Aanvullende geotechnische rapportage

Transcriptie

1 Aanvullende geotechnische rapportage bij dijkversterking Westdijk - Eemdijk Noord Ontwerprapport Waterschap Vallei en Veluwe maart 2015 Definitief

2 Aanvullende geotechnische rapportage bij dijkversterking Westdijk - Eemdijk Noord Ontwerprapport dossier : 9X0134 registratienummer : RDC_9X _R0005_nl12160_f versie : 5 classificatie : Waterschap Vallei en Veluwe maart 2015 Definitief HaskoningDHV Nederland B.V. Niets uit dit bestek/drukwerk mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt d.m.v. drukwerk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van HaskoningDHV Nederland B.V., noch mag het zonder een dergelijke toestemming worden gebruikt voor enig ander werk dan waarvoor het is vervaardigd. Het kwaliteitssysteem van HaskoningDHV Nederland B.V. is gecertificeerd volgens ISO 9001.

3 INHOUD BLAD 1 INLEIDING 3 2 AANVULLEND VELDONDERZOEK Omvang Inzichten op basis van het aanvullende onderzoek 4 3 UITGANGSPUNTEN Stabiliteits- en zettingsanalyse Uitvoering DO damwandontwerp 6 4 AANVULLENDE BEREKENINGEN OP DVP DP127.6 (Westdijk) DP136 (Westdijk) Binnenwaartse macrostabiliteit Binnenwaartse macrostabiliteit tijdens de uitvoering Buitenwaartse macrostabiliteit tijdens de uitvoering Zettingen DP136 Kanttekeningen DP (Eemdijk) Buitenwaartse macrostabiliteit Zettingen Uitvoeringstabiliteit DP165 (Eemdijk) Buitenwaartse macrostabiliteit tijdens de uitvoering DP165 Kanttekeningen 14 5 GRONDVERVORMING TER PLAATSE VAN GEBOUWEN Zettingen Horizontale vervormingen Vervormingen ter plaatse van opstallen 19 6 BEOORDELING PROFIELEN Omvang en aanpak Uitgangspunten ontgronding Beoordeling 22 7 GEOMETRISCHE AANPASSING TER PLAATSE VAN BEBOUWING Resume inventarisatie DP DP DP DP DO CONSTRUCTIEVE SCHERMEN Algemene uitgangspunten DP RDC_9X _R0005_nl12160_f - 1 -

4 8.2.1 Inleiding Bodemopbouw en grondparameters Waterspanningen Veiligheidsfilosofie Ontwerp met Plaxis Resumé DP Inleiding Bodemopbouw en grondparameters Waterspanningen Veiligheidsfilosofie Ontwerp met Plaxis Resumé DP Inleiding Bodemopbouw en grondparameters Waterspanningen Veiligheidsfilosofie Ontwerp met Plaxis Resumé DP 174,4 Eemdijk Bodemopbouw en grondparameters Waterspanningen Veiligheidsfilosofie Ontwerp met Plaxis Resumé DP 174,4 Eemdijk 94 - Voorkeursvariant Bodemopbouw en grondparameters Waterspanningen Veiligheidsfilosofie Ontwerp met D-Sheet-Piling Resumé 56 9 CONCLUSIE 58 COLOFON 60 BIJLAGEN I AANVULLEND ONDERZOEK II D-SERIE BEREKENINGEN III ACHTERGROND INFORMATIE CONSTRUCTIEVE SCHERMEN IV INGESCHATTE VERVORMINGEN OPSTALLEN V BEOORDELINGSPROFIELEN PER OPSTAL RDC_9X _R0005_nl12160_f - 2 -

5 1 INLEIDING Delen van de noordelijke primaire keringen van dijkring 45 (nabij Spakenburg) zijn afgekeurd in de vijfjaarlijkse toetsronde en dienen te worden verbeterd. Hiervoor is door Grontmij in 2013 een versterkingsplan (Geotechnische Bijlage Ref. GM ) opgesteld. Voor het valideren van het ontwerp is in 2013 in opdracht van Royal HaskoningDHV door Mos Grondmechanica aanvullend grondonderzoek uitgevoerd voor de Westdijk en de Noordelijke Eemdijk. Dit rapport betreft de validatie van het ontwerp uit het dijkversterkingsplan en de uitwerking op DO niveau van de constructieve schermen. Resultaten zoals beschreven in voorgaande memo met kenmerk AM-MA zijn opgenomen in dit rapport. Hiermee komt de genoemde memo te vervallen. Voor meer (achtergrond)informatie, uitgangspunten voor de berekeningen, etc. wordt verwezen naar de rapportage van Grontmij. RDC_9X _R0005_nl12160_f - 3 -

6 2 AANVULLEND VELDONDERZOEK 2.1 Omvang In december 2013 is aanvullend grondonderzoek uitgevoerd bestaande uit: 12 sonderingen met meting van plaatselijke kleef tot MV -25 m 7 handboringen tot MV -1 (i.v.m. obstakels in de ondergrond) à -5 m De resultaten van het grondonderzoek zijn opgenomen in bijlage I van dit rapport. Voor meer informatie over de achtergrond van de onderzoeklocaties wordt verwezen naar de memo Toelichting grondmechanisch onderzoek Westdijk - Eemdijk Noord, d.d. 14 november 2013, ref LW-AF Het grondonderzoek is uitgevoerd op locaties waar de dichtheid van het grondonderzoek uit het dijkversterkingsplan beperkt is en ter plaatse van constructies. Tijdens de validatie van het ontwerp is gebleken dat een extra constructie benodigd is ter hoogte van DP Voor de uitwerking op DO-niveau is in juli 2014 aanvullend onderzoek uitgevoerd bestaande uit: 3 sonderingen met meting van plaatselijke kleef tot MV -25 m. In het dijkversterkingsplan was ter hoogte van DP150 uitgegaan van een horizontaal voorland. In het kader van de validatie zijn in het randmeer peilingen uitgevoerd. De resultaten van deze peilingen zijn opgenomen in bijlage I. 2.2 Inzichten op basis van het aanvullende onderzoek Op basis van de resultaten van het aanvullende grondonderzoek zijn berekeningen van Grontmij, indien nodig, aangepast. De volgende dwarsprofielen zijn (opnieuw) berekend: DP In het dijkversterkingsplan loopt de berm ter plaatse van de woning over de perceelsgrens heen. Deze ontwerpberm is gebaseerd op een naastgelegen dijkprofiel. Hier leek een constructieve maatregel nodig. Aanvullende lokale berekeningen zijn uitgevoerd om de noodzaak van de constructie of een geoptimaliseerde versterking in grond te onderzoeken. DP Aanvullende sonderingen voor DO ontwerp damwand. DP 136. Aanvullende sondering S137-C is uitgevoerd in de binnenteen van de kering. Deze sondering laat zien dat de onderzijde van de samendrukbare deklaag op ca. NAP -3.5 m ligt. De deklaag is 0.5 m dikker dan aangenomen in de oorspronkelijke berekening. DP 150. Aanvullende boring B150-B is uitgevoerd in de buitenteen van de kering. De boring laat een dikkere samendrukbare deklaag tot NAP -5.0 m zien. De deklaag is 0.5 m dikker dan aangenomen in de oorspronkelijke berekening. Daarnaast is het onderwatertalud in het voorland ingemeten. DP159. Aanvullende sonderingen voor DO ontwerp damwand. DP155 en DP165. De aanvullende sondering S1647-C sluit aan bij het beeld van de ondergrond uit het dijkversterkingsplan. Op overige locaties hebben de resultaten van het aanvullende grondonderzoek de door Grontmij aangehouden bodemopbouw bevestigd. RDC_9X _R0005_nl12160_f - 4 -

7 3 UITGANGSPUNTEN 3.1 Stabiliteits- en zettingsanalyse De stabiliteitsberekeningen zijn uitgevoerd met D-Geo Stability waarbij gebruik is gemaakt van de methoden Bishop en Uplift Van. Sterkteparameters, schematisatie freatische lijnen en geometrie is overgenomen uit de berekeningen in het kader van het dijkversterkingsplan. De oorspronkelijke berekeningen zijn waar nodig aangepast op basis van aanvullend grondonderzoek. Op kritische locaties is de uitvoeringsstabiliteit nader onderzocht aan de hand van gecombineerde zettings- en stabiliteitsanalyses. De berekeningsrapporten zijn opgenomen in bijlage II. Voor meer gedetailleerde informatie wordt verwezen naar het DVP. 3.2 Uitvoering Tijdens de bouw van de nieuwe kering zullen tijdelijke wateroverspanningen worden geïntroduceerd in de slechtdoorlatende deklaag waardoor de schuifsterkte wordt gereduceerd. De haalbaarheid van het ontwerp ten aanzien van de uitvoeringsstabiliteit is afhankelijk van de beschikbare bouwtijd en de consolidatiesnelheid (en de restzettingseis). In deze rapportage is de technische haalbaarheid onderzocht en zijn suggesties gedaan voor technische mogelijkheden voor de realisatie van de versterking. Opgemerkt wordt dat mogelijk niet alles wat technisch mogelijk zou kunnen zijn ook binnen het uitvoeringscontract toegestaan is. Extra ruimtebeslag is bijvoorbeeld niet acceptabel. Het contract stelt nadere eisen. In de berekeningen ten aanzien van de uitvoeringsstabiliteit zijn de volgende uitgangspunten gehanteerd: Drie profielen zijn beschouwd: DP136, DP150 en DP165 De beschikbare bouwtijd is 490 dagen conform uitvoeringsplan Grontmij Stabiliteitsverhogende maatregelen zoals het toepassen van grondverbetering, verticale drainage tot minimaal 1 m boven de onderzijde van de samendrukbare deklaag of tijdelijke steunbermen zijn denkbaar. De uitwerking van dergelijke maatregelen vormt geen onderdeel van deze analyse. Samendrukkingseigenschappen en consolidatiecoëfficiënt zijn overgenomen uit het dijkversterkingsplan Ophoogslagen van maximaal 1 m met 14 weken rusttijd tussen de ophoogslagen conform dijkversterkingsplan In dagelijkse omstandigheden staat er geen water tegen de dijk. De gehanteerde maatgevende situatie voor de analyse met betrekking tot de uitvoeringsstabiliteit is een 1 m verhoogde grondwaterstand door extreme neerslag. In de uitvoering is een minimale stabiliteitsfactor vereist van de vermenigvuldiging van de volgende factoren (uitgaande van rekenwaarden voor de grondparameters): o Schadefactor uitvoering is 1,0 (voor glijvlakken die het waterkerend vermogen van de dijk aantasten; anders 0,9) o Modelfactor 1,0; bij opdrijven 1,05 o Schematiseringsfactor uit DVP. RDC_9X _R0005_nl12160_f - 5 -

8 3.3 DO damwandontwerp De berekeningsrapporten zijn opgenomen in bijlage III. Voor overige uitgangspunten zie hoofdstuk 8. RDC_9X _R0005_nl12160_f - 6 -

