Keuze en ontwerp van de filterconstructie - Ontwerp Voorbeeld: ontwerp nieuwe bekleding

Het plaatsen van de elementen direct op geokunststof of direct op klei wordt niet beschouwd als mogelijkheid. Bij plaatsing direct op klei bestaat kans op klei-erosie. Een granulaire uitvullaag is gewenst vanuit uitvoeringstechnisch oogpunt. Er wordt dus gekozen voor een uitvullaag.

Als filter wordt gekozen voor een geokunststof met daarop een granulaire uitvullaag. Toepassing van een granulair filter zonder geokunststof leidt tot een grotere laagdikte

en is daarom moeilijker inpasbaar. Omdat vanwege de uitvoering een granulaire uitvullaag gewenst is, wordt een combinatie van geokunststof en granulaire laag toegepast.

Het geokunststof onder de gezette steenbekleding wordt voor het gemak type 1 genoemd. De functie van het kunststofweefsel is uitspoeling vanuit de ondergrond te voorkomen. Maatgevend in deze is de poriëngrootte O90.

Aangezien er sprake is van een geokunststof op klei, kan niet worden voldaan aan alle eisen voor geometrische dichtheid. Daarom dient te worden voldaan aan de eisen van hydraulisch-dichtheid.

Ten eerste geldt als eis voor hydraulisch-dichtheid voor dit type filterconstructie, dat de karakteristieke openingsgrootte O90 van het geokunststof kleiner moet zijn dan 200 m. Voorts geldt voor hydraulisch-dicht ontwerp van een geokunststof dat het optredend verhang (op- en neerwaarts) kleiner moet zijn dan het kritieke verhang. In formule:

i< icren i< icr

1. Voor het optredend neerwaarts verhang igeldt dat deze gelijk is aan de sinus van de taludhelling (sin ).

2. Voor het optredend opwaarts verhang igeldt dat deze afhangt van de golfhoogte Hs, de taludhelling , de brekerparameter 0pen het stijghoogteverschil over de toplaag. De waarde van iis bepaald met behulp van STEENTOETS.

3. Het kritieke verhang is voor deze constructieopbouw (granulaire laag op geokunststof op klei) hetzelfde in opwaartse en neerwaartse richting. De waarde is afhankelijk van de porositeit n en de fijne fractie van de granulaire laag en de kwaliteit van de klei.

Ad 1. en Ad 2.

De waarden van het optredende verhang worden apart bepaald voor onder- en bovenbeloop.

De steilste taludhelling op het onderbeloop is 1:2,9 zodat sin de waarde 0,326 heeft; dit is dus ook de waarde van i. Bij invoer van de golfrandvoorwaarde (Hs=1,03 m en Tp=6,11 s), de hoogte van de basaltzuilen (rekenwaarde 0,18 meter) en granulaire laagdikte (rekenwaarde 10 centimeter) volgt uit STEENTOETS een opwaarts verhang van 0,734.

De steilste taludhelling op het bovenbeloop is 1:2,8 zodat sin de waarde 0,336 heeft. Bij invoer van de golfrandvoorwaarde (Hs=1,03 m en Tp=6,11 s), de hoogte en dichtheid van de betonzuilen (0,30 meter) en granulaire laagdikte (rekenwaarde 10 centimeter) volgt uit STEENTOETS een opwaarts verhang van 0,726.

Ad. 3

Aangezien er sprake is van reeds aanwezige klei, wordt er uitgegaan van matige of slechte klei. Voor n is de waarde 0,35 aangehouden en voor Df15 22 mm, hierbij krijgt icr de waarde 4,45.

De optredende verhangen ien izijn veel kleiner dan de kritieke waarde icr. Op basis daarvan kan worden gesteld dat een geokunststof met O90 kleiner dan 200 m onder

een granulaire laag van 10 centimeter in alle gevallen ruim voldoet aan de eisen voor hydraulisch-dichtheid.

In lijn met deze berekening en op basis van praktische en uitvoeringstechnische eisen wordt een geokunststof met de volgende eigenschappen toegepast:

• Poriegrootte O90 �100 m;

• Treksterkte 20 kN/m;

• Rek bij breuk �60 %;

• Doordrukkracht 3500 N;

• Levensduur 50 jaar.

  Aan de onderzijde van de glooiing wordt het geokunststof aangesloten op de teen- of overgangsconstructie of wordt over een lengte van circa 1 meter aangebracht onder de te handhaven bekleding (die wordt opgenomen en herzet). Aan de bovenzijde wordt het geokunststof doorgetrokken tot op de onderhoudsstrook, waardoor een overlap van 1 m ontstaat met het geokunststof onder de onderhoudsstrook. Naar dit geokunststof wordt verwezen als type 2. Op basis van uitvoeringstechnische en praktische eisen wordt voor geokunststof type 2 een weefsel met de volgende eigenschappen toegepast:

• Treksterkte 50 kN/m (ketting en inslag);

• Rek bij breuk �20 % (ketting en inslag);

• Verval in doorlatendheidsproef �30 mm (bij filtersnelheid 10 mm/s);

• Poriëngrootte O90 �350 µm;

• Levensduurverwachting: type B (NEN 5132);

• Sterkte naainaad 50% van de breuksterkte geokunststof.