Object (SBS): O Natuurinrichting Reevediep incl. zonerende maatregelen

Transcriptie

1 Isala Delta Europa-allee VB, Kampen Titel: Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Project: Ruimte voor de Rivier IJsseldelta Zaaknummer: Documentnummer: IJD-OTDW-ONT-0013 Revisienummer: 4.0 Revisiedatum: Status: Definitief Object (SBS): O Natuurinrichting Reevediep incl. zonerende maatregelen Werkpakket (WBS): WP Natuurinrichting Reevediep incl. zonerende maatregelen Sub-werkpakket: WP Natuurinrichting Reevediep incl. zonerende maatregelen Naam Handtekening Datum Opgesteld Thomas Naves Gecontroleerd Gecontroleerd Joost Lansink Martijn van Winkoop Gert Jan Braas IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 1 van 32

2 Document historie Revisie Omschrijving/belangrijkste wijzigingen Datum 0.1 Eerste opzet 0.2 Opmerkingen interne review verwerkt 1.0 Definitieve versie 2.0 Aanvulling buitenwaartse afgraving 3.0 Aanvulling n.a.v. opmerkingen waterschap Opmerkingen van overleg 31-5 bij WDOD verwerkt Distributielijst Kopie nr. Functie Functiehouder IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 2 van 32

3 Inhoudsopgave 1. Inleiding Doel Aanleiding Werkzaamheden Projectgebied Categorie C-kering Huidige veiligheid Uitgangspunten en randvoorwaarden Geometrische randvoorwaarden Hydraulische randvoorwaarden Belasting op de kruin Geotechnische randvoorwaarden Sterkteparameters Korreldiameter zandfractie Beschouwing van de faalmechanismen Hoogte Stabiliteit binnenwaarts Stabiliteit buitenwaarts Piping Stabiliteit voorland Microstabiliteit Stabiliteit bekleding Conclusie Referenties Bijlage 1. Uitvoer Promovera Bijlage 2. Nabijgelegen grondonderzoek Bijlage 3. Maatgevende glijvlakken STBI Bijlage 4. Maatgevende glijvlakken STBU Bijlage 5. Pipingberekening Sellmeijer IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 3 van 32

4 1. Inleiding 1.1. Doel Dit rapport is opgesteld met het doel om aan te tonen dat de ontgravingen ten behoeve van de inrichting van het Reevediep aan weerszijde van de bestaande categorie C-kering op voldoende afstand en met een veilige taludhelling zijn ontworpen, zodat de veiligheid van de primaire categorie C-kering langs de oostzijde van het Drontermeer niet nadelig wordt beinvloed. De inrichting van het Reevediep wordt aangelegd in het kader van het Ruimte voor de Rivier project IJsseldelta-Zuid waarbij waterveiligheid wordt gecombineerd met integrale gebiedsontwikkeling Aanleiding Aan de binnenzijde en de buitenzijde van de categorie C-kering is binnen het projectplan Inrichting IJsseldelta-Zuid (Reevediep) een ontgraving voorzien. In dit rapport wordt een beschouwing gegeven van de effecten van deze ontgraving op de veiligheid van de primaire waterkering Werkzaamheden Projectgebied De ontgraving wordt gerealiseerd conform het Inrichtingsplan [ref. 4.] voor fase 1 van de Inrichting IJsseldelta-Zuid (Reevediep). In Figuur 1 is de categorie C- kering met een zwarte cirkel omlijnd en zijn de ontgravingdieptes weergegeven. Ter plaatse van de geul wordt in de beschouwing aan de buitenzijde rekening gehouden met een ontgraving tot NAP - 2,90m (bodem op -2,60 met een tolerantie van 0,3 m) aan aan de binnenzijde wordt rekening gehouden met een ontgraving tot NAP - 2,75 (bodem op -2,60 met een tolerantie van 0,15 m). Ten zuiden van de vaargeul wordt in de beschouwing aan weerszijde rekening gehouden met een ontgraving tot NAP - 1,7m (bodem op NAP-1,40 m, tolerantie 0,3 m). Buiten deze ontgravingen blijft de categorie C-kering gehandhaafd. Wel wordt aan de binnenzijde van de categorie C-Kering het bestaande maaiveld verlaagd tot NAP - 0,2 m. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 4 van 32

5 NAP-0,2m NAP-1,7m NAP-0,2m Figuur 1 Locatie aan te leggen rietmoeras Een belangrijke opmerking is dat de situatie in Figuur 1 het eindbeeld betreft. De doorsteek kan pas gerealiseerd worden, wanneer de Reevediep dijken, klimaatdijk, IJsseldijk verbindende waterking, Drontermeer Vossemeer dijk, en alle kunstwerken functioneren als primaire waterkering. Dat betekent dat de afstand tussen de ontgraving en de categorie C-kering tijdens de realisatie van de dijken voldoende groot moet zijn om de veiligheid van de primaire kering niet negatief te beïnvloeden. Deze memo bepaald welke afstanden en taludhellingen aangehouden moeten worden om de veiligheid niet negatief te beinvloeden. De doorsteek van de categorie C-kering vindt niet plaats voordat de dijken langs het Reevediep in staat zijn om de functie van de cateorie C-kering over te nemen. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 5 van 32

