1. Oostende trekt
grotere schepen aan
dankzij sterkste
geotextiel ooit
F. De Meerleer
Texion Geokunststoffen N.V.
ir. K. Van Doorslaer
M.O.W. Vlaanderen.
Maritieme Toegang
prof. dr. Ir. J. De Rouck
Universiteit Gent
ir. J. Goemaere
M.O.W. Vlaanderen
Maritieme Toegang
ir. L. Van Damme
M.O.W. Vlaanderen
Hoofd Kusthavens
Figuur 1 - De oude vaargeul (grijze lijnen) is
gedraaid in noordelijke richting (blauwe lijnen).
De nieuwe westelijke en oostelijke havendam
zijn aangeduid in geel.
Hoewel Oostende een relatief kleine haven is,
speelt de Koningin der Badsteden toch een belangrijke rol aan de Noordzeekust. Oostende is van
oudsher een drukke ferryhaven, en gezien het toegenomen verkeer van de laatste jaren besliste de
Vlaamse overheid om de haveninfrastructuur aan
de nieuwe behoeften aan te passen. De afdeling
Maritieme Toegang was bouwheer voor deze
belangrijke werken. De totale investering bedroeg
150 miljoen euro.
Van 120 naar 200 meter scheepslengte
Tot 2008 werd de haven afgeschermd door twee
staketsels (rijen palen), noordwestelijk georiënteerd en niet helemaal in het verlengde van de
eigenlijke havenmonding. Om de haven binnen te
varen moesten de schepen daardoor een S-bocht
maken, wat ernstige beperkingen oplegde (maximale lengte 120m) en enkele schadegevallen door
aanvaring met zich meebracht.
Om schepen tot 200 meter toe te laten is de vaargeul uitgediept en is de S-bocht rechtgetrokken in
noordelijke richting, tot nagenoeg loodrecht op
de kustlijn (figuur 1).
Figuur 2 - De nieuwe toegang tot de haven van
Oostende is aan weerszijden afgeschermd door
een havendam. Voor de opbouw van de dammen
is ongeveer 650.000 ton breuksteen gebruikt.
Als deklaag zijn 7.600 HARO-blokken geplaatst.
Het bodemonderzoek maakte duidelijk dat een
groot deel van de site op een zandige ondergrond
rust, behalve het meest zeewaartse gedeelte van
de westelijk gelegen dam – vanaf de bocht in de
golfbreker tot aan de kop. Daar toonde zich een
zeer heterogene ondergrond, gekenmerkt door
een dikke laag weinig draagkrachtige grond met
diktes variërend van 8m tot 12m. Er was heel wat
creativiteit en engineering nodig om de bouw van
de golfbrekers op deze grond met uitdagende
grondkarakteristieken op een veilige en economische manier te volbrengen. Uiteindelijk is geopteerd voor een combinatie van gefaseerd bouwen,
rekening houdend met de zettingen die tijdens
het bouwproces optraden, en een wapening met
geotextiel.
Onderhavig artikel behandelt hoofdzakelijk de
geotechnische oplossing voor het deel van de
westelijk gelegen havendam, van bocht tot kop,
hierna afgekort tot ‘westelijke dam’ (figuur 2).Ter
situering bespreken we eerst het waterbouwkundig concept.
Stevig waterbouwkundig concept
Om de nieuwe havendammen exact te dimensioneren zijn modelproeven (Froude verschaling, met
schaalfactor 1/30) uitgevoerd in de grote golfgoot
(30 x 1 x 1,2 m) van de afdeling Weg- en Waterbouwkunde van de UGent. Bij deze fysische
modellering is in eerste instantie onderzoek gevoerd voor de dimensionering van de geometrie,
de deklaag langs zee- en havenzijde (dit is de
buitenste beschermende laag van de golfbreker),
en de kruin van de dam. Na bepaling van de
precieze dwarsdoorsnede zijn de opeenvolgende
uitvoeringsfasen getest en op punt gesteld. Hieronder volgen de belangrijkste conclusies.
De ontwerpbasis
De havendammen zijn ontworpen om een storm
Samenvatting
De vaargeul in Oostende is recentelijk verplaatst en verbreed om de haven
toegankelijker te maken. Om voor de binnenvarende schepen een rustig golfklimaat te garanderen, wordt de toegangsgeul beschermd door 2 nieuwe
havendammen. Deze heroriëntatie maakt het voor Oostende mogelijk om voortaan
53
schepen tot 200 meter te ontvangen. Bij de bouw van de dammen is een sterk
staaltje van geotechnisch kunnen opgevoerd. De slappe ondergrond is verstevigd
met het sterkste geotextiel ooit.
GEOKUNST – Januari 2013

2. Figuur 3 - De verschillende ontwerpen voor de kruin van de
Oostendse havendam: rechte kant (linksboven), met voetstuk
(rechtsboven), schuine kant (linksonder), combinatie van
hiel en schuine kant (rechtsonder).
Figuur 4 - Detail van het definitieve ontwerp van de
kruin. Om de 7 meter is een ‘tand’ aangebracht.
met een terugkeerperiode van 100 jaar te weerstaan. Deze ontwerpstorm wordt gekenmerkt
door een waterniveau van +6,7 m TAW (0mTAW =
-2,33 m NAP), een golfhoogte HS van 4,8 m en een
piekperiode TP van 10,6 s. De zeezijde van de havendam is bestand tegen de bij de ontwerpstorm
horende golfimpact. Dit betekent dat minder dan
5% van de deklaagelementen (stortsteen of betonblokken) zich tijdens deze 6 uur durende storm
meer dan een halve blokbreedte verplaatst.
Het oog wil echter ook wat. Voor een zicht op zee
vanaf de dijk of het strand is het niet onbelangrijk
dat de kruinhoogte van de havendam zo laag mogelijk is. Bij de nieuwe golfbrekers te Oostende
ligt de kruin uiteindelijk op slechts +8 m TAW, wat
slechts ca 3m boven het dagelijks Hoog Water is,
en slechts 1,3m hoger dan het ontwerpwaterpeil
van de referentiestorm. Dit resulteert in een aanzienlijke golfoverslag bij de ontwerpstorm. Daaruit volgt dat niet alleen de zeezijde van de
golfbreker moet bestand zijn tegen de golfimpacten, maar dat ook de havenzijde van de golfbreker
stabiel moet blijven onder deze zeer grote
hoeveelheid overslaande golven.
