9.5 éiinisterie van verkeer en waterstaat rijkswaterstaat

Transcriptie

1 9.5 éiinisterie van verkeer en waterstaat rijkswaterstaat 157 dienst weg- en waterbouwkunde

2 $ ^ /ir? notanummer WB-N Aanpassen strandhoofden ter plaatse van het Flaauwe Werk. W 87.05/01. Dienst Weg- en Waterbouwkunde. Hoofdafdeling Waterkeringen. Afdeling Advies. J.C.P. Johanson. datum : 31 maart 1987.

3 Inhoud. bladzijde. 1. Samenvatting Huidige situatie Aanpassingswerken Constructieve aspecten betreffende de constructie. 3. Bijlagen. De door de beheerder verstrekte voorlopige tekeningen, namelijk - situatie. - lengteprofiel. - dwarsprofiel.

4 1. Samenvatting. Voor de kust van Goeree ligt ter hoogte van het Flaauwe Werk een negental oude strandhoofden. De afstand tussen de wortel van deze strandhoofden en de huidige waterkering bedraagt ongeveer 100 m. Tussen de strandhoofden en in de zone tot aan de dijk is de hoogteligging van het strand wisselend. In verloop van tijd komen muien voor die evenwijdig aan de kust lopen. Tengevolge hiervan liggen de huidige strandhoofden soms onder het zand terwijl ze op een ander moment niet kunnen worden bereikt vanwege een geul. De indruk bestaat dat vanwege de achterloopsheid van de strandhoofden de muien zich extra dicht onder de kust bevinden. Om de muien terug te dringen en om te trachten de diepte ervan te beperken zullen gedurende de komende jaren vijf van deze strandhoofden worden aangesloten op het dijklichaam van het Flaauwe Werk. Met name om het andere strandhoofd zal worden aangepast. In 1987 zullen twee strandhoofden worden verbeterd. Het betreffende kustvak is in beheer bij de dienstkring Hiddelharnis. Het ligt in de bedoeling de aanpassingswerkzaamheden uit te voeren met gepenetreerde breuksteen. Bij het gereed maken van het bestek werd een gesprek met de Dienst Weg - en Waterbouwkunde (DWW) zinvol geacht met betrekking tot de constructieve detaillering van het ontwerp en met betrekking tot de te stellen eisen aan de diverse materialen. Dit gesprek heeft op 18 maart 1987 plaatsgehad tussen de heren Robijn en de Vries van de dienstkring Middelharnis en de heren Gruis, Laan en Johanson van de DWW. Laatstgenoemde is werkzaam bij de hoofdafdeling waterbouw. De heren Gruis en Laan zijn werkzaam bij de hoofdafdeling materialen. In deze nota wordt eerst de huidige situatie besproken (hoofdstuk 2). Hierna volgt een beschrijving van de aanpassingswerken volgens de voorliggende tekeningen (hoofdstuk 3). Vervolgens komt een aantal constructieve aspecten aan de orde, waarvan de meeste in het bovenbedoelde gesprek naar voren zijn gebracht (hoofdstuk 4). In een aparte nota van de hoofdafdeling materialen van de dienst Weg- en Waterbouwkunde wordt aandacht besteed aan eisen en keuring van de diverse materialen. 1

