1. Frans De Meerleer
Texion
Geokunststoffen nv
Ing. Hans Dorr
JCDORR & Partner
Ing. Arie Boon
Voorheen
Bitumarin bv
Samenvatting
Oosterschelde en Venetië:
vergelijkbare technologie
maar andere schaal
Venetianen vestigden zich op zandgronden
in een lagune in het Noorden van de
Adriatische Zee rond het jaar 400. Op funderingen van elzen- en eikenhouten palen
bouwden ze huizen en paleizen. Het dalen
van de bodem (12cm per honderd jaar) en
het stijgen van de zeespiegel zorgen ervoor
dat de strijd tegen de eindeloze getijdenwisseling nu drastisch moet worden aangepakt.
Het MOSE project ging in 2003 van start
en bestaat uit de bouw van vier afsluitbare
waterkeringen in de bestaande drie stroomgeulen die de lagune van Venetië verbinden
met de Adriatische Zee. De waterkeringen
zijn voorzien van in totaal 78 beweegbare
(drijvende) schotten, die alleen tijdens
extreem hoog water worden gesloten.
Deze oplossing lijkt sterk op de Stormvloedkering Oosterschelde, gebouwd over drie
geulen: Hammen, Schaar van Roggeplaat
Figuur 1 Nederland.
Figuur 1 Italië.
en Roompot. De Oosterschelde constructie
bestaat uit 65 voorgefabriceerde betonnen
pijlers, waartussen 62 stalen schuiven werden geïnstalleerd. Als de schuiven open zijn,
Venetië
Venetië is een overstromingsgebied geworden.
Pogingen om (met lapmiddelen) de negatieve
gevolgen van overstromingen te beperken,
behoren tot het dagelijkse leven. Als referentievlak wordt het waterpeil van 1897 gebruikt,
gemeten bij het Punta della Salute. Minstens
tweemaal per jaar staan 65% van de gebouwen
in Venetië blank, dit bij een peil (Acqua Alta) van
+1,30m. In november 1966 werd het hoogste
waterpeil van +2m gemeten.
Als gevolg van de overstromingen zijn de helft
van de gebouwen in Venetië beschadigd. De
tijverschillen in de lagune van Venetië zijn klein,
maar kunnen versterkt worden door opstuwen
van het water in de Golf van Venetië door een
meteorologisch lage druk gebied gecombineerd
met thermische winden uit het Zuiden (Bora en
Sirocco). Zware regenval op het land draagt
eveneens bij tot de verhoging van de zeespiegel
in de lagune.
De moderne scheepvaart (pleziervaart, visserij
en beroepsvaart) veroorzaakt golven die de
kanaalwanden beschadigen.
Het REA project, Riequilibrio E
Ambiente (Heruitbalanceren Omgeving)
REA is een integraal project waarin geïnvesteerd
wordt in het verhogen van kademuren, verbeteren van de kustverdediging (Jesolo, Cavallino,
68
GEOkunst – juli 2010
wordt driekwart van de originele getijdenLido, Pellestrina, Sottomarina and Isola Verde),
het verbreden van stranden (45 km), de heraanleg van duinen (8km), het herstel en de bouw van
dammen (11km), versteviging van de Murazzi
stenen muren (20km), het saneren van een eiland
dat gebruikt werd als afvalstort, saneren van
vervuilde gronden en de bouw van een dijk om
de stad te beveiligen.
werking in stand gehouden. In beide gevallen wordt de zeebodem, ter plaatse van de
openingen in de dijk waar sterke getijdenstromen ontstaan, beschermd met grindmatrassen. De technologie toegepast in
Venetië is een spin-off van de Nederlandse
waterbouwkunde. Een vergelijk tussen
toen en nu.
Het MOSE project
MOSE is een acroniem voor Modulo Sperimentale Elettromeccanico (Experimentele Elektromechanische Module) en verwijst tevens naar
Bijbelse figuur Mozes.
In de dijk worden openingen voorzien beschermd
door strekdammen, met in totaal 78 stalen
afgezonken schotten: 19 aan de Malamocco,
18 aan de Chioggia, 21 aan het Treporti kanaal
en 20 aan de San Nicolo kanaal. Aldus kan, bij
normale waterstand, de scheepvaart doorgaan
en worden de gevolgen van het tij binnendijks
beheerst. Om zeeschepen door te laten wanneer
de schotten gesloten zijn, worden sluizen voorzien.
Schotten
De holle stalen schotten (20m x 30m x 5m) rusten
op de zeebodem, 14m onder water en zijn bevestigd aan scharnieren, horizontaal in betonnen
caissons. Bij overstromingsgevaar worden ze
leeggeblazen: het water in de schotten wordt
er door perslucht uitgedrukt. In een half uur tijd
komen de schotten omhoog. In deze vlottende
positie vormen de schotten een waterkering tot
max +3m. Wanneer het water terugtrekt, wordt
opnieuw water in de schotten gelaten zodat
deze terugzakken naar de bodem. Deze operatie
zou 15 minuten duren.