6 1.4. Categorie C-kering De categorie C-kering bevindt zich achter de primaire waterkering categorie B (verbindende waterkering) Roggebotsluis. Dat betekent dat deze kering slechts wordt belast, wanneer de Roggebotsluis zou falen. In het addendum op het Voorschrift Toetsen op Veiligheid 2006 m.b.t. primaire waterkeringen van de categorie C-kering [ref. 1] staat op welke faalmechanismen de waterkering beoordeeld dient te worden. Dit zijn de faalmechanismen hoogte, stabiliteit binnenwaarts, stabiliteit buitenwaarts, piping, stabiliteit voorland, microstabiliteit en stabiliteit bekleding. De beoordeling op deze faalmechanismen is gerapporteerd in hoofdstuk 3. TpC 1/2000 TpA 1/2000 Figuur 2 Geschematiseerde dwarsdoorsnede c-kering achter categorie b-kering [Ref. 1 VTC-C] 1.5. Huidige veiligheid Deze categorie-c kering is in beheer van Waterschap Drents Overijsselse Delta en heeft een totale lengte van 3,2 km. Op dit moment scoort deze categorie C- kering onvoldoende op alle faalmechanismen, omdat bij een maatgevende waterstand sprake is van overlopen. Daarom wordt voor deze toetsing beschouwd of dat de waterkering niet eerder zal falen als gevolg van de ontgraving van de inrichting van het Reevediep. Hier is verder op ingegaan in hoofdstuk 3: Paragraaf 3.1: Hoogte; Paragraaf 3.2: Stabiliteit binnenwaarts; Paragraaf 3.3: Stabiliteit buitenwaarts; Paragraaf 3.4: Piping; Paragraaf 3.5: Stabiliteit voorland; Paragraaf 3.6: Microstabiliteit; Paragraaf 3.7: Stabiliteit bekleding. Figuur 3 Huidige veiligheid primaire waterkeringen Waterschap Drents Overijsselse Delta [ref. 6] IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 6 van 32

7 2. Uitgangspunten en randvoorwaarden In dit hoofdstuk worden de geometrische, hydraulische, geotechnische en overige randvoorwaarden uitgewerkt tot het niveau dat noodzakelijk is voor de veiligheidsbeschouwing Geometrische randvoorwaarden Er zijn drie maatgevende dwarsprofielen vastgesteld die getoetst zullen worden: 1. Dwarsprofiel in de toekomstige vaargeul; 2. Ontgraving tot NAP-1,70m; 3. Ontgraving tot NAP-0,20m. Een overzicht van de ligging van deze profielen wordt gegeven in IJD-ALG-TEK Dwarsprofiel 1: Vaargeul Binnendijks en buitendijks wordt tot aan de onderkant van de bovenste kleilaag ontgraven. Hierdoor wordt voorkomen dat een erosiegevoelige laag onderdeel is van het dijklichaam. Hiervoor is een ontgraving tot NAP-0,40m aangehouden conform boring B8003 (zie Tabel 1). Negen meter vanaf de kruin wordt het bestaande talud (zowel binnendijks als buitendijks) ontgraven onder een 1:5 talud tot aan NAP-0,4 m. Aan de binnenzijde kan vanaf de bestaande kwelsloot de vaargeul ontgraven worden tot NAP - 2,60 m onder een 1:5 talud. Aan de binnenzijde is sprake van een uitvoeringstolerantie van 0,15 m waardoor de meest ongunstige situatie een diepte van NAP - 2,75 m is. De afstand van deze ontgraving tot aan het dijklichaam is voldoende groot om te voorkomen dat het dijklichaam wordt beïnvloed. Let op: Deze werkzaamheden zijn reeds uitgevoerd op vergunning met dossiernummer: Vergunningen-3270 OLO-nummer: Aan de buitenzijde kan de vaargeul worden ontgraven op een afstand van 15 m tot NAP-2,60 m onder een talud van 1:5. Aan de buitenzijde is sprake van een uitvoeringstolerantie van 0,3 m waardoor de meest ongunstige situatie een diepte van NAP -2,90 m is. (Reden voor de ruimere tolerantie aan de buitenzijde is dat de vaargeul hier niet droog ontgraven wordt maar wordt gebaggerd met een kraanschip.) Ook hier is de afstand voldoende groot om te voorkomen dat het dijklichaam wordt beïnvloed. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 7 van 32

