Bij het beschouwen van de gehele toplaag wordt gesproken over de (laag-)dikte,
terwijl bij het beschouwen van losse toplaagelementen wordt gesproken over de (element-)hoogte.
De hier gedefinieerde dikte van de steenzetting is een rekenwaarde voor het dimensioneren (en toetsen) van steenzettingen. Bij prismatische zetsteen (de doorsnede evenwijdig aan het grondvlak is op alle hoogtes identiek) is de dikte van de steenzetting gelijk aan de afstand van onderzijde tot bovenzijde, echter zonder deklaag met geringere sterkte dan de rest van de zetsteen (zoals eco-top). Bij bijzondere vormen wordt onderstaande definitie gehanteerd.
Voor het bepalen van de dikte van de steenzetting moet eerst de bovenzijde en onderzijde in gedachten vlak en evenwijdig aan elkaar gemaakt worden, met behoud van het volume van het element, waardoor er geen vellingkanten en ruwheidselementen meer aan het element zitten. Bovendien wordt de eventueel aanwezige deklaag met geringere sterkte dan de rest van de zetsteen (zoals eco-top) in gedachten verwijderd. De projectie van het onderste 1/3 deel van de zetsteen op de ondergrond is het maatgevende grondvlak. Dit levert het maatgevende bovenvlak en grondvlak op. Met de bovenzijde en onderzijde wordt bedoeld de boven- en onderzijde zoals de zetsteen uiteindelijk geplaatst zal gaan worden.
De dikte van de steenzetting is gelijk aan het steenvolume zonder deklaag gedeeld door het maatgevende grondoppervlak, vermenigvuldigd met een vormfactor, maar nooit groter dan de afstand tussen het maatgevende grondvlak en bovenvlak.
De vormfactor is bedoeld voor bijzonder gevormde elementen en moet afgeleid worden uit grootschalig modelonderzoek, zoals omschreven in Deel 1: Algemeen van deze Handreiking [30] of gelijkwaardig experimenteel onderzoek. Voor het Hillblock geldt een zodanige vormfactor dat de toplaagdikte gelijk wordt aan de afstand van grond- en bovenvlak. Voor alle andere typen geldt een vormfactor gelijk aan 1.
Voor de eigenschappen van de toplaagelementen geldt bij uitstek dat nieuwe elementen in het ontwerpproces anders worden behandeld dan elementen die beschikbaar zijn voor hergebruik. De hoogte van nieuwe elementen is een
ontwerpeigenschap (binnen de grenzen van de leverbaarheid), terwijl de hoogte van te hergebruiken elementen een randvoorwaarde is.
De hoogte van het toplaagelement (loodrecht op het talud) heeft invloed op de mechanismen toplaaginstabiliteit en afschuiving: hoe dikker de toplaag, hoe kleiner de kans is op zowel toplaaginstabiliteit als afschuiving.
In het algemeen geldt dat voor de ontwerpberekeningen voor toplaaginstabiliteit en afschuiving, het onderwatergewicht per eenheid van oppervlakte van de toplaagelementen van belang is. Dit is het product van de relatieve dichtheid van de toplaagelementen en de toplaagdikte D. Dit product wordt in het vervolg kortweg weergegeven als D. De dichtheid van de toplaagelementen wordt besproken in paragraaf 16.4.
Omdat de lichtste steen in een bekleding maatgevend is, moet voor de parameter D worden uitgegaan van een ondergrens. Daarbij kan bijvoorbeeld worden uitgegaan van de lage karakteristieke waarde van de parameter D (de waarde die door 5% van de gevallen wordt onderschreden) of van de kleinste gemeten waarde. In theorie is het niet nodig om voor beide parameters (elementhoogte en dichtheid) de lage karakteristieke waarde of de kleinste gemeten waarde te gebruiken als rekenwaarde: dit leidt namelijk tot een zeer conservatieve waarde voor de parameter D. In de praktijk zal, bij gebrek aan statistische informatie, toch vaak zowel voor de dichtheid als de elementhoogte worden gerekend met ondergrenzen.
Bij fabrieksmatig geproduceerde elementen (betonzuilen en betonblokken) is de spreiding van de toplaagdikte (en van de dichtheid) zo klein, dat in de ontwerppraktijk kan worden uitgegaan van het gemiddelde van alle elementen: die waarde is praktisch gelijk aan de ondergrens.
