AANLEG SINGEL BIJ WATERKERING KAREKIETFLAT SLIEDRECHT

Transcriptie

1 Fugro GeoServices B.V. Waterbouw RAPPORT betreffende AANLEG SINGEL BIJ WATERKERING KAREKIETFLAT SLIEDRECHT Opdrachtnummer: Opdrachtgever : Gemeente Sliedrecht Afdeling Weg- en Waterbouw Postbus AA SLIEDRECHT Datum grondonderzoek : 25 juni 2012 Projectleider Opgesteld door Gecontroleerd door : ir. J.N. Wierenga : ir. E.K.H. Lee Adviseur Waterbouw : ir. J.N. Wierenga Projectleider VERSIE DATUM OMSCHRIJVING WIJZIGING PARAAF PROJECTLEIDER 1 29 juni 2012 eerste versie 2 03 juli 2012 Opdrukveiligheid en rekenmethode 3 FILE: R01_v02.doc. Op deze rapportage zijn de algemene leveringsvoorwaarden ALV 2012 van toepassing die een aansprakelijkheidsbeperking bevatten. Kantoor Nieuwegein: Archimedesbaan 13, Postbus 1471, 3430 BL Nieuwegein, Tel.: , Fax: , Internet: Handelsreg.nr , BTW Nr. NL B08

2 INHOUDSOPGAVE Blz. 1. INLEIDING Beschikbare informatie 1 2. UITGANGSGANGPUNTEN ANALYSE Geometrie (Grond)waterstanden Overige uitgangspunten 2 3. TOETSING ONTWERP Opbarsten/Opdrijven: Analyse macrostabiliteit 5 4. SAMENVATTING EN CONCLUSIES Opbarsten/ opdrijven Stabiliteit 6 BIJLAGEN Nr. Advies - Situatietekening 1 - Resultaten stabiliteitsanalyse 2

3 1. INLEIDING Op 25 mei 2012 ontving Fugro GeoServices B.V. te Nieuwegein van de Gemeente Sliedrecht de opdracht voor het uitvoeren van een onderzoek naar de invloed van de aanleg van de Singel op de veiligheid ten aanzien van de primaire waterkering. De singel is gelegen langs de Rivierdijk, die in beheer is bij Waterschap Rivierenland. Het gebied waarin de nieuwe singel wordt aangelegd ligt zowel binnen de beschermingszone als buitenbeschermingszone van de waterkering. Voor de aanleg van de Singel dient aan het Waterschap Rivierenland (WSRL) aangetoond te worden dat de veiligheid van de waterkering nu en in de toekomst gewaarborgd blijft. Doel van het onderzoek is het toetsen van het ontwerp van de singel op de veiligheid ten aanzien van macrostabiliteit van het binnentalud van de primaire waterkering met de drukstaaf methode. Dit rapport bevat: een korte projectomschrijving; een omschrijving over de uitgangspunten voor de analyse; een geotechnische analyse van stabiliteit, opbarsten en opdrijven Beschikbare informatie Voor de werkzaamheden is de volgende informatie beschikbaar: Legger Dijkring 16, Waterschap Rivierenland, d.d. 19 april 2012; KKF- Bodemrapportage , Gemeente Sliedrecht, d.d 10 mei 2012; Dwarsprofiel t.h.v. Karekietflat, Gemeente Sliedrecht, d.d. 25 juni 2012; 2009 pseudo rekenbestanden, Gemeente Sliedrecht, d.d. 25 juni 2012; Sonderingen Dijkversterking Alblasserwaard, archief, Fugro; Voor de werkzaamheden is de volgende literatuur geraadpleegd: TAW, 1989, Leidraad voor het ontwerpen van rivierdijk, deel 2, s-gravenhage; TAW, 2004, Technisch rapport waterspanningen bij dijken R01_v02.doc Opdr. : Blz. : 1

