Definitief ontwerp Zuidelijke Randmeerdijken en Eemdijken

Transcriptie

1 Definitief ontwerp Zuidelijke Randmeerdijken en Eemdijken Geotechnische verantwoording Concept Waterschap Vallei en Eem Grontmij Nederland B.V. De Bilt, 23 februari 2011

2

3 Inhoudsopgave Inleiding... 5 Aanleiding en doel Plan- en studiegebied Projectplan volgens de Waterwet... 7 M.e.r.-procedure Doel en werkwijze van de geotechnische verantwoording... 8 Leeswijzer rapportage Gebiedsbeschrijving en alternatieven Deeltrajecten en alternatieven Basisgegevens Detailleringen en aandachtspunten Uitgangspunten en randvoorwaarden Inleiding Planperiode Hydraulische randvoorwaarden Maatgevende ontwerpwaterstanden Golfbelasting en maatgevend hydraulisch belastingsniveau Polderpeilen Geohydrologische schematisering Freatische lijn Stijghoogten Terrein- en laboratoriumonderzoek Grondonderzoek Laboratoriumonderzoek Grondeigenschappen Grondopbouw Volumegewichten en sterkteparameters Samendrukkingsparameters Korrelgroottes en creep-factor Veiligheidsfilosofie van de waterkering Overige uitgangspunten NAP-daling Autonome daling maaiveld Bovenbelasting Rekenmethoden Verantwoording ontwerp Inleiding Uitgangspunten verbeteringen Benodigde ophoging Stabiliteitsvergrotende maatregelen Controle op het optreden van piping Werkwijze Resultaten Controle op het optreden van micro-instabiliteit Pagina 3 van 36

4 Inhoudsopgave (vervolg) Te verwachten zettingen Zettingen Stabiliteit tijdens de uitvoering en in de eindsituatie Literatuurlijst Leidraden en Normen Projectgegevens Bijlage 1: Bijlage 2: Bijlage 3: Bijlage 4: Bijlage 5: Bijlage 6: Bijlage 7: Bijlage 8: Bijlage 9: Situatietekeningen voorkeursalternatief Geotechnisch lengteprofiel Laboratoriumonderzoek en analyse Bepaling schematiseringsfactor Resultaten Hydra M Bepaling ontwerpkruinhoogten Resultaten Stabiliteitsberekeningen Resultaten Zettingsberekeningen Resultaten stabiliteit in gezette situatie Pagina 4 van 36

5 1 Inleiding In deze inleiding wordt kort ingegaan op de aanleiding en het doel van het dijkverbeteringproject Veiligheid Zuidelijke Randmeren en de status van het voorliggende document. De informatie in dit hoofdstuk wordt in de komende hoofdstukken verder uitgewerkt en toegelicht. 1.1 Aanleiding en doel Een belangrijke taak van het Waterschap Vallei & Eem is het voorkomen van overstromingen en wateroverlast. Waterkeringen in dijkring 45, het stelsel van primaire waterkeringen en hoge gronden dat de Gelderse Vallei beschermt (zie figuur 1.1), moeten het keren. Het waterschap zorgt ervoor dat de waterkeringen in goede staat zijn en blijven, zodat bewoners van het beheergebied van Vallei & Eem veilig kunnen wonen, werken en recreëren. Figuur 1.1 Ligging van dijkring 45 met haar primaire keringen en hoge gronden [bron: Waterwet] De noordrand van het beheergebied van het waterschap grenst aan de Zuidelijke randmeren. Langs de Zuidelijke randmeren ligt een primaire waterkering, die doorloopt langs de rivier de Eem. Het traject, in totaal 33 kilometer lang, begint bij Putten en eindigt in Amersfoort. Toetsing van de waterkering in 2006/2007 heeft uitgewezen dat een lengte van circa 24 kilometer niet voldoet aan de wettelijk gestelde eisen met betrekking tot de veiligheid. De waterkering moet daarom verbeterd worden. Hiertoe wordt een projectplan volgens de Waterwet opgesteld. De te verbeteren dijktrajecten zijn weergegeven in figuur 1.2. Het plangebied en de dijktrajecten worden later nader toegelicht. Voor het projectplan waarin de dijkverbetering wordt beschreven, moet conform de Wet milieubeheer (Wm) en het Besluit m.e.r. (onderdeel C, categorie 12.2) de procedure voor de milieueffectrapportage (m.e.r.) doorlopen worden. Dit omdat de dijkverbetering een traject van meer dan 5 km beslaat. Een m.e.r.-procedure wordt uitgevoerd om voldoende milieu-informatie te verstrekken, zodat een goed besluit over het projectplan genomen kan worden door de betrokken bestuursorganen. De mogelijke vormen van dijkverbetering zijn in het projectplan en het MER uitgewerkt en de effecten van de dijkverbetering op verschillende omgevingsaspecten zijn Pagina 5 van 36

6 Inleiding beschreven en afgewogen. De m.e.r.-procedure wordt later in deze inleiding nader behandeld en wordt verder toegelicht in het MER. 1.2 Plan- en studiegebied Bij de indeling van de waterkering langs de Zuidelijke randmeren (Nuldernauw, Nijkerkernauw en Eemmeer) en de Eem in dijktrajecten is gebruikgemaakt van de bestaande topografische namen voor de verschillende trajecten. In figuur 1.2 en bij het bespreken van de dijken wordt gebruikgemaakt van de locatie van dijkpalen en een onderverdeling daarin. De gebruikte dijkpaalnummering gaat globaal uit van een afstand van een hectometer tussen de palen. De nummering begint vanaf de aansluiting op de hoge gronden bij Putten (dp 0), en loopt via Spakenburg en Eemdijk en daarna verder stroomopwaarts langs de oostzijde van de Eem tot de aansluiting bij het spoor in Amersfoort (dp 329). Figuur 1.2 Tracé van de waterkering De dijkverbetering betreft de volgende dijkvakken uit dijkring 45 (zie ook tabel 2.1, alleen te verbeteren delen zijn met nummers aangegeven): - Putterzeedijk (dp 30,2-46): Voormalige Zuiderzeedijk met basaltbekleding; - Arkemheense Zeedijk (dp 55-99): Voormalige Zuiderzeedijk met basaltbekleding; - Oostdijk (dp ): Voormalige Zuiderzeedijk met basaltbekleding; - Bunschoten/Spakenburg (dp ,5): Muren en kades, stedelijke contour; - Westdijk (dp 127,5-148): Voormalige Zuiderzeedijk met uiterwaard; - Eemdijk (dp ,5): Grasdijk met waaien/kolken, stedelijke contour; - Eemlandse Dijk (dp 214,5-220,5): Grasdijk met waaien/kolken; - Slaagse Dijk (dp ): Grasdijk met waaien/kolken, onbebouwd; - Grebbeliniedijk (dp ): Verdedigingswerk Grebbelinie, grasdijk, onbebouwd, behalve in Amersfoort vanaf dp 302; Pagina 6 van 36

