· · · Repository Hydraulic Engineering Reports

Afmeerkrachten bij centrisch en excentrisch botsen van een schip tegen fenderpalen en bij aanvaren van een verend remmingwerk; invloed traagheid van het water op afmeerkrachten, aanvullende beschouwing betreffende botsen van schepen tegen remmingwerken (rekenen in tijddomein)

Maximale golfdrukken volgens stromingsdrukmodel, schokgolfmodel en waterpistonmodel

Algemene beschouwingen, cavitatie-inceptie getallen bij schuiven, voorwerpen en wanden

Gecombineerde grafische voorstelling Moody/Shields voor de kritieke snelheid voor het begin van beweging van korrels, bepalende grootheden van evenwichtsdiepte en groei van ontgrondingskuilen

Schaalregels dynamisch onderzoek aan droge en met water verzadigde grond, schaalregels bij verweekte grond

Is de opvolger van het in 1992 door CUR/TAW uitgegeven "Handboek voor dimensionering van gezette taludbekledingen". Naast actualisatie wordt nu ook aandacht besteed aan: - de nieuwe constructievariant "blokken op kant"; - toetsing van bekledingen van grote ronde stenen (Noorse steen); - detaillering van de hydraulische belasting ter plaatse van bermen (deze wijkt af van de belasting op taluds). Het rapport bestaat uit drie afzonderlijke delen: Toetsen, Ontwerpen en Achtergronden. De delen Toetsen en Ontwerpen zijn beide onafhankelijk van de anderen delen te raadplegen. Het deel Achtergronden kan worden gebruikt om meer inzicht in de problematiek te verkrijgen.

Bundelt alle aspecten over waterspanningen, zoals die in de laatste decennia zijn ontwikkeld en in vigerende leidraden en voorschriften voor dijkbeheer en –ontwerp zijn genoemd. Voor verschillende typen dijkprofiel zijn concrete situaties in detail uitgewerkt. In dit rapport is in het bijzonder ingegaan op de praktische toepassing bij toetsen en ontwerpen. Een waterkering wordt echter mede gekarakteriseerd door discontinuïteiten, zoals scherpe variatie in de geologie, constructieovergangen en kruisingen (leidingen e.d.).

In dit rapport wordt een tweetal methoden beschreven om de werkelijk aanwezige sterkte van een dijk beter te benaderen. De beschreven methoden hebben betrekking op: 1 het verhogen van de berekende stabiliteitsfactor op grond van voorkennis omtrent de aantoonbaar opgetreden hoogste (historische) waterstand; 2 voorspelling vooraf van de mogelijke winst die behaald kan worden met laboratoriumproeven op lokaal gestoken monsters ('lokaal onderzoek'). Toepassing van deze methoden op een geschematiseerd maar realistisch dijkprofiel wijst uit dat de lengte van de benodigde stabiliteitsberm afneemt van 23 m, indien ontworpen op de gangbare wijze, tot 15 m bij toepassing van de methoden uit het rapport.

Het Technisch Rapport Ontwerpbelastingen voor het rivierengebied is een hulpmiddel bij het vaststellen van de belastingen waarmee rekening dient te worden gehouden in een technisch ontwerp van een waterkering of rivierverruiming. De kern wordt gevormd door de hydraulische belastingen maar er is ook aandacht voor belastingen die niet direct door water worden veroorzaakt, bijvoorbeeld belastingen ten gevolge van verkeer. Van al deze belastingen wordt beschreven hoe met deze belastingen in het ontwerpen van rivierdijken moet worden omgegaan. Een deel van de hydraulische belastingen kan ook gebruikt worden voor het ontwerpen van een rivierverruimingsmaatregel.

Het technisch rapport ruimtelijke kwaliteit heeft als doel het werken aan ruimtelijke kwaliteit concreet te maken in de planvorming voor rivierveiligheid, zowel in dijkversterking- als rivierverruimingprojecten. Om dit doel te bereiken besteedt het technisch rapport aandacht aan de methode die kan worden toegepast om ruimtelijke kwaliteit te concretiseren en reikt het de hulpmiddelen aan die daarbij gebruikt kunnen worden.

De TAW Leidraad Duinafslag van 1984 is vervangen door dit Technisch Rapport Duinafslag 2006 (TRDA2006). De hoofdreden daarvoor is dat er indertijd bij het opstellen van de Leidraad 1984 niet voldoende rekening is gehouden met het effect dat de golfperiode heeft op de mate van duinafslag. Metingen van golfkarakteristieken hebben inmiddels laten zien dat er tijdens zware stormvloedomstandigheden langere golfperioden kunnen voorkomen (Tp ≈ 16 - 20 s) dan waar indertijd rekening mee werd gehouden (Tp = 12 s). Met de procedures die in het TRDA2006 worden beschreven, wordt wel met het effect van deze langere golfperioden rekening gehouden. Daarnaast zijn er enkele andere nieuwe inzichten in het TRDA2006 verwerkt.

