Gebruik van klei bij dijken - Klei in dijken

Gebruik van klei bij dijken.

Klei word t sedert eeuwen voor dijken gebruikt. Met name werd het toege­past als materiaal voor deklagen en in de kern van de dijk.

De grondsoort is van oudsher bekend vanwege de goede erosiebestendigheid en vormvastheid van het materiaal. Deze eigenschappen komen vooral tot uiting bij steile taluds en als er water tegen het talud staat. Ook de relatief geringe doorlatendheid van het materiaal speelde een belangrijke rol bij de keuze om klei in de dijkenbouw toe te passen. Bovendien is klei meestal in de directe omgeving beschikbaar.

Voornamelijk vanwege deze eigenschappen wordt klei ook nu nog veel in de dijkenbouw gebruikt. Een in klei uitgevoerd onderdeel heeft een functie voor de grondmechanische stabiliteit van het gehele dijklichaam. In figuur 2.2. zijn de constructieve onderdelen aangegeven waar klei wordt toegepast.

Een belangrijk aspect dat bij het beschouwen van de eigenschappen van klei een zeer grote rol speelt, is de aanwezigheid van een zogenaamde boclemstructuur. In een pakket klei ontstaan grotere poriën door het scheuren van de grond en door biologische activiteit in de grond. Scheuren kunnen optreden door krimpen en zwellen als gevolg van het droog en nat worden van klei. Biologische activiteiten betreffen bijvoorbeeld het graven van dieren (wormen, insecten, mollen) en doorworteling als gevolg van vegetatie. Zowel het scheuren van klei als de biologische activiteiten leiden tot bodemstructuur(figuur 2.3A en B).

Klei met een bodemstructuur bestaat uit een samenstel van grotere en kleinere, meestal hoekige brokken; de zogenaamde bodemaggregaten.

Figuur 2.2: Hen dijkprofiel met daarin aangegeven de zone die in de meeste dijken permanent verzadigd is en de zone waarin weersgesteldheid grotere invloed heeft.

De grotere bodemaggregaten vallen vaak weer uiteen in kleinere aggregaten. De kleinste aggregaten met afmetingen van minder dan 2 mm, worden in en direct onder de graszode aangetroffen (figuur 2.3A).

Figuur 2.3A:  Bodemstructuur in klei in dijken, bestaande uit scheuren, graafgangen van dieren, en bodemaggregaten. De foto laat een fijne structuur in een graszode zien.

Grote aggregaten in de vorm van min of meer hoekige kolommen of brokken met afmetingen van soms meer dan 20 cm, komen onder bepaalde omstandigheden echter ook voor (figuur 2.3B). De aggregaten hebben meer of minder onderlinge samenhang doordat ze aan elkaar kleven of doordat ze door bijvoorbeeld wortels aan elkaar verbonden zijn. De aggregaten van klei worden bij graafactiviteiten vaak versmeerd en de bodemstructuur is dan ook meestal pas te vinden als de klei voorzichtig met een mes wordt 'ontleed'. De buitenkant van de aggregaten heeft vaak een enigszins andere kleur en oppervlaktetextuur dan die van een vers gebroken stuk grond.

Figuur 2.3B:  Bodemstructuur van klei in dijken. De foto toont de invloed van gravende dieren en doorworteling tot op 0,7 m diepte. De structuur daaronder is het gevolg van wisselingen in vochtgehalte.

De aanwezigheid van een bodemstructuur domineert de meeste civieltechnische eigenschappen van een kleipakket; de doorlatendheid van het pakket wordt er volledig door bepaald en het heeft een belangrijke, negatieve invloed op de erosiebestendigheid.

In het algemeen heeft alle klei in dijken in meer of mindere mate een bodemstructuur. Inzicht in het fenomeen bodemstructuur en de aanwezigheid ervan in de dijk is dan ook essentieel.

Bodemstructuur in klei kan op veel plaatsen in de dijk voorkomen. Als gevolg van klimaateffecten en weersinvloeden ontstaat bodemstructuur ondermeer in de buitenste 1 tot 2 meter van een dijk, met name daar waar die niet verzadigd blijft door buitenwater of grondwater (figuur 2.2). Echter ook in de kern van dijken kan een bodemstructuur aanwezig zijn. De effecten van bodemstructuur zijn in het algemeen dominerend voor de eigenschappen van klei in en onder bekledingen, maar zal eveneens van invloed zijn op het functioneren van kleikernen bij dijken.

In paragraaf 3.3 wordt uitgebreid ingegaan op de bodemstructuur en met name het ontstaan ervan.