Ontwerpcase opbarsten en piping - Voorbeeld: opzet grondonderzoek en schematiseringen voor opbarsten en piping

Ontwerpcase opbarsten en piping

In deze case wordt een hypothetisch (maar realistisch) voorbeeld behandeld, waarbij een dijk is afgekeurd op het toetsspooropbarsten en piping en een maatre- gel ontworpen moet worden.

Stap 1: Inventarisatie beschikbare informatie

Voor de toetsing van de dijk is reeds grondonderzoek uitgevoerd. Hiertoe zijn ter plaatse van de binnenteen van de bestaande dijk sonderingen tot ca. 15 m uitge- voerd, met een hart op hart afstand van 100 m. Om de 300 m zijn de sonderingen doorgezet tot 30 m diepte, met als doel de dikte van het watervoerend pakket vast te stellen. Om de 200 m is een mechanische boring uitgevoerd tot ca. 10 m diepte, waarbij een ondiepe en diepe peilbuis zijn geplaatst ter bepaling van de freatische grondwaterstand en de stijghoogte in het watervoerende pakket.

Om de 25 m zijn dwarsprofielen van de bestaande dijk ingemeten, in figuur 6.7 is de basisschematisering uit een voorgaand toetsrapport weergegeven. De te versterken dijkstrekking heeft een lengte van ca. 1 km.

figuur 6.7: Basisschematisering uit toetsrapportage voor de maatgevende dwarsdoorsnede

Uit geohydrologische kaarten blijkt dat de dikte van het eerste watervoerend pakket ca. 30 m bedraagt.

De beheerder heeft aangegeven dat tijdens hoge waterstanden kwel is geconsta- teerd in de sloot. Dit correspondeert met het gevonden toetsoordeel, waarbij een veiligheidsfactor van Fpip= 0,88 is berekend. Deze toetsing is nog op de ‘oude’ manier, dus zonder het bepalen van een schematiseringfactor, uitgevoerd.

Stap 2: Opzet en uitvoeren grondonderzoek

Voor het maken van het ontwerp van de dijkversterking zal geen extra grondonder- zoek worden uitgevoerd. Er zal gebruik gemaakt worden van de reeds beschikbare informatie.

Stap 3: Indeling dijkvakken, keuze ‘opbarsten’ of ‘piping’

De dijkstrekking waarvoor een versterking nodig is, is redelijk uniform. Daarom wordt de strekking als één dijkvak beschouwd. Als dijkverbetering is gekozen voor een pipingberm. Het beschouwde ontwerpprobleem is het bepalen van de berm- breedte i.v.m. de benodigde kwelweglengte. Het dimensioneren van de hoogte van de berm (i.v.m. veiligheid tegen opbarsten) wordt in deze case beschrijving buiten beschouwing gelaten, maar moet zeker gebeuren. Voor deze case zijn dus zowel ‘opbarsten’ als ‘piping’ verplichte sporen.

Stap 4: Opstellen basis schematisering en maken ontwerp

Op basis van de beschikbare informatie wordt een basis schematisering en een ontwerp gemaakt, op basis van de rekenregel van Sellmeijer.

Vanwege de aanwezigheid van niet waterkerende objecten (NWO’s, in dit geval bomen en leidingen) in het voorland is het intredepunt ter plaatse van de buiten- teen van de dijk aangenomen. Aan de binnenzijde van de dijk is een pipingberm ontworpen, waarbij voor deschematiseringfactor een waarde van γb, pip = 1,30 is gekozen.

Het ontwerp zal moeten voldoen aan de eis Fpip≥ 1,0 x γb,pip. Daarnaast kunnen er nog aanvullende eisen vanuit de omgeving zijn waaraan voldaan moet worden. Dit is hier niet het geval.

In figuur 6.8 is het ontwerp, met bijbehorende basisschematisering, dat precies aan de gestelde eis voldoet (Fpip= 1,30), weergegeven.

Figuur 6.8: Basisschematisering en ontwerp