Bij natuursteen werkt het anders. Per definitie is er een grote spreiding in de elementhoogte (en in de dichtheid) binnen één partij of sortering. Basaltsorteringen worden traditioneel omschreven met een range van 5 of 10 centimeter, bijvoorbeeld 20-30 centimeter. In de praktijk komen in een partij met sortering 20-30 centimeter ook elementen voor met een kleinere hoogte dan 20 centimeter.
Als het natuursteen goed geklemd is, wordt gerekend met de gemiddelde waarde van de steenhoogte (gemiddeld over ongeveer 1 m2). Dit kan vastgesteld worden door een steen uit de steenzetting te halen en vervolgens de steenhoogte te bepalen van de uitgelichte steen en de stenen rond het gat. Als de steenzetting slecht geklemd is, geldt de kleinste waarde. Voor de toetsing wordt op deze wijze op een aantal locaties de maatgevende toplaagdikte bepaald. Deze locaties liggen verspreid over het dijkvak. Tenslotte wordt van alle locaties de kleinste waarde genomen. Deze wordt gebruikt in de berekeningen in STEENTOETS.
In geval van een ontwerp met hergebruik van natuursteen zal men deze waarde vooraf moeten schatten. In een contract kan bijvoorbeeld een minimale elementhoogte (van bijvoorbeeld 20 centimeter) worden voorgeschreven. In het ontwerp moet in dat geval een veiligheidsmarge van enkele centimeters worden aangehouden, omdat de steenzetters de ondergrens 'op het oog' inschatten.
In het algemeen wordt bij het ontwerp van steenzettingen gewerkt met een toplaagdikte die op 1 centimeter nauwkeurig is afgerond
Bij nieuwe materialen moet de leverancier voldoen aan een ontwerpwaarde. Het aantonen en controleren daarvan is een uitvoeringsskwestie en is niet rechtstreeks van belang voor de ontwerper. Meetgegevens uit het archief kunnen volstaan voor de toetsing, ook als ze enkele jaren oud zijn (bijvoorbeeld uit een vorige toetsingsronde), omdat toplaagelementen niet of nauwelijks slijten. Revisiegegevens of eventueel contractgegevens zijn bruikbaar voor fabrieksmatig geproduceerde elementen (betonzuilen of -blokken), maar niet voor elementen van natuursteen.
Bij open bekledingen kan soms een indicatie van de toplaagdikte worden verkregen door meting in de open ruimte tussen de elementen, bijvoorbeeld met een laselektrode. De waarde van zulke metingen is afhankelijk van het toplaagtype. Bij onregelmatig gevormde elementen kan niet goed worden gemeten volgens de definitie zoals hierboven gegeven; in dat geval kan deze meting wel dienen ter verificatie van al beschikbare gegevens.
Een recente ontwikkeling is dat op niet-destructieve wijze de toplaagdikte kan worden bepaald met behulp van grondradar. Op dit moment is deze techniek nog niet operationeel, maar in het stadium van praktijkproeven. Grondradar is vooral geschikt voor het bepalen van scherpe overgangen (toplaag – granulaire laag – kleilaag).
Voorlopige resultaten wijzen uit dat de toplaagdikte met grondradar kan worden bepaald met een nauwkeurigheid van enkele centimeters. Ingeschat wordt dat grondradar niet in plaats kan komen van het openbreken van de bekleding, omdat breekwerk altijd nodig is ten behoeve van referentiemetingen. Wel kan grondradar dienen om een beter beeld te krijgen van de variatie in de toplaagdikte tussen de breeklocaties en om breeklocaties gerichter te kiezen zodat het aantal breeklocaties kan worden verkleind.
Als de bovenstaande methodes niet voldoen moet de bekleding worden opengebroken om de toplaagdikte te bepalen. Hiertoe worden op een voldoende aantal locaties enkele elementen uit de toplaag verwijderd zodat van vijf à tien elementen de dikte kan worden gemeten. De meetlocaties moeten zodanig worden gekozen dat er een goed beeld ontstaat van de spreiding van de dikte, voor elk bekledingsvak. De meetdichtheid wordt dus bepaald door een inschatting van de variatie binnen elk vak. Voor een tamelijk uniforme bekleding geldt als indicatieve richtwaarde één meetpunt per 100 à 200 strekkende meter, met een minimum van drie en een maximum van zeven meetpunten per bekledingsvak (maar een groter aantal levert natuurlijk altijd een beter beeld op). Bij brede stroken (verticaal gezien) is het verstandig de onderste en bovenste helft apart te behandelen.
