Presentatie voorkeursvarianten

DPG 11 1 APRIL NOTA

- PRESENTATIE VOORKEURSVARIANTEN

DPG 11 1 APRIL NOTA

- PRESENTATIE VOORKEURSVARIANTEN

INHOUDSOPGAVE blz. 1. INLEIDING 1 2. SAMENVATTING EN CONCLUSIES 3 3. UITGANGSPUNTEN EN RANDVOORWAARDEN 6 3.1. Projectplan- 6 3.2. Geometrie 6 3.3. Locaties 7

3.4. Geologie, grondgegevens en vereist grondonderzoek 8

3.5. Randvoorwaarden en uitgangspunten 11

3.6. Veiligheid en risico-analyse 14

4. ONTWIKKELING ALTERNATIEVEN 24

4.1. Afbakening alternatieven 24

4.2. Hoofdspoor I : type grondmassief 27

4.3. Hoofdspoor 11: alternatieve waterkeringen 34

5. VERKENNENDE BEREKENINGEN 49 5.1 Inleiding 49 5.2 Stabiliteitsberekeningen 49 5.3 Kwelberekeningen 53 5.4 Zettingsberekeningen 69 6. UITVOERINGSMETHODEN 6.1 Algemeen 72 6.2 Cunet baggeren 73 6.3 Dijklichaam 73 6.4 Zandwinning 74 6.5 Alternatieve uitvoeringsmethoden 76

6.6 Maatregelen op het stort 76

6.7 Uitvoering filters en kleilagen 77

7. VARIANTBESCHRIJVING + KOSTEN

7.1 Inleiding 78

7.2 Constructiedetails "type grondmassief" 81 7.3 Voorkeursvarianten "type grondmassief" 85 7.4 Constructiedetails "type alternatieve constructies" 101 7.5 Voorkeursvarianten "type alternatieve constructies" 107

7.6 Evaluatie kosten per locatie 118

8. AANPASSINGSWERKEN 8.1 Inleiding

8.2 Probleemstelling 8.3 Gevolgde werkwijze

8.4 Beschrijving benodigde aanpassingen 8.5 Kostenraming van het IJsselmeer

122 123 124 125 128 9. BIJLAGEN

•

\

Hoofdstuk 1. INLEIDING

Deze nota is het verslag van de eerste fase van de PAC-studie, met betrekking tot de bekkendijken, verricht door deelprojectgroep 11.

Het doel van deze eerste fase was het kiezen van ~~n of enkele voorkeursvarianten op basis van verkennende bereke-ningen en beschouwingen uitgaande van de doelstellingen, omschreven in het projectplan.

De eerste fase omvatte voor DPG 11:

1. Het uitvoeren van een vooronderzoek met betrekking tot de geologische opbouw van het IJsselmeergebied en het vaststellen van het eventueel aanvullend grondonder-zoek.

2. Het globaal ontwerpen van basisvarianten van de bek-kendijken.

3. Het uitvoeren van globale kwelberekeningen.

4. Het onderzoeken van de noodzaak tot aanpassingswerken in de omliggende gebieden.

5. Het uitvoeren van globale kostenramingen.

De werkzaamheden ten aanzien van bovenstaande aspecten heb-ben geleid, volgens plan, tot enkele voorkeursvarianten voor de bekkendijken.

In de hierna volgende hoofdstukken is getracht een samen-vatting te presenteren van de werkzaamheden.

Hierbij is gestreefd naar een volledige rapportage, echter ten aanzien van de diverse deelaspecten zijn samenvattingen opgenomen.

Voor detailbeschouwingen ten aanzien van deze aspecten wordt in dit rapport naar de relevante PAC2-stukken verwe-zen.

Een overzicht van deze PAC2-stukken is als bijlage 1 toege-voegd.

De voorkeursvarianten zijn beschreven in hoofdstuk 7. Deze voorkeursvarianten voldoen minimaal aan de eisen van:

1. technische realiseerbaarheid

2. vergelijkbaarheid van kostenniveaus ten aanzien van aanleg.

•

In de verdere studie (tweede fase) zullen deze voorkeursva-rianten nader gedetailleerd en geoptimaliseerd worden. In verband hiermee moeten dan ook de in hoofdstuk 7 gepresen-teerde kostenniveaus als indicaties en vergelijkingsgroot-heden beschouwd worden.

De optimalisatie kan nog aanzienlijke besparingen op het kostenpeil met zich mee brengen.

In de eerste fase heeft nog geen toetsing van de keuzevari-anten aan de vei 1 igheidsnorm (faalkans) plaatsgevonden. De risico-analyse is in deze eerste fase gehanteerd als bouw-steen voor de ontwerpfilosofie.

De kwantitatieve toetsing aan de veiligheidsnorm zal in de tweede fase plaatsvinden.

HOOFDSTUK 2. SAMENVATTING EN CONCLUSIES

2.1 Uitgangspunt voor de vergelijkende studie naar bekkendijken vormt het projectplan, waarin 3 hoofdvarianten worden onderscheiden, nml.

Hoog bekken _{+ 40 / + 26,5 m}

Middel bekken ₊ 24 / + 16 m

Laag bekken _{+ 18 / + 12 m}

2.2 Hoofdeis te stellen aan de bekkendijk is waterkering met voldoende zekerheid.

Lekverlies dient zoveel mogelijk beperkt te worden waardoor energieverlies gereduceerd wordt.

2.3 Bouwmateriaal zal hoofdzakelijk zand dienen te zIJn, omdat andere mate riaal toepass ingen behoudens mengvo rmen van een zandterp met een kruinelement in beton of gewapende grond niet tot economisch haalbare oplossingen leiden.

De genoemde mengvormen zijn concurrerend in prijs ten op-zichte van een volledige dijk; nadere studie is echter vereist met betrekking tot de sprecifieke problemen van deze oplossingen.

2.4 De ontwikkeling van alternatieven is erop gericht de hoofd-functie (waterkering) te waarborgen met een vergelijkbaar veiligheidsniveau.

Een groot aantal sub-alternatieven is daarnaast ontwikkeld met een aantal functionele elementen zoals taludbekledin-gen, filters, drainagesystemen en controlesystemen, die,

indien toegepast, de faalkans zullen verminderen. De nood-zaak van toepassing hiervan is thans zo goed mogelijk ingeschat, maar dient uiteindelijk te volgen uit een meer gedetailleerde faalkansbeschouwing inclusief inspectie,

reparatie- en beheersmogelijkheden.

2.5 Derhalve voldoen de thans gepresenteerde basis van de aangenomen grondparameters, volgende minimumeisen:

varianten, op alleen aan de

a. - technische realiseerbaarheid

b. - vergelijkbaarheid van kostenramingen t.a.v. aanleg. 2.6 De technische realiseerbaarheid is nagegaan door middel van

verkennende berekeningen betreffende:

2.6.1 - stabiliteit van taluds afhankelijk van de taludhel-ling, grondparameters, hoogteligging van de freatische lijn in het damlichaam en wijze van fundatie van het damlichaam. Indien gebouwd op grondverbetering kunnen

•

4

2.6.2

2.6.3

-steilere taludhellingen worden toegepast dan bij fun-datie op holoceen (al dan niet gedraineerd).

kwelberekeningen door het damlichaam en door de onder- -grond waaruit gevolgd is, dat het talud aan de

bekken-zijde waterdicht uitgevoerd dient te worden ter beper-king van kwelverlies. Het aanbrengen van kwelremmende voorzieningen op de bodem is minder effectief, doch kan in de noordelijke locatie nodig zijn. Kwelremmende voorzieningen over de gehele bekkenbodem mogen dan uit kostenoogpunt slechts uit relatief goedkope afdich-tingen bestaan. Een andere mogelijkheid is het aan-brengen van een (betere) afdichting over een beperkte strookbreedte langs de bekkendijk. Een (evt. additio-nele) kwelbeperking kan ook verkregen worden door het plaatsen van diepwanden - langs de binnenomtrek van het bekkendijk - tot in de dieper gelegen afsluitende lagen. Dit is echter pas zinvol indien de diepere afsluitende klei- of keileemlagen onder de gehele bekkenlocatie voorkomen, overal van voldoende kwelbe-perkende kwaliteit zijn en op een niet al te grote diepte voorkomen (10 à 20 m diep).

Deformaties

Bij de bouw van de dam rechtstreeks op het Holoceen zullen zettingen optreden die na 30 jaar tot 40 à 60% van de oorspronkelijke dikte kunnen zijn opgelopen. Bij het bouwen op zand kunnen deformaties tot enkele decimeters optreden, het aanbrengen van overhoogte compenseert deze deformaties. Ook een eerste maal vullen van het bekken kan deformaties van enkele deci-meters tot gevolg hebben, de dagel ijkse pei lschomme-lingen in het bekken hebben deformaties van centime-ters tot gevolg.

2.7 In de kostenramingen zijn kosten meegenomen ten behoeve van kwelbeperkende maatregelen vanuit het bekken (indien nodig) en tevens kosten van aanpassingswerken vanwege peilfluctua-ties en erosiebescherming van de bekkenbodem bij het lage en het middel bekken.

Technische criteria, die thans nog niet in kosten zi jn uit te drukken, maar die vergelijkenderwijs in de volgende studiefase beoordeeld worden, zijn:

bedrijfszekerheid kosten van onderhoud

herstelbaarheid bij schade uitvoeringsproblemen

Voor alle gepresenteerde oplossingen geldt dat het prijs-vergelijk alleen relatief mag worden beschouwd en dat de absol ute bedragen nog in belang ri j ke mate kunnen afw i j ken Overigens geldt dat de kostenramingen zijn gebaseerd op directe en indirecte kosten inclusief toeslagen echter exclusief BTW (prijspeil maart 1985). Een overzicht van de kostenramingen voor de verschillende locaties en basisva-rianten is weergegeven in tabel 2.1.

