Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Toetsing uitgangspunten rivierdijkversterkingen
Deelrapport 3: Constructief ontwerp
GRONDMECHANICA
DELFT
Toetsing uitgangspunten rivierdijkversterkingen
Deelrapport 3: Constructief ontwerp
Auteurs: J. Dekker E. Janse
Inhoud
Woord vooraf
Samenvatting, belangrijkste conclusies en aanbevelingen
Inleiding 1 — 1
1.1 Algemeen 1 — 1 1.2 Constructief ontwerp; probleemstelling 1—4 1.3 Constructief ontwerp; aanpak 1—5
Deel I: Technische mogelijkheden voor de beoordeling van faal- en schademechanismen
2 Inleiding 2 — 1
2.1 Doelstelling 2 — 1 2.2 Korte schets van de grondmechanische ontwerpaspecten 2 — 1 2.3 Gevolgde werkwijze 2 — 3 3 Beschrijving faalmechanismen, rekenmethoden en normstelling 3 — 1 3.1 Overlopen/Overslag 3 — 1 3.1.1 Golfoverslag 3 — 1 3.1.2 Zetting 3 - 2 3.2 Macro(-in)stabiliteit 3 — 2 3.2.1 Afschuiven binnentalud 3 — 2 3.2.2 Afschuiven buitentalud 3 — 2 3.2.3 Berekeningsmethoden en veiligheidscriteria 3 — 3 3.2.4 Relatie veiligheidscriteria en normstelling MHW 3 — 4 3.3 Piping (zandmeevoerende wellen) 3 — 5 3.3.1 Toelaatbaar uittreeverhang 3 — 5 3.3.2 Minimaal vereiste kwelweg 3 — 6 3.3.3 Relatie piping criteria en normstelling MHW 3 — 6 3.4 Erosie 3 — 7 3.4.1 Grasmat 3 — 7 3.4.2 Kleibekleding 3 - 8 3.4.3 Harde bekleding 3 — 8 3.5 Micro(-in)stabiliteit 3 — 8 3.5.1 Penetratie en verzadiging binnentalud 3 — 9 3.5.2 Afdrukken kleibekleding 3 — 9 3.5.3 Horizontaal uitstromend water 3 — 9 3.6 Conclusies en aanbevelingen 3 — 9
(vervolg)
Beschrijving van de ontwerpaspecten
volgens de leidraden I e n 2 4 — 1 4.1 Tracékeuze 4 — 1 4.2 Profielkeuze 4 — 1 4.3 Kruinhoogte 4 — 2 4.4 Kruinbreedte 4 — 2 4.5 Taludhellingen 4 — 2 4.5.1 Macro(-in)stabiliteitsaspect 4 — 3 4.5.2 Erosie aspect 4 — 3 4.5.3 Micro(-in)stabiliteitsaspect 4 — 4 4.6 Afmetingen bermen 4 — 5 4.6.1 Binnenbermen, op maaiveld 4 — 5 4.6.2 Binnenbermen, onder water (in wielen) 4 — 6 4.6.3 Buitenbermen 4 — 7 4.7 Conclusies en aanbevelingen 4 — 7
Standpunt ten aanzien van vreemde objecten volgens
leidraad 1 en leidraad 2 5 — 1
5.1 Vreemde objecten die een deel van de waterkering vormen . . . . 5 — 1 5.1.1 Drainages en filterconstructies 5 — 1 5.1.2 Dijkmuurtjes 5 — 2 5.1.3 Damwanden, keermuren 5 — 2 5.1.4 Waterdichte schermen 5 — 2 5.1.5 Beweegbare keringen 5 — 3 5.2 Vreemde objecten als vervangende constructie 5 — 3 5.3 Vreemde objecten zonder waterkerende functie 5 — 3 5.3.1 Beplanting 5 — 3 5.3.2 Bebouwing 5 — 5 5.3.3 Kabels en leidingen 5 — 6 5.4 Conclusies en aanbevelingen 5 — 7
Beschrijving huidige werkwijze 6 — 1
6.1 Tracékeuze 6 — 1 6.2 Profielkeuze 6 — 1 6.3 Relevante faalmechanismen 6 — 1 6.4 Kruinhoogte 6 — 2 6.5 Kruinbreedte 6 — 2 6.6 Taludhellingen 6 — 3 6.7 Binnenbermen 6 — 3 6.8 Vreemde elementen 6 — 3 6.9 Conclusies en aanbevelingen 6 — 4
I n h O L l d (vervolg)
Nieuwe inzichten en ontwerpmethoden 7 — 1
7.1 Bestaande nieuwe inzichten en ontwerpmethoden 7 — 1 7.1.1 Overlopen/overslag 7 — 1 7.1.2 Macro(-in)stabiliteit 7 — 1 7.1.3 Piping 7 — 1 7.1.4 Erosie 7 — 2 7.1.5 Micro(-in)stabiliteit 7 — 2 7.1.6 Vreemde objecten 7 — 3 7.2 Nieuwe inzichten binnenkort beschikbaar 7 — 7 7.2.1 Overslag/overlopen 7 — 7 7.2.2 Macro(-in)stabiliteit 7 — 7 7.2.3 Piping 7 — 7 7.2.4 Erosie 7 — 8 7.2.5 Micro(-in)stabiliteit 7 — 8 7.2.6 Vreemde objecten 7 — 9 7.3 Probabilistische ontwerpfilosofie 7 — 9 7.4 Conclusies en aanbevelingen 7 — 9
Deel II: Invloed MHW op de noodzaak tot dijkversterking
8 Inleiding 8 — 1
9 Gevolgde werkwijze 9 — 1
9.1 Bepaling lengte te verhogen dijken 9 — 1 9.2 Bepaling lengte te versterken dijken 9 — 1 9.3 Ruimtebeslag en volume 9 — 5
10 Resultaat 1 0 — 1
11 Conclusie 11 — 1
Deel III: Effecten van uitgekiend ontwerpen
(vervolg)
13 Maatregelen en screening 1 3 — 1
13.1 Kiezen alternatief tracé 13 — 7 13.2 Bestaande bochten volgen 13 — 7 13.3 Mogelijkheden in Leidraad 1 en 2 volledig benutten . . . 13 — 7 13.4 Manipuleren in dwarsprofiel volgens
traditionele oplossingen 13 — 7 13.5 Bestaand dijksmateriaal vervangen 13 — 8 13.6 Materialen bij verbetering anders kiezen 13 — 8 13.7 Eigenschappen bestaand dijksmateriaal beïnvloeden . . . 13 — 8 13.8 Sterkte-eigenschappen ondergrond wijzigen 13 — 9 13.9 Potentialen beïnvloeden 13 — 9 13.10 Vreemde elementen aanbrengen, permanent
star aanwezig 1 3 — 1 0 13.11 Vreemde elementen aanbrengen, beweegbaar
afhankelijk van menselijk handelen 13 — 10 13.12 Vreemde elementen aanbrengen, beweegbaar
automatisch 13 — 11
14 Strategie-ontwikkeling 1 4 — 1
14.1 Aanpak . 1 4 — 1 14.2 Beschrijving van de cases 1 4 — 1 14.3 Het voorkomen van knelpunten in het studiegebied . . . 14 — 3 14.4 Keuze van maatregelen 14 — 6 14.5 Kosten van maatregelen 14 — 7 14.6 Resultaten en conclusies 14 — 8
Woord vooraf
Het onderzoek 'Toetsing uitgangspunten rivierdijkversterkingen' is uitgevoerd in opdracht van de Minister van Verkeer en Waterstaat door het Waterloopkundig Laboratorium (WL) en het European-American Center for Policy Analysis/RAND (EAC/RAND). Aan het onderzoek
is meegewerkt door een aantal gespecialiseerde bureaus zoals Grondmechanica Delft (GD), het Bureau SME, het Bureau Hamhuis + Van Niewenhuijze + Sijmons(H+N + s) en daarnaast door een aantal adviseurs. Het onderzoek werd begeleid door de Commissie Toetsing Uitgangspunten Rivierdijkversterkingen (de Commissie Boertien). De resultaten van het onderzoek zijn vastgelegd in de volgende rapporten:
Eindrapport
Deelrapport 1 'Veiligheid tegen overstromingen' Deelrapport 2 'Maatgevende belastingen'
Deelrapport 3 'Constructief ontwerp'
Deelrapport 4 'Functies, waarden en procedures'
In het deelrapport 'Constructief ontwerp' wordt een overzicht gegeven van het door Grondme-chanica Delft uitgevoerde onderzoek naar de huidige ontwerpmethodiek voor dijkversterkin-gen en de mogelijkheden tot verbetering. Tevens worden de mogelijkheden en beperkindijkversterkin-gen geanalyseerd voor meer 'uitgekiend' ontwerpen en de effecten daarvan op het behoud van de bestaande functies en waarden van de rivierdijken.
\
Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van informatie verkregen van een groep adviseurs en een groot aantal instanties en groepen, zoals waterschappen, provincies, Rijkswaterstaatsdiens-ten, ingenieursbureaus, wetenschappelijke instellingen en actiegroepen. Zonder deze informa-tie was het ons onmogelijk geweest het ons opgedragen onderzoek uit te voeren, WL en
EAC/RAND zijn allen die ons informatie hebben verschaft zeer dankbaar. Wij zijn
vanzelf-sprekend volledig verantwoordelijk voor de wijze waarop deze informatie is gebruikt bij het opstellen van de conclusies en aanbevelingen van het onderzoek. Wij verwachten dat het onderzoek een duidelijk antwoord geeft op de vragen van de Minister en zal kunnen bijdragen aan een zo veilig mogelijk behoud en ontwikkeling van het rivierengebied en de daarin aanwezige waarden.
Samenvatting belangrijkste conclusies
en aanbevelingen
Samenvatting
In opdracht van de Minister van Verkeer en Waterstaat is een toetsend onderzoek uitgevoerd naar de uitgangspunten voor de rivierdijkversterkingen.