5 2. Huidige situatie De worteleinden van de aanwezige strandhoofden liggen circa 100 m uit de huidige waterkering. Ze zijn opgebouwd uit diverse soorten zetsteen die met gietasfalt zijn ingegoten. De hoogteligging van het strand wisselt sterk. De gemiddelde strandligging dient volgens de beheerder niet tot beneden NAP. te verlagen. Dit wordt als uitgangspunt aangehouden. Soms zijn muien aanwezig die kunnen verdiepen tot circa NAP - 1,3 m. De waterkering ter plaatse bestaat uit een dijk die in 1984 is verbeterd in het kader van de Deltawerken. Deze waterkering heeft boven NAP + 2,25 m een bekleding van waterbouwasfaltbeton. Tussen NAP + 2,25 m en NAP bestaat de bekleding uit met gietasfalt gepenetreerde breuksteen 5/40 met een laagdikte die verloopt van 0,45 tot 0,6 m. Voor de teen ligt een filter van open steenasfalt met een breedte van 2,0 m. Vervolgens is een asfaltslab met een breedte van 8,0 m aanwezig. 3. Aanpassingswerken. Onder de huidige omstandigheden, met de worteleinden van de strandhoofden op circa 100 m uit de dijk, bewegen de muien zich vrij dicht langs de waterkering. Om aan deze ongewenste situatie een einde te maken worden de strandhoofden aan de achterzijde verlengd zodat ze aansluiten aan de waterkering. De hier weergegeven beschrijving van de aanpassingswerken berust op een drietal voorlopige tekeningen die door de beheerder werden verstrekt. In lengterichting ligt de kruin van de strandhoofden tussen NAP - 0,4 m ter plaatse van de worteleinden van de huidige strandhoofden en NAP + 1,3 m ter plaatse van het Flaauwe Werk met een helling van 1 : 60. Tussen NAP + 1,3 m en NAP + 2,0 m is de helling 1 : 20. De kruinbreedte is 3,5 m en de taludhelling in dwarsrichting is 1 : 5. De teen ligt op NAP - 0,4 m. Ter begrenzing van de kruin worden twee rijen perkoenpalen aangebracht. De bekleding van de kruin en de taluds bestaat uit gepenetreerde breuksteen 5-40 met een gewicht van 600 kg/m 2 en een laagdikte van circa 0,35 m. Per vierkante meter is circa 300 kg penetratiemortel nodig. Voor de teen ligt over een breedte van 2,5 m een laag losse breuksteen met een gewicht van 1000 kg/m 2 en een laagdikte van circa 0,62 m. Onder de gehele bekleding wordt een geotextiel aangebracht. Ter plaatse van de taluds wordt een enkel 2

6 roosterwerk van wiepen aangebracht met een laagdikte van 0,2 m en ter plaatse van de kreukelberm een dubbel roosterwerk met een dikte van 0,4 m. 4. Constructieve aspecten betreffende de constructie. Tijdens bovengenoemd gesprek zijn de volgende aspecten aan de orde gekomen. Hierbij is gebruik gemaakt van een drietal voorlopige tekeningen. - Taludhelling strandhoofd in dwarsrichting. - Hoogteligging teen strandhoofd. - Basismateriaal onder gepenetreerde breuksteen. - Dimensionering van de bekleding. - Plaats in dwarsprofiel van de rijen perkoenpalen. - Dimensionering geotextiel onder de los gestorte breuksteen. - Laagdikte van het roosterwerk ter plaatse van de los gestorte breuksteen. - Overgangsconstructie ter plaatse van de teen van het strandhoofd. - Aansluiting van het strandhoofd aan de waterkering. Achtereenvolgens wordt aandacht besteed aan bovengenoemde punten Taludhelling strandhoofd in dwarsrichting. De taludhelling van het nieuw aan te leggen gedeelte van het strandhoofd wordt aangehouden op 1:5. Ook de taludhelling van het huidige gedeelte heeft deze helling. De helling is gebaseerd op ervaring met strandhoofden en niet onderworpen aan een nader onderzoek Hoogteligging teen strandhoofd. De bovenzijde van de los gestorte breuksteen ligt op NAP -0,4 m. Bij een laagdikte van circa 0,65 m ligt de onderzijde van de stortsteen op ongeveer NAP - 1,0 m. Deze constructie voldoet zolang de hoogteligging van het strand niet zodanig afneemt dat ontgronding ter plaatse van de los gestorte 3

7 breuksteen ontstaat. Volgens de beheerder geldt het uitgangspunt dat de gemiddelde strandligging niet lager dan NAP zal zijn. Bij de hier licht eroderende kust dient dan tijdig gesuppleerd te worden. De maximaal gemeten diepte van de muien die in deze zone voorkomen bedraagt NAP - 1,3 m. De beheerder gaat er van uit dat deze maximale diepte zal afnemen nadat de achterloopsheid is opgeheven Basismateriaal onder gepenetreerde breuksteen. Volgens de voorliggende tekeningen wordt onder de laag gepenetreerde breuksteen een geotextiel aangebracht, onder het talud aangevuld met een roosterwerk van wiepen. Aangezien een laag gepenetreerde breuksteen op zich reeds zanddicht is, is een dergelijk filter onder gebruiksomstandigheden niet noodzakelijk. Om het zandlichaam van het strandhoofd tijdens de aanleg tegen erosie te beschermen is het mogelijk een keuze te maken uit de volgende materialen : - geotextiel. - granulair materiaal. - zandasfalt. Bij toepassing van geotextiel zal het noodzakelijk zijn direct de breuksteen aan te brengen om te voorkomen dat het geotextiel verplaatst. Bovendien is het niet mogelijk het transport over dit materiaal te laten plaatsvinden. Heer voor de hand liggend is het om een materiaal aan te brengen dat tijdens de aanleg gedurende enige normale getijden stabiel blijft en waaroverheen wel transport mogelijk is. De afweging tussen granulair materiaal en zandasfalt kan worden gemaakt met behulp van eerder genoemde nota die door de hoofdafdeling Materialen is opgesteld. Het roosterwerk kan bij toepassing van granulair materiaal of zandasfalt vervallen Dimensionering van de bekleding. De dimensionering van de bekleding berust op ervaringskennis. De laagdikte van de reeds lange tijd aanwezige strandhoofden is altijd voldoende gebleken. Tijdens stormvloed-omstandigheden liggen de strandhoofden zo diep dat de golfaanval niet maatgevend zal zijn. 4