Beschrijving van de huidige kennis op het gebied van asfalttoepassingen bij waterkeringen, bedoeld voor beheerders en ontwerpers van waterkeringen. Eerst worden de eigenschappen van asfaltmengsels behandeld. Vervolgens wordt de ontwerpprocedure beschreven die, vanuit alle functies die de waterkering kan vervullen, leidt tot de relevante dimensioneringsmethoden. In de bijlagen wordt ruime aandacht besteed aan asfalttechnologie, normering en ontwerpaspecten.

Overzicht met foto's van verschillende typen dijkbekledingen met daarbij de ruwheidsfactoren die gebruikt kunnen worden bij het berekenen van golfoploop en golfoverslag

Dit Technisch Rapport is geheel gericht op de waterkerende functie en beoogt een bundeling te zijn van de geotechnische aspecten van waterkerende grondconstructies. Andere functies zoals wonen, verkeer, landbouw etc. komen derhalve uitsluitend ter sprake, voor zover er een wisselwerking is met de waterkerende functie. Nieuwe ontwikkelingen op het gebied van onderzoek, rekentechnieken en normeringen, zijn voor grondconstructies volop aanwezig, wat de afgelopen decennia heeft geleid tot vele verschillende publicaties. Hiernaar wordt op relevante plaatsen in dit rapport verwezen. De geotechnische aspecten worden in ieder geval zover behandeld als nodig is voor het toepassen van de diverse rekenmethoden. Voor achtergronden wordt verwezen naar publicaties die dieper op de materie ingaan. Aspecten die gerelateerd zijn aan grondconstructies, maar niet specifiek geotechnisch zijn (bijvoorbeeld belastingen op grondconstructies), worden samengevat weergegeven, waarbij indien van toepassing verwijzingen naar achtergrondpublicaties zijn opgenomen. Het Technisch Rapport is bestemd voor iedereen die beroepsmatig met waterkeren bezig is en dient als een hulpmiddel bij het volgen of begeleiden van het technisch ontwerp, als hulpmiddel bij het toetsen en het levert informatie voor beheer en onderhoud. Het Technisch Rapport is bedoeld voor primaire waterkeringen. In hoofdlijnen is dit rapport echter ook bruikbaar voor secundaire waterkeringen en boezemkaden. Hierbij moet echter bedacht worden dat de veiligheidsfilosofie en het veiligheidsniveau kan afwijken en dat de hydraulische belasting voor secundaire waterkeringen en boezemkaden een duidelijk ander karakter heeft.

De redenen voor het uitvoeren van het onderzoek zijn gelegen in het feit dat voor de beoordeling van de kwaliteit van klei altijd is uitgegaan van de kennis en ervaring uit het verleden. Dit betekent dat vooral gekeken werd naar de samenstelling van de lutum- en zandfracties. Bij vergelijking van de eisen die daarvoor door verschillende beheerders werden gehanteerd, kwamen echter grote verschillen aan het licht. Daarnaast speelde steeds vaker de vraag in hoeverre niet-natuurlijk afgezette kleisoorten, zoals Euroklei en tarragrond, gebruikt kunnen worden voor de dijkenbouw. Het onderhavige rapport is een Technisch Rapport waarin de resultaten van verschillende onderzoeken zijn samengebracht en één en ander in een logische context is geplaatst. Het doel van het rapport is inzicht te geven in de eigenschappen van klei die voor de dijkbouw van belang zijn en richting te geven in een eenduidige beoordeling van klei. Op grond van de te vervullen functies en de materiaaleigenschappen zijn eisen afgeleid en worden aanbevelingen gedaan voor het gebruik van klei in dijken. Het rapport is primair opgesteld voor de direct betrokken technici bij het ontwerpen en het beheren van dijken. Daarnaast is getracht ook voor de geïnteresseerde niet-technici inzicht en informatie te geven over de problematiek rond het toepassen van klei in dijken.

