D7 88.08
D7 88-08
I n v e n t a r i s a t i e normen en
gedragsmodellen m . b . t .
onderhoud van
waterke-ringen en
oeverbescher-m i n g s c o n s t r u c t i e s
Onderzoek deel IC CUR Commissie A27/A28 a p r i l 1988
1. 2. 3. 4. 5. INHOUDSOPGAVE INLEIDING
1.1 Kader van de studie 1.2 Opbouw van het rapport
BEGRIPPEN 2.1 Algemeen
2.2 Falen en schade 2.3 Eisen en normen 2.4 Gedragsmodellen 2.5 Vormen van .Onderhoud 2.6 Samenvatting begrippen
OORZAKEN VAN FALEN
FAAL- EN SCHADEMECHANISMEN 4.1 Algemeen 4.2 Belasting karakteristieken 4.3 Sterkte karakteristieken 4.4 Schadegedrag RIVIERDIJKEN 5.1 Algemeen
5.2 Erosie en instabiliteit van het voorland 5.3 Erosie buitentalud
5.4 Erosie binnentalud 5.5 Interne erosie (piping) 5.6 Zetting 5.7 Vervorming 5.8 Instabiliteit buitentalud 5.8.1 Opdrukken
-fÜGRO
Blz. 1 1 2 4 4 5 6 15 20 23 25 27 27 28 29 30 32 32 33 34 36 37 39 40 40 40Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: ii
5.8.2 Locaal en overall glijvlak 41 5.9 Instabiliteit binnentalud 43 5.10 Bezwijken ten gevolge van calamiteit 44
6. ZEEDIJKEN 45 6.1 Algemeen 45 6.2 Zettingsvloeiingen 46
7. OEVERBESCHERMINGEN LANGS VAARWEGEN 48 7.1 Algemeen 48 7.2 Damwanden 50 7.2.1 Overschrijden breukmoment 50 7.2.2 Overschrijden maximale ankerkracht 51 7.2.3 Bezwijken passieve wig voor het ankerschot 52 7.2.4 Bezwijken passieve wig aan voet van de damwand 53 7.2.5 Totale instabiliteit . 54 7.2.6 Uitspoelen van grond 55 7.3 Taluds 57 7.3.1 Erosie van talud 57 7.3.2 Instabiliteit van het talud 57
7.3.3 Overige mechanismen 58
8. CONCLUSIES NAAR AANLEIDING VAN DE INVENTARISATIE 59
1. INLEIDING
1.1 Kader van de studie
In het kader van de studie van de CUR onderzoekcommissie A 28 "Normen en gedragsmodellen met betrekking tot het beheer van de infrastructuur in de waterbouw" is door Fugro Geotechniek B.V. een literatuurstudie uitgevoerd naar vigerende normen en gedragsmodellen voor het onderhoud van rivier- en zeedijken en oeverbeschermingsconstructies langs vaarwegen.
Deze literatuurstudie is een vervolg op de uitgevoerde inventarisaties van de bestaande constructietypen bij waterkeringen en oeverbeschermingen (zie G.D.
rapport CUR A28-T052 [14] en Fugro rapport CUR A28-TO63 [15]) en bouwt voort op de resultaten van-de studie "Verkenning van de beheersproblematiek bij
rivierdijken, zeedijken en oeverbeschermingsconstructies langs vaarwegen", zoals vastgelegd in het concept Sibas rapport CUR-A28-T044 [3].
Het conceptueel kader zoals in de Sibas-nota is beschreven (vormt ook de basis voor deze literatuurstudie.
Het onderhavige rapport beoogt een overzicht te geven van de bestaande normen en gedragsmodellen die van toepassing zijn op de genoemde infrastructuur.
De bevindingen van de literatuurstudie zullen tesamen met de resultaten van het door ingenieursbureau Oranjewoud B.V. uitgevoerde onderzoek naar bestaande rationele onderhoudsystemen (rapport CUR A28-T049) [2] en de door G.D., in het kader van de CUR commissie A27 "Meettechnieken en inspectiesystemen van de kwaliteitsbeoordeling van waterbouwkundige werken" uitgevoerde inventarisatie van beschikbare meettechnieken (rapport CUR A28-T042) de bouwstenen vormen voor het onderzoekprogramma '87 - '89 van de CUR commissies A27.en A28.
I
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 2
1.2 Opbouw van het rapport
De opbouw van het rapport is als volgt.
Eerst wordt in hoofdstuk 2 een aantal begrippen gedefinieerd die als uitgangspunt voor de studie dienen, te weten onderhoud, kwaliteit,
grenstoestand, faal-, bezwijkraechanisme en schade. Hieraan gerelateerd worden de begrippen eisen, normen en gedragsmodellen uitgewerkt. Voorts wordt in dit hoofdstuk aandacht geschonken aan de diverse vormen van onderhoud in relatie
tot de conditie van de constructie.
In de hele beschouwing van het rapport staat steeds centraal dat de constructie als doel heeft bepaalde functies te vervullen. Onderhoud is erop gericht het disfunctioneren van een constructie, falen genoemd, te voorkomen, of, nadat falen is opgetreden, de constructie-te herstellen. Om per constructietype het begrip falen te concretiseren is het noodzakelijk dat de relevante
grenstoestanden en faalmechanismen bekend zijn. Hiertoe zijn in hoofdstuk 3 door middel van foutenbomen de belangrijkste typen faalmechanismen van dijken en oeverbeschermingen, gerelateerd aan de betreffende sterkte-eigenschappen van de constructie en de belastingcondities, schematisch weergegeven.
In hoofdstuk 4 is voor de meest voorkomende faalmechanismen een aantal
basistypen voor het verloop van de belasting en sterkte karakteristieken als functie van de tijd weergegeven. Tevens wordt in algemene zin ingegaan op het het verloop van faalmechanismen en het schadegedrag.
Vervolgens vindt in de hoofdstukken 5, 6 en 7 een nadere uitwerking plaats van de schademechanismen voor respectievelijk de rivierdijken, de zeedijken en de oeverbeschermingen langs vaarwegen. Daarbij is kwalitatief aangegeven welke normen zowel voor ontwerp als voor onderhoud thans worden toegepast. Voor zover de literatuur deze normen niet expliciet beschrijft is overgegaan tot een
interpretatie van de literatuur.
Verder zijn ook gegevens ontleend aan de aanvullende interviews met een aantal beheerders, zoals die in het kader van de eerder genoemde Sibas-studie [3] zijn uitgevoerd.
De conclusies van de inventarisatie worden samengevat in hoofdstuk 8. De literatuurlijst tenslotte is als bijlage 12 in dit rapport opgenomen
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 4
2. BEGRIPPEN
2.1 Algemeen
In het algemeen dient een waterbouwkundige constructie gedurende de beoogde levensduur zijn functies te vervullen. Daartoe is het nodig dat de constructie goed wordt beheerd.
Overeenkomstig lit [1] en [2] wordt in dit verband onder beheer verstaan: het geheel van activiteiten, op korte, middellange en lange termijn, dat erop gericht is de bestaande infrastructuur zijn functie(s) duurzaam te laten vervullen.
Tot dit geheel van beheers-activiteiten behoren de stappen zoals die in de Sibasnota [3] in het conceptueel kader zijn aangegeven. Deze activiteiten ~ — betreffen, toegespitst op de constructie zelf, ondermeer:
- vaststellen functies
- bepaling momentane toestand - opstellen onderhoudsplan(nen)
- voorspellen toestandsverandering bij aangenomen onderhoudsplan - beoordeling gevolgen onderhoudsplan
- keuze onderhoudsplan - uitvoering onderhoudsplan
Volgens deze benadering is onderhoud een onderdeel van het beheer. Het
onderhoudsplan geeft de planning weer van de inzet aan personeel, materieel en materiaal nodig om de constructie op het gewenste kwaliteitsniveau te brengen.
2.2 Falen en schade
De kwaliteit van een constructie op een bepaald tijdstip wordt gedefinieerd als de mate waarin de constructie aan de gestelde functionele eisen voldoet
[4].
De constructie kan ruim aan deze eisen voldoen1 (voldoende kwaliteit), juist aan deze eisen voldoen (kwaliteit net voldoende) of niet aan deze eisen voldoen
(kwaliteit onvoldoende). Uitgangspunt is dat in het laatste geval ofwel onderhoudsmaatregelen worden gepleegd dan wel de functionele eisen worden herzien.
Een constructie faalt als het één van zijn functies niet meer vervult of kan vervullen [19].
De toestand-waarin een constructie juist niet-meer één van zijn functies
vervult of kan vervullen, of te wel faalt, wordt in constructieve zin aangeduid als een grenstoestand (limit-state).
De wijze waarop de constructie (of een constructieonderdeel) in de loop van de tijd overgaat van normaal functioneren naar falen noemt met een faalmechanisme. Een grenstoestand is dus altijd in samenhang met een faalmechanisme
gedefinieerd.
Er zijn twee soorten grenstoestanden te onderscheiden. Dit betreft in de eerste plaats de uiterste grenstoestanden (ultimate limit-states) waarbij op enigerlei de constructie faalt als gevolg van optredende bezwijkmechanismen in de
constructie. In de tweede plaats kunnen de bruikbaarheidsgrenstoestanden
(serviceability limit-states) worden genoemd waarbij de constructie faalt (zijn functie niet meer vervult) zonder dat de constructie zelf bezwijkt.
Voorbeelden van de eerste soort zijn bezwijkmechanismen ten gevolge van afschuivingen of interne erosie. Een voorbeeld van de tweede soort is het overlopen van een waterkering (dus het niet vervullen van zijn waterkerende functie) zonder dat de waterkering zelf bezwijkt.