8 4.5. Plaats in dwarsprofiel van de rijen perkoenpalen. Volgens het voorliggende plan worden in de kruinlijnen een rij perkoenpalen geplaatst. Behalve uitvoeringstechnisch, het verkrijgen van een strak uiterlijk, hebben deze paalrijen in de kruinlijnen geen constructief nut. Eerder treedt een verzwakking op van de laag gepenetreerde breuksteen tengevolge waarvan scheurvorming van de bekleding kan optreden. Bij het eventueel toepassen van een geotextiel ontstaat een lek in de zanddichte onderlaag. Van meer nut is de toepassing van een rij perkoenpalen ter plaatse van de teen. Hier kan de palenrij dienen om steun te verschaffen aan de gepenetreerde breuksteen indien de los gestorte steen van de kreukelberm enigszins zou verzakken. Aangezien de rij perkoenpaaltjes niet zanddicht is dient aandacht te worden besteed aan deze overgangsconstructie (zie hiervoor 4.8) Dimensionering geotextiel onder de los gestorte breuksteen. Bij toepassing van breuksteen op een geotextiel is de kans op schade niet denkbeeldig. Bij de afdeling onderzoek van de hoofdafdeling waterbouw zijn enige voorbereidende proeven verricht waarbij breuksteen van verschillende diameter en van gevarieerde valhoogte op een geotextiel werd gestort. Dit betrof slechts een kleine serie proeven zodat naar aanleiding hiervan het nog niet mogelijk is een geotextiel aan te bevelen waarbij geen schade valt te verwachten. Gezien de grootte van de hier gebruikte breuksteen wordt aanbevolen het geotextiel te bestorten met een laagje grind. Op deze wijze wordt tevens voorkomen dat het geotextiel verplaatst in de periode voordat de stortsteen wordt aangebracht. In plaats van een laagje grind wordt ook wel gebruik gemaakt van een laag stro Laagdikte van het roosterwerk ter plaatse van de los gestorte breuksteen. Ter plaatse van de los gestorte steen wordt het geotextiel volgens de verstrekte tekeningen van een dubbel roosterwerk van wiepen voorzien. De hoogte van een dergelijk roosterwerk zal circa 0,4 m bedragen. Gezien de omvang 5

9 van de stukken breuksteen zal het niet mogelijk zijn een aaneengesloten laag te verkrijgen. Er zullen holle ruimten ontstaan door toedoen van het dubbele roosterwerk. Een roosterwerk dient om bij eventuele ontgrondingen de breuksteen op zijn plaats te houden. Indien wordt uitgegaan van een strandligging op NAP of NAP - 0,5 m kan worden uitgegaan van een stabiele ligging van de breuksteen, zodat een roosterwerk achterwege kan blijven. Bij een onverhoopte verlaging van het strand is de breedte van de kreukelberm zodanig gering dat onderhoud noodzakelijk wordt. Bovendien is de breuksteen zodanig zwaar dat een roosterwerk van wiepen niet in staat is om de juiste ligging te verzekeren Overgangsconstructie ter plaatse van de teen van het strandhoofd. De zanddichtheid ter plaatse van de teenlijn is niet verzekerd omdat het geotextiel niet onder het talud kan worden doorgezet in verband met de rij perkoenpalen. Om deze ongewenste situatie op te heffen is het zinvol het geotextiel tegen de perkoenpalen omhoog te brengen en met behulp van een klamp vast te zetten. Het aan deze overgangsconstructie grenzend gedeelte van de kreukelberm ter breedte van ongeveer 0,5 m dient eveneens met gietasfalt te worden gepenetreerd Aansluiting van het strandhoofd aan de waterkering. Aangezien het van primair belang is dat de waterkering in stand blijft, wordt er voor gekozen om de bekleding van de dijk in tact te houden. De gepenetreerde breuksteen van het strandhoofd moet aansluiten op de materialen die bij de aanleg van het Flaauwe Werk zijn aangewend. Achtereenvolgens is een mastiekslab met een breedte van 8,0 m aanwezig, gevolgd door een 2,0 m breed filter van open steenasfalt en ten slotte een taludbekleding van gepenetreerde breuksteen. De aansluiting tussen de gepenetreerde breuksteen van het strandhoofd en deze materialen zal geen problemen opleveren. Indien het materiaal inmiddels is verouderd of indien algengroei heeft plaatsgevonden is het wenselijk een kleefmiddel toe te passen voordat de aansluiting tot stand wordt gebracht. 6