4 2. UITGANGSGANGPUNTEN ANALYSE 2.1. Geometrie De geometrie van de dijk is gebaseerd op door de opdrachtgever aangeleverde tekeningen. In bijlage 1 is de doorsnede van de dijk weergegeven. De locatie van de sloot is gebaseerd op de aangeleverde tekeningen. De maatvoering van de singel is niet gegeven. De aangenomen geometrie van de singel betreft een breedte van de singel op maaiveldniveau van 11m. De bodem van de sloot ligt op 1m onder het streefpeil van NAP -1,9m waarmee het bodemniveau op NAP -2,9m ligt. De aangehouden bodembreedte is 1m. De bodemopbouw is geschematiseerd aan de hand van het aangeleverde grondonderzoek (KKF- Bodemrapportage ) en rekenbestanden. Ook worden sonderingen uit Fugro archief voor de projectlocatie gebruikt. De rekenbestanden is circa 400m ten westen van de projectlocatie. Om te controleren of de rekenbestanden gebruikt kunnen worden voor de projectlocatie is gebruikt gemaakt van de bodemrapportage. De diepte van de boringen variëren tussen 0,5m en 2,0m onder het maaiveld. Om een beeld te krijgen van de ondergrond is daarom ook gebruikt gemaakt van het archief (Grond)waterstanden Toetspeil De toegepaste waterstand in de toetsing is het maatgevende hoogwater (MHW) uit de randvoorwaarden van 1996 met 1m toeslag. Deze randvoorwaarde is door WSRL opgelegd. In de Hydraulische Randvoorwaarden 1996 is een toetspeil van NAP+3,35m gegeven (Dijkringgebied 16, Alblasserwaard en Vijfheerenlanden, 968 Sliedrecht). Het toetspeil voor de onderhavige toetsing bedraagt dus NAP+4,35m. Polderpeil Het polderpeil in de achterliggende singel is aangehouden op een vastpeil van NAP -1,9m. Freatische grondwaterstand Het verloop van de freatische grondwaterstand is overgenomen van de aangeleverde rekenbestanden. De hoogte van de freatische lijn is aangepast naar MHW van NAP +4,35m. De werking van het kwelscherm is bij de ligging van de freatische lijn opgenomen. Stijghoogte watervoerende pakket Het verloop van de stijghoogte in het watervoerende pakket is overgenomen van de aangeleverde rekenbestanden. Hierbij is een verhoging van de stijghoogte doorgevoerd die overeenkomt met verandering van de buitenwaterstand in de aangeleverde berekening en het toegepaste MHW. Dit komt neer op een verhoging van 0,85 m Overige uitgangspunten Permanente belasting Belastingen van de woningen zijn niet meegenomen in de berekeningen, uitgaande dat de woningen op paal gefundeerd zijn R01_v02.doc Opdr. : Blz. : 2