Er is echter meer. De havenzijde van de golfbreker
kan naast belasting door golfoverslag, op meerdere locaties ook blootgesteld zijn aan rechtstreekse golfinval. Dit is een gevolg van de
golfpenetratie doorheen de havenmonding. De
dammen zijn daarom aan de binnenkant dusdanig
ontworpen dat ze een dergelijke directe golfinslag
kunnen weerstaan.
Al deze belastingen werden bij de modelproeven
opgenomen in het proevenprogramma, en hebben
geleid tot de bepaling van het gewicht van de
stortsteen (havenzijde) en HARO-blokken in de
deklaag (zeezijde).
Kruin van de dam
De kruin van de dam is oorspronkelijk ontworpen
als een L-vormig betonnen element. De rechte
kant zou de golfinslag opvangen, maar uit de
Figuur 5 - Doorsnede van de oostelijke havendam.
modelproeven bleek dit L-vorming kruinblok onvoldoende stabiliteit te bieden. Om de weerstand
te verhogen is eerst een hiel toegevoegd (rechtsboven) en nadien is de voorkant schuiner afgeschuind (linksonder) in een poging om de krachten
te verminderen (figuur 3). Beide opties, zelfs in
combinatie, brachten echter onvoldoende soelaas.
Verder bouwend op de combinatie van hiel en
schuine kant is uiteindelijk gekozen voor het ontwerp zoals op figuur 4 is voorgesteld met om de
7 meter een ‘tand’ (1 x 1 x 1,5 m) (figuur 4).
Vanaf de kustlijn bestaat de deklaag van de
nieuwe havendammen uit 3 tot 6 ton zware
breukstenen, gevolgd door een overgangszone
met één laag HARO-blokken. De deklaag van het
zeewaartse gedeelte van de dammen, vanaf de
bocht in de dam tot aan de kop, is opgetrokken uit
een dubbele laag HARO-blokken (figuur 5 en 6).
De modelproeven maakten onder meer duidelijk
dat de HARO-blokken heel stabiel blijven onder
golven van 5 meter en hoger. Slechts 1 % van de
blokken verschuift over een afstand groter dan
de helft van de breedte van een blok (>B/2 in
de grafiek), en geen enkel blok verschuift over een
54
GEOKUNST – Januari 2013
Figuur 6 - De havendam is aan de zeezijde
beschermd met een dubbele laag HARO-blokken.
afstand gelijk aan de volle eigen breedte (>B in
de grafiek) (figuur 7).
Hevige golfoverslag bij deze proeven, heeft ertoe
geleid dat de “schouder” van de golfbreker (horizontaal deel in stortsteen, net achter het kruinblok) slechts een breedte kon hebben van 3m. De
rechtstreekse golfinval ten gevolge van golfpene-

3. OOSTENDE TREKT GROTERE SCHEPEN AAN DANKZIJ STERKSTE GEOTEXTIEL OOIT
Figuur 8 - Resultaten van modelproeven uitgevoerd in de golfgoot van UGent,
afdeling Weg- en Waterbouwkunde
Uitvoeringsfase
Kritisch waterpeil
[m TAW]
Max Hm0
[m]
Opmerking
1
Plaatsing
zinkstukken
Variabel (afhankelijk
van laagste niveau
dwarsdoorsnede)
1 m boven kruinhoogte in die fase
2,10
Beweging van 15-300 kg
kern aanvaardbaar
2
Bouw tot
+3,00 m TAW
+3,00
+2,00
4,30
Bedekken kern met laag
van 1 à 3 ton noodzakelijk
tussen bouwfase 2 en 3
3
Figuur 7 - De grafiek geeft de schade weer van
Kruinhoogte
[m TAW]
Bouw tot
+6,00 m TAW
+6,00
+5,00
4,70
Bedekken kern met
dubbele laag van 1 à 3 ton
noodzakelijk tussen
bouwfase 3 en 4
4
Afwerking op
+8,0 m TAW
+8,00
+6,70
5,80
Finale geometrie voldoet
de dubbele laag HARO-blokken onder een toenemende golfinslag.
Figuur 9 - Overzicht van de locaties waar
sonderingen werden uitgevoerd.
tratie, zorgde er dan weer voor dat het gewicht
van de deklaag voldoende zwaar moest zijn, stortsteen van 3 tot 6 ton, om te voldoen aan de stabiliteitseisen met een mobilisatie van minder dan 5
% tijdens de zwaarste ontwerpstorm
Vier uitvoeringsfasen
Figuur 10 - Voorbeeld van een CPT ter
In overeenstemming met het bestek is de bouw
van de havendammen in vier fasen verlopen: (1)
plaatsing zinkstukken met daaraan vastgemaakt
een rooster van wiepen in rijshout, (2) opbouw tot
+3,0 m TAW, (3) opbouw tot +6,0 m TAW, (4)
afwerking op +8,0 m TAW.
Aan elke uitvoeringsfase zijn modelproeven in
de golfgoot aan de UGent voorafgegaan. De tabel
(figuur 8) geeft daarvan de resultaten weer.
hoogte van de oostelijk gelegen havendam.
Gedurende de bouwfase van de havendam is uitgegaan van een referentiestorm met een terugkeerperiode van 10 jaar, terwijl bij de uiteindelijke
constructie is geopteerd voor een terugkeerperiode van 100 jaar. De ontwerpstorm wordt
gekenmerkt door een golfhoogte van 4,80m.
Bij de testen is echter uitgegaan van een Hm0 tot
120 % van de ontwerphoogte.