7 Inleiding - Hoge gronden Amersfoort (dp 318 tot Koppelpoort) Stedelijk gebied langs woonwijk. Met uitzondering van de Putterzeedijk, zijn alle dijken primaire waterkeringen die direct beschermen tegen buitenwater (categorie a) van het Eemmeer, Nijkerkernauw en de Eem. Het Nijkerkernauw en het Nuldernauw zijn van elkaar gescheiden door een dam, waar de Nijkerkersluis onderdeel van uitmaakt. De Putterzeedijk ligt daarachter en is daarom een primaire kering uit de categorie c, zij beschermt indirect tegen buitenwater. Het plangebied omvat de getoetste delen van de dijk die onvoldoende veiligheid bieden. Het studiegebied is verschillend per onderzoeksaspect, maar omvat de omgeving van de dijk die mogelijk beïnvloed wordt door de dijkverbetering, zowel in de aanlegfase als in de gebruiksfase. In Amersfoort is de aansluiting op de hoge gronden (Dp 318 tot Koppelpoort) aangepast en loopt deze om de deelwijk Jericho in De Koppel. De aansluiting langs het Valleikanaal tot het spoor wordt daarbij niet veranderd. 1.3 Projectplan volgens de Waterwet De beheerder van de waterkering langs de Zuidelijke randmeren en de Eem is Waterschap Vallei en Eem. De beheerder is verplicht om een projectplan op te stellen als een waterkering gewijzigd wordt. In dit projectplan wordt een beschrijving gegeven van de wijze waarop de wijziging wordt uitgevoerd en van de te treffen voorzieningen gericht op het voorkomen of beperken van nadelige gevolgen van de uitvoering van het werk. Bij primaire waterkeringen geldt bovendien dat als de wijziging het verplaatsen van de waterkering betreft, dat de maatregelen moeten worden beschreven om de ontstane ruimte tussen de oorspronkelijke locatie en de nieuwe locatie in te passen in de omgeving. Het projectplan dient te worden goedgekeurd door de Gedeputeerde Staten van de provincie waar de waterkering in ligt. In dit geval zijn dat de provincies Utrecht en Gelderland. De provincie Utrecht treedt op als coördinerend bestuursorgaan, omdat het grootste gedeelte van het project in deze provincie ligt. 1.4 M.e.r.-procedure Zoals gezegd is het nodig een m.e.r.-procedure uit te voeren, omdat het projectplan een dijkverbetering met een lengte van circa 24 km dijk betreft (de drempel is 5 km). Een m.e.r.- procedure bestaat uit een aantal fasen. De m.e.r.-procedure voor het project Veiligheid Zuidelijke Randmeren is formeel gestart met de publicatie van de startnotitie m.e.r. Veiligheid Zuidelijke Randmeren in februari 2005 [17]. De richtlijnen, samen met de startnotitie, vormen het uitgangspunt voor het op te stellen milieueffectrapport (MER). Het opstellen van het MER heeft in dit geval in twee fasen plaatsgevonden. In de eerste fase heeft het waterschap samengewerkt met Hoogheemraadschap Amstel Gooi & Vecht en Rijkswaterstaat IJsselmeergebied. In deze fase zijn twee principe oplossingen en een zestal aanvullende maatregelen afgewogen (aanleg van eilandjes tussen Flevoland en Noord-Holland voor de kust van Almere; aanleg van een weerstandsgeul; aflaten van water naar de Oostelijke Randmeren door het openzetten van de Nijkerkersluis; grootschalige aanleg vooroevers in het Markermeer; aanleg eiland tussen Flevoland en Noord-Holland; compartimentering door middel van een dam tussen Flevoland en Noord-Holland) voor het bereiken van de vereiste veiligheid. Uit deze mogelijkheden is de principe oplossing dijkverbetering als oplossing gekozen. De alternatieve oplossing beweegbare waterkering met aanvullende dijkverbetering en de aanvullende maatregelen zijn hiermee afgevallen. Dit omdat deze oplossingen minder bijdragen aan de projectdoelen (bescherming tegen overstroming, toekomstvastheid, beheer en onderhoud) en daarbij ook ongunstiger zijn qua kosten. Deze oplossingen worden niet verder uitgewerkt. Het voorstel voor de principe oplossing dijkverbetering kwam uit in juni Belanghebbenden hebben in het najaar van 2007 de mogelijkheid gekregen hierop te reageren. De resultaten en de reacties zijn door de Provincies Utrecht en Gelderland verwerkt in een commentaarnota, die op 25 maart 2008 is verschenen. Pagina 7 van 36

8 Inleiding Gelijktijdig met de commentaarnota voor MER Fase 1 zijn de richtlijnen voor MER Fase 2 vastgesteld. Daarmee is de eerste fase van het MER Veiligheid Zuidelijke Randmeren en Eem afgesloten. In deze tweede fase is de keuze voor dijkverbetering verder uitgewerkt ter ondersteuning van projectplan zoals bedoeld in de Waterwet. De resultaten zijn in het Projectplan en de MER fase 2 verwerkt, het MER eerste fase is daarbij als bijlage bijgevoegd. Figuur 1.3 De verschillende fasen tijdens deze m.e.r.-procedure en het vervolgtraject 1.5 Doel en werkwijze van de geotechnische verantwoording Bij het bepalen van de milieu-componenten die een rol spelen bij de keuze van het alternatief dat de voorkeur heeft, speelt ook de wijze waarop voldoende veiligheid kan worden bereikt een rol, omdat deze dijkverbeteringen het ruimtebeslag bepalen. In deze planfase zijn de mogelijke alternatieven zover uitgewerkt, dat de effecten van de alternatieven op de aanwezige waarden en de milieueffecten kunnen worden bepaald. Daarvoor zijn geotechnische berekeningen uitgevoerd naar de nodige aanpassingen. Om de berekeningen met voldoende nauwkeurigheid te kunnen uitvoeren, is een aanvullend grond- en laboratoriumonderzoek uitgevoerd op de aanwezige boringen en sonderingen en de laboratoriumonderzoeken die voor de startnotitie [17] en toetsing in 2003 [16] waren uitgevoerd. Het nader onderzoek is verricht op die locaties waar de waterkering onvoldoende getoetst was. De onderzoeken in het laboratorium waren daarbij gericht op het bezwijkmechanisme dat onvoldoende was getoetst. Bijvoorbeeld bij pipinggevaar werd de deklaagdikte nauwkeurig bepaald en werden zeefkrommen bepaald op het zand direct onder de deklaag. Daar waar de stabiliteit onvoldoende was, werden in het laboratorium de sterkteparameters bepaald van de grondlagen in de deklaag en de dijk door middel van triaxiaalproeven. In tabel 1.1 is een overzicht weergegeven van de benodigde verbeteringen per maatgevend dwarsprofiel. Alleen de deeltrajecten waar verbeteringsmaatregelen noodzakelijk zijn, zijn opgenomen in het overzicht. Pagina 8 van 36

9 Inleiding Tabel 1.1 Overzicht te verbeteren deeltrajecten en gesignaleerde geotechnische problemen Putterzeedijk Arkemheense zeedijk Traject Deeltraject DWP Maatgevend dwarsprofiel Kruin Hoogte/ Breedte Piping Buitenwaartse stabiliteit 1A 30,2-32,3 DWP 40 x 1B DWP 40 x 2A DWP 58 x* 1 2B 76-80,5 DWP 78 x 2C 88,7-99 DWP 95 x Binnenwaartse stabiliteit Oostdijk DWP 100 x x x Keringen in Bun- schoten- Spakenburg DWP 110 x x x 4A ,5 DWP 117 x x 4B t/m 4D 118,5-125,5 n.v.t. * 2 x Westdijk 5 127,5-131 zie 4.4 x* 3 x DWP 132 x x DWP 142 x x x Eemdijk 6A DWP 150 x x x 6A/6B DWP 165 x x x* 4 6C 171,5-179 DWP 174 x DWP 183 x x 6D ,5 DWP 194 x x DWP 205,5 x x Eemlandse dijk 6D/7A 212,5-223 DWP 218,5 x 7C ,5 DWP 231 x x Slaagsedijk DWP 249,5 x x x DWP 262,5 x x x Grebbeliniedijk 9A 268,5-276,5 DWP 274,5 x x x 276,5-280,5 DWP 277,5 x x x DWP 289 DWP 293 x x 9B DWP 305 x x* n.v.t. * Kwekersweg n.v.t. * 2 * 1 Het traject van DP 55 tot DP 57 voldoet wel aan de gestelde veiligheidseisen [16]. * 2 Muurconstructies, niet behandeld in deze rapportage. * 3 Hoogte voldoet niet van DP 130,5 tot 131,5, verbetering kruinhoogte conform DWP 132. * 4 Binnenwaartse stabiliteit voldoet wel van DP 162,5 tot 169. * 5 Grebbelinieprofiel wordt toegepast tussen DP 269,5 en DP 311. * 6 Slechts geringe aanpassing, derhalve geen maatgevend dwarsprofiel bepaald. De geprojecteerde verbeteringen zijn gebaseerd op de tweede toetsronde (2003, [16]) en de aanvullende toetsing met nieuwe hydraulische randvoorwaarden, vastgesteld in de HR2006 [2]. Tevens is het resultaat van de stabiliteitsberekeningen uit MER fase 1 [18] in de beschouwing meegenomen. Hieruit bleek dat aan weerszijden van Spakenburg niet alleen buitenwaarts instabiliteit dreigde, maar dat ook binnenwaarts de stabiliteit niet aan de huidige eisen voldeed. In de ontwerpberekeningen voor de verbeteringen is in eerste instantie onderzocht of een kruinhoogte aangepast moet worden. Daarna is de (eventueel aangepaste) kruin met de taluds onderzocht op de voorhanden stabiliteit. Indien onvoldoende stabiliteit aanwezig is, is een aanberming buiten- en/of binnendijks ontworpen. Tot slot is de invloed van een buitendijkse aanberming op de golfoploop en daarmee de nodige kruinhoogte vastgesteld (kan worden verlaagd) en bij die geoptimaliseerde kruinhoogte is nogmaals nagegaan of dit effect heeft op de grootte van de aanberming dan voor de stabiliteit nodig is. Daarna bleek dat een volgende berekening van kruinhoogte en aanberming geen geoptimaliseerder ontwerp gaf. Bij de tweede toetsronde in 2003 [16] bleek dat in het algemeen de aanwezige bekleding langs de randmeerdijken aan de eisen voldeed. Langs de Eemdijken was door de veel beperktere Pagina 9 van 36