In het onderzoek zijn de volgende hoofdaspecten onderscheiden.
I de wijze van bepaling van de vanuit de maatschappij gewenste veiligheid tegen
over-stroming;
II de bepaling van de maatgevende belastingen voor de rivierdijken en maatregelen om deze belastingen te verminderen;
III het constructief ontwerp van een stabiele beveiliging tegen overstroming;
IV de afstemming van de waterkeringsfunctie van rivierdijken met andere functies en
waarden en de bij die afstemming gebruikte procedures; en
V de integratie van het onderzoek naar de verschillende aspecten tot mogelijke
strategi-sche keuzen en het presenteren van de effecten van deze keuzen.
Dit rapport behandelt hoofdaspect III 'Constructief ontwerp'. Het rapport is opgebouwd uit 3 delen.
In deel I 'Technische mogelijkheden voor de beoordeling van faal- en schademechanismen' wordt nagegaan in hoeverre op basis van de huidige inzichten en rekenmethoden mogelijkhe-den voorhanmogelijkhe-den zijn om, bij een gegeven normstelling voor de veiligheid, de ontwerpmetho-den, zoals thans in de praktijk gehanteerd, zodanig te verbeteren dat dit ,leidt tot minder rigoureuze ingrepen in andere functies en waarden.
Tevens wordt nagegaan in hoeverre die mogelijkheden daadwerkelijk worden benut en in hoeverre andere ontwerpaspecten dan strikt technische een rol spelen.
Eerst is beoordeeld in hoeverre de Leidraden voor het Ontwerpen van Rivierdijken deel 1 - Bovenrivierengebied (1985) en deel 2 - Benedenrivierengebied (1989) invulling geven aan de aanbevelingen van de Commissie Rivierdijken (1977). Vervolgens is nagegaan in hoeverre de werkwijze in de praktijk aansluit bij de in de Leidraden geschetste werkwijze. Tenslotte is geïnventariseerd of er na het verschijnen van de Leidraden nieuwe inzichten en/of rekenme-thoden beschikbaar zijn gekomen.
De aandacht heeft zich mede gericht op de twee elementen van het zogenaamde uitgekiend ontwerpen, te weten:
• meer onderzoek en gebruik maken van geavanceerde technieken voor het berekenen van belasting en sterkte; en
• gebruik maken van bijzondere constructies (waarbij in de huidige visie ook beweeg-bare keringen behoren).
In deel II 'Invloed van Maatgevende Hoogwaterstanden (MHW) op de noodzaak tot dijk-versterking' is aan de hand van uitgevoerde case studies, beschikbare onderzoeksrapporten en interviews, nagegaan wat het. effect is van verlaging van MHW op de omvang van de d ij kversterkingen.
In deel III 'Gebruik van uitgekiend ontwerpen' wordt nagegaan welke technische moge-lijkheden voorhanden zijn om de dijkversterkingsmethoden zodanig te verbeteren dat dit tot minder schade aan landschaps-, natuur- en cultuurhistorische (LNC) waarden leidt.
Tevens is een schatting gemaakt in hoeverre met een strategie, waarbij meer gebruik wordt gemaakt van uitgekiend ontwerpen, de schade in het onderzoeksgebied kan worden vermin-derd en welke extra kosten daarmee gemoeid zijn.
Conclusies en aanbevelingen Deel I
Ten aanzien van de Leidraden:
• Van Leidraad 1 kan worden vastgesteld dat de genoemde twee elementen van het uitgekiend ontwerpen, gezien de destijds bestaande kennis en inzichten, op een ver-antwoorde manier in de voorgestelde wijze van aanpak zijn verwerkt.
• In Leidraad 1 werd voor een aantal aspecten voor een conservatieve (is veilige) aan-pak gekozen. Als belangrijk punt kan worden genoemd de dimensionering van de binnenberm in die gevallen waarin de kwellengte op zich voldoende is, maar waarbij de waterdrukken onder de kleilaag gevaar opleveren voor de stabiliteit. Wij bevelen een nuancering van de zogenaamde '5-H' ontwerpregel aan.
• Vanwege het ontbreken van een adequate rekenregel voor erosie is Leidraad 1 vaag voor wat betreft de acceptatie van steile taluds. Zoals uit deelrapport 4 blijkt is vanuit landschappelijk oogpunt een steil talud te prefereren boven een flauw talud. Bij een gering overslagdebiet kan naar onze mening vanuit een oogpunt van veiligheid het binnentalud steiler dan 1:3 worden aangelegd. Eventuele problemen ten aanzien van macrostabiliteit kunnen meestal met handhaving van het steile talud, met vrijwel hetzelfde ruimtebeslag door een steunberm worden opgelost.
De aanbeveling in de Leidraad om taluds zo mogelijk aan te vullen tot een helling van 1:3 is behalve door onvoldoende kennis (erosie en micro stabiliteit) óók ingege-ven door het aspect beheer en onderhoud (en dus kosten). In de discussie of meer golfoverslag kan worden toegelaten, waardoor de kruinhoogte zou kunnen worden beperkt, is het ontbreken van voldoende inzicht een ernstig gemis.
• De door de Commissie Rivierdijken gedane aanbeveling om nader onderzoek te verrichten naar mechanisch beheer op grote schaal blijft derhalve relevant.
• Om de aanvulling met omvangrijke grondlichamen te voorkomen worden in Leidraad 1 bijzondere constructies als mogelijke alternatieve oplossingen voorge- steld. Wij constateren dat de Leidraad daarbij tegelijkertijd voor een
terug-houdende opstelling kiest.
• Voor wat betreft de acceptatie van bebouwing in de dijk is de Leidraad 1 duidelijk. Hoewel er bezwaren worden aangevoerd, wordt bebouwing, mits buiten het zoge-naamde theoretisch profiel van de dijk staande, acceptabel geacht. Bebouwing binnen het theoretisch profiel wordt, zonder extra voorzieningen, niet ge-accepteerd. Onder het theoretisch profiel wordt verstaan een denkbeeldig minimum grondprofiel van gedefinieerde afmetingen dat in het werkelijk aanwezige profiel 'moet passen' en dat
zelfstandig de waterkerende functie kan vervullen. Wij menen dat er geen nieuwe inzichten of onderzoeksresultaten zijn die aanleiding geven dit standpunt te wijzigen. • In het accepteren van beplanting (bomen en struiken) op het buitentalud en in de kruin is Leidraad 1 zeer strikt. Het buitentalud en de kruin dienen vrij van beplanting te zijn. Het is niet duidelijk of beplanting op het binnentalud van een kleidijk wel of niet acceptabel wordt geacht. Wel wordt gesteld dat bij dijkver-betering géén nieuwe beplanting is toegestaan indien uittredend water uit het binnentalud wordt verwacht. Een en ander wordt niet in verband gebracht met het theoretisch profiel. Naar onze mening zou uit een oogpunt van veiligheid beplanting buiten het theoretisch profiel toegestaan kunnen worden. Tegen beplanting op een binnenberm bestaat ons inziens in het algemeen géén bezwaar. Een extra grondaanvulling is daarbij naar onze mening meestal niet noodzakelijk. Wel moet onderkend worden dat de aanwezigheid van beplanting hogere beheer- en onderhoudskosten impliceert.
Bij beplanting van het buitentalud zullen deze kosten extra hoog zijn vanwege, door het ontbreken van een goede grasbedekking, te verwachten schade door erosie. • Leidraad 2 sluit in principe goed aan bij Leidraad 1. Hoewel Leidraad 2 in principe
niet is geschreven voor het onderhavige studiegebied, zijn wij van mening dat een aantal grondmechanische en hydrologische aspecten ook in het studie-gebied bruikbaar zijn. Toepassing van enige nieuwe inzichten (rekenregels voor niet stationaire grond-waterstroming en macro stabiliteit) kan naar onze mening in een aantal gevallen tot (bescheiden) winst in bermbreedte leiden.
Ten aanzien van de huidige ontwerppraktijk:
• Bij het ontwerpen van dijkverbeteriftgsplannen in de huidige praktijk blijkt Leidraad 1 vrij algemeen als voorschrift te worden nagevolgd en niet als Leidraad, waarlangs de ontwerper zelf moet optimaliseren/Dit leidt er naar onze mening toe, dat waar de Leidraad extra veiligheidsmarges hanteert,, de praktijk dat ook doet.
• In strekkingen die door de beheerders niet als knelpunt worden ervaren wordt een traditioneel ontwerp (ruim opgezet opgebouwd uit zand en klei) gemaakt. Er wordt in die gevallen zelden gebruik gemaakt van uitgekiend ontwerpen zoals bedoeld in de Commissie Rivierdijken. Wij constateren dat1 bij de dimensiohering van het ontwerp de beheers-" en onderhoudskosten zwaarwegend zijn. :. •
• Bij knelpunten wordt veel meer gebruik gemaakt van uitgekiend ontwerpen. Het toepassen van bijzondere constructies vindt met name in stadskernen wel plaats, maar zeker niet op grote schaal.
• Als bezwaar tegen bijzondere constructies wordt door dijkbeheerdèrs veel meer dan het veiligheidsaspect, het aspect van hogere kosten voor beheer en onderhoud en de beperkte levensduur genoemd. .
• Steeds meer wordt getracht bebouwing te sparen door het verbetéririgsontwerp zo te dimensioneren dat de bebouwing buiten het theoretisch dijkprofiel lcomt te staan. • Met het accepteren van bomen in het dijklichaam gaat de huidige praktijk momenteel
verder dan de Leidraad. Mits buiten het theoretisch profiel staande wórdt .(waardevol-le) beplanting in veel gevallen geaccepteerd. .
• In stedelijke gebieden wordt naar onze mening op dit moment, met'gebruik making van alle mogelijke (technische) middelen (beweegbare keringen etc.) tot planvorming gekomen.
• Tussen de huidige ontwerppraktijk en de mogelijkheden die worden geboden in de beide Leidraden zit nog enige ruimte.
