STABILITEITSANALYSE ONDERWATERTALUD ZUIDPLAS SELLINGERBEETSE

Transcriptie

1 FUGRO GEOSERVICES B.V. Geo-Advies Noord-Nederland RAPPORT betreffende STABILITEITSANALYSE ONDERWATERTALUD ZUIDPLAS SELLINGERBEETSE Opdrachtnummer: Opdrachtgever Rapportnummer Projectleider Opgesteld door Gecontroleerd door : Provincie Groningen Milieubeleid en bodemsanering postbus AP Groningen : _31.R01.v02 : ing. J.B. Heikes : ing. M. Boelhouwer Adviseur Geotechniek : ing. J.B. Heikes VERSIE DATUM OMSCHRIJVING WIJZIGING PARAAF PROJECTLEIDER 1 24 februari 2015 Eerste versie JBH 2 27 maart 2015 Beschouwing doorsneden 6 en 7 + en 10 meter JBH FILE: _31.R01.v02 Op deze rapportage zijn de algemene leveringsvoorwaarden ALV 2012 van toepassing die een aansprakelijkheidsbeperking bevatten Kantoor: Pop Dijkemaweg 72a, 9731 BG Groningen, Tel.: , Onderdeel van de Fugro Groep met vestigingen over de hele wereld.

2 FUGRO GEOSERVICES B.V. Geo-Advies Noord-Nederland RAPPORT betreffende STABILITEITSANALYSE ONDERWATERTALUD ZUIDPLAS SELLINGERBEETSE Opdrachtnummer: Opdrachtgever Rapportnummer Projectleider Opgesteld door Gecontroleerd door : Provincie Groningen Milieubeleid en bodemsanering postbus AP Groningen : _31.R01.v02 : ing. J.B. Heikes : ing. M. Boelhouwer Adviseur Geotechniek : ing. J.B. Heikes VERSIE DATUM OMSCHRIJVING WIJZIGING PARAAF PROJECTLEIDER 1 24 februari 2015 Eerste versie JBH 2 27 maart 2015 Beschouwing doorsneden 6 en 7 + en 10 meter JBH FILE: _31.R01.v02 Op deze rapportage zijn de algemene leveringsvoorwaarden ALV 2012 van toepassing die een aansprakelijkheidsbeperking bevatten Kantoor: Pop Dijkemaweg 72a, 9731 BG Groningen, Tel.: , Onderdeel van de Fugro Groep met vestigingen over de hele wereld.

3 INHOUDSOPGAVE Blz. 1. INLEIDING 1 2. PROJECTOMSCHRIJVING Projectlocatie Beschikbare informatie Doel stabiliteitsanalyse 3 3. TERREIN- EN BODEMGESTELDHEID Bodemopbouw (Grond-)waterstanden 4 4. TALUDAFSCHUIVING Algemeen Methode Bishop Uitgangspunten Geometrie Grondparameters Veiligheidsklasse (Grond-)waterstanden en stijghoogten Terrein- en verkeersbelastingen Overige uitgangspunten Berekeningsresultaten Toetsing taludafschuiving en steilheid Gesprek zandwinner Kremer Zand en Grind CONCLUSIE 13 BIJLAGEN NR. Dwarsprofielen 6-10 t/m 6+10 en 7-10 t/m Blz. :