Dus:
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 6
Men spreekt in het algemeen van schade aan een constructie indien door één of andere oorzaak de constructie een, meestal destructieve, wijziging ondergaat waarbij de kwaliteit vermindert. Op zichzelf hoeft echter het optreden van schade niet altijd in te houden dat de constructie ook faalt. Indien namelijk bij het ontwerp rekening is gehouden met deze schade, doordat bij aanleg een reserve aan constructieve sterkte is ingebouwd, kan deze schade acceptabel zijn. Er behoeft dan ook niet noodzakelijker wijze bij constateren van deze schade onderhoud gepleegd te worden.
Zo zal bij het verdwijnen van een beperkt aantal stenen uit een losgestorte oeverbekleding niet altijd tot herstel behoeven te worden overgegaan.
Met andere woorden:
schade / falen.
Opgemerkt wordt dat ook niet-destructieve wijzigingen tot kwaliteitsverlies en dus tot schade aan de constructie kunnen leiden. Volgens deze zienswijze wordt de kruinhoogte daling van een waterkering, als gevolg van samendrukking van de ondergrond, ook als een schadeproces aangemerkt.
2.3 Eisen en normen
Zoals reeds gesteld heeft de kwaliteit van een waterbouwkundige constructie betrekking op alle facetten die met de beoogde functie(s) van de constructie gedurende een bepaalde levensduur samenhangen, zoals: veiligheid, scheepvaart, recreatie en dergelijke.
In praktische constructieftechnische zin moeten deze primaire functionele eisen worden vertaald in meer gedetailleerde eisen die aan de betreffende
In het algemeen zijn in eisen en normen voorschriften vervat, waarmee beoogd wordt de kans op het falen van de constructie tot een voldoende laag niveau
(soms expliciet geformuleerd) te reduceren. Deze gedetailleerde voorschriften moeten voldoende uitgangspunten bieden om de constructieonderdelen te kunnen dimensioneren. In geval deze kansen expliciet zijn geformuleerd spreekt men van de faalkans van een constructie.
De eis die aan de constructie wordt gesteld, wordt dan eveneens uitgedrukt in termen van een maximaal toelaatbare faalkans. De constructie voldoet volgens deze benadering niet aan de eis indien de actuele faalkans groter is dan de toelaatbare faalkans.
\Bij nadere beschouwing van de begrippen eisen en normen in relatie tot het \beheer van de waterbouwkundige constructies komt een viertal aspecten naar
•yT. abstractieniveau normen en ei~s~é"n~.
Het is de opdrachtgever, in casu voor de natte infrastructuur vrijwel altijd een overheidsinstantie, die uiteindelijk de primaire functieeisen bepaalt. Het vaststellen, van deze eisen, vaak voortkomend uit een compromis tussen diverse wenselijke functies, is een beleidsbeslissing. De primaire eisen zullen in het algemeen op een hoog abstractieniveau geformuleerd worden. Voorbeelden zijn:
- veiligheid zeewaterkering moet voldoen aan de Deltawet;
- de oeverbeschermingsconstructie langs een vaarweg moet zodanig zijn dat: • geen hinder voor de scheepvaart kan ontstaan;
• geen noemenswaardige afkalving van de oever optreedt (i.v.m. landverlies); • oeverrecreatie mogelijk is;
• op de nabij gelegen weg het verkeer geen hinder ondervindt (door verzakkingen e.d.) ;
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 8
De kunst is om dergelijke abstracte eisen te vertalen in concrete technische normen gericht op constructie kenmerken. Hierbij is de rol van de technici onontbeerlijk.
Voor wat betreft de hoofdfunctie waterkeren (veiligheid met het oog op inundatie) is deze vertaling voor een aantal typen waterkeringen en
constructieonderdelen vastgelegd in TAW-leidraden (zie literatuur [7] t/m [11]). Feitelijk bevatten de TAW-leidraden een uitwerking van de primaire eis: dat de waterkering een voldoende veiligheid moet hebben bij een stormvloedstand
(danwei rivierafvoer) met een vastgestelde overschrijdingsfrequentie (deze frequentie varieert van 1/1250 tot 1/10.000 per jaar afhankelijk van de aard van de bedreiging en de waarde van het potentiële inundatiegebied).
Hoewel de leidraden in wettelijke zin niet als norm (volgens NNI standaards) kunnen worden aangemerkt blijken deze in de praktijk wel vaak als
toetsingskader te worden gehanteerd. . . .____•...
Bij de in de leidraden uitgewerkte normen kunnen verschillende abstractie-niveaus worden onderscheiden. Het meest concreet zijn de normen die eenduidig een eis stellen aan een direct meetbaar toestandskenmerk van de constructie. Een sprekend voorbeeld hiervan is de kruinhoogte die een dijk minimaal moet hebben, opdat de faalkans als gevolg van overloop en overslag voldoende -laag is.
In de tweede plaats komen normen voor waarbij gerelateerd wordt aan minimaal vereiste veiligheidscoëfficienten (b.v. met betrekking tot de grondmechanische stabiliteit) en aan ontwerpregels (b.v. het voldoen aan bepaalde
filter-criteria). De hierbij behorende berekeningsmethoden voor de bepaling van de belasting op en de sterkte van de constructie worden daarbij tevens vastgelegd.
In de derde plaats kan ten aanzien van de waterkeringen worden geconstateerd dat bij de uitwerking van de abstracte veiligheidsnorm het begrip faalkans steeds frequenter gehanteerd wordt. De faalkans is de kans dat de constructie faalt (zijn functie verliest) en is gelijk aan de kans dat een grenstoestand optreedt. Door eisen te stellen aan de maximaal toelaatbare faalkansen per grenstoestand verkrijgt men concrete toetsingscriteria.
Tenslotte bevatten de leidraden een aantal min of meer "grijze" normen, die meer het karakter hebben van aanbevelingen of aandachtspunten.
Dit geldt ondermeer voor een aantal "black box" faalmechanismen (b.v. een grasmat moet deugdelijk zijn uit oogpunt van erosiebestendigheid) en
faalmechanismen veroorzaakt door bijzondere belastingen als drijvend vuil, scheepaanvaring, kruiend ijs, recreatie e.d. (b.v.: een bekleding mag niet te gemakkelijk door vandalisme kunnen worden beschadigd) ...In^bij.lage 1 is ter , illustratie een overzicht gegeven van de ontwerpeisen van cementbetonnen dijkbekledingen [8] afgestemd op de functies van de constructie, de uitvoeringstechniek, het beheer- en onderhoud en eventuele bijzondere omstandigheden.
Voor wat betreft de vertaling van de overige hoofdfuncties (zoals waterhuishouding, scheepvaart, recreatie, natuur en landschap) naar
constructieftechnische normen is veel minder concreet vastgelegd. Er zijn slechts publicaties beschikbaar (o.a. [1]), waarin ontwerpregels worden aanbevolen voor bepaalde constructieonderdelen./Met name bij de
oeverbeschermingen langs vaarwegen, waar het veiligheidsaspect inundatie als zodanig meestal geen rol speelt, is een groot tekort aan normen (zowel voor het ontwerp als voor het onderhoud).
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 10
b. Relatie ontverpnormen met onderhoudsnormen
Bij een goede aanpak zou reeds in het ontwerpstadium van een constructie ook c onderhoudsfase moeten worden betrokken. Een van de ontwerpuitgangspunten zou moeten zijn om de totale kosten van aanleg èn onderhoud te minimaliseren. Bij de oplevering van een waterbouwkundig werk zou, evenals dit bijvoorbeeld bij d levering van een nieuwe auto het geval is, tevens een onderhoudsplan moeten worden bijgeleverd. In zo'n geval zou men, theoretisch gezien, geen onderschei hoeven te maken in ontwerpnormen enerzijds en onderhoudsnormen anderzijds. Immers het onderhoud is er dan uitsluitend op gericht om aan de ontwerpeisen t blijven voldoen.
De praktijk leert evenwel dat er van de bestaande infrastructuur in vele gevallen de ontwerpeisen niet of onvolledig bekend zijn. _Di.t.._.ge.ldt_in_nog sterkere mate voor de koppeling van het ontwerp met het onderhoud.
Enerzijds heeft dit te maken met de in het verleden vaak ambachtelijke aanpak tijdens het ontwerpstadium en anderzijds met de financieringsstructuur voor de natte infrastructuur. In het algemeen zijn namelijk de lagere beheersorganen grotendeels belast met de financiering van het onderhoud, terwijl de
aanlegkosten sterk door subsidies van de hogere overheidsorganen zijn gedekt. Voorzover de kosten van aanleg enerzijds en onderhoud anderzijds uit
verschillende bronnen worden gefinancieerd, kan dit derhalve tot belangentegenstellingen tussen de ontwerpers en de beheerders leiden.
Opgemerkt wordt dat voor wat betreft de hoofdwaterkeringen met het verschijnen van de diverse TAW-leidraden duidelijk verbetering is aangebracht in met name het formuleren van de ontwerpeisen en normen.
In praktische zin impliceert een en ander het probleem dat voor het onderhoud, de eisen en normen alsnog achteraf geformuleerd moeten worden. Voor de oever-beschermingsconstructies langs vaarwegen kan het daartoe zelfs nodig zijn om ook de ontwerpnormen achteraf te moeten opstellen.