De kruinhoogte in uitvoeringsfase 1 wordt bepaald door het niveau van de zeebodem ter hoogte
van de dwarsdoorsnede. Een aantal doorsneden
zijn getest bij wisselende waterstanden. De beweging van de rotsblokken is het grootst wanneer het
waterpeil ongeveer een meter boven de kern uitstijgt. Dit gebeurt echter alleen op de plaatsen
waar de bodem ondiep is, vlak bij het strand. Door
de geringe diepte komen op die locatie golven
tot slechts 2,10 m hoog voor. Het bewegen van de
stenen blijft bij deze hydraulische condities aanvaardbaar. Niets van het kernmateriaal verschuift
buiten de basis van de havendam.
Hoe verder en hoe dieper in de zee, hoe hoger ook
55
GEOKUNST – Januari 2013
Figuur 11 - Twee CPT’s laten duidelijke
verschillen zien in de bodem onder de
westelijke havendam.
de waterniveaus boven het kernmateriaal. Zelfs bij
hogere golven is in de testfase geen beweging van
de rotsblokken waargenomen. Deze bevindingen
zijn bevestigd door Van der Meer et al., 1996.
Bij uitvoeringsfase 2 – opbouw tot +3,00 m TAW –
ligt het kritische waterpeil volgens de modelproeven 1 meter onder de kruinhoogte. De golven botsen tegen de havendam, waarbij het relatief fijne
kernmateriaal uitspoelt. Ter bescherming zijn 1 à
3 ton zware rotsblokken geplaatst om de consolidatieperiode tot de volgende bouwfase te overwinnen zonder al te grote schade. Een 1,05 m
dikke laag blijkt voldoende te zijn om de stabiliteit
te verzekeren indien de storm met terugkeerperiode 10 jaar zou optreden alvorens de bouw van

4. Figuur 12 - Glijvlak langs de havenzijde van de golfbreker.
Figuur 13 - Glijvlak langs de zeezijde van de golfbreker
Figuur 14 - Het effect van de golfwerking zoals gemodelleerd met Geoslope.
Figuur 15 - De uitvoeringsfasen van de westelijke havendam.
fase 3 wordt aangevat.
Bij uitvoeringsfase 3 – opbouw tot +6,00 m TAW –
blijkt een vrijboord van 1 meter bepalend te zijn
met het oog op de stabiliteit. Uit de modelproeven blijkt dan weer de noodzaak om het kernmateriaal te bedekken met een 2 meter dikke laag
van 1 à 3 ton zware rotsblokken. Op die manier is
de havendam bestand zijn tegen de referentiestorm met een terugkeerperiode van 10 jaar, en
kan de tijd nodig voor de consolidatie van de
ondergrond, verlopen alvorens de afwerking van
de golfbreker tot +8,00m TAW wordt aangevat.
Vernieuwend geotechnisch ontwerp
Aan het eigenlijke ontwerp van de nieuwe havendammen is uiteraard een grondig bodemonderzoek voorafgegaan.
Geotechnisch bodemonderzoek
Figuur 16 - Schematische weergave van de verschillende uitvoeringsfasen in functie van de tijd.
Figuur 17 - Grondkarakteristieken (T0 + 12) op verschillende locaties van de dwarsdoorsnede.
56
GEOKUNST – Januari 2013
Eerst is de historiek van de site nagegaan. Er zijn
boringen met monstername uitgevoerd, als ook
sonderingen (CPT, Cone Penetration Tests) (figuur
9) en er is een bodemprofiel opgesteld
Dit bodemonderzoek heeft onder meer aan het
licht gebracht dat zich ter hoogte van de oostelijk
gelegen havendam op een diepte vanaf -10 m TAW
een dikke dichtgepakte zandlaag met een tussenlaag van kleiachtig zand bevindt (figuur 10). De
draagkracht van de ondergrond voor de oostelijke
dam is voldoende om de dam in snel opeenvolgende fasen te bouwen.
Verder is ook gebleken dat de bodemsamenstelling ter hoogte van de westelijk gelegen dam vergelijkbaar is met die van de oostelijk gelegen dam
– behalve onder het meest noordelijke (zee-

5. OOSTENDE TREKT GROTERE SCHEPEN AAN DANKZIJ STERKSTE GEOTEXTIEL OOIT
waartse) gedeelte ervan. Vanaf de bocht van de
dam tot aan de kop. Over een lengte van 350m,
werd een heel slappe grondlaag aangetroffen, met
bovendien een wisselende dikte (zie diagram
figuur 11).
De monsters afkomstig uit de boring laten een
mengeling zien van zachte, zandige klei en los kleiachtig zand. Dit is een duidelijke afwijking tegenover de rest van de site, en biedt veel minder
draagkracht om op te bouwen. De oorzaak van
deze slappe grond kon gevonden worden in vroegere baggeractiviteiten. Zo’n 25 jaar geleden zijn
op deze plek baggerwerken uitgevoerd om de
oude toegangsgeul op diepte te houden en tegelijk schoon zand te verwerven voor bouwdoeleinden. De zandwinning gebeurde door met een
winzuiger diepe putten in de zeebodem te maken.
Door natuurlijke afzetting zijn deze gaten in de
loop der jaren gevuld geraakt met zachte sedimenten. Zo is uiteindelijk een bijzonder heterogene
slappe bodemlaag van 8 tot 12 meter dik ontstaan.
– De slappe grond kan gebaggerd worden en
vervangen door zand. De zetting zal daardoor
drastisch verminderen.
Uiteraard is bij het ontwerp van de Oostendse
havendammen een afweging gemaakt op basis
van de belangrijkste parameters, zijnde kwaliteit,
timing en kostprijs. Verschillende scenario’s zijn
de revue gepasseerd.
– Een talud verflauwen is economisch geen interessante oplossing. Deze piste werd al snel
verlaten.
– De techniek van het afgraven en vervangen
wordt in België wel vaker toegepast. In Zeebrugge bijvoorbeeld is de grond afgegraven
over een lengte van liefst 7 km. Om de afgegraven grond te mogen storten, is echter een
(moeilijk te verkrijgen) vergunning vereist. De
kostprijs, voor mobilistatie en demobilisatie van
baggertuig, weegt bovendien zwaar door voor
de relatief korte vaargeul van Oostende (slechts
350 m).