9 4 AANVULLENDE BEREKENINGEN OP DVP 4.1 DP127.6 (Westdijk) Ter plaatse van DP127.6 past de ontwerpberm uit het DVP niet binnen de beschikbare ruimte. Deze ontwerpberm is gebaseerd op een naastgelegen dijkprofiel. In deze aanvullende berekening is onderzocht of binnen de beschikbare ruimte tussen bestaande dijk en de perceelgrens een dijkversterking in grond mogelijk is. Het onderstaande figuur laat de uitkomst van de stabiliteitsanalyse voor deze locatie zien tijdens MHW. Figuur 4.1 DP Glijvlak STBI bij aangepaste berm (SF=1.35>1.27) De potentiaal in het diepe zand wordt begrensd door de opdrijfpotentiaal in de naastgelegen waterpartij. In de bovenstaande berekening is gerekend met een gezette geometrie. De berekende stabiliteitsfactor is 1,35. Hiermee wordt ruim voldaan aan de vereiste 1,27. Uitgegaan is van een binnenberm met een lengte van 5,7 m en een hoogte van 1 m. Enige optimalisatie in het DO is mogelijk met het oog op de berekende stabiliteitsfactor. Toepassing van een damwandconstructie op deze locatie is op basis van bovenstaande analyse niet nodig. RDC_9X _R0005_nl12160_f - 7 -

10 4.2 DP136 (Westdijk) Binnenwaartse macrostabiliteit Het ontwerp uit het dijkversterkingsplan voldeed precies aan de minimale stabiliteitseis van 1,27. Door de dikkere deklaag die volgt uit het aanvullende grondonderzoek neemt de stabiliteit af tot 1,16. Figuur 4.2 DP136 - Glijvlak STBI bij oorspronkelijke verbetermaatregel met aangepaste deklaag (SF=1.16<1.27) In deze berekening is echter nog geen rekening gehouden met het gezette profiel. Zettingen in de samendrukbare deklaag worden gecompenseerd door zwaarder bermmateriaal, waardoor de effectieve spanning onder de berm toeneemt. Het onderstaande figuur laat het maatgevende glijvlak zien voor het gezette profiel. RDC_9X _R0005_nl12160_f - 8 -

11 Figuur 4.3 DP136 - Glijvlak STBI bij oorspronkelijke verbetermaatregel met aangepaste deklaag en gezette geometrie (SF=1.59>1.27) Het glijvlak in figuur 4.3 heeft een bijhorende stabiliteitsfactor van 1.59, waarmee ruim voldaan wordt aan de stabiliteitseis (SF>1.27). Dit betekent dat na consolidatie het dijkontwerp wel voldoet aan de gestelde veiligheid en dat zelfs enige optimalisatie mogelijk is Binnenwaartse macrostabiliteit tijdens de uitvoering Aan de binnenzijde is een berm met een bruto hoogte van 3,2 m voorzien. In de berekeningen is uitgegaan van 4 ophoogslagen. De stabiliteitsanalyse is uitgevoerd voor drie tijdstippen: Na de 2 e ophoogslag (t=100 dagen) Na de 4 e ophoogslag (t=300 dagen) Oplevering (t=490 dagen) Tabel 4.1 geeft de berekende stabiliteitsfactoren volgens de methode Uplift Van weer. De waarden tussen haakjes zijn inclusief modelfactor van 1,05. Tabel 4.1 Stabiliteitsfactoren tijdens uitvoering en bij oplevering Tijdstip Situatie Stabiliteitsfactor eis 2 e ophoogslag (t=100 d) Extreme neerslag bij GHW 1,48 (1,41) >1,13 4 e ophoogslag (t=300 d) Extreme neerslag bij GHW 1,15 (1,09) >1,13 Oplevering (t= 490 d) Extreme neerslag bij GHW MHW 1,25 (1,19) 1,20 (1,14) >1,13 >1,27 A A = Uiteindelijke eis volgens Leidraad Rivieren. De stabiliteit van de waterkering zal door consolidatie toenemen in de tijd tot het vereiste niveau. RDC_9X _R0005_nl12160_f - 9 -

12 Figuur 4.4 geeft het maatgevende glijvlak weer voor t=300 dagen, na de 4 e ophoogslag. Figuur 4.4 DP136 STBI op t = 300 d; na de 4 e ophoogslag (SF=1,05) Consolidatie kost tijd. Bij oplevering voldoet de stabiliteit volgens berekening nog niet aan de vereiste eindveiligheid. Mogelijke aanpassingen vanuit technisch oogpunt om sneller aan de stabiliteitseisen te voldoen zijn: Zwaarder / hogere berm binnen hetzelfde ruimtebeslag (langere bouwtijd) Langere berm (groter ruimte beslag niet acceptabel) Kerende constructie in de binnenteen Tijdelijk dempen van de sloot (vervangen door een drain of duiker) Buitenwaartse macrostabiliteit tijdens de uitvoering Ter hoogte van DP136 is aan de buitenzijde een steunberm voorzien met een hoogte van ca. 0,6 m. Een dergelijke kleine aanvulling zal leiden tot beperkte wateroverspanningen. Aandachtspunt is de kans op lokale instabiliteit ter plaatse van de sloot. Ter illustratie is in het onderstaande figuur het resultaat van de stabiliteitsanalyse weergeven waarbij uitgegaan is van een consolidatiegraad van 30% in combinatie met een verhoogde grondwaterstand door neerslag. RDC_9X _R0005_nl12160_f

13 Figuur 4.5 DP136 STBU bij 30% consolidatie in combinatie met verhoogd grondwater ten gevolge van neerslag Zettingen Naast een gereduceerde stabiliteitsfactor zal de aanwezigheid van een dikkere deklaag ook leiden tot grotere zettingen. De maximaal berekende zetting (ter plaatse van de bestaande sloot aan de binnenzijde) bedraagt ca. 1.6 m DP136 Kanttekeningen Het ophoogschema zoals voorgesteld in het uitvoeringsplan voldoet aan de stabiliteitseisen die gesteld worden aan de kering tijdens de uitvoering. Bij oplevering zijn zonder aanvullende maatregelen de wateroverspanningen naar verwachting nog onvoldoende gedissipeerd om te voldoen aan de stabiliteitseisen die aan de kering worden gesteld in geval van maatgevend hoog water. De stabiliteit van de waterkering zal door consolidatie toenemen in de tijd tot het vereiste niveau. Zonder maatregelen bedraagt de berekende restzetting ter plaatse van de sloot aan de binnenzijde bij oplevering na 490 dagen 15 à 20 cm in dagen. Als technisch mogelijke maatregelen om de restzettingen te verminderen kan gedacht worden aan grondverbetering, tijdelijke overhoogte, verticale drainage. RDC_9X _R0005_nl12160_f

14 4.3 DP (Eemdijk) Buitenwaartse macrostabiliteit Het ontwerp en de nadere uitwerking van dit profiel wordt in het uitvoeringscontract aan de opdrachtnemer gevraagd. Onderzocht is of versterking technisch mogelijk is binnen het in het DVP opgenomen ruimtebeslag. De slappe deklaag in het voorland is een halve meter dikker dan aangenomen in het dijkversterkingsplan. Daarnaast zijn nieuwe gegevens beschikbaar met betrekking op het onderwaterprofiel in het voorland. DP148.5 blijkt maatgevend te zijn voor de dijkstrekking DP In dit profiel wordt de buitenkruinlijn ca. 3 m naar buiten verlegt, wat leidt tot relatief grote buitenwaartse ophoging op een onbelaste veenlaag. Uitgaande van een goed drainerende buitenberm bestaande uit granulair materiaal (stortsteen), is de eindstabiliteit (geconsolideerd profiel) binnen het beschikbare ruimtebeslag uit het DVP net voldoende (1.17). Figuur 4.6 DP148.5 STBU bij 100% consolidatie (SF=1,17) Zettingen De berekende eindzetting in het buitentalud bedraagt ca. 1 m en ter plaatse van de binnenberm maximaal ca. 60 cm. De verwachte restzetting na 2 jaar bedraagt ca. 25 cm ter plaatse van de buitenberm Uitvoeringstabiliteit Bij 50% consolidatie bedraagt de buitenwaartse stabiliteitsfactor tijdens de uitvoering ca. 1,0 onder dagelijkse omstandigheden. Na ca. 230 d is het veen in het voorland 50% geconsolideerd. Bij oplevering (t=490 d) bedraagt de consolidatiegraad ca. 70%. RDC_9X _R0005_nl12160_f

15 Figuur 4.7 DP148.5 Consolidatiegraad in het voorland als functie van de tijd Zonder maatregelen bedraagt de stabiliteitsfactor bij oplevering: 1,11 onder dagelijkse omstandigheden 1,00 bij val van MHW. Figuur 4.8 DP148.5 STBU, consolidatiegraad 70%, dagelijkse omstandigheden (SF=1,11) Ca. 4 jaar na oplevering is het veen in het voorland volledig geconsolideerd en wordt aan de eindstabiliteitseis voldaan. Mogelijke aanpassingen vanuit technisch oogpunt om sneller aan de stabiliteitseisen te voldoen zijn: RDC_9X _R0005_nl12160_f

16 Zwaarder / hogere berm binnen hetzelfde ruimtebeslag Langere berm (groter ruimte beslag niet acceptabel) Verticale drainage tot 2 m boven de onderzijde van de deklaag 4.4 DP165 (Eemdijk) Buitenwaartse macrostabiliteit tijdens de uitvoering Bij profiel DP165 wordt de kruin buitenwaarts verlegd. Hiervoor is een relatief grote ophoging van ca. 2,25 m benodigd aan de buitenzijde hetgeen leidt tot grote wateroverspanning tijdens de uitvoering en een verwachte eindzetting van 1,25 m. De netto ophoging en de zettingscompensatie zijn gemodelleerd in 4 ophoogslagen met een tussenliggende consolidatieperiode van 14 weken. Het onderstaande figuur geeft de resultaten van de stabiliteitsanalyse op moment t=300 d; net na de laatste ophoogslag. Figuur 4.9 DP165 STBU op t = 300 d; na de 4e ophoogslag Uit de stabiliteitsanalyse volgt dat, zonder aanvullende maatregelen, de uitvoeringsstabiliteit onvoldoende is indien het voorgestelde ophoogtempo uit het dijkversterkingsplan wordt gehanteerd DP165 Kanttekeningen Het ophoogschema zoals voorgesteld in het uitvoeringsplan voldoet niet aan de stabiliteitseisen die gesteld worden aan de kering tijdens de uitvoering. Daarnaast bedraagt de berekende restzetting ter plaatse van de kruin bij oplevering na 490 dagen ca. 30 cm. RDC_9X _R0005_nl12160_f

17 Als mogelijke maatregelen om de restzettingen te verminderen kan gedacht worden aan grondverbetering of verticale drainage. RDC_9X _R0005_nl12160_f