Een tweede probleem bij de relatie tussen ontwerpnorm en onderhoudsnorm is dat de vigerende ontwerpnormen, voor zover ze er zijn, voornamelijk betrekking hebben op de constructieve eisen direct na oplevering. Dat wil zeggen van de "onbeschadigde" constructie. Het strikt hanteren van deze ontwerpnormen in de beheersfase leidt in de praktijk al snel tot de conclusie dat de actuele
constructie niet in alle opzichten aan de ontwerpnormen voldoet. Zo kan al, een zeer kleine beschadiging van een taludbekleding tot een overschrijding van de norm leiden. Zoals in de vorige paragraaf is aangegeven zullen in het algemeen deze geringe schades niet direct tot falen oftewel het niet voldoen aan
functie-eisen hoeven te leiden. Met andere woorden dergelijke "schades" kunnen in principe acceptabel zijn. Inzicht in de risico's gerelateerd aan de
mogelijke schadeontwikkeling is dan nodig om de ontwerpnormen in realistische onderhoudsnorm te vertalen.
Er is nog een derde reden waarom sommige onderhoudsnormen kunnen afwijken van ontwerpnormen. Bij het bepalen van de veiligheidsmarges in het ontwerp behoort rekening te worden gehouden met een groot aantal onzekerheden met betrekking tot de toekomstige kwaliteit van de constructie. Dit is onder andere
afhankelijk van de variatie in eigenschappen van de funderingsgrondslag en de constructiematerialen, de kwaliteit van de uitvoering, het mogelijk optreden van toekomstige belastingen en de beperkte fysische kennis over de
faalmechanismen.
Echter tijdens de beheersfase kan extra ervaring worden opgedaan over hoe de constructie zich in de praktijk gedraagt. Uit deze ervaring kan bijvoorbeeld blijken dat de gemiddelde kwaliteit van de constructie in werkelijkheid hoger
(of lager) is dan in het ontwerp is verondersteld. Ook zou kunnen blijken dat het veronderstelde schadeverloop van bepaalde faalmechanismen gunstiger/ ongunstiger is dan oorspronkelijk gedacht.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 12
Dit soort extra informatie geven kan aanleiding zijn om onderhoudsnormen aan te passen ten opzichte van de ontwerpnormen. Zo kan een oorspronkelijk minimaal vereiste stabiliteitsfactor van 1,3 of een minimaal vereiste laagdikte van een bekledingslaag van een constructie mogelijkerwijze worden aangepast.
Opgemerkt wordt dat normen uitgedrukt in termen van faalkansen (=kans dat een constructie faalt) in het algemeen niet behoeven te worden bijgesteld op grond van aanvullende informatie tijdens de gebruiksfase van een constructie. In dat geval blijft de faalkansnorm zelf ongewijzigd, en verandert slechts de
schatting over de actuele faalkans (ofwel de kwaliteit) van de constructie. Het effect van de extra informatie is uiteraard ook voor dergelijk geformuleerde normstellingen dat later of eerder onderhoudsmaatregelen moeten worden genomen dan was voorzien.
c. Tijdschaal, eisen en normen
Een eis of norm schrijft de minimale waarde voor van een kwaliteitskenmerk van een constructie en is als zodanig onafhankelijk van de tijd. Dit betekent dat voor de beschouwde onderhoudsplanperiode de eis of norm een vast gegeven is. De
toestand en daarmee de kwaliteitskenmerken van de constructie zijn echter wel tijdsafhankelijk.
Opgemerkt wordt dat de norm of het kwaliteitskenmerk als zodanig wel in termen met een tijdsdimensie uitgedrukt kunnen zijn (b.v. vereiste faalkans per jaar).
d. Additionele onderhoudsnormen
Afgezien van het bereiken van de ontwerp- en onderhoudsnormen, die rechtstreeks gerelateerd zijn aan de functionele eisen, kunnen om een tweetal redenen
indirect normen worden afgeleid op basis waarvan al eerder tot onderhoudsmaatregelen wordt besloten.
In de eerste plaats hangt dit samen met het economische aspect van de
onderhoudsplanning. Het kan namelijk in bepaalde gevallen wenselijk zijn uit oogpunt van kostenoptimalisatie om kleine schades eerder te herstellen (ter voorkoming van grotere schade) al voordat de "harde" norm ten aanzien van de functionele eis is bereikt.
In de praktijk van de waterkeringbeheerders is het in dit verband gebruikelijk dat bij constatering van zeer geringe schade aan een steenzetting (b.v. één steen eruit) onmiddellijk tot herstel wordt overgegaan, hoewel de beheerder best de mening toegedaan kan zijn dat de dijk ook zonder herstel in staat is de maatgevende waterstanden te keren.
Dit economisch aspect, waaraan een risico analytische denkwijze ten grondslag ligt, blijkt in het algemeen, ook bij de beheerders van oeverbeschermingen langs vaarwegen, een essentiële rol te spelen.
In de tweede plaats kan het nodig zijn al enige tijd voordat de constructie de minimum eis bereikt tot onderhoudsmaatregelen over te gaan in verband met de benodigde mobilisatietijd (At) om het onderhoud ook te kunnen uitvoeren [2]. Afhankelijk van de snelheid van de schadeontwikkeling (afname kwaliteit als functie van de tijd) wordt bij een verschillende toestand van de constructie tot onderhoud overgegaan.
In het algemeen geldt dat hoe sneller het schadebeeld zich zal ontwikkelen, des te eerder men de onderhoudsmaatregel zal moeten uitvoeren. Dit blijkt uit
figuur 1, waarbij het zich langzaam ontwikkelde schadebeeld 2 pas.bij conditie Cx behoeft te worden ingegrepen, terwijl bij het sneller verlopend schadebeeld
Opdr. N r . : D-0470 B l z . : 14
t
CC i bl Ë 1 1 < ' < II E 1 Q Z O o Co* i "" """^^
\
» \
« At +-f ^ ^ ^ ^ Cnorm « At » ^" \ TIJD Schade beeld 1 Schade beeld 2Mobilisatie tijd onderhoud Tijdstip van uitvoering onderhoud
Fig. 1 Conditie van de constructie C ten tijde van aanvang onderhoudsmaatregel in verband met mobilisatietijd At voor een tweetal schadebeelden.
2.4 Gedragsmodellen
Onder een gedragsmodel wordt verstaan een mathematisch model waarmee de verandering van de kwaliteit van de constructie als functie van de tijd
beschreven kan worden. Met behulp van een gedragsmodel kan dus het toekomstig verloop van het schadebeeld worden beschreven en kan de tijdsduur worden
bepaald dat de schade een bepaald normniveau zal overschrijden. Deze tijdsduur wordt ook wel aangeduid als de restlevensduur.
Zoals in figuur 2 is weergegeven is het gebruik van gedragsmodellen
rechtstreeks gerelateerd aan de van de hoofdfuncties afgeleide grenstoestanden of faalmechanismen.
METING ACTUELE WAARDE VAN TIJDSAFHANKELIJK
PARAMETER?-WAARDEN VAN VASTE (NIETTIJOSAFH.I
PARAMETERS
GRENSTOESTANDS FUNCTIE
SCHATTING TOEKOMSTIGE WAARDEN VAN
TIJDS-AFHANKLIJKE PARA-METERS <illl GEDRAGSMODEL HOOFDFUNCTIES CONSTRUCTIE GRENSTOESTANDEN FAAL MECHANISMEN DEFINITIE TOESTANDSKENMERKEN WAARDE TOESTANDSKENMERK OPt<, PROGNOSE WAARDE TOESTANDSKENMERK I3(tl BEREKENING FAAL KANS INDE PLAN
PERIODE l<(0
Figuur 2. Schema voorspelling toestandsverandering van een constructie met behulp van gedragsmodellen.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 16
Tabel 1 Voorbeelden van voorspelling toestandsverandering met behulp van gedragsmodellen voor een viertal faalmechanismen.
Faalmechanisme: Toestands-kenmerk Te meten : variabele parameters Vaste para- : meters Grenstoe- : standsfuncties Schatting : tijdsafh. parameters Gedragsmodel : Grondmechanische stabiliteit onderwater- stabiliteits-factor talud FS volgens Bishop (glijcirkel) Taludhelling a (to) door erosie o.f.1. *)1 water-standen en stroom grondeigenschap-pen (sterkte, gewicht) FS-Bishop FS - 1 = 0 Ontgrondings-model a(t) Bishop met a (t) FS (t) Overlopen kruin van dijk Kruinhoogte h h (to) waterspanningen ondergrond ü(to) o.f.1. water-standen en golven consolidatie eigenschappen ondergrond n.v.t. Consolidatie theorie Terzaghi h (t) Erosie toplaag taludbekleding steen Dikte toplaag d d (to) o.f.1. water-standen en golven gewicht en afmetingen toplaag d - d0 = 0 n.v.t. Empirische extrapolatie d (t) Piping bij rivierdijk Hoeveel-heid zand-transport s s (to) en watersp. u (to) o.f.1. waterst. + duur hoogwaters o.a. door-latendheid ondergrond sQ-s= 0 n.v.t. Piping transport-model s (t) *)1 o.f.1. = overschrijdingsfrequentielijnen *)2 index 0 duidt de normwaarde aan.
Voorwaarde van het gebruik van gedragsmodellen is dat een aantal kenmerken (conditie parameters of schadebeelden) van de constructie kan worden
gedefinieerd ,die een goede maat vormen voor de kwaliteit van de constructie. In tabel 1 is om de gedachten te bepalen voor een viertal faalmechanismen aangegeven welk kwaliteitskenmerk het betreffende mechanisme representeert en welke(tijdsafhankelijke) parameters en modellen het gedrag in de tijd van. dit kwaliteitskenmerk beschrijven.