4 1. INLEIDING Op 29 januari 2015 ontving Fugro GeoServices B.V. te Groningen van Provincie Groningen, de opdracht voor het uitbrengen van een stabiliteitsanalyse van de oevers en het onderwatertalud ten behoeve van het project Zuidplas Sellingerbeetse te Sellingen. Op basis van het door Fugro GeoServices B.V. uitgebrachte stabiliteitsonderzoek met kenmerk _31.R01.v2 d.d. 14 november 2013 is een last opgelegd aan de zandwinner, dat het bestaande talud lokaal dient te worden aangepast naar gemiddeld 1:2 (v:h) of flauwer. Deze aanpassingen aan het talud dienen ter hoogte van de volgende doorsneden te worden uitgevoerd: - Doorsnede 6, het talud tussen metrering -110 en metrering -115; - Doorsnede 7, het talud tussen metrering -180 tot metrering Deze rapportage is een aanvulling op de eerder uitgebrachte versie van dit rapport met kenmerk _31.R01 d.d. 25 februari In deze eerder uitgebrachte rapportage is beoordeeld of het talud ter plaatse van de betreffende doorsneden dermate zijn verflauwd, of het over de hierboven gestelde metrering gemiddeld 1:2 of flauwer is en of er een stabiele situatie is ontstaan. Naar aanleiding van het gesprek met de heer Kremer van Kremer Zand en Grind is besloten, naast doorsnede 6 en 7, tevens de doorsneden op 10 meter afstand uit beide zijden van doorsnede 6 en 7 te beschouwen om een beter (totaal)beeld te krijgen van de aanwezige stabiliteit van het (onderwater)talud. De resultaten van dit onderzoek zijn gebaseerd op de opdracht en de in het rapport beschreven uitgangspunten. Fugro neemt geen verantwoordelijkheid voor de juistheid van andere dan door ons gerapporteerde conclusies en interpretaties. Voor de stabiliteitsanalyse van het onderwatertalud wordt ter plaatse van de gestelde doorsneden de stabiliteit van de (huidige) ingemeten situatie beschouwd, waarbij gekeken wordt naar taludafschuiving bij cirkelvormige glijvlakken. Andere bezwijkmechanismen, zoals microstabiliteit, golfaanval en een beoordeling op basis van CUR-richtlijn 113, maken geen deel uit van de werkzaamheden. Dit rapport bevat: - een korte projectomschrijving (hoofdstuk 2); - een beschrijving van de terrein- en bodemgesteldheid (hoofdstuk 3); - een geotechnische analyse van de stabiliteit (hoofdstuk 4); - conclusie (hoofdstuk 5). Blz. : 1

5 2. PROJECTOMSCHRIJVING 2.1. Projectlocatie In deel B van de (voormalige) zandwinput de Beetse te Sellingerbeetse is in de loop van de jaren doormiddel van zandwinning de bestaande plas uitgebreid en uitgediept. De projectlocatie is gelegen in het oostelijke deel van de plas en is gelegen ten westen van Sellingen. Een overzicht van de projectlocatie is weergegeven in Figuur 2-1. Figuur 2-1: Globale projectlocatie deel B uitbreiding/uitdieping zandwinput de Beetse (bron: Google Maps) 2.2. Beschikbare informatie Voor dit project is door de opdrachtgever de volgende informatie verstrekt: Resultaten grondonderzoek, Wiertsema & Partners, kenmerk: VN-8634J, d.d. 16 november 1999; Situatietekening + sonderingen VN DKM-13 t/m DKM23, Wiertsema & Partners, kenmerk rapport: VN-08634, d.d. 14 april 1994; Tekening taluds vergunningmodel, GeoPlus, kenmerk 7035, d.d. 6 juli 2011; Tekeningen Dwarsprofielen, GeoPlus, kenmerk 53603, d.d. 16 maart 2015; Memo onderzoeksrapportage, Wiertsema & Partners, kenmerk VN , d.d. 17 oktober 2012; Fugro staat niet in voor de juistheid en/of volledigheid van de door derden verstrekte informatie en gegevens. Blz. : 2

6 2.3. Doel stabiliteitsanalyse Het doel van het onderzoek is een controle of de opgelegde werkzaamheden naar behoren zijn uitgevoerd. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen 2 vragen: 1. Zijn de doorsneden 6-10 t/m 6+10 (metrering -110 tot metrering -115) en 7-10 t/m 7+10 (metrering -180 tot metrering -200) dermate verflauwd dat wordt voldaan aan de eis van een talud van 1 : 2 of flauwer; 2. Is de nieuwe situatie stabiel. Op deze vragen wordt ingegaan in hoofdstuk 4. Blz. : 3

