Beheer en onderhoud van waterkeringen en oevers - gedrag onder gebruiksbelastingen

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

D7 89.03

cur onderzoekcommissie A27/A28

Beheer en onderhoud

van waterkeringen en oevers

werkgroep waterkeringen

juni 1989

I

I

I

I

I

I

I

I

- cur onderzoekcommissie A27/A28

Beheer en onderhoud

• van waterkeringen en oevers

• werkgroep waterkeringen

I gedrag onder gebruiksbelasting

I

• B B DELFT

e

• oranjewoud

GRONDMECHANICA . Illlii

waterloopkundig laboratorium|wi. GRO

I

I

I

I

1

i

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 BIJLAGE 1

BIJLAGE 1. TABEL RELATIES TOESTANDSKENMERKEN MET MECHANISMEN BIJ EXTREME BELASTING EN MET VEROUDERINGSMECHANISMEN

Bron: fase 1-rapport [1] met modificaties. Met een pijl is aangegeven welke toestandskenmerken voor de vier beschouwde dijklocaties van toepassing zijn.

VEROUDERINCSKECHANI SMEN DUURZAAMHEIDS INVL .c u a C 4 O

g

X X X X X X X X X X X X X X X X OEDEN .£ U a

1

w JZ o X X X X X X X X X X X X X X . 60 o (-1 o Ai

1

M n X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X t> o •O Q. O Li 2*

s s

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X oo c •«4 « o > L. a al ao> C V II zett i II voor o X X X X X X j c

ë

B -M v e B J= O U S g X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X c v al £ Ai O <-4 •r4 Ai o > *-• *v4 O Ai

2-S

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X ELEMENTEN / TOESTANDSKENKERKEN Geometrie vooroeverhe11ing voorlandbreedte/Koog t* taludhelling dijk bermhoogte kruinhoogte teen of hiel dijksloot achterland

Ondererond oer laag volumegewlcht schuifsterkte.^',c',Cu doorlatendheid k consolidatlecoeff. Cv korrelverde1ing laagdikte vervormingselgenschap wate rspanningen Dilklichaam Der laae voluaegewicht schuifsterkte ^'.c'.Cu doorlatendheid k consolidatlecoeff. Cv korrelverdeling laagdikte vervormingseigenschap waterspanningen dikte kleilaag eigenschappen kleilaag zoutgehalte water Kwaliteit grasmat Steenzettinsen fna-tuur- en betonblokken) steensoort steenafmeting/gewicht spleetbreedtes/vulling waterdoor latendheid ruwheid filtereigenschappen kontakt stenen toplaag perkoenpalen Asfaltbekledinpen materiaalparameters toestand toplaag mechanische eigenschap (sterkte/stijfheid) scheurvorming stijfheid onderlaag/ dljklichaaa MECHANISMEN BIJ V U «1 C «1 « AJ o ~* e ja 1 gron d 1 insta ' X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X <F. B E C '-' 3 Ai u e M «1

• g

'r* f* o u e «1 « X X X X X X X X X X X X X X IAST • 01 C •rt «J •JB Ai kl 3 tl XI X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X . X X X NCEN 00 e •*4 r\ o. X X X X X X X X X X X X X

I

I

I

I

1

I

i

i

i

i

i

i

i

l

I

I

i

i

i

i

CUR A27/A28 FASE 3

BIJLAGE 2. SCHEMA VOOR HET GENEREREN VAN SCHADEBEELDEN

ONTWERP HATERKERIN8 EXTREEM MECHANISME •tc. EXTREEM MECHANISME T0E8TANDS-KENMERKEN EN NORMEN T0ESTAND8-KENMERKEN EN NORMEN 'NORMAAL' ONDERHOUD

1

REKENMODEL PARAMETER-STUDIE

i

REKENMOOEL PARAMETER-STUDIE

1

REKENMOOEL 1 PARAMETER-STUDIE TOESTANDS-KENMERKEN EN NORMEN oruincurn n£M EN NORMEN SIGNALEREN VERANDERING OVERIBE 9CHADFBFF1DFN ALLE 6RENS-TOESTANDEN ? MAATSEVEND ? BELDIBHEIDS-BEBIED ? INVLOED EN SROOTTE VARIATIES TIJDSAFHAN-KELIJK. RELEVANT EN WAARNEEMBAAR MAARNEEMBAAR EN TYPEREND \ INSPECTIE-STRATEBIE EVALUATIE VAN ONTWERP EN UITVOERINB

V

BIJLAGE 1 tmmm 2 fat* 3

I

CUR A27/A28 FASE 3

• LIJST VAN BIJLAGEN

I

1

1. Tabel relaties toestandskenmerken met mechanismen bij extreme

belasting eh met verouderingsmechanismen 2. Schema voor het genereren van schadebeelden

•

Informatie over het beschouwde dijkvak: 3 m i k Nieuw Tikker! and Oost

3. Dijk Nieuw Lekkerland Oost 4. Hondsbossche Zeewering

1

5. Noorder Nederrijndijk

6. Dijk Oostelijk Flevoland

• Algemene (achtergrond)informatie: 7. Kruinhoogtedaling 8. Grasbekleding 9. Steenzetting H 10. Waterbouwasfaltbeton

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 GEDRAG ONDER GEBRUIKSBELASTING

juni 1989

INHOUD Blz. 1.0 INLEIDING 3

1.1 Algemeen 3 1.2 Opzet van het rapport 4 2.0 METHODIEK VOOR VASTSTELLING EN BEOORDELING VAN SCHADEBEELDEN • 5 2.1 Schadecatalogus en schadeontwikkeling 5 2.2 Toestandskenmerken en schadebeelden 7 2.3 Inspectie van schadebeelden 10 2.4 Toepassing methodiek op specifiek dijkvak 13 3.0 DIJK NIEUW LEKKERLAND OOST 14 3.1 Toestandskenmerken en normwaarden 14 3.2 Kruinhoogte 15 3.3 Steenzetting 16 3.4 Kwaliteit grasmat 19 3.5 Teenconstructie en voorlandhoogte 21 3.6 Waterspanningen 23 3.7 Inspectie schadebeelden 24 3.8 Overige schadebeelden uit inspectie 26 4.0 HONDSBOSSCHE ZEEWERING 27 4.1 Toestandskenmerken en normwaarden 27 4.2 Kruinhoogte 28 4.3 Steenzetting 29 4.4 Teenconstructie 32 4.5 Kwaliteit grasmat 35 4.6 Groenstenen 37 4.7 Waterbouwasfaltbeton 38 4.8 Voorlandhoogte 40 4.9 Helling vooroever 41 4.10 Waterspanningen 42 4.11 Inspectie schadebeelden 43 4.12 Overige schadebeelden uit inspectie 45

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 2

Blz. 5.0 NOORDER NEDERRIJNDIJK 46 5.1 Toestandskenmerken en normwaarden 46 5.2 Kruinhoogte 47 5.3 Kwaliteit grasmat 48 5.4 Teenconstructie 50 5.5 Waterspanningen 51 5.6 Dikte kleipakket 53 5.7 Inspectie schadebeelden 54 5.8 Overige schadebeelden uit inspectie 56

6.0 DIJK OOSTELIJK FLEVOLAND 57 6.1 Toestandskenmerken en normwaarden 57 6.2 Kruinhoogte 58 6.3 Steenzetting 59 6.4 Teenconstructie 62 6.5 Kwaliteit grasmat 65 6.6 Waterbouwasfaltbeton 67 6.7 Dijksloot 69 6.8 Helling vooroever 70 6.9 Inspectie schadebeelden 71 6.10 Overige schadebeelden uit inspectie 73

7.0 .CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN 74

Begrippen en definities Literatuur

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 B l z . : 3

1.0 INLEIDING 1.1 ALGEMEEN

Onderhavig rapport "Gedrag onder gebruiksbelasting" is het resultaat van fase 3 van het onderzoek, dat door de werkgroep "Waterkeringen" van de CUR A27/A28 Commissie "Beheer en onderhoud van waterkeringen en oevers" is uitgevoerd. Het doel van dit onderzoek is om een algemeen toepasbare metho-diek te ontwikkelen waarmee op efficiënte wijze de kwaliteit van een dijk met betrekking tot de veiligheid door de beheerder kan worden beoordeeld. In deze studie wordt dit voor vier specifieke dijkvakken uitgewerkt. Deze dijkvakken zijn willekeurig gekozen, en hoeven dus niet voor de betrokken locatie het maatgevende dijkvak te zijn.

In fase 1 van dit onderzoek [1] zijn de relevante toestandskenmerken voor de diverse elementen van een dijk ontwikkeld. Deze toestandskenmerken represen-teren elk een specifieke sterkte- of belastingeigenschap van het element, welke gerelateerd kan worden aan het falen van het element, en waarvan het tijdsafhankelijk gedrag kan worden beschreven met een verouderingsmode1.

In fase 2 van dit onderzoek [2] zijn voor alle geselecteerde toestandsken-merken normen geformuleerd, dat wil zeggen de acceptabele grootte van elk

toestandskenmerk is vastgesteld, gerelateerd aan het falen van het element bij extreme belastingomstandigheden. Voor het bereiken van een norm zal de beheerder maatregelen moeten hebben getroffen om de kwaliteit weer op een acceptabel niveau terug te brengen.