Het brede scala van gedragsmodellen, waarvan de algemeen grafische weergave in fig. 3A is gegeven, kan vanuit diverse invalshoeken in verschillende soorten worden ingedeeld. Genoemd wordt de indeling vanuit de volgende oogpunten:
afhankelijkheid van metingen tijdens de gebruiksfase (zie fig. 3B) - theoretische_grondslag (empirisch versus, theoretisch)
- belastingsafhankelijkheid
- dimensie (absoluut of dimensieloos; zie fig. 3C) - universaliteit (universeel of locatiegebonden)
- discretie niveau (continu versus discreet; zie fig. 3D) - probabilistisch niveau (deterministisch versus stochastisch;
zie fig. 3E, F, G)
Volledigheidshalve wordt opgemerkt dat, hoewel het gedragsmodel zelf
onafhankelijk van de inspectieresultaten in de gebruiksfase kan zijn, de waarde van de parameters die als invoer van het gedragsmodel gelden wel afhankelijk van de meetresultaten zijn en derhalve de uitkomst van het gedragsmodel eveneens.
Het moge duidelijk zijn dat het meest ideale gedragsmodel bij voorkeur gerela-teerd is aan direct waarneembare (uiterlijke) constructiekenmerken, niet loca-tie gebonden (en dus uitsluitend construcloca-tietype afhankelijk) en weinig sprei-ding vertoont. De in de wegenbouw toegepaste (veelal uitgedrukt in dimensieloze parameters) gedragsmodellen voor o.a. textuur, spoorvorming en rafeling blijken deze situatie enigszins te benaderen. Al deze modellen betreffen feitelijk verouderingsmodellen onder invloed van min of meer duurbelastingen.
O p d r . N r . : D - 0 4 7 0 B l z . : 1 8 Th Gedragsmodel algemeen c ~ conditie parameter i = tijd T - rest levensduur • » meting Extrapolatie model meetresultaten (black - box) Dtmensieloos model meting c (t) en t geeft T t/T *-c norm ••"//<//A ./////A goed matig - Hecht Discreet gedragsmodel (deterministisch) t, t2 Probabilistisch gedragsmodel beschrijft kans op conditie c op tijdstip t /i = gemiddelde o = spreiding
Probabilistisch gedragsmodel beschrijft kans van tijdstip t dat Cnorm overschreden wordt
G
Discreet gedragsmodel (probabilistisch)
- kans dat toestand a overgaat naar toestand b i n tijdstip At [12]
Voor de waterbouwinfrastructuur daarentegen, zijn gedragsmodellen in dergelijke eenvoudige vorm niet beschikbaar. Het grote aantal, min of meer locatie
gebonden belasting-, sterkte- en geometrie parameters dat bij de verschillende waterbouwkundige constructies het gedrag van de, in fysische zin
complexe,faalmechanismen bepaalt is hier debet aan. Ook het feit dat
waterbouwkundige constructies behalve tegen duurbelastingen bestand moet zijn tegen extreme belastingen (waarvan geen of vrijwel geen meetgegevens uit de gebruiksfase geschikbaar zijn) is een complicerende factor.
In praktijk zal per geval bezien moeten worden welk soort gedragsmodel het beste gehanteerd kan worden.
Gelet op de talrijke onzekerheidsbronnen, waarmee met de voorspelling van het toekomstig gedrag van de waterbouwkundige constructie rekening moet worden gehouden, lijkt de toepassing van probabilistische gedragsmodellen voordelen te bieden. Bovendien hebben probabilistische technieken als extra voordeel dat deze direct gebruikt kunnen worden bij risico-analytische beschouwingen. Bij deze laatste beschouwingen worden ook de gevolgen van het overschrijden van een grenstoestand beschouwd.
Opgemerkt wordt dat het werkelijk gedrag van een constructie vaak niet door het gedragsmodel van één enkel faalmechanisme kan worden beschreven. In de praktijk zullen diverse faalmechanismen elkaar onderling kunnen beïnvloeden, zodat een veel complexer gedrag ontstaat. Zo zal scheurvorming in een ondoorlatende bekledingslaag ook gevolgen kunnen hebben van de waterspanningen in het dijklichaam en daarmee ook de grondmechnische taludstabiliteit beïnvloeden. In het onderhavige rapport is de inventarisatie van normen en gedragsmodellen evenwel om practische redenen beperkt tot de inleidende faalmechanismen. Indien deze voldoende bekend zijn kan in tweede instantie ook aandacht besteed worden aan de interactie tussen deze mechanismen.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 20
2.5 Vormen van Onderhoud
Onderhoud kan plaatsvinden in verschillende vormen. Voor de nadere bespreking van de normen en gedragsmodellen heeft het zin de onderhoudsvorm te scheiden i
[13]: onderhoud -[ correctief - storingsafhankelijk - gebruiksafhankelijk [ preventief [ [- toestandsafhankelijk
Bij storingsafhankelijk onderhoud wordt pas onderhoud gepleegd, nadat de storing of te wel falen is opgetreden. Dit betekent, dat onderhoud wordt uitgevoerd, wanneer de constructie, óf een bepaald onderdeel van een J constructie, zijn beoogde functie(s) niet meer kan vervullen.
Bij gebruiksafhankelijk onderhoud wordt de constructie na zekere gebruikseen-heden (bijvoorbeeld uren, jaren, km-stand, scheepspassages en dergelijke) onderhouden. De tijdsperiode of de andere gebruiksgrootheid wordt hierbij zo geoptimaliseerd, dat de kostenbesparing ten gevolge van uitgesteld onderhoud gelijk is aan de extra kosten die voortvloeien uit de toename van het risico van eventuele gevolgschade.
Toestandsafhankelijk onderhoud is erop gebaseerd, dat de toestand van een con structie na een zeker tijdsinterval door middel van inspectie opnieuw wordt vastgesteld.
Tot onderhoud wordt besloten, wanneer een conditieparameter een bepaalde norm waarde over- dan wel onderschrijdt.
Welke vorm van onderhoud men per geval moet kiezen, zou gebaseerd moeten zijn op de laagste kosten op jaarbasis. Hierbij dienen als bijdrage in de kosten te worden meegenomen: de herstel- of vervangingskosten van de constructie, de inspectiekosten en de gevolgschadekosten bij falen.
Onzekerheidsbronnen die hierbij in de beschouwing betrokken moeten worden zijn: • Spreiding in de schatting van waarmee het tijdstip van falen kan worden
bepaald.
• Meetbaarheid van de conditieparameters.
Reij en Van der Toorn [13] geven het volgende beslisschema (zie figuur 4 ) :
meetbaarheid j s | e c h t f pas \
van L- »i ontwerp • |___ conditie .. I V aan! . / ! klein storingsafhankelijk onderhoud j groot gebruiksafhankelijk onderhoud goed toestandsafhankelijk onderhoud
Fig. 4 Beslisschema voor bepaling van de meest wenselijke onderhoudsvorm.
Bij waterkeringen en oeverbeschermingsconstructies langs vaarwegen kunnen alle drie de vormen van onderhoud voorkomen. Voorbeelden zijn:
• Storingsafhankelijk onderhoud - Herstel van schade aan een
damwandconstructie ontstaan door scheepsaanvaring.
- Vervangen van enkele uitgelichte
bekledingselementen (b.v. betonblokken) van het buitentalud van een dijk.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 22
• Gebruiksafhankelijk onderhoud - Controleren van houten damwandplanken 5 jaar na aanleg op rottingsverschijnselen, waarbij, bekend is, dat bezwijken pas
op-treedt na een gemiddelde periode van 10 jaar.
- periodiek onderhoud, zoals het jaarlijks maaien van gras op de dijk.
• Toestandsafhankelijk onderhoud- Periodiek meten van de kruinhoogte van een dijk en besluiten tot dijkverhoging, indie de kruinhoogte beneden een bepaalde waarde daalt.
In de onderhavige nota zullen bij de verdere uitwerking van de
2.6 Samenvatting constructief technische begrippen
Onderhoud Technische maatregelen (inzet personeel, materieel,
materiaal) om functievervulling van de constructie gedurende de levensduur mogelijk te maken.
Soorten onderhoud: - storingsafhankelijk - gebruiksafhankelijk - toestandsafhankelijk.
Functie Taak die door de constructie moet worden gerealiseerd (b.v. beschermen tegen erosie of het keren van water.
•—Grenstoestand : Toestand waarin de constructie juist niet meer één van zijn-functies vervult of kan vervullen. In deze toestand is de sterkte van de constructie gelijk aan de belasting op de constructie.
Soorten grenstoestanden:
- uiterste grenstoestanden (bezwijken)
- bruikbaarheidsgrenstoestanden (falen anders dan bezwijken)
• Faalmechanisme : Wijze waarop constructie (onderdeel) in de loop van de tijd overgaat van normaal functioneren naar falen.
Falen : De toestanden waarin de constructie zijn functies niet vervult of kan vervullen.
Bezwijken : Bijzondere vorm van falen waarbij in de constructie een vorm van destructieve schade (een bezwijkmechnisme) optreedt.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 24
Functionele eis: Voorschrift opdat faalkans van de constructie voldoende klein is. Eis kan geformuleerd zijn op verschillende abstractieniveaus.
(voorschrift: Pfactueel < Pfeis)
Norm : Geconcretiseerde functionele eis, toegespitst op een of meer kwaliteitskenmerken van de constructie.
• Kwaliteit : Mate waarin de constructie aan de functionele eisen voldoet.
Kwaliteitsken- : Fysische eigenschap van de constructie die representatief is merk voor een of meer faalmechanismen en gerelateerd is aan een
schadebeeld. Ook aangeduid als: conditieparameter. '
Schademechanis-: Fysisch proces dat de achteruitgang in kwaliteit van de me constructie bepaalt.
