Effect van een kistdam of diepwand op de mechanismen van de dijk - Krachtswerking, bezwijkmechanismen en belastingen

Effect van een kistdam of diepwand op de mechanismen van de dijk

De aanwezigheid van een kistdam of diepwand in een dijk kan leiden tot veranderingen in het functioneren van deze waterkering tijdens maatgevende omstandigheden.

Daarom moeten alle voorkomende geotechnische mechanismen in beschouwing worden genomen en moet worden aangegeven in welke zin er wijzigingen kunnen optreden ten opzichte van een dijk zonder kistdam of diepwand.

In het algemeen geldt dat de freatische lijn in de dijk door het aanbrengen van de constructie kan wijzigen. De mate en hoedanigheid van deze wijziging is afhankelijk van de situering van de constructie en de omstandigheden ter plaatse. Hierbij wordt opgemerkt:

• Een verhoging van de freatische lijn is ongunstig voor de stabiliteit.

• Een verlaging van de freatische lijn kan zetting van het dijklichaam zelf en van de nabijgelegen bebouwing veroorzaken.

  De glijcirkel van het binnentalud wordt door de aanwezigheid van kistdam of een diepwand in de dijk onderdrukt, omdat glijcirkels door de wand niet mogelijk zijn. Bovendien zal, doordat een relatief zeer ondoorlatend element in de kern van de dijk wordt aangebracht, het freatische vlak tijdens hoge waterstanden aan de binnenzijde van de dijk niet of weinig stijgen. Ter plaatse van het binnentalud blijven de korrelspan- ningen hierdoor gelijk. De stabiliteit van het binnentalud wordt hierdoor, vergeleken met een normale situatie, in positieve zin beïnvloed. Door het bereiken van de grenspo- tentiaal in het diepe zand en het opdrijven van het slappe pakket achter de dijk, kan dit effect echter voor een groot deel teniet worden gedaan.

  Door het relatief zeer ondoorlatende element in de kruin zal een hoog freatisch vlak, dat de aandrijvende kracht is voor het mechanisme microstabiliteit, worden voorkomen. Hierdoor wordt de kans op het optreden van micro-instabiliteit aanzienlijk gereduceerd.

  De verschillen tussen een kistdam en een diepwand met betrekking tot de invloed op de geotechnische mechanismen houden voornamelijk verband met het feit dat de diepwand over het algemeen tot een grotere diepte reikt. Een diepwand die tot in de draagkrachtige laag reikt is vrijwel niet onderhevig aan zetting. De aanwezigheid van een wand zal ten opzichte van een traditionele dijkversterking een toename van de veiligheid ten aanzien van het mechanisme “zetting” opleveren.

  Voor een glijcirkel in het buitentalud is het van belang waar het scherm zich in de dijk bevindt. Des te verder een wand van de buitenkruin verwijderd ligt, des te verder kunnen glijvlakken de buitenkruin aantasten. Vergeleken met een dijk zonder “scherm” in de kern zal de aanwezigheid van een wand voorkomen dat de gehele kern wordt aangetast. De wand zelf met de grond aan de binnenzijde garanderen dan nog een voldoende mate van waterkering. Voor de stabiliteit van het buitentalud is een situatie

  met een hoog freatisch vlak in de dijk (alleen in een gedraineerde situatie) en een lage buitenwaterstand meestal maatgevend (situatie na val van hoge buitenwaterstand).

  Indien door een scherm een hoog freatisch vlak in de dijk voorkomen wordt, zal dit uiteraard gunstig zijn voor de stabiliteit met name van het binnentalud. Des te verder het scherm echter van de buitenkruin verwijderd is, des te minder zal de positieve invloed zijn op het freatische vlak. Een diepwand ter plaatse van de binnenkruinlijn zal dientengevolge vrijwel geen positieve bijdrage leveren aan de stabiliteit van het buiten- talud maar kan wel voorkomen dat, bij een afschuiving, de waterkerende functie gedeel- telijk verloren gaat.

  

  Bij ernstige aanvaring van een dijk bij een hoge waterstand, zal zeer waarschijnlijk deformatie van de kruin optreden. Indien in de kern van de dijk een relatief zeer stijve wand aanwezig is, zal deze deformatie alleen kunnen optreden als de wand (plaatselijk) bezwijkt. Hierbij kan aanzienlijke schade aan de wand ontstaan. Hoe verder de wand echter uit de buitenkruinlijn verwijderd is, des te kleiner is deze kans op schade.

  Een reden om voor een diepwand of kistdam als alternatief te kiezen zou die dijkvakken kunnen betreffen waarbij opdrijven een belangrijke rol speelt. Door het aanbrengen van een diepwand of kistdam in de dijk kunnen de aandrijvende krachten worden omgeleid onder de diepwand of kistdam door. Hierdoor zal een groot deel van de spanningsaf- dracht naar de zandlaag reeds hebben plaatsgevonden in de zone onder de dijk, met als gevolg een verminderde horizontale belasting op het slappe lagenpakket achter de dijk. Een belangrijke voorwaarde hierbij is dat de diepwand of kistdam zodanig stijf is, dat de krachten inderdaad worden omgeleid.