8 Figuur 4: Dwarsprofiel 1: Vaargeul Dwarsprofiel 2: Ontgraving tot NAP-1,7m binnendijks Binnendijks en buitendijks wordt tot aan de onderkant van de bovenste kleilaag ontgraven hierdoor wordt voorkomen dat een erosiegevoelige laag onderdeel is van het dijklichaam. Hiervoor is een ontgraving tot NAP-0,40m aangehouden conform boring B8003 (zie Tabel 1). Negen meter vanaf de kruin wordt het bestaande talud (zowel binnendijks als buitendijks) ontgraven onder een 1:5 talud tot aan NAP-0,4 m. Vanaf de bestaande kwelsloot kan aan de binnenzijde de vaargeul ontgraven worden tot NAP-1,7m onder een 1:5 talud. Deze diepte is inclusief een uitvoeringstolerantie van 0,3 m en betreft dus de meest ongunstige situatie. De afstand van deze ontgraving tot aan het dijklichaam is voldoende groot om te voorkomen dat het dijklichaam wordt beïnvloed. Let op: Deze werkzaamheden zijn reeds uitgevoerd op vergunning met dossiernummer: Vergunningen-3270 OLO-nummer: Aan de buitenzijde kan de vaargeul worden ontgraven op een afstand van 5 m tot NAP-1,7m onder een talud van 1:5. Deze diepte is inclusief een uitvoeringstolerantie van 0,3 m en betreft dus de meest ongunstige situatie. Ook hier is de afstand voldoende groot om te voorkomen dat het dijklichaam wordt beïnvloed. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 8 van 32

9 Figuur 5: Dwarsprofiel 2: Ontgraving tot NAP-1,7m binnendijks Dwarsprofiel 3: Ontgraving tot NAP-0,2m binnendijks Binnendijks wordt 9 m achter de kruin het bestaande talud ontgraven onder een 1:6 talud tot aan NAP-0,20m. Buitendijks blijft het bestaande maaiveld gehandhaafd. Figuur 6: Dwarsprofiel 3: Ontgraving tot NAP-0,2m binnendijks 2.2. Hydraulische randvoorwaarden De hydraulische randvoorwaarden zijn voorgeschreven in de Hydraulische randvoorwaarden voor categorie C-keringen (HR-C). In dit geval worden de hydraulische randvoorwaarden voor de oostzijde van het Drontermeer gehanteerd. In de HR-C is aangegeven dat het softwarepakket Promovera gehanteerd moet worden voor de bepaling van de maatgevende waterstand en het hydraulisch belastingniveau. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 9 van 32

10 Figuur 7 Locaties hydraulische belastingen Promovera Er is geen rekenpunt aanwezig bij de ontgraving. De maatgevende waterstand varieert over rekenpunten D07 tot en met D10 tussen NAP+2,16 m en NAP + 2,23 m (Zie Bijlage 1 Promovera uitvoer). De maatgevende waterstand zal dus circa NAP +2,2 m zijn. Het binnendijks polderpeil in de huidige situatie varieert tussen de NAP-0,75m en NAP-0,6m (zie Figuur 8). Tijdens de werkzaamheden zullen de verschillende peilvakken met elkaar verbonden worden en wordt er 1 werkpeil ingesteldt. Dit zal niet lager worden dan NAP-0,75m maar waarschijnlijk zal dit rond de NAP- 0,6m worden gehouden. Als conservatief uitgangspunt wordt NAP-0,75m aangehouden voor alle dwarsprofielen. Figuur 8: Polderpeil binnendijks gebied (huidige situatie) IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 10 van 32

11 De freatische lijn en stijghoogte in en onder de waterkering zijn geschematiseerd conform technisch rapport Waterspanningen bij Dijken [ref. 5.] Belasting op de kruin Er is rekening gehouden met zandzakken op de kruin, dit is geschematiseerd conform onderstaande schets. Hierbij is elk blok geschematiseerd als een permanente belasting van 18 kpa van 1 m breed en 1 m hoog. De 18 kpa is het gewicht van de zandzakken, het gewicht van zandzakken is aangenomen op 1800 kg/m 3. Dit is een zwaardere belasting dan een verkeersbelasting (die is 13,3 kpa, conform de ontwerpbasis dijken [ref. 8] ). De verkeersbelasting is daarom niet geschematiseerd omdat er geen verkeer zal zijn op de locaties waar de zandzakken liggen Geotechnische randvoorwaarden Voor de beoordeling van het rietmoeras nabij de categorie C-kering zijn geotechnische randvoorwaarden afgeleid op basis van het boringen en grond interpretatie rapport [ref. 7]. Gebiedskennis van de categorie C-kering bij Gelderse sluis - Reeve leert ons dat de dijk is opgebouwd uit klei en humeuze klei. Dit is ook te verklaren aan de hand van de onstaansgeschiedenis van deze keringen, waarbij lokaal materiaal zal zijn toegepast uit de ontgraving van de deklaag (cohesief, kleiig en venig) ten behoeve van het aanleggen van ontginningssloten. Om de boringen ten opzichte van NAP te refereren is de maaiveldhoogte opgemeten in het AHN2. Voor de dikte van de zandlaag is 20 m aangehouden op basis van de sondering CPTU86 (in Bijlage 2 is deze sondering toegevoegd) en REGISII kartering uit DINOloket. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 11 van 32