18 5 GRONDVERVORMING TER PLAATSE VAN GEBOUWEN 5.1 Zettingen Door Grontmij zijn in het kader van het dijkversterkingsplan zettingsberekeningen uitgevoerd. De resultaten van deze berekeningen zijn weergegeven in de onderstaande tabel. Op locaties waar de bodemopbouw afwijkt op basis van aanvullend onderzoek zijn de berekeningen aangepast (resultaten gemarkeerd met *). Tabel 5.1 Berekende zettingen Profiel Locatie Netto ophoging (m) Eindzetting (m) Bruto ophoging (m) 132 BI 0,74 0,48 1,2 136* BI (sloot) 1,67 1,6 3,2 142 BU BI 150* BU BI (sloot) 155 BU KR 165 KR BU (berm) 1,30 1,15 1,35 1,0 1,0 2,86 2,25 1,15 1,33 1,05 1,23 0,55 1,67 2,01 1,25 1,15 2,6 2,2 1,6 1,6 2,7 5,0 3,5 2,3 DP155 en DP165 (Eemdijk) Aandachtspunt voor deze profielen is de grote verwachte zetting. De dijk wordt hier buitenwaarts verlegd waardoor zettingen ter plaatse van de dijk worden berekend van maximaal 2 m bij DP155 en 1.6 m bij DP165 (lokaal, ter plaatse van een sloot). In de omgeving van de ophoging zullen ook zettingen optreden. Deze zettingen vormen waarschijnlijk een bedreiging voor de bebouwing in de omgeving. Daarnaast leiden dergelijke grote ophogingen tot grote waterspanningen die de stabiliteit tijdens de uitvoering negatief beïnvloeden en de bouwtijd verlengen. Het dijkversterkingsplan noemt voorbelasten als mogelijke maatregel. Door voorbelasten (i.c.m. overhoogte) wordt consolidatie versneld. Dit verkleint de restzetting en verhoogd de stabiliteit tijdens de uitvoering. De totale zetting, wat een potentieel gevaar vormt voor belendingen, wordt echter niet gereduceerd. Een mogelijke optimalisatie om grootte van de zettingen te verminderen en hiermee mogelijke invloed op de omgeving is het toepassen van een grondverbetering waarbij een deel van de deklaag wordt vervangen door zand. Dit reduceert de eindzetting en de consolidatietijd. Daarnaast wordt het gewicht en de sterkte van de deklaag vergroot waardoor een kleinere buitenberm toegepast kan worden. Nadelen zijn het tijdelijk verlagen van de buitenwaartse stabiliteit in de bouwfase en het uitkomende veen moet afgevoerd worden. 5.2 Horizontale vervormingen In het dijkversterkingsplan zijn Leeuw-Loof-IJsseldijk berekeningen beschikbaar voor het schatten van de horizontale vervorming ter plaatse van bebouwing. Het aanvullende grondonderzoek leidt niet tot wijzigingen in het bodemprofiel op de betreffende locaties. De resultaten van de eerdere berekeningen zijn daarom hieronder overgenomen. RDC_9X _R0005_nl12160_f

19 Figuur 5.1 Horizontale verplaatsing (m) ter plaatse van DP132 Figuur 5.2 Horizontale verplaatsing (m) ter plaatse van DP153 RDC_9X _R0005_nl12160_f

20 Figuur 5.3 Horizontale verplaatsing (m) ter plaatse van DP155 Figuur 5.4 Horizontale verplaatsing (m) ter plaatse van DP164 In de bovenstaande figuren is de t gedefinieerd als de horizontale afstand tot halverwege het talud van de ophoging. Ter plaatse van bebouwing binnen een afstand t van 8 à 14 m (grofweg 5 à 11 m vanaf de teen) is een horizontale grondvervorming te verwachten van meer dan 0,1 m. Afhankelijk van de fundering en de bouwkundige staat, betekent dit een (te) groot risico voor de aanwezige bebouwing binnen deze zone. Net als voor de verticale vervormingen geldt voor de horizontale vervorming dat voorbelasten de totale vervorming niet reduceert. De eerder genoemde maatregel waarbij grondverbetering wordt toegepast is mogelijk wel effectief. Aandachtspunt hierbij is dat (grote) ontgravingen ook kunnen leiden tot horizontale vervormingen. Hierom wordt aanbevolen eventuele grondverbetering in sleuven haaks op de dijk uit te voeren. RDC_9X _R0005_nl12160_f

21 5.3 Vervormingen ter plaatse van opstallen De berekende horizontale verplaatsingen weergegeven volgens figuren 5.1 tot en met 5.4 zijn gebruikt om een inschatting te maken van de verwachtte vervormingen ter plaatse van de opstallen. Voor de bepaling van deze invloed zijn alle opstallen geïnventariseerd en is gekeken naar de afstand tot de nieuwe dijk. Aan de hand van deze afstand is vervolgens afstand t bepaald waarmee met behulp van de figuren volgens figuren 5.1 tot en met 5.4 de mogelijke verplaatsing is ingeschat. Bij het bepalen van de vervormingen is daarnaast de locatie van de dijkversterking ten opzichte van de bestaande dijk van invloed. Wanneer de dijkversterking buitendijks plaatsvindt, zullen de meeste vervormingen in de ondergrond buitendijks optreden. Onder de bestaande dijk is de deklaag geconsolideerd en daardoor stijver. Dit reduceert de binnendijkse vervorming bij een buitendijkse versterking. Het is niet uit te sluiten dat er toch enige vervorming zal optreden binnendijks, maar uit een rekenkundige steekproef uit een berekening bleek de vervorming maar ca. 10% van de uit de figuur bepaalde waarde te zijn. Om enige zekerheid in te bouwen is gekozen voor een doorbelasting van de vervorming van 20% van de bepaalde waarde bij een buitendijkse versterking. Bij toepassing van een binnenberm is gekozen voor een 100% doorbelasting van de bepaalde waarde. Wanneer er tussen een dijkversterking en de opstal een sloot of watergang bevindt, wordt aangenomen dat de volledige vervorming wordt opgenomen door de geometrie van de sloot of watergang. Vervolgens is er voor gekozen om vervormingen van de ondergrond van meer dan 10 mm ter plaatse van de opstallen als mogelijk risicovol aan te merken, los van de staat van een woning. Bij deze waarde springen er 44 opstallen uit die een grotere vervorming zullen ondergaan. Zie Bijlage IV voor de resultaten van voorgaande bepalingen. De opstallen die nu zijn aangemerkt als risicovol worden gemonitord door Waterschap Vallei & Veluwe middels de regelmatige inmeting van een aantal nader aan te brengen peilbouten in de betreffende opstallen. RDC_9X _R0005_nl12160_f

22 6 BEOORDELING PROFIELEN 6.1 Omvang en aanpak RHDHV is aanvullend gevraagd om de huidige beoordeling van de opstallen binnen Westdijk - Eemdijk- Noord te herzien. Hierbij rekening houdend met de specifieke opstallen en funderingswijze ten opzichte van het toekomstige dijktraject met eventuele optimalisatie van het beoordelingsprofiel en metingen (vloer en kelderpeilen) van de betreffende locaties. In deze rapportage zijn alle opstallen en schuren opnieuw beschouwd met behulp van gedetailleerde metingen en nader onderzoek naar de bouwkundige opbouw van de opstallen. De bepaling van de beoordelingsprofielen is overgenomen uit het dijkversterkingsplan [1]. Hierbij zijn de opstallen langs de Westdijk - Eemdijk-Noord in vier dijktrajecten op te splitsen met elk zijn eigen beoordelingsprofiel. Het beoordelingsprofiel is opgebouwd uit een 4 meter brede kruin op dijktafelhoogte. Het binnentalud is variabel over de lengte van de dijk. Tot het bestaande maaiveld (ca. NAP +1,0 m) is deze tussen de 1:2,5 en 1:4 en vanaf het bestaande maaiveld is deze 1:4 à 1:6 tot een niveau van NAP - 0,5 m (maaiveld achterland). Daarnaast is onder andere gerekend met een gemiddeld niveau van het achterland, en is gekeken naar het niveau van de ontgronding die kan ontstaan door de woning. Nu de opstallen allemaal bekend zijn (ingemeten en nagevraagd/opgezocht funderingstype, kelder, kruipruimte etc.), is ook de ontgronding bekend, waarmee gerekend dient te worden volgens de VTV2006. Bij de ontgronding is ook rekening gehouden met zettingen onder de op palen gefundeerde woning en/of door de aanwezigheid van kruipruimtes/kelders. Bij op staal gefundeerde opstallen is het uitgangspunt dat er geen holle ruimtes onder de fundering ontstaan, zolang is vastgesteld dat er geen kruipruimte aanwezig is. Voor de gedetailleerde beoordeling is informatie gebruikt van de betreffende woning, het dijkprofiel en de lokale dijkverbetering. Deze data is nodig om de opstallen gedetailleerd in het dijkprofiel te kunnen plaatsen voor een nauwkeurige beoordeling. Uitgangspunt voor de beschikbare data zijn de tabellen opgesteld door Grontmij in het voortraject van dit project volgens Bijlage B17 uit het Geotechnisch achtergrondrapport. Na een korte analyse naar ontbrekende gegevens heeft het waterschap gegevens opgezocht uit de archieven betreffende de bouwtechnische informatie. Daar waar onvoldoende gegevens beschikbaar waren zijn metingen verricht door een landmeetkundig bureau. Hierbij is gekeken naar vloerpeilen en kelderpeilen, indien bereikbaar. Daarvoor zijn er aanvullend van 16 opstallen de diepste vloerpeilen gemeten om de uiteindelijke ontgronding te kunnen vaststellen en is nagevraagd of er kelders aanwezig zijn. Indien aanwezig en bereikbaar zijn ook deze ruimtes ingemeten (x,y,z). Naast de diverse vloerpeilen zijn ook de afstanden van de bestaande bebouwing uit de nieuwe binnenkruinlijn bepaald. Deze bepaling is digitaal uitgevoerd met behulp van autocad. Hierbij is gebruik gemaakt van het DVP en de GBKN. Vervolgens is bepaald of het vloer/kelderpeil op de gegeven afstand uit de binnenkruinlijn het beoordelingsprofiel doorsnijdt, zich hier boven bevindt of zelfs geheel buiten het beoordelingsprofiel ligt. Middels een aanvullende berekening is aangegeven op welke afstand een woning minimaal moet staan, bij een gegeven vloerpeil, om niet binnen het beoordelingsprofiel te staan. Door het vastgelegde beoordelingsprofiel met een kruinbreedte van 4,0m zijn er opstallen die binnen het beoordelingsprofiel vallen. Deze opstallen zijn nader beschouwd en deze opstallen zijn ook bekeken bij een kruinbreedte van 2,0 m zoals volgens het HWBP wettelijk minimaal benodigd is voor primaire waterkeringen. Van de 7 opstallen blijken er 3 daardoor wel boven het beoordelingsprofiel te vallen. Zie bijlage V. RDC_9X _R0005_nl12160_f

23 6.2 Uitgangspunten ontgronding Er zijn diverse niveaus gemeten in de woning. In sommige situaties zijn onder deze gemeten vloerpeilen nog ruimtes aanwezig, zoals kelders, woonlagen of kruipruimtes. Indien dit niet exact bekend is, wordt er gerekend met een toeslag voor de ontgrondingskuil. In onderstaande tabel zijn de toeslagen weergegeven van de opstallen met de diverse bouwlagen en funderingen. Hierbij is de toeslag voor zettingen nu 0,5 meter onder vloerpeil, wat neerkomt na aftrek van de funderingsvloer en balk op ongeveer 0,10 m zetting van de ondergrond. Uitgangspunt hierbij is dat deze zettingen alleen optreden bij opstallen op palen gefundeerd (en hiermee standvast). Dit is een conservatieve aanname doordat de autonome zetting 0 cm per jaar bedraagt, volgens opgave waterschap Vallei & Veluwe. Tabel 6.1: Toeslagen n.a.v. funderingswijze en informatienauwkeurigheid bouwwijze No. Combinatie Toeslag 1 Paalfundering+kelder 3,5 2 Fundering op staal+kruipruimte 1 3 Fundering op staal+kelder 2,5 4 Paalfundering 0,5 5 Fundering op staal 0 Bovenstaande toeslagen zijn verwerkt door het gemeten vloer of kelderpeil te verlagen met de betreffende waarde. De ontgrondingskuil vindt vanaf de gevellijn plaats op deze bepaalde diepte. Dit is een conservatieve insteek, waarbij geen reststerkte van de woning is meegenomen. Ook het feit dat bij instorten een gewicht in de ontgrondingskuil aanwezig is, is niet meegenomen. Zodra de taludhelling van het beoordelingsprofiel de ontgrondingskuil snijdt, wordt de waterkering afgekeurd. Op aangeven van het Waterschap is het beoordelingsprofiel begrensd op NAP -0,5 m; het gemiddelde maaiveldniveau in het achterland. Figuur 6.1: Beoordelingsprofiel in relatie tot vloerpeilen en afstanden RDC_9X _R0005_nl12160_f

