Wielen en strangen nabij de dijk - Constructieve ontwerp-aspecten

Dichtbij rivierdijken worden op veel plaatsen wielen aangetroffen; die zijn ontstaan bij vroegere doorbraken van de dijk. Door het inundatiewater werd de grondslag ter plaatse weggeërodeerd. Doorgaans werd dan na het hoogwater een nieuwe dijk aan de rivierzijde om het wiel aangelegd; soms ook wel aan de polderzijde van het wiel.

Op een aantal plaatsen komen dicht bij de dijk ook strangen voor. Dit zijn oude, min of meer verlande rivierlopen.

Kenmerkend voor wielen of strangen is het soms vrij diepe en gedeeltelijk met water gevulde gat in de bodem. Indien zo'n wiel of strang dicht bij de dijk ligt, kan de stabiliteit van de dijk nadelig worden beïnvloed.

f

I

Ten aanzien van de gevolgen voor de stabiliteit kan onderscheid worden gemaakt in

binnendijks gelegen wielen en een wiel of strang buitendijks.

Wiel binnendijks

Doorgaans is een wiel zo diep, dat het tot in de zandondergrond onder de veelal aanwezige klei- en yeenlagen reikt.

Bij hoge rivierst nden is er dan een aanzienlijke kwel door dit zandpakket heen, naar het wiel. Het grondwater treedt uit het. zandige onderwatertalud, en is daarbij het sterkst geconcentreerd in het bovenste deel van het zandtalud. Zo'n grondwater­ beweging kan instabiliteiten in het talud veroorzaken.

In het verleden heeft men bij verscheidene wielen de intensiteit van de grondwater­ stroming kunnen verminderen - en daarmee de kans op het optreden van stabiliteits­ verlies - door de aanleg van kwelkaden om het wiel, aansluitend op de bandijk. Bij hoge rivierstanden werd op die manier bij de vulling van het kwelgebied een beperking van het verval over de dijk verkregen.

Dijkvakken bij een wiel zijn kwetsbaarder dan normale dijkvakken. Gebreken zullen vaak pas in een relatleflaat stadium worden geconstateerd, omdat het gebeuren bene­ den het niveau van het waterpeil in het wiel aan de waarneming onttrokken is. Tijdig ingrijpen bij dreigend stabiliteitsverlies wordt hierdoor bemoeilijkt. Bovendien zal bij dreigend doorbraakgevaar het treffen van adequate maatregelen door de aanwezigheid van het wiel maar beperkt mogelijk zijn.

Met het oog op het bovenstaande verdient het aanbeveling een wiel geheel ofgedeelte­ lijk te dempen, waardoor de situatie van een normaal dijkvak wordt benaderd. Dit kan ook warden bereikt met een rivierwaartse verschuiving van de dijk.

In gevallen waar dit met het oog op andere belangen niet mogelijk is, zullen meer ver­ fijnde maatregelen ter vergroting van de stabiliteit moeten warden toegepast.

De mogelijke vormen van instabiliteit bij wielen zijn in principe gelijk aan die bij ge­ wone dijkvakken. Bij een wiel is echter aantasting van het binnendij ks onder water gelegen zandtalud mogelijk, door overschrijding van de kritieke uittreeverhangen van het grondwater. Dit verdient extra aandacht, want daardoor kan plaatselij k, in eerste instan­ tie meestal oppervlakkige instabiliteit of een begin van welvorming ontstaan. Voort­ schrijding van deze processen kan afschuivingen of verzakkingen op grate schaal tot gevolg hebben.

Daarnaast kan de stabiliteit van een dijk bij een wiel, evenals bij de normale dijkvakken, verloren gaan door het ontstaan van diepe glijvlakken. Daarbij kan, athankelijk van het dwarsprofiel van de dijk, de waterkering geheel of voor een groat dee! in beweging komen.

Omdat een wiel een grote bergingsmogelijkheid biedt voor een schuivende grond­massa, moet een dergelijk stabiliteitsverlies als zeer ernstig beoordeeld warden. De na te streven veiligheid dient mede door dit gegeven te worden bepaald.

Voor elk van deze aspecten wordt verwezen naar par. 11.3, 11.4 en 11.5. Enkele aanvullende opmerkingen zijn hierbij echter nodig:

• De taluds en de bodem van een wiel kunnen bedekt zijn met een min ofmeer gecon­ solideerde sliblaag. Dit leidt tot een extra uittreeweerstand voor het kwelwater, waar­ door de waterspanningen in de grand hoger warden dan wanneer er geen sliblaag aanwezig is.

• De grondwaterstroming zal min ofmeer radiaal kunnen zijn. Dit leidt tot hogere wa­

  terspanningen dan bepaald uit de doorgaans gebruikte twee-dimensionale schemati­ sering.

• lnscharingen in een afdekkende kleilaag op een zandondergrond ter plaatse van het

  onderwatertalud veroorzaken eveneens een concentratie van de grondwaterstro­ ming.

• Wanneer de grand langs het onderwatertalud door afzetting van slib of door be­ groeiing niet homogeen is, kan men stromingsconcentraties in het uittredende grondwater verwachten.

Het verhogen van het waterpeil in het wiel behoeft met name bij de aanwezigheid van een binnenberm niet altijd tot een vergroting van de stabiliteit langs diepe glijvakken te leiden.

Meer informatie over deze problematiek is te vinden in lit. 14.

Ter vergroting van de stabiliteit kunnen speciale maatregelen getroffen warden, hetzij om het kwelwater aan de rivierzijde van de dijk te blokkeren, hetzij om het kwelwater zonder gevaren voor stabiliteitsverlies uit het zandtalud te laten uittreden.

Bij de eerstgenoemde mogelij kheid kan word en gedacht aan waterdichte schermen. De toepassing lijkt echter beperkt, in verband met de doorgaans aangetroffen bodem­ gesteldheid (par. 12.1.9). Het aanbrengen van een filterconstructie (par. 12.1.7) in de potentieel gevaarlijke zone van het talud geeft een oplossing voor de tweede genoemde mogelijkheid. Bij wielen zal vanwege de moeilijke uitvoering de filterconstructie betrekkelijk ruim gedimensioneerd moeten worden.

Wiel of strang buitendijks

Een buitendijks gelegen wiel ofstrang kan in principe op twee manieren een nadelige invloed hebben op de stabliteit van een dijk.

In de eerste plaats kan het wiel of de strang invloed hebben op de grondwaterstroming: het daar binnendringen van water in de zandondergrond kan een verhogend effect hebben op de waterspanningen in en onder de dijk.

Vaak is er in de buitendijks gelegen wielen of strangen in de loop der jaren een sliblaag afgezet. Deze sliblaag kan een tamelijk grote afsluitende werking hebben, en derhalve van betekenis zijn bij een stabiliteitsbeschouwing. Maar dan moet men er we! voldoen­ de zeker van zijn dat de afsluitende sliblaag aanwezig blijft.

In de tweede plaats heeft een wiel ofstrang in de onmiddellijke nabijheid van de buiten­teen van de dijk een nadelige invloed op de stabiliteit van het buitentalud. Onder maat­ gevende omstandigheden, voorkomend bij vallend water, zou het buitentalud kunnen afschuiven. Indien dit gevaar aanwezig is, zal een vergroting van de stabiliteit kunnen worden verkregen door het aanbrengen van een steunberm in het wiel of de strang.