Grindmatrassen als bescherming
tegen erosie
De vernauwing van de doorstroomopening veroorzaakt grote stroomsnelheden met als gevolg
erosie van de zeebodem. De stabiliteit van de
constructies in de onmiddellijke nabijheid van
de doorstroomopeningen ter plaatse van de
schotten (dijken, de caissons waarop de schotten
rusten, inspectietunnels, de scharnieren, etc.)

2. Figuur 3, 4, 5 Productie BFM.
zouden hierdoor bedreigd worden.
Als bodembescherming worden BFM (Ballast
Filtering Mattresses) geplaatst op de zeebodem.
De BFM matras dient in contact te blijven met
de ondergrond zodat onderloopsheid en erosie
worden voorkomen. Eens geplaatst wordt deze
matras afgestort met breuksteen 10-60 kg
(0,60m) en daarna met breuksteen 500-2000 kg
(2,35m).
Productie van de BFM grindmatras
Op de oever wordt een productie opgezet waar
de 4 componenten worden samengesteld tot
één matras. De laagopbouw ziet er als volgt uit:
࡯ niet geweven PP geotextiel (filter)
࡯ 3-D structuur PP monofilamenten
Figuur 6 Oprollen BFM.
(stabiliteit vulling)
࡯ fijn grind
࡯ dubbel getordeerd zeskant vlechtwerk
(wapening)
࡯ niet geweven PP geotextiel (filter)
Om de 0,33m h.o.h. worden HDPE pennen met
afsluitringen door de structuur aangebracht en
aangespannen. Aan één langszijde van de matras
is er een extra breedte van 0,60m geotextiel
voorzien. Deze wordt onder de aanliggende
matras geplaatst zodat er een continuïteit en
gronddichtheid verzekerd is tussen de verschillende breedtes.
Het gewicht van de BFM matras bedraagt 50
kg/m2 in droge toestand en minstens 25 kg/m2
onder water. Het minimale gewicht onder water
werd opgelegd door het ontwerp: voorkomen
van optillen als gecombineerd gevolg van
golfwerking en stroming.
Ponton
De ponton voor de plaatsing van de matrassen
is U-vormig en samengesteld uit standaardonderdelen. De ponton is 44 meter lang en 23 meter
breed. De hoogte van de ponton is 2,40 meter,
de gemiddelde diepgang is 0,90 meter.
De belangrijkste onderdelen van de ponton zijn:
࡯ 2 generatoren t.b.v. de energievoorziening
࡯ 6 lieren t.b.v. de beweging van de ponton
tijdens plaatsen matrassen
࡯ armconstructie t.b.v. de verbinding van de
trommel aan de ponton
Figuur 7 BFM ponton.
GEOkunst – juli 2010
69

3. ࡯ bedieningsruimte met bedieningslessenaar,
navigatie- en besturingscomputers, GPS
ontvangers, communicatieapparatuur, etc.
Na het uitleggen wordt een visuele inspectie uitgevoerd door duikers. Van elke uitleg operatie
wordt een gedetailleerd rapport opgesteld.
Plaatsen van de matrassen
Oosterschelde
De BFM matras wordt op een trommel gewikkeld.
Deze wordt aan een beweegbare arm van de
ponton vastgemaakt. De ponton verplaatst zich
door middel van ankers. De plaatsbepaling en
de gecontroleerde uitlegsnelheid gebeuren door
middel van geautomatiseerde referentie aan
GPS posities.
De delta van de grote stromen, waarin Nederlanders zich vestigden, kent een niet aflatende
strijd tegen het water. Na de overstromingen van
1953 werden drastische maatregelen voorzien
om de kans op herhaling van een dergelijke ramp
te verkleinen. De zeearmen in de zuidwestelijke
Delta werden afgesloten met dammen en dijken.
Figuur 8
BFM Ponyon
met trommel.
Hierdoor werd de kustlijn van Nederland met
700 km verkort.
In 1967 werd begonnen met de voorbereidingen
voor de laatste sluiting. De Oosterschelde is
9 km breed en tevens de diepste zeearm met
stroomgeulen tot 40 meter diep en verraderlijke
stromingen.
Gestart werd met de bouw van werkeilanden
en de sluiting van damvak Geul. Daarna bleef
nog 3 km stroomgeul open die als laatste moest
worden afgesloten. De traditionele wijze van
beschermen van een zandige bodem onder water
tegen erosie tengevolge van stroming en golven
was het aanbrengen van rijshouten zinkstukken
voorzien van een bestorting van breuksteen.
Voor de afsluiting van de grote zeegaten werd
steeds meer gezocht naar alternatieve materialen
voor de bodembescherming. De enorme oppervlakken die moesten worden bekleed en het
gebrek aan rijshout en de hoeveelheid arbeid
waarmee dat gepaard zou gaan, samen met
de technische problemen van de grote stroomsnelheden en de grote diepte waren de triggers
voor een innovatie, die de Nederlandse waterbouwwereld definitief veranderde.