– Over het gebruik van grindpalen valt ook wat
te zeggen. De techniek blijkt uiteindelijk niet zo
efficiënt te zijn omdat de palen horizontaal
gesneden kunnen worden door het mogelijke
glijvlak. Hun bijdrage aan de weerstandbiedende schuifweerstand van het glijvlak is bijgevolg klein. Ook hier lopen de kosten hoog op.
– Om de bodem met geotextiel te versterken
kunnen alle materialen die op de werf voorzien
zijn bij de aanbesteding, aangewend worden.
Bovendien kan de klassieke uitvoeringsmethode
met wiepen toegepast worden. Het volstaat het
gewone geotextiel (tegen erosie) te vervangen
door een zeer sterk geotextiel (erosie én wape
Vele technieken, pro en contra
Over het algemeen is de aanwezigheid van dikke
zachte grondlagen van groot belang voor de totale
geotechnische stabiliteit van taluds en voor het
zettingsgedrag. Eerst dient de stabiliteit verzekerd, nadien werd ook de zetting in rekening
gebracht in de rekenmodellen. Een talud kan op
verschillende manieren stabiel gemaakt worden:
– Het talud kan aangelegd worden onder een
flauwe helling, dit vraagt veel materiaal en is dus
duur.
– Via een zware teen, dit heeft nauwelijks invloed
op de zetting.
– De bodem kan verstevigd worden met geotextiel. Er zal in dat geval iets minder zetting zijn.
– De bodem kan verstevigd worden met grindpalen. Dit heeft een nog kleinere zetting tot
gevolg.
Figuur 18 - Kritisch glijvlak onder uitvoeringsfase +3,00 m TAW.
Figuur 19 - Sterkte van het geotextiel tijdens/na constructie van de westelijke
havendam (berekening Geoslope ter hoogte van CPT S9)
Uitvoeringsfase
Kritisch
waterpeil
Veiligheidsfactor [-]
Rekenwaarde
[kN/m]
Treksterkte
(= rekenwaarde x 3,4) [kN/m]
TAW +3,00 m
TAW +0,00 m
1,152
40
136
TAW +6,00 m
TAW +0,00 m
1,151
430
1462
Afgewerkte golfbreker, incl. golven
TAW +4,70 m
1,150
215
731
Figuur 21
Trekkracht
[kN]
LC 1
Frequent
LC 2
Occasioneel
LC 3
Toevallig
Max
Treksterkte
(= rekenwaarde x 3,4)
SWL [TAW]
+0,08m
-1,00m
+6,70m
-
-
301
116
301
1023,4
424
176
424
1441,6
Na constructie
tot +6,00 m
263
TAW
Na volledige
consolidatie
Figuur 20 - Het effect van de golfwerking zoals gemodelleerd met Geoslope.
57
GEOKUNST – Januari 2013
371

6. Figuur 22 - Een rooster van wiepen (rijshout) wordt bevestigd op het geotextiel
door middel van touwtjes die door ingeweven lussen worden gehaald. Deze lussen
vormen bevestigingspunten zonder dat het geotextiel verzwakt (sterkte verlies) of
doorboord wordt (gevaar voor uitspoeling), zie ook figuur 26.
ning) met een hoge treksterkte en kleine vervorming. Dit staat los van de reguliere uitvoeringsfasen.
Naast alle hierboven besproken manieren om de
stabiliteit te verhogen, kan de voorziene teen
lokaal verzwaard worden wat de stabiliteit tegen
afschuiven ten goede komt.
Rekening houdend met alle pro’s en contra’s
hebben de ontwerper en de opdrachtgever besloten om in de Oostendse haven een sterk geotextiel
toe te passen, gecombineerd met het gebruik van
een zwaardere teen op enkele kritische plaatsen.
Geotechnische specificaties
De zwakste ondergrond is te vinden op de locaties
S8 en S9 op bovenstaande CPT’s. De berekeningen
zijn uitgevoerd met behulp van deze CPT’s. De belangrijkste kenmerken van deze slappe grond zijn
bepaald na uitgebreid laboratoriumonderzoek aan
de afdeling Geotechniek van de Vlaamse Gemeenschap. Deze kenmerken met betrekking tot de stabiliteit tegen afschuiven, zetting en consolidatie
zijn:
– nat volumegewicht: Ͳw = 16,5 kN/m3;
– schuifweerstand: de eigenschappen c' en ᒌ’
worden bepaald door een geconsolideerde
niet-gedraineerde triaxiaalproef met meting van
waterspanningen (c'= 3kPa, ᒌ' = 22°);
– waterdoorlatendheidscoëfficiënt k = 10 E-9 m/s
– Samendrukkingsconstante (wet van Terzaghi)
C = 20.
Bij het geotechnisch ontwerp zijn zowel de volledig geconsolideerde toestand als de verschillende
tussentijdse toestanden (uitvoeringsfasen) onder-
Figuur 23 - Het geotextiel dat in de langsrichting 1600 kN/m sterk is, wordt stevig
verbonden met het de wiepen (bundels rijshout, wilgentakken) dat zorgt voor drijfvermogen en het geheel strak houdt tijdens het afzinken. Een extra laag vulhout
tussen de wiepenroosters biedt bescherming aan het geotextiel tegen beschadiging
door de vallende stenen. In de berekening van de nodige sterkte van het geotextiel
wordt, als extra veiligheid, een factor voor inbouwbeschadiging meegenomen.
zocht. De stabiliteitsstudie is grotendeels uitgevoerd met behulp van de software Geoslope. Voor
een uitgebreider analyse is onder meer Plaxis
toegepast.
Volledig geconsolideerde toestand
De dwarsdoorsneden op figuur 12 en 13 tonen de
definitief geconsolideerde toestand. Aangezien
het getijdenverschil in Oostende oploopt tot 4,5
m, is het laagwater de bepalende factor. Het
gewicht van de golfbreker wordt dan nl. niet gecompenseerd door de Archimedeskracht, en
weegt zwaarder door op de slappe ondergrond.