24 6.3 Beoordeling In het dijktraject Westdijk - Eemdijk-Noord zijn 68 (delen van) opstallen beoordeeld. Van niet iedere opstal is de funderingswijze bekend. Bij deze opstallen is een conservatieve waarde aangehouden voor de mogelijke funderingswijze en de daarmee samenhangende te hanteren toeslag. Uit de beoordeling blijkt dat er 61 (delen van) opstallen buiten of boven het beoordelingsprofiel vallen. 7 opstallen vormen een risico. Van deze 7 opstallen zijn er 3 opstallen die net niet voldoen. Hier zou met een reductie van de kruinbreedte volgens het beoordelingsprofiel de beoordeling veranderen in boven het beoordelingsprofiel. De overige 4 opstallen zijn onvoldoende. Als wordt gekeken naar de minimale afstand waarbinnen deze opstallen dienen te staan, uitgaande van en gereduceerde kruinbreedte van 2,0 m dan zijn de verschillen groot. In principe worden hier maatwerkoplossingen (b.v. damwanden) geprojecteerd, maar door de geringe waarden in de extra benodigde afstand kan er daarnaast ook worden nagedacht over aanpassing van de kruinligging ten opzichte van het vastgestelde tracé conform het dijkversterkingsplan. Aanpassingen aan het tracé van de kruinligging, variërend van 0,2 m tot maximaal 3,5 m buitenwaarts, lossen alle knelpunten op. In het volgende hoofdstuk wordt hier verder op ingegaan. Zie Tabel 6.2: Eindresultaat risicovolle opstallen in Westdijk - Eemdijk-Noord. In Bijlage V staat een volledig overzicht van de beoordelingsprofielen ter plaatse van de beschouwde opstallen. Tabel 6.2: Eindresultaat risicovolle opstallen in Westdijk - Eemdijk-Noord Dwarsprofiel Adres Type bebouwing Maatgevend vloerpeil (kelderpeil) [+m NAP] Afstand binnenkruinlijn tot gevel bebouwing [m] minimaal benodige afstand tot binnenkruin -lijn [m] Conclusie Oplossing indien breedte kruin van 4m naar 2m? (beoordelings profiel) eventueel tekort t.o.v. gereduceerde kruinbreedte (m) 153 Eemdijk 2 Woning - Oud 1,099 VP 7,18 6, Eemdijk 2 (**) Woning - aanbouw Eemdijk Schuur 16 (*) (nieuwbouw) 0,099 KP 5,11 9,366 0,8 VP 7,95 2,31 boven beoordelingsprofiel binnen beoordelingsprofiel binnen beoordelingsprofiel n.v.t. n.v.t. Nee 2,26 Ja n.v.t. 163 Eemdijk Woning 16 (*) (nieuwbouw) - 1,415 KP 9,65 11,31 binnen beoordelingsprofiel Nee 1, Maatweg 1 (**) Woning - 0,559 KP 6,8 12, Eemdijk 50 (**) Woning - 0,446 KP 14,36 3, Eemdijk 56 Woning - 0,173 KP 10 10, Eemdijk 90 Schuur - 0,689 KP 6,14 6,35 binnen beoordelingsprofiel binnen beoordelingsprofiel binnen beoordelingsprofiel binnen beoordelingsprofiel Nee 3,41 Nee 0,85 (*) Betreft een woning met aanpalende schuur/garage welke nieuw te bouwen zijn. Naar aanleiding van bovenstaande analyse is het huidige ontwerp van de dijk zodanig aangepast dat deze buiten het beoordelingsprofiel ligt. (**) Naar aanleiding van bovenstaande analyse is het huidige ontwerp van de dijk zodanig aangepast dat deze buiten het beoordelingsprofiel ligt. Ja Ja n.v.t. n.v.t. RDC_9X _R0005_nl12160_f

25 7 GEOMETRISCHE AANPASSING TER PLAATSE VAN BEBOUWING 7.1 Resume inventarisatie Uit nieuwe analyses is gebleken dat op een aantal locaties bebouwing aanwezig is binnen het beoordelingsprofiel van de nieuw aan te leggen kering volgens het DVP. In eerste instantie is uitgegaan van een beoordelingsprofiel met een kruin breedte van 4 m en taluds 1:3. In overleg met het waterschap is de kruinbreedte van het beoordelingsprofiel geminimaliseerd tot 2 m. Tabel 7.1 geeft beknopte resultaten van de analyse weer. Meer gedetailleerde informatie is beschreven in het voorgaande hoofdstuk. Tabel 7.1 Bebouwing in het beoordelingsprofiel DP Adres Type Vloerpeil Benodigde afstand tot BIK 153 Eemdijk 2 Soutterain Aanbouw 163 Eemdijk 16 (toekomstig) Schuur Woning Binnen beoordelingsprofiel? Extra verlegging kruin m NAP m 4 m kruin 2 m kruin m +0,10 +1,50 +0,80-1,42 9,4 5,6 11,3 13,1 JA JA JA JA JA NEE JA NEE Maatweg 1 Woning -0,56 12,2 JA JA 3, Eemdijk 50 Woning -0,45 10,2 JA JA 0, Eemdijk 56 Woning -0,17 10,2 JA NEE Eemdijk 90 Schuur -0,69 6,4 JA NEE - 2,3-1,7 - Op de in tabel genoemde locaties is een buitenwaartse kruinverlegging voorzien. Uit aanvullende analyses is gebleken dat de kruinverlegging volgens het DVP op vier locaties onvoldoende is; de aanwezige bebouwing doorsnijdt het beoordelingsprofiel. Aanbevolen wordt de buitenkruinlijn op deze locaties verder naar buiten te verleggen zoals weergegeven in de laatste kolom van tabel 7.1. Met het oog op de lange buitenberm lijkt dit bij de kleinere kruinverschuivingen haalbaar binnen het huidige ruimtebeslag. Met name omdat in de stabiliteitsberekeningen in het DVP nog niet uitgegaan is van een gezette geometrie. In de volgende paragrafen is dieper ingegaan op de aanpassingen ter plaatse van de bovengenoemde profielen. De voorgestelde aanpassingen hebben gevolgen voor de zettingen en de (uit)voeringsstabiliteit, dit is niet nader in detail beschouwd aangezien dit sterk afhankelijk is van de door de aannemer te ontwerpen maatregelen zoals verticale drainage of grondverbetering. 7.2 DP153 Ter plaatse van Eemdijk 2 is een extra buitenwaartse kruinverlegging nodig van 2,3 m ten opzichte van het dijkversterkingsplan. Deze kruinverlegging is niet mogelijk zonder maatregelen. In tabel 7.2 zijn de berekeningsresultaten weergegeven. Tabel 7.2 Bebouwing in het beoordelingsprofiel Dijkopbouw / maatregel bij 2,3 m kruinverlegging SF Eis Opbouw volgens DVP met gezette geometrie 0,95 1,17 Zandkern met gezette geometrie 1,07 1,17 Zandkern + duiker + gezette geometrie 1,19 1,17 RDC_9X _R0005_nl12160_f

26 Figuur 7.1: 2.3 m extra kruinverlegging DP153 - STBU na consolidatie (SF=1,19>1,17) De kruinverlegging is binnen de berekening mogelijk binnen het beschikbare ruimtebeslag, mits er een aantal maatregelen wordt getroffen; zandkern om wateroverspanning door verkeersbelasting te reduceren en lokaal een permanente duiker in plaats van een sloot. Na volledige consolidatie wordt (net) voldaan aan de vereiste stabiliteit. Naast deze maatregelen kan vanuit technisch oogpunt bijvoorbeeld een lokale grondverbetering een positieve bijdrage leveren aan de stabiliteit. Belangrijkste oorzaak van de lage stabiliteitsfactor is namelijk de relatief dikke veenlaag in het voorland. In het DVP is DP155 representatief verondersteld voor het traject Ter plaatse van DP153 is de veenlaag echter dikker dan bij DP153. Door de introductie van de schematiseringsfactor is het niet nodig om de slechtste situatie te modelleren, mits lokale afwijkingen worden ondervangen in de scenario s. De gehanteerde schematiseringsfactoren horen bij de ondergrondmodellering uit het DVP en de bijhorende denkbare scenario s met kans van voorkomen. Lokaal inzoomen op afwijkingen brengt andere scenario s met een andere kans van voorkomen met zich mee voor die specifieke locatie. Dit zal leiden tot een lagere lokale schematiseringsfactor. De gehanteerde schematiseringsfactor is conservatief, hier zit nog enige ruimte in het ontwerp. 7.3 DP163 In het voorland bij Eemdijk 16 is een extra kruinverlegging van 1,7 m nodig zodat de woning buiten het beoordelingsprofiel valt. Deze kruinverlegging is mogelijk binnen de beschikbare ruimte mits de kern van de dijk en de slootopvulling wordt opgebouwd uit zand. De belangrijkste voordelen van een zandkern zijn snellere consolidatie in de uitvoering en minder opbolling van de freatische lijn in maatgevende omstandigheden. Het onderstaande figuur geeft de stabiliteitsberekening weer waarbij de buitenkruin 1,7 m naar buiten is geplaatst ten opzichte van het DVP. RDC_9X _R0005_nl12160_f

27 Figuur m extra kruinverlegging DP163 - STBU na consolidatie (SF=1,21>1,17) Hoewel de uitvoeringsstabiliteit niet in detail is beschouwd, zijn maatregelen zoals verticale drainage of grondverbetering naar verwachting noodzakelijk om binnen de beschikbare bouwtijd een stabiele kering aan te leggen (zie ook par mbt DP165). 7.4 DP168.5 Bij Maatweg 1 is een extra kruinverlegging van 3,5 m nodig ten opzichte van het DVP. Als deze extra kruinverlegging zonder aanvullende maatregel (bv grondverbetering) wordt aangelegd binnen het beschikbare ruimtebeslag uit het DVP neemt de stabiliteitsfactor af tot 1,08, waar 1,18 vereist is. In het DVP wordt echter uitgegaan dat de volledige aanvulling uit klei bestaat met een volumieke massa van 17 kn/m 3, een cohesie van 2 kpa en een hoek van inwendige wrijving gelijk aan 19 O. Wordt echter gekozen voor zand als kernmateriaal (γ=17 kn/m 3, γ s = 19 kn/m 3 en φ =30 O ) dan blijft de dijk stabiel zonder de berm geometrisch aan te passen (zie figuur 7.3). Andere technisch mogelijke opties binnen de beschikbare ruimte zijn lokale grondverbetering of het verhogen van de stabiliteitsberm. RDC_9X _R0005_nl12160_f