7 3. TERREIN- EN BODEMGESTELDHEID 3.1. Bodemopbouw Op basis van het door de opdrachtgever verstrekte grondonderzoek, welke in het verleden is uitgevoerd door Wiertsema en Partners volgt dat de eerste meter bestaat uit zand- en kleilagen, gevolgd door een zandlaag die over de diepte varieert van los gepakt tot zeer vast gepakt. Deze zandlaag loopt door tot de maximaal verkende diepte (circa 40 m minus maaiveld). Ter plaatse van de sonderingen DKM19 t/m DKM22 is deze zandlaag lokaal doorsneden door een leemlaag van 1 tot 15 m dikte. Bij DKM16 is deze leemlaag op een dieper niveau van respectievelijk 32 m minus mv tot de verkende diepte (circa 40 m minus maaiveld) aangetroffen. Opgemerkt dient te worden dat het verstrekte grondonderzoek is gepresenteerd vanaf maaiveld, zonder vaste referentiehoogte. Om de bodemopbouw te kunnen refereren aan de aanwezige situatie is voor het bepalen van een vaste referentiehoogte de volgende aanname gedaan: de maaiveldhoogte van het grondonderzoek is gelijk gehouden aan ca. NAP +8,5 m, hetgeen overeen komt met maaiveldhoogte (bovenkant talud) van de verstrekte dwarsprofielen (conform Inmeting waterbodem door GeoPlus d.d. 3 september 2012) (Grond-)waterstanden In de door de opdrachtgever verstrekte boorstaten B101 t/m B105 is de (grond)waterstand aangetroffen tussen circa 2,0 m à 3,0 m minus maaiveld, hetgeen overeen komt met circa NAP +6,5 m à NAP +5,5 m. Blz. : 4

8 4. TALUDAFSCHUIVING Onder een taludafschuiving, ofwel verlies aan macrostabiliteit van een talud, wordt verstaan het statisch evenwichtsverlies van een grondmassa onder een helling, onder invloed van de aandrijvende kracht van het eigen gewicht en de maximaal mobiliseerbare afschuifweerstand langs potentiële diepe glijvlakken. Opgemerkt moet worden dat naast de schade die ontstaat tengevolge van de afschuiving zelf, de afschuiving ook andere faalmechanismen kan inleiden Algemeen Voor zandwingebieden dient conform CUR-richtlijn 113 voldaan te worden aan (alle van) de volgende drie voorwaarden: 1) géén gronddepot en/of andere bovenbelasting langs de oever; 2) géén slappe cohesieve lagen; 3) helling flauwer dan 1:3. Indien niet aan één of meerdere van bovenstaande voorwaarden wordt voldaan, dient een stabiliteitsberekening volgens de methode Bishop, met grondparameters volgens tabel 2.b van NEN , te worden uitgevoerd. In onderhavig geval wordt lokaal niet aan bovenstaande eis 3 voldaan, waartoe stabiliteitsberekeningen zijn uitgevoerd Methode Bishop De stabiliteit van de ophogingen is geanalyseerd door het uitvoeren van glijvlakberekeningen volgens de (vereenvoudigde) methode Bishop met het computerprogramma DGeoStability. Hierbij wordt de veiligheidsfactor van een grondmoot langs een cirkelvormig glijvlak berekend. De stabiliteit van het talud is afhankelijk van: - de sterkte van de grond; - de diepte en steilheid van de ontgraving. τ ϕ c σ 3 σ 1 σ n Figuur 4-1: Schuifweerstand De ondergrond is verdeeld in een aantal lagen waarbij voor iedere laag het volumegewicht en de wrijvingseigenschappen (hoek van inwendige wrijving ϕ en de cohesie c ) zijn bepaald, zie Figuur 4-1. Blz. : 5