Grenstoestands-: Mathematische beschrijving van de grenstoestand als functie functie van één of meer fysische eigenschappen van de constructie en de daarop uitgeoefende belastingen.
Gedragsmodel : Mathematisch model waarmee de tijdsafhankelijke ontwikkeling van een constructiekenmerk, of te wel van het
3. OORZAKEN VAN FALEN
In de literatuurstudie, die zich primair richt op de bestaande infrastructuur, is als uitgangspunt aangenomen, dat het oorspronkelijke ontwerp en de
gerealiseerde uitvoering van de constructie juist was.
Eventueel falen van de bestaande constructie is dan te wijten aan:
- Teruggang in sterkte van de constructie(onderdelen) door beperkte
duurzaamheid onder invloed van mechanische, chemische en klimatologische invloeden.
- Het optreden van belastingen, die vanwege het bijzondere karakter en de zeer lage kans op voorkomen niet zijn beschouwd in het ontwerp.
In bijlagen 2 fe-/m-4 zijn foutenbpmen_opgenomen, die de factoren weergeven, die van invloed zijn op het falen van een waterkering,o-f—een
oeverbescher-mingsconstructie
Bijlagen 2 en 3 zijn van toepassing op rivierdijken, zeedijken en ta-ludconstructies^tangs—kanalen.
De belangrijkste soorten faalmechanismen die bij elk van deze waterbouwkundige constructies kunnen voorkomen zijn:
• Erosie van de bekledingslaag.
• Verlies van grondmechanische stabiliteit. • Interne erosie.
• Overloop en overslag.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 26
Falen ten gevolge van erosie en instabiliteit is weergegeven in de foutenbomen van respectievelijk bijlagen 2 en 3. Falen ten gevolge van overslag en overloop
is meestal een gevolg van een te lage kruinhoogte. Overslag en overloop zijn beschreven bij de analyse van erosie van het binnentalud in bijlage 3.
Bij het beschouwen van erosie wordt onderscheid gemaakt in erosie van buitenta-lud, binnentalud en interne erosie. Steeds is onderscheid gemaakt tussen
"belasting" (veelal golf- en stromingskrachten) en "sterkte" (weerstand tegen de belasting).
Bij binnen- en buitentalud is onderscheid gemaakt tussen erosie van de
bekleding en geotechnische instabiliteit van de bekleding. Tenslotte worden, afhankelijk van het type materiaal, vier soorten bekledingen beschouwd, te weten grasmat, natuursteen-bekleding, cementbetonnen-bekleding en bitumen-bekleding. . . .. _ . _
Een identieke methode van analyse is gevolgd voor de stabiliteit (bijlage 3 ) .
/Bij lage'4 geeft een foutenboom voor een damwandconstructie. Hier wordt onder-/ scheid gemaakt tussen erosie door de damwand, erosie onder de damwand en ver-( n l a a t s e n van de damwand in de richting van de vaargeul.
( Een naaere uitwerking van de hiervoor genoemde faalmechanismen vindt plaats in ' de'volgende hoofdstukken.
4. FAAL- EN SCHADEMECHANISMEN
4.1 Algemeen
Zoals uiteengezet in hoofdstuk 3 zijn bij het opzetten van de foutenbomen in bijlagen 2, 3 en 4 steeds belastingcomponenten tegenover sterktecomponenten weergegeven. Deze weergave is bedoeld om het evenwicht tussen deze twee
grootheden, dat minimaal benodigd is voor het functioneren van de constructie, te accentueren. Bovendien wordt hiermee duidelijk onderscheid gemaakt tussen de eigenschappen van de constructie zelf (de inwendige of sterktefactoren), die men door middel van onderhoud in goede staat kan houden en uitwendige
(belastings)factoren, waarop men veel minder invloed kan uitoefenen.
Belasting en "sterkte kunnen beiden variëren in de tijd.
Wanneer op een zeker tijdstip de belasting de sterkte in grootte overtreft, zal vrijwel altijd een schademechanisme optreden.
Het schadepatroon, zoals beschreven door een gedragsmodel, is dan afhankelijk van het belastings- en sterkteverloop van de constructie in de tijd.
In het vervolg van dit hoofdstuk wordt nader ingegaan op achtereenvolgens: belastingspatronen, sterktepatronen, faalmechanismen en schadepatronen.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 28
4.2 Belasting karakteristieken
Aan de hand van de foutenboom zijn voor de verschillende belastingen
karakteristieken in de tijd opgesteld. Deze zijn weergegeven in bijlage 5 (BI tot B 5 ) .
Belasting karakteristiek BI is kenmerkend voor een duurbelasting die nagenoeg constant is in de beschouwde onderhoudsplan periode. Gedacht wordt aan de waterstand in een kanaal of het eigengewicht van een dijk.
Belasting B2 van het type extreme belasting geeft een belastingsverloop (waterstand) voor een bovenrivier weer, waar perioden van hoog en laag water elkaar afwisselen. De duur van een hoogwatergolf ligt in de orde van dagen tot "enkele weken.
Belasting B3 is een andere vorm van het type extreme belasting en betreft een voorbeeld van waterstandsverhoging (windopzet) ten gevolge van storm. Eenzelfde patroon kan ontstaan voor de grootte van de golfbelasting (uitgedrukt in
bijvoorbeeld Hs) op dijken. De periode van de windopzet ligt in de orde van enkele dagen, terwijl de periode van de golfaanval per getroffen bekledingsop-pervlak in de orde van orde uren ligt.
De periode van de windgolven zelf ligt hierbij in de orde van seconden.
Opgemerkt wordt, dat het mogelijk optreden van de belastingen van het type B2 en B3 in het algemeen door overschrijdingsfrequentie-lijnen beschreven worden. Daarbij neemt de optredingsfrequentie (meestal uitgedrukt in aantallen per jaar) af naarmate het belastingsniveau toeneemt.
Als typisch voorbeeld voor een duurbelasting met de karakteristiek B4 kan de getijbeweging worden genoemd. De periode bedraagt orde uren.
Een andere vorm van duurbelasting is de belasting door scheepvaart-passages in een vaartweg en kan per passage worden gekarakteriseerd door scheepsgolven met periode in de orde van seconden (belasting B 5 ) .
Tenslotte is een bijzondere vorm van extreme belasting aangegeven (karakteris-tiek B 6 ) , namelijk de belasting ten gevolge van een calamiteit.
De duur van de belasting is meestal niet bekend, evenals het verloop in de tijd.
Tenslotte kan worden opgemerkt, dat een constructie(onderdeel) ook aan een combinatie van belasting karakteristieken kan zijn blootgesteld.
4.3 Sterkte karakteristieken
In bijlage 6 zijn verschillende sterkte karakteristieken in de tijd weergegeven (SI tot S 4 ) .
Sterkte SI geeft een geleidelijke toenemende sterkte in de tijd aan, die assymptotisch verloopt tot een bepaalde eindwaarde.
Dit patroon is kenmerkend voor bijvoorbeeld de stabiliteit van een talud, waarbij de schuifweerstand ten gevolge van consolidatie in de tijd toeneemt.
Een constante sterkte (S2) is kenmerkend voor de situatie, waarbij de
constructie-eigenschappen bestendig (duurzaam) zijn, dat wil zeggen niet onder-hevig aan verzwakking door mechanische, chemische of klimatologische invloeden. Voorbeelden zijn: korrelverdeling van natuurlijke granulaire filters, eigen gewicht van de constructie en de stabiliteit van een ophoging op niet
samendrukbare ondergrond. In het algemeen zal de sterkte pas bij overschrijden door de belasting afnemen.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 30
Een lineair of enigszins progressief afnemend sterktepatroon, zoals weergegeven door sterkte S3, is kenmerkend voor typische verouderingsmechanismen.
Voorbeelden hiervan zijn corrosie van stalen of rot van houten damwandplanken en slijtage van de oppervlakte van de bekleding door de schurende werking van water vermengd met zand of grind.
Belasting S4 geeft een niet-lineaire (assymptotische) afname van de sterkte totdat een zeker eindniveau is bereikt.
Dit patroon is kenmerkend voor de zetting van een dijklichaam (verloop van de kruinhoogte in de tijd) als gevolg van consolidatie van de ondergrond.
Sterkte S5 tenslotte geeft het patroon voor een steeds snellere (progressieve) afname van de sterkte. Deze karakteristiek doet zich voor bij erosie, namelijk wanneer onderlagen van de bekleding, die minder tegen erosie zijn bestemd dan
de bovenlagen, worden aangetast.
4.4 Schadegedrag
Wanneer de belasting op een constructie(onderdeel) groter is dan zijn sterkte, zal in het algemeen schade optreden. Per faalmechanisme kan uit de combinatie van de belasting karakteristiek en de sterkte karakteristiek een beeld worden verkregen over het schadegedrag.
In hoofdstukken 5, 6 en 7 wordt het schadegedrag voor een aantal bezwijkmecha-nismen in detail besproken voor respectievelijk de rivierdijken, zeedijken en oeverbeschermingsconstructies langs vaarwegen.
Deze analyse is voornamelijk kwalitatief en waar mogelijk kwantitatief. De resultaten ervan zijn weergegeven in tabelvorm (bijlagen 7-11).
De volgende aspecten van het schadegedrag zijn belicht:
• Illustratie van het mechanisme.
• Ongunstigste waterstand, waarbij het mechanisme het eerst optreedt (H= hoogwater, L= laagwater).
• Belastingskarakteristiek (volgens hoofdstuk 4.2). • Sterkte karakteristiek (volgens hoofdstuk 4.3). • Kwalitatief verloop van de schade in de tijd. • Oorzaken, waardoor het mechanisme kan ontstaan.
