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

Dijkvak 2 (geen geul in basisschematisering)

Scenario 1:

In het grondonderzoek is in dit dijkvak geen geul aangetroffen. Dit wil echter niet zeggen dat deze in werkelijkheid ook niet aanwezig is. In het artikel ‘Grondonder- zoek vraagt een heldere kansenanalyse’ [9 ] is de opzet van een kansenanalyse gegeven om na te gaan wat de onderlinge afstand zou moeten zijn om de aanwe- zigheid van een zandbaan met een bepaalde vereiste betrouwbaarheid uit te sluiten. Onder de aanname van een verwachtingswaarde van 75 m voor de breedte van de zandbaan en een standaardafwijking van 15 meter, bedraagt de kans op het mis- sen van de zandbaan bij een sondeerafstand van 100 meter ongeveer 10%. De veiligheidsfactor behorend bij dit scenario is aanzienlijk lager, namelijk Fopb= 0,64.

Scenario 2:

In de basis schematisering is ervan uitgegaan dat het intreepunt bij de rivier ligt. Het is echter mogelijk dat er in de uiterwaard kortsluiting met het watervoerend pakket optreedt, waardoor de respons in het watervoerend pakket in het achter- land toeneemt. Gezien de dikte van de deklaag, lijkt dit scenario vrijwel uitgesloten (PS2» 0,001). De veiligheidsfactor behorend bij dit scenario is Fopb= 1,60.

Scenario 3:

De diepte van de sloot is niet exact bekend. Aangenomen is dat deze 1 meter diep is. Het zou echter zo kunnen zijn dat deze dieper is. Voor een 0,5 m diepere sloot neemt de veiligheidsfactor in dit geval nauwelijks af. Optreden van dit scenario lijkt onwaarschijnlijk (PS3 ≈ 0,1).

Scenario 4:

Het polderpeil kan lager zijn dan aangenomen. Aangezien het polderpeil beheerd wordt, wordt de kans op een 0,2 m lager polderpeil inschat op 1%. De veiligheids-factor voor dit scenario bedraagt Fopb = 1,78.

Scenario 5:

De diepteligging van de watervoerende pleistocene zandlaag kan afwijken van de basis schematisering. Voor een 1 meter hogere ligging van deze laag wordt een veiligheidsfactor van Fopb= 1,76 berekend. Dit scenario wordt als zeer onwaar- schijnlijk gezien (PS5≈0,01).

In tabel 6.2 is een samenvatting van de bepaling van de schematiseringfactor weergegeven. Hierbij is in dit geval gebruik gemaakt van de eenvoudige methode, waarbij de tabel in Bijlage B is gebruikt. Hieruit volgt dat de schematiseringfactor in dit geval niet te bepalen is, aangezien deze buiten het bereik van deze tabel valt.

Het is echter duidelijk dat de benodigde schematiseringfactor γb, opb groter dan 1,30 is. Dit betekent dat de basis schematisering onvoldoende conservatief is.

Tabel 6.2: Invultabel bepaling schematiseringfactor dijkvak 2

Opmerkingen bij de tabel

P = Kans op een scenario

Fd = Stabiliteitsfactor

ΔFd = Verschil in veiligheidsfactor bij een scenario en de basisschematisering

γb = Schematiseringfactor

1) Valt buiten het bereik van tabel 3.5. Basis schematisering is niet conservatief genoeg.

Uit tabel 6.2 blijkt dus dat de basis schematisering aangepast moet worden. Scenario 1 kan bijvoorbeeld als nieuwe basis schematisering worden gekozen, waarna het schematiseringproces opnieuw kan worden doorlopen. In dit geval is de veiligheidsfactor kleiner dan 1,2, zodat zeker niet aan de veiligheidseis kan worden voldaan. Daarom wordt deze iteratie in dit geval achterwege gelaten.

Merk op dat indien scenario 1, bijvoorbeeld door gegevens uit aanvullend grond- onderzoek, uitgesloten kan worden, de schematiseringfactor afneemt tot γb= 1,27. De eis aan de veiligheidsfactor tegen opbarsten wordt dan Fopb≥ 1,20x1,27 = 1,52 en daar wordt wel ruim aan voldaan.

Stap 8: Beoordeling veiligheidsfactor

Een dijk voldoet indien voldaan wordt aan Fopb≥ γb,opbx1,2 of Fpip≥ γb,pip· 1,0. Zoals in de vorige stap al duidelijk was, kan voor de beide dijkvakken 1 en 2 zowel bij de basis schematisering, als bij een alternatieve schematisering niet aan deze eis worden voldaan.

Aangezien de dijk niet voldoet wordt ook stap 9 doorlopen.

Stap 9: Haalbaarheid en nut aanvullend grondonderzoek of herzien keuze

In stap 3 was reeds de mogelijkheid voor aanvullend (geofysisch) grondonderzoek genoemd. Uit de analyses voor zowel dijkvak 1 als dijkvak 2 blijkt dat aanvullend grondonderzoek inderdaad nodig is.

Uit de analyses is gebleken dat voor dijkvak 1 (situatie met geul) alleen een basis schematisering met een acceptabele restonzekerheid (en dus acceptabele schemati- seringfactor) kan worden opgesteld wanneer kortsluiting in het voorland met vol- doende zekerheid kan worden uitgesloten. Aanvullend grondonderzoek zal gericht moeten zijn op het aantonen hiervan, bijvoorbeeld door het uitkarteren van de aan- getroffen zandgeul. Hiervoor zijn met name gebiedsdekkende methoden, zoals geofysica (bijv. EM31), geschikt.

Voor dijkvak 2 (situatie zonder geul) geldt dat alleen een basis schematisering met een acceptabele restonzekerheid (en dus acceptabele schematiseringfactor) kan worden opgesteld wanneer de aanwezigheid van een zandgeul met voldoende zeker- heid kan worden uitgesloten. Aanvullend grondonderzoek zal gericht moeten zijn op het aantonen hiervan.

Hierbij kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van één of meerdere gebieddekken- de methoden, zoals het analyseren van AHN2 data. De aanwezigheid van een zand- geul zal invloed hebben op het (autonome) zettinggedrag van de ondergrond, waar- door ondiepe geulen zichtbaar kunnen worden aan het maaiveld. Merk op dat met name ondiepe geulen relevant zijn voor de beoordeling van ‘piping’ en/of ‘opbarsten’.

Zoals in stap 3 al aangegeven is, kunnen ook geofysische methoden zeer effectief zijn voor het opsporen of uitsluiten van zandgeulen. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan EM31 metingen langs de binnenteen van de dijk. Het verhogen van de dichtheid van puntmetingen in de binnenteen is ook een optie, echter lokale afwij- kingen zullen hiermee, in tegenstelling tot geofysische methoden, niet worden op- gespoord. Hierbij kan naast zandgeulen ook gedacht worden aan bijvoorbeeld oude ‘vergeten’ leidingen.

In dit geval is aanvullend grondonderzoek zowel nuttig als nodig en ook technisch haalbaar.

Stap 10: Beoordeling en rapportage

Nadat de beoordeling heeft plaatsgevonden dienen de resultaten gerapporteerd te worden.