Op dinsdag 30 november 2011 vond de 4de Trefdag Dijkinspectie en –onderhoud Vlaanderen plaats te Kruibeke. De dag werd verzorgd door de Werkgroep Dijken, bestaande uit het Waterbouwkundig Laboratorium en afdeling Geotechniek, en is bedoeld voor dijkbeheerders, onderzoekers en andere betrokkenen binnen de Vlaamse overheid.

1. Ontwerp van dijken
Koen Haelterman
Afdeling Geotechniek

2. Inhoud
Grondlagenopbouw en karakteristieken
Bepaling watertafel
Ophogingen op draagkrachtige grond
Ophogingen op weinig draagkrachtige grond
ο Problematiek
ο Staged construction
ο Middelen om de stabiliteit te verbeteren
Piping en microstabiliteit

3. Grondlagenopbouw en karakteristieken
Via geotechnisch onderzoek
Cfr eerste Trefdag Dijken

5. Bepaling grondwatertafel
ο Is randvoorwaarde voor de berekeningen aan de
landzijde van de dijk
ο Grondwatertafel uit sonderingen (niet nauwkeurig) of uit
peilbuizen geplaatst in boorgat (aangewezen)
ο Voldoende grote meetreeks nodig
ο Langs tijrivieren werken met diver

6. Bepaling watertafel doorheen het
dijklichaam
ο Randvoorwaarde aan rivierzijde is rivierpeil
ο WL levert een aantal ontwerpstormen
ο Bv. GOG Vlassenbroek -> 56 ontwerpstormen
-> niet mogelijk deze allemaal mee te nemen
in de berekeningen -> keuze maken
ο Bij GEO delen we op:
ο omhullende nemen voor bepaling meest
negatieve waterpeil aan landzijde
ο minima en maxima nemen voor bepaling meest
negatieve waterpeil aan rivierzijde

7. Bepaling watertafel

8. Bepaling watertafel
ο Stromingsberekening doen met SEEP/W
ο Randvoorwaarden:
ο Rivier: waterpeil op basis van stormen
ο Land: natuurlijk grondwaterpeil
ο Doorlatendheid van de dijk en onderliggende
grondlagen te kiezen

9. Bepaling watertafel
ο Probleem: doorlatendheid vette grond
ο Bij tijrivieren: k = 10-7 m/sec want regelmatig
onder water
ο Bij ringdijken zijn er lange droge periodes
waardoor vette grond uitdroogt, scheurt.
Bovendien dan bodemwerking
ο Nederlandse studie: na verloop van tijd k =
10-5 m/sec -> onderzoek starten op oude dijken

10. ST-09/053
Bijlage17
Kant GOG/GGG
Kant land
Bepaling watertafel

11. ST-09/053
Bijlage18
Kant GOG/GGG
Kant land
Bepaling watertafel

12. Stabiliteitsberekening
Steeds 2 berekeningen maken
ο (1) Ogenblikkelijke toestand -> toestand
onmiddellijk na het aanbrengen van de
ophoging -> veiligheid 1.1 nodig
ο (2) Toestand op lange termijn -> toestand na
volledige consolidatie -> veiligheid 1.3 nodig
ο (1) en (2) verschillen van elkaar door
aanwezigheid van poriënwateroverspanning

13. Stabiliteitsberekening
Bij zandige ondergrond: (1) = (2)
ο Door de grote doorlatendheid zal de
poriënwateroversp. zeer snel (tijdens
aanbrengen ophoging) verdwijnen (dissipatie)
Bij weinig draagkrachtige grond (klei / leem)
ο (1) = toestand met veel poriënwateroversp. ->
is veel nadeliger dan (2) = toestand na
consolidatie waarbij poriënwateroversp.
verdwenen is
Bij ophoging is (1) kritischer dan (2)

14. Stabiliteitsberekening
Illustratie van de spanningsverlopen bij ophoging

15. Stabiliteitsberekening: glijdvlakberekening
 klassiek is cirkelvormig glijdvlak met een bepaalde straal
 door variatie straal en middelpunt wordt glijdvlak gezocht
met kleinste veiligheid

16. Stabiliteitsberekening: glijdvlakberekening

17. Stabiliteitsberekening: glijdvlakberekening

18. Stabiliteitsberekening: lamellenmethode

19. Stabiliteitsberekening: lamellenmethode
 Opmerking: we gaan er vanuit dat de
veiligheidsfactor voor elk “lamelletje” hetzelfde
is
 We zitten echter met teveel onbekenden
daarom moeten aannames gedaan worden ->
verschillende methodes hiervoor:
 Fellenius: krachten tussen lamelletjes = 0 -> fout
van 5 à 20 %
 Bishop: X = 0 -> veel nauwkeuriger -> fout van
1%

20. Stabiliteitsberekening: lamellenmethode

21. ST-09/053
Bijlage21
Voorbeeld lamellenmethode

22. Ophoging op draagkrachtige grond
ο Draagkrachtige grond -> zand
ο Gedraineerd gedrag:
- Effectieve schuifweerstand
- Rekenen met effectieve spanningen
- Indien aanwezig: watertafel correct definiëren
ο Mits correcte keuze van de grondparameters,
eenvoudig te berekenen met de methode van
de lamellen