9 Deze parameters zijn onder andere bepaald aan de hand van interpretatie van het grond- en laboratoriumonderzoek, alsmede ervaring. Bij de berekeningen zijn rekenwaarden van de grondparameters gebruikt Uitgangspunten Geometrie De geometrie van het in de berekening aangehouden talud is gebaseerd op de door GeoPlus op 12 januari 2015 ingemeten (maatgevende) doorsnede 6, + en 10 meter en doorsnede 7 + en 10 meter, zie Figuur 4-2, Figuur 4-3 en bijlage 1 voor de geometrie. Figuur 4-2: maatgevende doorsneden 6-10 t/m 6+10 Blz. : 6

10 Figuur 4-3: maatgevende doorsneden 7-10 t/m Grondparameters De bodemopbouw ter plaatse van sondering VN DKM20 is als maatgevend beschouwd. De rekenwaarden van de grondparameters en de bodemopbouw zijn gegeven in Tabel 4-1. Tabel 4-1: rekenwaarden van de sterkteparameters (DKM20) Diepte bovenkant laag Grondsoort [m t.o.v. NAP] γ dr / γ sat [kn/m 3 ] ϕ d [ ] c d [kn/m 2 ] +8,5 KLEI, zwak zandig 16/16 19,0 0,8 +7,5 ZAND, los tot mv gepakt 17/19 25,7 0,0-0,2 LEEM, zwak zandig 20/20 23,5 0,8-0,8 ZAND, matig vast gepakt 18/20 28,0 0,0-7,0 LEEM 20/20 23,5 0,8-22,0 Onderzijde rekenmodel Opmerkingen: γ dr =droog volumiek gewicht in kn/m 3 γ sat = nat volumiek gewicht in kn/m 3 ϕ d = effectieve hoek van inwendige wrijving in c d = effectieve cohesie in kn/m Veiligheidsklasse De stabiliteitsberekeningen zijn gemaakt voor de uiterste grenstoestand (UGT). De minimaal vereiste stabiliteitsfactor (SF min ) bedraagt in dat geval 1,0. De partiële factoren hebben de volgende waarden voor RC1: - 1,00 op het volumiek gewicht; - 1,30 op de cohesie c ; - 1,20 op de tangens van de hoek van inwendige wrijving ϕ. Blz. : 7

11 (Grond-)waterstanden en stijghoogten Op basis van het door GeoPlus op 12 januari 2015 ingemeten waterpeil is voor de berekeningen een (grond)waterstand van NAP +6,92 m aangehouden. Het volledige talud bevindt zich onder de waterstand. Hierdoor zijn eventuele (kleine) fluctuaties in de waterstand niet van invloed op de macrostabiliteit Terrein- en verkeersbelastingen - Het te beschouwen talud bevindt zich volledig onder water. Derhalve is geen rekening gehouden met een bovenbelasting ten gevolge van verkeer; - Aardbevingsbelasting zijn niet beschouwd Overige uitgangspunten De stabiliteitsfactor dient bij rekenwaarden voor de grondparameters te voldoen aan F 1,0 in de eindsituatie; Alleen glijvlakken dieper dan 2 m zijn van de betreffende metrering beschouwd. De gehanteerde uitgangspunten dienen door de opdrachtgever te worden geverifieerd Berekeningsresultaten In de stabiliteitsberekening is op basis van doorsneden 6-10 m t/m 6+10 m en 7-10 m t/m 7+10 m de stabiliteit voor de huidige situatie bepaald. Door middel van een safety overview is beter inzichtelijk te maken tot welke diepte sprake is van onvoldoende stabiliteit. Hieruit volgt dat ter plaatse van doorsnede 6 en 7 er voor het onderwatertalud lokaal sprake is van onvoldoende stabiliteit. Figuur 4-4: safety overview talud doorsnede 6-10 m huidige situatie Blz. : 8