TABEL 2.l. Résumé kosten voorkeursvarianten PAC-dijken

Z ~ '0 W H 0 0 I.() 0 I.() 0'1 0 III Q ₀ I.() 0 \0 N r- t"1 0 0 N 0 N I.() I.()

""

e c

.

~ 0 N ... N t"1

""

0 0 I.() 0 I.()

""

I.()

·

... \!) 0 '0 I.() ... ... H 0 0 I.() 0 w 0 0 I I I.() t"1 N I 0 \!) M ... Z C 0 I.() 0 ~ N 0 0 ... N 0 ... \!)

·

W 0'1 ... ... III

""

...:l 0 W 0 0 I.() Cl I.() _r- N Cl I.() r-H 0'1 :E \0 ... ... 0 I I I I.() 0 I '0 0 t"1 N ~ o~ \!) 0 I.() ... 0 ::l 0 CD

""

N N I.()

""

\0 N

·

I.() ... ... \0 0 0 I.() I.() I.() r- M

·

N M \0 '0 CD ... C ... '0 rel rz.. H CD I I ~ I 0 I 0 I.() \!) 0 r- 0 I.() Q) I.() c

.

0 r- o~ M

""

I.() ... _'0 N ...

.

0'1 ... ... r-0 0 0 I.() LI1 \!) N Z \0 I.() \!) ~ 0 CD ... ... ... '0 I.() W ::c o~ r- I I I I 0 I III ::l \!) N <::I' 0 0 0

8

... 0 0 \!) I.()

""

.

""

::c

""

... ... 0'1 0 0 '0 0 0 0 o~ I.() ... ::l CD <::I' I.() N 0'1 CD ... ... S I.() I (.!) Q) r-- I I I 0 I CD

.

0 \!) H

""

0 0 0 +J ... I.() 0 \!) :<

.

<::I' <::I' Q)

""

.

0'1 ... ... \!) 0 ... :< ~ 0 ::l ... C o~ Ö'~ C rel S Q) S c 0 Q) Q) +J o~ o~ ....: > ~ H U) ...

ê

s H o~ .5 Q) ₀ Ö'~ ~ Q) C 0.. ....: c Q) _3: U) ....: o~ Q) .c:: S U) on Q) C on "":+J U al Ö' o~ +J al o~ H 0.. U) '0 C H Ö' +J '0 Q) al al 0 o~ _0.. Q) C U) ~ 0..o~ .0.0 Ul o~ al 0 al 0 Q)'O al C Ul .-! +J .-! ....: .-! 0g .0 S o~ al rel ~ rel ~

rel ....: ....: rel .-! al U) ....: 0.. 0 rel 0 U on on ~ _{+J al} '0 0"": C o~ +J o~

S

o~ o~ ... ₀ ...

~.8

H al lil e 0 _.5 Cl Cl~ Eo< ~ w.o ~~ Eo<

Hoofdstuk 3. UITGANGSPUNTEN EN RANDVOORWAARDEN

3.1 Projectplan

In het projectplan wordt uitgegaan van basisvarianten met als kenmerken: de hoogste en laagste waterstand en het turbinetype.

Omdat voor het globale bekkendijkontwerp het turbinetype gêèn invloed heeft is door dpg2 uitgegaan van drie

basisva-rianten: PEILEN OPPERVLAK 81,7 km2 46,0 km2 16,5 km2 1. LAAG BEKKEN 18/12 24/16 2. MIDDEL BEKKEN 3. HOOG BEKKEN 40/26,5

Uit het projectplan zijn verder de voorwaarden, relevant voor het ontwerp in de eerste fase, af te leiden.

De hoofdeis is het keren van water onder de volgende neven-eisen:

1. het voldoen aan de veiligheidsnorm

2. het ontwerp moet technisch realiseerbaar zijn 3. het ontwerp moet economisch haalbaar zijn.

3.2 Geometrie

Voor de bekkengeometrie is voorshands uitgegaan van een cirkelvormig bekken, omdat hierbij, bij een gegeven bek-kenoppervlak, de dijklengte minimaal is.

In de eerste fase zijn er geen dwingende overwegingen geweest om van de cirkelvorm af te wijken. In de verdere studiestadia kan de totale bekkenvorm nader worden bepaald, afhankelijk van wensen c.q. eisen van de overige project-groepen.

De straal van het bekken wordt bepaald door de gemiddelde waarde van de hoogste en laagste waterstand. De straal is dus nog afhankelijk van de geometrie van de bekkendijken. Ten aanzien van de geometrie van de bekkendijken ter plaat-se van de turbinebehuizing wordt verwezen naar het rapport van dpg3.

3.3 Locatie

De PAC-studi e gaat ui t, in ee rste instant ie, van een loca-tie gelegen in het IJsselmeer. In verband met de onzekere ontwikkeling in het Markermeergebied is gekozen voor ee~ ~ocatie ten noorden van de Houtribdijk.

Half februari is door de projectgroep gekozen voor twee voorkeurslocaties in het IJsselmeer (PACP-N-I04): een Noord-locatie en een Zuid-locatie. Deze keuze heeft geleid

tot een hoofd indel ing van mogel ij ke bekkenvar ianten, geba-seerd op:

1. de locatie

2. de bekkengrootte.

In de noordelijke locatie kunnen de drie bekkenvarianten gesitueerd worden. De zuidelijke locatie is gesplitst in twee gebieden: het "normaal" zuidelijk gebied, waar het middel en het kleine bekken geplaatst zou kunnen worden, en een "extreem" zuidelijk gebied, waar alleen het kleine bekken geplaatst kan worden.

In het rapport is de volgende hoofdindeling toegepast:

varianten D: NOORDLOCATIE, LAAG BEKKEN varianten E: NOORDLOCATIE, MIDDEL BEKKEN varianten F: NOORDLOCATIE, HOOG BEKKEN varianten G: EXTREEM ZUID, HOOG BEKKEN varianten H: ZUIDLOCATIE, HOOG BEKKEN varianten K: ZUIDLOCATIE, MIDDEL BEKKEN.

De varianten A, B, C zijn in het begin gebruikt als vari-antaanduidingen; deze zijn inmiddels achterhaald en komen als zodanig niet in dit rapport voor. Een overzicht van de locaties staat op tekening PAC2-T-200 en is als Bijlage 2 toegevoegd.

8

3.4 Geologie, grondgegevens en vereist grondonderzoek

Verkennend vooronderzoek ten aanzien van beschikbare grond-gegevens en geologische profielen is verricht op basis van een inventarisatie van archiefdata van RWS, ZZW, RIJP, RGD en de participerende bedrijven. Hieruit werd een beschrij-ving gedestilleerd ten aanzien van de belangrijkste drie aspecten:

1. funderingsgrondslag

2. zandwinning voor dijkbouw

3. kwelbeperking door ondergrond.

Beschouwen we op deze drie aspecten de Noord, Zuid en extreem Zuidlokatie.

3.4.1 Locatie Noord (oplossingen D, E en F)

Algemene beschrijving ondergrond (type IV en IIa van tekening PAC2-T-200)

Holoceen zand, afzetting van Duinkerken, dik minder dan 1 m, direct gelegen op Pleistoceen, dat bestaat uit zand met op 10 à 15 m onder N.A.P. een dikke min of meer aangesloten laag keileem. Het pakket op de keileem is veelal opgebouwd uit leemhoudend zand waarin veelvuldig leem en veenlagen voorkomen. Plaatselijk ontbreekt de keileem als gevolg van erosie.

ad 1. funderingsgrondslag

De ondergrond bestaat vanaf de oppervlakte uit draagkrach-tig materiaal; grondverbetering is niet nodig. Wel rekenen op slibvrij maken van fundatiegrondslag over een geringe diepte in verband met stabiliteit.

ad 2. zandwinning voor dijksbouw

Het noorden, voor zover geclassificeerd als bodemtype IV is ongeschikt voor simpele methoden van zandwinning. Locaal is gebied IIa wellicht beter en voor het grote lage bekken kan deels bodemtype 111 (zuid van IV) benut worden, hetwelk beschreven wordt als ten dele geschikt voor zandwinning ad 3. kwelbeperking door ondergrond

De keileemlaag is niet overal aanwezig (zie diktecijfers keileem onder boringnummer op tekening PAC2-T-200). Voor het grote en middel bekken kan daarom niet op de afdichten-de werking van de keileem gerekend worden. Voor het hoge kleine bekken misschien wel. Voordat daarover definitief beslist wordt moet meer bekend zijn over de geologische verspreiding èn de waterdichtheid van de keileemlaag.

Hiervoor zijn de huidige summiere grondgegevens onvoldoende en is aanvullend grondonderzoek noodzakelijk.

3.4.2 Locatie Extreem Zuid (oplossing G)

Algemene beschrijving

Holoceen pakket vanaf meerbodem op ca N.A.P. -4 tot ca N.A.P. -11, bestaande uit 1 à 2 m fijn zand, slappe klei en veenlagen met aan de onderkant een meestal dunne laag basisveen. Dikte afsluitende laag 4 à 6 m. Onder het Holo-ceen klei/veenpakket komt hier alleen Pleistoceen zand tot grote diepte voor (> 50 m à 200 m). Soms komen hierin grindlagen voor.

ad 1. funderingsgrondslag

Het Holocene pakket is weinig draagkrachtig, daar kan niet zonder meer op gebouwd worden, wellicht wel onder de vol-gende voorwaarden:

langzaam in dunne lagen

sneller door toepassen van verticale drainage (zandpa-len of kunststofdrainage) •

ad 2. zandwinning voor dijkbouw

Onder het Holoceen is goed winbaar materiaal aanwezig. Het voorkomen van grind behoeft twee aandachtsgebieden;

winnen, daarbij is het benodigde vermogen of persaf-stand sterk afhankelijk van de hoeveelheid grind. opspuiten in dijklichaam, grindvoorkomens op verkeerde plaatsen of te geconcentreerd in dijk kunnen problemen opleveren. Door het meenemen van het Holocene pakket bij diepzuigen zou het slibpercentage van het dijkma-teriaal te hoog kunnen worden.

ad 3. kwelbeperking door ondergrond

In principe is de Holocene laag geschikt als kwel rem. Ze moet dan wel overal betrouwbaar aanwezig zijn en de dichte dijkbekleding moet er goed op aan te sluiten zijn.