Rekening houdend met een mobiele bovenbelasting van 20 kN/m2, bedraagt de veiligheidsfactor
1,48 voor een glijvlak langs havenzijde en 1,58
voor afglijden langs zeezijde (figuur 12 en figuur
13) Deze waarden liggen hoger dan de vereiste
1,30 voor een volledig geconsolideerde toestand
zonder golven. De stabiliteit in normaal geconsolideerde toestand is hiermee aangetoond. Het is
logisch dat voor de buitenkant een hogere veiligheidsfactor geldt aangezien de volume-eenheid
gewicht van de HARO-blokken in de deklaag
(beton ț = 2,30 t/m3, holle ruimten = 50 %) merkelijk lager is dan die van de stortsteen aan de
binnenkant (ț = 2,65 t/m3, holle ruimten = 40 %).
Bij de stabiliteitsstudies die zijn uitgevoerd bij de
volledig geconsolideerde toestand, is ook rekening gehouden met het dynamische effect van de
golven (zie De Rouck, 1996). In de kleilaag wordt
dit effect gedempt door de lage doorlatendheid
en hoge samendrukbaarheid van de klei. In de
58
GEOKUNST – Januari 2013
berekeningen in GeoSlope werd dit effect in
rekening gebracht door 2 verschillende piëzometrische lijnen in rekening te brengen: één voor
de ondergrond (rode stippellijn) en één voor de
golfbreker zelf (zwarte stippellijn)
Op figuur 14 is een veiligheidsfactor 1,005 te zien,
wat lager is dan de vereiste 1,15 tijdens een ontwerpstorm met zware golven. Aanvullende maatregelen om de stabiliteit te verhogen waren dus
aangewezen. Ook hier speelt het sterk wapeningsgeotextiel een belangrijke stabiliserende rol.
Vier uitvoeringsfasen
Tijdens de constructie is een veiligheidsfactor FS
van 1,15 vereist. Voor de oostelijk gelegen havendam zijn de te onderscheiden uitvoeringsfasen:
– plaatsing van de zinkstukken en de teen,
– opbouw kern, filter- en versterking laag tot
+4,50 m TAW,
– opbouw van de havendam tot +6,00 m TAW,
– afwerken van de kruin tot +8,00 m TAW (in een
latere fase).
Gezien de zandige ondergrond konden deze fasen
snel na elkaar worden uitgevoerd.
Bij een eerste benadering lijken deze uitvoeringsfasen ook helemaal van toepassing op de westelijk gelegen havendam. Uit de stabiliteitsstudie
blijkt echter dat de veiligheidscoëfficiënt tegen
afglijden van deze westelijke dam merkelijk lager
is dan 1,0, omwille van de minder goede grondkarakteristiek daar lokaal aanwezig. Extra maatregelen drongen zich op.
Zoals eerder beschreven is het de bedoeling ge-

7. OOSTENDE TREKT GROTERE SCHEPEN AAN DANKZIJ STERKSTE GEOTEXTIEL OOIT
weest om het stabiliteitsprobleem op te lossen
met een sterk geotextiel en eventueel zwaardere
tenen. Maar zelfs met deze twee maatregelen
bleek de stabiliteit met snel opeenvolgende uitvoeringsfasen onvoldoende. Daarop werd beslist
om voor de westelijke dam de uitvoeringsfasen
aan te passen: zowel in peil als in tussentijd.
Zodoende krijgt de ondergrond de tijd om te
consolideren, wat de grondkarakteristieken en
dus draagkracht ten goede komt. Dit heeft uiteindelijk tot de volgende uitvoeringsfasen geleid
(figuur 15 en figuur 16).
– funderingswerken: ca. 4,0 m dik, van -7,50 m tot
-3,5 m TAW
– vanaf 8 maand: havendam tot +3,00 m TAW
– vanaf 12 maand: havendam tot +6,00 m TAW
– vanaf 18 maand: kruin
Op elk tijdstip verschillen de grondkarakteristieken. Hoe verder vooruit in de tijd, hoe beter de
karakteristieken ten gevolge van consolidatie.
Figuur 17 toont de berekende bodemkenmerken
op T0 + 12 op verschillende plaatsen in de dwarsdoorsnede: buiten de invloedzone van de teen
(22°, 3kPa), onder de teen (12.5°, 9kPa) en het
talud (4.5°, 17.7kPa), en onder de kern (0°,
25.6kPa).
Analyse met behulp van Geoslope
Geoslope is een geotechnisch softwareprogramma voor berekening van de stabiliteit van
taluds, gebaseerd op de methode van verticale
moten. De grondkarakteristieken werden voor
elke bouwfase afzonderlijk berekend zoals op
de figuur 17 getoond, waarmee in Geoslope de
veiligheidsfactor tegen afglijden op elk moment
tijdens de bouwfase kon worden begroot. Een
geotextiel of een andere vorm van wapening kan
in deze software meegenomen worden. De benodigde treksterkte (rekenwaarde), opdat voldaan
zou zijn aan de stabiliteitseisen, wordt berekend.
De benodigde treksterkte van het geotextiel (rekenwaarde) tijdens de uitvoeringsfasen en in de
afgewerkte havendam onder golfslag zijn vermeld
in figuur 19. Deze waarde dient vermenigvuldigd
met verschillende veiligheidsfactoren. Deze overdimensionering is noodzakelijk om te anticiperen
op sterktevermindering door installatieschade
(onmiddellijk), chemische degradatie (na verloop
van tijd), en om de spanning in het geotextiel
(rekenwaarde) buiten het gebied van de kritische
belasting te houden die aanleiding zou geven tot
breuk als gevolg van kruip (na b.v. 120 jaar). De
totale vermenigvuldigingsfactor is 3,4.
Er is volgens de berekeningen met Geoslope een
treksterkte van 1.462 kN/m nodig, rekening houdend met hoger vermelde veiligheidsfactoren, om
glijden te voorkomen met veiligheidsfactor 1,15.
Deze waarde treedt op bij uitvoeringsfase 3
(tot +6,00 m TAW). Wanneer de grond volledig
geconsolideerd is (c = 3kPa, ᒌ = 22°), daalt de
totale ontwerpsterkte tot 731 kN/m onder golfinslag (figuur 18 en figuur 19).
Uiteindelijk blijkt een treksterkte van 1.442 kN
nodig te zijn om de aangrijpende trekkrachten de
baas te kunnen (figuur 21).