Met name betreft dit: de flexibiliteit in het toe te laten overslagdebiet, een meer geavanceerde benadering van de beoordeling van macrostabiiiteit en het meer toepas-sen van bijzondere constructies.
Ten aanzien van nieuwe inzichten en ontwerpmethoden:
Na het gereedkomen van de Leidraden zijn de onderzoeksinspanningen doorgegaan. Een aantal onderzoeken werd afgerond, andere studies lopen nog. De verkregen kennis uit de afgeronde studies is beschikbaar en toepasbaar in de praktijk.
Afgerond onderzoek:
• Wij bevelen aan om, meer nog dan nu gebruikelijk, te werken met de filosofie van een theoretisch profiel.
Hiermee kan bereikt worden dat steile taluds zowel binnen als buiten, alsmede vreem-de elementen daarop, gespaard kunnen blijven. Bij zeer brevreem-de dijken of dijken met een hoog voor- of achterland zou de filosofie met betrekking tot een erosieprofiel in beschouwing moeten worden genomen. Onder erosieprofiel moet worden verstaan het restprofiel na het optreden van erosie. Bij een uit zand bestaand hoog voorland kan voor de bepaling van het restprofiel gebruik worden gemaakt van een benadering volgens het duinafslagprofiel.
• Sinds het verschijnen van de Leidraden 1 en 2 zijn er een aantal nieuwe rekenregels beschikbaar gekomen op het gebied van de (macro) stabiliteits- en pipingbeoordeling. Het hanteren van deze rekenregels kan in een aantal gevallen leiden tot een verminde-ring van de benodigde bermbreedte, en in sommige gevallen tot het achterwege laten van een berm.
• Op basis van de nieuwe inzichten die zijn gegroeid voor wat betreft het toepassen van bijzondere constructies bevelen wij aan deze nadrukkelijker in beschouwing te laten nemen. Met name kan hierbij worden gedacht aan:
— erosieschermen ter vervanging van buiten- of binnentalud
— kistdammen ter vervanging van buiten- en binnentalud, alsmede van steunbermen — diep gefundeerde keermuren, damwanden of diepwanden ter vervanging van kruin
(breedte), buiten- en binnentalud en steunbermen.
Uiteraard zijn er bij toepassing van dergelijke constructies nog de nodige aandachts-punten, bijvoorbeeld het rekening houden met de mogelijkheid van latere aanpassin-gen (verhoginaanpassin-gen), de benodigde ruimte voor uitvoeringsmaterieel en eventuele hei-en trillingsschade tijdhei-ens het aanbrhei-enghei-en. Ook dihei-ent bij toepassing van dit type con-structies te worden stilgestaan bij mogelijke neveneffecten zoals een verstoring van de waterhuishouding in het achterliggende gebied.
De voor de waterkeringsfunctie niet van nut zijnde elementen, zoals bebouwing en beplanting op de taluds worden met genoemde bijzondere constructies afgescheiden van het waterkerende element. De extra kosten die aan deze constructies verbonden zijn kunnen hoog zijn.
• Bij een te lage kruinhoogte kan de toepassing van een beweegbare kering worden overwogen. Studies, bijvoorbeeld voor het stadsfront van Kampen, hebben de techni-sche haalbaarheid aangetoond. De veiligheid hangt mede af van de vaste drempel-hoogte van de constructie, de betrouwbaarheid van de bediening automatisering (uitsluiten van menselijk handelen en toepassing van nood-sluitsystemen) en de lengte van het beweegbare deel. Het is technisch gezien mogelijk om op vrijwel elke gewenste plaats een beweegbare kering toe te passen. De kosten voor het ontwerp, de aanleg en voor beheer en onderhoud zullen ook bij relatief hoge drempels nog zeer hoog zijn.
Lopende studies:
• Een aantal lopende onderzoeken met name op het gebied van macro-stabiliteit en piping bieden naar onze mening zoveel perspectief dat verwacht mag worden dat over enkele jaren een verdere optimalisatie van benodigde bermbreedte tot de mogelijkhe-den behoort.
• Op het gebied van de aspecten erosie, grasbekleding en micro-stabiliteit zijn er een aantal studies gaande. De eindresultaten hiervan zijn niet op korte termijn te verwach-ten. Omdat de inzichten inmiddels duidelijk verdiept zijn adviseren wij om ten aanzien van deze aspecten de met de studie belaste deskundigen op basis van de huidige kennis een voorlopige ontwerpregel te laten opstellen. Hierin dient de relatie tussen de hoeveelheid golfoverslag, de helling van het binnentalud en de sterkte van het binnentalud op een verantwoorde wijze te worden aangegeven. Als mogelijk resultaat kan worden verwacht een beperking van de benodigde kruinhoogte (meer overslag aanvaardbaar) of een acceptatie van een steiler binnentalud. Deze optimalisa-tie van het binnentalud vraagt om een nadere analyse van het beheer en onderhoud van dat talud.
• Een volledig uitgekristalliseerde ontwerpfilosofie voor waterkeringen op basis van probabilistische uitgangspunten is pas op zeer lange termijn te verwachten. Het moet echter mogelijk zijn op betrekkelijk korte termijn te komen tot voorlopige richtlijnen met betrekking tot het toepassen van probabilistische uitgangspunten die in de knel-puntsituaties een bijdrage aan een oplossing kunnen geven. Daarbij wordt gedacht aan uitwisselbaarheid van gereserveerde faalkans ruimte voor macro-stabiliteit en piping op die locaties waar slechts één van deze mechanismen van betekenis is. Dit levert een bijdrage aan optimalisatie van de benodigde bermbreedte of het binnenta-lud, waarbij toch voldaan wordt aan de randvoorwaarde met betrekking tot veiligheid. • Wij bevelen aan om nieuw verworven kennis en inzicht in het algemeen zo snel ° mogelijk uit te dragen bijvoorbeeld door het regelmatig actualiseren van de Leidra-den. Hiermee kan worden bereikt dat steeds met de meest recente kennis kan worden ontworpen.
Conclusie Deel II
• Indien de maatgevende waterstand in het onderzoeksgebied tot 1 m lager is dan het huidige MHW, zijn nug over lange strekkingen versterkings- of verhogingsmaatregeien noodzakelijk. De MHW-verlaging is, afhankelijk van de verlaging van de veiligheids-norm of maatregelen in de rivier, verschillend per riviertak.
Verlaging van het MHW heeft relatief het meeste invloed op de dijken langs de Maas en de IJssel. Bij de dijken langs de Waal is de afname van de lengte van de dijkver-hoging en versterking bij verlaging van MHW het geringst.
Conclusie Deel III
• Door op grote schaal constructies toe te passen op knelpunten en een betere land-schappelijke inpassing op strekkingen waar geen knelpunten voorkomen, is het moge-lijk om bijna alle LNC waarden te behouden. De aanlegkosten bedragen in dat geval voor het onderzoeksgebied gemiddeld ongeveer het dubbele van de aanlegkosten van de dijkversterkingen volgens de huidige praktijk.
• Met selectief gebruik van constructies op waardevolle knelpunten kunnen met hogere investeringskosten nog veel LNC waarden worden gespaard. Voor bijvoorbeeld 35% hogere aanlegkosten dan de huidige praktijk, kan de helft van alle knelpunten, die in de huidige praktijk niet worden opgelost, worden gespaard.
• Door beter gebruik te maken van de mogelijkheden die de Leidraden 1 en 2 bieden en toepassen van nieuwe inzichten alsmede door een beter landschappelijke inpassing, kan zonder verhoging van de aanlegkosten een gunstig effect op de LNC-waarden worden bereikt. De voorbereidings-en onderhoudskosten zullen maximaal circa 15% respectievelijk 30% hoger zijn dan bij de huidige praktijk. Overigens zijn de onder-houdskosten klein ten aanzien van de totale kosten.
• Uit de analyse van de huidige praktijk is gebleken dat de mogelijkheden tot uitgekiend ontwerpen niet altijd optimaal worden benut. Door meer gebruik te maken van uitgekiend ontwerpen is het mogelijk LNC-waarden meer te sparen. Van belang is dat een optimale afstemming wordt bereikt tussen de waterkerende functie van de dijk en de andere functies en waarden.
In dat kader is het naar onze mening van belang dat in de verbeterde procedure een onafhankelijke toetsing plaatsvindt van de mate waarin het dijkversterkingsplan uitge-kiend is ontworpen.
1 Inleiding
1.1 Algemeen
In opdracht van de Minister van Verkeer en Waterstaat is een toetsend onderzoek uitgevoerd naar de uitgangspunten voor de rivierdijkversterkingen.
De opdracht tot dit onderzoek is aangekondigd in de brief van de Minister van Verkeer en Waterstaat aan de Tweede Kamer der Staten Generaal van 24 juli 1992. Het onderzoek omvat de Rijntakken en de Maas buiten de invloed van een stormopzet op de Noordzee en het IJsselmeer (zie Figuur 1.1).
In haar brief geeft de Minister van Verkeer en Waterstaat aan dat:
'De vraagstelling van het toetsend onderzoek valt in 3 hoofdvragen uiteen:
a. Zijn er elementen in de afweging die ten grondslag ligt aan de keuze van de norm, die nu zodanig veranderd zijn dat dat zou kunnen leiden tot een andere keuze? b. Zijn er op technisch/wetenschappelijk gebied zodanig nieuwe inzichten dat die kunnen
leiden tot andere uitkomsten van berekeningen?
c. Zijn er in de commentaren van de laatste tijd nieuwe elementen boven gekomen die eveneens tot een andere keuze of uitkomsten kunnen leiden en die niet in de voor-gaande twee vragen zijn vervat?'