12 Figuur 4-5: safety overview talud doorsnede 6 huidige situatie Figuur 4-6: safety overview talud doorsnede 6+10 m huidige situatie Blz. : 9

13 Figuur 4-7: safety overview talud doorsnede 7-10 m huidige situatie Figuur 4-8: safety overview talud doorsnede 7 huidige situatie Blz. : 10

14 Figuur 4-9: safety overview talud doorsnede 7+10 m huidige situatie 4.5. Toetsing taludafschuiving en steilheid Op basis van de stabiliteitsberekeningen volgt dat de stabiliteit van het onderwatertalud ter plaatse van de beoordeelde doorsneden lokaal niet voldoet aan de eis. Deze maatregelen, gericht op het verflauwen van de steile taluds, zijn toegelicht in de eerder door Fugro GeoServices B.V. verstrekte rapportage met kenmerk _31.R01.v2 d.d. 14 november In de berekeningen is echter enkel gekeken naar het 2D model, terwijl er in werkelijkheid ook sterkte wordt ontleend over de breedte van het talud. Het gemiddelde talud ter plaatse van doorsnede 6-10 m t/m 6+10 m (metrering -110 tot metrering -115) is hieronder weergegeven: - Doorsnede 6-10 m : 1:3 [vert:horz]; - Doorsnede 6 : 1:1 [vert:horz]; - Doorsnede 6+10 m : 1:2,5 [vert:horz]. Uit het bovenstaande blijkt dat er lokaal niet wordt voldaan aan de opgelegde last van een gemiddeld talud van 1:2 [vert:horz]. Echter, als het gemiddelde wordt genomen over de doorsneden 6-10 m t/m 6+10 m, voldoet het talud wel. Het gemiddelde talud ter plaatse van doorsnede 7-10 t/m 7+10 (metrering -185 tot metrering -200) is hieronder weergegeven: - Doorsnede 7-10 m : 1:2,5 [vert:horz]; - Doorsnede 7 : 1:1,5 [vert:horz]; - Doorsnede 7+10 m : 1:2 [vert:horz]. Blz. : 11