28 Kruin 3,4 m verlegd met volledige klei aanvulling, SF=1,08<1,18 Figuur m extra kruinverlegging DP168.5 Kruin 3,4 m verlegd met zandkern, SF=1,27>1,18 In lijn met DP163 en DP165 wordt verwacht dat maatregelen benodigd zijn ten behoeve van de uitvoeringsstabiliteit. 7.5 DP170.5 Bij Eemdijk 50 is een extra kruinverlegging nodig van 90 cm ten opzichte van het DVP. Ten behoeve van het dijkversterkingsplan is door Grontmij een berekening uitgevoerd ter plaatse van DP171. De berekende stabiliteitsfactor voor het faalmechanisme STBU bedraagt 1,18. Waarmee precies voldaan wordt aan de eis. In deze berekening is echter de onderzijde van de deklaag gemodelleerd op NAP -3,5 m. Het geotechnisch lengteprofiel van Grontmij geeft echter iets dikkere deklaag tot NAP -4 m. Daar staat tegenover dat de verkeersbelasting (precies op de buitenkruinlijn) en de waterspanning in het zand onder de deklaag (gelijk aan freatisch) conservatief zijn gemodelleerd. Als de verkeersbelasting 0,5 m van de buitenkruinlijn wordt gemodelleerd en de waterspanningsdaling in het zand ten gevolge van de val in rekening wordt gebracht, dan wordt het negatieve effect van de dikkere deklaag op de stabiliteitsfactor te niet gedaan. De buitenwaartse eindstabiliteit van de kering is dan ook voldoende als de buitenkruinlijn 0,9 m extra wordt verlegd. RDC_9X _R0005_nl12160_f

29 Figuur m extra kruinverlegging DP STBU na consolidatie (SF=1,18) RDC_9X _R0005_nl12160_f

30 8 DO CONSTRUCTIEVE SCHERMEN 8.1 Algemene uitgangspunten Ten aanzien van corrosie wordt tabel 3.8 van het RPS-rapport aangehouden: Tabel 8.1: Corrosiesnelheden Omgeving Corrosie over levensduur van 100 jaar Bron (A) Ongeroerde schone grond en grondwater 1,2 mm per zijde ENW onderzoek (B) Geroerde grond en ligging rond grondwaterspiegel 2,2 mm per zijde ENW onderzoek De in de Plaxis aangehouden grondparameters zijn opgenomen in bijlage III. De sterkteparameters zijn overgenomen uit het DVP, welke zijn omgewerkt naar de parameterset M1 en M2 conform de Ontwerprichtlijn Stabiliteitsschermen. De stijfheidsparameters zijn op basis van conservatieve relaties met de conusweerstand afgeleid. Ten aanzien van de wijze van plaatsing van de damwandprofielen wordt het advies van Deltares aangehouden: RDC_9X _R0005_nl12160_f

31 8.2 DP Inleiding In verband met de benodigde bereikbaarheid van Westdijk 41 is het niet haalbaar om ter lengte van de afrit (DP131,3 131,7) een stabiliteitsberm aan te brengen, zoals wel in de aangrenzende delen wordt gedaan (zie DVP). Daarom zal hier in de teen een stabiliteitsscherm (type II) in de vorm van een damwand worden aangebracht. De damwand moet aan beide zijden worden doorgezet totdat enkele meters overlap met de aangrenzende stabiliteitsbermen aanwezig is. Om de dagelijkse freatische grondwaterstand niet te beïnvloeden wordt een damwand toegepast met een openingspercentage van 20%. Getoetst is of een onverankerd AZ12_770-profiel voldoet Bodemopbouw en grondparameters Het uitgevoerde grondonderzoek rond de damwandconstructie is opgenomen in bijlage I. Op basis van dit grondonderzoek is de bodemopbouw geschematiseerd zoals weergegeven in figuur 8.1 RDC_9X _R0005_nl12160_f

32 Klei siltig C, gedraineerd Veen AB/DE, opbarsten Zand Klei siltig AB Veen AB/DE Klei siltig C Veen C Klei siltig DE Veen AB/DE Zand pleistoceen Klei siltig C Zand pleistoceen Figuur 8.1 Schematisatie maatgevende doorsnede DP131, Waterspanningen Onder dagelijkse omstandigheden is uitgegaan van een freatische grondwaterstand van NAP-1,0 m en een hydrostatisch verloop. Onder maatgevende omstandigheden is een buitenwaterstand aangehouden van NAP+1,64 m, een freatische grondwaterstand ter hoogte van de kruin van NAP+2,0 m door opbolling en een grenspotentiaal ter plaatse van de watergang van NAP+0,50 m. Over de bovenste slappe lagen is dit hydrostatisch aangehouden. In de diepere (zand)lagen is een verlopende stijghoogte aangehouden van NAP+1,64 m buitendijks tot NAP-0,50 m ter plaatse van de watergang. De watergang zal hierbij zijn opgebarsten. Dit alles in overeenstemming met het DVP Veiligheidsfilosofie Het betreft een binnenwaarts stabiliteitsscherm. Uitgaande van de M2-parameterset (associatief, rekenwaarden van de grondsterkte en een opschaalfactor van 1,5) dient de stabiliteitsfactor (ΣMsfdoorgaand bezwijken) ten minste gelijk te zijn aan de minimaal vereiste stabiliteitsfactor γeem;g van 1,86 (γs γn;g γb;g γd;g = 1,5*1,13*1,1*1,0). De constructieve elementen, de damwanden, dienen te worden ontworpen bij een sterktereductie tot het niveau van γeem;i ofwel 1,62 (γs γn;i γb;i γd;i = 1,5*1,08*1,0*1,0) Ontwerp met Plaxis Aanpassingen model Opbarsten De watergang zal waarschijnlijk opbarsten tijdens maatgevende omstandigheden. Hiertoe is onder de watergang, over de hoogte van de veenlaag, een grondlaag aangebracht zonder hoek van inwendige wrijving en een cohesie van 0,1 kn/m 2. RDC_9X _R0005_nl12160_f

33 Verkeersbelasting Om te voorkomen dat het ongedraineerd aanbrengen van de verkeersbelasting leidt tot lokale instabiliteit is de bovenste 0,5 m van de kruin (welke geschematiseerd is als klei) als gedraineerd meegenomen. Stabiliteit watergang Tevens is gebleken dat de stabiliteit van de watergang ruim onder de benodigde stabiliteit ligt. Uitgaande van parameterset M2 bedraagt de stabiliteitsfactor M sf,doorgaand 1,01, zie figuur 8.2. Figuur 8.2 Maatgevend glijvlak nabij watergang met parameterset M2 (M sf, doorgaand=1,01) Om de constructie te kunnen doorrekenen is de cohesie van de veenlaag rond de watergang verhoogd naar 10 kn/m 2, voor zowel parameterset M1 (was 2,9 kn/m 2 ) als M2 (was 2,68 kn/m 2 ) Globale veiligheid tegen geotechnisch bezwijken De breedte naast de watergang waarover de cohesie wordt verhoogd blijkt geen invloed te hebben op de stabiliteitsfactor van het glijvlak onderlangs. Bij een onverankerde damwand met een puntniveau van NAP -9,5 m wordt voldaan aan de benodigde stabiliteitsfactor van 1,86. Bij een dieper puntniveau van NAP - 10,0 m neemt de stabiliteitsfactor toe tot 1,92 en bij een hoger puntniveau van NAP -9,0 m neemt de stabiliteitsfactor af tot 1,83. Een onverankerde damwand dient een puntniveau te krijgen van NAP -9,5 m of dieper. RDC_9X _R0005_nl12160_f

34 Toets verticale draagkracht De toetsing van het verticale draagvermogen van een onverankerde damwand is niet relevant. De damwand wordt enkel belast door negatieve kleef. Naast het feit dat de negatieve kleef beperkt is en de damwand dermate in het zand wordt aangebracht dat het draagvermogen zal voldoen is een eventuele zakking van de damwand (en dus dieper puntniveau) alleen maar gunstig voor de stabiliteit en de constructie. Wel zal negatieve kleef effect hebben op de buigende momenten in de constructie, maar dit is via een andere weg meegenomen, zie toetsing constructieve elementen. Toets vervormingen In de BGT-berekening is de cohesie van de veenlaag niet verhoogd. De maximaal berekende kruinzakking onder maatgevende omstandigheden bedraagt 0,02 m, welke met name wordt veroorzaakt door de bovenbelasting. Hiermee wordt ruimschoots voldaan aan de eis ten aanzien van de maximale toelaatbare kruinzakking van 0,10 m. De berekende uitbuiging van de damwand (uitgaande van een AZ12_770 met een openingspercentage van 20%) onder maatgevende omstandigheden bedraagt 0,01 m. Hiermee wordt ruimschoots voldaan aan de eis ten aanzien van de maximale toelaatbare uitbuiging van 0,10 m. In de UGT-berekening (waarbij de cohesie in de veenlaag is verhoogd vanaf 7,5 m uit de damwand; wat verder wordt uitgelegd bij de toetsing van de constructieve elementen) bedraagt de berekende uitbuiging 0,16 m, waarmee tevens wordt voldaan aan de vervormingseis onder maatgevende omstandigheden bij UGT (2% van de wandlengte met een maximum van 0,50 m, waarbij de wandlengte circa 10 m bedraagt, wat neerkomt op een maximaal toelaatbare uitbuiging van circa 0,20 m). Veiligheid tegen bezwijken constructieve elementen De breedte waarover de verhoogde cohesie in de veenlaag wordt meegenomen blijkt invloed te hebben op het optredende buigend moment in de UGT en tevens op de uitbuiging in de UGT. Hoe verder de verhoogde cohesie uit de damwand wordt toegepast hoe hoger het buigend moment wordt en hoe groter de uitbuiging wordt. In tabel 8.2 is dit nader uitgewerkt. Tevens zijn de berekende stabiliteitsfactoren aangegeven, waarbij een stabiliteitsfactor onder de 1,88 een glijvlak aangeeft welke achter de constructie langs is berekend. Afstand tot de damwand vanaf waar de cohesie wordt verhoogd Msf,doorgaand Berekend buigend moment UGT (Msf=1,62) Uitbuiging UGT (Msf=1,62) 2,2 m 1,88 (onderlangs) 107 knm/m 0,08 m 5,0 m 1, knm/m 0,11 m 7,0 m 1, knm/m 0,14 m 7,5 m 1, knm/m 0,16 m Tabel 8.2 Invloed van de breedte waarover de cohesie wordt verhoogd damwand Ter vergelijking: In de BGT blijft het buigend moment beperkt tot circa 12 knm/m en de uitbuiging tot 0,01 m. In figuur 8.3 is het glijvlak aangegeven bij een afstand van 7,5 m. RDC_9X _R0005_nl12160_f

35 Figuur 8.3 Maatgevend glijvlak bij een afstand van 7,5 m (M sf, doorgaand=1,63) Als maatgevende situatie is een situatie aangehouden, waarbij de stabiliteitsfactor van het glijvlak achterlangs gelijk is aan de benodigde sterktereductie ten aanzien van de constructieve toetsing, zodat een minimale steundruk wordt meegenomen vanuit de afschuivende grondmoot, waardoor de maximale buigende momenten en uitbuiging wordt gevonden. Deze situatie treedt op bij een afstand van de verhoging van de cohesie in het veen van 7,5 m uit de damwand. De rekenwaarden van het buigend moment is bepaald door in Plaxis een sterktereductie toe te passen tot γeem;i ofwel 1,62. Het optredend moment hierbij bedraagt 210 knm/m. Tevens is gecontroleerd of de representatieve waarde vermenigvuldigd met een materiaalfactor van 1,2 deze waarde niet overschrijd. Dit is ruimschoots niet het geval. Voor de rekenwaarde van het maatgevend buigend moment uit de EEM-analyse geldt: M s;d = f open γz γm Ms;max;plx waarin: Ms;d rekenwaarde van het moment [knm/m] fopen factor openingspercentage (=1,25 bij 20% openingspercentage) [-] γz factor voor gevolg van ankerkrachttoename door zakkende grond, welke gezien de onverankerde damwand op 1,0 mag worden gesteld [-] γn,dw additionele veiligheidsfactor damwand = 1,15 Ms;max;plx maatgevende buigend moment in damwand uit Plaxis-berekening bij ΣMsf = γeem;i [knm/m ] RDC_9X _R0005_nl12160_f

