SBW Piping Kunstwerken KW6. Aanbevelingen toetsmethode onder- en achterloopsheid bij (historische) kunstwerken

Abstract

De thans door het Voorschrift Toetsen op Veiligheid (VTV) voorgeschreven methoden waarmee waterkerende kunstwerken getoetst moeten worden op piping en heave vereisen allemaal dat voldoende informatie over de constructie en conditie van de geotechnische en bouwkundige componenten onder en naast het kunstwerk beschikbaar is. Dit betreft met name de aanwezige kwelschermen. Dit geldt voor zowel de eenvoudige toetsregels in het huidige VTV als voor complexere modellen beschreven in het Technisch rapport (TR) Zandmeevoerende wellen, waarvoor het gangbaar is grondwaterstromingsberekeningen uit te voeren. Bij historische kunstwerken ontbreekt de genoemde informatie echter vaak, met als gevolg dat voor deze kunstwerken veelal geen definitief toetsoordeel kan worden gegeven. Het project SBW Piping Kunstwerken is uitgevoerd met het doel een nieuwe gedetailleerde toetsmethode voor piping en heave voor kunstwerken te ontwikkelen, waarmee het aantal kunstwerken waarvoor geen oordeel kan worden gegeven kan worden teruggedrongen. Uit het uitgevoerde onderzoek blijkt dat het, indien er twijfel bestaat over de toestand van kwelschermen, zeer lastig is daar door middel van metingen wel voldoende zekerheid over te krijgen. Reeds een klein gat in het kwelscherm, dat ten opzichte van een groot gat een relatief grote kans van voorkomen heeft, kan een grote invloed op het uittredeverhang en de stroomsnelheid van het grondwater hebben. Het invloedsgebied is echter zeer beperkt, waardoor detectie via metingen van stijghoogte of stromingsnelheid praktisch gezien vrijwel onmogelijk is. Anderzijds is ook onduidelijk of dergelijke zeer locale grote uittredeverhangen en stroomsnelheden door geconcentreerde stroming bij een gat tot uitspoeling van zand en uiteindelijk constructief bezwijken van het kunstwerk kunnen leiden. Voldoende kennis van het proces en praktische rekenregels- en modellen voor een beoordeling ontbreken. Het is dus lastig te bepalen of en wanneer er sprake is van een probleem. Dit maakt het lastig om te beoordelen of, indien wel gebruik gemaakt wordt van de beschikbare rekenregels en -modellen, tot een voldoende betrouwbaar toetsoordeel gekomen kan worden. Een in onderhavig rapport voorgestelde toetsing op de haalbaarheid van beheersmaatregelen tijdens hoogwatersituaties zou wel tot een voldoende betrouwbaar toetsoordeel kunnen leiden. Of een dergelijke oplossing vanuit beheersoogpunt praktisch is, is een andere vraag (valt buiten de scope van dit onderzoek). Indien aantoonbaar gemaakt kan worden dat er wel voldoende aanleiding is om gebruik te maken van de bestaande toetsregels en -modellen, terwijl niet alle noodzakelijke gegevens van de onderbouw daarvoor beschikbaar zijn, wordt een stappenplan voorgesteld waarmee op basis van een combinatie van stijghoogtemetingen en modellering van het (verwachte) verhang over het kunstwerk een uitspraak kan worden gedaan over de veiligheid tegen piping en heave tijdens maatgevende omstandigheden. Voorts wordt een aanbeveling gedaan in het VTV of TR Zandmeevoerende wellen een verwijzing op te nemen naar een aantal door STOWA opgestelde stroomschema's, waarmee op basis van gemeenschappelijke en zichtbare kenmerken van een bepaalde groep kunstwerken ondersteuning geboden wordt om lacunes in de beschikbare gegevens van de constructie van een kunstwerk in te vullen. Ten slotte worden aanbevelingen gedaan met betrekking tot vervolgonderzoek waarmee bestaande kennisleemten op het gebied van piping en heave bij kunstwerken verder kunnen worden gedicht. Hierbij gaat het met name om het beter benutten van de onzekere informatie die de verschillende meetmethoden opleveren met betrekking tot de toestand van kwelschermen, het reduceren van onzekerheden van parameters die het optredende en kritieke uittredeverhang in sterke mate beinvloeden (zoals porositeit, doorlatendheid en intredeweerstand van het buitenwater) en een betere definitie van de grenstoestand bij piping en heave (dus wanneer van constructief bezwijken sprake is).