Deze oorzaken zijn afgeleid van de foutenbomen (bijlage 2 t/m 4 ) . • Ontwerpnorm, dat wil zeggen de eisen waaraan het ontwerp van de
constructie moet voldoen. Voor wat betreft de waterkeringen zijn deze ontwerpnormen afgeleide normen van de hoofdfunctie beveiliging tegen^ overstroming.
• Controle/inspectie. In deze kolom zijn aangegeven de onderdelen van de constructie, die gecontroleerd of geïnspecteerd moeten worden, teneinde tijdig onderhoud te kunnen plegen.
• Normen voor onderhoud.
De grenswaarde voor een bepaald te inspecteren constructiekenmerk (bij-voorbeeld kruinhoogte), waarbij tot het plegen van onderhoud moet worden overgegaan. Deze grenswaarde is voornamelijk in kwalitatieve zin
beschreven. Een kwantitatieve invulling van de grenswaarden was in vele gevallen niet mogelijk, gezien de praktijk, waarbij de onderhoudsnorm veelal op ervaring is gebaseerd.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 32
5. RIVIERDIJKEN
5.1 Algemeen
Bijlagen 7 t/m 9 laten de schademechanismen zien, die voor rivierdijken van belang zijn. Deze zijn:
erosie en instabiliteit voorland erosie buitentalud erosie binnentalud interne erosie zetting -vervorming — — instabiliteit buitentalud instabiliteit binnentalud
bezwijken ten gevolge van calamiteit.
(paragraaf 5.2) (paragraaf 5.3) (paragraaf 5.4) (paragraaf 5.5) (paragraaf 5.6) (paragraaf 5 v?)"" (paragraaf 5.8) (paragraaf 5.9) (paragraaf 5.10)
Deze schademechanismen zullen aan de hand van de bijlagen worden besproken.
Ten aanzien van de ontwerp- en onderhoudsnormen kan in algemene zin worden gesteld dat deze afgeleid zijn van de primaire functie-eis dat de rivierdijk een maatgevende rivierafvoer met vastgestelde overschrijdingsfrequentie moet kunnen keren. De bij deze rivierafvoer berekende waterstand (maatgevend hoogwaterlijn MHW) vormt een basisgegeven voor de dimensionering van de
con-structie. De vaststelling van de overschrijdingsfrequentie en de maatgevende waterstand gebeurt door de minister van Verkeer en Waterstaat.
5.2 Erosie en instabiliteit van het voorland
Bij erosie van het voorland van rivierdijken (bijlage 7) moet vooral worden gedacht aan aantasting van zomerkaden en uiterwaarden, hoewel ook het eroderen van kribben of strekdammen onder dit bezwijkmechanisme gerekend kan worden.
Oorzaken voor het optreden van erosie kunnen zijn: golfaanval en stroming (belastingskarakteristieken BI, B2, B4 en B 5 ) , onvoldoende sterkte van de eventuele bekleding van het voorland en locaal afschuiven (S2, S 5 ) .
Het schadegedrag in de tijd vertoont een niet lineair verloop met toenemende schade in de tijd. Echter, wanneer de belasting afneemt, bijvoorbeeld aan het einde van een hoogwater, wordt het erosieproces onderbroken. Indien~geen
onderhoud wordt gepleegd, zal het erosieproces bij een volgend hoogwater worden hervat. Dit verloop is weergegeven met de gestippelde lijn.
Om de aantasting van het voorland tijdig te signaleren, zal de waterdiepte aan de voet van het voorland moeten worden gemeten. Als erosie plaatsvindt, zodat de waterdiepte toeneemt, zullen maatregelen moeten worden genomen, zoals het aanbrengen van erosiebestendig materiaal.
Ook zal de bekleding van kribben of zomerkaden moeten worden gecontroleerd op schade (zie ook paragraaf 5.3: erosie van het buitentalud). Wanneer schade een bepaalde normwaarde overschrijdt, zal onderhoud moeten worden gepleegd.
Normen voor het ontwerp van de zomerkade en bekledingsconstructies en voor de mate waarin bepaalde aantasting hiervan acceptabel is, zijn niet
gepubliceerd. Behalve voor de hoogte van de zomerkade, gerelateerd aan een door de beheerder van de vaarweg (voor de grote rivieren is dit RWS)
vastgestelde te verwerken rivierafvoer, ontbreken hiervoor ontwerp richtlijnen.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 34
Met betrekking tot beheer en onderhoud wordt de beheerder van de zoraerkade en de uiterwaarde (veelal een waterschap, dat wil dus zeggen niet dezelfde beheerder als van de vaarweg) dan ook regelmatig geconfronteerd met de vraag welke belastingen nog toelaatbaar zijn. Immers met het bedienen van inlaten kan de beheerder de waterstand in de uiterwaarde binnen zekere grenzen zelf regelen.
Te vroeg de inlaat openen betekent lagere rivierstanden (hinder voor de scheepvaart) en inundatieschade voor de uiterwaarden (voornamelijk aan de landbouw); te laat openen betekent grotere belasting op de zomerkade en de bekleding ervan met toenemende kans op doorbraak en de daarmee gepaard gaande grotere herstelkosten.
Omdat het verlies aan mensenlevens voor de genoemde beheersbeslissing niet direct een rol speelt, kan een economisch beslismodel gebaseerd op een risico analytische aanpak mogelijk een bijdrage leveren tot een meer onderbouwde besluitvorming.
5.3. Erosie buitentalud
Erosie van het buitentalud ontstaat meestal ten gevolge van golfaanval en stroming tijdens hoogwater (belastingen B2, B 4 ) . Scheepsgolven kunnen
eveneens erosie veroorzaken, terwijl voor de benedenrivieren ook erosie door getijwerking kan voorkomen. Deze belastingen zullen met onvoldoende sterkte van de bekleding of locaal afschuiven (sterkte S2, S5) gepaard gaan.
Het kwalitatief schadeverloop is identiek met het schadeverloop van erosie van het voorland, zij het dat de tijdschaal wat ruimer kan worden gekozen, aangezien erosie van het buitentalud van de winterkaden vaak slechts enkele perioden per jaar (in tijden van hoog water) voorkomt.
In geval de rivierdijk een schaardijk is, dient duidelijk onderscheid gemaakt te worden in de belasting op het deel van het talud dat vrijwel permanent onder water staat en het hoger gelegen deel, dat alleen
wordt tijdens hoogwater. Het lager gelegen deel wordt voornamelijk aan duurbelastingen van het type B5 onderworpen, terwijl het hoger deel belastingen van het type B2 te verwerken krijgt.
Aan het materiaal voor de bekleding worden door de Leidraad voor het ontwerpen van rivierdijken, deel 1 [9] enkele eisen opgelegd (zie bijlage 7A). De hoogte van de bekleding is vastgelegd, afhankelijk van de
golfoverslag, dus van de kruinhoogte.
Verder zijn dimensioneringsmethoden gegeven om het steengewicht en de steen-diameter van de bekleding te bepalen.
Filtercriteria worden genoemd, evenals eisen voor de samenstelling van de kleilaag.
Controle en inspectie zal voornamelijk moeten worden uitgevoerd op de bekleding. De begroeiing van het buitentalud zal moeten worden
geïnspecteerd.
De toestand waarin een afdeklaag van basalt of betonelementen verkeert, zal moeten worden vastgesteld.
Onderhoudsnormen die aangeven bij welke schade aan de bekleding tot herstel moet worden overgegaan zijn niet gepubliceerd.
In de praktijk van het beheer van de rivierdijken gaat men na constateren van zelfs maar geringe schade aan de glooiing (één of enkele stenen eruit) vrijwel altijd direct tot herstel over. Afgezien van het feit dat de
beheerder qua organisatie meestal goed is uitgerust om dergelijke reparaties zelf uit te voeren, ligt aan deze praktijknorm ook een risicobeschouwing ter grondslag. Men verwacht dat bij uitstel van onderhoud de schade aan de
bekleding snel groter wordt en dat men derhalve voor grotere herstelkosten komt te staan. Onmiddellijk herstel zou daarom de goedkoopste oplossing zijn.
Psychologisch sluit deze redenering ook uitstekend aan bij de gevoelens van de beheerder, dat een glooiingsconstructie er te allen tijde "goed" uit moet zien.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 36
In bijlage 7 zijn suggesties aangegeven voor mogelijke normen, alleen kwantitatief, waarbij tot onderhoud moet worden overgegaan. Voor kwantificering hiervan zal nader onderzoek nodig zijn.
5.4 Erosie binnentalud
Erosie van het binnentalud wordt veroorzaakt door overloop van water en golfoverslag gedurende hoge waterstanden (belasting B2, B3 en B 4 ) . Dit treedt op als de kruinhoogte van de dijk te laag is.
De weerstand van het binnentalud van de dijk kan constant zijn in de tijd, zolang de oppervlakte laag niet door erosie is aangetas.t.
Indien de hoeveelheid afstromend water-over het binnentalud zodanig--groot--is dat een uitschurende werking van de afdeklaag optreedt, al of niet in
combinatie met infiltratie van water en locale afschuivingen, zal de sterkte per hoog water steeds sterker afnemen (sterkte karakteristiek S2) .
Het schadepatroon is verder identiek met erosie van voorland en buitentalud.
Bij het ontwerpen van de dijk dient de afdeklaag te worden afgestemd op de hoe-veelheid over het binnentalud afstromend water, behorende bij de betreffende kruinhoogte van de dijk.
Wanneer de hoeveelheid overstromend water bijvoorbeeld meer dan 10 l./sec./m1 bedraagt, kan niet met een grasmat worden volstaan, maar moet een harde
bekleding worden toegepast.