12 Grondopbouw Dwarsprofiel 1: Toekomstige vaargeul Ter plaatse van de categorie C-kering en de toekomstige vaargeul is een aantal boringen gestoken en 1 sondering uitgevoerd. Figuur 9 Boringen nabij de categorie C-kering en toekomstige vaargeul Op basis van de boringen en sondering is de globale grondopbouw afgeleid. Hierbij worden 4 grondlagen onderscheiden: Klei (toplaag), zand, veen en daaronder het holocene zandpakket. In Figuur 10 is de grondopbouw voor de verschillen de boringen en sonderingen weergegeven in een dwarsprofiel over de vaargeul. Figuur 10 Grondopbouw ter plaatse van dwarsprofiel 1 (toekomstige vaargeul) Voor de beschouwing van de stabiliteit is boring 8003 maatgevend in verband met het dikste slappe lagen pakket. Voor piping is de opbouw van boring Kare- IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 12 van 32

13 422 vanwege de dunste deklaag (ten opzichte onderkant veenlaag, uit de piping berekeningen blijkt dat dit maatgevend is over de deklaag boven de eerste zandlaag zie paragraaf 3.4) maatgevend (in Bijlage 2 zijn deze boringen toegevoegd). Hieruit is de volgende opbouw afgeleid: Tabel 1 Grondopbouw bij B 8003 Diepte: Van: Tot: Maaiveld NAP +0,1 m Klei toplaag NAP +0,1 m NAP -0,4 m Zand NAP -0,4 m NAP -2,4 m Veen NAP -2,4 m NAP -3,9 m Zand NAP -3,9 m NAP -23,9 m Tabel 2 Grondopbouw bij B Kare-422 Diepte: Van: Tot: Maaiveld NAP +0,6 m Klei toplaag NAP +0,6 m NAP +0,0 m Zand NAP +0,0 m NAP -2,1 m Veen NAP -2,1 m NAP -3,2 m Zand NAP -3,2 m NAP -23,2 m IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 13 van 32

14 Grondopbouw Dwarsprofiel 2: Ontgraving tot NAP-1,7m Ter plaatse van de categorie C-kering en de ontgraving tot-1,7m+nap is een aantal boringen gestoken. Figuur 11 Boringen nabij de categorie-c kering en ontgraving tot NAP-1,7m. Op basis van de boringen is de globale grondopbouw afgeleid. Hierbij worden 4 grondlagen onderscheiden: Klei (toplaag), zand, veen en daaronder het holocene zandpakket. In Figuur 12 is de grondopbouw voor de verschillen de boringen weergegeven. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 14 van 32

15 Figuur 12 Grondopbouw ter plaatse van dwarsprofiel 2 Voor de beschouwing van de stabiliteit is boring 9902 maatgevend in verband met het dikste slappe lagen pakket. Voor piping is de opbouw van boring 6029 (zie Bijlage 2) vanwege de dunste deklaag ten opzichte onderkant veenlaag maatgevend ( uit de piping berekeningen blijkt dat dit maatgevend is over de deklaag boven de eerste zandlaag zie paragraaf 3.4). Hieruit is de volgende opbouw afgeleid: Tabel 3 Grondopbouw bij B 9902 Diepte: Van: Tot: Maaiveld NAP +0,2 m Klei toplaag NAP +0,2 m NAP -1,3 m Zand NAP -1,3 m NAP -2,3 m Veen NAP -2,3 m NAP -3,8 m Zand NAP -3,8 m NAP -23,8 m Tabel 4 Grondopbouw bij B 6029 Diepte: Van: Tot: Maaiveld NAP +0,1 m Klei toplaag NAP +0,1 m NAP -1,4 m Zand NAP -1,4 m NAP -2,4 m Veen NAP -2,1 m NAP -3,4 m Zand NAP -3,4 m NAP -23,4 m Grondopbouw Dwarsprofiel 3: Ontgraving tot NAP-0,20m Ter plaatse van de categorie c-kering en de ontgraving tot NAP-0,20m zijn 2 boringen gestoken. Op basis van de boring 6038 is de globale grondopbouw afgeleid. Hierbij worden 3 grondlagen onderscheiden: Klei (toplaag), veen en daaronder het holocene zandpakket. De tussenzandlaag die bij dwarsprofiel 1 en 2 is aangetroffen is hier dus niet aanwezig. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 15 van 32

