Doorgaans is een wiel zo diep, dat het tot in de zandondergrond onder de veelal aanwezige klei- en veenlagen reikt. Bij hoge rivierstanden 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 grond waterbeweging kan instabiliteiten in het talud veroorzaken.
In het verleden heeft men bij verscheidene wielen met gebruikmaking van kwelkaden het water ter plaatse van wielen opgezet. Het verval over de dijk werd daarmee beperkt en de stabiliteit vergroot.
Dijkvakken bij een wiel zijn kwetsbaarder dan normale dijkvakken. Gebreken zullen vaak pas in een relatief laat stadium worden geconstateerd, omdat de uitstroom van water, eventueel uitspoeling van grond en het optreden van vervormingen beneden het niveau van het waterpeil in het wiel aan de waarneming onttrokken is. Tijdig ingrijpen bij dreigend stabilieitsverlies wordt hierdoor bemoeilijkt. Bovendien zal bij dreigend doorbraakgevaar het treffen van noodmaatregelen door de aanwezigheid van het wiel maar beperkt mogelijk zijn.
Het dijkontwerp verdient ter plaatse van wielen daarom meer aandacht dan elders.
De mogelijke vormen van instabiliteit bij wielen zijn in principe gelijk aan die bij gewone dijkvakken. Bij een wiel is echter eerder kans op uitspoeling van grond (micro-instabiliteit) of het optreden van zandmeevoerende wellen. 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, afhankelijk van het dwarsprofiel van de dijk, de waterkering geheel of voor een groot deel in beweging komen. Omdat een wiel een grote bergingsmogelijkheid biedt voor een schuivende grondmassa, moet een dergelijk stabiliteitsverlies als zeer ernstig beoordeeld worden. De na te streven veiligheid dient mede door dit gegeven te worden bepaald. Voor elk van deze aspecten wordt verwezen naar het TRWG (TAW, 2001), het TRZW (TAW, 1999) en het TRW (TAW, 2003-a).
Enkele aanvullende opmerkingen zijn hierbij echter nodig:
- De taluds en de bodem van een wiel kunnen bedekt zijn met een min of meer geconsolideerde sliblaag. Dit leidt tot een extra uittreeweerstand voor het kwelwater, waardoor de waterspanningen in de grond hoger worden dan wanneer er geen sliblaag aanwezig is.
- De grondwaterstroming zal min of meer drie-dimensionaal kunnen zijn. Dit leidt tot hogere waterspanningen dan bepaald uit de doorgaans gebruikte twee-dimensionale schematisering.
- Inscharingen in een afdekkende kleilaag op een zandondergrond ter plaatse van het onderwatertalud veroorzaken eveneens een concentratie van de grondwaterstroming.
- Wanneer de grond langs het onderwatertalud door afzetting van slib of door begroeiing niet homogeen is, kan men stromingsconcentraties in het uittredende grondwater verwachten.
Het verhogen van het waterpeil in het wiel hoeft met name bij de aanwezigheid van een binnenberm niet altijd tot een vergroting van de stabiliteit langs diepe glijvlakken te leiden. Ter vergroting van de stabiliteit kunnen speciale maatregelen getroffen worden, 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 mogelijkheid kan worden gedacht aan waterdichte schermen (zie Hoofdstuk “Bijzondere constructies” in dit deel). De toepassing lijkt echter beperkt, in verband met de doorgaans aangetroffen bodemgesteldheid.
- Het aanbrengen van een filterconstructie in de potentieel gevaarlijke zone van het talud geeft een oplossing voor de tweede genoemde mogelijkheid (zie Hoofdstuk “Bijzondere constructies” in dit deel). Bij wielen zal vanwege de moeilijke uitvoering en inspectie tijdens hoogwater de filterconstructie betrekkelijk ruim gedimensioneerd moeten worden.
- Een relatief robuuste en tegenwoordig vaak toegepaste methode is het aanbrengen van een flauw talud in zand, onder water. Ter voorkoming van uitspoeling van grond zal het talud een helling van 1V:5H of flauwer moeten hebben. Als alternatief kunnen bijzondere waterkerende constructies worden toegepast.