Analyse met behulp van Plaxis
Dit ‘super’ geotextiel is veel zwaarder en stijver
dan de gewone variant, hoewel de verwerking ter
plaatse niet echt verschillend is. Het geotextiel
wordt aangeleverd in banen van 5,24 meter en verwerkt tot matten van 20 meter breed en 30 tot 55
meter lang, afhankelijk van de geometrie van de
dam. De wiepen (bundels van rijshout, wilgenhout)
worden vervolgens in een gekruist rooster van 1m
x 1m met touwen aan de ingeweven lussen van het
geotextiel bevestigd (figuur 22), samen met een
extra laag rijshout die als vulling wordt geplaatst
(figuur 23). Het afgewerkte zinkstuk wordt bij
hoogtij naar zee versleept en vlak bij de zate vastgelegd aan verankerde boeien. Het gunstige tij
wordt afgewacht om de zinkstukken verder te ver-
Om de treksterkte van het geotextiel tijdens de
opeenvolgende uitvoeringsfasen in kaart te brengen, en om de evolutie in de zetting op te volgen,
is gebruikgemaakt van de software Plaxis (figuur
20). Er is gecontroleerd op mogelijke vervormingen, alsook op algemene stabiliteit. De methode
met partiële veiligheidsfactoren volgens Eurocode
7 is toegepast.
De resultaten blijken sterk afhankelijk van het type
geotextiel. Verschillende eigenschappen zoals
treksterkte, grondstof en stijfheid (elasticiteitsmodulus) leiden tot verschillende trekkrachten in
het geotextiel. Ook de zetting verloopt anders.
Figuur 24 - Het zinkstuk is aan de voorkant vastgemaakt aan een
stalen zinkbalk (20m), deze balk is met kabels verbonden is aan de
sleepboot. Het zinkstuk wordt strak over het water versleept.
59
De gefaseerde uitvoeringsanalyse toont ca. 1,0 m
zetting na consolidatie van de onderliggende
slappe laag.
‘Super’ geotextiel overbrugt 350 meter
Het geotextiel heeft als belangrijkste functie de
structuur te versterken zodat een mogelijke
taludinstabiliteit te allen tijde kan worden vermeden. De analyses met Geoslope en Plaxis hebben
aangetoond dat de treksterkte van het geotextiel
minimaal 1.462 kN moet bedragen. Dit heeft
geleid tot de keuze van een polyester geotextiel,
met name een Geolon® 1600/250 geotextiel,
gekenmerkt door 1600 kN/m treksterkte in de
langs richting, dus na plaatsing loodrecht op de
as van de havendam, en 250 kN/m in de dwarsrichting. Het gebruik van een dergelijk ‘super’
geotextiel over een lengte van 350 meter is nieuw
in de maritieme engineering.
Figuur 25 - Het zinkstuk wordt nauwkeurig gepositioneerd en verzwaard met
breuksteen. Bij het kenteren van het tij wordt het afgezonken naar de zeebodem.
GEOKUNST – Januari 2013

8. slepen naar de locatie van de toekomstige havendam (figuur 24), waar ze bij de kentering van het
tij (stroomsnelheid ca. 0m/s) worden afgezonken
(figuur 25). Stortsteen van 10 à 60 kg en 60 à 300
kg wordt gebruikt als ballast (800 kg/m2).
Het sterke geotextiel onder de kern van de havendam speelt een cruciale rol in de stabiliteit van het
talud tijdens het bouwproces. Volgende aspecten
zijn daarbij van groot belang.
– De zogenoemde ankerlengte van het geotextiel,
zowel binnen als buiten het profiel van mogelijk
bezwijken, moet nauwkeurig bepaald worden.
De trekkrachten in het geotextiel dienen via
wrijving overgedragen te worden naar de omliggende breuksteen van de havendam.
– De weerstand tegen afschuiven komt van twee
kanten: zowel de bodem en de stortsteenberm
bieden weerstand, alsook de trekwapening
die het geotextiel biedt. De vervorming van het
geotextiel bij een gegeven spanning moet overeenkomen met de voorziene vervorming van
de grond en de stortsteen.
Zowel Geoslope als Plaxis hebben aangetoond dat
het super geotextiel over de volledige breedte van
de kern moet worden aangebracht. Op die manier
ontstaat er voldoende ankerlengte aan de binnenen buitenkant van de havendam. Onder de tenen
van het talud wordt een rooster van rijshout met
standaard geotextielen geplaatst, die enkel de
functie hebben om erosie te voorkomen.
Wapeningsgeotextiel technisch bekeken
Om de krachten tijdens het verslepen en afzinken
op te nemen, om erosie en hydrostatische drukken
te voorkomen (een geotextiel dient steeds meer
doorlatend te zijn dan de aanliggende grond) en
om de stabiliteit van de dammen te blijven verzekeren, dient het geotextiel te voldoen aan de volgende berekende eigenschappen.
Geweven geotextiel
100 % polyester
Treksterkte in ketting 1.600 kN/m
(EN ISO 10319)
Spanning bij 6 % rek
in ketting
800 kN/m
(EN ISO 10319)
Elasticiteitsmodulus
13.333 kN/m
(EN ISO 10319)
Rek bij nominale
treksterkte ketting
10 % (EN ISO 10319)
Treksterkte in inslag
250 kN/m
(EN ISO 10319)
Rek bij nominale
treksterkte inslag
12 % (EN ISO 10319)
Waterdoorlatendheid 3,5 liter/m2/s (EN ISO
11058 h = 50 mm)
Zanddichtheid O 90
80 micron
(EN ISO 12956)
Voorzien van ingeweven lussen (treksterkte:
4.000 N/lus)
Sterkte, continuïteit en
elasticiteitsmodulus
De sterkte van 1.600 kN/m moet over de hele
lengte (kettingrichting) van de zinkstukken beschikbaar zijn. Naden of overlappingen worden
daarom niet aanvaard. De productie van het geotextiel dient zo georganiseerd dat alle rollengtes
een veelvoud zijn van de lengte van de zinkstukken. Deze lengte varieert van 30 tot 55 m, de
productiebreedte is altijd 5,24 m.