In fase 3 (onderhavig rapport) wordt de vertaling gegeven van de in fase 2 geformuleerde normen voor de toestandskenmerken naar normen voor de in de beheerspraktijk te hanteren schadebeelden, alsmede een methodiek voor de prognose van de schadeontwikkeling in de tijd, en daarmee van het veroude-ringsgedrag van de waterkering. Deze informatie kan worden gebruikt bij de ontwikkeling van een efficiënte (economisch optimale) onderhoudsstrategie.

Hierna volgen nog fase 4 "evaluatie van fasen 1 t/m 3", fase 5 "uitvoering van praktijkproeven" en fase 6 "eindrapportage".

Ten tijde van het opstellen van het rapport had de werkgroep 'Waterkeringen' de volgende samenstelling:

ir. E.H. Ebbens Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en waterbouwkunde, tot november 1988

ir. H.J. Verhagen Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en waterbouwkunde, van-af november 1988

ir. L. de Quelerij Fugro Geotechniek B.V. ir. J.A. van Herpen Oranjewoud B.V.

dr. J.K. van Deen Grondmechanica Delft

ir. A.M. Burger Waterloopkundig Laboratorium

ir. H.A. Kraaijenbrink Hoogheemraadschap Noordhollands Noorderkwartier ir. G.J.H. Vergeer Stichting CUR

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 4

1.2 OPZET VAN HET RAPPORT

In fase 1 zijn vier dijkvakken nader uitgewerkt, namelijk één voor elk van de typen zeedijk, bovenrivierdijk, benedenrivierdijk en meerdijk. In bijlage 1 is een tabel gegeven, die een samenvoeging is van de tabellen in bijlage 6 en 7 van [1], waarbij van de bekledingstypen alleen de drie hier van toepas-sing zijnde bekledingstypen zijn verwerkt: grasmat op klei, steenzetting en asfalt. De tabel geeft een algemeen overzicht van de relaties van de toe-standskenmerken met de mechanismen bij extreme belasting enerzijds en de verouderingsmechanismen anderzij ds.

Deze tabel heeft gediend als basis voor de uiteindelijke selectie van de toestandskenmerken in fase 2 voor de vier concrete dijkvakken. In fase 2 zijn voor deze toestandskenmerken tevens de bijbehorende normen geformu-leerd. In fase 3 worden deze vertaald naar schadebeelden.

De opzet van onderhavig rapport is gebaseerd op een directe behandeling van de schadebeelden (dat wil zeggen de schadecatalogus en de bijbehorende scha-deontwikkeling) voor de vier concrete dijkvakken. In hoofdstuk 2 wordt de hiervoor gevolgde methodiek beschreven.

Vervolgens worden de schadebeelden voor de verschillende dijkvakken in de hoofdstukken 3 tot en met 6 behandeld. Dit zijn achtereenvolgens:

- de dijk Nieuw Lekkerland Oost voor een benedenrivierdijk; - de Hondsbossche Zeewering voor het type zeedijk;

- de Noorder Nederrijndijk als bovenrivierdijk;

- de dijk Oostelijk Flevoland voor het type meerdijk.

Voor elk dijkvak is tevens een bijlage opgenomen (bijlagen 3 t/m 6 ) , met een beschrijving van de constructie, de belastingen, het huidig beheer en onder-houd, en voor de belangrijkste toestandskenmerken een beschrijving van de verouderingsmechanismen.

In hoofdstuk 7 komen tenslotte de conclusies van fase 3 aan de orde.

Ter informatie is voor een aantal belangrijke elementen van de dijk een algemene bijlage opgenomen (bijlagen 7 t/m 1 0 ) , waarin onder andere achter-grondinformatie is opgenomen over de relevante verouderingsmechanismen.

Onderhavig rapport is opgesteld door:

Fugro Geotechniek B.V.: ir. L. de Quelerij ir. E.F.M. Nieuwenhuis ir. M.T. van der Meer Oranjewoud B.V. : ir. J.A. van Herpen

ir. H.R. Havinga (tot 1 maart 1989) ir. M.R. Moens (vanaf 1 maart 1989).

2.0 METHODIEK VOOR VASTSTELLING EN BEOORDELING VAN SCHADEBEELDEN

2.1 SCHADECATALOGUS EN SCHADEONTWIKKELING

De beoordeling van de kwaliteit van de waterkering met betrekking tot de veiligheid dient plaats te vinden aan de hand van een aantal criteria ofwel normen, betrokken op de voor de betreffende dijk relevante schadebeelden.

Onder een schadebeeld wordt verstaan een bepaalde waarneembare, typerende vorm waarin kwaliteitsvermindering van (elementen van) een dijk zich kan manifesteren.

Opgemerkt wordt dat ook niet-destructieve wijzigingen tot kwaliteitsvermin-dering kan leiden. Volgens deze zienswijze wordt ook de kruinhoogtedaling van een dijk, als gevolg van samendrukking van de ondergrond, als een schadebeeld aangemerkt.

Schadecatalogus

Om het verouderingsgedrag van de dijk te kunnen omschrijven, dient aller-eerst een schadecatalogus te worden opgesteld. Hieronder wordt verstaan een opsomming en omschrijving van de verschillende schadebeelden en de omschrij-ving met voorbeelden van hun grenswaarden voor ernst en omvang van_de

kwaliteitsvermindering. De werkzaamheden hiervoor zijn achtereenvolgens:

1. Het genereren van efficiënt meetbare schadebeelden. Dit kan gebeuren van-uit twee invalshoeken:

a. Vanuit de bij de extreme mechanismen behorende toestandskenmerken. De bij het ontwerp van de dijk aangehouden extreme mechanismen en de bij-behorende rekenmodellen kunnen in fase 2 bij de normstelling blijken ongeldig of onvolledig te zijn. In dit geval dient bijstelling plaats te vinden.

b. Vanuit de kwaliteitscontrole van het ontwerp en de uitvoering van de waterkering, d.w.z. voor de tijdige constatering van gemiste of verkeerd ingeschatte extreme mechanismen.

In deze studie wordt aan de eerste invalshoek de meeste aandacht besteed, en worden alleen die schadebeelden uitgewerkt, welke voor het beschouwde dijkvak van belang kunnen zijn.

Een schadebeeld dient objectief meetbaar en beoordeelbaar te zijn, en te kunnen worden gerelateerd aan een herstelmaatregel. In bijlage 2 wordt een schema gegeven, waarin de selectie van de schadebeelden binnen de context van het beheer wordt weergegeven.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 6

2. Voor elk schadebeeld het vaststellen van een classificering van de waar-nemingen (d.w.z. van de te gebruiken schaalverdeling), die zowel objec-tief als reproduceerbaar moet zijn. Een beschrijving van een schadebeeld kan zijn:

- exact: in meters, graden etc.

- (semi-)kwalitatief: een onderverdeling in klassen, variërend van goed tot slecht, met bij elke klasse een omschrijving (bv. een foto).

De gehanteerde inspectiemethoden moeten uiteraard hierop afgestemd zijn.

3. Voor schadebeelden gegenereerd vanuit de extreme mechanismen het vertalen van de in fase 2 geformuleerde normwaarden voor de toestandskenmerken naar een normwaarde voor het schadebeeld (in de onder punt 2 vastgestelde eenheden).

Schadeontwikkeling

Na het opstellen van de schadecatalogus kan per schadebeeld een prognose worden gemaakt van de schadeontwikkeling in de tijd. Van belang zijn hierbij de vorm van de schadeontwikkeling en de daarbij optredende tijdschaal.

Mogelijke modellen voor de schadeontwikkeling zijn:

- THEORETISCH, MODEL

Gebaseerd op fysisch te beschrijven verouderingsgedrag ten aanzien van een bepaald toestandskenmerk (bv. consolidatiemodel voor de kruinhoogte). Waarnemingen worden alleen gedaan in verband met de onzekerheid in de invoerparameters.

Van de ontwikkeling van een theoretisch model (bij onvoldoende bestaande kennis) wordt meestal afgezien indien verwacht kan worden dat de hiertoe te verrichten inspanningen niet opwegen tegen het te behalen voordeel van een mogelijk meer efficiënte onderhoudsstrategie.

- EMPIRISCH MODEL

Dit is een data-geörienteerde benadering, dat wil zeggen geheel gebaseerd op waarnemingen (bv. voor de groeisnelheid van gras).

Dit kan bijvoorbeeld worden ontwikkeld door het vaststellen van de schade-ontwikkeling in de tijd door het zeer regelmatig doen van waarnemingen. In het algemeen is het niet acceptabel om de schadeontwikkeling te volgen tot de normwaarde, zodat over het laatste gedeelte van de schadeontwikkeling geen waarnemingen beschikbaar zijn.