10 Inleiding golfaanval de dijkbekleding helemaal geen probleem. Daar waar door een taludverflauwing de bestaande bekleding van het talud moet worden opgenomen, wordt deze weer aangebracht op het nieuwe talud (Putterzeedijk van dp 30,2 tot dp 32,3 in verband met aanwezige waardevolle korstmossen) of is een nieuwe, in een volgende planfase nader te detailleren harde taludverdediging geprojecteerd (Eemmond van dp 148 tot dp 151,5). De stabiliteit van het voorland bleek bij de toetsing [16] geen probleem te zijn, waarbij de zeer beperkte waterdiepte een grote rol in het oordeel speelde. De niet-waterkerende objecten zijn in de tweede toetsing (kabels en leidingen) en in de derde toetsing (bomen en bebouwing) onderzocht. De conclusies voor deze NWO s zijn in het ontwerp projectplan opgenomen. 1.6 Leeswijzer rapportage Het veiligheidsprobleem, de doelstelling en de alternatieven voor de dijkverbetering per deeltraject (scope) zijn in hoofdstuk 2 beschreven. Hoofdstuk 3 beschrijft het veldwerk en laboratoriumonderzoek dat in deze fase langs en op de dijken is verricht. In dit hoofdstuk komen ook de hydraulische belasting, de te verwachten golfoploop en de af te leiden veiligheidsfactoren aan de orde. In hoofdstuk 4 wordt ingegaan op de resultaten van de uitgevoerde berekeningen voor de stabiliteit en de te verwachten zettingen. In hoofdstuk 5 wordt een en ander kort samengevat. Pagina 10 van 36

11 2 Gebiedsbeschrijving en alternatieven 2.1 Deeltrajecten en alternatieven In het MER rapport Veiligheid Zuidelijke Randmeerdijken is het plangebied opgedeeld in 8 dijkvakken. Hier zijn de kern Spakenburg (4) en de Hoge Gronden Amersfoort (10) als aparte onderdelen aan toegevoegd, omdat deze stedelijke gebieden vaak afwijkende dijkaanpassingen noodzakelijk maken. De dijkvakken en bijbehorende onderdelen van het plangebied zijn: 1. Putterzeedijk (km 0-4.7); 2. Arkemheense zeedijk (km ); 3. Oostdijk (km ); 4. Spakenburg (km ); 5. Westdijk (km ); 6. Eemdijk (km ); 7. Eemlandsedijk ( ); 8. Slaagsedijk ( ); 9. Grebbeliniedijk ( ); 10. Hoge Gronden Amersfoort (vanaf de stuw Balladelaan, dp31.9). De dijktrajecten zijn verdeeld in deeltrajecten. In tabel 2.1 is een overzicht weergegeven van de dijktrajecten en bijbehorende maatgevende dwarsprofielen. De nummers vanuit het MER zijn zoveel mogelijk aangehouden. De aangegeven deeltrajecten betreffen delen van de dijk waar de uitwerking van de verbeteringen op een vergelijkbare wijze heeft plaatsgevonden. Tijdens het ontwerpproces zijn enkele deeltrajecten verder opgedeeld omdat hier verschillende verbeteringsmaatregelen benodigd bleken. Voor het traject van DP 127,5-131 is geen maatgevend dwarsprofiel gekozen. Het ontwerp voor dit traject is, net als de ontwerpen voor de overige trajecten, beschreven in hoofdstuk 4. Tabel 2.1 Indeling dijktrajecten met maatgevende dwarsprofielen Traject Deeltraject Dijkpaal (DP) Maatgevend Putterzeedijk Arkemheense zeedijk dwarsprofiel 1A 30,2-32,3 DWP 40 1B DWP 40 2A DWP 58 2B 76-80,5 DWP 78 2C 88,7-99 DWP 95 Oostdijk DWP DWP 110 Keringen in Bunschoten- 4A ,5 DWP 117 Spakenburg 4B t/m 4D 118,5-125,5 n.v.t. * 1 Westdijk 5 127, DWP DWP 142 Eemdijk 6A DWP n.v.t.* ,5 DWP 165 6B 162,5-169 DWP ,5 n.v.t.* 2 6C 171,5-179 DWP DWP 183 Pagina 11 van 36

12 Gebiedsbeschrijving en alternatieven Traject Deeltraject Dijkpaal (DP) Maatgevend dwarsprofiel Eemdijk 6D ,5 DWP DWP 205,5 Eemlandse dijk 6D/7A 212,5-223 DWP 218,5 7C ,5 DWP 231 Slaagsedijk DWP 249, DWP 262,5 Grebbeliniedijk 9A 268,5-276,5 DWP 274,5 276,5-280,5 DWP 277, DWP DWP 293 9B DWP ,5-318 n.v.t. * 1 Hoge gronden Amersfoort 318-Koppelpoort n.v.t. * 1 * 1 Damwand/Muurconstructies, niet behandeld in deze rapportage. * 2 Geen verbeteringsmaatregelen benodigd. 2.2 Basisgegevens Op de tekeningen bij het MER Veiligheid Zuidelijke Randmeren zijn de oplossingen uitgewerkt in dwarsprofielen (voor alle alternatieven) en situatietekeningen (alleen grondoplossing, of alleen constructieve oplossing). Daarbij heeft een eerste berekening voor de stabiliteit plaatsgevonden, waarbij een schematiseringsfactor, volgens het Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies (juni 2001) en het addendum op dit TRWG (juli 2007), aangehouden is van 1,1. De uitgangspunten die toen zijn aangehouden zijn gerapporteerd in Ontwerp uitgangspunten MER VZR fase 2 (mei 2009). De statistische bewerking van de resultaten van het laboratoriumonderzoek waren toen al bekend en die sterkteparameters zijn toegepast. Deze mogelijke oplossingen zijn besproken in advies- en projectgroep en met betrokkenen en in het MER zijn de effecten op de aanwezige waarden en de milieueffecten bepaald. Het in het MER afgeleide voorkeursalternatief (VKA) is daarna uitgewerkt in het ontwerp projectplan zoals weergegeven in bijlage 1. Daarbij is de schematiseringfactor bepaald conform het Stappenplan Schematiseringsfactor (RWS-Waterdienst, maart 2010), zoals dat eind april 2010 in een korte cursus aan de potentiële gebruikers is toegelicht. Daarna zijn situatie- en dwarsprofieltekeningen opgesteld van alleen dit voorkeursalternatief voor het ontwerp projectplan van de dijkverbetering. 2.3 Detailleringen en aandachtspunten Na de laatste besprekingen van het ontwerp projectplan met project- en adviesgroep en met andere betrokkenen wordt het voorkeursalternatief nader gedetailleerd, waarbij vooral aandacht is voor de detaillering nabij woningen, waar soms tot in de tuinen werkzaamheden moeten worden uitgevoerd. Omdat langs de Randmeren werkzaamheden moeten worden uitgevoerd nabij Natura 2000 gebieden, is daar een passende beoordeling uitgevoerd. Daarvoor zijn ook de wijze van uitvoering en de tijdstippen waarop dit mogelijk is in het ontwerp projectplan nader uitgewerkt. Het is mogelijk dat in de besteksfase nog (geringe) wijzigingen in de werkwijze of de uitvoeringsplanning optreden. In de bebouwde kom van Spakenburg is in een KKBA (kentallen kosten-batenanalyse) recent de keuze gemaakt om het tracé door de kom en om de oude haven te volgen. Hoe de waterkering zelf wordt uitgewerkt en waar exact de locatie van die kering ten opzichte van het wegdek komt, is nog onderwerp van studie. In dit voorkeursalternatief is uitgegaan van een vaste muurconstructie, die langs de Kerkemaat met een opklapbare niet-permanente constructie wordt afgewerkt. Pagina 12 van 36