36 M s;d komt hiermee op 302 knm/m. De normaalkracht op de damwand is verwaarloosbaar. Een AZ12_770- profiel heeft zonder corrosie een weerstandmoment van 1245 cm 3 /m. De flensdikte bedraagt 8,5 mm. Het maximum buigend moment treedt ruim onder de grondwaterstand plaats in ongeroerde grond. Over de gehele plankdikte dient over de levensduur van 100 jaar rekening te worden gehouden met 2,4 mm corrosie. Hiermee wordt het weerstandsmoment na corrosie (1245 cm 3 /m * 6,1 mm / 8,5 mm =) 893 cm 3 /m. De spanning in de uiterste vezel komt hiermee op (302 knm/m / 893 cm 3 /m =) 338 N/mm 2. Een damwand van een staalkwaliteit met een vloeispanning van 355 N/mm 2 of hoger voldoet Resumé Een damwand van type AZ12_770 van een staalkwaliteit S355 of hoger en een puntniveau van NAP - 9,5 m of dieper voldoet, uitgaande van een openingspercentage van 20%. De damwanden dienen te worden doorgezet tot enkele meters in de naastgelegen stabiliteitsbermen. De overlap tussen stabiliteitsscherm en berm dient minimaal gelijk te zijn aan de bermbreedte. 8.3 DP Inleiding Tussen DP158,2 en DP159,2 vindt een kruinverlegging plaats in verband met de aanwezige bebouwing zowel binnen- als buitendijks. Voor de kruinbreedte van het beoordelingsprofiel wordt een breedte van 2,0 m aangehouden. Aangezien er buitendijks geen ruimte is voor een buitentalud en ankers onder de binnendijkse woningen niet toelaatbaar zijn, is aan de buitendijkse zijde een kistdam ontworpen. Maatgevend hierbij is dwarsprofiel DP158,55 in verband met de maximale kerende hoogte. Achter de kistdam vindt een ophoging plaats. De kistdam wordt aan de zuidwestzijde doorgezet tot waar het bestaande buitentalud met een onverankerd stabiliteitsscherm wordt verstevigd. Aan de noordoostzijde wordt de kistdam doorgezet tot tegen de buitendijkse oprit. Om de dagelijkse freatische grondwaterstand niet te beïnvloeden wordt een kistdam toegepast met een openingspercentage van 20%. Over het bovenste deel van de voorste damwand is de constructie grondkerend. Het naastliggend maaiveld ligt op circa NAP +0,0 m. Daarom zal deze wand boven de NAP - 2,0 m worden uitgevoerd als doorgaande wand. RDC_9X _R0005_nl12160_f

37 8.3.2 Bodemopbouw en grondparameters Het uitgevoerde grondonderzoek rond de kistdamconstructie is opgenomen in bijlage I. Op basis van dit grondonderzoek is de bodemopbouw geschematiseerd zoals weergegeven in figuur 8.4. Klei siltig C Veen C Klei siltig AB Veen AB Pleistoceen zand Eemformatie klei Eemformatie Klei humeus Eemformatie Zand sterk siltig kleiig Eemformatie Klei sterk siltig/zandig Figuur 8.4 Schematisatie maatgevende doorsnede DP158, Waterspanningen Maatgevend is een hoge grondwaterstand in de waterkering en een lage waterstand tegen de kistdam aan door een val van het buitenwater. Tussen de beide wanden van de kistdam en achter de kistdam is een freatische grondwaterstand aangehouden van NAP +2,0 m i.v.m. opbolling. Aan de polderzijde verloopt de freatische lijn van NAP +2,0 m in de kruin naar polderpeil. Aan de buitendijkse zijde is na val van het buitenwater een freatische grondwaterstand gelijk aan het maaiveld aangehouden, ofwel NAP +0,0 m Veiligheidsfilosofie De kistdam is een zelfstandig waterkerende constructie (type I), de verdeling van de toelaatbare faalkansen bij macrostabiliteit buitenwaarts zijn in lijn met Deltares richtlijn Ontwerp zelfstandig waterkende constructies (type I) dijkversterking HOP met kenmerk GEO-0004-gbh, versie 2, d.d. december 2013 als volgt aangehouden: RDC_9X _R0005_nl12160_f

38 Faalscenario Kansverdeling Pf/jaar β/jaar Macrostabiliteit buitenwaarts constructief versterkte waterkering (topeis) 100% 2, ,1 1. Wand vloeit 50% 1, ,2 2. Kantelen wand/ grondbreuk passieve zijde 50% 1, ,2 3. Overige mechanismen 10% 2, ,6 Uitgaande van de M2-parameterset (associatief, rekenwaarden van de grondsterkte en een opschaalfactor van 1,5) dient de stabiliteitsfactor (ΣMsfdoorgaand bezwijken) ten minste gelijk te zijn aan de minimaal vereiste stabiliteitsfactor γeem;g van 1,69 (γs γn;g γb;g γd;g = 1,5*1,08*1,1*0,95). De constructieve elementen, de damwanden, dienen te worden ontworpen bij een sterktereductie tot het niveau van γeem;i ofwel 1,52 (γs γn;i γb;i γd;i = 1,5*1,01*1,0*1,0). De overige constructieve elementen, waaronder gordingen en ankers, dienen te worden ontworpen bij bij een sterktereductie tot het niveau van γeem van 1, Ontwerp met Plaxis De voorwand van de kistdam wordt in het oorspronkelijke buitentalud aangebracht. De achterwand wordt 3 m binnendijks aangebracht. Achter de voorwand wordt aangevuld tot NAP + 1,87 m, waarna de beide wanden door middel van ankers met elkaar worden verbonden. Daarna wordt verder aangevuld tot kruinhoogte (NAP +2,37 m), tevens bovenkant kistdam. In verband met zettingen is een 0,2 m hogere ophoging (NAP +2,57 m) aangehouden. Er is uitgegaan van een ankerniveau van 0,5 m onder de bovenkant damwand, ofwel NAP +1,87 m. Er zijn twee belastinggevallen bekeken: 1. Verkeersbelasting boven op de kistdam 2. Verkeersbelasting binnendijks van kistdam Globale veiligheid tegen geotechnisch bezwijken In verband met de minimaal benodigde veiligheid tegen geotechnisch bezwijken dient de onderkant van de kistdam minimaal op NAP -10,0 m of dieper te worden aangebracht. Hierbij is belastinggeval 2 maatgevend (verkeersbelasting binnendijks van kistdam). Bij grotere diepte neemt de stabiliteitsfactor van het glijvlak onderlangs verder toe ten opzichte van de benodigde stabiliteitsfactor van 1,69. Toets verticale draagkracht De toetsing van het verticale draagvermogen van een kistdam is niet relevant. De damwand wordt enkel belast door negatieve kleef. Naast het feit dat de negatieve kleef beperkt is en de damwand dermate in het zand wordt aangebracht dat het draagvermogen zal voldoen is een eventuele zakking van de damwand (en dus dieper puntniveau) alleen maar gunstig voor de stabiliteit en de constructie. Wel zal negatieve kleef effect hebben op de buigende momenten in de constructie, maar dit is via een andere weg meegenomen, zie toetsing constructieve elementen. Toets vervormingen RDC_9X _R0005_nl12160_f

39 De horizontale verplaatsing van de zelfstandig waterkerende constructie moet in de berekeningen in PLAXIS voor de bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT) 0,10 m. Uit de berekening volgt een maximale horizontale verplaatsing van de constructie (in BGT) van 0,11 m (belastinggeval 2 maatgevend). Dit voldoet net niet, maar wordt niet als een probleem gezien. Tevens geldt dat de kruinzakking (in BGT) maximaal 0,10 m mag bedragen. Uit de berekening volgt een maximale kruinzakking (in BGT) van 0,04 m (belastinggeval 1 maatgevend). Dit voldoet. De horizontale verplaatsing van de zelfstandig waterkerende constructie moet in de uiterste grenstoestand (UGT) 2% van de wandlengte met een maximum van 0,5 m. Bij een wandlengte van 12,37 m bedraagt de maximale horizontale verplaatsing in UGT 0,247 m. Uit de berekening volgt een maximale horizontale verplaatsing van de constructie (in UGT) van 0,247 m (belastinggeval 2 maatgevend). Dit voldoet. Veiligheid tegen bezwijken constructieve elementen Anker De rekenwaarden van de ankerkracht is bepaald door in Plaxis een sterktereductie toe te passen tot γeem ofwel 1,69. Tevens is gecontroleerd of de representatieve waarde vermenigvuldigd met een materiaalfactor van 1,2 deze waarde niet overschrijd. Dit is niet het geval. De maatgevende ankerkracht uit Plaxis bij ΣMsf = 1,69 bedraagt 103 kn/m (trek, bij belastinggeval 1). De ankers dienen scharnierend aan gordingen/deksloof te worden bevestigd. De rekenwaarde van de trekspanning in de ankers moet getoetst worden aan vloeispanning van de gebruikte staalkwaliteit van de ankers: waarin: σs;a;d rekenwaarde van de spanning in het anker [kn/m 2 ] γn;ank additionele veiligheidsfactor ten aanzien van de trekkracht = 1,25 [-] Fs;A;plx maatgevende trekkracht uit Plaxis-berekening bij ΣMsf = γeem;i [kn/m] = 103 kn/m Fa toename ankerkracht door zetting op ankerstangen [kn/m] Acorr oppervlakte ankerdoorsnede na corrosie, zie paragraaf [m 2 /m] fy;a;d rekenwaarde vloeispanning ankerstaal [kn/m 2 ] De toename van de trekkracht door zetting op de verankering bedraagt 87 kn. De rekenwaarde van de spanning in de ankerstaaf komt hiermee op (1,25* 103 kn/m [plaxis] * 3,08 m [h.o.h]) + 87 [toename door zakking grond] = 500 kn. Een Gewi staaf 40,0 mm zou hier voldoen. Het definitief ontwerp van de ankers, evenals het ontwerp van de gordingen/deksloof en koppeling van de gordingen/deksloof aan de damwanden en ankers wordt overgelaten aan de aannemer. RDC_9X _R0005_nl12160_f