In dit Technisch Rapport is de kennis gebundeld, die is opgedaan bij het onderzoek naar de veiligheid van boezemkaden in ons land. Aanleiding tot dit onderzoek was de doorbraak van een kade langs een zijtak van het Noordzeekanaal in januari 1960, die tot gevolg had dat een woonwijk in de polder Oostzaan inundeerde en de bevolking geëvacueerd moest worden. In een tijd, dat de ramp door de overstromingen als gevolg van de stormvloed van 1 februari 1953 nog levendig was, maakte dit grote indruk en het was voor de minister van Verkeer en Waterstaat aanleiding om opdracht te geven tot een algemeen onderzoek naar de veiligheid van de boezemkaden in Nederland. Dit was de directe aanleiding voor de vorming van de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen, die thans is uitgegroeid tot een algemeen adviesorgaan voor de waterkeringen en als zodanig is genoemd in de Wet op de Waterkering. Nadat een onderzoeksprogramma was opgesteld is veel onderzoek verricht naar de toestand van de kaden. Gebleken is dat veel kaden onvoldoende veiligheid bieden en verbeterd moeten worden. Op verschillende plaatsen is dit reeds gebeurd. Door de boezemkaden worden in toenemende mate vele belangen, zoals wegen, bedrijven en woningen beschermd tegen inundatie. De kaden hebben vaak minimale afmetingen, zijn opgebouwd uit weinig weerstand biedende grondlagen en worden constant belast door een waterstand die slechts weinig varieert. Bovendien neemt de te keren waterhoogte toe door de periodiek vereiste peilverlagingen in de beschermde en nog steeds inklinkende polders. De kaden zullen daarom periodiek opnieuw moeten worden getoetst op de vereiste hoogte en stabiliteit. Door de intussen tot stand gekomen schaalvergroting van de beherende waterschappen kunnen deze dit onderzoek thans zelf ter hand nemen dan wel begeleiden. Het Technisch Rapport kan daarbij goede diensten bewijzen.

In het voorliggende technische rapport is een classificatiesysteem voor veen gegeven. Dit classificatiesysteem is afgestemd op de geotechnische eigenschappen van veen, die van belang zijn voor de aanleg en toetsing van onze waterkeringen. Met name een belangrijk deel van onze boezemkaden zijn aangelegd op een veenondergrond. Op basis van de in dit technisch rapport gegeven classificatie, kan een eerste afschatting worden gemaakt van sterkte en samendrukbaarheid. Daarnaast kan op basis van deze classificatie een veenmonster worden toegevoegd aan een proefverzameling. Dit technisch rapport geeft tevens de beschrijving van de methoden voor het bepalen van de classificatieparameters en de geotechnische eigenschappen met betrekking tot samendrukbaarheid en sterkte. Voor vele geotechnici zijn de beschreven methoden nieuw. Dit technische rapport moet dan ook worden gezien als een voorlopige aanbeveling, waarmee binnen de geotechnische advieswereld ervaring kan worden opgedaan. In overleg met de geotechnische advieswereld zal een definitieve richtlijn worden opgesteld. Deze definitieve richtlijn zal tevens worden gebruikt als ondersteuning van de ontwikkeling van een Nederlandse of Europese norm voor de classificatie van veen. In dit technisch rapport wordt een eenduidige methode gegeven met betrekking tot de classificatie van veen en het bepalen van de classificatieparameters en geotechnische eigenschappen in relatie tot samendrukbaarheid en sterkte. Van alle genoemde methoden is een procedurebeschrijving opgenomen. Aan de hand van een uitgevoerde correlatiestudie worden voor veen representatieve waarden gegeven voor sterkteparameters. In [CUR 1992] en [den Haan 1992a+b] zijn correlaties gegeven tussen classificatieparameters en samendrukkingsparameters.

Dit addendum is een aanvulling op het in 2001 uitgebrachte Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies (TRWG) en bestaat uit 2 delen, deel A en deel B. Deel A vervangt paragraaf 5.3.5 van het TRWG en deel B bevat tekstdelen uit de Leidraad voor het Ontwerpen van Rivierdijken deel 1 en deel 2 (LOR1; TAW, 1985 en LOR2; TAW, 1989).