5 Verkeersbelasting Voor het ontwerp is een gelijkmatig verdeelde verkeersbelasting van 13,33kN/m 2 over een breedte van 2,5m aangenomen. Schadefactor stabiliteit Op basis van Leidraad voor het ontwerpen van Rivierdijken (deel 2 benedenrivierengebied) is de schadefactor bepaald. De totale schadefactor is: γ n = γ n, f γ n, c γ n, L Waarbij: γ n,f = dijkring gespecificeerde jaar- overschrijdingsfrequentie van het ontwerppeil γ n,c = instabiliteit al dan niet samenhangend met het optreden van hoogwater 10 γ n,l = 1+ 0,065 log( L /10), waarin L de lengte in km is van de waterkering rondom de dijkring. De jaar- overschrijdingsfrequentie voor dijkring van de projectlocatie is 1/4000 per jaar. Deze waarde is overgenomen van Leidraad voor het ontwerpen van rivierdijken deel 2. De waarde γ n,f is hiervoor 1,06 De waarde γ n,c is 1,07 als een hoogwater de oorzaak is van bedreiging van de stabiliteit. De waarde γ n,l is 1,06 voor een dijklengte van circa 85km. Hier volgt een totale schadefactor van 1,20 uit. Veiligheidsfactor opbarsten/ opdrijven De verhouding tussen het gewicht van deklaag en de opwaartse waterdruk bepaald de veiligheidsfactor tegen opbarsten en opdrijven. De veiligheidsfactor tegen opbarsten dient tenminste 1,0 te bedragen, de veiligheidsfactor tegen opdrijven dient 1,2 te bedragen. Rekenmethode De stabiliteit van de dijk wordt geanalyseerd door het uitvoeren van glijvlakberekeningen met het rekenprogramma D-GeoStability. De toe te passen rekenmethode hangt af van de opdrukveiligheid van het achterland. De opdrukveiligheid is de verhouding tussen het gewicht van de deklaag en de opwaartse waterdruk. In tabel 2-1 is een overzicht van de opdrukveiligheid met de bijbehorende rekenmethode gegeven. tabel 2-1: Overzicht met de opdrukveiligheid en de toe te passen rekenmethode Opdrukveiligheid Methode Toelichting > 1,20 Bischop Cirkelvormige glijvlakken, bij rekenwaarde 1,00 1,20 Uplift Van (opdrijven) Cirkelvormige glijvlakken verbonden met een rechtvlak < 1,00 Bischop 0 (opbarsten) Cirkelvormige glijvlakken, hierbij worden de schuifsterkte en cohesie in de opbarstzone gereduceerd tot nul Sterkte parameters Voor de berekeningen is gebruikt gemaakt van rekenwaarden van de aangeleverde stress tabel in het rekenbestand. De ondergrond onder de berm is aangenomen dat deze sterker geworden dan voor de aanleg van de dijkversterking R01_v02.doc Opdr. : Blz. : 3

6 3. TOETSING ONTWERP 3.1. Opbarsten/Opdrijven: De verhouding tussen het gewicht van deklaag en de opwaartse waterdruk bepaald de veiligheidsfactor tegen opbarsten en opdrijven. De veiligheidsfactor tegen opbarsten dient tenminste 1,0 te bedragen. Bij een waarde kleiner dan 1,0 is de opwaartse waterdruk groter dan het gewicht van de deklaag en barst de situatie op. De veiligheidsfactor tegen opdrijven dient 1,2 te bedragen. De maximale stijghoogte in diepere zandlaag is circa NAP+3,50m. Door beperkte breedte van de singel aan te nemen, kan de boogwerking van de ondergrond worden meegenomen. Wanneer de dikte van de samendrukbare laag groter is dan de singel breedte op maaiveldniveau, mag de gehele dikte van de samendrukbare laag meegenomen worden genomen als het gewicht van de deklaag. Deze boogwerking blijft bestaan tot een breedte van de singel tot ongeveer 11m. In tabel 3-1 is het gewicht van de samendrukbare deklaag gegeven. tabel 3-1: Gewicht samendrukbare deklaag Grondlaag Dikte [m] Soortelijk gewicht [kn/m 3 ] Gewicht [kn] Klei (kltln) 3,9 16,6 64,7 Klei (klgln 0,5 12,5 6,3 Veen (hveenn) 2, ,6 Klei (klgzn) 0,5 15 7,5 Klei (klgln) 2,7 13,3 35,9 Veen (bveenn) 0,3 11 3,3 Klei (klkr) 0,5 19 9,5 Totaal: 155,8 kn De verhouding tussen het gewicht van de deklaag en de opwaartse waterdruk is hiervoor 1,07. Hierbij voldoet het ontwerp aan de vereiste veiligheidsfactor tegen opbarsten, maar voldoet niet aan de veiligheidfactor tegen opdrijven Analyse macrostabiliteit De geometrie welke is gehanteerd in de stabiliteitsberekeningen is grafisch weergegeven in bijlage 2. Het profiel van de berekening zijn aangepast volgens de ontwerptekening met singel. Het ontwerp is op macrostabiliteit getoetst voor binnenwaartse stabiliteit met behulp van de rekenmethode Uplift Van. In tabel 3-2 zijn de stabiliteitsfactoren gegeven voor twee verschillende situaties (verkeersbelasting op parkeerplaatsen en verkeersbelasting op het wegdek). tabel 3-2: stabiliteitsfactor Uplift Van stabiliteit Situatie verkeersbelasting Parkeerplaatsen Wegdek Brug. Van Hofstedesingel Stabiliteitsfactor 1,20 1,20 Hierbij voldoet de stabiliteitsfactor aan de eisen van Leidraad voor het ontwerpen van Rivierdijken R01_v02.doc Opdr. : Blz. : 5