16 Boring 6038 is maatgevend voor zowel de stabiliteit (ivm dikste slappe lagen pakket) als voor piping (vanwege de dunste deklaag), in Bijlage 2 is deze boringen toegevoegd. Hieruit is de volgende opbouw afgeleid: Tabel 5 Grondopbouw bij B 6038 Diepte: Van: Tot: Maaiveld NAP +0,3 m Klei toplaag NAP +0,3 m NAP -1,7 m Veen NAP -1,7 m NAP -3,2 m Zand NAP -3,2 m NAP -23,2 m Sterkteparameters De sterkteparameters voor deze beschouwing zijn weergegeven in onderstaande tabel en zijn overgenomen uit het grondinterpretatierapport [ref. 7]. Hierbij zijn de materiaalfactoren toegepast conform de Ontwerpbasis Dijken [ref. 8]. Tabel 6: Rekenwaardes gedraineerde sterkteparameters Grondsoort y s (kn/m 3 ) c' (kpa) φ' ( ) Top klei, Klei,zandig 18,1 2,9 19,5 Diepe klei, Klei,siltig 16,5 3,4 19,5 Klei,humeus 13,0 0,2 19,1 Veen 10,0 1,3 21,8 Zand 19,0 0,0 29,2 Korreldiameter zandfractie Conform het Waterkeringsplan [ref. 3.] is voor d 70 een waarde van 186 µm aangehouden. Voor deze korreldiameter is een doorlatendheid van van 2,03 * 10-4 m/s aangehouden. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 16 van 32

17 3. Beschouwing van de faalmechanismen In dit hoofdstuk wordt voor de maatgevende dwarsprofielen (zie paragraaf 2.1) beschouwd wat de invloed is op de veiligheid ten aanzien van de afzonderlijke faalmechanismen van de waterkering Hoogte Bij de maatgevende belasting is sprake van overloop. De dijk is niet hoog genoeg. Bij de werkzaamheden aan de inrichting van het Reevediep wordt de bestaande kruinhoogte gehandhaafd en de waterstand en golfbelasting bij maatgevende hoogwaterstand wijzigt niet als gevolg van de buitendijkse maatregelen. Bij beide profielen worden de golfcondities namelijk niet bepaald door de waterdiepte waardoor een verdieping aan de buitenzijde geen invloed heeft op de golfparameters. Er is dus geen negatieve invloed op het faalmechanisme hoogte. Er dient aangetoond te worden dat de dijk niet faalt op één van de overige faalmechanismen bij maatgevende condities. Er is rekening gehouden met een beheersmaatregel, waardoor de maatgevende waterstand toch gekeerd kan worden (door middel van zandzakken, zie ook paragraaf 2.3) Stabiliteit binnenwaarts De maatregelen fase 1 oost bevinden zich aan de binnenzijde (binnenwaarts) van de dijk. Voor stabiliteit binnenwaarts zijn alle dwarsprofielen beschouwd. De resultaten staan in onderstaande tabel, de maatgevende glijcirkels in bijlage V. Locatie Dwarsprofiel 1 B 8003 Dwarsprofiel 2 B 9902 Dwarsprofiel 3 B 6038 Tabel 7 Berekeningsresultaat Stabiliteit binnenwaarts Faalmechanisme Stabiliteitsfactor SF huidig [-] Stabiliteitsfactor SF ontwerp [-] STBI 4,29 1,61 STBI 4,03 1,59 STBI 3,19 1,40 Conclusie STBI De stabiliteitsfactor binnenwaarts is voor alle dwarsprofielen groter dan de benodigde factor van 1,22 [ref. 3]. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 17 van 32

18 3.3. Stabiliteit buitenwaarts Ter plaatse van dwarsprofiel 1 en 2 bevind zich ontgraving aan de buitenzijde (buitenwaarts) van de dijk. Ter plaatse van dwarsprofiel 3 vinden buitenwaarts geen werkzaamheden plaats en wordt de buitenwaartse stabilteit dus niet beïnvloed. Voor stabiliteit buitenwaarts zijn dus alleen dwarsprofielen 1 en 2 beschouwd. De resultaten staan in onderstaande tabel, de maatgevende glijcirkels in Bijlage 4. Locatie Dwarsprofiel 1 B 8003 Dwarsprofiel 2 B 9902 Tabel 8 Berekeningsresultaat Stabiliteit binnenwaarts Faalmechanisme Stabiliteitsfactor SF huidig [-] Stabiliteitsfactor SF ontwerp [-] STBU 2,18 1,46 STBU 1,88 1,46 Conclusie STBU De stabiliteitsfactor buitenwaarts is voor dwarsprofielen 1 en 2 groter dan de benodigde factor van 1,16 [ref. 3]. Ter plaatse van dwarsprofiel 3 worden er aan de buitenzijde geen werkzaamheden uitgevoerd, de stabiliteitsfactor buitenwaarts verslechterd dus niet. De ontgraving aan de oostzijde heeft geen effect op de buitenwaartse stabiliteit. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 18 van 32