Het probleem van "hydraulic fracturing" behoeft nog aan-dacht.

\0

3.4.3 Locatie Zuid (oplossingen H en K)

Algemene beschrijving

Holoceen pakket als Locatie Extreem Zuid, alleen dunner, totale dikte van de afsluitende lagen 3 à 5 m.

Onder het Holoceen begint het Pleistocene zand op ca 9 à 11 - N.A.P. In het pleistocene zand komt ten noorden van de breedtegraad door Urk op een diepte van N.A.P. -22 à -27 een laag Eemklei voor in dikte toenemend van 0,5 tot 8 m. Onder de Eemklei is weer Pleistoceen zand aanwezig.

ad 1. funderingsgrondslag

Voor wat betreft het Holoceen, dezelfde problemen als in extreem zuid, zij het iets minder daar waar de laagdikte kleiner is. De diepliggende Eemklei heeft voor de fundering van de dijk minder gevolgen dan de Holocene deklaag. Deze Eemkleilaag heeft wèl zettingen tot gevolg.

ad 2. zandwinning voor dijkbouw

Tot boven Eemklei geschikt voor zandwinning. Door relatief dunne laag van -9 à 11 tot -22 à 27 zal niet erg eenvoudig gewonnen kunnen worden. Door het meewinnen van het Holoceen kan het slibpercentage te hoog worden in de dijk.

ad 3. kwelbeperking door ondergrond

Voor het Holoceen geldt hetzelfde als voor de locatie extreem zuid.

De Eemklei werkt kwelremmend. Deze laag kan bovendien een ext ra functie als bodemafd icht ing vervullen door bi jvoor-beeld extra verticale schermen (2e kwelkering) tot in deze kleilaag te plaatsen. Dit ~eeft alleen zin als het hele bekken boven deze Eemkleilaag is gelegen en aangetoond wordt dat de laag overal aanwezig en betrouwbaar waterdicht is.

Referenties:

PAC2-T-065, tekening IJsselmeer, geschiktheid voor zandwin-ning

PAC2-T-062, tekening globale bodemkundig geologische kaart van het kleine IJsselmeer.

\I

3.4.4 Grondonderzoek

De bestaande boringgegevens zijn verzameld en deels bewerkt om tot de locatiekeuze te komen welke per half februarf 1985 gedaan is ten gunste van Noord èn Zuid.

De huidige beperkte grondgegevens zijn onvoldoende om een definitief ontwerp van de dijk te kunnen maken. Met name ontbreken de grondparameters en de grondconstanten en voor-al de spreiding hierin, noodzakelijk voor de- veiligheidsbe-schouwingen.

Direct na de locatiekeuze van het bekken is het daarom noodzakelijk aanvullend grondonderzoek te doen. Hiertoe zijn inmiddels aanbiedingen gevraagd bij drie geselecteerde grondmechanische onderzoeksbedrijven op basis waarvan een bedrijf is geselecteerd en het werk gegund kan worden zodra de definitieve locatie gekozen en geaccoedeerd is. De loca-tiekeuze en de gekozen voorkeursvariant zal van invloed zijn op de omvang en het soort grondmechanisch onderzoek. Het volgende grondonderzoek wordt voorzien:

I boringen; grondbeschrijving van ongestoorde monsters in dijktrace, grondbeschrijving en s.p.t. (standard penetration test) ten behoeve van zandwinning.

II sonder ingen; elect rische sonder ingen incl us ief kleef, met vergrote en gevoeliger conus.

111 bijzondere verrichtingen; Pompproef, Seismisch onder-zoek Holoceen, geo-electrisch onderzoek en electrische dichtheidsmetingen, waterspanningsmetingen.

IV labo rator iumproeven; zeefanal yse , At tebe rgse grenzen, volume gewicht, poriêngehaltebepalingen, klei/silt/hu-mus gehal te, samendrukkingsproeven, tr iax iaal proeven, doorlatendheidsproeven en chemisch grondwateronder-zoek.

3.5 Randvoorwaarden en uitgangspunten

Een compleet stramien voor het geven van randvoorwaarden is in concept gereed. Het overzicht wordt op de volgende blz. gepresenteerd. De randvoorwaarden zijn kwal itatief en be-schrijvend vermeld en zullen in de volgende studiefase worden gekwantificeerd.

Randvoorwaarden, gehanteerd voor de verkennende berekenin-gen en het dijktontwerp zijn in de eerste studiefase geba-seerd op ervaring van de ontwerpers en gegevens uit de literatuur.

Als hoofduitgangspunten zijn gehanteerd:

De constructie wordt zo waterdicht mogelijk ontworpen om energieverliezen tengevolge van kwel te

minimalise-ren.

Voorshands is er uitgegaan van de noodzaak om het bekken leeg te zetten in verband met reparatie en onderhoud.

De waterkering moet berijdbaar zijn in verband met in-spectie en onderhoud.

De geologische uitgangspunten, die zIJn gehanteerd, zijn tot nu toe gebaseerd op gegevens en studies van het IJsselmeergebied die in het verleden zijn

Stramien randvoorwaarden

1. Invloeden van buitenaf en vanuit PAC zelf: 1.1 Natuur; lucht, water, aarde, mens, dier

1.2 PAC-bekken;constructies,bediening,invloedop om-geving

1.3 PAC-bekken in aanleg fase 1.1 Stramien Natuur: 1.1.1 Licht 1.1.2 Lucht a - temperatuur b - windsnelheid 1.1.3 Water a - neerslag b - oppervlaktewater c - grondwater 1.1.4 Aarde a - grondslag/grondstof b - aardbeweging

c - vorm aardoppervlak in omgeving 1.1.5 Mens a - aanwezigheid

b - gebruik van omgeving c - misbruik omgeving 1.1.6 Dier - natuurlijk gedrag

1.1.7 Plant - natuurlijke groei 1.2 Stramien PAC-bekkeni binnen kader

1.2.1 Constructies dijk a - dijk ) b - betonnen kunstwerken) c - turbines d - hulpwerken 1.2.2 Bediening a - mens b - constructies c - water 1.2.3 Invloed op omgeving a - water b - aarde economisch zijn raakvlakken raakvlakken

1

andere combinaties van raakvlakken

1.3 PAC-bekken in aanleg fase

alle natuurrandvoorwaarden toepassen, andere faalkans toelaten

verandering van natuur door aanleg bodem - verhogen spanningen

maken zuigputten

slib in water door spuiten bergen onbruikbare specie werktuigen hinder scheepvaart

bereikbaarheid PAC-lokatie door werk-tuigen werkterrein tijdelijke kwaliteitszorg meten interpreteren bijsturen uitvoering modificeren ontwerp

I~

3.6 Veiligheid en risico-analyse

3.6.1 Inleiding

De veiligheid van het accumulatiebekken wordt gekarakteri-seerd door de faalkans van het bekken.

Met falen wordt in dit verband bedoeld: de gebeurtenis dat de bekkendijk bezwijkt, waardoor, tengevolge van een moge-lijk optredende vloedgolf, omliggende gebieden met over-stroming worden bedreigd.

De faalkans wordt als norm voor de veiligheid van het bekken gehanteerd.

Het aanvaarden van een dergelijke norm heeft directe conse-quenties voor het ontwerpproces. Ui teindelijk dient name-lijk aangetoond te worden dat het ontwerp aan de gestelde norm voldoet.

Een toetsingsinstrument hierbij is de risico-analyse.

De funct ie van de risi co-anal yse bi nnen het ontwerpproces is in feite tweeledig:

1. Het ondersteunen van de ontwerp-filosofie en het aan-dragen van bouwstenen daarvoor.

2. Instrument voor de kwantitatieve bepaling van de faal-kans van het systeem: het toetsen van het ontwerp aan de gestelde norm.

In het voorlopig onderzoek ten bate van de locatie- en variantenkeuze is vooral de eerstgenoemde functie van de risico-analyse van belang. Bij een eenmaal gekozen alterna-tief kan de werkelijke toetsing plaatsvinden, omdat in het algemeen de faalkans (veiligheid) sterk afhankelijk is van specifieke constructie-onderdelen.

3.6.2 Risico-analyse

Uitgangspunt voor de risico-analyse is het opstellen van een foutenboom. Deze foutenboom is een logische verzameling gebeurtenissen, welke tot het bezwijken van de bekkendijken kunnen leiden.

Een globale indruk van de voornaamste gebeurtenissen kan worden verkregen door na te gaan welke oorzaken aan, in het verleden opgetreden, dambreuken ten grondslag liggen.

Door verschillende onderzoekers zijn voorgekomen dambreuken geanalyseerd en gerapporteerd. Een overzicht van enkele onderzoekingen wordt hieronder samengevat.

MIDDLEBROOKS

Oorzaken van schade en breuk van dammen in de USA, ged ure nde 1013 jaar.

• Overstromen • Kwel/Piping • Afschuivingen • Breuk van aflaten • Taludbeschermingen • Diversen • Onbekend 30% 25% 15% 13% 5% 7% 5% REINlUS

Geanalyseerd werden 119 dambreuken. 30% 413% 113% • Overstromen • Kwel/opbarsten • Pori~nwaterdruk • Te steile taluds/ slechte verdichting 10% SCHATZ

• Falen van de ondergrond 813% • Falen van aansluitingen 19% • Falen van de damconstructie

CHARLES, BODEN

Bet ref fende bezw ijken van reservoi rdammen in de U.K., in de laatste 2ee jaar.

lee gevallen zijn geanalyseerd. Hiervan zijn 19 bezwe-ken tijdens de constructiefase en tijdens het gebruik. Van de laatste groep zijn 18 dammen bezweken bij "ultimate limit state" (doorbraak) en 53 bij "service-ability limit" (re.servoir moet leeg en/of ernstige

reparatie nodig). De oorzaken zijn als volgt onderver-deeld: Externe erosie Interne erosie Afschuivingen Andere oorzaken (overstromen) (piping/kwel) 17

=

24% 39

=

55% 10

=

14% 5

=

7%

Als voornaamste oorzaken van dambreuken komen duidelijk het "overstromen" en de "interne erosie" naar voren.

