kade Peil vaart -0.4 Gws binnen kuip -3.9 Waterdruk die lek veroorzaakt

Transcriptie

1 Notitie Aan: Waternet Van: Ben van der Wal, Geert Kerkvliet Datum: 28 mei 2015 Kopie: Gemeente Amsterdam Ons kenmerk: INFRABD3912N004F02 Classificatie: Project gerelateerd HaskoningDHV Nederland B.V. Infrastructure Onderwerp: Bemalingsadvies project 'Vervangen walmuur Tweede Kostverlorenkade' Inleiding Er is een kademuurvernieuwing van de Kostverlorenvaart voorzien in de periode van november 2015 tot medio juli 2016 over een lengte van circa 113 meter net ten noorden van de Kinkerbrug. Het betreft de kade aan de oostkant van de vaart. Bij een traditionele bouwmethode zal er een bouwkuip benodigd zijn van 113 meter lang en circa 8 meter breed. De kademuurconstructie wordt aangelegd op een niveau van NAP 0,9 meter. De grondwaterstand zal binnen de bouwkuip verlaagd worden tot 0,5 meter onder het bodemniveau. Op het diepste punt in het midden van de vaart ligt de bodem op circa NAP 3,4 meter. kade Peil vaart -0.4 gws -0.4 Bodem vaart -2.4 a -3.4 zand klei -2.0 klei Gws binnen kuip -3.9 Waterdruk die lek veroorzaakt Figuur 1 doorsnede bouwkuip met enkele maten ten opzichte van NAP Zowel de duur van kadevernieuwing als de bouwmethode is nog onzeker. Het is ook mogelijk dat er gebouwd wordt zonder bemaling. Bodemopbouw Door de firma Lankelma is een bodemonderzoek uitgevoerd ter plaatse van de locatie (Bron: Verkennend (water)bodemonderzoek Tweede Kostverlorenkade te Amsterdam, 26 juni 2014, projectnummer: 66739). Uit de sonderingen en boringen die zijn uitgevoerd blijkt een bodemopbouw zoals vermeld in tabel mei 2015 INFRABD3912N004F02 1/10

2 diepte meter tov NAP tot -2 van -2 tot -8 van -8 tot -10 van -10 tot -14 vanaf 14 Tabel 1 Bodemopbouw zand klei en veen zandige tussenlaag klei en zandige klei met veen inschakelingen zand en kleiig zand Het maaiveld in de omgeving van de kade ligt op ongeveer NAP + 0,5 a 2,0 meter. De lagen tot een diepte van circa NAP -14 meter behoren tot de Holocene deklaag. Het bovenste deel van het Holoceen is klei op Hollandveen en het onderste deel bevat nog een laag basisveen. Er tussenin komen wadafzettingen voor met op circa NAP -8 a NAP -10 meter een tussenzandlaag. De dieper gelegen zanden behoren tot het eerste watervoerende pakket. Behalve de sonderingen in het rapport van Lankema is er nog een sondering te vinden via het DINOloket (S25D09174) naast de Kinkerbrug. De sondering laat eenzelfde beeld van de bodemopbouw zien als in de tabel. Een boorbeschrijving iets ten oosten van de locatie (B25D0009) laat een bodemopbouw zien met klei met veeninschakelingen tot 10 meter onder maaiveld en daaronder zand. Zowel de sondering als het boorprofiel is toegevoegd in bijlage 1. Hydrologie Het peil in de grachten is NAP -0,4 meter. De freatische grondwaterstand in de omgeving van de Kostverlorenkade is in meerdere meetpunten te vinden op de website van Waternet ( In figuur 2 is de gemeten grondwaterstand weergegeven gemeten in peilbuis E De grondwaterstand varieert van NAP 0,26 meter tot NAP 0,5 meter. In de zomer is de grondwaterstand dus wat lager dan het peil in de grachten, in de winter wat hoger. De stijghoogte in het watervoerend pakket is af te leiden uit gemeten stijghoogten in putten op enige afstand van de locatie (DINOloket). Bij de Jan van Galenstraat wordt een gemiddelde stijghoogte van circa NAP 2,5 meter (peilbuis B25B0330) gemeten. Zuidoostelijk van het Vondelpark wordt in peilbuis B25G0519 een stijghoogte gevonden van gemiddeld circa NAP 2,75 meter. De verwachting is dat de stijghoogte ter plaatse van locatie circa NAP 2,5 meter is. 28 mei 2015 INFRABD3912N004F02 2/10

