aan overslag bij binnendijkse bebouwing en langsstroming en oploop buitendijks. Tevens van belang is de grondwaterstroming rond bebouwing. Door een aangetaste kleibedekking, lekkage langs wanden en vloeren, water door lekke dakgoten, kapotte drainagesystemen, grondwateronttrekking en lekkende leidingen kunnen de water­spanningen in en om de dijk beïnvloed worden [2], [4], [17] en [26].

Bij bebouwing is bij de aanleg een bepaald gedeelte veelal bouwrijp gemaakt. Hierbij kan een aanzienlijke hoeveelheid zand zijn aangebracht en de kleibedekking verloren zijn ge­gaan.

Door de aanleg van tuinen wordt de grasmat vaak weggehaald en gaat een gedeelte van de kleidekking en de verdichting daarvan verloren. Bij langsstroming of overslag kan hierdoor doorgaan­ de erosie ontstaan.

Gezien waarden uit de literatuur moet voor een goede weerstand tegen erosie op klei uitgegaan worden van minstens een goede grasbedekking. In het verleden uitgevoerde modelproeven hebben aangetoond [12] dat bij onvoldoende erosiebestendige bekleding er sprake kan zijn van snelle voortgaande erosie (zie paragraaf 4.2.5).

Voor een nadere uitwerking kan nog onderscheid gemaakt moeten worden tussen bekleding bij binnendijkse bebouwing en buiten­dijkse bebouwing (in verband met langsstroming en golfoploop).

Bij bebouwing op het buitentalud zal rond bebouwing een turbulente stroming optreden en het materiaal zal door bijvoorbeeld de aanleg van tuinen erosiegevoelig zijn. Hierdoor zal extra erosie plaatsvinden. Zeker bij hoge stroomsnelheden is dit een onwenselijke en mogelijk onbeheersbare situatie.

Bij bebouwing in het voor- en achterland kan indien de bebou­wing slecht doorlatende lagen doorsnijdt piping een grotere rol gaan spelen. Als de doorlatendheid van het voorland groter wordt dan zal de respons van de waterspanning in het watervoe­rende zand groter zijn. Als rekenmethodiek zou hierbij uitge­gaan kunnen worden van een veranderde kwelweglengte.

Bij binnendijkse bebouwing kan door de aanleg van trappen, paden e.d. bij golfoverslag een vrijwel doorgaande stroom ontstaan waardoor plaatselijk veel erosie kan optreden. Effecten van de aanwezigheid van bebouwing is een mogelijke vermin­dering van uitspoeling van de binnenteen door wateroverslag bij de bebouwing terwijl naast de bebouwing de uitspoeling groter kan zijn. Tevens kan bij golfoverslag de stabiliteit van het binnentalud vaak een belangrijker faalmechanisme zijn dan erosie. De aanwezigheid van bebouwing op het binnentalud kan in dat geval een gunstig effect hebben.

De huidige (ontwerp)criteria van golfoverslag geven aan dat bij een bijzonder slechte bekleding (zoals bij bebouwing vaak voorkomt) geen overslag van enige betekenis mag plaatsvinden en slechts 0,1 l/s/m' toelaatbaar is.