Stap 3. Bepalen laagdikte, breedte en filterconstructie van teenbestorting - Dimensioneren

De toelaatbare schade aan de teenbestorting wordt door middel van de schadegetallen S en Nod (dit is afhankelijk van de formule) begrensd, zie hoofdstuk 6. Het schadegetal Nod mag groter worden gekozen wanneer het volume van de teenbestorting ook groter wordt. Het volume van de teenbestorting wordt bepaald door de laagdikte en de breedte (haaks op de dijkas).

Losse breuksteen wordt normaliter aangebracht in een dubbele laag, omdat bij een enkele laag na een eerste schade de ondergrond meteen blootgesteld zou worden aan golfaanval en omdat de schade zich bij een enkele laag sneller en abrupter ontwikkelt.

Als richtlijn geldt dan ook het volgende. De benodigde dikte van de bestorting dient gelijk te zijn aan 2∙Dn50 als de laagdikte ingemeten wordt met de ‘Highest Point Method’ of 1,8Dn50 als de 'reference (spherical foot staff) survey method' wordt toegepast (zie tabel 3.9 van de Rock Manual en paragraaf 6.6 in katern IV).

Grotere diktes zijn mogelijk en worden soms toegepast als er onvoldoende ruimte is om de teenbestorting aan te brengen. Echter bij een teenbestorting houdt dat meestal in dat de waterdiepte boven de teen kleiner wordt en daarmee de belasting op de teen groter. De teenbestorting wordt namelijk meestal niet ingegraven in het voorland. Daarom wordt er over het algemeen gekozen voor een laagdikte van 2 nominale steendiameters.

Voor de breedte van de teenbestorting wordt in de praktijk vaak een breedte toegepast van 5 m bij steensorteringen tot en met 60-300 kg en van 10 m bij een sortering van 300-1000 kg. Deze breedte is vaak meer dan 10 maal de nominale steendiameter. De teenbestorting heeft in veel gevallen alleen de functie voor het ondersteunen van het teenschot. Als de teenbestorting ook ontworpen dient te worden als een bodembescherming kan een bredere bestorting nodig zijn. Bij een bodembescherming is de breedte (lengte vanaf de constructie) afhankelijk van de erosiegevoeligheid van de bodem/voorland en varieert vaak tussen de 2 tot 3 maal de potentiële erosiediepte, wat min of meer neerkomt op 2 tot 3 maal Hs. Zie ook de Rock Manual, paragraaf 6.3.4.1.

Uit testresultaten van Ebbens [2009] blijkt dat condities met langere golfperiodes meer schade veroorzaken dan korte periodes. De minimale breedte van de teenbestorting is 2x groter voor een golfsteilheid van sop=0.01 dan voor een steilheid van sop=0.035 bij gelijkblijvende Nod-waarde. Dit effect kan wellicht verklaard worden door de breedte van de teenbestorting te relateren aan de lokale golflengte. De lokale golflengte is namelijk 2x langer voor golfsteilheden van sop=0.01 dan voor steilheden van sop=0.035.

Onder de teenbestorting wordt in het algemeen een filterlaag en een geotextiel toegepast om uitspoeling van de ondergrond te voorkomen. Dimensioneren van de filterlaag kan gedaan worden op basis van de formule in de Rock Manual, paragraaf 5.4.3.6. Meestal wordt onder de filterlaag een geotextiel toegepast: een weefsel (woven) of vlies (non-woven). Beide typen voldoen aan de typische eisen die gelden voor gebruik in de waterbouw. Met behulp van de herziende uitgave van CUR 174 [2009] kan het ontwerp van het geotextiel worden gemaakt.

Steensorteringen tot en met 10-60 kg kunnen ‘met beleid’ direct op het geotextiel worden aangebracht. Echter, ook stenen uit deze gradering dienen niet van een te grote hoogte (< 0.75m bij een doek van 300 gr/m2) op het geotextiel te worden gestort. Afhankelijk van de uitvoeringswijze en de sterkte van het gekozen geotextiel kan een gradering 40-200 kg ook direct erop worden geplaatst.

Bij grotere steensortering dan 40-200 kg dient eerst een vlijlaag van fijnere steen aangebracht te worden om beschadiging van het geotextiel te voorkomen. Hiervoor wordt een sortering gebruikt die voldoet aan de filterregels om uitspoeling en daarmee zettingen te voorkomen. Vaak wordt hier een restsortering gebruikt zoals 1-5 kg of 1-10 kg, mits deze voldoet aan de filterregels.

Wanneer significante zettingen van de ondergrond verwacht worden dient altijd eerst een fijne laag steenslag op het geotextiel aangebracht te worden. Anders kan het doek zich opspannen tussen twee naast elkaar liggende grotere stenen waardoor het doek daartussen kan gaan scheuren. Figuur 3-4 en Figuur 3-5 geven twee voorbeelden van teenbestortingen.

Figuur 3-4: Voorbeeld teenbestorting direct op geotextiel

Figuur 3-5: Voorbeeld teenbestorting met fijnere laag steenslag op geotextiel