3.6.3 Foutenboom

Mede gelet op de beschreven oorzaken is voor de PAC-dijk een hoofdfoutenboom opgesteld.

Als hoofdgebeurtenissen worden hlccin onderscheiden: OVERSTROMEN

HORIZONTALE AFSCHUIVING ZETTINGSVLOEIINGEN

GLIJVLAKKEN (AFSCHUIVINGEN)

PIPING (Voortschrijdende interne erosie)

De hoofdgebeurtenissen staan overigens niet in volgorde van de kans van optreden.

Deze hoofdgebeurtenissen zijn verder uitgesplitst naar gebeurtenissen die kunnen leiden tot de beschouwde hoofdge-beurtenis. De gehele verzameling van gebeurtenissen vormt de foutenboom. In PA ·2-N-l66 is dit uitgewerkt voor de traditionale dijklichamen.

In de kwantitatieve beschouwing van de foutenboom, moet omwille van de bepaling van de faalkans van de constructie, voor elke gebeurtenis een kans van optreden worden bepaald. Hi ertoe wo rden de gebeurteni ssen omsch reven als g rens toe-standen. De gebeurtenis houdt in dat de constructie of een constructieonderdeel faalt, omdat in het beschouwde onder-deel de belasting de sterkte overtreft.

\t

ln een schema wordt dit als volgt omschreven:

(STERKTE

jiesistance _~urcharge

Het is in te zien dat uitgegaan dient te worden van proba-bilistische benaderingen, omdat de belasting en de sterkte geen deterministische, maar stochastische grootheden zijn. In de berekeningen wordt dan impliciet de spreiding in de belastings- en sterkte grootheden meegenomen.

De kans van optreden van een bepaalde gebeurtenis kan nu worden berekend als de kans dat voor een bepaald onderdeel de sterkte juist gelijk is aan de belasting.

De foutenboom is op bovenstaande wijze opgebouwd, en wordt hiermee een verzameling grenstoestanden, die kunnen leiden tot het bezwijken van de bekkendijken. De foutenboom vormt hiermee de grondslag voor de kwantitatieve bepaling van de faalkans van de bekkendijk.

In de volgende paragraaf zal voornamelijk een kwalitatieve beschouwing van de foutenboom worden gepresenteerd.

DOORBRAAK

< SF

Gp

I

,

I

NTAAL J _{DEFORMATIE OVERSTROMEN}

IVEN 0,33 *SF 0,33 - 0,70 *SF 0,20 - 0,33 *SF

c$

I I BUITENTALUD BINNENTALUD 0,16 - 0,35 *SF 0,16 - 0,35 *SF ~

-

tOF\

1 ZETTINGS ZETTINGS ! VLOEIING VLOEIING , '-- _I 0,05 - 0,12 *SF 0,08 - 0,17 *SF i GLIJVLAKKEN GLIJVLAKKEN i 0,05 - 0,12 *SF 0.08 - 0,17 *SF PIPING 0,05 - 0,12 *SF

3.6.4 Kwalitatieve beschouwing foutenboom

•

Uitgaande van de geaccepteerde systeemfaalkans (SF: de veiligheidsnorm) is een qlobale indruk te krijgen van de maximaal toelaatbare faalkans per hoofdgrenstoestand.

De verhouding tussen de faalkansen van de hoofdgrenstoe-standen zijn afgeleid van de in het eerste gedeelte van deze paragraaf gegeven oorzaken van dambreuken.

HORIZO AFS!:HU 0,10

-•

\~

Als veiligheidsnorm is een geaccepteerde systemfaalkans van 10-6 gesteld.

Hieruit zijn de maximaal toelaatbare faalkansen af te lei-den.

In deze voorlopige beschouwing worden de turbinebehuizingen buiten beschouwing gelaten. De faalkans van de bekkendijk wordt dus gelijkgesteld aan de systeemfaalkans.

Een globale afschatting van de max. toelaatbare faalkansen voor de hoofdgrenstoestanden: OVERSTROMEN 0,20 a, 0,33 10-6 HORIZONTALE 0,10 a, 0,33 10-6 AFSCHUIVING ZETTINGS 0,5 à 1,2 10-7 VLOEIIING GLIJVLAKKEN 0,5 à 1,2 10-7 PIPING 0,5 ,a 1,2 10-7 - Overstromen

De "sterkte" van de waterkering wordt bij deze hoofdgrens-toestand gevormd door de kruinhoogte en de erosiebestendig-heid van de kruin.

De risico-factoren ten aanzien van de kruinhoogte zijn: van de

deformatie

<

van de

dam

---r

instantaan ondergrond~na verloop van

(consolidatie)

tijd

De grootste onzekerheid vormen de zettingen na verloop van tijd bij fundatie op het Holoceen en de zettingen die optreden als gevolg van het vullen van het bekken. De instantane of directe zetting door aanleg van de dijk treden op in de aanlegfase en worden bij aanleg reeds gecorrigeerd.

Door toepass ing van een grondverbete ring wordt het ris ico van de zettingen verkleind.

•

20

De belasting wordt gevormd door het bekkenpeil en is afhan-kel ijk van natuur randvoorwaa rden en van de beheers ing van het bekkenpeil door de mens.

De natuurrandvoorwaarden zijn: windopzet

golfoploop neerslag

buioscilaties.

Door de begrensdheid van het bekkenoppervlak zIJn bovenge-noemde natuu rverschi jnse len fys isch beg rensd. De onzeker-heid ligt bij de beheersing van het bekkenpeil. Met andere woorden: wat is de kans dat er een ongecontroleerde instro-ming pl aatsv indt, doo rda t de pompen, nadat het bekkenpei 1 z'n maximale peil heeft bereikt, niet afslaan.

De faalkans van het pomp beheers- en controlesysteem moet in de orde liggen van de systeem faalkans. Dit houdt in dat aan voornoemd systeem hoge eisen gesteld zullen worden. Een mogelijkheid om het risico ten aanzien van "overstro-men" te verkleinen is het toepassen van noodoverlaten in de bekkendijk.

- Horizontale afschuiving

De belasting wordt hierbij gevormd door de waterdruk en door ijskrachten. Ten aanzien van beide belastingsgroothe-den geldt weer dat door de fysische begrensdheid van het accumulatiebekken de risico's begrensd zijn.

De sterkte van de bekkendijk wordt gevormd door de schuif-weerstand van de ondergrond.

De risico's liggen hier vooral in de aanwezigheid van door-gaande lagen "slecht" materiaal. Door het toepassen van een grondverbetering is het risico voor een groot deel te vermijden.

- zettingsvloeiingen

De zettingsvloeiingsgevoeligheid wordt gekarakteriseerd door de pakkingsdichtheid in vergelijking met de kritieke dichtheid van het zand. Het optreden van zettingsvloeiingen kan bij een losgepakte zand het gevolg zijn van trillingen of schokken tengevolge van de turbines, aardbevingen en schokgolven.

De "sterkte" is de pakkingsdichtheid van het zandlichaam. Door het toepassen van de juiste zandsoorten en het voor-schrijven van een goede verdichting zijn "sterkte" risico's grotendeels te vermijden. Een andere belangrijke invloed op de "sterkte" is de geometrie en geologie van de omgeving. De risico's hierbij worden gevormd door de aanwezigheid van ontgrondingskuilen en/of winputten in de nabijheid van de bekkendijk, in combinatie met zettingsvloeiingsgevoelige grondlagen.

'L\

- Glijvlakken/Piping

Voor de hoofdgrenstoestanden glijvlakken en piping is het in te zien dat de risico's van de waterkering vooral aan de ·sterktekant" liggen. Voor beide toestanden wordt de belas-ting voor een groot deel bepaald door de waterstand in het bekken, de ligging van de freatische lijn in de

waterke-ring, de waterstand op het IJsselmeer en eventueel het waterspanningsverloop in de ondergrond.

In tegenstelling tot de voornoemde hoofdgrenstoestanden is de "sterkte" van de waterkering moeilijker te def Lniê ren ,

Omdat de "sterkte" ten aanzien van "glijvlakken" en "pi-ping" van wezenlijk belang is voor de veiligheid zal in het volgende paragraaf hierop apart worden ingegaan.

3.6.5 Sterkte van de bekkendijk

In het algemeen kan een bekkendijk worden onderverdeeld in elementen, elk met een specifieke functie.

Er zijn 4 hoofdelementen te onderscheiden: 1. STABILITEITSELEMENT

2. BESCHERMINGSELEMENTEN 3. AFDICHTINGSELEMENTEN 4. DRAINAGEELEMENTEN

Als niet-constructieve elementen zijn te noemen: 5. CONTROLELEMENTEN

6. BEHEERS/oNDERHOUDSELEMENTEN

Het samenspel tussen bovengenoemde elementen vormt de sterkte van de bekkendijk,en daarmee voor een groot gedeel-te de veiligheid.

Een kwalitatieve beschouwing hiervan is te geven door de waterkering, in doorsnede, als een systeem te beschouwen. In de meest extreme vormen is het samenspel van de elemen-ten op te vatelemen-ten als:

een seriesysteem een parallelsysteem.

In het eerste geval hangt de veiligheid van de bekkendijk af van de faalkans van elk van de elementen. De faalkans van het systeem is de som van de faalkansen van elk van de elementen. Het systeem faalt als een van de elementen faalt.

12..

In het tweede geval, het parallelsysteem, is de faalkans van het systeem het produkt van de faalkansen van de ele-menten. Het systeem faalt slechts dan als alle elementen falen.

Het in het ontwerp streven naar een parallele werking van de elementen werkt dus sterk veiligheidsverhogend.