- COMBINATIE

Toepasbaar voor slechts gedeeltelijk fysisch te beschrijven fenomenen. Waarnemingen worden gedaan zowel in verband met onzekerheden in de grootte van de invoerparameters, als in verband met de modelonzekerheid.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 . FASE 3 . Blz.: 7

2.2 TOESTANDSKENMERKEN EN SCHADEBEELDEN

Bij het genereren van efficiënt meetbare schadebeelden vanuit de bij de ex-treme mechanismen behorende toestandskenmerken, staan de faalmechanismen bij extreme omstandigheden centraal (zie ook het schema in bijlage 2 ) . De werk-wijze is als volgt:

1. Voor elk "extreem mechanisme" wordt een rekenmodel gekozen. De hierna te ontwikkelen schadebeelden en de daaraan gekoppelde normen zijn alleen toepasbaar voorzover de beschouwde sterkte- en belastingomstandigheden binnen het geldigheidsgebied van het gekozen rekenmodel liggen.

2. Op grond van een gevoeligheidsanalyse voor alle in het rekenmodel voorko-mende parameters, en kennis van de in de praktijk te verwachten variaties voor deze parameters, kan hieruit een aantal toestandskenmerken worden gekozen. Tevens wordt de verdeling van de betrouwbaarheid naar de ver-schillende gekozen toestandskenmerken vastgesteld.

Een toestandskenmerk moet:

- bij de ontwerpberekening voor een extreem mechanisme een rol spelen, en een significant aandeel in de betrouwbaarheid hebben (d.w.z. bij in de praktijk te verwachten variaties heeft de parameter een relatief grote

invloed op de uitkomst van het rekenmodel);

- tijdsafhankelijk zijn (d.w.z. in de tijd neemt de kwaliteit af, doordat de sterkte afneemt en/of de belasting toeneemt);

- aan een schadebeeld kunnen worden gekoppeld.

3. De toestandskenmerken en de hiervoor bepaalde normwaarden worden vertaald naar schadebeelden. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van relatieschema's, waarin voor elke dijklocatie en per extreem mechanisme de relaties

aangegeven worden tussen verouderingsmechanismen en de veiligheid van de dijk in extreme omstandigheden.

De eerste twee punten zijn uitgewerkt- in fase 2, waarbij gebruik is gemaakt van "fase 3 kennis" met betrekking tot de in de praktijk optredende varia-ties voor de diverse parameters, en de vertaalbaarheid naar schadebeelden.

Relatieschema

Het relatieschema heeft tot doel een inzicht te verschaffen in de relatie tussen verouderingsmechanismen en de veiligheid van de dijk in een extreme situatie.

In het relatieschema komen (van rechts*naar links) drie typen elementen naar voren: het extreme mechanisme, toestandskenmerken en schadebeelden (zie fi-guur 1 ) . Tussen deze elementen kunnen relaties bestaan. Een relatie tussen twee elementen wordt aangegeven door een verbindingslijn. Links staat het element dat van invloed is op, een aanwijzing is voor, of van belang is voor het element aan de rechterzijde van de verbindingslijn. Het is mogelijk dat een element meerdere relaties heeft, zowel aan de invloedkant (links) als aan de beïnvloedingskant (rechts).

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 8

B • A E • D E • H B • E •

L

A D H ( j extreem mechanisme / \ toestandskenmerk schadebeeld

Figuur 1. Relatieschema bij een extreem mechanisme

Het bestaan van een relatie tussen element C en E hoeft niet te betekenen dat wanneer C verandert, automatisch E verandert. Het kan zijn dat C pas bij een bepaalde mate van verandering invloed heeft op E. Eveneens kan het voor-komen dat pas bij een bepaalde combinatie van C, F en G een verandering van E zal optreden.

Door informatie over het beschouwde dijkvak te verwerken (constructie, be-lastingen, geconstateerde schade) kan een aantal schadebeelden als niet relevant voor de locatie worden aangemerkt.

Indien in fase 2 blijkt, dat voor de betreffende locatie het bereiken van een grenstoestand praktisch gesproken niet kan optreden ten gevolge van de afname van de kwaliteit van een bepaald toestandskenmerk, vervalt dit toe-standskenmerk, en daarmee mogelijk ook de bijbehorende schadebeelden.

Uit de overgebleven elementen zal een selectie moeten worden gemaakt van de te monitoren schadebeelden. Met name van belang is de vraag aan welk element binnen een relatie-keten de inspectie-strategie moet worden gekoppeld.

In de rapportage voor de beschouwde dijkvakken wordt het relatieschema in delen opgesteld:

- Fase 2: uitsplitsing van elk extreem mechanisme naar toestandskenmerken; - Fase 3: uitsplitsing van elk toestandskenmerk naar schadebeelden.

Daarna worden de afzonderlijk gegenereerde takken weer samengevoegd tot één relatieschema per extreem mechanisme.

De relatieschema's worden ontwikkeld vanuit de extreme mechanismen, dus van rechts naar links. In de praktijk zal echter van links naar rechts worden gelezen: wanneer de geselecteerde schadebeelden de normwaarden niet over-schrijden, is het dijkvak veilig voor het betreffende extreme mechanisme.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 9

Normwaarden schadebeelden

De in fase 2 van deze studie vastgestelde normwaarden voor de geselecteerde toestandskenmerken dienen te worden vertaald naar normwaarden voor schade-beelden. Een complicerende omstandigheid hierbij, is dat enerzijds bij een toestandskenmerk meerdere schadebeelden kunnen horen, en dat anderzijds een schadebeeld een relatie met meerdere toestandskenmerken kan hebben.

In figuur 2 zijn enkele mogelijke vormen van het verloop in de tijd van de grootte van een in fase 1 geselecteerd toestandskenmerk gegeven, waarbij de functie c.(t) een afname van de kwaliteit in de tijd weergeeft. De index j duidt op-'toestandskenmerk j . De functiewaarde c.(0) komt overeen met de

aanvangskwaliteit. "j

j = 1: teenconstructie j •= 2: kwaliteit grasmat j — 3: kruinhoogte

Figuur 2. Mogelijk verloop van de kwaliteitsvermindering voor enkele toe-standskenmerken c (t)

Omdat een schadebeeld niet noodzakelijk identiek is aan een toestandsken-merk, wordt deze voorzien van een andere index (i resp. j ) .

Een schadebeeld s.(t) kan gerelateerd worden aan één meetbaar merk, bijvoorbeeld het schadebeeld kruinhoogtedaling aan het toestandsken-merk kruinhoogte: s.(t) = c (t).

De in fase 2 geformuleerde •*normwaarden (index n) kunnen in dit geval direct worden gebruikt: s

in - c.

Vaak zal een schadebeeld s.(t) echter gerelateerd zijn aan één of meerdere niet direct meetbare toestandskenmerken: s.(t) - f.{c.(t), j = 1,2..}. Dit is bijvoorbeeld het geval bij een asfaltbekledïng-'voor het schadebeeld scheurvorming, dat gerelateerd kan worden aan de toestandskenmerken doorla-tendheid, sterkte etc.

Het probleem dient zich-dan aan hoe de voor de toestandskenmerken in fase 2 vastgestelde normwaarden kunnen worden vertaald naar een normwaarde voor het schadebeeld: s. - f.{c. , j - 1,2..}. In deze studie wordt dit opgelost door na bundeling van de^^jij een schadebeeld vastgestelde normwaarden de maatgevende normwaarde te bepalen.

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 10

2.3 INSPECTIE VAN SCHADEBEELDEN

Uitgangspunt is dat bij dijken falen van elementen niet acceptabel is, dat wil zeggen dat een preventieve onderhoudsvorm dient te worden toegepast.

Toestandsafhankelijk onderhoud

In eerste instantie wordt gekozen voor toestandsafhankelijk onderhoud, dat wil zeggen dat tot het treffen van onderhoudsmaatregelen wordt besloten, voordat een normwaarde wordt overschreden. In de praktijk wordt hiertoe veelal een actiegrens onder de normwaarde geformuleerd, waarbij de beheerder na overschrijding van deze actiegrens ohderhoudsmaatregelen zal treffen. Hiervoor is het noodzakelijk dat de toestand van de constructie regelmatig door middel van inspecties wordt vastgesteld (zie figuur 3 ) .

aanvangs- 0 kwaliteit s, (0) S: ( t ) mobilisatietijd _{^ virloop} waarschuwinqsqrens si( o = globale inspectie • = gedetailleerde inspectie

Figuur 3. Toestandsafhankelijk onderhoud betrokken op een schadebeeld

Bij figuur 3 gelden enkele opmerkingen:

- Uitgegaan is van een twee-traps inspectie-systeem: naast de actiegrens is ook een waarschuwingsgrens onderscheiden (met goedkopere inspectie, dat wil zeggen een groter inspectie-interval en/of een minder nauwkeurige

inspectie-methode). De inspectiestrategie wordt hier niet op basis van waarnemingen tussentijds bijgesteld.

I

I

I

1

I

I

I

I

1

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 11

De normwaarde is constant in de tijd aangenomen. In principe is ook een tijdsafhankelijk verloop van de normwaarde mogelijk. Een voorbeeld hiervan is de dijktafelhoogte. Deze zal in de tijd toenemen ten gevolge van de relatieve zeespiegelrijzing.