7 4. SAMENVATTING EN CONCLUSIES Voor de aanleg van de Singel dient aan het Waterschap Rivierenland aangetoond te worden dat de veiligheid van de primaire waterkering nu en in de toekomst gewaarborgd is Opbarsten/ opdrijven Wanneer de dikte van de samendrukbare laag groter is dan de singel breedte op maaiveldniveau, mag de gehele dikte van de samendrukbare laag meegenomen worden genomen als het gewicht van de deklaag. Deze boogwerking blijft bestaan tot een breedte van de singel tot ongeveer 11m. Uit de analyse komt een de opdrukveiligheid tussen het gewicht van deklaag en de opwaartse waterdruk van 1,07 naar voren. Dit betekend dat er spaken is van opdrijven van de deklaag. Bij deze opdrukveiligheid voldoet het ontwerp aan de vereiste veiligheidsfactor tegen opbarsten, maar voldoet niet aan de veiligheidsfactor tegen opdrijven Stabiliteit Omdat het ontwerp niet aan de veiligheidsfactor tegen opdrijven voldoet, zijn de stabiliteitsanalyses uitgevoerd met behulp van de rekenmethode Uplift Van voor twee verschillende situaties (verkeersbelasting op de parkeerplaatsen en verkeersbelasting op het wegdek). De stabiliteitsfactor van de twee situaties is hierbij getoetst op basis van Leidraad voor het ontwerpen van Rivierdijk (SF 1,2). Uit de berekening komt naar voren dat het ontwerp aan de vereiste stabiliteitsfactor voldoet R01_v02.doc Opdr. : Blz. : 6

8

9 000 Xm : 22,92 [m] Ym : 24,88 [m] Slip Plane Uplift Van T Radius : 35,88 [m] Safety : 1,26 (1,20) Layers dijkm kltlo kltln klglo kltln kltln klgln klgzo 9. 6 hveenn 8. 8 klglo 7. 6 hveenn 6. 6 hveenn 5. 5 klgzn 4. 4 klgln 3. 3 bveenn 2. 2 klkr 1. 1 zand D-Geo Stability 10.1 : dp6208a UplfV parkeerplaats.sti Archimedesbaan ME Nieuwegein Phone +31 (0) Fax +31 (0) date drw. EKL AANLEG SINGEL BIJ WATERKERING, SLIEDRECHT STABILITEIT toetspeil NAP+4,35m/parkeerplaats/uplift Annex - ctr. form. A4

10 000 Xm : 23,58 [m] Ym : 26,37 [m] Slip Plane Uplift Van 17 T Radius : 37,37 [m] Safety : 1,26 (1,20) Layers dijkm kltlo kltln klglo kltln kltln klgln klgzo 9. 6 hveenn 8. 8 klglo 7. 6 hveenn 6. 6 hveenn 5. 5 klgzn 4. 4 klgln 3. 3 bveenn 2. 2 klkr 1. 1 zand D-Geo Stability 10.1 : dp6208a UplfV wegdek.sti Archimedesbaan ME Nieuwegein Phone +31 (0) Fax +31 (0) date drw. EKL AANLEG SINGEL BIJ WATERKERING, SLIEDRECHT STABILITEIT PROFIEL toetspeil NAP+4,35m/wegdek//uplift Annex - ctr. form. A4