Het onderzoek naar de uitgangspunten voor de rivierdijkversterking omvat de volgende samenhangende hoofdaspecten:
I de wijze van bepaling van de vanuit de maatschappij gewenste veiligheid tegen
over-stroming, hetzij als norm voor het gehele gebied, hetzij gedifferentieerd per deelge-bied, bijvoorbeeld per dijkring;
II de bepaling van de maatgevende belastingen voor de rivierdijken en maatregelen om deze belastingen te verminderen;
III het constructief ontwerp van een stabiele beveiliging tegen overstroming;
IV de afstemming van de waterkeringsfiinctie van rivierdijken met andere functies en
waarden en de bij die afstemming gebruikte procedures; en
V de integratie van het onderzoek naar de verschillende aspecten tot mogelijke
sP
52 9
t b 2
WIJK bij DUURSTEDE
O/ ARNHEM O RHENEN O WES7ERV00RT ,t\\.» . i-. 3^28 ' |36
h \
^-—-O 5 10 kmI41I nummer onderzochte dijkringen
^ ^ J dijkvokken J
~i versterkte dijk I dijkringen
Het onderzoek naar de effecten van de keuze van de veiligheid tegen overstroming en van mogelijke strategische keuzen voor de aanpak van dijkversterkingen is uitgevoerd volgens een beleidsanalytische methode. De globale opzet van het onderzoek is weergegeven in Figuur 1.2.
Het onderzoek is uitgevoerd door het Waterloopkundig Laboratorium (WL) en het European-American Center for Policy Analysis/RAND (EAC/RAND) met medewerking van
Grondmecha-nica Delft (GD) en Bureau SME (SME). De werkzaamheden zijn uitgevoerd door vier taakgroe-pen voor de hoofdaspecten I t/m IV. De integratie is uitgevoerd door het gehele team. De werkzaamheden van taakgroep III zijn uitgevoerd door Grondmechanica Delft en worden in dit deelrapport 'Constructief ontwerp' behandeld.
I veiligheid tegen overstromen integraal regionaal H maatgevende belastingen V m constructief ontwerp selecteren 3Z integratie \ > f selecteren f \f strategie ontwerp >f bepalen effecten \f score kaarten E I functies, waarden e proce > n dures f evaluatie procedures >r voorstellen voor verbetering
1.2 Constructief ontwerp; probleemstelling
Vragen die zich voordoen bij beschouwing van mogelijke ontwerpen voor dijkversterking, die enerzijds voldoen aan een veiligheidsnorm en anderzijds bijdragen tot de maatschappelijke acceptatie van de dijkversterking, zijn:
• in hoeverre zijn technische mogelijkheden voorhanden om bij een gegeven normstel-ling voor de veiligheid, de dijkontwerpen zodanig te verbeteren dat dit leidt tot min-der rigoureuze ingrepen in anmin-dere functies en waarden; en
• in hoeverre worden die mogelijkheden daadwerkelijk benut? Spelen andere aspecten dan strikt technisch een bepalende rol in het ontwerpproces?
• in hoeverre zou verlaging van het maatgevend hoogwaterstand (MHW) of verlaging van de veiligheidsnorm leiden tot minder rigoureuze ingrepen in de omgeving van de dijk.
De Commissie Rivierdijken, en later de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW) in de 'Leidraden voor het ontwerpen van rivierdijken', hebben onder andere aandacht besteed aan de eerste vraag. Het begrip 'uitgekiend ontwerpen' is door de Commissie Rivierdijken geïntroduceerd, waarmee wordt bedoeld het bij een gegeven veiligheidsnorm ontwerpen van doordachte oplossingen om een scherpe dimensionering mogelijk te maken. Daarmee kan mogelijk de invloed van de dijkversterking op de omgeving van de dijk worden verminderd. Bij het 'uitgekiend ontwerpen' wordt gebruik gemaakt van intensief onderzoek, de best mogelijke rekentechnieken en er kunnen bijzondere constructies worden toegepast.
1.3 Constructief ontwerp; aanpak
Teneinde de in 1.2 geformuleerde vragen te beantwoorden zijn de volgende activiteiten uitgevoerd. Aan de hand van interviews met waterschappen, ingenieursbureaus en provincies en bestudering van de relevante Leidraden is een analyse gemaakt van de huidige ontwerp-praktijk. Nagegaan is welke faalmechanismen van belang zijn, welke mogelijkheden de Leidraden bieden, en hoe daar in de praktijk mee wordt omgegaan. Daarbij is onder andere nagegaan in welke mate gebruik wordt gemaakt van uitgekiend ontwerpen, en hoe het beleid is met betrekking tot de acceptatie van vreemde elementen in en nabij de waterkering. De uitgangspunten die aan de Leidraden en de ontwerppraktijk ten grondslag liggen, zijn getoetst aan de huidige inzichten. Tenslotte is via interviews met de TAW en andere deskundi-gen nagegaan welke recent verworven kennis, of kennis die binnenkort beschikbaar komt, tot andere uitgangspunten of inzichten kunnen leiden.
De resultaten van deze activiteiten zijn gerapporteerd in deel I van dit rapport 'Technische mogelijkheden voor de beoordeling van faal- en schade-mechanismen'.
In deel II van dit rapport 'Invloed van MHW op de noodzaak tot dijkversterking' is aan de hand van uitgevoerde case studies, beschikbare onderzoeksrapporten en interviews, nagegaan wat het effect is van verlaging van MHW op de omvang van de dijkversterkingen.
De resultaten hiervan zijn gebruikt bij de beoordeling van de strategieën met betrekking tot veiligheidsnormen en verlaging van maatgevende waterstanden.
Bij de analyse van de Leidraden en de huidige praktijk blijkt dat de mogelijkheden van uitgekiend ontwerpen niet altijd optimaal worden benut. Door meer gebruik te maken van uitgekiend ontwerpen zal het mogelijk zijn meer landschaps-, natuur- en cultuurhistorische waarden (LNC-waarden) te sparen.
In deel III van dit rapport 'Effecten van uitgekiend ontwerpen' wordt nagegaan welke technische mogelijkheden voorhanden zijn om de dijkversterkingsmethoden zodanig te verbeteren dat dit tot minder schade aan LNC-waarden leidt.
Tevens is met behulp van case studies een schatting gemaakt in hoeverre met strategieën, waarbij meer gebruik wordt gemaakt van uitgekiend ontwerpen de schade in het onder-zoeksgebied kan worden verminderd en welke extra kosten daarmee gemoeid zijn.
2 Inleiding
2.1 Doelstelling
In dit deel van de rapportage wordt nagegaan in hoeverre op basis van de huidige inzichten en rekenmethoden mogelijkheden voorhanden zijn om bij een gegeven normstelling voor de veiligheid, de momenteel gehanteerde ontwerpmethoden zodanig te verbeteren dat dit leidt tot minder rigoureuze ingrepen in andere functies en waarden. Tevens wordt nagegaan in hoe-verre die mogelijkheden daadwerkelijk worden benut en in hoehoe-verre andere ontwerpaspecten dan strikt technische een rol spelen.
2.2 Korte schets van de grondmechanische ontwerpaspecten
Zowel bij het toetsen van bestaande dijken als bij het ontwerpen van nieuwe dijken (dijk-verbeteringen) is van belang het vergelijken van belasting en sterkte.
Bij het grondmechanische ontwerp proces wordt meestal de belasting als gegeven beschouwd (met andere woorden de maatgevende hoogwaterstand (MHW) en de golfoploop en daarmee de vereiste hoogte van de kruin ligt vast).
Het vergelijken van belasting en sterkte geschiedt vaak aan de hand van de zogenaamde faalmechanismen. Bij het beoordelen van rivierdijken zijn met name de volgende faalme-chanismen van belang.
• overlopen/overslag.
• macro-instabiliteit (afschuiving van een deel van het dijklichaam en de ondergrond) bij hoogwater en bij snelle val na hoogwater.
• piping (zand meevoerende wellen), het meespoelen van zand bij onderloopsheid van de dijk.
• erosie van buiten- of binnentalud door golfwerking, langs- en overstromend water • micro-instabiliteit als gevolg van waterdrukken in de dijk of uittredend grondwater. Voor een schematisatisch overzicht van deze faalmechanismen zie Figuur 2.1
EROSIE BUITENTALUD OVERLOPEN
MACRO ( I N - ) STABILITEIT
PIPING
EROSIE BINNENTALUD bij overslag
MICRO ( I N - ) STABILITEIT bij uittredend water
MICRO ( I N - ) STABILITEIT bij overslag
Figuur 2.1 Overzicht faalmechanismen
Een aantal van deze faalmechanismen kunnen worden beïnvloed door zaken als bebouwing en begroeiing in of op het dijklichaam.
Bij het ontwerpen van een dijkverbetering komen ook nog andere aspecten aan de orde. Zo zal een uitspraak moeten worden gedaan over:
• de vereiste uitvoeringsduur in verband met stabiliteit • het tempo van zettingen gedurende de uitvoering en daarna • de invloed op de bebouwde omgeving.
Deze laatste aspecten beïnvloeden niet zozeer de primaire waterkerende functie van de dijk en kunnen beter als schademechanismen dan als faalmechanismen worden bestempeld. De benodigde sterkte van een dijklichaam is in hoge mate van invloed op de totale omvang van een dijklichaam. Die omvang laat zich beschrijven door:
• de kruinhoogte • de kruinbreedte
• de hellingen van de taluds (binnen en buiten)
• de hoogte en breedte van de bermen (binnen en buiten).
In onderstaand schema is aangegeven hoe de faalmechanismen van invloed zijn op de afmetingen van het dijklichaam.
Faalmechanisme
overlopen macrostabiliteit piping
erosie van taluds microstabiliteit Parameter kruinhoogte X X kruinbreedte hellingen taluds X X X bermbreedte X X
Tabel 2.2 Relatie faalmechanismen - dijkprofiel
2.3 Gevolgde werkwijze
In de studie wordt eerst beoordeeld in hoeverre in de Leidraden voor het Ontwerpen van Rivierdijken deel 1 - Bovenrivierengebied (1985) [1] en deel 2 - Benedenrivierengebied (1989) [2] invulling is gegeven aan de aanbevelingen van de Commissie Rivierdijken (1977) [3].
