Freatische bemaling fundatie brug over de Gaasp (KW022)

Transcriptie

1 Memo Freatische bemaling fundatie brug over de Gaasp (KW022) Revisie 1.0 Auteur Peter Kramer Controleur David Slegers Autorisator Malou van der Pal Citeertitel - Object Activiteittype Segment KW022 (Brug over de Gaasp) Freatische Bemaling n.v.t. Baseline Projectfase UO Revisiehistorie Revisie Datum Status Wijzigingen April 2015 Concept Documentnummer A9GDW-DOC-01104

2 1 INLEIDING 1.1 Algemeen Deze memo behandelt de bemaling die nodig is om de fundaties van de nieuwe brug over de Gaasp te maken. Het project maakt onderdeel uit van de verbreding van de A9-Gaasperdammerweg. Figuur 1-1 geeft het overzicht van de onderdelen van de projectlocatie. Figuur 1-1: Overzicht projectlocatie 1.2 Vergunning Gezien de korte bemalingsduur en de lage debieten zou de bemaling meldingsplichtig zijn. Echter omdat de bemalingen deels in de waterkering plaatsvinden is een vergunning voor de Waterwet noodzakelijk. De lozing vindt plaats op de Gaasp, hiervoor dient gelijktijdig een lozingsvergunning te worden aangevraagd. A9GDW-DOC

3 2 UITGANGSPUNTEN 2.1 Werkzaamheden De werkzaamheden vinden plaats in en naast de waterkering van de Gaasp. In figuur 2-1 is te zien dat as 4 in het dijklichaam ligt, as 5 bevindt zich in de binnen beschermingszone. Assen 2 en 3 vallen buiten de zones van de waterkeringen voor de Gaasp maar bevinden zich wel binnen de beschermingszone van de A9-waterkering. Elke as bestaat uit vier poeren, zoals aangegeven met de groene blokken in figuur 2-1. Na gereedkoming van de brug wordt in 2016 ook bij de oude brug nieuwe poeren aangebracht. Hiervoor wordt t.z.t separaat een vergunning aangevraagd. Extra fundaties fase 2 Poer 5 As 4 As 3 As 2 Gaasp Kernzones Binnen Beschermingszones Buiten beschermingszones Figuur 2-1: Overzicht poeren en zoneringen Tabel 2-1: Details omvang werkzaamheden Tracé Onderkant poer [mnap] Ontgravingsniveau [mnap] Afmetingen [m] Poer 2-2,6-3,0 49 * 5 (245m 2 ) Poer 3-2,0-2,4 45 * 6 (270m 2 ) Poer 4-1,6-2,0 40 * 6 (240m 2 ) Poer 5-1,9-2,3 38 * 6 (230m 2 ) Maaiveld hoogte [m NAP] Grondwaterst. [mnap] Benodigde verlaging grondwater [m] -0,4 à -0,6-2,2 1,1-0,6-2,2 0,5-0,2 à +0,2-2,1 0,2-0,4 à -0,8-2,0 0,6 A9GDW-DOC

4 Het diepste ontgravingsniveau wordt bepaald doordat onder de onderkant poer nog 0,4 m extra wordt ontgraven. Hiervan is 0,3 m voor een zandpakket waar een drain ingelegd wordt en 0,1 m voor een werkvloer. Om droog te kunnen werken wordt de freatische grondwaterstand verlaagd tot ca. 0,3 m onder het diepste ontgravingsniveau. Voor de aanleg van het zandpakket wordt filterbemaling gebruikt waardoor verlaagd wordt tot 0,3 m onder het diepste ontgravingsniveau. In de berekeningen wordt (conservatief) er van uitgegaan dat gedurende de werkzaamheden de volledige verlaging nodig is, in werkelijkheid zal diepste niveau niet de gehele tijd nodig zijn. De poeren van as 4 worden gemaakt in een afgesloten damwandkuip waardoor in dit bemalingsadvies alleen de initiële grondwaterstandsverlaging, kwel en de neerslag in deze kuip wordt meegenomen. Het landhoofd aan de westzijde is gedefinieerd als As 1, waarvoor geen bemaling nodig is. Alle andere assen (2,3 en 5) worden in een open ontgraving gemaakt en bemalen. Tabel 2-2: Fasering van de werkzaamheden Fase Locatie Start Einde Aantal weken werkzaamheden werkzaamheden bemaling 1 As 2 Week Week As 3 Week Week As 4 Week Week As 5 Week Week Voor de start van de werkzaamheden is 1,5 week meegenomen om de bemaling in te regelen. Na gereedkomen van de poer en het ontkisten is nog 1,5 week doorlooptijd van de bemaling meegenomen voor afrondende werkzaamheden. In totaal is per poer ca. 7 weken bemalingstijd nodig. 2.2 Geohydrologie De volgende globale bodemopbouw is aangehouden voor de berekeningen in MicroFEM. Tabel 2-3: Globale bodemopbouw en eigenschappen Laag Bovenkant laag Eigenschap Grondsoort Omschrijving Doorlatendheid nr. [m NAP] bodemlaag 1-0,5 Zand Ophooglaag 0,5 à 2,5 m/dag kd= 2 à 11 m 2 /dag 2-4 à -5 Veen Holocene Deklaag/ C=1500 dagen scheidende laag 3-8 à -8,5 Zand, Matig 1 e watervoerend k = 10 m/dag kd=120 m 2 /dag gepakt pakket 4-20 tot -65 Gestuwd pakket 2 e watervoerend pakket k = 37,5 m/dag kd=1700 m 2 /dag Aangezien het een freatische bemaling betreft zijn vooral de bovenste zandlaag en de holocene deklaag van belang. In de kering op de locatie van poer 4 is een afwijkende opbouw te zien door de aanwezigheid van het dijklichaam, zie bijlage C - figuur 3 en 4. Voor de berekeningen wordt een MicroFEM model gebruikt dat ook reeds voor de berekeningen van de bemaling voor andere onderdelen van het project is toegepast Ref [4]. Voor de berekeningen wordt een conservatieve bovengrens van de doorlaatfactor van (gemiddeld) 10 m 2 /dag gehanteerd. A9GDW-DOC