Ter illustratie dient de hoofdgrenstoestand "Glijvlak". Een van de bepalende factoren voor een glijvlakberekening is de ligging van de freatische lijn in het dijklichaam. Uitgangspunt voor de probabilistische berekening is: "Wat is de kans op een glijvlak, gegeven een hoge freatische lijn in het dijklichaam".

NORMALE Sir/HITIE

-AF(j/~HTI ~H TIN& ~N t)~A/A/A<iE FAALT

G'EVOIC: HOGE FRélllTIS'CNE

~'YN

vEIPHOOCl)E kANS OP

"/Y/d4k

re»

ûEVOU€ 'N+N No&E F~E"TlSO,E

Een hoge freatische lijn ontstaat in het voorbeeld wanneer zowel de afdichting als de drainage faalt.

De kans op een hoge freatische lijn wordt dus bepaald door het produkt van de faalkansen van de afdichting èn- de drainage.

Op zich zijn deze faalkansen sterk te be!nvloeden door controle- en beheersmaatregelen.

Het zal niet zo zijn dat een lekkende afdichting onmiddel-lijk een stijging in de freatische lijn veroorzaakt. Het "opbouwen" van de freatische lijn is een tijdproces. Het is dus mogelijk door een goede controle op tijd in te grijpen. Deze controle- en beheersmaatregelen zijn dan ook als ele-menten van het systeem te beschouwen en werken dus sterk veiligheidsverhogend.

3.6.6 Ontwerpfilosofie probabilistische ontwerpen

Naar aanleiding van de bovenstaande systeemoverwegingen kunnen een aantal kwalitatieve conclusies worden getrokken.

voldoende re-bezitten:Cfe vooropgesteld niet volledig Het systeem (lees: di jkdoorsnede) moet

serve en redundancy (parallel werking) veiligheid kan daarmee sterk toenemen, dat de parallel geschakelde elementen statistisch afhankelijk zijn.

Hieruit volgt dat de parallelle elementen niet onder-hevig moeten zijn aan dezelfde bezwijkmechanismen.

Het is bijvoorbeeld de vraag in hoeverre een dubbel uitgevoerd filter of een dubbele drainage veiligheids-verhogend werken, omdat deze elementen tengevolge van dezelfde invloeden kunnen falen.

Het parallelsysteem moet voldoende ductiliteit bezit-ten (= taaiheid).

Voor de dijkdoorsnede houdt dit bijvoorbeeld in dat elementen een gedeelte van de functie van een falend element moeten kunnen overnemen.

Als voorbeeld kan genoemd worden: het zandlichaam zal zelf een voldoende drainerende werking moeten bezitten om een gedeelte van de functie van een falend draina-ge-element te kunnen overnemen (bijv. homogene dijkop-bouw) •

Faalkansen in de orde van de geaccepteerde systeem-faalkans worden uitsluitend gereserveerd voor de hoofdgrenstoestanden. Voor andere grenstoestanden is het beter, daar waar mogelijk, een extra veiligheid in te bouwen of over te dimensioneren.

Hoofdstuk 4. ONTWIKKELING ALTERNATIEVEN

4.1 Afbakening alternatieven

De primaire functionele behoefte (PFB) van de bekkendijk is het keren van water. Uit de doelstellingen van het PAC-onderzoek volgen drie voorwaarden, waaronder de PFB vervuld moet worden:

1. voldoen aan de veiligheidsnorm 2. technische realiseerbaarheid 3. economische haalbaarheid.

Uitgaande van de PFB zijn door middel van een alternatieven boom (zie fig. 4.1.1) alle denkbare constructievormen gege-nereerd.

Een eerste onderscheid in constructievormen is:

FLEXIBELE CONSTRUCTIES ("opblaas·-constructies e.d.) In dit verband worden met flexibele constructies be-doeld alle niet plaats- en/of vormvaste constructies. Gelet op bovenstaande voorwaarden leek het niet zinvol hierop verder in te gaan.

VASTE CONSTRUCTIES

Deze zijn onder te verdelen in A. Spanningsconstructies

Dat wil zeggen constructies die hun sterkte en stabiliteit ontlenen aan inwendige spanningen. B. Gewichtsconstructies

Sterkte en stabiliteit worden bij deze construc-tievormen in hoofdzaak ontleend aan het gewicht van de constructie.

Deze eerste afbakening heeft geleid tot twee hoofdsporen in het ontwerpproces:

I. De m in of mee r "tradi t ionele" const ructievormen, be-staande in hoofdzaak uit een grondmassief (paragraaf: 4.2) •

Ir. De "alternatieve" constructievormen, dat wil zeggen, alle constructievormen die afwijken van het "grondmas-sief" type (paragraaf: 4.3).

FLEXIBEL] COMBINATIE SPANNINGS CONSTRUCTIES GEWICHTS CONSTRUCTIES ~~~~~r/ ~_~_~~~_A_A_M C_OM~~SIET

I

GEEN VOORZIENINGEN VOORZIENINGEN TEGEN tlOOJi.>LA-TéNCHEIO 1

é-

-

[BEKLEDING

I

fig. 4.1.1 Alternatievenboom

Uitgaande van de hoofdindeling (paragraaf 4.1) en de ken-merken ten aanzien van fundering, afdichting en construc-tieprincipes zijn een groot aantal alternatieven gegene-reerd en nader onderzocht. Het zou hier te ver voeren om elk alternatief de revue te laten passeren. Hier wordt verwezen naar de relevante PAC2-stukken: zie bijlage 1.

4.2 Hoofdspoor I: "Type Grondmassief"

4.2.1 Inleiding

De alternatieven uit hoofdspo~r I zijn ingedeeld naar de volgende kenmerken:

I. FUNDATI EPRINCIPE 11. AFDICHTINGSPRINCIPE 111. CONSTRUCTIE-DETAILS

ad I Het fundatieprincipe is afhankelijk van de geologische opbouw van de ondergrond in de beschouwde locatie. Noord-locatie

De ondergrond bestaat uit zand. Het grondmassief wordt rechtstreeks op de ondergrond gefundeerd.

zuid-locatie

De ondergrond bestaat hier uit een laag Holoceen, bestaande uit klei en veen.

De volgende fundatieprincipes zijn onderzocht: fundatie op het Holoceen

fundatie op het Holoceen, met zandpalen fundatie op een grondverbetering.

ad 11 Onderscheid is gemaakt volgens:

uitwendige afdichting (taludafdichting)

inwendige afdichting (verticale afdichting).

De uitwendige afdichting is een waterdicht of kwelbe-perkend element op het talud van het grondmassief. Met

inwendige afdichting worden verticaleelementen door het grondmassief bedoeld in de vorm van schermen of kernen.

Een combinatie van beide afdichtingsprincipes is moge-lijk.

ad 111 De grootste groep van alternatieven kenmerken zich door het verschil in constructie-principes.

Te noemen zijn:

aansluitdetails van het waterdicht element op de ondergrond

het al dan niet aanwezig zlJn van drainage-ele-menten en filterelementen.

•

Pomp Accumulatie Centrale Onderwerp: Bladnr. Blad '(an F/~. Jr.2.1. Datum:

_±

A

..

..

'

.

oh

..

.

.

.' ,

.

.. • • .... t. ~

.

.

.

..

...

'

.

'"

---""",,

'

"

.-

'_',

..

----1.

L

4At: BEKKEN'

2

.

h/()DGL OéJrtrEAI

3.

HDDC 8EKIr€),j

;r

.

FtlA//))ITlé PRIAICIPE

a. (,

~.2. NOI.OCEEA/

-:r:

3. :HOJ.OC~EN / "7A.vC>1>AlEAI'

-:a:

.

AFDICHTIAIeSPJë>JNC /PE

Blad nr. ~ Pomp Onderwerp: Blad ~an Accumulatie rlC, 4.2.1. Centrale Datum: ." 8EI1AJEN • .? 'B.4LLASTEN -I-IexO(t:€AJ f)IEPItu~U/O/ Z>A-hl..J1tA./D

.

.

.

_.

_.

SiIODEk'EN/ HEI'18/lAAIt

•

Pomp Onderwerp: Accumulatie FIG.

4

.

2.1. Centrale

11L.Lt

.

A-ANSLtII'T/,vC

JrEIIEEtt-

OF EEl?klEli 11.11'

. .

.

~

...

.

. .

, , .. .,

..

,

• • 10. ...:. • 4:10•,'"

•

~\

4.2.2 Inventarisatie alternatieven

Aan de hand van verkennende berekeningen en beschouwingen ten aanzien van de technische haalbaarheid is een selectie gemaakt van de varianten die voor een nader onderzoek in

aanmerking kwamen. Bij deze selectie zijn ook ervaringen en adviezen van "externe" deskundigen betrokken (PAC2-V-216 en 232 en PAC2-B-237).

De inventarisatie van de varianten wordt gegeven in de tabel 4.1.

Vervolgens zijn uit de "variantenlijst" een aantal VOOR-KEURS-VARIANTEN geselecteerd, waarvan, ter onderlinge ver-gelijking, het kostenpeil is bepaald. Deze voorkeursvarian-ten worden in detail beschreven in Hoofdstuk 7.

•

DIJK. VRRIANTEN COHPlE'ET OVERZICHT b\od 1_- TABEL y, \

LOCImC \lM41Wr BHIUIN_{~~ ïyP~} SUZONDE'RJ1EDE'ti ~_aEHf'tL.êNLl~rOF AfiI~S_{OUll\ 1151"}LUfn_~11NG ~H_{f'tl"DlCliTlH6}

WOORD 0 Q 19/11- Slle.L~(r O\)E:R~o K\1'2.,.OOI(, ~QLL~ST Nél1e.~f'I"N

~

1I

"

,

-- --_---- - - -- --- - .

-~o 0 b 18/1'2. SlIe,t~AG O\>t~;0 K..r~OCI& f>EHALEN "'eHe.RAPlN ~Ie.