19 3.4. Piping Voor piping is bij de dwarsprofielen de maatgevende boring conform paragraaf 2.4 aangehouden. Sellmeijer is bepaald op basis van de korreldiameter uit het IJDZ Waterkeringsplan [ref. 3]. In Bijlage 5 is de berekening en de uitleg van de invoerparameters bijgevoegd. Als intredepunt is de teen van de dijk aangehouden, buitenwaartse afgraving hebben geen invloed op dit faalmechanisme. Het uittrede punt van de tussenzandlaag is ter plaatse van de locatie waar het buitentalud de bovenkant van de zandlaag kruist. Voor de diepe zandlaag is het uittredepunt ter plaatse van de binnenteen. Locatie Dwarsprofiel 1 Kare 422 tussenzandlaag Dwarsprofiel 1 Kare 422 diepe zandlaag Dwarsprofiel 2 B 6029 tussenzandlaag Dwarsprofiel 2 B 6029 tussenzandlaag Dwarsprofiel 3 B 6038 Tabel 9 Beschouwing piping Aanwezige kwelweglengte [m] dikte zandlaag [m] Verval [m] 35 3* 2,95 29,5** ,95 29,8 36,5 3* 2,95 29,5** 36,5 20 2,95 29,5** ,95 29,5** Benodigde kwelweglengte [m] *Als conservatief uitgangspunt is voor de dikte van de tussenzandlaag 3m aangehouden. In de boringen, zie paragraaf 2.4 wordt een zandlaagdikte van ca. 2m gevonden. **Ondergrens Sellmeijer piping berekening, minimale kwelweglengte is verval x 10. Conclusie Piping Uit de berekening blijkt dat de aanwezige kwelweglengte groter is dan de benodigde kwelweglengte. De veiligheid ten aanzien van piping is met dit ontwerp dus gewaarborgd Stabiliteit voorland Gezien de geringe hoogte van de categorie C-kering en het feit dat de vaargeul in het Drontermeer op ca. 400 afstand van de categorie C-kering is instabiliteit van het voorland geen gevaar. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 19 van 32

20 3.6. Microstabiliteit In stap 1 van de eenvoudige toetsing op microstabiliteit [ref. 2] wordt in onderstaande gevallen direct het oordeel goed gegeven, indien één van onderstaande bewering juist is: het gehele dijklichaam binnenwaarts van de binnenkruinlijn bestaat volledig uit slecht doorlatend materiaal. de dijk is zandig en heeft een zandig binnentalud met een helling flauwer dan 1V:5H. Met zandig binnentalud wordt bedoeld een binnentalud met ongeveer gelijke doorlatendheid als de kern van de dijk. Een kleibekleding ontbreekt in dit geval. Op basis van het grondonderzoek wordt de dijk als een kleidijk geschematiseerd en deze wordt niet verder afgegraven dan de bovenste kleilaag (zie ook paragraaf 2.1). Daarnaast is het binnentalud 1:5. Hiermee voldoet de dijk op dit faalmechanisme Stabiliteit bekleding De huidige bekleding is een kleilaag met een grasbekleding op zowel het buitentalud als het binnentalud. Aan de buitenzijde wordt ter plaatse van dwarsprofiel 1 en 2 een deel van het talud en het voorland ontgraven ten behoeve van de vaargeul. De werkzaamheden en de tijdelijke situatie vinden voor een deel plaats in het stormseizoen waardoor het belangrijk is op dit onderdeel voldoende sterkte te waarborgen. De maatgevende belasting op de bekleding treedt op wanneer de golven tegen het ontgraven talud breken. Dit gebeurt bij een waterstand van circa NAP +0,9 m, niet tijdens MHW. Voor beide profielen worden de golven niet bepaald door de waterdiepte; afgravingen van het voorland hebben geen invloed op de hydraulische belasting op de bekleding. De significante golfhoogte (H S) is 0,8m [ref. 8] NAP+0,9m NAP+1,7m NAP-0,4m Figuur 13: Maatgevende belasting buitentalud IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 20 van 32