13 Gebiedsbeschrijving en alternatieven Voor de aansluiting op de hoge gronden in Amersfoort is recent in een KKBA een keuze gemaakt voor een tracé vanaf de stuw Balladelaan om de wijkgedeelten Jeruzalem en Jericho heen tot de aansluiting bij de stuw nabij de Koppelpoort. Daarbij is uitgegaan van een vaste muurconstructie en soms een grondconstructie, die alleen daar wordt aangebracht waar het tracé niet aan de toetshoogte voldoet (HR ,3m). Het oorspronkelijke tracé langs het Valleikanaal tot aan de spoorbrug bij dp 329 wordt daarbij niet meer uitgevoerd. In deze geotechnische verantwoording is aan de muurconstructies e.d. geen nadere aandacht geschonken. Er wordt van uitgegaan dat in een volgende fase bij het bestek dit nader wordt gedetailleerd, waarbij ook de leveranciers van niet permanente systemen constructieve berekeningen moeten toeleveren. Pagina 13 van 36

14 3 Uitgangspunten en randvoorwaarden 3.1 Inleiding De ontwerpuitgangspunten en resulterende hydraulische randvoorwaarden zijn uitgebreid beschreven in het rapport Ontwerpuitgangspunten MER VZR fase 2 [13]. In dit hoofdstuk zijn de uitgangspunten en randvoorwaarden die van belang zijn voor het geotechnisch ontwerp van de dijken samengevat. 3.2 Planperiode Voor het ontwerp van de dijken is een planperiode van 50 jaar vastgelegd in [13]. Ten aanzien van de ruimtereservering is een periode van 100 jaar vastgesteld (tot 2110) [13]. 3.3 Hydraulische randvoorwaarden De maatgevende binnen- en buitenwaartse hydraulische belastingen voor de Zuidelijke randmeerdijken worden in deze paragraaf nader toegelicht. Een uitgebreide onderbouwing van de maatgevende ontwerpwaterstanden en het maatgevend hydraulisch belastingniveau is weergegeven in bijlage Maatgevende ontwerpwaterstanden De maatgevende ontwerpwaterstanden zijn weergegeven in tabel 3.1. Deze ontwerpwaterstanden zijn overgenomen uit [13]. De dijkpaalnummering correspondeert met de aangehouden dwarsprofielnummering in deze rapportage. De aangehouden stormduur in [13] is conform het HR2006 [1] gesteld op 22 uur. Conform het Addendum op Leidraad Zee- en Meerdijken [6] is hierbij een robuustheidtoeslag van 0,20 m toegepast en wordt rekening gehouden met een meerpeilstijging in Markermeer en Randmeren en daarmee ook in de Eem tot de snelweg A1 van 0,04 m in de komende vijftig jaar. Stroomopwaarts van de A1 is de invloed van de randmeren op de waterstand in de Eem minder bepalend en wordt geen meerpeilstijging meegenomen (zie bijlage 6). Tabel 3.1 Maatgevende ontwerpwaterstanden Dijkpaal Omschrijving plek Toetspeil HR 2006 [m+nap] Robuustheidstoeslag en meerpeilstijging [m] Ontwerppeil 2060 [m+nap] 4,8 Nijkerkersluis 1,6 0,24 1,84 7,3 Wielse sluis 1,6 0,24 1,84 9,1 Nekkeveld 1,5 0,24 1,74 10,7 Oostdijk 1,5 0,24 1,74 12,1 Spakenburg 1,4 0,24 1,64 14,8 Eemmond/Oude Pol 1,2 0,24 1,44 15,8 Raboes 1,2 0,24 1,44 16,9 Bekaaide Maat 1,2 0,24 1,44 17,6 Eemdijk 1,2 0,24 1,44 18,5 Gemaal Eemnes 1,0 0,24 1,24 19,4 Zomerdijk 1,0 0,24 1,24 20,6 Bruggemaat 1,0 0,24 1,24 21,4 Eembrugge 1,1 0,24 1,34 22,5 Snelweg A1 1,1 0,24 1,34 23,3 Eemdal 1,1 0,20 1,30 Pagina 14 van 36

15 Uitgangspunten en randvoorwaarden Dijkpaal Omschrijving plek Toetspeil HR 2006 [m+nap] Robuustheidstoeslag en meerpeilstijging [m] Ontwerppeil 2060 [m+nap] 24,4 Zeldert 1,1 0,20 1,30 25,4 Grote Melm 1,2 0,20 1,40 26,0 Krachtwijk 1,2 0,20 1,40 27,4 Kleine Melm 1,3 0,20 1,50 28,1 Malesluis 1,3 0,20 1,50 29,4 Coelhorst 1,4 0,20 1,60 30,2 Bunschoterstraat 1,5 0,20 1,70 31,5 Industrieweg 1,7 0,20 1,90 Voor het gedeelte Putterzeedijk (categorie c-kering van Dp 0-4,8) wordt een toetspeil uit de HRc2006 [2] van NAP +0,70 m aangehouden. De ontwerpwaterstand komt voor dit dijkvak daarmee op NAP +0,94 m. Voor het gedeelte in Amersfoort stroomopwaarts van de Industrieweg zijn de te verwachte waterstanden niet in de HR2006 [1] opgenomen. Deze standen zijn in het kader van de hoge gronden problematiek berekend met het model Sobek (Hoge gronden Amersfoort, februari 2009 [25]). Deze standen zijn exclusief robuustheidtoeslagen berekend op NAP +1,75 m bij de stuw Baladelaan en NAP +1,80 m bij de spoorbrug langs het Valleikanaal. De ontwerppeilen worden dan respectievelijk NAP +1,95 m en NAP +2,00 m Golfbelasting en maatgevend hydraulisch belastingsniveau De benodigde kruinhoogten zijn voor de Randmeren berekend met PC-Overslag en Hydra-M. Hierin is uitgegaan van de illustratiepunten zoals bepaald in het voortraject (zie notities [26], [28], [29], [30]). daarbij is over het algemeen uit gegaan van een maximaal golfoverslagdebiet van 1,0 l/s/m. Alleen in Eemdijk (dp 151 t/m/ dp 180) is uitgegaan van een golfoverslag van 0,1 l/s/m. In de bebouwde kom van Eemdijk staat veel bebouwing tot op het binnentalud en tegen de kruin. Binnentalud en kruin zijn daarbij in gebruik als tuin door de aanwonenden, waarbij door die aanwonende een gazonbeheer wordt toegepast. Tussen de tuinen staan diverse hekwerken tot over de kruin, zodat een eenvoudige toegang van de waterkering over de kruin niet mogelijk is. Bovendien staan in de tuinen inrichtingselementen die het ontstaan van een goede erosiebestendige grasmat plaatselijk ernstig bemoeilijken. Gezien de verminderde erosiebestendigheid van kruin en binnentalud is een lagere golfoverslag van 0,1 l/s/m toegepast. In tabel 3.2 is de bepaling van de ontwerpkruinhoogte samengevat. De uitgebreide onderbouwing van de ontwerpkruinhoogten is weergegeven in bijlage 6. Voor de bepaling van de ontwerpkruinhoogte is voor het traject langs de Zuidelijke randmeren en de Eem tot de A1 (tot Dp 226) een toeslag voor buistoten van 0,1 m toegepast, conform de Leidraad Zee- en Meerdijken [5]. De golfhoogtetoeslag in verband met zwaardere windsnelheden in de toekomst (10% toeslag in golfperiode en hoogte conform het Addendum Leidraad Zee- en Meerdijken) is meegenomen in de berekeningen ter bepaling van de benodigde kruinhoogte. Beide toeslagen bovenop de waakhoogte zijn voor de Eem toegepast tot de snelweg A1(tot Dp 226) en niet stroomopwaarts daarvan, omdat daar de invloed van de waterstanden op de Randmeren en de windinvloed, door schuine -en veelal evenwijdige- inval van de wind op de dijk, veel beperkter doorwerken. In de gedeelten stroomopwaarts van de A1 (vanaf Dp 226) blijkt dat overal de minimale waakhoogte van 0,5 m kan worden toegepast en dat daarin nog zoveel reserve aanwezig is, dat ook daar een minimale golfoverslag zal optreden onder maatgevende omstandigheden. Voor het gedeelte Putterzeedijk achter de Nijkerkersluis (Dp 0 4,8) is geen Hydra-M en PCoverslag berekening gemaakt. Gezien de ligging en status van deze dijk (categorie c-kering) is hier uitgegaan van een minimale waakhoogte van 0,5 m. Pagina 15 van 36