De figuur is opgesteld vanuit het oogpunt "veiligheid". In de praktijk kan echter in een eerder stadium tot herstel worden overgegaan, dan voor de veiligheid strict noodzakelijk is. Dit kan zijn om bedrijfseconomische

redenen, maar ook omdat uit een nevenfunctie van de dijk een strengere eis moet worden gesteld (bijvoorbeeld vanuit de wegfunctie met betrekking tot de kwaliteit van de asfaltbekleding).

Onderhoudsstrategie

De onderhoudsstrategie omvat de volgende door de beheerder te variëren elementen:

- De inspectiestrategie, onderverdeeld in:

. De nauwkeurigheid van de inspectiemethode (d.w.z. de kans op het ten onrechte goedkeuren of afkeuren van een element).

. De grootte van het inspectie-interval.

. De grootte van de marge tussen de norm en de actiegrens. - De keuze van de herstelmaatregel, onderverdeeld in:

. Het effect van de herstelmaatregel.

. De mobilisatietijd: dit is de tijd die verstrijkt vanaf het moment dat overschrijding van dè actiegrens is geconstateerd, tot het moment dat de herstelmaatregel is uitgevoerd.

Bij de bepaling van de marge tussen de norm en de actiegrens, wordt de mini-male grootte van de marge bepaald door het inspectie-interval en de

mobili-satietijd: na vaststelling van overschrijding van de actiegrens dient binnen de tijd dat de normwaarde wordt bereikt, de herstelmaatregel te zijn uitge-voerd.

De optimale onderhoudsstrategie wordt gevonden door afweging van de kosten van herstelmaatregelen en inspectiekosten, onder voorwaarde dat de kans op overschrijden van de normwaarde voldoende klein is. Immers, deze kans kan worden verkleind door:

- Een lagere actiegrens, maar dan meer kosten voor herstelmaatregelen. - Een nauwkeurigere inspectiemethode en/of een kleiner inspectie-interval,

maar dan meer inspectiekosten.

Op basis van waarnemingen kunnen de voorspellingen worden bijgesteld. Dit houdt in dat in principe na elke inspectie opnieuw een optimale onderhouds-strategie kan worden bepaald.

I

I

I

I

I

I

I

I

f

I

I

I

I

I

I

f

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 12

Voor de bepaling van een efficiënte onderhoudsstrategie is, naast de norm-waarde s. , inzicht nodig in de schadeontwikkeling in de tijd s.(t). Dit betreft enerzijds de vorm van de schadeontwikkeling (in de tijd afnemende, constante of toenemende schadegroei) en de daarvoor benodigde tijdsduur, en anderzijds de onzekerheid hierin (de modelonzekerheid en de onzekerheid in de invoerparameters).

Elke inspectiestrategie (dit is de combinatie van inspectiemethode, inspec-tie-interval en actiegrens) moet voldoen aan de eis dat de kans op over-schrijden van de normwaarde s. voldoende klein is. Tabel 1 geeft ter indi-catie twee extreme combinaties van schadeontwikkeling en de bijbehorende inspectiestrategie (bij gelijke herstelmaatregel).

Elementen van de | Elementen van de schadeontwikkeling inspectiestrategie |

-(bij gelijke her- | toenemende schadegroei afnemende schadegroei stelmaatregel) | en grote onzekerheid en kleine onzekerheid

I

Inspectiemethode | gedetailleerd globaal Inspectie-interval | klein groot

Actiegrens/normwaarde | grote marge kleine marge

Tabel 1. Inspectiestrategie bij extreme combinaties van schadeontwikkeling bij gelijke herstelmaatregel.

Opmerkingen

- Indien grote zekerheid omtrent het verouderingsgedrag bestaat, kan worden overgegaan tot (preventief) gebruiksafhankelijk onderhoud, dat wil zeggen dat onderhoudsmaatregelen na zekere gebruikseenheden worden getroffen (on-afhankelijk van inspectieresultaten). Een voorbeeld hiervan is het perio-diek maaien van een grasbekleding op vooraf bepaalde tijdstippen.

Voorwaarde voor gebruiksafhankelijk onderhoud is, dat de kans op falen in de tussenliggende periode voldoende klein is. Deze onderhoudsvorm wordt vooral toegepast indien de kosten van onderhoudsmaatregelen laag zijn ten opzichte van de inspectiekosten.

- Als back-up zal voor elementen van de dijk altijd niet-preventief sto-ringsafhankelijk onderhoud worden gepleegd, dat wil zeggen dat bij gecon-stateerd falen van een element dit zal worden hersteld. Dit kan optreden bij zeer incidentele gebeurtenissen, die ni°t direct tot falen van de dijk zullen leiden (bijvoorbeeld scheepsaanvaringen).

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 13

I

I

I

I

I

I

I

I

I

2.4 TOEPASSING METHODIEK OP SPECIFIEK DIJKVAK

Zoals in het voorgaande is gesteld, worden alleen die schadebeelden uitge-werkt, welke voor het beschouwde dijkvak van belang kunnen zijn.

Voor de vier dijkvakken (hoofdstukken 3 t/m 6) is de opbouw als volgt:

1. Toestandskenmerken en normwaarden.

Hierin worden de in fase 2 gegenereerde toestandskenmerken en hun bijbe-horende normwaarden gegeven.

2. Voor elk toestandskenmerk:

a. Beschrijving en selectie schadebeelden.

Het toestandskenmerk wordt in een relatieschema verder uitgewerkt tot schadebeelden. Aangegeven wordt welke schadebeelden worden opgenomen in de schadecatalogus.

b. Kwantificeren van de relevante schadebeelden (zie figuur 4 ) :

- de eenheden waarin het schadebeeld wordt uitgedrukt (dit kan een lineaire schaal zijn, of een onderverdeling in klassen);

- de normwaarde;

- een voorstel voor de actiegrens; - de verouderingsmechanismen; - de schadeontwikkeling.

kwali-

teits-schaal

schadeontwikkeling

actiegrens

normwaarde

4.

Figuur 4. Te kwantificeren elementen per schadebeeld

Inspectie schadebeelden.

De geselecteerde schadebeelden worden per extreem mechanisme in relatie-schema's gebundeld weergegeven, teneinde meer inzicht te verkrijgen in de onderlinge samenhang. Indien noodzakelijk wordt, middels een bundeling van de bij een schadebeeld vastgestelde normwaarden, de maatgevende norm-waarde bepaald. Een voorstel -wordt gedaan voor de inspectiemethode en

frequentie. Tevens wordt een relatie gelegd met mogelijke herstelmaatre-gelen.

OveriEe schadebeelden uit inspectie.

Een minimaal benodigde inspectie-inspanning wordt aanbevolen, teneinde mogelijke ontwerp- of uitvoeringsfouten tijdig te kunnen constateren.

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 14

I

I

I

I

1

3.0 DIJK NIEUW LEKKERLAND

I

f

1

i

i

i

i

i

i

t

3.1 TOESTANDSKENMERKEN EN NORMWAARDEN

In fase 2 zijn voor de dijk Nieuw Lekkerland Oost (benedenrivierdijk; het dijkvak van dijkpaal 184+140 tot dijkpaal 185+020) de in tabel 2 gebundelde toestandskenmerken en normwaarden vastgesteld. Deze zijn afgeleid uit de hier van belang zijnde extreme mechanismen, namelijk:

- erosie;

- grondmechanische instabiliteit.

Uitgaande van deze toestandskenmerken wordt in de volgende paragrafen een aantal schadebeelden ontwikkeld.

Relevant toestandskenmerk Normwaarde Maatgevend mechanisme - kruinhoogte - steenzetting - kwaliteit grasmat - teenconstructie en voorlandhoogte - waterspanningen

minimaal de dijktafelhoogte (na planperiode NAP + 5,16 m )

geen steen mag uit steenzetting worden uitgelicht

geen gaten of scheuren, en gladde overgangen

minimaal NAP + 0,80 m

in horizontale drainlaag maxi-maal 30 kN/m2 (en in ondergrond

afh. van opdrijfcriterium)

- erosie

- erosie

- erosie

- erosie

- stabiliteit

Tabel 2. Relevante toestandskenmerken en normwaarden voor het dijkvak Nieuw Lekkerland Oost (dijkpaal 184+140 tot dijkpaal 185+020)

De op de binnenberm gelegen asfaltbekleding functioneert primair als ver-keersweg. De eisen die vanuit de wegfunctie worden gesteld aan de kwaliteit van de asfaltbekleding zijn maatgevend. Wanneer hieraan wordt voldaan, is de erosiebestendigheid verzekerd.

I

I

I

I

I

I

I

I

i

i

i

i

i

i

3.2 KRUINHOOGTE B e s c h r i j v i n g en s e l e c t i e schadebeelden

De afname van de k w a l i t e i t van de kruinhoogte wordt d i r e c t bepaald door de k r u i n h o o g t e d a l i n g .

KRUIW006TE-DALING KRUINHOOGTE > —

/

Geselecteerd schadebeeld: Kruinhoogtedaling.

Kwantificeren v a n h e t schadebeeld: Kruinhoogtedaling EENHEDEN : Lineaire schaal, in meters t.o.v. N A P .