40 RDC_9X _R0005_nl12160_f

41 Moment Om te voldoen aan de benodigde constructieve sterkte van de kistdam dienen de optredende spanningen in de damwanden lager te zijn dan de vloeispanning van de toegepaste staalkwaliteit: waarin: σs;dw;d rekenwaarde spanning in de uiterste vezel van de damwanddoorsnede [kn/m2] Ms;d rekenwaarde van het moment [knm/m] Wel;corr elastisch weerstandsmoment van de damwanddoorsnede na corrosie [m3] Ns;d rekenwaarde van de normaalkracht in de wand [kn/m] Acorr oppervlakte van de damwanddoorsnede na corrosie [m 2 ] fy;dw;d rekenwaarde vloeispanning damwandstaal [kn/m 2 ] De rekenwaarden van het buigend moment is bepaald door in Plaxis een sterktereductie toe te passen tot γeem;i ofwel 1,52. Bij een puntniveau op NAP -10,0 m bedraagt deze 163 knm/m (belastinggeval 2 maatgevend). Tevens is gecontroleerd of de representatieve waarde vermenigvuldigd met een materiaalfactor van 1,2 deze waarde niet overschrijd. Dit blijkt niet maatgevend. Voor de rekenwaarde van het maatgevend buigend moment uit de EEM-analyse geldt: M s;d = f open γz γm Ms;max;plx waarin: Ms;d rekenwaarde van het moment [knm/m] fopen factor openingspercentage (=1,25 bij 20% openingspercentage) [-] γz factor voor gevolg van ankerkrachttoename door zakkende grond, waarvoor 1,10 is aangehouden [-] γn,dw additionele veiligheidsfactor damwand = 1,15 Ms;max;plx maatgevende buigend moment in damwand uit Plaxis-berekening bij ΣMsf = γeem;i [knm/m ] De rekenwaarde van het moment komt hiermee op 1,25 * 1,10 * 1,15 * 163 = 258 knm per strekkende meter wand. De rekenwaarde van de normaalkracht in de damwand kan als volgt worden berekend: Ns;d = fopen γn,dw cos(α) (Fs;A;plx + Fa) + Fnk;d waarin: Ns;d rekenwaarde van normaalkracht in wand [kn/m ] fopen factor m.b.t. openingspercentage stabiliteitsscherm [-] γn,dw additionele veiligheidsfactor ten aanzien van de normaalkracht = 1,15 [-] α helling ankerstang ten opzichte van de verticaal [º] Fs;A;plx maatgevende ankerkracht uit Plaxis-berekening bij ΣMsf = γeem;i [kn/m] Fa toename ankerkracht door zetting op ankerstangen [kn/m] Fnk;d rekenwaarde negatieve kleefbelasting conform artikel van NEN C1:2012 [kn/m] RDC_9X _R0005_nl12160_f

42 De rekenwaarde van de normaalkracht in de damwand komt hiermee op 117 kn per strekkende meter wand (zijnde rekenwaarde van de negatieve kleefbelasting). Er is geen verticale component van ankerkracht aanwezig. Een AZ profiel heeft zonder corrosie een weerstandmoment van 1405 cm 3 /m. De flensdikte bedraagt 10 mm. Het maximum buigend moment treedt ruim onder de grondwaterstand plaats in ongeroerde grond. Over de gehele plankdikte dient over de levensduur van 100 jaar rekening te worden gehouden met 2,4 mm corrosie. Hiermee wordt het weerstandsmoment na corrosie 1180 cm 3 /m. Het staaloppervlak na 2,4 mm corrosie bedraagt 89 cm 2 /m De spanning in de uiterste vezel komt hiermee op (258 knm/m / 1180 cm 3 /m kn/m/89 cm 2 /m) = 232 N/mm 2. Een damwand van een staalkwaliteit met een vloeispanning van 240 N/mm 2 of hoger voldoet Resumé Tussen DP158,2 en DP159,2 is een kistdam een geschikte constructie om het buitenwaartse macrostabiliteit-probleem op te lossen, waarbij wordt voorkomen dat ankers onder de binnendijkse bebouwing terecht komen. De kistdamconstructie bestaat uit twee damwandschermen, die aan elkaar worden gekoppeld door een verankering. Voor de beide damwandschermen volstaat een AZ14_770-10/10 profiel van staalkwaliteit S240. Om de dagelijkse freatische grondwaterstand niet te beïnvloeden worden damwanden toegepast met een openingspercentage van 20%. Over het bovenste deel is de voorste damwand (buitendijks) grond kerend. Het naastliggend maaiveld ligt op circa NAP +0,0 m. Daarom zal de damwand boven de NAP -2,0 m worden uitgevoerd als doorgaande wand. De breedte van de openingen mag maximaal 1 plank bedragen, bij voorkeur wordt uitgegaan van 4 aaneengesloten planken en 1 overslaan. Als de openingen te groot worden werkt het principe van de kistdam niet meer. Ten aanzien van de overall stabiliteit dienen de beide damwanden minimaal tot NAP -10,0 m te worden aangebracht. Het anker-/ankerniveau zit 0,5 m onder bovenkant damwand, ofwel NAP +1,87 m. De ankerkracht bedraagt 500 kn (trek, bij belastinggeval 1, inclusief kracht uit zakkende grond). Het definitief ontwerp van het anker en gordingen/deksloof dienen door de aannemer te worden uitgevoerd. In het ontwerp is uitgegaan van een stalen staaf 40,0 mm h.o.h. 3,08 m. De kistdam wordt aan de zuidwestzijde doorgezet tot waar het bestaande buitentalud met een onverankerd stabiliteitsscherm wordt verstevigd. Aan de noordoostzijde wordt de kistdam doorgezet tot tegen de buitendijkse oprit. RDC_9X _R0005_nl12160_f

43 8.4 DP Inleiding Tussen DP159,2 en DP159,9 is na overleg met de bewoners een damwandconstructie ontworpen, als alternatief voor een taludverflauwing en profilering van het voorland. Maatgevend hierbij is dwarsprofiel DP159,3 in verband met het buitendijks maaiveldniveau. De damwandconstructie sluit aan op de coupure, danwel het achterloopsheidscherm van de coupure aan de westzijde en aan de oostzijde op de kistdam. Om instabiliteit van het dijktalud boven de damwand te voorkomen is de damwand op 20,3 m uit de schuur in DP 159,3 (zie Figuur 8.6) geplaatst. De locatie van de damwand in het talud is belangrijk om instabiliteit van het resterende grondlichaam te voorkomen. Om de dagelijkse freatische grondwaterstand niet te beïnvloeden wordt een damwandconstructie toegepast met een openingspercentage van 20%. Het bovenste deel van het damwandscherm wordt uitgevoerd als doorgaande wand. Het naastliggend maaiveld ligt op circa NAP +0,0 m. Geadviseerd wordt om de wand boven NAP -1,0 m uit te voeren als doorgaande wand. Figuur 8.6 Maatgevend dwarsprofiel DP159,3 (buitendijks blijft het maaiveld ongewijzigd) RDC_9X _R0005_nl12160_f

44 8.4.2 Bodemopbouw en grondparameters Het uitgevoerde grondonderzoek rond de damwandconstructie is opgenomen in bijlage I. Op basis van dit grondonderzoek is de bodemopbouw geschematiseerd zoals weergegeven in Figuur 8.6 Klei siltig C Veen C Veen AB Pleistoceen Zand Eemformatie Klei humeus Eemformatie Zand sterk siltig kleiig Eemformatie Klei Eemformatie Klei sterk siltig kleiig Figuur 8.6 Schematisatie maatgevende doorsnede DP159, Waterspanningen Maatgevend is een hoge grondwaterstand in de waterkering en een lage waterstand tegen de damwand aan door een val van het buitenwater. Aan de polderzijde verloopt de freatische lijn van NAP +2,0 m in de kruin naar polderpeil. Aan de buitendijkse zijde is na val van het buitenwater een freatische grondwaterstand gelijk aan het maaiveld aangehouden, ofwel NAP +0,2 m Veiligheidsfilosofie De damwandconstructie is een type II constructie, waarbij de constructie samen met de groene kering de waterkerende veiligheid garandeert. De verdeling van de toelaatbare faalkansen bij macrostabiliteit buitenwaarts zijn in lijn met Deltares richtlijn Ontwerp stabiliteitsschermen (type II) in primaire waterkeringen met kenmerk GEO-0016, versie 6, d.d. maart 2014 als volgt aangehouden: Faalscenario Kansverdeling Pf/jaar β/jaar Macrostabiliteit buitenwaarts constructief versterkte waterkering (topeis) 100% 2, ,1 4. Wand vloeit 50% 1, ,2 5. Kantelen wand/ grondbreuk passieve zijde 50% 1, ,2 6. Overige mechanismen 10% 2, ,6 Uitgaande van de M2-parameterset (associatief, rekenwaarden van de grondsterkte en een opschaalfactor van 1,5) dient de stabiliteitsfactor (ΣMsfdoorgaand bezwijken) ten minste gelijk te zijn aan de minimaal vereiste stabiliteitsfactor γeem;g van 1,69 (γs γn;g γb;g γd;g = 1,5*1,08*1,1*0,95). De constructieve elementen, de damwand, dienen te worden ontworpen bij een sterktereductie tot het niveau van γeem;i RDC_9X _R0005_nl12160_f

45 ofwel 1,52 (γs γn;i γb;i γd;i = 1,5*1,01*1,0*1,0). Gordingen dienen te worden ontworpen bij een sterktereductie tot het niveau van γeem = 1, Ontwerp met Plaxis De damwandconstructie wordt in het oorspronkelijke buitentalud aangebracht. Verkeersbelasting op de berm van de dijk is meegenomen. Globale veiligheid tegen geotechnisch bezwijken In verband met de minimaal benodigde veiligheid tegen geotechnisch bezwijken dient de onderkant van de damwand minimaal op NAP -9,6 m of dieper te worden aangebracht. Bij grotere diepte neemt de stabiliteitsfactor van het glijvlak onderlangs verder toe ten opzichte van de benodigde stabiliteitsfactor van 1,69. Toets verticale draagkracht De toetsing van het verticale draagvermogen van een onverankerde damwand is niet relevant. De damwand wordt enkel belast door negatieve kleef. Naast het feit dat de negatieve kleef beperkt is en de damwand dermate in het zand wordt aangebracht dat het draagvermogen zal voldoen is een eventuele zakking van de damwand (en dus dieper puntniveau) alleen maar gunstig voor de stabiliteit en de constructie. Wel zal negatieve kleef effect hebben op de buigende momenten in de constructie, maar dit is via een andere weg meegenomen, zie toetsing constructieve elementen. Toets vervormingen De horizontale verplaatsing van de zelfstandig waterkerende constructie moet in de berekeningen in PLAXIS voor de bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT) 0,10 m. Uit de berekening volgt een maximale horizontale verplaatsing van de constructie (in BGT) van 0,03 m. Dit voldoet. Tevens geldt dat de kruinzakking (in BGT) maximaal 0,10 m mag bedragen. Uit de berekening volgt een maximale kruinzakking (in BGT) van 0,035 m. Dit voldoet. De horizontale verplaatsing van de zelfstandig waterkerende constructie moet in de uiterste grenstoestand (UGT) 2% van de wandlengte met een maximum van 0,5 m. Bij een wandlengte van 11 m bedraagt de maximale horizontale verplaatsing in UGT 0,2 m. Uit de berekening volgt een maximale horizontale verplaatsing van de constructie (in UGT) van 0,18 m. Dit voldoet. Veiligheid tegen bezwijken constructieve elementen Moment Om te voldoen aan de benodigde constructieve sterkte van de damwand dienen de optredende spanningen in de damwanden lager te zijn dan de vloeispanning van de toegepaste staalkwaliteit: waarin: σs;dw;d Ms;d Wel;corr rekenwaarde spanning in de uiterste vezel van de damwanddoorsnede [kn/m2] rekenwaarde van het moment [knm/m] elastisch weerstandsmoment van de damwanddoorsnede na corrosie [m3] RDC_9X _R0005_nl12160_f