16 Uitgangspunten en randvoorwaarden Voor het gedeelte Eemdijk tussen Dp 152 en 169 dat achter de Bekaaide Maatpolder ligt is rekening gehouden met de aanwezige kade om die polder. Deze kade zal de golven vanaf de randmeren breken. Met de methode Brettschneider zijn er daarbij berekeningen gemaakt vanaf deze kade in de geïnundeerde polder naar de golfhoogten die hier onder de maatgevende omstandigheden nog kunnen ontstaan tot het tracé van de dijk. Daarmee wordt de benodigde kruinhoogte langs de primaire waterkering beperkt ten opzichte van het helemaal door laten lopen van de golven vanaf de randmeren. Tabel 3.2 Dijkpaal (dwarspofiel dijk) Kruinhoogte van dijken langs de zuidelijke randmeren en de Eem Omschrijving [m tot NAP] Waakhoogte [m] Buistoot [m] Ontwerpwaterstand Ontwerpkruinhoogte, incl. golfhoogte toeslag [m tot NAP] 0-4,8 Putterzeedijk 0,94 0,50 0,10 1,54 4,8 Nijkerkersluis 1,84 0,80 0,10 2,74 7,3 Wielse sluis 1,84 0,71 0,10 2,65 9,1 Nekkeveld 1,74 1,15 0,10 2,99 10,7 Oostdijk 1,74** 0,89 0,10 2,73 12,1 Spakenburg 1,64** 0,50* 0,10 2,24 13,2 Westdijk 1,64 0,83 0,10 2,57 14,8 Eemmond/Oude Pol 1,44 1,68 0,10 3,22 15,8 (155) Raboes 1,44 1,32 0,10 2,86 16,9 (165) Bekaaide Maat 1,44 0,82 0,10 2,37 17,6 (174) Eemdijk 1,44 0,50 0,10 2,04 18,5 (183) Gemaal Eemnes 1,24 0,50 0,10 1,84 19,4 (194) Zomerdijk 1,24 0,50 0,10 1,84 20,6 (205) Bruggemaat 1,24 0,75 0,10 2,09 21,4 (218) Eembrugge 1,34 0,72 0,10 2,16 22,5 (226) Snelweg A1 1,30 0,50 n.v.t. 1,80 23,3 (238) Eemdal 1,30 0,50 n.v.t. 1,80 24,4 (247) Zeldert 1,30 0,50 n.v.t. 1,80 25,4 (256) Grote Melm 1,40 0,50 n.v.t. 1,90 26,0 (266) Krachtwijk 1,40 0,50 n.v.t. 1,90 27,4 Kleine Melm 1,50 0,50 n.v.t. 2,00 28,1 (280) Malesluis 1,50 0,50 n.v.t. 2,00 29,4 (290) Coelhorst 1,60 0,50 n.v.t. 2,10 30,2 (301) Bunschoterstraat 1,70 0,50 n.v.t. 2,20 31,5 Industrieweg 1,90 0,50 n.v.t. 2,40 31,8 Stuw Balladelaan 1,95 0,50 n.v.t. 2,45 32,9 Spoorbrug 2,00 0,50 n.v.t. 2,50 * Na een herberekening met het aanwezige voorland bleek de minimale waakhoogte van 0,5 m in de bebouwde kom van Spakenburg voldoende groot te zijn. ** Bij toepassing van een verticale constructie wordt de ontwerpwaterstand hoger (NAP + 1,91m), omdat een 100 jaar ontwerphorizon moet worden toegepast en een grotere meerpeilstijging optreedt (0,21m) Polderpeilen De aangehouden polderpeilen zijn opgenomen in de ontwerp uitgangspunten [13] en samengevat in tabel 3.3. Tabel 3.3 Dijkvak km 0,000 0,500-0,25 0,500 0,550-0,25 Polderpeilen Gehanteerd polderpeil [m tot N.A.P] Pagina 16 van 36

17 Uitgangspunten en randvoorwaarden Dijkvak km Gehanteerd polderpeil [m tot N.A.P] 0,550 1,300-0,70 1,300 3,100-0,40 3,100 5,300-0,70 5,400 6,050-0,65 6,050 9,900-0,55 9,920 11,200-1,40 11,200 12,800-1,40 12,800 21,380-1,35 21,380 24,450-1,40 24,450 25,100-1,25 25,100 26,750-0,70 26,750 27,250-0,90 27,250 27,900-0,60 27,900 32,900-0,65² De aangehouden stormduur is conform het HR2006 [1] gesteld op 22 uur. In die tijd kan het meerdoorlatende zand voor wat betreft de stijghoogte snel reageren (zie paragraaf 3.4.2), maar zal de veel minder doorlatende deklaag niet zo snel kunnen reageren. Ook de polderpeilen zullen slechts beperkt oplopen, omdat maar een korte tijd een verminderd bemalingsdebiet optreed. Om deze redenen is onder - voor de waterkering maatgevende - omstandigheden binnendijks uitgegaan van ongewijzigde polderpeilen. 3.4 Geohydrologische schematisering Freatische lijn Voor het ontwerp is aangenomen dat de freatische lijn aan de buitenzijde wordt bepaald door het maatgevend hoogwater (tabel 3.1) en in het achterland gelijk is aan het polderpeil (tabel 3.3). Voor de freatische waterstand in de kruin is een lineair verloop aangenomen tussen MHW aan de buitenzijde van de dijk en het polderpeil ter plaatse van de binnenteen. Dit lineair verloop is toegepast omdat de dijklichamen over het algemeen zeer homogeen en uit één grondsoort zijn opgebouwd. Voor de buitenwaartse dijkverbeteringen is gerekend met peil na val, waarbij het peil aan de buitenzijde van de dijk is verlaagd tot het winterpeil (NAP -0,4 m). Dit is toegepast omdat de waterstanden wind gedomineerd zijn en de Randmeren en de Eem bekend staan om de zeer snelle reactiesnelheid in de optredende waterhoogte ( 0,20 m/uur stijging/daling volgens het waterschap mogelijk) Stijghoogten Het peil in de randmeren is dusdanig constant dat in een korte meetperiode uit stijghoogtemetingen geen representatieve en betrouwbare relatie kan worden gevonden tussen de buitenwaterstand en de stijghoogte in het Pleistocene zandpakket bij variërende waterstanden. Derhalve zijn geen stijghoogtemetingen met peilbuizen uitgevoerd en is, conform het Basisrapport van de Leidraad Zee- en Meerdijken, conservatief gerekend met een stationaire grondwaterstroming. Niet overal zijn voldoende gegevens bekend over de deklagen in voor- en achterland (c-waarden, verspreiding laag, dikten over grotere oppervlaktes, aanwezige onderbrekende sloten), om gedetailleerde berekeningen te maken voor de optredende stijghoogten onder maatgevende omstandigheden aan de binnenteen. De in tabel 3.3 genoemde polderpeilen treden op onder normale omstandigheden. Onder maatgevende omstandigheden op de Randmeren worden de stijghoogten in de zandondergrond ook hoger. Een gemiddelde storm duurt circa 1 dag, waarin de waterstand geleidelijk oploopt en weer zakt. Het hoogwater staat dus circa 0,5 dag tegen de dijk. Omdat de tijd dat het hoogwater tegen de dijk staat beperkt is, wordt aangenomen dat de verhoging van de stijghoogte beperkt blijft. Daarbij speelt de ervaring langs de grote rivieren een rol, waar bekend is dat na 0,5 tot 1 dag Pagina 17 van 36