5 Figuur 2-2: Verloop grondwaterstanden nabij projectlocatie (locaties zijn aangegeven in figuur 2-1) Voor de freatische grondwaterstand kan op basis van de meetreeks een gemiddeld hoge grondwaterstand (GHG) van NAP -2,2 m worden ingeschat. Voor de laagste grondwaterstand wordt NAP -2,6 m aangehouden. Waarschijnlijk zijn historisch gezien nog lagere grondwarstanden opgetreden, hier is echter geen informatie over. De freatische grondwaterstanden en stijghoogtes dichterbij de Gaasp liggen enigszins hoger doordat op de Gaasp een vast peil van NAP -0,4 m wordt aangehouden. Door damwanden aan weerszijden van de Gaasp heeft dit hogere waterpeil echter een beperkt effect. Voor de diepste ontgraving bij as 2 is bekeken of opbarsten kan optreden. Berekend is een veiligheidsfactor van 1,06 waar 1,0 benodigd is. Er is dus geen risico op opbarsten, dit is verder uitgewerkt in bijlage E. A9GDW-DOC

6 3 BEREKENINGEN Onttrekkingen en retour Met het grondwatermodel in MicroFEM zijn de debieten tijdens de bemalingen bepaald. In tabel 3-1 zijn ook de initiële onttrekking en de neerslag bepaald. De initiële onttrekking is de hoeveelheid water die in de grond zit in de bouwput boven het diepste bemalingsniveau. Het totaal van de neerslag is bepaald door over de gehele tijdsperiode een neerslag van 3 mm/dag mee te nemen. Tabel 3-1: Berekening waterbezwaar (na 49 dagen) Locatie Dagen Initieel Neerslag Onttrekking Totaal [m 3 ] [m 3 ] [m 3 /uur] [m 3 /dag] [m 3 ] [m 3 ] Poer Poer Poer ,5 10* Poer , * Ingeschat waterbezwaar door lekkage van de damwand vanuit de Gaasp en kwel door het holocene pakket Invloedssfeer. In onderstaande figuren is de invloedssfeer gegeven na 49 dagen bemaling. Eerst is afzonderlijk de invloed per as bepaald, aanvullend is een berekening gemaakt bij het gelijktijdig uitvoeren van alle bemalingen. In de figuren is de grondwaterstandsverlaging aangegeven ten opzichte van de berekende peilen in tabel ,15 m 0,1 m 0,05 m 60 m Figuur 3-1: Invloedscontour freatische bemaling as 2 (na 49 dagen) A9GDW-DOC

7 0,15 m 0,05 m 0,1 m 50 m Figuur 3-2: Invloedscontour freatische bemaling as 3 (na 49 dagen) 60 m 0,15 m 0,1 m 0,05 m Figuur 3-3: Invloedscontour freatische bemaling as 5 (na 49 dagen) A9GDW-DOC

8 40 m 65 m 60 m 0,15 m 0,1 m 0,05 m 0,15 m 0,1 m 0,05 m 60 m Figuur 3-4: Invloedscontour gelijktijdige bemaling alle assen (na 49 dagen) Bij gelijktijdig bemalen van alle poeren neemt het debiet af van 220 m 3 /dag naar ca. 180 m 3 /dag. De maximale invloedssfeer bedraagt ca. 65 m. A9GDW-DOC