Naast de sterkte is vooral de elasticiteitsmodulus
(E-modulus) van het geotextiel belangrijk. De stijfheid bepaalt immers de vervorming die zal optreden bij een gegeven belasting. Deze vervorming
dient zo beperkt mogelijk te zijn. De hoog modulus polyester garens voldoen aan deze eigenschappen. Het is dus zaak hun stijfheid, die moet
overeenkomen met de vervorming van de dam, bij
het weven niet te laten verloren gaan in de typische structuur van een weefsel.
Een klassiek weefsel heeft immers een 3-D structuur omdat de garens op en onder elkaar doorlopen. Bij het onder spanning brengen treedt eerst
een vervorming in de langsrichting op, als gevolg
van de vervorming in het weefsel zelf: de 3-D
structuur wordt 2-D. Deze verlenging is niet gewenst, omdat de garens zelf dan nog niet aangesproken worden. Daarom kiest TenCate om
Geolon® PET 1600/250 te produceren met een
‘straight warp’ binding. Dit is een typische weefbinding waarbij de kettinggarens strak liggen. Een
bindgaren, dat niet bijdraagt tot de sterkte maar
wel een essentiële rol speelt, zorgt ervoor dat de
garens onderling mooi evenwijdig blijven liggen
(figuur 26).
Dwarsverbindingen
Hoewel het geotextiel voor deze toepassing in
principe een uni-axiaal type is, kunnen er ook in de
dwarsrichting krachten op uitgeoefend worden.
De treksterkte in de dwarsrichting moest daarom
minstens 100 kN/m bedragen. De zinkstukken zijn
20 m breed. Er moeten bijgevolg 4 banen naast
elkaar geplaatst worden, onderling verbonden
met een sterkte van meer dan 100 kN/m.
Geotextielen worden gewoonlijk dwars aan elkaar
gezet met speciale handnaaimachines en polyester
naaigaren. De naad zal altijd een zwakke plek zijn,
aangezien de sterkte van de inslaggarens (dwars)
niet over de naad doorloopt naar de garens van het
aanliggende geotextiel. Bovendien beschadigt
het naaiproces het geotextiel omdat de naalden
van de naaimachines doorheen de garens van de
zelfkant prikken. De zelfkant is de rand van het
60
GEOKUNST – Januari 2013
geotextiel, waar de inslagdraden van richting veranderen (omkeren). De sterkte van een naad bedraagt slechts een percentage van de dwarssterkte van het geotextiel.
Bij geotextielen van 20 kN/m bedraagt de naadsterkte circa 80 % van de sterkte van het geotextiel, maar met het toenemen van de sterkte neemt
de efficiëntie van de naad (als functie van inslagsterkte van het geotextiel) snel af tot 50 % en
minder. De polyester garens van het geotextiel
zijn bovendien erg glad, waardoor hun onderlinge
wrijving klein is en een goede naadverbinding
extra moeilijk wordt.
TenCate heeft voor de oplossing gezorgd door een
geotextiel te produceren met een speciale zelfkant van 12 cm breed. Deze zelfkant is uitgevoerd
met een platte en stabiele weefbinding, waardoor
hij in elkaar kan plooien met de aangrenzende zelfkant van de volgende geotextielbaan. Deze typische ‘J-naad’ wordt zes keer parallel doorgestikt
(figuur 27). Een naadsterkte van 100 kN/m is het
resultaat, met een inslagsterkte van 250 kN/m.
Texion, partner van TenCate, op de werf
De geotextiel rollen werden op het werk geleverd
en naast elkaar uitgerold. Specialisten van Texion
kwamen de zes parallelle naden stikken. Hun werk
was afhankelijk van de weersomstandigheden
(getijden en wind) maar ze bleven steeds beschikbaar 7 dagen op 7, 24 uur op 24. De ploeg van
Texion stond paraat om aan de slag te gaan
wanneer de omstandigheden het toelieten, zodra
vanuit de werf werd opgeroepen om enkele banen
aan elkaar te zetten.
Naast het verbinden door het aan elkaar naaien
worden ook de lussen nabij de zelfkanten één
per één verbonden met de lussen van het aangrenzende geotextiel. Er wordt op gelet de wiepen
die dwars liggen, door te laten lopen over de
geotextiel naad. De dwarsverbinding tussen twee
geotextielen komt tot stand door een naainaad
van 100 kN/m, lussen en touwtjes, en een overdracht van krachten door de doorlopende bundels
wiepen.
Vanwege de snelle vorderingen op het werk en de
korte levertermijnen voor het geotextiel, diende
een just-in-time aflevering te worden gewaarborgd: produceren, controleren, certificeren,
afleveren, uitrollen, ballasten tegen opwaaien,
aan elkaar confectioneren. Omdat de zinkstukken
verschillende zijn in lengte, diende een logistieke
organisatie aan de slag met korte beslissingslijnen
tussen de werf en de fabriek voor het produceren
van de gewenste geotextiel lengtes op rol, een
veelvoud van wat nodig is op het werk, dit om dure
snijverliezen te voorkomen.

9. OOSTENDE TREKT GROTERE SCHEPEN AAN DANKZIJ STERKSTE GEOTEXTIEL OOIT
Sterkte van de lussen
De ingeweven lussen laten toe op het geconfectioneerde geotextiel een rooster van rijshout (wiepen) te bevestigen. Omdat de lussen ingeweven
zijn, is er op deze plaats geen onderbreking of discontinuïteit van het geotextiel. De gronddichtheid
blijft gewaarborgd. Aan deze lussen zal stevig getrokken worden: zij verbinden het rijshout met het
geotextiel. Bij hoogwater worden de zinkstukken
van de zate gesleept. Tijdens dit verslepen over
het beton, de zate is een bestaande betonvloer, en
later over het water, moeten de lussen grote
krachten opvangen. Het oppervlak van de zate
oogt vlak, toch is de wrijving groot vanwege het
oppervlak van ca 800 - 1000m2 per zinkstuk. De
sleepboot moet minutenlang volle kracht vooruit
om het zinkstuk langzaam in beweging te krijgen.