18 Uitgangspunten en randvoorwaarden kwel aan het oppervlak komt en waar het watervoerende Pleistocene zand snel op de stijgende rivierstanden reageert. In de Randmeren ligt een vaargeul en langs de Eem zijn er buitenwaarts beperkte uiterwaarden. Daarom is hier een vergelijkbare berekeningswijze voor de stijghoogte gehanteerd als langs de grote rivieren. Op de wijze zoals beschreven in de LOR1 zijn enige analytische berekeningen gemaakt bij een zatebreedte van 30 m en een kd-waarde van 250 m 2 /dag voor de zandondergrond (Grondwaterkaart). Noordelijk van de A1 is een c-waarde van 500 etm. aangehouden en zuidelijk van de A1 van 50 etm., passend bij de verschillende gemiddelde deklaagdikten. Langs de Eem is geen voorland meegenomen, omdat vaak van een schaardijk sprake is. Langs de Randmeren is plaatselijk gemiddeld 50 m voorland meegenomen, maar is ook vaak geen voorland aanwezig. Langs de Eem kan zo worden berekend dat 0,79H in de binnenteen optreedt als stijghoogte, met voorland langs de Randmeren 0,78H en zonder voorland zelfs 0,92H. Gemiddeld wordt een waarde van 0,80H gevonden. Voor het diepe zand is in het achterland derhalve 80% van de kerende hoogte H meegenomen in de stijghoogte. Dit is een conservatieve maar veilige aanname bij de hier aanwezige geometrie van dijk en aanliggende gronden, omdat deze verhoging een verkleining van de korrelspanningen achter de dijk betekent. De berekende veiligheid voor de stabiliteit wordt zo kleiner en dus veiliger berekend, c.q. niet overschat. Voor de berekening bij peil na val van het buitenwater is in de dijk en de hele deklaag en daaronder, de freatische lijn als stijghoogte aangehouden (hydrostatische drukverdeling). 3.5 Terrein- en laboratoriumonderzoek In de kruin en in het achterland is in het verleden (2002) al een onderzoek met boringen en sonderingen uitgevoerd. Als aanvulling daarop heeft in 2008 aanvullend grondonderzoek plaatsgevonden. Zowel het oude als het nieuwe onderzoek is verwerkt in de lengteprofielen bodemopbouw (bijlage 2). Het oude onderzoek is in een grijstint weergegeven, het nieuwe onderzoek in zwart. Beide onderzoeken zijn gebruikt om tot een bodemschematisering te komen. Het nieuwe grondonderzoek is alleen langs de afgekeurde deeltrajecten uitgevoerd en bestaat alleen uit boringen, waarbij ongeroerde monsters zijn gestoken voor het bepalen van de sterkteparameters en de zettingsparameters in het laboratorium. Op plaatsen waar pipinggevaar bestaat, zijn van de zandondergrond geroerde monsters genomen om zeefkrommes te kunnen bepalen in het laboratorium Grondonderzoek In tabel 3.4 is een overzicht weergegeven van het grondonderzoek dat in 2008 is uitgevoerd in het kader van het de dijkverbetering van de Zuidelijke randmeerdijken. In Spakenburg is geen extra onderzoek uitgevoerd, omdat het gedeelte van de bebouwde kom waar de kering loopt maar beperkt te laag ligt en overal het direct nabije achterland even hoog als de bestaande dijk ligt. Problemen met stabiliteit en dergelijke worden hier niet verwacht. Langs de Westdijk is gebruikgemaakt van het aanwezige grondonderzoek dat (soms door derden) is uitgevoerd voor bouwplannen van de gemeente. Als aanvulling zijn daarnaast nog 11 boringen langs de Westdijk uitgevoerd. Langs de Eemdijk is ook gebruikgemaakt van grondonderzoek dat (soms door derden) is uitgevoerd voor bouwplannen van de gemeente en oudere onderzoeken voor kunstwerken in de dijk. Als aanvulling zijn daarnaast nog 41 boringen langs de Eemdijk uitgevoerd. Langs het traject van de Slaagse dijk zijn relatief veel boringen uitgevoerd, omdat de dijk op dit traject door de dunne deklaag gevoelig is voor piping. Tabel 3.4 Overzicht nieuw uitgevoerde grondonderzoek Voorland Kruin Achterland Totaal Putterzeedijk 5 5 Arkemheense zeedijk Oostdijk Pagina 18 van 36