15 Ter plaatse van doorsnede 7-10 m en 7 is het deel tussen metrering -180 en metrering -185 niet meegenomen in de bepaling van de steilheid, aangezien het talud hier omgekeerd is. Lokaal blijkt er niet te worden voldaan aan de opgelegde last van een gemiddeld talud van 1:2 [vert:horz]. Echter, als het gemiddelde wordt genomen over de doorsneden 7-10 m t/m 7+10 m, voldoet het talud wel. Een eventuele afschuiving zal een (zeer) beperkte omvang hebben, mede vanwege de beperkte uitloopmogelijkheid. De kans op het ontstaan van een (doorgaande) bresvloeiing is ook verwaarloosbaar klein, vanwege de aanwezige bodemopbouw (zie 3.1) en bermen in het onderwatertalud Gesprek zandwinner Kremer Zand en Grind Om de zandwinnner in de gelegenheid te stellen om te kunnen reageren op de bevindingen van Fugro, heeft op 11 februari 2015 een gesprek plaatsgevonden met de heer Kremer van Kremer Zand en Grind, waarbij ook een vertegenwoordiger van Wiertsema & Partners aanwezig was, op het provinciehuis van Groningen. Door Fugro wordt bij de start van het gesprek eerst een beschrijving gegeven van de gevolgde stappen bij het onderzoek, ook aangaande de eerste fase van het stabiliteitsonderzoek, waarbij een second opinion is uitgevoerd op de memo van Wiertsema & Partners. Er wordt benadrukt dat er vooralsnog geen direct gevaar is voor personen, echter wordt niet voldaan aan de opgelegde last, waarbij het talud minimaal tot 1:2 dient te worden verflauwd. De belangrijkste zaken waar de heer Kremer tijdens het gesprek op is ingegaan zijn: - Wanneer de resultaten worden vergeleken tussen de inmeting van medio 2013 en 2015, dan lijkt er niet of nauwelijks iets gewijzigd te zijn aan de onderwatertaluds. Reactie Kremer: Er zijn weldegelijk verbeterwerkzaamheden uitgevoerd, echter vanwege de aanwezigheid van leemlagen kon er niet of nauwelijks een verflauwing worden verkregen. Op de situatietekening, waarbij het gehele onderwaterprofiel van de plas is weergegeven via kleurschema s, is te zien dat er naast de te beoordelen doorsneden contrastverschillen te zien zijn. - Op dit moment wordt niet voldaan aan de last die is opgegeven door de Provincie Groningen, omdat de onderwatertaluds lokaal steiler zijn dan de eis van 1:2 (v:h). Reactie Kremer: Er is opdracht gegeven aan GeoPlus om dezelfde locaties van de dwarsprofielen te presenteren, zoals dit ook medio 2013 is gedaan, om een goede vergelijking te kunnen maken. Zoals reeds aangegeven blijven de onderwatertaluds vanwege de aanwezige leem te steil staan. Wij zijn bang dat als er meer materiaal werd verwijderd ter plaatse van de dwarsprofielen 6 en 7, dat er juist meer gevaar voor instabiliteit zal zijn. - Om meer inzicht te krijgen in de algehele stabiliteit van het onderwatertalud kan bijv. 10 meter boven en 10 meter onder het beoordeelde profiel een dwarsprofiel worden getrokken en worden doorgerekend. Reactie Kremer: Wij kunnen ons goed vinden in deze benadering. Voor ons is het geen probleem als deze profielen worden opgevraagd bij GeoPlus. Blz. : 12

16 5. CONCLUSIE Op basis van de verstrekte informatie van de ingemeten dwars- en onderwaterprofielen blijkt dat er lokaal niet wordt voldaan aan de last die is opgelegd door de Provincie Groningen. Het talud dient gemiddeld 1:2 [v:h] of flauwer te zijn, terwijl lokaal een talud van 1:1 en respectievelijk 1:1,5 is vastgesteld. Wanneer gekeken wordt naar het gemiddelde talud van doosnede 6, 6-10 m en 6+10 m samen, wordt voldaan aan de opgelegde last. Dit geldt tevens voor het gemiddelde talud van doosnede 7, 7-10 m en 7+10 m. Ter plaatse van doorsnede 6, 7 en 7+10 m wordt volgens de berekeningen niet voldaan aan de stabiliteitseis van F 1,0. In de berekeningen wordt echter enkel gekeken naar het 2D model, in de praktijk zal echter tevens sterkte worden ontleend in de breedte van het talud. Ter plaatse van doorsnede 6 zal gezien dit 3D effect sprake zijn van voldoende veiligheid tegen afschuiven van het talud. Dit geldt echter niet voor profiel 7. Zoals reeds in voorgaande rapportage _31.R01.v2 d.d. 14 november 2013 is opgemerkt, is er geen direct gevaar voor personen, omdat de steile onderwatertaluds ver benden de waterstand van de plas liggen. Een eventuele afschuiving zal een (zeer) beperkte omvang hebben, gezien het 3D effect en de beperkte uitloopmogelijkheid van een afschuiving. Indien het talud onverhoopt toch zou bezwijken, zal het talud op een (iets) lager niveau uitzakken en zal weer een natuurlijk evenwicht ontstaan. De kans op het ontstaan van een (doorgaande) bresvloeiing is verwaarloosbaar klein, vanwege de aanwezige bodemopbouw en bermen in het onderwatertalud. Blz. : 13

17 Sellingerbeetse 6 Sellingerbeetse 6-10 Sellingerbeetse

18 Sellingerbeetse 7 Sellingerbeetse 7-10 Sellingerbeetse