Voor de kruinhoogte geldt de eis, dat deze wordt gedimensioneerd op de
maatgevende hoogwaterstand (MHW), vermeerderd met de golfoploop, berekend met de 2 % golfoverslagformules, en de overhoogte in verband met de verwachten klink en zettingen gedurende de eerste 50 jaar na aanleg. De zetting wordt bepaald aan de hand van de karakteristieke waarde (onderschrijdingskans= 5 %) voor de samendrukkingsconstante, waarbij een materiaalfactor 7m= 1,1 wordt
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 37
Bij de inspectie dient de kruinhoogte te worden gemeten. Als onderhoudsnorm van de kruinhoogte wordt het criterium gehanteerd dat de waakhoogte (= verschil tussen actuele kruinhoogte en MHW) te allen tijde tenminste aan het 2% golfoploopcriterium moet voldoen of, ingeval de golfoploop geringer is,
tenminste 0.50 m bedragen. Uit extrapolatie van gemeten zettingen van de kruin kan, bij samendrukbare ondergrond, de tijdsduur (rest levensduur) worden
geschat waarop de waakhoogte bereikt zal worden.
Verder moet de bekleding worden gecontroleerd overeenkomstig de inspectie van het buitentalud.
Evenals dit van het buitentalud het geval is zijn geen concrete normen
beschikbaar voor de mate waarin bepaald schade aan de bekleding acceptabel is. Criteria zouden hiervoor ontwikkeld kunnen worden.
5.5 Interne erosie (piping)
Een vorm van interne erosie is het verschijnsel, waarbij kwelstroming onder de dijk plaatsvindt, waardoor zand kan worden uitgespoeld (wellen). Dit
verschijnsel, dat piping of pijpvorming wordt genoemd, treedt op bij een groot verval over de dijk en dus bij hoog water (belastingskarakteristieken B2, B3, B4). Aan de binnenzijde van de dijk is het optreden van deze interne erosie zichtbaar doordat in sloten of op het maaiveld met het opwellende kwelwater zand wordt meegevoerd. Indien dit geul- of pijpvormige erosieproces zich doorzet zal de dijk op den duur worden ondermijnd.
De weerstand tegen interne erosie (bepaald door de doorlatendheid, de dikte van de watervoerende laag en de kwellengte onder het dijklichaam) kan afnemen in de tijd als gevolg van voortdurende uitstroming (sterkte S 5 ) . Echter, wanneer het verhang afneemt, zal het erosieproces stoppen. Het is niet bekend of de tot dan ontwikkelde erosiegeulen in stand zullen blijven of dichtvloeien. In het
laatste geval kan herstel van de sterkte optreden tot de oorspronkelijke waarden (sterkte S 2 ) .
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 38
Het schadeverloop kan dan ook 2 vormen te zien geven:
a. Het "normale" (cumulatieve) verloop, zoals geschetst in paragrafen 5.2 t/m 5.4 en
b. een verloop (niet cumulatief), waarbij aan het begin van het erosieproces bijvoorbeeld bij elk hoog water, de oorspronkelijke weerstand tegen
erosie aanwezig is.
Beiden schadepatronen zijn in de figuur weergegeven.
De ontwerpregels schrijven voor, dat de kwellengte voldoende lang moet zijn, en minstens 5 maal de kerende hoogte van dijk bedraagt. In deze zone mag geen uittreden van water optreden en zal het verhang beneden de kritieke waarde blijven. Veiligheidshalve is geëist dat het maximaal optredende uittreeverhang
gelijk is aan 0,5 (veiligheidsfactor= 2 tegen verticaal transport).
Om opbarsten van de ondoorlaatbare bovenlaag te voorkomen, moet het gewicht van deze bovenlaag een factor 1.1 groter zijn dan de maximaal optredende waterdruk.
De inspectie heeft tot doel een toename van het verhang en een toename van de doorlatendheid van de ondergrond van het dijklichaam en het achterland
tijdig te signaleren. Daartoe moet bij hoog water de grondwaterstand worden gecontroleerd en het vóórkomen van holen en gangen worden geregistreerd. Wanneer het mechanisme optreedt, zullen de hoeveelheid kwelwater en het zandtransport moeten worden gemeten.
De onderhoudsnorm die in de praktijk wordt gehanteerd is dat zodra een wel (waarvan de meeste plaatsen al tevoren bekend zijn) tijdens hoge
rivierwaterstanden duidelijk zand gaat mee voeren men de wel met een
(granulair) filter afdekt of door een kwelkade omringt. Een criterium voor de hoeveelheid toelaatbaar zandtransport is niet beschikbaar.
5.6 Zetting
Zettingen ontstaan als resultaat van grondmechanische processen in de dijk en de ondergrond, waarbij de belasting wordt uitgeoefend door het gewicht van het dijklichaam. Daarnaast kunnen zettingen optreden door grondwaterstandsver-lagingen of door verwering (van veen).
De bekendste grondmechanische zettingsprocessen zijn primaire zettingen
(consolidatie) en seculaire zettingen (kruip ten gevolge van volumeverandering van de grond). Daarnaast spelen bij slappe ondergrond, zoals o.a. in het gebied van de Alblasserwaard, andere plastische vervormingen een belangrijke rol. Deze worden bepaald door de effecten van dilatantie (volume verandering onder
invloed van schuifspanningen), kruip ten gevolge van schuifspanningen (zonder volume-verandering-van-de grond) en herverdeling van de, .spanningen in.de
ondergrond.
Voor de eerstgenoemde zettingsprocessen zal de belasting door het eigen gewicht van de dijk constant zijn (belasting karakteristiek BI) terwijl de sterkte c.q. kruinhoogte voldoet aan karakteristiek S4.
Indien echter plastische vervormingen kunnen ontstaan door de genoemde effecten van dilatantie, kruip en herverdeling van spanningen, dan kan het sterke
verloop een progressieve afname te zien geven (karakteristiek S 5 ) .
De ontwerpcondities voor kruinhoogte zijn beschreven in paragraaf 5.4.
Bij inspectie kan men zich beperken tot het meten van de kruinhoogte en het berekenen van de zakkingssnelheid. Is de zakkingssnelheid hoger dan een bepaalde norm (voor de Alblasserwaard ca. 8 mm/jr.), dan verdient het
aanbeveling de waterspanningen in de dijk en de ondergrond te controleren en de dijk te inspecteren op stabiliteitsverlies (zie ook paragraaf 5.9).
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 40
5.7 Vervorming
Bij de in de vorige paragraaf genoemde processen treden niet alleen zettingen op maar kunnen ook horizontale verplaatsingen van de dijk en de directe
omgeving optreden. Enerzijds kan hierdoor schade aan de omgeving ontstaan (aangrenzende wegen en bebouwing); anderzijds vormt de toename van de vervormingen per tijdseenheid een graadmeter voor de eigenschappen van de ondergrond. Overschrijden deze een bepaalde waarde dan is nader onderzoek naar de stabiliteit en plastische vervormingen (zie paragraaf 5.9) nodig. Absolute normen voor de horizontale verplaatsingen zijn niet bekend.
5.8 Instabiliteit buitentalud
Bij de grondmechanische instabiliteiten van het buitentalud is onderscheid gemaakt tussen:
- opdrukken van de bekleding - locaal bezwijken en
- een overall glijvlak.
5.8.1 Opdrukken
Opdrukken van een relatief ondoorlatende bekleding is het gevolg van een hoge waterstand in de dijk en laag water buitendijks. Door de wateroverdruk wordt de bekledingslaag omhoog gedrukt. Deze laag kan dan scheuren, waardoor uitspoeling van zand kan plaatsvinden. De meeste kritische waterstand is dus laag water
De sterkte van de bekledingslaag (eigen gewicht en treksterkte van de bekleding) neemt nauwelijks af ten gevolge van opdrukken, tenzij er in bekleding scheuren ontstaan (sterkte S 2 ) .
Het schadepatroon is gegeven in bijlage 8.
Schade ontstaat plotseling bij scheuren of breuk in de bekleding.
In het ontwerp (leidraad [9]) wordt vereist, dat het gewicht van de afdeklaag groter is dan de opdrukkende waterkracht. De minimale veiligheidsfactor
bedraagt 1,1. Voor uitspoeling geldt, dat het verhang de waarde 0,5 niet mag overschrijden.
Controle ter voorkoming van opdrukken (en opbarsten) van de bekleding zou kunnen bestaan uit metingen van de grondwaterstand in de dijk. Als
onderhoudsnorm zou men dan kunnen hanteren de waarde van de grondwaterstand die bij het ontwerp als uitgangspunt is aangehouden. In de praktijk gaat men
meestal pas tot onderhoud over als bij lage waterstanden locaal opbarsten is geconstateerd. Juist omdat dit mechanisme bij lage waterstanden optreedt bestaat geen direct gevaar voor dijkdoorbraak en inundatie. Een expliciet criterium voor de mate van toelaatbare schade is niet bekend.
5.8.2 Locaal en overall yli^vlak
Grondmechanische instabiliteiten in de vorm van afschuivingen manifesteren zich gewoonlijk als een bezwijkmechanisme waarbij vrij plotseling grote delen van het grondlichaam een plotselinge verplaatsing (soms in enkele minuten)
ondergaat. Tijd om maatregelen te nemen is meestal niet mogelijk.