NORMWAARDE: Minimaal de dijktafelhoogte: deze neemt in de tijd toe t e n ge-volge v a n de relatieve zeespiegelrijzing. A a n h e t einde v a n de planperi-ode (na circa 30 j a a r ) is de dijktafelhoogte bepaald op N A P + 5,16 m. ACTIEGRENS: Bij de d a n geldende (bijgestelde) prognose v a n h e t

zettingsver-loop dient tussen h e t overschrijden v a n de actiegrens e n de normwaarde een periode v a n 5 jaar te worden aangehouden.

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De hoogte v a n de kruin k a n over e e n grotere lengte afnemen ten gevolge v a n de volgende verouderingsmechanismen:

1. Consolidatie e n kruip. I n bijlage 3.5 is e e n prognose v o o r de totale verwachte eindzetting gegeven: v a n a f e e n aanvangshoogte v a n N A P + 6,09 m wordt n a circa 30 jaar e e n hoogte v a n N A P + 5,16 m bereikt. Tevens is e e n verwachting gegeven v a n de zettingen in de uitvoerings-fase. Geconcludeerd wordt dat n a 1 jaar de h e l f t v a n de totale ver-wachte eindzetting is opgetreden e n n a 2 jaar ongeveer 3/4 daarvan. M e t behulp v a n zakbaakgegevens k a n de zettingsvoorspelling eventueel w o r d e n bijgesteld.

2. Biologische activiteiten: locaal vertrappen door v e e .

SCHADEONTWIKKELING: De zettingen zullen bepalend zijn v o o r de schadeontwikkeling. D e locale kruinhoogtedaling door vertrapping door v e e w o r d t g e -acht te w o r d e n geïnspecteerd e n hersteld in h e t kader v a n h e t b e w a k e n v a n de kwaliteit v a n de grasbekleding. De normwaarde w o r d t

waarschijn-lijk p a s n a circa 30 jaar bereikt.

t (jaar) _{ca. 30}

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 16

3.3 STEENZETTING

Beschrijving en selectie schadebeelden

De stabiliteit van de steenzetting kan afnemen door een afname van de onder-linge klemming en door een toename van de leklengte; daarnaast kan de steen zelf achteruit gaan in kwaliteit (zie bijlage 9 ) .

Als norm voor het toestandskenmerk is gesteld dat er geen steen uit de bekleding mag worden uitgelicht. Het beheer ten aanzien van de overige schadebeelden moet er derhalve op gericht zijn om dit te voorkomen.

VERMEREN VULMATERIAAL SLIJTAGE VULMATERIAAL TOENAME SPLEETBREEDTE UITSPOELEN VULMATERIAAL UITSPOELEN

FILTERMATERIAAL OOORLATENOHEIDTOENAME FILTER

VERHEREN

FILTERMATERIAAL DICHTSLIBBENEN BEGROEIEN TOPLAAG AFNAME OOORLATENDHEIO TOPLAAG AFNAME KLEMMING TOENAME LEKLEN6TE AFNAME KHALITEIT STEEN AFNAME STABILITEIT STEENZETTING

I

Geselecteerde schadebeelden: Afname stabiliteit steenzetting Uitspoelen vulmateriaal

Afname kwaliteit steen

Kwantificering van het schadebeeld: Afname stabiliteit steenzettinfg

EENHEDEN : hoogteverschil tussen stenen

NORMWAARDE: Er mag geen steen uit de bekleding zijn, d.w.z. het hoogtever-schil moet kleiner zijn dan de blokhoogte (d).

ACTIEGRENS: Hoogteverschil 1/3 blokhoogte.

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De verouderingsmechanismen, onder invloed waarvan de stabiliteit van de steenzetting in de tijd kan afnemen, zijn:

1. Consolidatie en kruip. Hierdoor kunnen zettingsverschillen optreden. 2. Erosiemechanismen. Onderliggend filtermateriaal kan worden weggevoerd

door uitstromend water, ten gevolge waarvan verzakking van de stenen kan optreden.

3. Biologische activiteiten. Mensen kunnen stenen verwijderen (vanda-lisme) .

SCHADEONTWIKKELING: Het is niet te voorspellen wanneer een steen (door bij-voorbeeld vandalisme) zal verdwijnen. Aangezien de betreffende

steenzet-ting is overgedimensioneerd, is het niet te verwachten dat de normwaarde wordt bereikt. 0 t 1/3 d .. 2/3 d actieqrens normwaarde verzakking (d = hoogte zuil)

Kwantificering van het schadebeeld: Uitspoelen vulmateriaal

Uitspoelen van vulmateriaal (dit is een afname van de mate van inklemming) leidt tot een afname van de klemming, dus van de sterkte van de steenzet-ting. De hier beschouwde (overgedimensioneerde) steenzetting blijkt bij volledige afwezigheid van vulmateriaal nog steeds voldoende stabiel te zijn onder extreme belastingomstandigheden. In feite is dit schadebeeld hier dus niet relevant.

Hierbij is aangenomen dat de migratie van filtermateriaal door de spleet tussen de stenen ook bij volledige afwezigheid van vulmateriaal niet signi-ficant zal zijn.

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 18

I

EENHEDEN : Lineaire schaal, mate van inwassing in % (100% is geheel gevulde spleet, 0% is geheel lege spleet).

NORMWAARDE: 0% (al het vulmateriaal verdwenen). ACTIEGRENS: Geen.

VEROUDERINGSMECHANISMEN:

1. Klimatologische en biologische invloed: verweren van vulmateriaal. 2. Mechanische invloed: de golfbelasting kan uitspoeling veroorzaken. SCHADEONTWIKKELING: Lineaire schadeontwikkeling. Het uitspoelproces zal

waarschijnlijk langzaam in de tijd verlopen. 100%

re *

t (jaren)

0 % ..

Kwantificering van het schadebeeld: Afname kwaliteit steen EENHEDEN : Klassen A,B,C.

A. stenen van goede kwaliteit B. geringe aantasting

C. aanzienlijke aantasting.

NORMWAARDE: Overgang tussen klassen B en C. ACTIEGRENS: Overgang tussen klassen A en B. VEROUDERINGSMECHANISMEN:

1. Duurzaamheidsinvloeden: mechanische slijtage, en klimatologische invloed (steen kan barsten door zonnebrand).

SCHADEONTWIKKELING: Lineaire, langzaam in de tijd verlopende schadeontwik-keling. De normwaarde wordt waarschijnlijk pas na jaren worden bereikt.

t (jaren)

actiegrens

I

t

I

I

I

I

I

I

3.4 KWALITEIT GRASMAT

Beschrijving en selectie schadebeelden

De afname van de kwaliteit van de grasmat wordt bepaald door een combinatie van diverse mogelijke schadebeelden, zoals een afname van de bewortelings-graad, en het optreden van kale plekken, scheuren, gaten. Met de huidige kennis zijn de afzonderlijke effecten hiervan op de sterkte van de grasmat nog niet goed te kwantificeren. In plaats van een gedetailleerde uitsplit-sing in diverse schadebeelden is daarom gekozen voor een bundeling van de (combinaties van) schadebeelden in kwaliteitsklassen.

KALE PLEKKEN 6ATEN EN SCHEUREN < AFNAME KWALITEIT GRASMAT KWALITEIT 6RASMAT

Geselecteerd schadebeeld: Afname kwaliteit grasmat

Kwantificeren van het schadebeeld: Afname kwaliteit prasmat

EENHEDEN : Indeling in kwaliteitsklassen, naar afnemende kwaliteit:

A = graskwaliteit goed tot matig, aansluitende grasmat, gladde overgang B = graskwaliteit matig, geringe kaalslag

C - graskwaliteit matig tot slecht, locale kaalslag en kleine scheuren; D - graskwaliteit matig tot slecht, gaten en grote scheuren.

NORMWAARDE: De grasbekleding moet minimaal in klasse B vallen. ACTIEGRENS: De overgang tussen klasse A en B.

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De verouderingsmechanismen, onder invloed waarvan de kwaliteit van de grasmat in de tijd kan afnemen, zijn:

1. Duurzaamheidsinvloeden. Mechanische slijtage zal nauwelijks optreden. Klimatologische duurzaamheidsinvloeden zijn bij goed onderhoud niet te verwachten. Verstikking zal waarschijnlijk niet optreden.

2. Erosiemechanismen. Mogelijk kan erosie optreden ten gevolge van neer-slag. Daarbij dient de overgang van de grasmat naar de basaltonzuilen als kritische constructieovergang te worden geïnspecteerd.

3. Biologische aktiviteiten. Mollen veroorzaken lokale aantastingen van de grasmat en de onderliggende kleilaag. Men zal zorg moeten dragen voor een aanpassing van te grote oneffenheden en ontwikkelingen van mols-hopen moeten registreren.