19 Uitgangspunten en randvoorwaarden Voorland Kruin Achterland Totaal Spakenburg 0 Westdijk Eemdijk Eemlandse dijk Slaagse dijk Grebbelinie dijk Totaal Laboratoriumonderzoek In het laboratorium zijn voor 74 monsters de volumegewichten en watergehaltes bepaald. Tevens werden 30 zeefkrommen van het zand onder de deklaag bepaald, om de noodzakelijke kwelweglengtes nauwkeurig en per deeltraject te kunnen berekenen. Daarnaast zijn 82 triaxiaalproeven (CU) uitgevoerd om de sterkteparameters van de grond in en onder de dijk en in voor- en achterland te kunnen berekenen. Om een nauwkeurige berekening van de te verwachte zettingen mogelijk te maken werden er 25 samendrukkingsproeven uitgevoerd, inclusief bepaling van de consolidatie coëfficiënt. Alle laboratoriumanalyses zijn bijgevoegd in bijlage Grondeigenschappen Grondopbouw In bijlage 2 is het geotechnisch lengteprofiel opgenomen voor het gehele te verbeteren traject. Uit het grondonderzoek blijkt dat langs de randmeren en langs de Eem ongeveer noordelijk van de A1 een deklaag met klei- en veenlagen wordt aangetroffen van veelal enkele meters dik. Richting Putten wordt deze deklaag steeds dunner en in het laatste deel, oostelijk van Dp 15, wordt geen cohesieve deklaag meer gevonden. Uit de vroeger uitgevoerde sonderingen blijkt dat rond NAP -10 m de Eemformatie in het hele gebied in de ondergrond aanwezig is, in de richting van Amersfoort bevinden zich veel zandinsluitingen in deze formatie. Langs de randmeren zijn de dijken meestal kleiig opgebouwd op een -plaatselijk dunneveenlaag. Aan het eind van de Arkemheense zeedijk (nabij Dp 99) ligt de zandondergrond wel zo hoog dat de onderste delen van de dijk uit zand zullen bestaan. De Oostdijk (Dp 99 t/m 116) bestaat helemaal uit klei op een dikkere veenlaag gelegen. Richting Spakenburg wordt de deklaag steeds dikker en die bedraagt aan weerszijden van de bebouwde kom circa 5m, waarbij het grootste deel uit veen bestaat. Ook onder de dijk wordt een redelijk dik veenpakket (dat natuurlijk wel gezet is in de loop van de eeuwen) aangetroffen. Net westelijk van Spakenburg is in de dijk veel puin gevonden bij Dp 132,5. Langs de Eem (vanaf Dp 148) zet zich de dikke deklaag voort, ook in het noordelijk deel met veel veen. In Eemdijk tussen Dp 160 en 170 is de veenlaag weggeslagen, terwijl bij Dp 175 onder de dijk circa 10 m klei ligt. De aanwezige waaien in het achterland en het kronkelige verloop van de dijk wijzen op vroegere dijkdoorbraken. De dikke deklaag is tot ongeveer de rijksweg A1 (circa Dp 228) aanwezig met soms met een zandinsluiting of een opduiking van de zandondergrond. Rond de rijksweg A1 wordt de deklaag dunner en stroomopwaarts ervan ligt onder de dijk minder veen en is de deklaag in het achterland enkele meters dik. Vanaf Dp 155 wordt ook de dijk soms zandiger (bijvoorbeeld Dp , Dp en vanaf Dp 281) en is plaatselijk nagenoeg geen deklaag aanwezig in het achterland (bijvoorbeeld Dp ) Volumegewichten en sterkteparameters In tabel 3.5 tot en met tabel 3.7 zijn de karakteristieke waarden van de parameters van de waterkeringen langs de Zuidelijke randmeren en de Eem weergegeven (5% overschrijdingskans). Tevens zijn de rekenwaarden afgeleid, waarbij de materiaalfactoren zijn aangehouden volgens het TRWG [8] en addendum TRWG [9]. Op basis van de laboratoriumresultaten is een statisch significante waarde bepaald. De cohesie c en de hoek van interne wrijving φ zijn bepaald bij 2% axiale rek met de methode zoals beschreven in bijlage 1 van de TRWG [8]. De statistische analyse is weergegeven in bijlage 3. Voor de grondsoorten waarop onvoldoende laboratoriumonderzoek is verricht zijn de grondparameters conform de NEN6740 [11] aangehouden. Pagina 19 van 36

20 Uitgangspunten en randvoorwaarden De resultaten zijn weergegeven in 3 tabellen: voor de boringen A+B (buitenteen en voorland), voor de boringen C (kruin) en voor de boringen D+E (binnenteen en achterland) (zie figuur 3.1). De analyse is weergegeven in bijlage 3. In tabel 3.8 zijn de eigenschappen van de ophoogmaterialen (nieuw aan te brengen materiaal) weergegeven. Rivier Voorland Kruin Achterland ENKELE TIENTALLEN METERS C ENKELE TIENTALLEN METERS A B D E Figuur 3.1 Indeling boringen (bron: Ontwerpuitgangspunten MER VZR fase 2 [13]) Tabel 3.5 Karakteristieke en rekenwaarden boringen A+B (voorland) Grondsoort γ d / γ n c kar φ kar Bepaald γ m;c γ m;φ c d φ d volgens [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] [ ] [-] [-] [kn/m 2 ] [ ] Veen slap 10,6/10,6 1,3 14,2 Lab 1,50 1,25 0,9 11,5 Veen matig slap 11,0/11,0 2,5 15,0 NEN 1,50 1,20 1,7 12,5 Klei humeus 13,5/13,5 1,6 18,2 Lab 1,25 1,20 1,2 15,3 Klei siltig 15,5/15,5 2,4 18,0 Lab 1,25 1,20 1,9 15,0 Klei zandig 17,0/17,0 5,0 22,5 NEN 1,50 1,20 3,3 19,0 Zand 18,0/20,0 0,0 27,0 NEN - 1,20 0,0 23,0 Basisveen 12,0/12,0 2,5 15,0 NEN 1,50 1,20 1,7 12,6 Pleistoceen zand 18,0/20,0 0,0 30,0 NEN - 1,20 0,0 25,7 Tabel 3.6 Karakteristieke en rekenwaarden boringen C (dijkkruin) Grondsoort γ d / γ n c kar φ kar Bepaald γ m;c γ m;φ c d φ d volgens [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] [ ] [-] [-] [kn/m 2 ] [ ] Veen slap 10,5/10,5 7,3 12,4 Lab 1,50 1,25 4,9 10,0 Veen matig slap 12,1/12,1 2,5 15,0 Lab/NEN 1,50 1,25 1,7 12,1 Klei humeus 13,8/13,8 3,0 16,0 Lab 1,25 1,20 2,4 13,4 Klei siltig 16,8/16,8 3,9 23,4 Lab 1,25 1,20 3,1 19,8 Klei zandig 17,5/17,5 5,0 22,5 Lab/NEN 1,50 1,20 3,3 19,0 Zand 18,0/20,0 0,0 27,0 NEN - 1,20 0,0 23,0 Basisveen 12,0/12,0 2,5 15,0 NEN 1,50 1,20 1,7 12,6 Pleistoceen zand 18,0/20,0 0,0 30,0 NEN - 1,20 0,0 25,7 Tabel 3.7 Karakteristieke en rekenwaarden boringen D+E (achterland) Grondsoort γ d / γ n c kar φ kar Bepaald γ m;c γ m;φ c d φ d volgens [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] [ ] [-] [-] [kn/m 2 ] [ ] Veen slap 10,0/10,0 1,2 12,5 Lab 1,50 1,25 0,8 10,1 Veen matig slap 12,3/12,3 2,5 15,0 Lab/NEN 1,50 1,25 1,7 12,1 Klei humeus 12,5/12,5 0,8 14,6 Lab 1,25 1,20 0,7 12,2 Klei siltig 15,4/15,4 2,2 24,1 Lab 1,25 1,20 1,8 20,4 Klei zandig 17,2/17,2 2,6 22,8 Lab 1,25 1,20 2,1 19,3 Pagina 20 van 36

21 Uitgangspunten en randvoorwaarden Grondsoort γ d / γ n c kar φ kar Bepaald γ m;c γ m;φ c d φ d volgens [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] [ ] [-] [-] [kn/m 2 ] [ ] Zand 18,0/20,0 0,0 27,0 NEN - 1,20 0,0 23,0 Basisveen 12,0/12,0 2,5 15,0 NEN 1,50 1,20 1,7 12,6 Pleistoceen zand 18,0/20,0 0,0 30,0 NEN - 1,20 0,0 25,7 Tabel 3.8 Karakteristieke en rekenwaarden ophoogmateriaal (nieuw materiaal) Grondsoort γ d / γ n c kar φ kar Bepaald volgens γ m;c γ m;φ c d φ d [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] [ ] [-] [-] [kn/m 2 ] [ ] Ophoogklei 17,0/17,0 3,0 22,5 NEN 1,50 1,20 2,0 19,0 Stortsteen 17,0/19,0 0,0 32,5 NEN - 1,20 0,0 28,0 Bij alle bovenstaande tabellen geldt: γ d aardvochtig volumiek gewicht; γ n volledig verzadigd volumiek gewicht; c kar karakteristieke waarde van de effectieve cohesie; φ kar karakteristieke waarde van de effectieve hoek van inwendige wrijving; c d rekenwaarde van de effectieve cohesie; φ d rekenwaarde van effectieve hoek van inwendige wrijving; γ m;c materiaalfactor voor de effectieve cohesie, conform TRWG of NEN; materiaalfactor voor de effectieve hoek van inwendige wrijving, conform TRWG of NEN. γ m;φ Samendrukkingsparameters In tabel 3.9 tot en met tabel 3.11 zijn de samendrukkingsparameters weergegeven. De samendrukkingsparameters zijn afgeleid uit de laboratoriumresultaten van de samendrukkingsproeven en samengevat in het uitgangspuntenrapport [13], waarden in onderstaande tabellen zijn daaruit overgenomen. De resultaten van de samendrukkingsproeven zijn in bijlage 3 opgenomen. Tabel 3.9 Samendrukkingsparameters boringen A+B (voorland) Grondsoort C p C p C s C s Bepaald volgens: [-] [-] [-] [-] Veen, slap NEN Veen, matig slap NEN Klei siltig/humeus 76 13,1 347,2 57,7 LAB Klei zandig (>17) NEN Zand 600 NEN Basisveen NEN Pleistoceen zand 1000 NEN Tabel 3.10 Samendrukkingsparameters boringen C (dijkkruin) Grondsoort C p C p C s C s Bepaald volgens: [-] [-] [-] [-] Veen, slap 87 12, ,7 LAB Veen, matig slap NEN Klei siltig/humeus 105, ,7 163,4 LAB Klei zandig (>17) NEN Zand 600 NEN Basisveen NEN Pleistoceen zand 1000 NEN Pagina 21 van 36