De aandacht wordt in de studie mede gericht op de twee elementen van het zogenaamde uitgekiend ontwerpen te weten:
• meer onderzoek en gebruik maken van geavanceerde technieken voor het berekenen van de sterkte
• gebruik maken van bijzondere constructies.
In hoofdstuk 3 zullen de faalmechanismen, de berekeningsmethoden en normstelling worden beschreven en zal per faalmechanisme worden aangegeven wat hierover in Leidraad 1 wordt vermeld. Verder zal in dit hoofdstuk worden nagegaan in hoeverre Leidraad 2 hierbij aansluit dan wel er nieuwe inzichten worden gepresenteerd.
In hoofdstuk 4 zal per onderdeel (kruinhoogte, kruinbreedte etc.) worden aangegeven welke de ontwerpaspecten zijn. Naast de strikt technische die uit de faalmechanismen voortvloeien, zijn er nog een aantal andere overwegingen die uiteindelijk het ontwerp bepalen.
Uiteraard wordt een en ander niet uitputtend in de hoofdstukken 3 en 4 behandeld. Wèl zal datgene worden besproken dat van belang is om een goede vergelijking te kunnen maken tussen wat volgens de Leidraden mogelijk is en wat in de praktijk plaatsvindt, respectievelijk naar de huidige inzichten mogelijk zou zijn.
In hoofdstuk 5 zal worden aangegeven wat in de beide Leidraden wordt gesteld ten aanzien van de aanwezigheid van bebouwing en begroeiing op de dijk.
In hoofdstuk 6 wordt vervolgens nagegaan in hoeverre de werkwijze in de praktijk aansluit bij de in de Leidraden geschetste werkwijze. De werkwijze in de praktijk is onderzocht aan de hand van interviews. Er zal worden aangegeven waar ruimte zit tussen de mogelijke werkwijze volgens de Leidraden en de werkwijze in de praktijk.
In hoofdstuk 7 zal worden aangegeven welke de nieuwe inzichten en rekenmethoden zijn die na het tot stand komen van beide Leidraden beschikbaar zijn gekomen respectievelijk binnenkort zullen komen. Nagegaan wordt welke consequenties dit voor het ontwerp van dijken kan hebben.
3 Beschrijving faalmechanismen,
rekenmethoden en normstelling
3.1 Overlopen/Overslag
De primaire functie van een dijk is het keren van water. Daarmee moet niet alleen een eis gesteld wordt aan het voorkomen van een dijkdoorbraak maar moet er ook een eis worden gesteld aan het beperken van de hoeveelheid water die over de kruin loopt respectievelijk slaat.
De benodigde kruinhoogte wordt bepaald door: • de maatgevende hoogwaterstand (MHW) • de golfoploop
• de zetting van de kruin gedurende de planperiode.
De maatgevende hoogwaterstand en de hoogte voor golfoploop leveren samen de zogenaamde dijktafelhoogte op.
MHW en de golfoploop zijn op te vatten als belastingen. In deelrapport 2 wordt hieraan verder aandacht geschonken. Omdat de golfoploop van invloed is op de hoeveelheid overslaand water is door ons wèl aandacht besteed aan de zogenaamde golfoverslag.
3.1.1 Golfoverslag
Naarmate meer van de tegen het buitentalud oplopende golven over de kruin heen lopen is er sprake van meer golfoverslag. Door de kruin hoger aan te leggen wordt de hoeveelheid overslag beperkt.
Een te grote hoeveelheid overslaand water kan als consequentie hebben: • een te grote waterbelasting van het achterliggende gebied
• een ontoelaatbare erosie van het binnentalud (zie ook hoofdstuk 3.4).
• een min of meer oppervlakkige afschuiving van het binnentalud, micro-instabiliteit (zie ook hoofdstuk 3.5).
• dat inspectie en begaanbaarheid van de kruin wordt bemoeilijkt. Leidraad 1 zegt onder andere (hoofdstuk 3.6.1):
'Het verdient aanbeveling om de minimaal benodigde waakhopgte in eerste instantie te bepalen op basis van het 2% golfoploopcriterium ofwel een overslagdebiet van
0,1 l/s/m1 dijk.
De dijk is dan praktisch vrij van overslag zodat men géén speciale eisen hoeft te stellen ten aanzien van de erosiebestendigheid van kruin- en binnentalud. Waar deze benadering door een grote hoogte of een groot ruimtebeslag op bezwaren stuit, kan overwogen worden meer golfoverslag toe te laten'.
In hoofdstuk 3.4 zal worden aangegeven onder welke condities meer overslag uit een oogpunt van erosie kan worden toegelaten.
3.1.2 Zetting
Buiten de eerder genoemde waakhoogte is een extra overhoogte nodig indien wordt verwacht dat het dijklichaam binnen de planperiode (50 jaar) zal inklinken of de ondergrond ter plaatse zal zakken.
De grootte van deze extra overhoogte volgt uit grondmechanische berekeningen.
3.2 Macro(-in)stabiliteit
De macro stabiliteit (standzekerheid) van een dijk is de mate waarin deze bestand is tegen afschuivingen langs diepe glijvlakken (dit zijn glijvlakkendieook de ondergrond doorsnijden). De standzekerheid van de waterkering onder diverse omstandigheden is in vele gevallen bepalend voor het uiteindelijke ontwerp van de dijkverbetering. De aanleg van flauwe taluds en/of bermen wordt dan ingegeven door stabiliteitsoverwegingen.
Onderscheid kan worden gemaakt naar afschuiven van het binnentalud respectievelijk afschuiven van het buitentalud.
3.2.1 Afschuiven binnentalud
Naar de mogelijke oorzaak van het optreden van dit mechanisme wordt het volgende onder-scheid gemaakt.
• Verzadiging van het dijklichaam met water (stijging van de freatische lijn) als gevolg van het doorsijpelen van rivierwater bij een hoge rivierstand, tezamen met een toena-me van de waterspanningen in de ondergrond. Het is deze situatie, de toestand bij het optreden van MHW, die vaak bepalend is voor het ontwerp. Behalve kennis van de grondeigenschappen is ook inzicht in grondwaterspanningen van groot belang. • Opbarsten/opdrijven. In dit geval worden de afdekkende grondlagen achter de dijk
opgetild van de diepe zandlaag door de hierin heersende opwaartse waterdruk. Bij een dunne afdekkende laag zal in geval van opbarsten deze laag niet intact blijven. Bij een dikke afdekkende laag kan deze in z'n geheel gaan 'drijven'. Hierdoor wordt de horizontale steun die nodig is het afschuiven van het dijktalud te verhinderen (deels) uitgeschakeld. De grote opwaartse druk ontstaat in de diepe zandlaag als gevolg van een hoge rivierwaterstand. De waterdruk in de zandlaag reageert op de rivierwaterstand als bij communicerende vaten.
3.2.2 Afschuiven buitentalud
De stabiliteit van het buitentalud wordt beoordeeld bij een snelle val van het rivierpeil die zich kan voordoen direct na het optreden van MHW op de rivier.
3.2.3 Berekeningsmethoden en veiligheidscriteria
Voor de toetsing van het ontwerp van rivierdijkversterkingen wordt gebruik gemaakt van diverse typen van rekenmodellen. Kenmerk van die analyses is dat, ongeacht het type van rekenmodel dat wordt gebruikt, parameters voor de berekening dienen te worden gegeven. Enerzijds parameters die belastingen representeren (de krachten die het mogelijk optreden van een afschuivingsmechanisme bevorderen), anderzijds parameters die de sterkte represente-ren (die het ontstaan van een afschuivingsmechanisme tegengaan). Bij de beoordeling van het evenwicht tussen belasting en sterkte wordt een veiligheidscriterium gehanteerd in de vorm van een vereiste veiligheidsfactor. Bijvoorbeeld bij een vereiste veiligheidsfactor van 1,2 moet de naar verwachting aanwezig sterkte minimaal 1,2 keer zo groot zijn als de naar verwachting optredende maximale belasting.
Dit veiligheidscriterium wordt gehanteerd, omdat de schattingen voor zowel belasting als voor sterkte onzekere elementen bevatten. Er is een kans dat de werkelijk optredende maximale belasting groter is dan geschat en/of dat de werkelijke aanwezige sterkte kleiner is dan de sterkte die geschat is. Voor zover belastingen en sterktes aan de grond worden ontleend komt die onzekerheid voornamelijk voort uit het feit dat grondeigenschappen van plaats tot plaats variëren en methodes om schattingen te bepalen zijn gebaseerd op een statistische bewerking van steekproefresultaten. Het veiligheidscriterium bij de beoordeling van het evenwicht dient om de kans op het optreden van een afschuiving te verminderen tot een acceptabele kleine waarde.
De statistische procedures voor het bepalen van schattingen van berekeningsparameters die de eigenschappen van de grond representeren en de te hanteren veiligheidscriteria zijn vastgelegd in de Leidraden.
In de Leidraad deel 1 is het gebruik van karakteristieke waarden voor grond en belasting-sparameters en partiële veiligheidsfactoren geïntroduceerd (semi-probabilistische aanpak) in lijn met een in Europese en nationale codes voorgestelde werkwijze. De grootte van de partiële veiligheidsfactoren is afgestemd op de deterministische aanpak die in het verleden werd gevolgd. In de Leidraad werd een drietal partiële veiligheidsfactoren gedefinieerd, namelijk materiaalfactoren (veiligheidsfactor op materiaal parameters), een modelfactor (ter compensatie van onzekerheden in het rekenmodel) en schadefactoren (die impliciet het gewenste veiligheidsniveau reflecteren). In de Leidraad deel 2 is dit concept nader uitgewerkt, waarbij met behulp van probabilistische berekeningen de grootte van de vereiste partiële veiligheidsfactoren nader is onderbouwd, expliciet rekening houdend met de MHW norm-stelling voor een dijkring en met lengte-effecten (de waterkering rond een dijkring is een aaneenschakeling van min of meer onafhankelijke strekkingen).