CUR A 2 7 / A 2 8 FASE 3 B l z . : 20

SCHADEONTWIKKELING: H e t is n i e t m o g e l i j k om v o o r de beschrijving v a n de ver-ouderingsmechanismen v a n e e n grasmat op k l e i gebruik te m a k e n v a n e e n theoretisch v e r o u d e r i n g s m o d e l , m a a r is de b e o o r d e l i n g v a n de k w a l i t e i t e n d e m o g e l i j k e v e r a n d e r i n g e n v a n de grasmat gebaseerd op ervaring, v o o r n a m e l i j k die v a n de b e h e e r d e r . De normwaarde k a n in zeer korte tijd w o r d e n b e r e i k t (orde: d a g e n ) . B i n n e n de gestelde normwaarde h o e f t de schadeontwikkeling niet noodzakelijk cumulatief te zijn: er k a n e e n natuurlijk h e r s t e l optreden.

t (jaar)

actieqrens

3.5 TEENCONSTRUCTIE EN VOORLANDHOOGTE

Beschrijving en selectie schadebeelden

De teenconstructie dient om de bovenliggende steenzetting steun te geven. De teenconstructie bestaat uit een kantplank, die de horizontale steunkracht ontleend aan de puinkoffer. Wanneer voor de kantplank de puinkoffer gedeel-telijk verdwijnt, kan de kantplank verplaatsen. Dit is niet acceptabel.

Het voorland voor de teen van de waterkering is, voor zover deze van belang is voor de stabiliteit van het buitentalud, beschermd door een puinkoffer, met daarop een afdeklaag met een vergelijkbare erosiesterkte. Onder de ver-onderstelling dat de onder de puinkoffer gelegen ondergrond geen verticale verplaatsingen zal ondergaan, kan de hoogte, van het voorland worden gecon-troleerd aan de hand van de dikte van de puinkoffer en afdeklaag.

De eis die uit oogpunt van de stabiliteit van de teenconstructie aan de hoogte van het voorland (d.w.z. van de puinkoffer) moet worden gesteld, blijkt maatgevend te zijn [2].

AFNAME DIKTE

AFDEKLAA6 AFNAME DIKTEPUINKOFFER — • < CONSTRUCTIE/ TEEN-\ - /

/

VOORLAND-Geselecteerd schadebeeld: Dikte puinkoffer en afdeklaag

Kwantificeren van het schadebeeld: Afname dikte puinkoffer en afdeklaag

EENHEDEN : Lineaire schaal, in meters t.o.v. NAP. NORMWAARDE: Minimaal NAP + 0,80 m.

ACTIEGRENS: NAP + 1,10 m (afdeklaag verdwenen).

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De dikte van de puinkoffer met afdeklaag kan afne-men ten gevolge van de volgende verouderingsmechanisafne-men:

1. Duurzaamheidsinvloeden. Onder invloed van de geringe golf- en stro-mingsbelasting zal het materiaal in de puinkoffer of de bovenliggende afdeklaag niet of nauwelijks schade kunnen ondervinden. Er is even-eens nauwelijks aantasting door klimatologische invloeden te verwach-ten.

2. Erosie mechanismen. Gezien de geringe stroomsnelheden zal erosie van de puinkoffer of de bovenliggende afdeklaag nauwelijks optreden. 3. Biologische activiteiten. De mens kan schade aanrichten omdat de

kof-fer uit losse kleine elementen bestaat die gemakkelijk verwijderd kunnen worden.

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 22

SCHADEONTWIKKELING: Waarschijnlijk een lineaire schadeontwikkeling, tot het moment dat de afdeklaag en de puinkoffer geheel verdwenen zijn. Daarna volgt een snellere schadeontwikkeling door erosie van de onbe-schermde ondergrond. De normwaarde wordt waarschijnlijk pas na verloop van jaren bereikt.

•1.30 •1.10 •0.80 -0.08 voorland-hoogte (m. t.o.v. N.A.P.) actiegrens normwaarde

3.6 WATERSPANNINGEN

Beschrijving en selectie schadebeelden

Om opdrukken van de boven de horizontale drainlaag gelegen kleilaag te voorkomen, is het tijdens de hydrodynamische periode noodzakelijk om via de pompputten het verticale drainagewater af te voeren. Door middel van water-spanningsmetingen kan worden vastgesteld hoe ver het consolidatieproces is gevorderd. Hieruit kan vervolgens worden bepaald of de pompen buiten werking gesteld kunnen worden.

Tevens dient de invloed van de stijghoogte in de pleistocene zandlaag op de stabiliteit worden onderzocht. Omdat momenteel in het kader van de dijksterkingswerkzaamheden in de Alblasserwaard hiernaar onderzoek wordt ver-richt, wordt dit aspect nog niet in de onderhavige studie betrokken.

DICHTSLIBBEN

POMPPUT EFFECTIVITEITAFNAME POMPPUT

<

MATEB-SPANNIN6EN

Geselecteerd schadebeeld: Afname effectiviteit pompput

Kwantificeren van het schadebeeld: Afname effectiviteit pompput

EENHEDEN

NORMWAARDE ACTIEGRENS

Lineaire schaal, waterspanning in kN/m2. Kan wellicht gekoppeld

worden aan het pompdebiet in m3/ s .

Maximale waterdruk in horizontale drainlaag is 30 kN/m2.

De waterdruk moet lager zijn dan 20 kN/m2. De aan de pomp te

stellen eis met betrekking tot de effectiviteit neemt af met toenemende consolidatiegraad.

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De effectiviteit van de pompput kan afnemen door erosie mechanismen. De filterlagen rond de pompput kunnen dichtslibben. Daarentegen werkt het verouderingsmechanisme consolidatie hier in gun-stige zin, omdat, hierdoor de wateroverspanningen zullen afnemen.

SCHADEONTWIKKELING: Een afnemende schadeontwikkeling, met een limietwaarde bij een effectiviteit van 0% (volledig dichtgeslibt). Omdat ten gevolge van de consolidatie tegelijkertijd de actiegrens lager komt te liggen, hoeft de actiegrens nooit te worden bereikt. De normwaarde zal dienten-gevolge waarschijnlijk niet worden bereikt.

100% ca. 30 mnd. tijd

= actiegrens = normwaarde

0%

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

1

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 24

3.7 INSPECTIE SCHADEBEELDEN

In figuur 5 worden de complete relatieschema's gegeven behorende bij het extreme mechanisme stabiliteit respectievelijk erosie.

Voor elk geselecteerd schadebeeld wordt een eerste voorstel gedaan voor de frequentie en methode van inspectie, alsmede voor de mogelijke herstelmaat-regelen. Dit voorstel heeft alleen betrekking op het beschouwde dijkvak, van dijkpaal 184+140 tot dijkpaal 185+020.

Schadebeeld Inspectie Herstelmaatregel

- Afname kruinhoogte - waterpassen, op een bij - ophogen vorige inspectie bepaald

tijdstip

- Uitlichten steen - visuele inspectie, een - herzetten maand voor het

stormsei-zoen en na elke storm

- Afname kwaliteit - visuele inspectie, een - vervangen steen maand voor en vlak na het

stormseizoen

- Afname kwaliteit - visuele inspectie grasmat - beweiding aanpassen grasmat in voorjaar en enkele mollen bestrijden

maanden voor stormseizoen gaten/scheuren dicht inzaaien graszaad - Afname dikte afdek- - visuele inspectie afdek- - afdeklaag aanvullen

laag en puinkoffer laag, een maand voor en vlak na het stormseizoen

- Afname effectivi- - waterspanningen en pomp- - opschonen filterlagen teit pompput debiet meten, bij hoge

VERWEREN VULMATERIAAL SLIJTAGE VULMATERIAAL TOENAME ' SPLEETBREEOTE UITSPOELEN VULMATERIAAL UITSPOELEN FILTERMATERIAAL TOENAME OOORLATENDHEID FILTER VERMEREN FILTERMATERIAAL OICHTSLIBBEN EN BEGROEIEN TOPLAAG AFNAME OOORLATENOHEID T0PLAA8 DICHTSLIBBEN

POHPPUT EFFECTIVITEITAFNAME POMPPUT

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 26

3.8 OVERIGE SCHADEBEELDEN UIT INSPECTIE

Naast de hiervoor beschreven schadebeelden kunnen er bij inspectie niet voorspelde schadebeelden aan het licht komen. Wanneer dit het geval is, dienen deze te worden verklaard, en moeten passende maatregelen worden getroffen.

Dit betekent dat de inspectie niet kan worden beperkt tot de vanuit de extreme mechanismen gegenereerde schadebeelden. Voorstel:

- Enkele maanden voor het stormseizoen een globale visuele inspectie van het gehele oppervlak van de dijk.

- Met name de eerste jaren na een dijkversterking dient bijvoorbeeld elke twee jaar en om de 100 m het dwarsprofiel van de dijk te worden opgemeten, teneinde mogelijke niet verwachte deformaties tijdig te kunnen constate-ren.

NB: Bij de dijk Nieuw Lekkerland Oost is geconstateerd dat, tegen de ver-wachting in, als gevolg van horizontale en verticale deformaties door het uitvoeren van de dijkversterking het voorland omhoog komt. Dit duidt op het niet goed hebben ingeschat van een grenstoestand met betrekking tot de grondmechanische stabiliteit.

