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

Toetscase opbarsten en piping

In deze case wordt een hypothetisch maar realistisch voorbeeld behandeld.

De werkelijke bodemopbouw, waar in de case vanuit wordt gegaan, wordt in eerste instantie gegeven. Vervolgens wordt het in de vorige paragraaf gegeven stappen- plan uitgewerkt.

Het bovenaanzicht in figuur 6.2 is de werkelijke situatie die in deze case wordt behandeld. Op de betreffende dijkstrekking is een zandgeul aanwezig, die vanuit de rivier tot in het achterland doordringt.

Figuur 6.2: Schematisch bovenaanzicht

Stap 1: Inventarisatie beschikbare informatie

Bij het inventariseren van de beschikbare informatie is met name gezocht naar:

• Aanwezigheid van geulen of andere locale afwijkingen in bodemopbouw;
• Grondonderzoek ten behoeve van projecten in de omgeving;
• Resultaten van eerdere toetsingen;
• Geohydrologische informatie, zoals stijghoogte en (grond)waterstanden.
• Beheerinformatie;

Aanwezigheid van geulen of andere locale afwijkingen in bodemopbouw

Uit geologische kaarten kan worden opgemaakt dat de waterkering zich in een geulengebied bevindt. Er kunnen dus locale afwijkingen in de bodemopbouw voorkomen.

Grondonderzoek ten behoeve van projecten in de omgeving

Uit een bouwproject op 100 meter afstand is bekend dat de toplaag van ca. 10 tot 15 m dikte uit slappe, slecht doorlatende klei- en veenlagen bestaat. Hieronder bevindt zich een watervoerende laag.

Resultaten van eerdere toetsingen

Er is eerder nog geen toetsing uitgevoerd voor de beschouwde dijkstrekking, ook ontwerptekeningen zijn niet beschikbaar.

Geohydrologische informatie, zoals stijghoogte en (grond)waterstanden

Uit een reeks peilbuismetingen (DINO-database) op 700 meter afstand, over een tijdspanne van 10 jaar is bekend dat de stijghoogte in de watervoerende laag nauwelijks fluctueert.

Beheerinformatie

De beheerder heeft in het verleden geen wellen of kwel geconstateerd, wat zou kunnen duiden op een verminderde weerstand tegen ‘piping’ en/of ‘opbarsten’.

Stap 2: Opzet en uitvoeren grondonderzoek

De belangrijkste vragen waarop, met behulp van het grondonderzoek, antwoord wordt gezocht zijn:

• Dikte en gewicht van waterremmende deklagen;
• Aanwezigheid van geulen of andere locale afwijkingen in bodemopbouw;
• Geohydrologische informatie, zoals (respons van) stijghoogtes en (grond)- waterstanden.

Aan de hand van deze vragen is in dit geval het volgende grondonderzoek opgesteld, zoals weergegeven in figuur 6.3. Er worden verspringend sonderingen uitgevoerd, waarbij om de 100 m sonderingen in de binnenteen worden uitgevoerd, in de buitenteen is deze afstand 200 m. Om de 300 m worden boringen in de binnenteen uitgevoerd, waarbij één diepe peilbuis in het pleistocene zandpakket en één ondiepe peilbuis ter bepaling van de freatische grondwaterstand wordt geplaatst. Per boring worden per grondlaag ongeroerde monsters genomen, waarop het volume gewicht en watergehalte wordt bepaald. Op de monsters uit het watervoerend pakket worden korrelverdelingen uitgevoerd. Voor de geometrie wordt data uit het AHN2 gebruikt, deze informatie is gebiedsdekkend. Aangezien door de beheerder geen verdachte (natte) plekken zijn geconstateerd, zijn geofyische methoden voor het opsporen van ‘lekkages’ (bijvoorbeeld Spontaan Potentiaal of Self Potential metingen) in dit geval niet voorzien. Merk op dat de beheerder naast visuele inspectie ook gebruik kan maken van een L-band radiometer om natte plekken op te sporen.

Figuur 6.3: Opzet en uitvoering grondonderzoek

Merk op dat het hier geschetste plan een mogelijke opzet is. Op basis van dit grondonderzoek wordt een eerste beoordeling uitgevoerd.

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

Bij drie sonderingen in één raai, namelijk S4, S5 en S6 is een tussenzandlaag met een dikte van ca. 4 m aangetroffen op ca. 4 m onder maaiveld, waarvan wordt aangenomen dat dit een geul is. Daarom wordt de dijkstrekking ingedeeld in een

traject waar wél een geul aanwezig is (dijkvak 1) en een traject waar dit niet het geval is (dijkvak 2). Voor het traject waar wel een geul is aangetroffen zal een beoordeling op ‘piping’ plaatsvinden, omdat de opbarstkans hier groot wordt geacht. Voor het andere traject zal een beoordeling op ‘opbarsten’ plaatsvinden.

Op basis van deze informatie is niet bekend hoe breed de geul is. Er zijn nu drie opties:

• Er kan een conservatieve inschatting gemaakt worden van de breedte. In dit geval wordt de dwarsdoorsnedemet geul representatief geacht voor het traject tot aan de eerstvolgende raaien van het grondonderzoek waar geen geul meer is aangetroffen.
• Met AHN-2 kan de ligging van geulen vaak worden afgeleid.
• Er kan geofysisch onderzoek (EM31) uitgevoerd worden om de breedte van de geul vast te stellen.

In dit voorbeeld wordt ervoor gekozen om een conservatieve inschatting te maken. Het geofysische onderzoek komt dan eventueel – afhankelijk van de resultaten in stap 7 – terecht in stap 9.

Stap 4: Opstellen basis schematisering en parameterkeuze

Op basis van het grondonderzoek wordt een basis schematisering opgesteld voor de twee verschillende dijkvakken 1 en 2. Deze zijn weergegeven in figuur 6.4 en figuur 6.5.

Figuur 6.4: Basis schematisering situatie met geul (dijkvak 1)

Figuur 6.5: Basis schematisering situatie zonder geul (dijkvak 2)

De benodigde grondparameters zijn, conform de richtlijnen in het TRZW en het TRWG, uit het beschikbare onderzoek afgeleid. Op het bepalen van de grond- parameters wordt in deze beschrijving verder niet ingegaan.

Stap 6: Bepaling veiligheidsfactor

In deze stap wordt voor de beide dijkvakken de veiligheidsfactor bepaald. In dit geval bedragen deze Fpip= 1,30 (dijkvak 1) en Fopb= 1,92 (dijkvak 2).