9 3.1.3 Omgevingsbeïnvloeding De verlaging van de grondwaterstanden zijn beperkt. Van belang is om na te gaan of de grondwaterstanden verlaagd worden tot buiten de normale seizoensfluctuatie. Uit figuur 2-2 blijkt dat een verlaging van ca. 0,3 m t.o.v. de gemiddelde grondwaterstand buiten de natuurlijke fluctuatie valt. In figuur 3-5 is deze 0,3 m verlagings contour aangegeven. Hieruit blijkt dat deze contour beperkt blijft tot 20 m. Binnen alle contouren in figuur 3-4 zijn geen verontreinigingen, zettingsgevoelige bebouwing, natuur, landbouw of archeologie aanwezig. Binnen de contouren valt wel de waterkering. In de zones bij de waterkering van de Gaasp neemt de grondwaterstand af met maximaal 0,2 m t.o.v. het laagste peil. Er is echter beperkte informatie over de grondwaterstanden uit het verleden. Het is aannemelijk dat de grondwaterstand in het verleden al enige tijd op dit lage niveau (ca. NAP -2,8 m) is geweest bv tijdens een erg droge zomer. In dat geval zullen de zettingen vrijwel nihil zijn. In het worst case scenario zal de zetting zich beperken tot enkele centimeters. Conclusie is dat de verlaging van de freatische grondwaterstand door de bemalingen niet leidt tot negatieve effecten in de omgeving. 0,3 m verlaging 0,3 m verlaging 20 m Figuur 3-5: Verlaging buiten natuurlijke fluctuatie Monitoring De grondwaterstanden en debieten dienen geregistreerd te worden. Binnen de invloedssfeer dienen ca. 6 peilbuizen te worden meegenomen om het verloop van de grondwaterstand te monitoren. Voorafgaand aan de werkzaamheden dienen de peilbuizen te worden opgenomen om een goed referentiebeeld te hebben en om te kijken of de aannames van de grondwaterstanden in dit rapport overeenkomen met de werkelijkheid. De (grond)waterkwaliteit op deze locatie zal bemonsterd moeten worden. Vanuit eerdere bemalingen Ref [3] blijkt dat de kwaliteit binnen de normen valt. Door de neerslag zal het onttrokken water kwalitatief beter zijn (minder zout bevatten) dan het brakke karakter van de omliggende oppervlaktewateren. De hoogte van de waterkering zal voor en tijdens de werkzaamheden moeten worden gemonitord om te zien of er daadwerkelijk zettingen optreden. A9GDW-DOC

10 4 CONCLUSIES In totaal wordt gedurende 11 weken ca m 3 water onttrokken en geloosd uit de bouwputten. Het debiet bedraagt gemiddeld 220 m 3 /dag (10 m 3 /uur). De maximale invloedssfeer bedraagt ca. 65 m. Lozing vindt plaats op de Gaasp. De verlaging van de freatische grondwaterstand leidt niet tot negatieve effecten in de omgeving. A9GDW-DOC

11 BIJLAGE A: REFERENTIES Referenties De volgende documenten zijn gebruikt in dit advies: Ref [1] Fugro, Geotechnische rapportage A9 Gaasperdammerweg , november 2011; Ref [2] IXAS, Notitie uitgangspunten Geohydrologie, AL-U-ALG-GEO-002, vs 0.2, d.d. 17 maart 2015; Ref [3] Royal Haskoning, Relocation Nuon heatgrid, Bemalingsadvies locaties D4 en D7, d.d. 24 september 2013; Ref [4] IXAS, Vergunningsonderbouwend bemalingsrapport Middendeel A9-Gaasperdammerweg, d.d.23 maart Normen en richtlijnen Ref [5] B. Bot, Grondwaterzakboekje, d.d. 2011; Ref [6] SBR, Bemaling van Bouwputten, d.d. November Gebruikte programmatuur Ref [7] MicroFEM. vs d.d. 2014; Ref [8] BNE, gevalideerde spreadsheet Opbarsten, vs. 1.1 d.d. 14 augustus A9GDW-DOC

12 BIJLAGE B: BODEMOPBOUW- BORING Figuur 1: Boring zuidkant Gaasp A9GDW-DOC

13 BIJLAGE C: BODEMOPBOUW- SONDERINGEN Figuur 1: Overzicht sonderingen A9GDW-DOC

14 Figuur 2: Maatgevende sondering voor poer 2 A9GDW-DOC

18 Figuur 5: Maatgevende sondering voor poer 5 (zuidkant) A9GDW-DOC

19 Figuur 6: Maatgevende sondering voor poer 5 (noordkant) A9GDW-DOC

20 BIJLAGE D: INDELING PEILGEBIEDEN In deze bijlage zijn de twee peilgebieden gegeven waarin de bemaling plaatsvindt. NAP -2,5 m NAP -4,2 m Figuur 1: indeling peilgebieden en locaties bemaling De poeren 3 en 4 vallen niet in een gedefinieerd peilgebied. A9GDW-DOC

21 BIJLAGE E: OPBARSTBEREKENING Figuur 1: Opbarstberekening maatgevende poer 2 A9GDW-DOC