3 Figuur 2 Grondwaterstand E05303 De grondwaterstand is beduidend hoger dan de stijghoogte. Er is dus sprake van een infiltratiesituatie. Bemaling en hydrologische effecten Uitgangspunt is dat de damwand ten minste wordt aangebracht tot circa NAP 8 meter en gaat door de veenlaag, zodat sprake is van een goede onderafsluiting. De deklaag kent een hoge weerstand van meerdere duizenden dagen. Bij een bemalingsdiepte van NAP 3,9 meter is er sprake van een kweldruk van circa 1,4 meter. Deze kweldruk zorgt bij een weerstand van 5000 dagen voor een kweldebiet van circa 0,25 m3/dag door de deklaag. Ook zal er water horizontaal door de damwand lekken, aan de westkant vanuit de vaart en aan de oostkant vanuit het grondwater. Een eenvoudige methode om het lekdebiet te bepalen is gegeven in de CUR-rapportage 166. Voor een onbehandelde damwand geldt een doorlatendheid van het damwandslot van 10-7 m/s. Op basis hiervan wordt een waterbezwaar geschat van 10 tot 25 m3/dag. Een maatgevende bui van circa 30 mm/dag levert 25 tot 45 m3/dag extra waterbezwaar. Het totaal komt neer op 35 tot 70 m3/dag. Het debiet kan met dompelpompen uitgemalen worden. Er dient rekening gehouden te worden met het feit dat de bodem van de vaart in de kleilaag zal liggen. Dieper bemalen dan de bovenkant van de kleilaag, waarschijnlijk gelijk met de bodem van de vaart op circa NAP - 3,40m, is dan niet mogelijk. Om droog te kunnen werken, zal een zandlaag van circa 0,5 meter opgebracht dienen te worden. De lek aan de oostzijde (2 tot 5 m3/dag) zal in de omgeving leiden tot verlaging van de grondwaterstand. De effecten op de grondwaterstand dienen gevolgd te worden door de grondwaterstand frequent te meten. Afgeleide effecten De verlaging van de grondwaterstand kent een aantal risico s: 1. Opbarsten van de kleilaag binnen de bouwkuip, afhankelijk van ontwerp bouwkuip. 2. Droogvallende funderingspaalkoppen. De grondwaterstand mag niet zo laag worden dat de houten palen droog komen te staan. 3. Er is risico op zetting door een lagere grondwaterstand. 4. Mobilisatie van verontreiniging. Door de hoge weerstand van de deklaag wordt de stijghoogte in het watervoerende pakket niet of nauwelijks beïnvloed. In de kleilaag zal de verticale snelheid juist afnemen door de bemaling. Alleen in de zandlaag bovenin de deklaag kan door de verlaging van de grondwaterstand verontreiniging mobiel worden in de directe omgeving van de bouwkuip. 1.Opbarsten De stijghoogte op een diepte van NAP -14 meter is circa NAP -2,5. Op een diepte van circa NAP 8,0 m komt een tussenlaag voor. De stijghoogte is er onbekend maar ligt in tussen de grondwaterstand NAP - 0,4 m en de stijghoogte van het watervoerend pakket NAP - 2,5 m, mogelijk op circa NAP -1,45 m. Het risico bestaat echter dat er langs de damwand water lekt naar de tussenzandlaag waardoor de druk kan toenemen tot maximaal NAP -0,4 m. 28 mei 2015 INFRABD3912N004F02 3/10

4 Tussen de bodem van de vaart NAP -3,4 m en de tussenzandlaag op NAP -8,0 m komt 4,6 meter klei en veen voor. Het bodemniveau van de vaart varieert. Ten opzichte van het diepste punt komt nog een zandige laag voor met een gemiddelde dikte van 0,5 meter. Ten aanzien van het evenwicht van de putbodem geldt dat de neerwaartse gronddruk groter dient te zijn dan de opwaartse waterdruk. Hierbij wordt een veiligheidsfactor van 1.1 (NEN 9997) aangehouden. Op de locatie is geen geotechnisch onderzoek uitgevoerd zodat de volumieke gewichten van bodemlagen onbekend zijn. De gehanteerde volumieke gewichten zijn geschat op basis van representatieve waarden zoals opgenomen in de NEN Tabel 2 geeft een overzicht van de opbarstanalyse. Van Tot Dikte Volumieke Druk Laag (scheidende laag) [m t.o.v. NAP] [m t.o.v. NAP] [m] massa [kg/m 3 ] [kg/m 2 ] zandlaag in vaart klei veen Stijghoogte Basis SDL [m t.o.v. NAP] [m t.o.v. NAP] Totaal neerwaartse druk* Totaal opwaartse druk (inclusief veiligheidsfactor 1.1) 8360 Tabel 2. Opbarstanalyse De neerwaartse druk is onvoldoende om de opwaartse druk op te vangen. Er zijn 2 mogelijkheden om opbarsten tegen te gaan: - De damwand kan doorgezet worden tot in het basisveen, tot circa NAP 11 meter. De tussenzandlaag wordt dan geïsoleerd van de omgeving en met ontlastfilters moet de druk er verlaagd worden tot maximaal NAP -2,0 meter, zie tabel 3 (bijlage 2). - Er wordt zand aangevuld tot er voldoende gewicht aanwezig is tussen de damwanden. In tabel 4 (bijlage 2) is berekend dat aanvulling tot minimaal NAP -1,8 meter noodzakelijk is. Uiteraard is een bemaling tot circa NAP -2,3 meter in dat geval voldoende. 2.Houten fundering De grondwaterstand mag niet zo laag worden dat de houten palen droog komen te staan. In figuur 3 is af te lezen dat de hoogte van de houten funderingen tot NAP -0,8 en zelfs NAP -0,5 meter voor komen. Effecten op de grondwaterstand dienen daarom tegen te worden gegaan. Dit is mogelijk door bijvoorbeeld infiltratie in een drain of sleuf naast de damwand ter plaatse van de kade. Op een aantal plekken langs de kade dient de grondwaterstand gecontroleerd te worden in ieder geval bij de panden met de hoogst gelegen paalkoppen mei 2015 INFRABD3912N004F02 4/10