Verder is nog een aantal andere verfijningen in de Leidraad deel 2 aangegeven. Zo wordt bijvoorbeeld aandacht gevraagd voor de mogelijkheid te werken met een proevenverzameling en worden lagere materiaalfactoren voorgeschreven indien sterkte-eigenschappen spanningsaf-hankelijk in rekening worden gebracht.
Bij een proevenverzameling wordt een verzameling van proefresultaten gemaakt van monsters die in de gehele strekking van de dijk (of dijkvak) in een zelfde 'formatie' zijn getrokken.
De aldus verzamelde proeven worden statistisch verwerkt. Bij het werken met zo'n proe-venverzameling moet worden bedacht dat in lengterichting van de dijk relatief goede en slechte locaties kunnen voorkomen. Dit betekent dat voor berekeningen in concrete profielen altijd het conservatieve uitgangspunt moet worden gehanteerd dat het bewuste profiel een zwakke plek binnen de formatie zou kunnen zijn.
In de Leidraad 2 wordt hiervoor het begrip lokaal gemiddelde waarde geïntroduceerd. De karakteristieke ondergrens van de locaal gemiddelde waarde wordt basiswaarde genoemd. Aangegeven wordt hoe deze basiswaarde uit de verzameling kan worden afgeleid. De basiswaarde gedeeld door een materiaalfactor is dan de rekenwaarde.
3.2.4 Relatie veiligheidscriteria en normstelling MHW
De normstelling voor MHW geeft aan dat een bepaald waterstandsniveau gekozen dient te worden als uitgangspunt voor het dijkversterkingsontwerp. De werkelijk optredende water-stand in een willekeurig jaar kan in beginsel hoger zijn. De kans daarop is gelijk aan de in de normstelling gegeven overschrijdingsfrequentie. De maatgevende hoogwaterstand wordt bepaald op basis van deze geaccepteerde overschrijdingsfrequentie en statistische bewerking van door de jaren heen geobserveerde afvoeren.
De kans op overschrijding van MHW is niet noodzakelijk gelijk aan de kans op inundatie van de dijkring. In beginsel is (nu nog) niet bekend of de inundatiekans groter of kleiner is dan de kans op overschrijding van MHW.
Aan de kans op inundatie van de dijkring wordt door alle potentiële mechanismen die het niet functioneren kunnen bewerkstelligen bijgedragen, zo ook door het faalmechanisme macro stabiliteit. De veiligheidscriteria die in de Leidraden worden gehanteerd, zijn gebaseerd op de overweging dat de bijdrage door instabiliteit aan de werkelijke inundatiekans niet groter mag zijn dan circa 10 procent van de kans op overschrijding van MHW. Via kansrekeningtech-nieken en statistische modellen voor de variatie van grondeigenschappen is dit als uitgangs-punt gebruikt voor het berekenen van veiligheidsfactoren. Bij de berekening van de bijdragen door instabiliteit aan de kans op inundatie is een conservatieve schatting gehanteerd van de kans dat het optreden van instabiliteit daadwerkelijk leidt een dijkdoorbraak. Bekend is dat instabiliteit niet noodzakelijk behoeft te leiden tot dijkdoorbraak wanneer hierbij de dijkskruin niet wordt aangetast.
Commentaar bij 3.2 macro (-instabiliteit
• Het is van belang alert te zijn op de genoemde conservatieve schatting van de basis-waarde. Indien dit uitgangspunt tot ongewenste consequenties leidt (bijvoorbeeld brede bermen waarvoor eigenlijk de ruimte ontbreekt) kan door middel van locaal onderzoek 'winst' worden geboekt. Met een hoge mate van waarschijnlijkheid zal dan namelijk plaatselijk een grotere sterkte kunnen worden aangetoond, waardoor beperking van de bermbreedte mogelijk is.
Een belangrijke randvoorwaarde bij de beoordeling van de macro stabiliteit is de waterspanning bij het optreden van de maatgevende omstandigheden. Leidraad 2 besteedt meer aandacht aan niet-stationaire grondwaterstroming. Verder wordt in Leidraad 2 meer aandacht geschonken aan het vaststellen van waterspanningen bij maatgevende omstandigheden op basis van metingen met peilbuizen en waterspan-ningsmeters.
Van de in Leidraad 2 aangegeven methodiek van niet stationair rekenen mag enige winst (in termen van minder ruimtebeslag door bermen) verwacht worden. Met name is dit het geval in het westelijk rivierengebied.
Van belang is nog te melden dat bij de beoordeling van de macro stabiliteit van bin-nen- en buitentalud volgens de eerder genoemde Leidraad een verkeersbelasting op de kruin van de dijk wordt verondersteld. Uit berekeningen blijkt het effect van deze verkeersbelasting vaak van substantiële invloed op het ontwerp. Wij bevelen herover-weging van dit uitgangspunt aan, met name voor het geval dat een inspectie- en onderhoudsweg nabij de binnenteen aanwezig is.
Gedurende de uitvoering van de dijkverbetering kan het aspect stabiliteit ook aan de orde zijn. Bij een aanwezigheid van een slappe en samendrukbare ondergrond kan de stabiliteit tijdens de uitvoering meer kritisch zijn dan bij maatgevende omstandig-heden.
In het algemeen wordt hierdoor de omvang van het ontwerp echter niet bepaald. Wij zijn van mening dat dit ook niet het geval behoort te zijn. Door middel van langere uitvoeringstermijnen of toepassing van speciale technieken (snelle ontwatering van de ondergrond) kunnen extra brede bermen in principe worden voorkomen.
3.3 Piping (zandmeevoerende wellen)
Zandmeevoerende wellen zijn te beschrijven als een geconcentreerde uitstroming van grondwater achter de waterkering, waarbij de snelheid van de grondwaterstroming zo groot is dat zanddeeltjes worden meegevoerd. Door terugschrijdende erosie kunnen in de grond (op de scheiding van het ondoorlatende dijklichaam en de uit zand bestaande onder-grond) holten ontstaan die tot ondermijning en doorbraak van de waterkering kunnen leiden. Het gevaar voor piping doet zich voor bij een groot verval over de dijk (groot verschil tussen de rivierwaterstand en de waterstand in de polder). Niet zelden blijkt het ontwerp van de dijk-verbetering door dit mechanisme te worden bepaald, en blijken brede bermen noodzakelijk. In Leidraad 1 worden 2 criteria gegeven voor het ontwerp.
3.3.1 Toelaatbaar uittreeverhang
In Leidraad 1 wordt gesteld dat bij het wegspoelen van gronddeeltjes het uittreeverhang (i) een belangrijke rol speelt.
Om dit verhang te beperken wordt aanbevolen om in de teen van de dijk de volgende eisen te stellen:
a. bij het ontbreken van afdekkende lagen i <_ 0,5
b. bij aanwezigheid van afdekkende lagen i _<. 0,5 en géén opbarsten van de afdekkende lagen.
Indien niet aan deze criteria wordt voldaan, wordt als mogelijke maatregel aanbevolen het aanbrengen van een bufferzone langs de binnenteen in de vorm van een berm. Hierbij wordt een breedtemaat gegeven van 5H, gemeten uit het snijpunt van de ontwerpwaterstand met het binnentalud (H staat voor de kerende hoogte van de dijk zijnde het hoogteverschil tussen de ontwerp waterstand en het maaiveld achter de dijk).
De aanbevolen berm wordt ook van belang geacht voor het faalmechanisme macro stabiliteit (stabiliteit binnentalud). Ongeacht de stabiliteitsfactor wordt het wenselijk genoemd dat er langs de binnenteen een zone is waar in de grond nog enige korrelspanning aanwezig is.
Commentaar
• Wij constateren dat de aanbevolen '5-H' berm door Leidraad 1 van belang wordt geacht voor stabiliteit. Verwarrend is dat in het betreffende hoofdstuk 11.3 van Lei-draad 1 'Stabiliteit van grondlichamen' deze berm niet expliciet genoemd wordt.
3.3.2 Minimaal vereiste kwelweg
Als een te groot uittreeverhang of opbarsten aan de orde is, wordt tevens een ontwerpregel aangegeven voor de zogenaamde minimaal vereiste kwelweg. Onder kwelweg wordt verstaan de afstand tussen intree- en uittreepunt.
De minimaal benodigde kwelweg bedraagt globaal 15H.
Als intreepunt wordt genomen de buitenteen van de dijk. Bij aanwezigheid van een afdek-kende laag in het voorland kan dit intreepunt verder weg worden gekozen.
Uiteindelijk resulteert een en ander daarin, dat bij een te groot uittreeverhang of opbarsten en de aanwezigheid van een breed dicht voorland kan worden volstaan met de genoemde 5H berm. Bij afwezigheid een voorland zal de benodigde kwelweg, afhankelijk van de gezamelij-ke breedte van de dijkbasis en de 5H berm kunnen resulteren in een berm die breder is dan 5H.
Ten aanzien van het aspect piping geeft Leidraad 2 géén nadere uitgangspunten.
Commentaar
• Uit de Leidraad 1 volgt dat ook indien een dicht voorland zodanig breed is dat de vereiste kwelweg van 15 H hierin kan worden gevonden, in geval van een te groot uittreeverhang of opbarsten toch een 5-H berm wordt aanbevolen.
Dit is uit veiligheidsoogpunt een conservatieve benadering. Wij bevelen heroverwe-ging van dit uitgangspunt aan. Bij deze heroverweheroverwe-ging zullen beheersaspecten (zeg-genschap' over het brede voorland en begaanbaarheid van de zone achter de dijk) een rol moeten spelen.
3.3.3 Relatie piping criteria en normstelling MHW
De in de Leidraad aangegeven criteria met betrekking tot piping zijn empirisch/deterministisch van aard. Er is geen relatie in termen van kansen op het optreden van piping met de normstel-ling ten aanzien van de waterstand, anders dan dat de maatgevende hoogwaterstand als belas-tingparameter in de analyses wordt gebruikt.