Gronddichtheid en waterdoorlatendheid
Hoe groter de waterdoorlatendheid, hoe groter
ook de openingen die de gronddichtheid bepalen.
In wezen zijn dit twee tegenstrijdige voorwaarden. Er dient met andere woorden een gulden
middenweg gezocht, waarbij de waterdoorlatendheid voldoende groot is en toch geen deeltjes
doorspoelen. Gezien de heel grote treksterkte is
er veel materiaal aanwezig in het geotextiel. De
vezels zitten dicht tegen elkaar aangedrukt. Van-
daar de kleine 0 90-waarde van 80 micron.
Certificatie van het geotextiel
In België is het een wettelijke verplichting van de
aanbestedende overheid om na te gaan of alle
producten die verwerkt worden op een werf,
beantwoorden aan de voorwaarden in het bestek.
Voor het geotextiel Geolon® PET 1600/250 werd
deze taak toevertrouwd aan Copro. Onder instructie en toezicht van Copro werden proeven uitgevoerd in de fabriek (figuur 28 en figuur 29) en
in een onafhankelijk laboratorium. Pas na goedkeuring mag het geotextiel op transport naar
de werf.
Figuur 26 - Het geotextiel Geolon PET 1600/250 met naast mekaar (van links
naar rechts) de garens en hun typische weefbinding die deze in de langsrichting
(ketting) strak legt, de ingeweven lus voor het bevestigen van het rijshout,
de bindgarens (zwart) die voor stabiliteit zorgen maar niet ‘meewerken’
en de speciale zelfkant die zal toelaten een 100 kN/m dwarsverbinding
(inslag richting) te realiseren met de aanliggende geotextiel baan.
Figuur 28 - Beproeving van de treksterkte van het geotextiel in een
trekbank. De verlenging tijdens het opbouwen van de spanning, door
de verplaatsing van de klemmen, wordt gemeten op het geotextiel. Dit
gebeurt door lasers, die de twee merktekens volgen (labo TenCate).
61
Figuur 27 - Specialisten van Texion realiseren de speciale verbindingsnaden op het werk: samenkomende zelfkanten strak tegen elkaar
leggen, samen omplooien, zes maal parallel doorstikken.
Figuur 29 - De resultaten van de meting in kN verschijnen op het
computerscherm in een trek- en rek grafiek. De gemeten waarden worden
opgeslagen zodat statistische informatie, zoals standaardafwijking,
voor een bepaald type geotextiel kan berekend worden (labo TenCate).
GEOKUNST – Januari 2013

10. Zetting en consolidatie
De bodemgesteldheid verschilt duidelijk van plaats
tot plaats. Ook de zetting zal dus op een andere
manier verlopen. En bijgevolg moeten we zowel
rekening houden met de globale situatie als met
de differentiële zettingen. De te verwachten
globale zetting zal 1,00 à 1,30m bedragen. Aangezien de havendammen in verschillende fasen
zijn aangelegd, zal de zetting zich grotendeels
tijdens de uitvoering voltrekken. Dit wordt gecompenseerd door naar de verschillende niveaus
toe te werken.
bevestigd aan betonblokken en op locatie van de
vorige CPT’s aangebracht. Een vierde piëzometer
is als referentie op een vaste locatie geplaatst.
van het laboratorium van de Afdeling Weg- en
Waterbouw van de UGent verdient een woord van
dank voor het uitvoeren van de modelproeven.
De zettingen zijn voortdurend gemeten en vergeleken met de vooraf berekende theoretische waarden. Zodra de hoogte +3,00 m TAW bedroeg, is
een plaat geïnstalleerd om verdere zettingen te
monitoren. Dit proces van nauwkeurig meten
heeft uiteindelijk het moment aangegeven waarop
de kruin kon worden aangebracht.
Referenties
Sterkste geotextiel ooit
Een differentieel zettingsgedrag is geen probleem
wat de kern in stortsteen en deklaag betreft,
omdat de structuur van stenen en geotextiel
vervormingen zonder breuk of bezwijken toelaat.
Voor de kruin van de dam daarentegen is een
massief betonnen structuur voorzien, en bovenop
de westelijk gelegen dam zal bovendien een
promenade aangelegd worden. Bij het ontwerp en
de uitvoering van de kruin is rekening gehouden
met het zettingsgedrag van de havendammen.
Aan het geotechnisch ontwerp van de westelijke
dam is een uitgebreid onderzoek voorafgegaan,
zowel on site als in het laboratorium. Het zettingsgedrag, dat aanvankelijk theoretisch is benaderd,
is permanent gemonitord. Drie piëzometers zijn
Na een grondig bodemonderzoek en na het
deskundig afwegen van alle mogelijke scenario’s
is ervoor gekozen om het super geotextiel
Geolon® 1600/250 kN/m toe te passen op de
slappe ondergrond in de haven van Oostende.
Het gebruik van een dergelijk ‘super’ geotextiel
over een lengte van 350 meter is ongezien in de
maritieme engineering. De haven van Oostende is
nu klaar om schepen tot 200 meter met open
armen (lees: havendammen) te ontvangen.
Met dank aan
De auteurs willen de ingenieurs van TechnumTractebel Engineering speciaal bedanken voor hun
analyse met de Plaxissoftware. De technische staf
– De Rouck J., Van Damme L. Overall Slope
Stability of Rubble Mound Breakwaters. Proceedings of 25th International Conference on Coastal
Engineering, ICCE 1996. ASCE, 1603-1616
– Van der Meer J.W., Tutuarima W.H., Burger G.
(1996). Influence of rock shape and grading on
stability of low-crested structures. Proceedings
of 25th International Conference on Coastal
Engineering, ICCE 1996. ASCE, 1957-1970
– Vanneste D. DBO107/88a Design of Oostende
Harbour: Numerical Simulation of Wave Propagation. Inside Area Breakwaters. Ghent University,
December 2008.
– Verhaeghe, H., Van Damme, L., Goemaere, J.,
De Rouck, J., Van Alboom, W., 2010. Construction
of two new breakwaters at Ostend leading to an
improved harbour access, Proceedings of 32nd
International Conference on Coastal Engineering,
ICCE 2010. ASCE. b