I

~ORt) E a 2411b _L'I3LAR(; O\J5R.35 kl1l.~ODIG ~LLRsr t1EHBkA~N SLIB

--

-~D _E b

2411b

s.L1e.LARG ()UER "!.S lC.11'NODIG BEHAL6N HEHeRwAN ~Ie:.

NOORDF Q _~~'2..65 6L.1~L.~A(;, OI.>ER 1b 1:::1'11NODIG- Bl-tLLASr _{t1t:H8~MN SLIB}

NII()RO F b 40hb.5 SL.I~LAAG Ol.>êR11:>k:Mt NODIG 6éJ1~LE:N HE11~AAN 5L1e.

tiO~t) F c 4o/U,,5 pIE~'IIIIAND ~GLLA~r PlepWf'lNO G-EE'N

"'!)ET OP ~ &ILEE'M._~!,!~lll,.~_t-!_ -W~~ "ell.E1i.,.

140/21,

s

---:_

NOoRO F d DlEPWf'lNC_{HC>ET OP} I(..EILEE.... AA)ls.wITE~ Btl1~LSN NAAR.~~IIS""CleF>WANO GEEN

bl~W1G _1Q

_4%b's

OP HOLbCEEN tot ET lFl""~ PfI LE'I\J BFlL..L..P5T 1'16MBRf'l9N _\o40LOCEfN

Z.l.IIC _{-_._} l-4ûRIu)Nif'~L.

~

~ 1b ~,5 OP \-!OlOCEEN Hr.ï Z~N[)\)~E"N BEMALS lol MEl-teRfHH,t HOLOCEEN

ZUID WOR.Iz,c,"IiMI.

€>CTi~""

~ Li%b.';)

ZUIO iC oP ~()Lt>CE~ H~ 2fH-IDP~l...FN B~Ll~ST DIEPW~ND HcioCfEN

....:rw,",

40/2.&,5

-2f,jIQ G 1d OP HOLOCEENMET 'ZANt>I'ALEN E>EI1ALEN CIEPWAND ~OCEEN

i)('T"ifni

4%b.5

--- -- --_._-

-~ 2(1 MET GROND\)E~e.E7tRING tot\EM e."-. HoR.

:z.,,!IQ BALLAST _{OP WOL0CE6N} HOLOCEEN

. ._--- -

-~

'2.6

4%bS HeT GIi!CNC\.)E R

e.n

E ~'N G BE'ttBLEN ..,e-MfiR. MoR

Z410 G O~ ~OLOCEF.f HoI..Oal'eN

~

2C _~b.5" NETG-~ND\')t~ f>nE RING- B~LL~~r MêHSR HoR ~N

2..1.&10 G _ONDERHOI.O~.

QQraH

2.d 4%(,.5 l1bTG-RONDUER BEiC ~ING MEMSR. HO~

ZUIO G BEHRLI~N OND!1t WOLOC. HOl.OCfEN

00'IIa"I

~s

- -

-izl.110 G '2.e HET GRONC\)E~ BETt~ING BA~lA~r CIEPwfllWC +-IOL.OCtEN

éäi.a:H

4%b,~

- --- - --- _._- - - --

-:z.UIO

~ 2.f

HET G-I(()I'IDUER B.ETE~ING- BEI-1RlEN CIEPWA~f:) WOl{)ceE'N 2L.lIO ~ "'IQ

_4o/1b

_.

₅

oP HOLOCEE}IJ HETZAJJDPfH..EN MLLA'i>T -Het1I!.R~I;t-J_{I-lOi:.\2DN1'"ffiL} ~EEI'i

40

/%.5

-Z";'IP ~ _1b CP HOLOCE.EN MET ZANOP~ BEH~LEN I1I;HL?R~A)o..J_{HO~I2Dt-m:I~L}~EDJ

i

_4°lb

_-

-

-Z.10410 H 1C :1 .5 op HOLocEEN HIT ZA"I[)PAlENB~LL~~T DlëPWf'lND l«oc:cE'N

ZLlI D H

1d

4°hb,';-

OP liOLOCEEN HIT Zj:)NDP~ BEHALEN D\EPvJF'JND _~

~UIC H 20

Y%6 -

_{2 ,~}

Ma

GROND\) ERe.ETE_RI NG BRLLAST _{OP ~E.EN}ME.t1BR_\olC)~_ _Hot.cx:EEtJi

~1.I'D H '2b

~rib

.

5

1-1E:T G'i?DNDl>El( I1EiE~\NG BEI'1~LE'" _{op I-b..ocEE.H}H EHe.1i!. 1'1()~

~~

l

z.c..tIO H _2.C

l4%bs

HeT c;.tbND\.)~~ETE"~\N 6- BÇ1LLAS.T _ONDERH€HBR. _HoLDe.I-fOR \40LOCEê'"i ,

'Z.I.4IQ !W 'ld 4o/U,5 MEr GRóNDUE'Re,ET"é~INcT BEMALEN Mé1-fBj;2 HOR HC:UXCCN

I ONDEI2 HOlOe.

UAIO

!

H

---_---- ,

2e _"i%.b.5 MET GeDNDIJfRBE"T'E'RINEr iB~LLF~~T DIEPWf'ND HolCXfE'N

I

2

t

yru.,s

MET

G~DIJE~a~~E

-

~

;

\'I

Bn1FH..E-

6

l

~

--- ._---

f-21..110 IH CIEPWAN D :i-lOLOCEEN

'L9 L.f%b.5 MET GI<.C>I"ICl>~R.&1E RING-

I

~t~AL.e'N- I1EHbfAflN ? Ho(.ocEE..,

.

-2-UIO lol

-

-

-

-

.

--

-

-

-t

- -

-

---

Dlep~flNO iEH~1

2h

1

4%b5

~wCE I-1~L ~"EN

f--

-ZUID ti HET GRoNDI.)~I<I3ETr~IN~

I

BEHALEN _{DI~t=>'vJPNl~ E'I."II':.L..EI}

I- i 1 --- ---- _. _.

_

_

._--_. _-_ --.,_ --- -- ---f--- -, - -: _I , , i I ! - 1

DUKVARIANTEN C.OHP1.EFï OOER.lICHT bbd 2.

OCRTIE~f;1.fT ~el:_t:Ell 5IJZONDERHEDEN BRI.lA':.T OF AANSLUITING-

BoDE~J

Hn>.sue.TYPE &MA\...ëN DIJK HErec.oEM AfOCtfTl

z....10 _{K 1Q "L4/lb OP HOloc.t E.tj}

HEi ZANDPALEN BALLAST I1_I-IOEt1_RIt!._~TA~1t ~I:lN_L \b.OCEEN!

ZUIO K. 1b

2.4

/'1

b

OP HOLOCtEN MET 2.RtiDP~tEN BEMALEN I1'H1B_1-I~"20R_NTAA~~N_L HoLOCEët~

i

2UIC K 1C 2.4/1b OP t-IOLOCëEN MET 2.~NOp~ B~lU:}ST DIEP\t.)BND HbLCCEëN; 1d 2."-I/1b O~ t-IOI..bC..tEI'I HET2"ND?~LSN BEMRLEN I

ZL.lID _K OléPWFltiD \4C(.bCffN;

'ZUlD _{K 2.Q}

2

4jfh

t--\eT GRDNDvER.BETERING

.

B~LU15.T NE)1B~ \-\O~ HblDCEf'I~

!

OP WOlOCEëN

ZUIL) _K ~b 2.4/1 b HET GROND\}~Re:,tTERlNG BEHALEN }1fMB~_{OP I-()LOCtE1'I}.~Of: I-blCCUNj

'ZUID _{K 2C} 2L/j1b MET GROND\)ë~'OE.Te.R\Nc:,. E>AL.lAST _ONDERM&I'1B~_. ._J.lO~o~_LOC. I-l~

'%.UIOK. _{2.d 2L1/1h} MET GRON.DVê~ BETERING- BE.MALEN _{ONDeR 140}....,EM~. I-l_L()~_Oc.. tio(()(f~N

'ZWD K '2.e 2.1..1/1"6 HET G~ND \)E"RBETE'RI1'IG BRLLA.5.T DIEPWANI::> l-iol.ClCWJ

'ZUID K

'2f

2.w/1b

MET GRONDUER~ETE:R1NG e,E;I1ALëN OIE~\vAN C. tiolDC EElt

; : , I i i i i I I I I I I -

_I

I

I

_!

I

I

I

I

!

i

I

I

,

! i!

_I

I I

I

i

j i I I

!

I

I

! :

i

I I I _i

I

,

I

I

I

4.3 Hoofdspoor 11: "Alternatieve Waterkeringen"

4.3.1 Inleiding/Probleemstelling

Bij de studie naar mogelijke oplossingen voor de waterke-ring van het PAC-bekken zijn, naast de min of meer conven-tionele dijkvormen, ook andersoortige constructies be-schouwd en beoordeeld op technische en economische haal-baarheid. De hierbij gevolgde werkwijze kan als volgt wor-den omsch reven:

1. Systematische inventarisatie van mogelijke alterna-tieven

2. Globale dimensionering en kostenvergelijking

3. Op basis van 2 selectie van veelbelov~nde alterna-tieven

4. Uitwerking geselecteerde alternatieven, incl. kosten-bepaling tot zelfde nivo als conventionele dijkoplos-singen

5. Vergelijking met conventionele dijkoplossingen.

De punten I t/m 3 worden hierna behandeld. De punten 4 en 5 komen in hoofdstuk 7 aan de orde.

4.3.2 Inventarisatie mogelijke alternatieven

In eerste instantie zijn zoveel mogelijk principe-oplossin-gen gegenereerd. Het enige criterium hierbij is dat de hoofdfunctie, namelijk waterkering, vervuld kan worden. De principe-oplossingen zijn schematisch weergegeven in

fig. 4.3.1.