3.4 Erosie
Erosie is het meenemen van grond door bewegend water. De mate van erosie hangt af van de hoedanigheid van de grond en van de wijze en mate van bewegen van water. Erosie kan in omstandigheden zoals die zich voordoen bij rivierdijken zodanig zijn dat er per tijdseenheid niet acceptabele hoeveelheden grond verdwijnen. Om erosie door golfwerking en stroming te voorkomen of te beperken worden erosiebestendige bekledingslagen op de grond aange-bracht met de bedoeling direct contact van grond met bewegend water te voorkomen of voldoende te beperken. Veelal worden rivierdijken zowel aan de buitenzijde als aan de binnenzijde tegen erosie beschermd door een grasmat op klei. Leidraad 1 stelt eisen aan zowel de kwaliteit van de grasmat als de erosie- bestendigheid van de klei.
Voor de erosie van het buitentalud is de aanval door stroming en golven van belang. De erosie van kruin en binnentalud wordt bepaald door afstromend water, (neerslag en golfoverslag).
Zoals in hoofdstuk 3.1.1 vermeld wordt de aanbeveling gedaan om bij de bepaling van de waakhoogte uit te gaan van een gering overslagdebiet (0,1 l/s/m1). Bij ruimtelijke problemen wordt in overweging gegeven meer golfoverslag toe te laten dan 0,1 l/s/m1.
In dat geval moeten er wel hogere eisen worden gesteld aan de sterkte van kruin en binnenta-lud. In Leidraad 1 wordt geopperd in dat geval eisen aan de kwaliteit van de grasmat en kleibekleding te stellen gelijk aan die van het buitentalud of indien daar niet aan wordt voldaan een flauw binnentalud te eisen.
3.4.1 Grasmat
Ten aanzien van de grasmat wordt in Leidraad 1 het volgende opgemerkt (hoofdstuk 12.1.4). 'De beschermende werking van een grasmat wordt gedeeltelijk ontleend aan de dakpans-gewijze stapeling van plantendelen bij over- of langsstromend water, waardoor uitspoeling van gronddeeltjes wordt tegengegaan. Zeer belangrijk blijkt echter ook een dicht wortelstelsel te zijn, met kruipende, vertakte wortelstokken, dat als een soort filter- en wapeningsconstruc-tie de grond tussen de wortels vasthoudt.
Er wordt daarom vanouds grote waarde gehecht aan een dichte grasmat zonder kale plekken. Die moet aan de volgende eisen voldoen:
• het gras moet een goed gesloten plantendek vormen, dat niet te kort de winter mag ingaan (5 a 8 cm)
• de mat moet het gehele jaar groen blad houden
• de grassen of kruiden die in de winter bovengronds of geheel afsterven, mogen slec-hts in beperkte mate voorkomen
• de plantensoorten in de grasmat moeten redelijk bestendig zijn tegen droogte en vorst'.
In het vervolg van het genoemde hoofdstuk wordt nog het nodige gezegd over de natuur-wetenschappelijke waarden van dijkvegetaties. In de deelrapportage van taakgroep IV wordt hierop nader ingegaan. Van belang is in ieder geval dat in de Leidraad 1 er op wordt gewezen dat een aangepast beheer en onderhoud van wezenlijk belang is voor het instandhouden van een kruidenrijke grasmat.
3.4.2 Kleibekleding
De erosiebestendigheid van een talud is volgens Leidraad 1 niet alleen afhankelijk van de kwaliteit van de grasmat, maar ook van de samenstelling van de onderliggende grond. In de Leidraden worden op grond van functionele eisen, eisen aan de samenstelling van klei gesteld, gerelateerd aan de hoeveelheden fijne deeltjes (lutum) en zand. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen klei voor het buitentalud en klei voor de kruin en het binnentalud. De klei die volgens Leidraad 2 in het benedenrivierengebied op basis van praktijkervaring en onderzoek het meest geschikt wordt bevonden, wijkt qua samenstelling af van wat in het bovenrivierengebied als wenselijk wordt gezien.
Voor wat betreft de algehele benadering van de kleikwaliteit in relatie tot het erosieaspect wijkt Leidraad 2 echter niet af van Leidraad 1.
3.4.3 Harde bekleding
De beoordeling van de noodzaak van een harde bekleding op het buitentalud berust volgens Leidraad 1 op ervaring met de bestaande dijk in een bepaald dijktracé onder de opgetreden belastingsomstandigheden.
Commentaar
• Geconstateerd moet worden dat in de beide Leidraden een goede koppeling tussen de belasting en sterkte voor wat betreft het erosieaspect ontbreekt (zie verder hoofdstuk 4.5).
3.5 Micro(-in)stabiliteit
Bij het fenomeen micro-instabiliteit gaat het om het optreden van zeer plaatselijke instabi-liteiten van het talud, welke aanleiding kunnen geven tot het bezwijken van de waterkering. Micro-instabiliteiten kunnen zich voordoen ten gevolge van verschillende fenomenen, waarvan worden genoemd:
1. lokale afschuivingen langs ondiep gelegen glijvlakken. Dit bezwijkmechanisme kan bijvoorbeeld worden veroorzaakt door penetrerend water.
2. afdrukken van de binnentaludbekleding door waterdrukken in de kern van de dijk, als gevolg van een verhoging van de freatische lijn in de dijk
3. afkalven van het binnentalud door uittredend grondwater (eveneens na een verhoging van de freatische lijn in de dijkkern).
Bij een beschouwing van deze drie aspecten blijkt dat de micro-stabiliteitsanalysezich vooral richt op het binnentalud. De dikte en sterkte van de bekleding zijn hier van belang, alsmede de helling van het talud. Voorts wordt naar de dijkopbouw gekeken (type van de kern en de bekledingen) alsmede de hydrologie.
3.5.1 Penetratie en verzadiging binnentalud
Ten aanzien van het probleem van penetratie van water geldt het volgende.
Als gevolg van indringend water in het talud treedt volledige verzadiging op in een zekere zone in de deklaag en er ontstaat een grondwaterstroming evenwijdig aan de taludhelling. Evenwichtsverlies zal kunnen optreden indien de laagdikte waarin deze stroming optreedt groter is dan de kritische laagdikte. De kritische laagdikte is een functie van de taludhelling en de grondeigenschappen.
In Leidraad 1 wordt voor de berekening van die kritische laagdikte een model gegeven.
Commentaar
• Evenals het geval is bij het faalmechanisme erosie kan worden geconstateerd dat ten aanzien van het aspect micro stabiliteit een goede koppeling tussen belasting (hoeveel-heid overslag) en sterkte ontbreekt (zie verder hoofdstuk 4.5).
3.5.2 Afdrukken kleibekleding
Een binnentaludbekleding kan worden afgedrukt, indien onder deze bekleding waterdrukken kunnen worden opgebouwd. Deze waterdrukken worden normaliter opgebouwd in geval van een verhoging van de freatische lijn in de dijkkern. Bij een langdurige verhoging van de buitenwaterstanden bij een gelijkblijvend polderpeil zal zich een (verhoogde) freatische lijn in de dijk instellen. Indien nu onder het binnentalud de freatische lijn tot boven het maaiveld stijgt, kunnen hydrostatische drukken onder de taludbekleding worden opgebouwd. Indien deze te hoog worden kan de bekleding worden afgedrukt.
Dit afdrukken kan aanleiding vormen tot vervolgschade welke tot bezwijken kan leiden. Een vervolgschade kan zijn dat na het afdrukken een bovenliggend gedeelte van de (niet-afgedruk-te) bekleding naar beneden afschuift. Dit effect kan door de erosiebelasting van overslaand water worden versterkt.
3.5.3 Horizontaal uitstromend water
Een ernstiger vervolgschade kan zijn dat grondwater na het afdrukken van de binnenta-ludbekleding vrij uit de dijkkern kan treden (kwel). Aangezien dit probleem zich vooral bij dijken met zandkernen voordoet, dient in dit geval rekening gehouden te worden met het uitspoelen van zanddeeltjes en het afkalven van het binnentalud.
Om deze redenen wordt het afdrukken van de binnentaludbekleding voorlopig als niet acceptabel geclassificeerd, indien het binnentalud een helling heeft welke zodanig is dat gevaar voor uitspoelen van gronddeeltjes aanwezig is. In Leidraad deel 1 wordt een berekeningsmo-del gegeven voor het beoorberekeningsmo-delen van korrelevenwicht bij horizontaal uitstromend water.
3.6 Conclusies en aanbevelingen
De conclusies die kunnen worden getrokken zijn beschreven in hoofdstuk 4.7, na de beschrij-ving van de overige ontwerpaspecten.
4 Beschrijving van de ontwerpaspecten
volgens de leidraden 1 en 2
4.1 Tracékeuze
Gesteld wordt dat in het algemeen het bestaande tracé wordt gevolgd. Als door ruimtelijke problemen of anderszins wordt overwogen een alternatief tracé te kiezen zal men meestal kiezen voor een buitendijkse verlegging.
Er wordt op gewezen dat een dergelijk tracé vanwege de ondergrond en in het verleden plaatsgevonden hebbende activiteiten in technische zin de nodige problemen met zich kan meebrengen.
Als bijkomend probleem wordt genoemd de vaak noodzakelijke compensatie die moet worden geboden in verband met de versmalling van het rivierbed.
In Leidraad 2 komt duidelijker dan in Leidraad 1 naar voren dat indien uit een globaal ontwerp blijkt dat bepaalde belangen in het geding komen, alternatieven worden aangegeven, waarbij ook tracé verleggingen worden genoemd.