Teneinde een bevredigende verklaring voor dit verschijnsel te vinden, wordt nader onderzoek aanbevolen. Hieruit moet blijken of de dijk nog aan de ontwerpeisen voldoet.

4.0 HONDSBOSSCHE ZEEWERING

4.1 TOESTANDSKENMERKEN EN NORMWAARDEN

In fase 2 zijn voor de Hondsbossche Zeewering (zeedijk; het dijkvak van hm 14 tot hm 21) de in tabel 3 gebundelde toestandskenmerken en normwaarden vastgesteld. Deze zijn afgeleid uit de hier van belang zijnde extreme mechanismen, namelijk:

- stabiliteit; - erosie.

Uitgaande van deze toestandskenmerken wordt in de volgende paragrafen een aantal schadebeelden ontwikkeld.

Relevant toestandskenmerk Normwaarde Maatgevend mechanisme - kruinhoogte - steenzetting - teenconstructie - kwaliteit grasmat - groenstenen - waterbouwasfaltbeton - voorlandhoogte - helling vooroever - waterspanningen

minimaal de dijktafelhoogte (na planperiode NAP + 11,00 m ) geen steen mag uit steenzetting worden uitgelicht

stortsteenhoogte voor perkoenrij maximaal over 0,40 m afgenomen1)

goede grasmat

hoogteverschil maximaal 0,06 m1)

laagdikte h > hO(t)

minimale afstand tussen perkoe-nen en dieptelijn op NAP - 2,5 m

is 10 m.

kritische helling is 1 : 4,5 onder kleilaag bij ontwerpom-standigheden maximaal 30 kN/m2 - erosie - erosie - erosie - erosie - erosie - erosie - stabiliteit stabiliteit stabiliteit

Tabel 3. Relevante toestandskenmerken en nonnwaarden voor het dijkvak Hondsbossche Zeewering (hm 14 tot hm 21)

CUR A27/A28 FASE 3 B l z . : 28

4.2 KRUINHOOGTE

BeschrijvinE en s e l e c t i e schadebeelden

De afname van de k w a l i t e i t van de kruinhoogte wordt d i r e c t bepaald door de k r u i n h o o g t e d a l i n g .

KRUINH006TE-OALINS KRUINH006TE

Geselecteerd schadebeeld: Kruinhoogtedaling

Kwantificeren van het schadebeeld: Kruinhoogtedaling

EENHEDEN : Lineaire schaal, in meters t.o.v. NAP.

NORMWAARDE: Minimaal de dijktafelhoogte: deze neemt in de tijd toe ten ge-volge van de relatieve zeespiegelrijzing. Aan het einde van de planperi-ode (na circa 30 jaar) is de dijktafelhoogte bepaald op NAP + 11,00 m. ACTIEGRENS: Bij de dan geldende (bijgestelde) prognose van het

zettingsver-loop dient tussen het overschrijden van de actiegrens en de normwaarde een periode van 5 jaar te worden aangehouden.

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De hoogte van de kruin kan over een grotere lengte afnemen ten gevolge van de volgende verouderingsmechanismen:

1. Consolidatie en kruip. In bijlage 4.5 is het verloop van de zetting gegeven na de dijkverhoging die plaats vond in de periode 1977 -1980.

2. Biologische activiteiten: locaal vertrappen door schapen.

SCHADEONTWIKKELING: De zettingen zullen bepalend zijn voor de schadeontwik-keling. De locale kruinhoogtedaling door vertrapping door schapen wordt geacht te worden geïnspecteerd en hersteld in het kader van het bewaken van de kwaliteit van de grasbekleding. De normwaarde wordt

waarschijn-lijk pas na circa 30 jaar bereikt.

•12.20 ,

4.3 STEENZETTING

Beschrijving en selectie schadebeelden

De stabiliteit van de steenzetting kan afnemen door een afname van de onder-linge klemming en door een toename van de leklengte; daarnaast kan de steen zelf achteruit gaan in kwaliteit (zie bijlage 9 ) .

Als norm voor het toestandskenmerk is gesteld dat er geen steen uit de bekleding mag worden uitgelicht. Het beheer ten aanzien van de overige schadebeelden moet er derhalve op gericht zijn om dit te voorkomen.

VERWEREN VULMATERIAAL SLIJTAGE ' VULMATERIAAL TOENAME SPLEETBREEDTE UITSPOELEN VULMATERIAAL UITSPOELEN FILTERMATERIAAL VERWEREN

FILTERMATERIAAL DICHTSLIBBENEN BE6R0EIEN T0PLAA6 TOENAME OOORLATENOHEIO FILTER AFNAME OOORLATENOHEIO TOPLAAG AFNAME KLEMMIN6 TOENAME LEKLENGTE AFNAME KWALITEIT STEEN AFNAME STABILITEIT STEENZETTING STEENZETTING

Geselecteerde schadebeelden: Afname stabiliteit steenzetting Uitspoelen vulmateriaal

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 30

Kwantificering van het schadebeeld: Afname stabiliteit steenzetting

EENHEDEN : hoogteverschil tussen stenen

NORMWAARDE: Er mag geen steen uit de bekleding zijn, d.w.z. het hoogtever-schil moet kleiner zijn dan de blokhoogte (d).

ACTIEGRENS: Hoogteverschil 1/3 blokhoogte.

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De verouderingsmechanismen, onder invloed waarvan de stabiliteit van de steenzetting in de tijd kan afnemen, zijn:

Consolidatie en kruip. Hierdoor kunnen zettingsverschillen optreden. Erosiemechanismen. Onderliggend filtermateriaal kan worden weggevoerd door uitstromend water, ten gevolge waarvan verzakking van de stenen kan optreden.

3. Biologische activiteiten. Mensen kunnen stenen verwijderen (vanda-lisme) .

SCHADEONTWIKKELING: Het is niet te voorspellen wanneer een steen (door bij-voorbeeld vandalisme) zal verdwijnen. Aangezien de betreffende

steenzet-ting is overgedimensioneerd, is het niet te verwachten dat de normwaarde snel wordt bereikt.

1. 2.

verzakking (d = hoogte zuil)

Kwantificering van het schadebeeld: Uitspoelen vulmateriaal

Uitspoelen van vulmateriaal (dit is een afname van de mate van inklemming) leidt tot een afname van de klemming, dus van de sterkte van de steenzet-ting. De hier beschouwde (overgedimensioneerde) steenzetting blijkt bij volledige afwezigheid van vulmateriaal nog steeds voldoende stabiel te zijn onder extreme belastingomstandigheden. In feite is dit schadebeeld hier dus niet relevant.

Hierbij is aangenomen dat de migratie van filtermateriaal door de spleet tussen de stenen ook bij volledige afwezigheid van vulmateriaal niet signi-ficant zal zijn.

EENHEDEN : Lineaire schaal, mate van inwassing in % (100% is geheel gevulde spleet, 0% is geheel lege spleet).

NORMWAARDE: 0% (al het vulmateriaal verdwenen). ACTIEGRENS: Geen.

VEROUDERINGSMECHANISMEN:

1. Klimatologische en biologische invloed: verweren van vulmateriaal. 2. Mechanische invloed: de golfbelasting kan uitspoeling veroorzaken. SCHADEONTWIKKELING: Lineaire schadeontwikkeling. Het uitspoelproces zal

waarschijnlijk langzaam in de tijd verlopen.

100% ,5 .10 t (jaren)

VI

IA

n

0 % ..

Kwantificering van het schadebeeld: Afname kwaliteit steen

EENHEDEN : Klassen A,B,C.

A. stenen van goede kwaliteit B. geringe aantasting

C. aanzienlijke aantasting.

NORMWAARDE: Overgang tussen klassen B en C. ACTIEGRENS: Overgang tussen klassen A en B. VEROUDERINGSMECHANISMEN:

1. Duurzaamheidsinvloeden: mechanische slijtage, en klimatologische invloed (steen kan barsten door zonnebrand).

SCHADEONTWIKKELING: Lineaire, langzaam in de tijd verlopende schadeontwik-keling. De normwaarde wordt waarschijnlijk pas na jaren worden bereikt.

t (jaren)

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 32

4.4 TEENCONSTRUCTIE

Beschrijving en selectie schadebeelden

De teenconstructie dient om de bovenliggende steenzetting steun te geven. De teenconstructie bestaat uit een tussen twee perkoenenrijen opgesloten ba-saltbekleding, met daarvoor een bescherming door stortsteen. Afname van de kwaliteit van de teenconstructie kan ontstaan door afname van de stabiliteit van de steenzetting, of door een afname van de stabiliteit en kwaliteit van de perkoenpalen.

EROSIE

VOOROEVER TOENAMEHELLING VOOROEVER AFNAME AANSLUITIN6 STEENZETTIN8 VERLA6IN8 STORTSTEEN * m AFNAME STABILITEIT STEENZETTIN6 AANTASTIN6 PERKOENPALEN AFNAME STABILITEIT PERKOENPALEN TEEN-CONSTRUCTIE

Geselecteerde schadebeelden: Aantasting perkoenpalen

Afname aansluiting steenzetting Verlaging stortsteen

Toename helling vooroever.