23. ST-09/053
Bijlage25
Ophoging op draagkrachtige grond:
storm

24. ST-09/053
Bijlage25
Ophoging op draagkrachtige grond:
enkel grondwater

25. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond
ο Weinig draagkrachtige grond = fijnkorrelige
grond, cohesieve grond, plastische grond ->
klei / leem
ο Met water verzadigd (anders ook geen
plastisch/ ongedraineerd gedrag)
ο Ophoging is ‘snelle belasting’ vs
consolidatieperiode

26. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond
ο Grond vertoont ongedraineerd gedrag -> ogenblikkelijk:
elke belasting is toename van de waterspanning; geen
toename van de korrelspanning en dus ook geen
toename van de schuifweerstand
ο Mogelijkheden:
ο Ophoging kan in 1 keer aangebracht worden binnen
de toelaatbare veiligheid -> met de tijd neemt de
veiligheid toe want poriënwateroverspanning
verdwijnt geleidelijk
ο Ophoging kan niet in 1 keer aangebracht worden ->
staged construction
ο Gebruik middelen om de draagkracht te verbeteren

27. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond
Praktische werkwijze
Schuifweerstandskarakteristieken :
ο Ofwel niet gedraineerde cohesie cu (lamellenmethode)
ο Ofwel effectieve hoek van inwendige wrijving φ’ en
effectieve cohesie c’ (eindige elementen bv. Plaxis)
Opmerking
De niet gedraineerde cohesie cu (of su) is geen
materiaalkarakteristiek maar is een rekenmethode. Hiermee wordt
de schuifweerstand in de grond bij een bepaalde
consolidatiespanning aangegeven.
Bij rekenen met effectieve karakteristieken: nagaan of cu-waarden
en effectieve karakteristieken wel samen horen.

28. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond
Staged construction
Bij elke ophogingsstap wordt er een cu in rekening gebracht.
Deze cu is de initiële cu,0 (bepaald door de initiële
consolidatietoestand), vermeerderd met de toename Δcu ten
gevolge van de spanningstoename Δσ’v.
Deze laatste wordt bepaald uit de consolidatiegraad U(t) die
bereikt wordt onder de aangebrachte spanning op het
gekozen tijdstip
Δσ’v,t = U(t). Δp
Δcu,t = α X Δσ’v,t
cu,t = cu,0 + Δcu,t
α is afhankelijk van grondsoort (plasticiteit) -> veilige
aanname = 0.23

29. ST-09/053
Bijlage9

30. ST-09/053
Bijlage10

31. ST-09/053
Bijlage11

32. ST-09/053
Bijlage12

33. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond
Middelen om stabiliteit te verbeteren
ο Grondverbetering: weinig draagkrachtige grond uitgraven
en vervangen door goed verdicht zand
ο Hellingen verflauwen
ο Belasting aanbrengen aan de teen (tegengewicht)
ο Versnelde consolidatie van de ondergrond door middel van
verticale drainage -> opletten vlakbij rivier dat je water niet
“aantrekt”
ο Gebruik van geotextiel / geogrids
ο Dragende (al dan niet drainerende) elementen inbrengen
zoals grindkolommen, kalkkolommen, palen, ..
ο Damwanden, nagels,…

34. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond

35. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond

36. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond

37. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond

38. Ophoging op weinig draagkrachtige
grond
Verticale drainage – principe
De poriënwaterspanningen die worden veroorzaakt door de
belasting moeten sneller weg want dan neemt de
schuifweerstand sneller toe: hoe?
Door de verticale drains wordt de stroomafstand tussen de
overspannen water en drainerende laag geminimaliseerd
(horizontale afstroming)
Opmerking:
Combinatie van verticale en horizontale afstroming
Horizontale doorlatendheid doorgaans groter

39. Verticale drainage

40. Microstabiliteit
ο Oorzaak is te hoge freatische waterlijn in de dijk
ο Afdrukken of afschuiven bekleding: kan optreden
als een minder doorlatende toplaag op een
doorlatende kern ligt (bv. vette grond op
zandkern)

41. Microstabiliteit
ο Uitspoelen van gronddeeltjes door uittredend
grondwater: kan optreden als een doorlatende
toplaag op een doorlatende kern ligt
ο Meestal aan onderkant talud landzijde
ο Treedt in principe enkel op bij niet-cohesief
materiaal materiaal / bij cohesieve gronden
treedt eerder een diepe afschuiving op

42. Piping
ο Is geconcentreerde uitstroming van grondwater
met zulke hoge snelheid dat er grond wordt
meegesleurd
ο Door terugschrijdende erosie kunnen in de grond
gangen of holten ontstaan
ο Te vermijden door er voor te zorgen dat er tot
voldoende grote afstand van de dijktaluds geen
grote uittredeverhangen of uitstroomsnelheden
kunnen optreden

45. Piping
ο Klassiek formule van Bligh -> functie van
kwellengte, verval en dikte afdekkend pakket
ο Iets nauwkeuriger Sellmeyer -> functie van
kwellengte, dikte en doorlatendheid van laag
waarin piping kan optreden, korrelgrootte