4.2 Profielkeuze
In Leidraad 1 wordt over de profielkeuze het volgende gesteld (zie hoofdstuk 12.1.2): 'Bij het vaststellen van de vorm en de opbouw van het dwarsprofiel van een dijk kunnen verschillende overwegingen een rol spelen. Met het oog op de waterdichtheid en een goede drainage van het dijklichaam moet als stelregel gelden, dat de dijk aan de waterkerende zijde zo ondoorlatend mogelijk moet zijn, terwijl het dijklichaam naar binnen toe meer doorlatend dient te worden. In ieder geval moet worden voorkomen dat de dijk aan de binnenzijde het minst doorlatend is. Bij verbetering van bestaande kleidijken moet er naar gestreefd worden zoveel mogelijk het oude, goed gezette dijklichaam in tact laten, en als geheel in de nieuwe constructie op te nemen. Het verdient dan de voorkeur, de verhoging en verzwaring binnen-dijks uit te voeren. Noodzakelijke buitenbinnen-dijkse verzwaringen moeten, gezien het bovenstaan-de, bij voorkeur geheel uit klei bestaan.'
In het benedenrivierengebied ligt het accent wat minder op het binnendijkse versterken, daarom wordt in Leidraad 2 wat meer aandacht besteed aan de verschillende principemo-gelijkheden. Als mogelijkheid wordt daar genoemd het aanleggen van een zogenaamde paralleldijk. Hierbij blijft de verkeersweg op de bestaande kruin en wordt de nieuwe kruin aan de binnen- of buitenkant van die weg aangelegd.
In Leidraad 2 wordt daaraan nog toegevoegd dat het bij voorkomen van slappe grondlagen de voorkeur verdient 'symmetrisch' te verhogen en te versterken waardoor optimaal gebruik wordt gemaakt van het reeds geconsolideerde dijklichaam.
4.3 Kruinhoogte
De kruinhoogte wordt zoals gesteld in hoofdstuk 3.1 bepaald door: MHW-golfoploop-zetting. Aanbevolen wordt minimaal 0,5 m als waakhoogte aan te brengen. Als reden daarvoor wordt genoemd:
• mogelijke afwijking in de ontwerp waterstand door onzekerheden in de MHW bereke-ning en op waai ing
• begaanbaar houden van de kruin van de dijk, ook onder ontwerpomstandigheden. Dit is van belang voor de inspectie van de dijk, voor het opruimen van drijfhout en ande-re drijvende voorwerpen, en voor de aanvoer van materialen bij dande-reigende dijkdoor-braak.
Ten aanzien van de kruinhoogte wordt verder nog opgemerkt dat waar
volgens de benadering met behulp van het 2% golfoploop criterium een grote dijkhoogte of een groot ruimtebeslag op bezwaren stuit, overwogen kan worden méér overslag toe te laten. Verder wordt gesteld dat in sommige gevallen bijzondere constructies kunnen worden toegepast om een gedeelte van de waakhoogte te realiseren, genoemd worden dijkmuurtjes. Gelet op de begaanbaarheid van de kruin, de onzekerheid in de ontwerpwaterstand en de verwaarlozing van opstuwingseffecten door wind en ijsgang, moet hierbij in ieder geval minstens 0,5 m van de benodigde waakhoogte als grondlichaam van voldoende breedte worden uitgevoerd.
4.4 Kruinbreedte
Géén van de faalmechanismen geeft een directe relatie naar de benodigde kruinbreedte. In Leidraad 1 wordt opgemerkt (hoofdstuk 12.1.2).
'Tijdens hoogwater moet de dijk goed bereikbaar en redelijk begaanbaar zijn, met het oog op eventuele noodmaatregelen. Bij een dijk zonder openbare weg dient altijd ten minste een eenvoudige verharding aanwezig te zijn als inspectieweg.
De minimale kruinbreedte waarop nog een goede inspectie weg kan worden aangebracht bedraagt 4,0 m'.
In Leidraad 2 wordt niet ingegaan op het aspect kruinbreedte.
4.5 Taludhellingen
De vereiste hellingen van taluds worden uit een oogpunt van veiligheid bepaald door: • macro(-in)stabiliteit (zowel buiten- als binnentalud)
• erosie (eveneens buiten- en binnentalud) • micro(-in)stabiliteit (voornamelijk binnentalud).
4.5.1 Macro(-in)stabiliteitsaspect
Aan de Leidraad kan worden ontleend dat de dimensionering in principe in samenhang met de dimensionering van de berm dient plaats te vinden. In hoofdstuk 3.2 is reeds aangegeven dat hiervoor een rekenmodel ter beschikking staat.
4.5.2 Erosie aspect
Zoals uit hoofdstuk 3.4 blijkt is geen rekenmodel beschikbaar om, (gegeven een zekere belasting) aan te geven welke taludhelling in combinatie met een zekere sterkte van kleibe-kleding en grasmat vereist is.
Ten aanzien van dit aspect wordt in Leidraad 1 aanbevolen de volgende uitgangspunten te hanteren (hoofdstuk 12.1.5 en hoofdstuk 3.6.1).
'Binnentalud
• Bij een binnentalud en een kruin van sterk zandige, inhomogene grond met een slech-te grasmat mag geen overslag van enige beslech-tekenis worden toegelaslech-ten. Aanbevolen wordt hiervoor als criterium een gemiddeld overslagdebiet van 0,1 l/s per ml te gebruiken. Voor rivierdijkomstandigheden leidt dit globaal tot een waakhoogte over-eenkomstig het 2%-golfoploopcriterium.
• Indien meer overslag wordt geaccepteerd dan volgens het 2% golfoploopcriterium ofwel een overslag debiet van 0,1 l/s/m1 moeten speciale eisen worden gesteld of constructieve voorzieningen worden getroffen aan kruin en binnentalud.
• Bij kleiige grond met een matig onderhouden grasmat met enige beschadigingen kan men dan, om de gedachten te bepalen, een hoeveelheid van 1 l/s/m1 toelaatbaar achten.
• Bij afdekking van het binnentalud en de kruin met een homogene kleilaag van vol-doende dikte (lutumpercentage ongeveer 25%, dikte > 0,60 m), en een goed onder-houden, dichte graszode zonder beschadigingen, mag een gemiddeld overslagdebiet van 10 l/s/m1 worden toegelaten. Het binnentalud mag hierbij niet steiler zijn dan 1:2,5 en er mogen geen scherpe knikken in het grastalud voorkomen. De kruin en het binnentalud dienen ook vrij te zijn van bebouwing, bomen en dergelijke, tenzij er extra beschermende maatregelen genomen zijn, bijvoorbeeld in de vorm van een steenbekleding.'
Buitentalud
Daar het niet mogelijk is aan te geven bij welke belasting een bekleding van gras op klei niet meer voldoet wordt meestal afgegaan op locale praktijkervaring bij de beslissing of al dan niet een talud moet worden verflauwd of een harde bekleding moet worden aangebracht. Lei-draad 1 zegt hierover het volgende (hoofdstuk 3.6.3).
• 'Als de aanval overwegend door langsstromend water wordt veroorzaakt, dient de harde bekleding te reiken tot het niveau van MHW.
• Indien de golfaanval bepalend is voor de erosie en er niet meer overslag dan 0,1 liter per seconde per strekkende meter dijk of 2%-golfoploop wordt toegelaten, kan over-wogen worden de bekleding alleen aan te brengen onder het waterpeil dat gemiddeld met een frequentie van i/100 per jaar wordt overschreden. Boven dit niveau treedt de belasting maar zelden en nog slechts kortdurend op terwijl er voor deze zone bij hoogwater ook noodmaatregelen te treffen zijn vanaf de kruin.
Wel dient er dan een voldoende erosiebestendige kJeibekleding met een goede grasmat aanwezig te zijn op het buitentalud boven de harde bekleding.
• In het geval dat een overslag van 10 liter per seconde per strekkende meter dijk wordt toegelaten, verdient het aanbeveling de bekleding door te zetten tot kruinhoogte, daar het treffen van noodmaatregelen niet op adequate wijze mogelijk zal zijn als die hoeveelheid overslag optreedt.
• Als een overslagdebiet van 1 liter per seconde per strekkende meter dijk wordt toege-laten, is het voldoende de bekleding aan te brengen tot bijvoorbeeld het niveau van
MHW'.
Van belang zijn voorts de volgende opmerkingen: (hoofdstuk 12.1.2)
• 'Is een bestaand, veelal steil buitentalud voorzien van een goede glooiingsconstructie, dan zal men om financiële redenen die glooiing graag willen behouden. Als het talud onvoldoende stabiel is bij vallend water, en men wil toch de glooiing handhaven, dan kan de stabiliteit worden vergroot door het aanbrengen van een steunberm, eventueel in combinatie met het verflauwen van de taludhelling boven de glooiing. De afmetin-gen van de steunberm kunnen worden bepaald met glijvlakberekeninafmetin-gen. De buiten-berm bestaat bij voorkeur uit klei. Is een bestaand buitentalud niet voorzien van een harde verdediging en steiler dan 1 : 2,5, dan is verflauwing om allerlei redenen wenselijk: beperking van afslaggevaar, ontwikkeling van de grasmat, onderhoud, en zo meer.
Voor een nieuw buitentalud met een harde verdediging wordt een taludhelling aanbe-volen van 1:2 of flauwer.
Uit berekeningen zal moeten blijken of de stabiliteit van het talud en de verdedigings-constructie voldoende verzekerd is.'
4.5.3 Micro(-in)stabiliteitsaspect
In hoofdstuk 3.5 is reeds aangegeven dat hiervoor een rekenmodel ter beschikking staat.
Commentaar bij 4.5
• Opvallend is dat bij het overslagdebiet van 0,10 l/s/m1 en 1,0 l/s/m1 niet wordt aangegeven welke de minimaal benodigde taludhelling is. Van betekenis is de passage
(hoofdstuk 12.1.2): 'Veel bestaande binnentaluds van rivierdijken zijn te steil.
Gevolgen daarvan kunnen zijn: verweking, afschuiving en uitspoeling. Bij binnendijk-se verzwaring dient het binnentalud derhalve aangevuld te worden met relatief doorlatend materiaal, in de regel tot een helling van 1:3'.