21 Figuur 14 Beoordelingsschema erosie onderlagen [Ref. 2] De bekleding kan deze belasting hebben, er wordt namelijk voldaan aan voorwaarde 2.1: De score van de toplaag op afschuiving is goed (zie berekening STBU); De maatgevende golfhoogte Hs is kleiner dan 2 m (0,8m [ref. 8]); de dikte van de kleilaag is groter dan 0,4 m (volledige kleidijk) (met als uitgangspunt dat de ontgraving niet verder gaat dan de bovenste kleilaag, zie ook paragraaf 2.1). Én Stap 2.2 maakt een vergelijking tussen de stormduur en de reststerkte. Er wordt aangegeven dat de dijk voldoet als deze een kleikern heeft tot aan Toetspeil + toeslagen en de stormduur is < 24 uur [ref. 2]. Bij de toetsing van een bekleding van een categorie C-kering, wordt voor de duur van de storm 12 uur aangehouden [ref. 1]. Monitoring Aan de buitenzijde van de categorie C-kering zal 2 m uit de nieuwe teen van de kering (na afgraven buitentalud) een perkoenpalenrij worden geplaatst om eventuele erosie van de bekleding vroegtijdig te signaleren. Doordat de bekleding het zwaarst wordt belast onder reguliere omstandigheden is het mogelijk correctief op te treden als veel erosie wordt geconstanteerd. Bij te veel erosie (erosie voorbij de perkoenpalenrij) moet aanvullend materiaal worden aangebracht aan de buitenzijde zodat de bekleding voldoende weerstand biedt tegen de optredende hydraulische belasting. Conclusie bekleding De kleibekleding op het ontgraven talud voldoet op erosie onderlagen. Er is voldoende klei aanwezig in het restprofiel. Middels een perkoenpalenrij wordt de erosie van de bekleding gemonitoord en daar waar teveel erosie optreedt worden herstellende maatregelen getroffen. IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 21 van 32

22 De bekleding op het ondertalud is niet maatgevend voor de standzekerheid van de primaire kering en deze staat onder water bij een maatgevende belasting. Om het risico op uitspoeling te voorkomen op het ondertalud wordt aanvullend wel aanbevolen: Wanneer bij het ontgraven van taluds erosiegevoelige lagen worden aangetroffen (zoals zand of puin) dient een erosiebestendige toplaag aangebracht te worden alvorens in te zaaien met graszaad D2. Dit is ook vermeld op de ontwerptekening bij de vergunningaanvraag. 4. Conclusie Er is een controle uitgevoerd van de hoogte, stabiliteit binnenwaarts, stabiliteit buitenwaarts, microstabiliteit, stabiliteit van het voorland en op de stabiliteit van de bekleding van de categorie C-kering. Ter plaatse van de ontgraving vaargeul en ontgraving tot NAP - 1,70 m is de categorie C-kering beschouwd conform de geometrie zoals weergegeven in Figuur 15 en Figuur 16. Voor het gebied waar ontgraven wordt tot NAP-0,2m is de categorie C-kering beschouwd conform de geometrie zoals weergegeven in Error! Reference source not found.. Hierbij is rekening gehouden met zowel een binnendijkse als buitendijkse ontgraving. De hoogte voldoet niet, maar voldeed ook niet en wordt niet nadelig beïnvloed. Voor de overige faalmechanismen is gecontroleerde of de dijk water kan keren. Hierbij is rekening gehouden met zandzakken op de kruin van de dijk om ook in een maatgevende situatie het water te kunnen keren. Bij een controle langs alle faalmechanismen blijkt dat de waterkering voldoende stabiliteit (piping, binnenwaarts, buitenwaarts, voorland, bekleding en microstabiliteit) biedt tegen het optredende maatgevend hoogwater tijdens de uitvoering. Dit betekent dat de veiligheid niet nadelig beinvloed wordt. Doordat de tijdelijke situatie deels plaatsvindt in het stormseizoen, en doordat de bekleding het zwaarst wordt belast onder dagelijkse omstandigheden, wordt aan de buitenzijde een perkoenpalenrij geplaatst ter monitoring van de erosie van de bekleding. Indien de erosie de perkoenpalenrij bereikt zullen correctieve maatregelen worden uitgevoerd en zal de ontwerpgeometrie worden hersteld. Figuur 15: Geometrie ter plaatse van ontgraving vaargeul (incl 0,3m tolerantie) IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 22 van 32

23 Figuur 16: Geometrie ter plaatse van ontgraving tot NAP-1,7m (incl 0,3m tolerantie) Figuur 17: Ontgraving tot NAP-0,2m binnendijks Referenties 1. Ministerie van Verkeer en Waterstaat (2007). Addendum op het Voorschrift Toetsen op Veiligheid 2006 m.b.t. primaire waterkeringen van de categorie c. 2. Ministerie van Verkeer en Waterstaat (2007). Voorschrift toetsen op veiligheid primaire waterkeringen 2006 (VTV2006). Den Haag. 3. Project IJsseldelta (2012). Deelproduct 3: Waterkeringsplan, planstudie IJsseldelta-Zuid. 4. Project IJsseldelta (2012). Deelproduct 4: Inrichtingsplan, planstudie IJsseldelta-Zuid. 5. TAW (2004). Technisch rapport waterspanningen bij dijken. 6. Ministerie van Verkeer en Waterstaat - Inspectie Verkeer en Waterstaat Derde toets primaire waterkeringen Landelijke toets Isala delta (2015). Grondinterpretatierapport v Isala delta (2015). Ontwerpbasis Dijken v1.0 IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 23 van 32