Uitgaande van een kering over de volle bekkenhoogte kunnen twee hoofdtypen worden onderscheiden:

~ A: spanningsconstructies

Dit zijn relatief slanke kerende elementen, te verge-lijken met damwandconstructies bij grondkering. In de elementen ontstaan hoge spanningen (buigingen en/of nor maa Ikracht) ten gevolge van de wate [belast ing. De stabiliteit wordt ontleend aan inklemming c.q. veran-dering in de bodem.

~ B: gewichtsconstructies

Hierbij wordt de weerstand tegen de waterbelasting ontleend aan het gewicht van de constructie, uiteraard in samenhang met de eigenschappen van de ondergrond. Ook de dijkvorm behoort tot dit type.

In de figuren is aangegeven hoe deze hoofdtypen verder onderverdeeld kunnen worden in constructie-vormen; tevens is hierbij een mogelijke materiaalkeuze vermeld.

Naast genoemde hoofdtypen kan een veelheid aan mengvormen of gecombineerde constructies worden onderscheiden; aange-duid als type C.

Deze gecombineerde constructies bestaan veelal uit een grondmassief (dijk) met een andere constructie.

Hierbij kan

- verticaal (andere constructie op dijk)

- horizontaal (andere constructie voor of achter dijk) - verticaal en horizontaal

gecombineerd worden.

De opsomming van mengvormen is beperkt tot de re~el lijken-de mogelijkheden.

•

\ \'3~\~(.lt""""t~\

----•

, b(O~d."",~H

\

·

t!

l.\.

TrA.c.l\

~·ontl..!_

el

'l

\c.

•

•

- ce.\\ft'\cÁ""'" ~,,~ck - \(0\\tr"-~_

.

\ \_ - ,CA'~Wf\ 01\-0" - ~'\")";Oe",,.le.

'i(on'"

•

•

e

.\

"'"

A.\ _ ~ t

\0)""

~clt ~ ('0",," (tJ\- \"'"P~tI."Of'-J~(.\\"'~ - c.t.\\~",c.l",-~Ä. _ \.t.o \

\Ur!A~

•

•

I

I

I

I

~.~.\

Algemeen

4.3.3 Randvoorwaarden en belastingen

•

•

De algemene randvoorwaarden, die verband houden met bekkengrootte en bekkenlocatie, zijn omschreven in hoofdstuk 3. Hier wordt volstaan met het geven van

randvoorwaarden en belastingen, die speciaal voor de alternatieve waterkeringen van belang zijn. Er worden drie verschillende bekkens beschouwd:

bekken waterhoogte

hoog +40/+26,5

midden +24/+16

laag +18/+12

Ten aanzien van de ondergrondcondities is bij de eer-ste vergelijking van alternatieven niet gedifferen-tieerd naar de verschillende locatiemogelijkheden. Er is uitgegaan van een ondergrond bestaande uit zand. Belastingen

De voornaamste belastingen zijn:

1. Hydrostatische waterdruk bekkenzijde 2. Golfbelastingen

3. Wateroverdrukken onder constructie/freatische lijn in constructie

4. IJsbelasting.

Tot nu toe is gedimensioneerd op 1 t/m 3.

Voor de golfbelastingen is uitgegaan van een signifi-cante golfhoogte Hq

=

1,50 m en een maximale golfhoog-te Hl%

=

2,70 m. BIj verticale constructies is gere-kend met de zgn. staande golf, d.w.z. een verdubbeling van de golfhoogte.

•

•

Een zeer belangrijke randvoorwaarde voor alle con-structies is het al dan niet optreden van waterover-drukken onder de constructie. Dit heeft grote invloed op de dimensies. Het optreden van wateroverdrukken is afhankelijk van:

afdichting van het bekken en aansluiting van de constructie daarop

mogelijkheid van falen van afdichting/aansluiting aangebrachte drainages •

Bij de dimensionering is uitgegaan van een lineair verlopende overdruk onder de constructie; dit kan bijv. optreden als de afdichting faalt. Uiteraard dienen maatregelen getroffen te zijn om piping in dat geval te voorkomen.

Voor dit (extreme) belastinggeval is uitgegaan van de normaal gebruikeI ijke vei ligheidsfactoren; de gehan-teerde criteria voor de gewichtsconstructies zijn bi jv. :

veiligheid kantelen > 1,5 veiligheid schuiven > 1,5

gehele fundatie-oppervlak gedrukt

veiligheid met betrekking tot stabiliteit fundering (Brinch - Hansen)

>

1,5 •

Spanningsconstructies/Gewichtsconstructies over volle bekkenhoogte (typen A en B)

4.3.4 Resultaten globale dimensionering en selectie alterna-tieven

•

•

De uitgevoerde berekeningen tonen aan dat beide typen - gezien het hoge materiaalverbruik - economisch niet haalbaar zijn. Daarbij komen nog een aantal technische problemen, onder andere:

grote (dagelijkse) verplaatsingen buigingselemen-ten

aansluiting op bekkenafdichting onder water. Een en ander leidt tot de conclusie dat deze construc-ties als niet "feasible" beschouwd moeten worden voor het PAC-bekken.

Gecombineerde constructies

Uit de eerste verkennende berekeningen is gebleken dat de mengvorm:

kist van beperkte hoogte ~ dijk

als meest economisch alternatief aangemerkt moet wor-den.

Achtergrond: met een kist van relatief geringe hoogte wordt reeds een grote hoeveelheid dijkmateriaal ge-spaard; naarmate de kisthoogte toeneemt wordt steeds minder materiaal gespaard.

In aanmerking komende oplossingen voor de kist zijn: kist in beton met zandvulling

kist in gewapende grond: betonnen bekledingspla-ten met verankeringstrips. die middels wrijving in grondmassief verankerd zijn.

Uit de diverse criteria volgt dat een trapezium-vormige doorsnede met de hoge kant aan de bekkenzijde qua materiaalverbruik het meest aantrekkelijk is. In beton is deze vorm rechtstreeks te realiseren. Bij gewapende grond is deze te benaderen met een trapjes-vorm.

•

•

Voor de twee genoemde vormen zijn verdere berekeningen uitgevoerd, waarbij op grond van kostenvergelijkingen de kerende hoogte enigszins geoptimaliseerd is. Ter

illustratie zijn de resultaten van deze excercitie voor het hoge bekken aangegeven in fig. 4.3.2 en 4.3.3. De genoemde prijzen dienen als zeer indicatief te worden beschouwd; het gaat om de onderlinge verhou-ding •

.s

-I

I

I

J \ o .,

..

-_ r S" ~ o

•

o

"

o

•

o

,..

o

i

o

•

•

s I I I

I

~! ..

1.) I

,..

_il..!.

I

\ \

.: 5

~I\I,;-t"c

I

• Y' ~ 1- J \

,

\ \ o

,..

\I'

_...

i~

j

•

:J ...,j oe

~:

_üJ

~-

,

~

..

,

.,

'_' . j,' ; c: .,'

J

_{o ~}

~

i

-

Q ~ r4

J

,..' I J 0 ti <' ~ ₄

.,

.... IJ.

..,

1.

~ of,

.

'

~

-

..

_~ <loS

•

_{~ !}~1

-..

1

. _~CS'~~

~t-

;

~

_i

"c ~

j

;.; 0

.s

,..

~ 0

...

ti

.1

.j 0

!'

J 0 .~ .; _.i J,I.. ~ I

•

1.

-- z:I ~ J:>..I ~ .:t

.. r

11'r ~()

;

~ r

,

0-0 .{"0 ~

I

I

':0'" ~-_~

_:.

,.

0

,.

cce-

.:.

_a- 0

I

-

....

-

,...

-J

,

1-:_,

0 0

I

I \ ~

"

0"_

.,

s

I

... :11- ~ ,

I

'"

If . -~c 0

•

0

I

~i I _\ \ _I • g

I

~"'!z:

...

0s

.,.

-..~.Jj? _I.

•

0 0

i

t

I

"c

I

\ \ • r •

e

.. 2 I

,..

ol "

...

:~

~ $'

....

_S s _vi " ~ ~ '>§

...

""

-

s

...

-.1.

_j~

c z:r:I \ \ s 0ol

,..

z

0

I

T.j

I

lr-

..

_{tr- I!}

_~I!

~ .s r- ~ ~

:;-.z:I

0 ₀ i I) 0 ~ ,. 1 \

_"

~ 'ij E ~·~~l \

_'"

0 0 0

I

ol Ir 0 e: 0 JO " .sE ti' r '!I~ ":3 ,i!;:#

_"

.r S ...2

'"

:r \F 0

{I ä-11

'!:) .:Ic

;fJ

....

11'

...

•

r Ö

..

ti' ~ r

...

....

V' -"

.:c

~ _~ oT _IJ'

...

~

..

.5 -11

~I.!.-=-·I

pi -. ,

•

Op grond van deze vergelijkingen kunnen voor de diver-se bekkengroottes de volgende conclusies ten aanzien van de toepassing van alternatieve waterkeringen ge-trokken worden.

Bekken 40/26,5 m

betonkist met hoogte van ca 15 m en

gewapende grond kist met hoogte van ca 15 - 25 m lijken aantrekkelijk.

Bekken 24/16 m

betonkist met hoogte van ca 10 m en

gewapende grond kist met hoogte tot ca 15 m lijken aantrekkelijk.

Bekken 18/12 m

Alternatieve waterkeringen niet aantrekkelijk •

..

Het pr ijsni vo van de aanged uide oploss ingen 1igt max. ca 10% onder dat van een conventionele dijk.

De hierboven geselecteerde kistoplossingen zijn in principe te combineren met de dijkvarianten als om-schreven in par. 4.2, tabel 4.1.

Een combinatie met een dijk op holoceen (met zandpa-len) wordt niet wenselijk geacht in verband met zet-tingsverschillen.

Tabel 4.2 geeft een aantal mogelijke combinaties; deze tabel is dus niet volledig.

Deze alternatieven worden verder beschreven in hoofd-stuk 7.

Daar wordt tevens aandacht besteed aan een aantal spec if ieke problemen o.a. de afd icht ing.