10 Ter plaatse «aar het strandhoofd aansluit aan het filter van open steenasfalt ontstaat een onderbreking van de filterwerking. Onder het strandhoofd wordt het filter in tact gehouden waardoor de stroming van grondwater niet al te zeer wordt gestoord. Door het openhouden van het filter onder het strandhoofd wordt voorkomen dat eventuele wateroverdrukken de bekleding van de feitelijke waterkering kunnen beschadigen. Indien werkelijk zodanige waterdrukken optreden dat voor schade moet worden gevreesd, wordt de voorkeur gegeven aan een beschadiging van het strandhoofd. Overigens wordt de kans op beschadiging van het strandhoofd door overdrukken niet groot geacht; te meer omdat bij een te grote overdruk scheurvorming in de mastiek optreedt die niet direct zal leiden tot verlies van samenhang van de constructie. Indien de helling in lengterichting van het strandhoofd tot de waterkering 1:60 zou worden voortgezet, zou de kruin van het strandhoofd ongeveer op NAP + 1,4 m tegen de dijk aansluiten. Dit wordt door de beheerder minder gunstig geacht aangezien het dagelijks getij dan over de gehele hoogte van de aansluiting zou aangrijpen. Om dit te voorkomen is de helling van het laatste gedeelte van het strandhoofd 1:20. Als gevolg hiervan ligt het snijpunt van de kruin van het strandhoofd en de waterkering op NAP + 2,0 m. De bekleding van de waterkering heeft op NAP + 2,25 m een overgang tussen gepenetreerde breuksteen en een laag waterbouw-asfaltbeton. In horizontale richting is de afstand tussen de beëindiging van het strandhoofd en deze overgang 1,0 m. Tengevolge van extra belasting van de ondergrond kan in een zettingsgevoelig gebied enige differentiële zetting optreden. Aangezien ter plaatse in het verleden een voorbelasting aanwezig is geweest in de vorm van duintjes zal weinig of geen differentiële zetting optreden waardoor scheurvorming bij de overgangsconstructie niet waarschijnlijk is. De afstand tussen de kruin van het strandhoofd en de overgangsconstructie van een meter wordt dan ook niet bezwaarlijk geacht. De bovenzijde van de perkoenpalen die de teenlijn vormen van het strandhoofd, is gelegen op NAP - 0,4 m. Over het laatste gedeelte van het strandhoofd dient dit niveau tot NAP te worden verhoogd, om aan te sluiten aan de bovenzijde van de asfaltslab die ter plaatse van het Flaauwe Werk ligt. 7

11 Bij de aanleg van de waterkering is de asfaltslab aangebracht om bij eventuele strandverlaging de taludhelling te kunnen volgen. In principe is deze slab gedimensioneerd om twee-dimensionale vervorming te ondergaan, namelijk een strandverlaging over de volledige lengte van het dijkvak. Indien de vooroever echter niet gelijkmatig afneemt, maar plaatselijk sterker erodeert, ontstaat ook in de langsrichting van de dijk vervorming. Deze driedimensionale vervorming kan door de asfaltslab minder goed worden gevolgd, waardoor eerder scheurvorming optreedt. Aangezien de vooroever onder een strandhoofd niet aan erosie wordt blootgesteld, terwijl aan weerszijden wel strandverlaging kan optreden, ontstaat daar wellicht een meer schadegevoelige plek. Overigens kunnen ook zonder storende elementen situaties ontstaan waarbij ten gevolge van lokaal grotere erosie (natuurlijke fluctuaties van de strandligging) eerder scheurvorming van de asfaltslab zal optreden. 8

12 DOORSNE D E P ~ B5-' B : f- NAP. + o, zo + 0,30 + 0,20 DOOR SNEDE 4! & - A 1 1 sr*-^i2t M i ' -o,u i

13 /,;9 TG PK o E te L. _L i '» IWÖ i /

14 L GM9 Mo T PRO /e L.