46 Ns;d rekenwaarde van de normaalkracht in de wand [kn/m] Acorr oppervlakte van de damwanddoorsnede na corrosie [m 2 ] fy;dw;d rekenwaarde vloeispanning damwandstaal [kn/m 2 ] De rekenwaarden van het buigend moment is bepaald door in Plaxis een sterktereductie toe te passen tot γeem;i ofwel 1,52. Bij een damwand van 11 m bedraagt deze 190 knm/m. Tevens is gecontroleerd of de representatieve waarde vermenigvuldigd met een materiaalfactor van 1,2 deze waarde niet overschrijd. Dit blijkt niet maatgevend. Voor de rekenwaarde van het maatgevend buigend moment uit de EEM-analyse geldt: M s;d = f open γm Ms;max;plx waarin: Ms;d rekenwaarde van het moment [knm/m] fopen factor openingspercentage (=1,25 bij 20% openingspercentage) [-] γm additionele veiligheidsfactor damwand = 1,15 Ms;max;plx maatgevende buigend moment in damwand uit Plaxis-berekening bij ΣMsf = γeem;i [knm/m ] De rekenwaarde van het moment (M s;d) komt hiermee op 1,25 * 1,15 * 190 = 275 knm per strekkende meter wand. De rekenwaarde van de normaalkracht (N s;d) in de wand is gelijk aan de negatieve kleefbelasting. De negatieve kleefbelasting is berekend conform artikel van NEN C1:2012. De rekenwaarde van de normaalkracht in de damwand komt hiermee op 108 kn per strekkende meter wand. Een AZ /10 profiel heeft zonder corrosie een weerstandmoment van 1405 cm 3 /m. De flensdikte bedraagt 8,5 mm. Het maximum buigend moment treedt ruim onder de grondwaterstand plaats in ongeroerde grond. Over de gehele plankdikte dient over de levensduur van 100 jaar rekening te worden gehouden met 2,4 mm corrosie. Hiermee wordt het weerstandsmoment na corrosie 1180 cm 3 /m. Het staaloppervlak na 2,4 mm corrosie bedraagt 89 cm 2 /m De spanning in de uiterste vezel komt hiermee op (275 knm/m / 1180 cm 3 /m kn/m/89 cm 2 /m) = 245 N/mm 2. Een damwand van een staalkwaliteit met een vloeispanning van 355 N/mm 2 of hoger voldoet Resumé Tussen DP159,2 en DP159,9 is een damwandconstructie nodig om het buitenwaartse macrostabiliteitprobleem op te lossen. Voor de damwandconstructie volstaat een AZ14_770 10/10-profiel van staalkwaliteit S355. Om de dagelijkse freatische grondwaterstand niet te beïnvloeden worden damwanden toegepast met een openingspercentage van 20% (4 aaneengesloten damwandplanken en 1 plank tussenruimte). Over het bovenste deel wordt de wand als doorgaande wand uitgevoerd. Het naastliggend maaiveld ligt op circa NAP +0,2 m. Daarom zal de damwand boven de NAP -1,0 m worden uitgevoerd als doorgaande wand. De damwand dient te worden voorzien van een doorgaande gording, ontwerp gording is voor rekening van de aannemer. RDC_9X _R0005_nl12160_f

47 Ten aanzien van de overall stabiliteit dient de damwand minimaal tot NAP -9,6 m te worden aangebracht. De bovenkant damwand zit in DP 159,3 op NAP +1,4 m. De damwandconstructie dient aan de westzijde aan te sluiten op de coupure, danwel het achterloopsheidscherm van de coupure. Aan de oostzijde dient de damwand aan te sluiten op de kistdam constructie. 8.5 DP 174,4 Eemdijk 94 Tussen DP174,2 en DP174,6 wordt in de tuin van Eemdijk 94 een buitendijks stabiliteitsscherm geïnstalleerd die de waterkerende veiligheid dient te waarborgen voor het geval dat de oeverbeschoeiing langs de Eem bezwijkt en er aan buitendijkse zijde afslag optreedt. De kruinhoogte en damwandhoogte bedraagt NAP +2,11 m. De damwand kan onder de grond worden weggewerkt. De keuze voor de locatie van de damwandconstructie wordt bepaald door: 1. veilige afstand uit bebouwing m.b.t. veiligheid waterkering 2. veilige afstand uit bebouwing m.b.t. omgevingsbeïnvloeding (trillingen tijdens installatie) 3. hoogteligging en inrichting tuin 4. locatie bestaande (afgeschreven) damwand in tuin 5. objecten waarop de damwand aan weerszijden van het perceel dient aan te sluiten 6. locatie van de gasleiding die parallel aan de insteekhaven loopt. De veilige afstand uit bebouwing m.b.t. veiligheid waterkering is bepaald met behulp van een beoordelingsprofiel conform beleid van Waterschap Vallei en Veluwe. Voor de kruinbreedte van het beoordelingsprofiel wordt een breedte van 2,0 m aangehouden. Het theoretisch binnentalud bedraagt 1:3,5 tot het binnendijks maaiveldniveau (achter de woning) op ca. NAP 0,0 m. Tevens wordt een bufferzone van 1,0 m gehanteerd. Op basis van bovengenoemd beoordelingsprofiel dient de minimale afstand tussen damwand en woninggevel ca. 11 m te bedragen. Deze afstand wordt met oogpunt op omgevingsbeïnvloeding voldoende geacht, gezien de aangetroffen bodemgesteldheid, de damwandconfiguratie en funderingswijze van de woning (op palen). Het heeft de voorkeur om de nieuwe damwand aan buitendijkse zijde van de bestaande (afgeschreven) damwand te positioneren, waarbij een minimale dagmaat van circa 20 cm aan dient te worden gehouden. Voordeel is dat de kans op schade aan de woning duidelijk afneemt, de bestaande damwand hoeft over het grootste deel van het tracé niet te worden getrokken en tijdens het plaatsen van de nieuwe wand doet de oude nog dienst als afscherming. Ten aanzien van de hoogteligging en inrichting van de tuin is de maat van 11 m eveneens ideaal. Het maaiveld loopt voorbij dit punt af richting Eem. De damwandconstructie dient aan de noordoostzijde aan te sluiten op de bestaande coupure c.q. achterloopsheidsscherm van de coupure. Aan de zuidwestzijde dient de damwandconstructie aan te sluiten op het bestaande kwelscherm van de gasleiding. Omdat de afstand tussen de gasleiding en bestaande damwand beperkt is wordt hier geadviseerd om de nieuwe damwand over een korte afstand binnendijks van de bestaande damwand te plaatsen, zie tevens bijlage 6. Hierdoor kruist het bestaande en nieuwe damwandtracé elkaar één keer. Ter hoogte van de kruising dienen enkele bestaande planken te worden getrokken. Teneinde de beïnvloeding voor de omgeving te minimaliseren wordt geadviseerd zo min mogelijk planken te trekken. Voor het ontwerp van de nieuwe damwand hoeft geen rekening te RDC_9X _R0005_nl12160_f

48 worden gehouden met het mogelijk optreden van een erosiekrater. Een vervangende waterkering is niet benodigd conform de NEN3651. Wel adviseren wij de eisen die de nutsbeheerder stelt in relatie tot de voorgenomen werkzaamheden en toelaatbare zettingen te achterhalen en de gasleiding tijdens de werkzaamheden te monitoren. Om de dagelijkse freatische grondwaterstand en stijghoogte niet te beïnvloeden wordt een damwandscherm toegepast met een openingspercentage van 20% (4 aaneengesloten damwandplanken en 1 plank tussenruimte). In verband met het mogelijk optreden van een afslagprofiel wordt het bovenste deel van NAP +2,11 m tot NAP 1,0 m als doorgaande wand uitgevoerd Bodemopbouw en grondparameters Het uitgevoerde grondonderzoek ter hoogte van het perceel Eemdijk 94 bestaat uit een 4-tal archief sonderingen van Fugro (D1, DKM2, D3 en D4), die zijn gemaakt voor het ontwerp van de fundering van de woning en één aanvullende sondering van Geomet (S01) in de tuin ter hoogte van het toekomstige damwandtracé. Het grondonderzoek is opgenomen in bijlage I. De grondopbouw bij de sonderingen S01 (Geomet), D1 en D3 tonen eenzelfde sondeerbeeld, waarbij tot ca. NAP -5,0 m slappe cohesieve lagen worden aangetroffen. Vanaf ca. NAP 5,0 m tot ca. NAP -10,0 m wordt een matig tot vast gepakte zandlaag aangetroffen, doorsneden door een dunne kleilaag. Daaronder wordt tot ca. NAP -15,0 siltig tot kleiig zand aangetroffen, matig tot los gepakt. Daaronder wordt tot ca. NAP -21,0 m Eemklei aangetroffen. Vanaf ca. NAP -21,0 m wordt het vaste zand (Pleistoceen) aangetroffen. Op basis van het gemeten wrijvingsgetal in sondering S01 blijken de slappe cohesieve lagen tot NAP -5,0 m volledig uit veen te bestaan. Bij de oudere sonderingen van Fugro is geen wrijving gemeten waardoor de classificatie van deze laag niet eenduidig kan worden vastgesteld (op basis van de conusweerstand kan het als veen of slappe klei worden geclassificeerd). De sonderingen DKM2 en D4 geven een heel ander beeld dan hierboven beschreven. Alleen bij sondering DKM2 is de plaatselijke wrijving gemeten, waarmee grondclassificatie in de toplagen mogelijk wordt. Hier wordt onder een dunne toplaag (0,5 m) een veenlaag aangetroffen van ca. 1 m dikte met daaronder sterk humeuze klei tot ca. NAP -2,0 m. Daaronder wordt een dik pakket slappe klei aangetroffen tot ca. NAP -8,7 m, waaronder zich opnieuw een veenlaag bevindt tot ca. NAP -10,0 m. Vanaf NAP -10,0 m worden dezelfde lagen aangetroffen als bij de sonderingen S01, D1 en D3. Bij D4 loopt de slappe kleilaag nog iets dieper door, vermoedelijk tot ca. NAP -11,5 m, waaronder zeer waarschijnlijk ook veen wordt aangetroffen tot ca. NAP -13,0 m. Daaronder wordt siltige klei tot zeer kleiig zand (uiterst los gepakt) aangetroffen tot ca. NAP -18,0 m. In D4 is de eerste draagkrachtige laag het Pleistocene zand op ca. NAP -21 m. Het grote verschil in bodemopbouw tussen sonderingen 01, D1 en D3 (deze liggen allen op één lijn loodrecht op de Eem) aan de ene kant en sondering DKM 2 en D4 aan de andere kant geeft aan dat hier sprake moet zijn van een geul waarin ander materiaal is afgezet. De randen van de geul zijn niet bekend. Het deel waar sonderingen 01, D1 en D3 van toepassing zijn wordt voor deze rapportage gemakshalve deelgebied 1 genoemd. Het deel waar sonderingen DKM2 en D4 van toepassing zijn wordt deelgebied 2 genoemd. Gezien de locaties van het grondonderzoek en het beoogde tracé van het damwandscherm is voor deelgebied 1 sondering D1 maatgevend verondersteld, voor deelgebied 2 is sondering DKM 2 RDC_9X _R0005_nl12160_f

49 maatgevend verondersteld. Op basis van deze sonderingen is de bodemopbouw voor deelgebied 1 en 2 geschematiseerd zoals weergegeven in respectievelijk figuur 8.7 en 8.8. Figuur 8.7 Schematisatie maatgevende doorsnede DP174,4 deelgebied 1 Damwandscherm Damwandscherm Klei siltig C Klei siltig C Klei siltig AB Veen C Veen AB Klei siltig Veen C Klei, humeus Veen AB Zand, los tot matig gepakt Klei Zand, matig tot vast gepakt Bestaande beschoeiing Bestaande beschoeiing Eem Klei Veen Eemformatie Zand, sterk siltig, kleiig Eemformatie Klei, sterk siltig, zandig Eemformatie Zand, sterk siltig, kleiig Eemformatie Klei, sterk siltig, zandig Figuur 8.8 Schematisatie maatgevende doorsnede DP174,4 deelgebied 2 Voor de gehanteerde grondparameters wordt verwezen naar bijlage 3. RDC_9X _R0005_nl12160_f