Korte notitie Afwateringskanaal Noord

Transcriptie

1 Korte notitie Afwateringskanaal Noord Auteur: Wim Pater (State of the Art Engineering B.V.) Datum: Inleiding Traject 3 van afwateringskanaal Noord is op STBI (Stabiliteit Piping) en STBU (Stabiliteit Binnentalud) afgekeurd. Er is gevraagd door waterschap Hunze en Aa s aan State of the Art Engineering nader onderzoek te doen op de locatie ter hoogte van een natuurvriendelijke oever aan de Noordzijde. Eerst wordt kort een paar aspecten besproken waardoor DP4 van traject 3 is afgekeurd. Vervolgens wordt ingehaakt op de voorgestelde maatregelen en op de mogelijkheden om de dijk alsnog goed te kunnen keuren. Geometrie Doorsnede DP4 heeft een steil binnentalud dat geheel doorloopt tot in de sloot. De dijk wordt hierdoor instabiel waardoor deze zou moeten bezwijken onder normale omstandigheden. De normale omstandigheden zijn berekend met het programma Plaxis 2D. Het eigen gewicht van de dijk is daarbij als uitgangspunt genomen. Het feit dat de dijk bezwijkt onder normale omstandigheden in het model betekent dat de geometrie of de sterkte parameters afwijken van de werkelijkheid. Als met een minder steile sloot gerekend wordt waar meer water in staat voldoet de dijk wel. Het verschil is 0.7 bij een steile sloot en 1.2 bij een vlakke. Het verhogen van het waterpeil in de kwelsloot heeft ook grote invloed. Hier wordt later op teruggekomen. Bijlage 1 en 2 geven een overzicht van de normale situatie en de situatie met een minder steile kwelsloot. Een voorstel is om uit te zoeken of de omvang van de sloot goed is gemeten in het veld. Het heeft de grootste invloed op het stabiliteitsprobleem en is nu aangegeven met slechts 4 coördinaten. De vorm zoals deze in het Wiertsma Rapport staat lijkt op een aanname. Slappe veenlaag onder de dijk De veenlaag onder de dijk die grenst aan de peilsloot heeft een cohesie van 0.9 en een kritische glijhoek van 28. De locatie van de laag in combinatie met de lage cohesie resulteert in het snel bezwijken van de dijk bij normale en hoogwater omstandigheden. Er is al eerder onderzoek gedaan naar de kwaliteit van de veenlaag. Voor nu wordt daar niet verder naar onderzocht.

2 Siltige kleilaag De piping zoals berekend door Wiertsma en Partners is het gevolg van de korte kwelweg tussen de teen van de dijk en de kwelsloot. Arcadis geeft terecht in hun rapport aan dat de siltige kleilaag op de bodem van de natuurvriendelijke oever als een afsluitende laag kan werken. Door de fijne grond wordt de intrede weerstand hoger en aangenomen kan worden dat de kwelweg daardoor langer wordt. Een randvoorwaarde voor functioneren is goed onderhoud van deze laag. Met een berekening is aangetoond dat de siltige kleilaag, mits niet te doorlatend effectief is in het blokkeren van de waterstroom in de dijk. Zie hiervoor bijlage 3 & 4. De doorlatendheid van deze laag kan bepaald worden door naar de korrelverdeling van lab monsters te kijken. Andere mogelijkheden zijn een falling head test met peilbuizen. Damwanden Bij traject 3 is voorgesteld door Arcadis om de piping problemen op te lossen doormiddel van een damwand tot een diepte van -6 m NAP. Met een berekening is het effect van de damwand op verschillende locaties aangetoond. In het Arcadis rapport wordt niks gezegd over verankering. Er is bij het maken van de berekening dan ook niet mee gerekend. De conclusie is dat damwanden in de binnenzijde van de dijk effectiever zijn dan in de buitenzijde. Daarnaast heeft het vooral effect op de stabiliteit van de kade. Het piping probleem wordt ook rekenkundig opgelost doordat de kwelweg verlengd wordt. Nadelen van de damwanden zijn de kosten en de technische uitvoerbaarheid van het plan. De damwand voor het binnentalud is opgenomen in bijlage 5. Alternatief voor damwanden Een alternatief voor damwanden is het verhogen van het waterpeil in de sloot met minimaal een halve meter. (van -2.8 m NAP naar -2.3 m NAP). Dit in combinatie met een minder steile sloot is voldoende om de dijk stabiel te krijgen met een veiligheidsfactor voor het binnentalud van Afgezien van het stabiliteitsprobleem wordt met deze maatregel ook het piping probleem aangepakt. Het hydraulisch verhang in de dijk wordt minder door het toegenomen waterniveau in de kwelsloot. Bovendien is het een makkelijk uit te voeren maatregel tijdens hoogwater. Het piping probleem is vervolgens op te lossen door de siltige kleilaag van de natuurvriendelijke oever goed te blijven onderhouden. De kwelweg wordt daardoor veel langer dan aangenomen in het rapport van Wiertsma.

3 Conclusie De veiligheidfactoren voor DP4 traject 3 zijn: Scenario FS stabiliteit binnentalud Voor hoogwater zonder maatregelen 0.8 Tijdens hoogwater zonder maatregelen 0.7 Hoger slootpeil & vlakkere sloot 1.28 Damwand binnentalud 1.31 Damwand buitentalud 1.13 De minimale eis voor dit traject is Dat betekend dat alle maatregelen voldoen. Een glijcirkel berekening om de veiligheidfactor te bepalen met een damwand is weergegeven in bijlage 6. Aanbevelingen 1. Onderzoek doen naar de korrelverdeling van de siltige kleilaag van de natuurvriendelijke over. 2. Onderzoek doen naar de werkelijk vorm van de kwelsloot langs DP4. 3. Onderzoeken of er mogelijkheden tot een tijdelijke peilverhoging. 4. Als de drie bovenstaande opties niet kunnen zijn damwanden, mits goed aangebracht een alternatief. Het binnentalud is dan een logische locatie.

4 Bijlage 1: normale sloot binnentalud

5 Bijlage 2: afgevlakte kwelsloot binnentalud

6 Bijlage 3: korte kwelweg

7 Bijlage 4: lange kwelweg

8 Bijlage 5: effect damwand op waterstroom

9 Bijlage 6: effect damwand buitentalud op kritisch glijvlak