22 Uitgangspunten en randvoorwaarden Tabel 3.11 Samendrukkingsparameters boringen D+E (achterland) Grondsoort C p C p C s C s Bepaald volgens: [-] [-] [-] [-] Veen > 300 (slap) NEN Veen < 300 (matig NEN slap) Klei siltig/humeus NEN Klei zandig (>17) NEN Zand 600 NEN Basisveen NEN Pleistoceen zand 1000 NEN Bij alle bovenstaande tabellen geldt: C p Primaire zettingscoëfficient, onder de grensspanning C p Primaire zettingscoëfficient, boven de grensspanning C s Secundaire zettingscoëfficient, onder de grensspanning C s Secundaire zettingscoëfficient, boven de grensspanning Ter bepaling van de overconsolidatie ratio (OCR) en de POP ten behoeve van de zettingsparameters zijn de samendrukkingsproeven geanalyseerd. Deze analyse is weergegeven in bijlage 3. De OCR en POP zijn gemiddeld over alle beschikbare proeven. Hieruit is een OCR = 1,3 of een POP = 4,2 bepaald. Deze waarden zijn ook in de zettingsberekeningen toegepast Korrelgroottes en creep-factor Ten behoeve van de controle op piping zijn voor de deeltrajecten waar piping een rol speelt zandmonsters geanalyseerd. De resultaten van dit onderzoek zijn weergegeven in bijlage 3. Conform de methode beschreven in het Technisch Rapport Zandmeevoerende Wellen (TRZW) [9] is vervolgens de creep-factor (C creep ) bepaald voor de berekening van de benodigde kwelweglengte volgens de methode Bligh. De relatie tussen de mediane korrelgrootte, D 50, en C creep is weergegeven in tabel Tussen de waarden in de tabel is op een logaritmische schaal lineair geïnterpoleerd. Tabel 3.12 Creep-factoren voor de methode van Bligh D 50 * 1 [µm] Omschrijving grondsoort 130 Zeer fijn zand Matig fijn tot matig grof zand Uiterst grof zand 12 C creep (Bligh) * 1 Klassemiddens op basis van indeling mediane korreldiameter in de TRZW [9]. 3.7 Veiligheidsfilosofie van de waterkering De minimaal benodigde stabiliteitsfactor wordt bepaald door het product van partiële factoren, te weten: Schematiseringsfactor; Modelfactor; Materiaalfactor; Schadefactor. Het bepalen van de schematiseringsfactor is hierbij van groot belang, deze is bepaald door de aanwezige deklaagdikte en de ligging van de freatische lijn te variëren. De bepaling van de schematiseringsfactor is voor de Zuidelijke randmeerdijken opgenomen in bijlage 4. Uit de berekeningen die hierbij zijn uitgevoerd blijkt dat de berekende schematiseringsfactor varieert tussen γ b =1,14 en γ b =1,17, met een gemiddelde van γ b =1,16. De bepaalde schematise- Pagina 22 van 36

23 Uitgangspunten en randvoorwaarden ringsfactoren zijn berekend voor het dijkgedeelte langs de randmeren en zijn daar redelijk uniform. De bodemopbouw en de variaties daarin zijn langs de randmeren (Dp0 Dp250) vergelijkbaar met die langs de Eem. Stroomopwaarts van de A1 (circa vanaf Dp 250) zou met minder variatie kunnen worden gerekend. Hoewel voor de strekkingen stroomopwaarts van de A1 wellicht wat conservatief, wordt toch geadviseerd om in het definitieve ontwerp voor de zuidelijke randmeerdijken en de Eemdijken voor alle strekkingen uit te gaan van een geoptimaliseerde schematiseringsfactor van 1,17. Bij toepassing van de methode Bishop wordt in het Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies [8] een modelfactor van γ d = 1,0 voorgeschreven. De materiaalfactoren zijn verwerkt in de rekenwaarden van de grondeigenschappen voor de betreffende grondsoorten (zie 3.6.2). De schadefactoren zijn aangehouden zoals voorgeschreven voor een vergelijkbare overschrijdingsfrequentie in het bovenrivierengebied. In tabel 3.13 is een overzicht gegeven van alle partiële factoren en de berekende minimaal benodigde stabiliteitsfactor (F min ). Tabel 3.13 Partiële factoren op de veiligheid Soort factor Omschrijving Factor STBI γ b Schematiseringsfactor 1,17 1,17 γ d Modelfactor (Bishop = 1,00) 1,00 1,00 γ m Materiaalfactor - - γ n Schadefactor 1,08 1,00 F min Minimaal benodige stabiliteitsfactor (product van partiële facoren) STBU 1,27 1, Overige uitgangspunten NAP-daling Voor de bepaling van de kruinhoogte dient ook rekening gehouden te worden met de NAPdaling door bewegingen van de aardkorst, waardoor westelijk en noordelijk Nederland lager en oostelijk Nederland hoger komen te liggen. In kaarten op de sites van RDNAP en NCG-KNAW wordt aangegeven dat het kantelpunt van Nederland iets westelijk van Amersfoort ligt. Voor de NAP-daling langs Eem en Randmeren, die in de buurt van het kantelpunt liggen, is daarom de waarde 0 aangehouden en is geen toeslag meegenomen Autonome daling maaiveld Volgens gegevens van RWS en NAM zou in het betrokken gebied een maaivelddaling van circa 40 tot 60 cm mogen worden verwacht voor de komende periode van 50 jaar (gemiddeld circa 1 cm per jaar). Dit ten gevolge van oxidatie van veen en sterk humeuze klei ( Om deze waarden te onderzoeken zijn nieuwe inmetingen van de kruin in Eemdijk door Arcadis uit het najaar van 2009 vergeleken met de eerdere landmeetkundige metingen van Fugro uit voorjaar Hieruit kon geen consistent beeld worden afgeleid, soms leek enige zakking op te treden, maar elders in hetzelfde deeltraject leek een stijging te zijn opgetreden. Nergens werden maaivelddalingen van een orde van grootte tussen 5 en 10 cm gevonden. Dit geeft ruimte voor de volgende redenering: de dijken liggen in dit gebied al eeuwen en de veenlagen daaronder zijn sterk gezet. Dit blijkt ook uit de boorstaten in de lengteprofielen bodemopbouw. De dijken op de veenlagen zijn bijna overal opgebouwd uit klei. Dus lucht zal de veenlagen onder de dijk slecht kunnen bereiken en veel veenlagen zullen zelfs tot onder de normale grondwaterstand zijn gezet. In die gevallen hoeft oxidatie van het veen onder de dijken niet te worden verwacht. Vooralsnog is hiermee dan ook geen rekening gehouden. Het waterschap zal het verloop van de kruinhoogte in de tijd beter gaan volgen. Op termijn zullen hiervoor mogelijk metingen vanuit satellieten kunnen worden aangewend (Hansje Brinker). Pagina 23 van 36