24 Locatie Profiel Criteria Dam Voorland Status Hydr. belasting Ontwerppuntfrequentie Meerpeil (ontwerp) Windrichting (ontwerp) Windsnelheid (ontwerp) Waterstand (ontwerp) Golfhoogte (ontwerp) Golfperiode (ontwerp) Golfrichting (ontwerp) Bijlage 1. Uitvoer Promovera 1 D10 RoggPr_1op4 WS_000_02000_xxxxx 0 0 Aktueel D7 NoordPr_1op4 WS_000_02000_xxxxx 0 0 Aktueel D8 GeldePr_1op4 WS_000_02000_xxxxx 0 0 Aktueel D9 WannPr_1op4 WS_000_02000_xxxxx 0 0 Aktueel D10 RoggPr_1op4 GO_000_02000_ Aktueel D7 NoordPr_1op4 GO_000_02000_ Aktueel D8 GeldePr_1op4 GO_000_02000_ Aktueel D9 WannPr_1op4 GO_000_02000_ Aktueel IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 24 van 32

25 Bijlage 2. Nabijgelegen grondonderzoek IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 25 van 32

26 IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 26 van 32

27 IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 27 van 32

28 Bijlage 3. Dwarsprofiel 1 Maatgevende glijvlakken STBI Shear Stress Bishop Layers 8. klei toplaag 7. Zand 6. veen 5. Zand 4. Zand (opbarsten) 3. veen (opbarsten) 2. veen 1. Zand Fax Phone P1P Annex date D-Geo Stability 10.1 : dwp geul ontwerp v3 220.sti Xm : 12,36 [m] Ym : 15,07 [m] Radius : 18,97 [m] Safety : 1,61 Max. stress : 10,376 [kn/m2] Min. stress : 0,000 [kn/m2] Dwarsprofiel 2 Shear Stress Bishop Layers 10. Klei toplaag 9. Zand 8. Veen 7. Klei toplaag (opbarsten) 6. Zand (opbarsten) 5. Veen (opbarsten) 4. Klei toplaag 3. Zand 2. Veen 1. Zand Fax Phone P1P Annex date D-Geo Stability 10.1 : dwp2 ontwerp 220.sti Xm : 12,22 [m] Ym : 14,88 [m] Radius : 18,68 [m] Safety : 1,59 Max. stress : 10,500 [kn/m2] Min. stress : 0,000 [kn/m2] IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 28 van 32

29 Dwarsprofiel 3 Shear Stress Bishop Layers 7. Klei toplaag 6. Veen 5. Klei toplaag (opbarsten) 4. Veen (opbarsten) 3. Klei toplaag 2. Veen 1. Zand P1P2 Fax Phone Annex date D-Geo Stability 10.1 : dwp3 ontwerp 220.sti Xm : 17,33 [m] Ym : 8,65 [m] Radius : 11,85 [m] Safety : 1,40 Max. stress : 7,233 [kn/m2] Min. stress : 0,000 [kn/m2] IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 29 van 32

30 Bijlage 4. Dwarsprofiel 1 Maatgevende glijvlakken STBU Shear Stress Bishop Materials klei toplaag veen Zand Fax Phone P1P2 veen Annex date D-Geo Stability 16.2 : dwp geul ontwerp v2 220 afgraving.sti Xm : -14,40 [m] Ym : 8,26 [m] Radius : 9,16 [m] Safety : 1,46 Max. stress : 6,564 [kn/m2] Min. stress : 0,375 [kn/m2] Dwarsprofiel 2 Shear Stress Bishop Materials Klei toplaag Veen Zand Phone Fax P1P2 Zand Veen Klei Annex date D-Geo Stability 16.2 : dwp2 ontwerp 220 afgraving.sti Xm : -13,98 [m] Ym : 17,80 [m] Radius : 21,60 [m] Safety : 1,46 Max. stress : 15,441 [kn/m2] Min. stress : 0,872 [kn/m2] IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 30 van 32

31 Bijlage 5. Pipingberekening Sellmeijer Dwarsprofielen IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 31 van 32

32 IJD-OTDW-ONT-0013Invloed werkzaamheden inrichting Reevediep op de categorie C-kering Pagina 32 van 32