Instabiliteit treedt op als de aandrijvende belasting (door gewicht en waterdrukken) op een grondmoot, begrensd door een potentieel glijvlak, de beschikbare schuifsterkte langs dit glijvlak overschrijdt. Een locaal glijvlak
treedt op, wanneer uitsluitend de afdeklaag afschuift. Bij een overall glijvlak zal een gedeelte van de kern van de dijk eveneens afschuiven.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 42
Instabiliteit wordt veroorzaakt door erosie (versteiling van het talud), of hogere waterstandsvariaties dan in het ontwerp was aangenomen.
De meeste kritieke belasting is laag water buiten de dijk na een hoog water periode, waarbij de waterstand in de dijk nog niet is gedaald (belasting B I ) . De grondmechnische sterkte van de dijk na de bouwperiode zal in het algemeen constant zijn of als gevolg van het consolidatie verschijnsel in de tijd toenemen (karakteristiek Sl f S2) .
Echter in geval plastische vervormingen kunnen ontstaan als gevolg van de in paragraaf 5.6 genoemde verschijnselen (dilatantie, kruip en herverdeling van spanningen) moet rekening worden gehouden met een tijdelijke toename van wateroverspanningen en een gelijktijdige afname van de sterkte van de ondergrond van de dijk.
Als ontwerpnormen worden de criteria gehanteerd die gebaseerd zijn op-de "Leidraad voor het ontwerp van rivierdijken deel I-Bovenrivieren" [9]. Deze criteria zijn niet zonder meer geldig voor de benedenrivieren, waar enerzijds getij-invloeden merkbaar zijn en anderzijds de bodemgesteldheid, door de aanwezigheid van dikke slappe lagen, ongunstiger is. Hiervoor is een deel II van de Leidraad in voorbereiding.
In de Leidraad deel I wordt de volgende methode weergegeven:
Bij het ontwerp dient de stabiliteit gecontroleerd te worden volgens een glijvlakberekening (methode Bishop of Janbu). Uitgangspunten zijn
karakteristieke grondsterkte parameters (met 5 % onderschrijdingskans), waarop een materiaalfactor wordt toegepast. Deze factor dient ter compensatie van de onzekerheden weer in de laboratoriumtesten en het materiaalgedrag. Een lijst met materiaalfactoren is in de tabel (bijlage 8) weergegeven.
De totale vereiste veiligheid wordt vermenigvuldigd met een schadefactor en een gevoeligheidsfactor. De totale veiligheid bedraagt 1,15 - 1,3, wanneer
Inspectie kan enerzijds bestaan uit het controleren of de ontwerpuitgangspunten juist zijn. Daarbij zal de inspectie zich vooral moeten richten op het meten van de grondwaterstand in de dijk tijdens en na een periode van hoog water. Daarnaast dient de inspectie gericht te zijn op het volgen van de vervormingen van het talud. Hiertoe zullen zettingen van de kruin en taluds moeten worden geregistreerd en zal de schade ten gevolge van erosie dienen te worden gemeten. Als onderhoudsnorm kan worden volstaan met het hanteren van de oorspronkelijke ontwerpnormen.
5.9 Instabiliteit binnentalud
Evenals in paragraaf 5.8 is bij de stabiliteit van het binnentalud is
onderscheid gemaakt tussen opdrukken, locaal bezwijken en een overall glijvlak.
Evenals bij het buitentalud is een hoge waterstand in de dijk de meest kritieke situatie. Deze waterstand zal tijdens een hoog water periode voorkomen
(belasting BI, B2, B3 en B 4 ) . Het sterkteverloop is identiek aan het verloop voor het buitentalud (sterkte SI en S2).Ook van het binnentalud dient bij
slappe ondergrond rekening te worden gehouden met het mogelijk optreden van wateroverspanningen als gevolg van plastische verschijnselen (dilatantie, kruip en herverdeling spanningen).
Voor het overige wordt verwezen naar paragraaf 5.8, echter met een uitzondering:
Omdat de gevolgschade van afschuiven van het binnentalud rechtstreeks tot inundatie kan leiden is de schadefactor voor de ontwerp veiligheid van de glijvlakberekening voor het binnentalud op 1,1 gesteld, tegenover 1,0 voor het buitentalud.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 44
5.10 Bezwijken ten gevolge van calamiteit
Onder een calamiteit wordt verstaan een belasting, die zo weinig voorkomt of onvoorspelbaar is dat er mede uit practisch economische overwegingen geen speciale voorzieningen in het ontwerp worden opgenomen. Voorbeelden zijn:
• vandalisme
• scheepsaanvaring
• zeer zware ijsbelasting.
• plotselinge breuk van leidingen
Een dergelijke belasting kan een verloop vertonen als geschetst in bijlage 8-C, volgens type B6: Door het eenmalig optreden van de calmiteit,—zal de sterkte tot kort voor de calamiteit niet veranderen (sterkte S 2 ) .
Het schadepatroon zal zich in veel gevallen ontwikkelen als een plotseling bezwijkmechanisme.
Concrete normen voor de mate waarin bepaalde schade acceptabel is zijn niet voorhanden. In het algemeen wordt in dergelijk situaties bij schade van enige omvang tot onmiddellijk herstel overgegaan.
6. ZEEDIJKEN
6.1 Algemeen
De situatie voor de zeedijken is in grote lijnen vergelijkbaar met de situatie bij de rivierdijken.
De uitwerkingen in de rapporten van Deltacommissie [10] hebben hetzelfde karakter als de TAW-leidraden voor de rivierdijken. Wel is de stand van de techniek na verschijnen van de eerstgenoemde rapporten op bepaalde terreinen sterk gevorderd. Een aantal belangrijke ontwikkelingen hiervan zijn echter ook in de de vorm van TAW-leidraden (o.a. voor de toepassing van asfalt in de waterbouw [4] en voor de toepassing van cementbetonnen dijkbekledingen [8]) vastgelegd. Verder wordt verwezen naar het overzichtsrapport [11].
Het beoogde veiligheidsniveau van de zeedijken blijkt, mede in verband met de grotere gevolgschade bij inundatie, in het algemeen iets hoger te zijn dan bij de rivierdijken. De overschrijdingsfrequentie van de ontwerpstormvloedstand
(SVK) bedraagt ca. 1 a 1/4000 a 1/10.000 per jaar, terwijl bij de rivierdijken de overschrijdingsfrequentie (van MHW) 1/1250 per jaar bedraagt.
In principe kunnen alle bij de rivierdijken genoemde faalmechanismen ook bij zeedijken optreden, met dit verschil dat de extreme belasting nu niet
veroorzaakt wordt door een hoogwatergolf in de rivier maar door een stormvloed. Een ander verschil tussen beide typen waterkering is dat en bij zeedijken
steeds duidelijk sprake is van een tweetal zones. Een laag gelegen zone die voornamelijk aan de getijbeweging blootgesteld is en derhalve aan een
duurbelasting onderworpen is. Bij deze zone behoort ook de teenconstructie, als overgang van het dijktalud naar de natuurlijke bodem. Daarnaast is er de hoger gelegen zone die alleen tijdens storm belast wordt.
Opdr. Nr.: D-0470 Blz.: 46
Voor de lager gelegen zone, waarvan locale schade niet rechtstreeks tot grote gevolgschade bij een komende stormvloed hoeft te leiden, kan een op economische gronden geoptimaliseerde onderhoudsnorm worden afgeleid.
Voor de verdere beschrijving van de schademechanismen wordt in dit rapport volstaan met een verwijzing naar de betreffende mechanismen van de
rivierdijken. Eventuele afwijkingen die van toepassing zijn op de zeedijken zijn daarbij aangegeven. In paragraaf 6.2 zal worden ingegaan op het mechanisme zettingsvloeiing, dat met name bij het onderhoud van de zeedijken aan een
zandige kust van belang is.
Tenslotte wordt opgemerkt dat er niet altijd een strikte scheiding is te maken in het type belasting pp de dijken. Met name van de dijken in het zogenaamde overgangsgebied (beneden rivieren) gullen belastingen ondervinden die gelei-delijk veranderen van een door de zee gedomineerd karakter naar een door de rivierafvoer bepaald karakter.
6.2 Zettingsvloeiingen
Een zettingsvloeiing is een grondmechanisch bezwijkmechanisme waarbij een zandmassa zich gedraagt als een zware vloeistof en daarbij grote zijwaartse en verticale verplaatsingen ondergaat.
Het verschijnsel, dat onder meer veelvuldig aan de Zeeuwse kust geconstateerd is, treedt op aan de randen van geulen in los gepakte zandformaties. De
vloeiing wordt ingeleid door een kleine afschuiving indien de geulrand plaatselijk te steil wordt.
De omvang van de vloeiing kan zodaning groot zijn (inscharingen van het voorland tot meer dan 100 m zijn geconstateerd) dat de dijk wordt aangetast. Men spreekt dan van een dijkval.
Als ontwerp- en tevens als onderhoudscriterum wordt gesteld dat een
zettingsvloeiing in de geulrand van los gepakt zand toelaatbaar is mits het voorland voldoende breed is. Deze breedte is gerelateerd aan een
schadehellingscriterium van 1:15 na optreden van een vloeiing. Is de breedte van het voorland te gering dan moet de zettingsvloeiing voorkomen worden. Hiervoor geldt als criterium dat de helling van de geulrand een waarde van 1:3 over 5 m hoogte niet mag overschrijden. Dreigt dit te gebeuren dan moet de geuloever worden vastgelegd door een oeverbescherming.
Voor wat betreft het onderhoud is het van belang om regelmatig, afhankelijk van de morfologie van het gebied, de bodemligging te peilen. Daarnaast dient voor een eenmaal beschermde oever regelmatig de kwaliteit hiervan te worden
gecontroleerd. Voor verdachte locaties, hetgeen ook uit de peiling kan blijken, kunnen aanvullende (duik)inspecties nodig zijn.