5 Figuur 3. Hoogte houten fundering volgens de bouwarchieven.. 3.Zetting Er is risico op zetting in het geval de grondwaterstand in de klei lager komt dan deze ooit is geweest. Langs de kade blijft de grondwaterstand in het zandpakket en is er geen risico op zettingen. Mogelijk komt er binnen het invloedsgebied wel klei voor in de eerste paar meter. In verband met de houten paalfundering is herinfiltratie van water nodig. Hierdoor is er ook geen risico op zettingen. 4.Verontreiniging Door de hoge weerstand van de deklaag wordt de stijghoogte in het watervoerende pakket niet of nauwelijks beïnvloed. Er zal dus geen invloed zijn op de verspreiding van de verontreiniging in het watervoerend pakket. In de kleilaag zal de verticale snelheid juist afnemen door de bemaling. Alleen in de zandlaag bovenin de deklaag kan door de verlaging van de grondwaterstand verontreiniging mobiel worden in de directe omgeving van de bouwkuip. Conclusies en aanbevelingen 1. Het berekende waterbezwaar inclusief de neerslag die binnen de damwanden valt bedraagt m3/dag. 2. De ingeschatte lek door de damwand heeft een berekende grondwaterstandsverlaging tot gevolg van circa 0,15 0,25 m ter plaatse van de damwand en tot circa 0,05 0,15 meter op een afstand van 70 meter. 3. Door het voorkomen van een tussenzandlaag in de Holocene deklaag is de kans op opbarsten reëel. Voorgesteld wordt om of de damwanden dieper door te zetten tot NAP -11 meter en ontlastfilters toe te passen met een maximaal niveau van NAP -2,0 meter of zand aan te vullen tot minimaal NAP -1,8 meter 4. Gezien het niveau van de houten paalfunderingen zijn grondwaterstandsverlagingen ongewenst. De verlagingen kunnen worden tegengegaan door infiltratie in een drain of sleuf naast de damwand ter plaatse van de kade. Op een aantal plekken langs de kade dient de 28 mei 2015 INFRABD3912N004F02 5/10

6 grondwaterstand gecontroleerd te worden in ieder geval bij de panden met de hoogst gelegen paalkoppen. 5. Risico op zettingen is aanwezig. 6. De verlaging kan mogelijk effect hebben op de houten palen van de funderingen van de gebouwen in de omgeving. 7. Risico van mobilisatie van verontreiniging is aanwezig. 28 mei 2015 INFRABD3912N004F02 6/10

7 Bijlage 1 Boorprofiel en sonderingen 28 mei 2015 INFRABD3912N004F02 7/10

8 28 mei 2015 INFRABD3912N004F02 8/10

9 Bijlage 2 Opbarstberekeningen Om opbarsten tegen te gaan zijn er 2 opties: - De damwanden worden doorgezet tot een diepte van circa NAP -11 meter en er worden ontlastfilters geplaatst in de tussenzandlaag. In tabel 3 is de stijghoogte bepaald die maximaal toegestaan is om opbarsten tegen te gaan, NAP -2,0 meter. - Er wordt zand aangevuld tot minimaal NAP -1,8 meter. Er is daarbij uitgegaan van de ongunstige situatie dat door lek langs de damwand de stijghoogte kan oplopen tot NAP -0,4 meter. (tabel 4). Zie voor een visuele weergave hiervoor ook bijlage 3. Er is gerekend met de massa van de grond tot de tussenzandlaag. Van Tot Dikte Volumieke Druk Laag (scheidende laag) [m t.o.v. NAP] [m t.o.v. NAP] [m] massa [kg/m 3 ] [kg/m 2 ] zandlaag in vaart klei veen Totaal neerwaartse druk* 6640 Stijghoogte Basis SDL [m t.o.v. NAP] [m t.o.v. NAP] Totaal opwaartse druk (inclusief veiligheidsfactor 1.1) Tabel 3. Berekening maximaal toegestane stijghoogte in zandtussenlaag. Van Tot Dikte Volumieke Druk Laag (scheidende laag) [m t.o.v. NAP] [m t.o.v. NAP] [m] massa [kg/m 3 ] [kg/m 2 ] zandaanvulling zandlaag in vaart klei veen Stijghoogte Basis SDL [m t.o.v. NAP] [m t.o.v. NAP] Totaal neerwaartse druk* Totaal opwaartse druk (inclusief veiligheidsfactor 1.1) Tabel 4. Berekening dikte zandaanvulling mei 2015 INFRABD3912N004F02 9/10

10 Bijlage 3 Visuele weergave referentie uitvoeringsmethode 28 mei 2015 INFRABD3912N004F02 10/10

11

12