ALTERNATIEVE "'[)NSTRU"TIE~' _{TAe,EL ~.2}

~"TIE MfDV'tiUR..-r.NTYPE~~ BIJZONDtRHEDEN 8ALlAST_e.Eh "LCtII

or

DurARN~lUITINt;MrTaoont ,_AfW~VrMNTI•. r

INDDRD E b1'411(, 5Uf>lAA& OUFR 35k. ...t NODIG _{&"AlDJ HErt~RAAN !»ll~}

"

~LT 1 1I 8~-ICI!.T OP bUk

OIJKWOObTE +i9.0

.

'

ti 'I·

.,

_{All "l}

"

GEW_OIJIU"OO~l~LRONt)-"I~T_{.. 1~.O}OP DIJr '4

.,

...

NOORD F d. _'t°h.b.5 DIEPwAND_{HDET OP KtlLEEHARN5lUITl'N} B~I'1AllN I)IEPWAHO GEEN

NAAR kElUEM

~ETON-K.lST OP OIJK.

-

;

" " ALT 1 ol ,

DIJ"-HOOGTE .. 30.0

,.

"

,.

" ~LT '2. 11

GEW.GkOND-Kl?T OP DIJK.

11

"

ti.

DIJK HOOGTE •

se.

0

"

Acr

3

.,

. c"Ew üRON[)- ~I!::ITOP blJK ti ,I _'I

. DIJKHOOGTE .2.0.0

"

J ALT

'"

11

-

6~~. ~~9NO- 'CI~T c.?PblJk

"

UNTR. DIF~W. " DlJk~OObn: + 'l..O.0 NARRUlutH ~)f'~

~

1"

_'121,5 HE' GkONDVERI!>ETERINC, BfhRlf lil tUMbR".w I-bl.omN

'1...'0 _Wot~~

,

~LT ~Ot..l-KIf.T OP OIJK

" 1

"

DIJKHOOGTE +30,0

"

I' _"

" i~lT "2. 11 GEW.GROND- ~lS' QP

tsur

"

"

_"

DlJKWOOGTE.30.0

.,

;ALT 3' _"

_-

(;EW.&ROND-KiST CP OUK

'.

"

'I

DUKHOOGTE +20.0 , I

.,

'lUID H

'1.

~%.b.s

MET GRONDUERBETERIN& BEHALEN Mft1t1U.,... .. ~_{... oLOCEEl'} Ho~

,.

~T 1

_"

BETON -KI~T OP DIjk. 11

"

11

- O!JICHOOGTE .30,0

-11 ~lT '2.

.

' &fw. GROND-KIST OP DIJK 11

,

.

_'l

DIJKHOO&TE +30.0

" AlT .3

,.

, GEW. GRONO-KtST OP DIJk'

'.

"

'1 I

DIJI(HOOGTE ..20.0

11 0/ ALT Y

"

•GEW.GIt..OND-KIST OP DUK C.E~,!K.DIEPW.WD&.oc:EE'"

blJ~HDOGTE: +21:>.0 'I NARR UtOUI _+E~"IC&.EI

-

...

'ZUID K ~b

_2.'-I/1b

"'E'i

G ~C tJCl.)ER~IE«.IN G !.EI1ALfN "at~lA"N bOC([N o"HOLo~tol

• t1LT of I •• BnON-K'~l OP y:)'llo(

-

11

" 11

DIJKHOO~Tf + 1a.

.'

ALT 2 _{" .} UEW_DIJt\.HOOGTE.G'-bND:-Kl5T_{+ 14}Or DIJK_{.b "}

,

.

.,

I!-

I

HOOFDSTUK 5. VERKENNENDE BEREKENINGEN

5.1 INLEIDING

De verkennende berekeningen zijn uitgevoerd ten aanzien van de.volgende aspecten:

stabiliteit van de waterkering kwelaspecten

zettingen.

Voor al de berekeningen geldt als uitgangspunt een dijkli-chaam bestaande uit homogeen zand.

In de berekeningen zijn de verschillende locaties, met hun specifieke geologische kenmerken, beschouwd.

De in de berekeningen gehanteerde gegevens ten aanzien van de grondparameters zijn ontleend aan de literatuur.

De in dit rapport gepresenteerde berekeningen zijndus slechts op te vatten als een eerste ori~ntatie ten aanzien van bovengenoemde aspecten.

Tevens zijn de berekeningen deterministisch uitgevoerd. In de vervolgstudie zal meer de nadruk liggen op een probabi-1istische benader ing. Wel is van de belang rijkste parame-ters een minimale en maximale afschatting gehanteerd.

5.2 Stabiliteitsberekeningen

5.2.1 Inleiding

De stabiliteit van de dijken is beschouwd bij drie soorten ondergrond:

a) Holocene klei- en veenlagen

b) Holocene klei- en veenlagen met zandpalen c) Zand (bestaand dan wel op grondverbetering).

Gezien de resultaten van de kwelberekeningen wordt een waterafdichting van de dijk toegepast. Bij de stabiliteits-berekeningen is echter uitgegaan van een lekkende wateraf-dichting, d.w.z. een hoge freatische lijn in de dijk. De stabiliteit is deterministisch benaderd waarbij een minimum veiligheidsfactor f

=

1,3 is gehanteerd. Dit is in deze

fase nog gerechtvaardigd door relatief zekere aannamen, zoals o.a. de bovengenoemde ligging van de freatische lijn.

In de eind-ontwerpfase wordt de stabiliteit wel volgens de probabilistische methode uitgevoerd. Dit kan kleine wijzi-gingen met zich meebrengen ten aanzien van de in dit hoofd-stuk gepresenteerde conclusies.

5.2.2 uitgangspunten glijvlakberekeningen

De stabiliteit is berekend bij zowel cirkelvormige als niet-cirkelvormige glijvlakken. Ook is de gevoeligheid voor de diverse parameters beschouwd. Voor uitvoerige rappor-tage wordt verwezen naar de notitie PAC2-M-156. In deze paragraaf worden enkele van de uitgangspunten in het kort weergegeven.

Bodemopbouw en grondparameters

De opbouw van de Holocene lagen zoals aangehouden in de berekeningen is:

\.f'

[ 0]

c.

l

[kN/m2.] peil t.o.v. NAP

van tot grondsoort 20 30

o

zand 20 30

o

- 4.5 6.0 zavel 18 21,1 7,6 - 6.0 7.0 10,5 43,2 1,25 - 7.0 8.0 veen 22,2 4,3 klei 15 - 8.0 10.5 - 10.5 11.0 veen 10,5 27,5 7,6 - 11.0 en dieper zand

De grondparameters zijn overgenomen uit het L.G.M.-rapport CO-254000/25 van oktober 1980.

Freatische lijn in het damprofiel

De freatische lijn in de dam is aangehouden als een rechte lijn lopend tussen +40 op het bekkenzijdetalud tot +12 op het IJsselmeerzijdetalud (zie PAC2-M-108). Uit recente grondwaterstromingsberekeningen blijkt dat het uittreepunt op het IJsselmeertalud zelfs op +19 kan komen bij een volledig ·open" bekkentalud. Voor de ongunstigste situatie

is de aanname van +12 dus optimistisch. Wateroverspanning in de ondergrond

Er is sprake van 2 soorten wateroverspanningen:

1. wateroverspanning in het pleistocene zandpakket t.g.v. kwel uit het bekken. Bij de groep varianten waarbij het Holoceen volledig in tact blijft is het noodzake-lijk deze wateroverspanning weg te nemen in verband met het opbarsten van de teen aan de IJsselmeerzijde. 2. Wateroverspanning in het Holocene klei- en veenpakket

t.g.v. consolidatie.

Deze wateroverspanning is tijdsafhankelijk. Er is uitgegaan van een aanpassing van 40%, d.w.z. de water-overspanning in de klei- en veenlagen is 60% van de bovenbelasting.

Bij de oplossing met zandpalen is uitgegaan van een aanpassing van 90%.

5.2.3 Benodigde taludhellingen bij veiligheidsfactor ~ 1,3 in de gebruiksfase

Uit de berekeningen volgen de onderstaande benodigde talud-hellingen:

Alternatief IJsselmeerzijde Bekkenzijde

normaal bedrijf bekken leeg

holoceen 1

·

·

5.5 1

·

·

4.5 1

·

·

6.5

holoceen met

zandpalen 1

·

·

5.0 • 1

·

·

3.3 1

·

·

5.5

grondverbetering 1

·

·

4.3 • 1

·

_·

2.8 1

·

·

4.5

•

S2.

Bovenstaande resultaten zijn geldig bij een freatische lijn verlopend van 40 m + N.A.P. aan de bekkenzijde naar 12 m + N.A.P. aan de IJsselmeerzijde. uit berekeningen blijkt dat de veiligheidsfactoren zeer gevoelig zijn voor het verloop van de freatische lijn. Een probabilistische benadering is noodzakelijk om een evenwichtige keuze van de taludhellin-gen mogelijk te maken. Hiervoor is inzicht nodig in de kans op verstopping van drainagelagen en lekkage van de wateraf-dichting.

5.2.4 Stabiliteit tijdens bouwfase

Voor de bouwfase is de stabiliteit voor een tweetal alter-natieven beschouwd:

a. dam op Holoceen met zandpalen b. dam op zand.

Bij de berekeningen is uitgegaan van een volledig verzadigd damlichaam. In het geval van een dam op Holoceen met zand-palen is een aanpassing van 90% aangehouden.

Voor de veiligheidsfactor wordt een waarde van 1.1 in de uitvoeringsfase ge~ist.

De toelaatbare taludhellingen voor de twee beschouwde al-ternatieven zijn vermeld in onderstaande tabel:

Alternatief Taludhelling

- Holoceen met zandpalen 1 4,5 à 1 3,5 à 1 4

5 - Zand of grondverbetering 1

Opm. : Bij hellingen steiler dan 1 4,6 dienen er maatregelen getrioffen te worden om de microsta-biliteit op de taluds te verzekeren (zie PAC2-M-156) •