In dit rapport is de kennis gebundeld die is opgedaan bij het onderzoek naar de toepassing van kistdammen en diepwanden in waterkeringen. Het beschrijft onder meer een methode om een dergelijk kunstwerk te ontwerpen en/of te toetsen op een vooraf vastgesteld betrouwbaarheidsnivo. In hoofdstuk 2 wordt ingegaan op de functies van dijken in het algemeen en op de functies die een kistdam of diepwand in een waterkering kan vervullen. In hoofdstuk 3 wordt inzicht gegeven in de verschillende krachten, belastingen en bezwijkmechanismen op een kistdam of diepwand in een dijk. Verder worden de effecten van de constructie op de mechanismen van de dijk in beschouwing genomen. In hoofdstuk 4 worden alvorens de mogelijke aanpak voor de bepaling van de veiligheidsnorm en de veiligheidsfactoren te beschrijven, de veiligheidsnormen volgens de vigerende normen en leidraden in beeld gebracht. Tevens worden de tekortkomingen van deze vigerende normen ten opzichte van de gewenste benadering geïnventariseerd. In hoofdstuk 5 wordt een overzicht gegeven van de bestaande rekenmodellen die toepasbaar zijn voor de berekening van een kistdam of diepwand in een waterkering. In het vervolg van dit hoofdstuk wordt een uiteenzetting gegeven van de problemen die bij de modellering en berekening kunnen rijzen en de (on)mogelijkheden die er zijn om deze op te lossen. In hoofdstuk 6 wordt een opsomming gegeven van de voor het ontwerp en/of toetsing benodigde parameters. In hoofdstuk 7 wordt aangegeven welke aspecten, randvoorwaarden vormen voor de keuze en het ontwerp van een kistdam- of diepwandconstructie. In hoofdstuk 8 wordt vervolgens een ontwerpprocedure voorgesteld in de vorm van een stappenplan. De grote lijn van de berekening en een aantal aandachtspunten bij de schematisering worden eerst gegeven waarna per methode (klassiek, deterministisch en probabilistisch) een berekeningsstrategie/stappenplan volgt. In hoofdstuk 9 zijn een aantal specifieke detailleringsaspecten van kistdammen en diepwanden als dijkversterking nader toegelicht. In hoofdstuk 10 worden aanwijzingen gegeven voor de uitvoering van kistdammen of diepwanden in dijken. In hoofdstuk 11 tenslotte zijn enkele aspecten van beheer en onderhoud opgenomen.

Hoofdstuk 2 bevat een leeswijzer waarin het gebruik van dit rapport vanuit diverse invalshoeken wordt belicht. Tevens bevat dit hoofdstuk een begrippenlijst en een paragraaf over de rekenmodellen samenhangende veiligheidsfilosofie voor waterkeringen. De verschijnselen opbarsten piping, heave en achterloopsheid worden in hoofdstuk 3 beschreven. Ingegaan wordt op de verschillende aspecten die hierbij een rol spelen. Dit hoofdstuk is met name bedoeld om achtergrondkennis te verschaffen en het inzicht in de 'materie te vergroten. De diverse methoden en rekenregels, inclusief de vereiste invoerparameters, maar ook de beperkingen, worden in hoofdstuk 4 besproken. In hoofdstuk 5 wordt ingegaan op de toepassing van de methoden. De nadruk ligt hierbij op het toetsen van bestaande waterkeringen, in het kader van de wettelijk voorgeschreven 5-jaarlijkse veiligheidstoetsing voor primaire waterkeringen. Het verschil tussen toetsen en ontwerpen wordt belicht en de diverse mogelijkheden om de kans op piping te verkleinen worden weergegeven. Hoofdstuk 6 geeft een overzicht van schadebeelden, zowel tijdens hoogwater als tijdens dagelijkse omstandigheden. Tevens wordt een overzicht van noodmaatregelen tijdens een hoogwater gegeven. Dit hoofdstuk is vooral van belang voor beheer en inspectie van waterkeringen De toepassing van het Technisch Rapport wordt in hoofdstuk 7 geïllustreerd aan de hand van enkele voorbeelden. Diverse detailinformatie, met name over rekenmodellen, de bepaling van parameters en over beschikbare software, is in bijlagen opgenomen. In de oorspronkelijke opzet was het de bedoeling om in dit Technisch Rapport de 'state of the art' weer te geven, dat wil zeggen, verzamelen van gepubliceerde kennis en kunde in eerder verschenen Leidraden en (onderzoeks)rapportages. Bij het samenstellen van dit rapport zijn toch een aantal aspecten naar voren gekomen die nadere uitdieping behoefden. Dit betreft in hoofdlijnen : het systematisch opzetten van een kwelweganalyse bij kunstwerken het beoordelen van toelaatbaarheid van bomen en beplanting op en nabij de waterkering het beoordelen van veiligheidsaspecten bij leidingkruisingen en leidingen parallel aan de waterkering het opzetten van schadecatalogus t.b.v. beheer en inspectie de afstemming van het gebruik van rekenmodellen op het veiligheidsfilosofisch kader. In dit rapport is uitgegaan van de algemeen gangbare definities van mechanismen zoals opbarsten, piping en heave. Op de interferentie van deze mechanismen met andersoortige geotechnische mechanismen, zoals bijvoorbeeld potentiële instabiliteit van taluds of van kwel- of stabiliteitsschermen wordt in dit rapport niet nader ingegaan.