NB: Het schadebeeld "toename helling vooroever" wordt in paragraaf 4.9 eveneens behandeld in verband met de stabiliteit van de dijk. Het schadebeeld "Afname stabiliteit steenzetting" is al uitgewerkt in paragraaf 4.3.

Kwantificeren van het schadebeeld: Aantasting perkoenpalen

EENHEDEN : klassen A,B,C. A. palen in goede staat B. lichte aantasting C. verrotte palen

NORMWAARDE: Palen mogen niet verrot zijn (klasse C ) .

ACTIEGRENS: Bijvoorbeeld twee jaar voordat de palen naar verwachting zullen zijn verrot.

VEROUDERINGSMECHANISMEN:

1. Duurzaamheidsinvloeden. 2. Biologische activiteiten.

SCHADEONTWIKKELING: Lineair proces, aantasting verloopt langzaam.

1" (jaren)

actiegrens normwaarde

Kwantificeren v a n h e t schadebeeld: Afname aansluiting steenzetting

EENHEDEN : Kwaliteitsklassen voor de aansluiting perkoenpalen/steenzetting. A. aansluiting in goede staat

B. aansluiting in matige staat C. aansluiting in slechte staat.

NORMWAARDE: Opsluiting m a g niet in slechte staat verkeren (klasse C ) . ACTIEGRENS: Overgang naar klasse B.

VEROUDERINGSMECHANISMEN:

1. Consolidatie e n kruip.

2. Afname kwaliteit/doorsnede perkoenpalen ten gevolge v a n biologische aantasting e n duurzaamheidsinvloeden.

SCHADEONTWIKKELING: Langzaam in de tijd verlopend proces. De normwaarde zal waarschijnlijk pas n a jaren worden bereikt.

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 34

Kwantificeren van het schadebeeld: Verlaging stortsteen

EENHEDEN : Lineaire schaal, in meters.

NORMWAARDE: Maximaal 0,40 m afname van de hoogte van de stortsteen voor de-perkoenenrij (geschatte normwaarde).

ACTIEGRENS: De stortsteen mag voor de perkoenenrij maximaal over 0,20 m zijn afgenomen.

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De hoogte van de stortsteen kan locaal voor de per-koenenrij afnemen ten gevolge van de volgende verouderingsmechanismen: 1. Duurzaamheidsinvloeden. Onder invloed van de golf- en

stromingsbelas-ting kan de stortsteen beschadigen. Er is nauwelijks aantasstromingsbelas-ting door klimatologische invloeden te verwachten.

2. Erosie mechanismen. Gezien de grote golf- en stroombelasting zal ero-sie (verplaatsen) van de stortsteen regelmatig kunnen optreden.

3. Biologische activiteiten. De mens kan stortsteen wegnemen.

SCHADEONTWIKKELING: Waarschijnlijk een afnemende schadeontwikkeling, omdat eerst de stortsteen zal verplaatsen die minder stabiel ligt, of zwaarder wordt aangevallen. Na een enkele storm kan de actiegrens al zijn be-reikt. 0 2 t (dagen) 0.20. 0.40 actieqrens normwaarde hoogteafname stortsteen lm.) K w a n t i f i c e r e n v a n h e t s c h a d e b e e l d : T o e n a m e h e l l i n g v o o r o e v e r E E N H E D E N : L i n e a i r e s c h a a l , h e l l i n g v o o r o e v e r . N O R M W A A R D E : K r i t i s c h e h e l l i n g s t o r t s t e e n is s t e i l e r d a n 1 : 4 , 5 . D e i n p a r a -p a r a g r a a f 4.9 b e h a n d e l d e e i s m e t b e t r e k k i n g t o t d e s t a b i l i t e i t is h i e r m a a t g e v e n d .

ACTIEGRENS: Helling 1 : 5 (als in paragraaf 4.9). VEROUDERINGSMECHANISMEN:

1. Erosiemechanismen.

SCHADEONTWIKKELING: Erosie van de vooroever kan, afhankelijk van stroming en golfaanval, redelijk snel en onregelmatig plaatsvinden. Dientengevolge kan de normwaarde al na een enkele zware storm worden bereikt.

u O) > <u o u o o c t Ijaren) actiegrens normwaarde

4.5 KWALITEIT GRASMAT

Beschrijving en selectie schadebeelden

De afname van de kwaliteit van de grasmat wordt bepaald door een combinatie van-diverse mogelijke schadebeelden, zoals een afname van de

bewortelings-graad, en het optreden van kale plekken, scheuren, gaten. Met de huidige kennis zijn de afzonderlijke effecten hiervan op de sterkte van de grasmat nog niet goed te kwantificeren. In plaats van een gedetailleerde uitsplit-sing in diverse schadebeelden is daarom gekozen voor een bundeling van de (combinaties van) schadebeelden in kwaliteitsklassen.

KALE PLEKKEN GATEN EN SCHEUREN AFNAME KWALITEIT 6RASMAT KWALITEIT 6RASMAT

Geselecteerd schadebeeld: Afname kwaliteit grasmat

Kwantificeren van het schadebeeld: Afname kwaliteit grasmat

EENHEDEN : Indeling in kwaliteitsklassen, naar afnemende kwaliteit: A - graskwaliteit goed tot matig, aansluitende grasmat

B — graskwaliteit matig, geringe kaalslag

C = graskwaliteit matig tot slecht, locale kaalslag en kleine scheuren; D - graskwaliteit matig tot slecht, gaten en grote scheuren.

NORMWAARDE: De grasbekleding moet minimaal in klasse A vallen. ACTIEGRENS: Halverwege klasse A.

VEROUDERINGSMECHANISMEN: De verouderingsmechanismen, onder invloed waarvan de kwaliteit van de grasmat in de tijd kan afnemen, zijn:

1. Duurzaamheidsinvloeden. Slijtage door wind kan optreden. Klimatolo-gische duurzaamheidsinvloeden zijn bij goed onderhoud niet te ver-wachten. Verstikking zal waarschijnlijk niet optreden.

2. Erosiemechanismen. Mogelijk kan erosie optreden ten gevolge van de windbelasting. Dit zal met name rondom obstakels het geval zijn. 3. Biologische aktiviteiten. Mollen veroorzaken lokale aantastingen van

de grasmat en de onderliggende kleilaag. Schapen grazen eerst het vers ingezaaide gras. De mens kan gaten graven, vuurtje stoken, etc.

I

I

i

i

l

i

i

i

I

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

CUR A27/A28 FASE 3 Blz.: 36

SCHADEONTWIKKELING: Het is niet mogelijk om voor de beschrijving van de ver-ouderingsmechanismen van een grasmat op klei gebruik te maken van een theoretisch verouderingsmodel, maar is de beoordeling van de kwaliteit en de mogelijke veranderingen van de grasmat gebaseerd op ervaring, voornamelijk die van de beheerder. De normwaarde kan in zeer korte tijd worden bereikt (orde: dagen). Binnen de gestelde normwaarde hoeft de schadeontwikkeling niet noodzakelijk cumulatief te zijn: er kan een natuurlijk herstel optreden.

0 1 2 3 U Lljaar)

n

1/1

actiegrens normwaarde

1

I

f

I

I

I

I

I

I

I

I

f

I

I

I

1

I

i

4.6 GROENSTENEN

Beschrijving en selectie schadebeelden

De strook met groenstenen, op de overgang van asfalt naar gras, vormt een geleidelijke overgang van de harde taludverdediging naar het met gras be-groeide kleitalud. De belangrijkste eisen waaraan dit constructieonderdeel moet voldoen om goed te kunnen functioneren is dat het oppervlak goed vlak is afgewerkt en dat de overgangen vloeiend verlopen. Tevens moet er voor worden gezorgd dat de blokken goed aansluiten op de eronder liggende klei-laag. Ook een goede grasbegroeiing werkt stabiliteitsverhogend.

SLECHTERE AANSLUITING OP KLEILAAG AFNAME 6RAS000R-6R0EIIN6 AFNAME VLAKHEID AFNAME STABILITEIT GROENSTENEN

Geselecteerd schadebeeld: Vlakheid groenstenen

Kwantificering v a n h e t schadebeeld: Vlakheid Eroenstenen

EENHEDEN : Hoogteverschil tussen aanliggende groenstenen in m e t e r s . NORMWAARDE: Maximaal 5 0 % v a n de groensteendikte, d.w.z. 0,06 m (geschatte

n o r m w a a r d e ) .

ACTIEGRENS: 2 5 % v a n de groensteendikte, d.w.z. 0,03 m. VEROUDERINGSMECHANISMEN:

1. Consolidatie e n kruip. Hierdoor k u n n e n verschilzettingen optreden. 2. Duurzaamheidsinvloeden. Mechanische slijtage/verzakking door

betreding o f b e r i j d e n m e t voertuigen.

SCHADEONTWIKKELING: H e t hoogteverschil zal slechts langzaam toenemen. De normwaarde w o r d t waarschijnlijk n a j a r e n bereikt.

0 0.03 0.06 0.09 0.12 l/l OJ 01 0 1 o o x; tijd -• (jaren) '—-^. actieqrens normwaarde