De ontwikkeling van geotextielen kwam op gang.
Tweedimensionale structuren voor het opnemen
van de benodigde krachten en tegelijkertijd de
vereiste filterkwaliteiten. Het Deltadoek, een
750 grams polypropyleen weefsel gecombineerd
met wiepen van rijshout werden in grote mate
toegepast.
Steenasfalt- en blokkenmatten
Figuur 9
Detail trommel
met BFM
matras.
Voor de afsluiting van de Oosterschelde werden
als bodembescherming de steenasfalt- en de
blokkenmatten ontwikkeld. De steenasfaltmatten bestonden uit een filterweefsel, een gaas,
versterkt met staaldraad en een laag open
steenasfalt met een dikte van 12 cm.
De blokkenmatten bestonden uit een polypropyleen dragerweefsel, vervolgens een niet geweven
verzwaarde geotextiel met daarop gehechte
betonblokken met een gewicht van 600 kg per
m2. Kenmerkend voor beide systemen was dat
ze werden opgerold op een grote trommel en
verticaal werden afgezonken. Dit in tegenstelling
tot eerdere systemen die steeds gestrekt werden
gepositioneerd en afgezonken. Nadat gekozen
werd voor een pijlerdam werden beide systemen
op grote schaal toegepast voor de constructie
van de stortebedden en de bodem erosiebescherming.
De pijlerdam
De pijlerdam bestaat uit 66 geprefabriceerde
70
GEOkunst – juli 2010

4. Oosterschelde en Venetië: vergelijkbare technologie maar andere schaal
Figuur 10 Doorsnede filtermat.
Figuur 11 Ensis of Twensis.
Figuur 12 Cardium.
Figuur 14
Italië.
Figuur 13 Twensis of Ensis.
pijlers en een stelsel van 63 afsluitbare stalen
schuiven. Gekozen werd voor een grote mate van
prefabricage omdat de werkomstandigheden in
de Oosterschelde met getijde en hoge stroomsnelheden moeilijk waren. Al het werk kon alleen
maar worden uitgevoerd in de periode van wisseling van het tij als de stroomsnelheden laag
waren. De pijlers kregen geen andere fundering
dan een fundatiebed, dat op de zeebodem werd
opgebouwd, nadat de ondergrond was verdicht.
Op de bodem werd een filterconstructie aangebracht, die de stabiliteit van de zandbodem
onder de pijlers moet waarborgen. Ook hier werd
gekozen voor een geprefabriceerd fundatiebed.
Figuur 14
Nederland.
Filtermat
Met de ervaring die was opgedaan bij de toepassing van de blokkenmat en de steenasfalt
mat kon worden gewerkt aan het ontwerp van
een geprefabriceerd fundatiebed dat al gauw
benoemd werd als filtermat.
Behalve hydraulische belastingen en constructieve eisen was de duurzaamheid van groot belang.
In die periode was de lange termijn duurzaamheid van meer dan 200 jaar voor geotextielen nog
geen bewezen feit. Het gebruik van geotextielen
als filterconstructie kon daarom niet als enige
GEOkunst – juli 2010
71

5. worden gebruikt. Gekozen werd voor een combinatie van geotextiel en granulair materiaal.
De filtermat werd geprefabriceerd in een
daarvoor gebouwde fabriek en opgerold op
een drijvende rol.
De filtermatten vormen een filterconstructie
doordat ze van onder naar boven zijn opgebouwd
met steeds grover filtermateriaal. Op deze wijze
dekken ze de zandbodem af en vormen ze aan
nauwkeurig opgebouwde overgang naar de
grovere steenlagen van het stortebed rond
de pijlers. De doorlatendheid is van belang
om verweking van de zandbodem te voorkomen
en de zanddichtheid zorgt er voor dat de zandbodem in stand blijft.
Het hele systeem bestaat uit een ondermat met
afmetingen 200 * 42 meter en een dikte van 36
cm en een bovenmat met afmetingen van 60 bij
31 meter en eveneens een dikte van 36 cm. De
mat is opgebouwd uit 3 lagen granulair materiaal,
zand, kif en grind, gescheiden door geotextiel,
een dragerweefsel bestaande uit een polypropyleen weefsel met ingeweven staalkabels en staalgazen korven ten behoeve van de interne stabiliteit tijdens het oprollen en afzinken van de mat.
Om een hechte samenhang tussen de diverse
lagen te garanderen werden in een vast patroon
verticaal stalen pennen aangebracht, die werden
geborgd aan onder en bovenzijde van de mat.
De productiecyclus van de filtermattenfabriek
was telkens 10 minuten voor 2 meter. Tegelijk
met de productie werd de mat opgerold op een
drijvende rol met een diameter van ca 15 meter.
Er waren twee rollen beschikbaar zodat min of
meer continu kon worden gewerkt. Deze rollen,
genaamd Ensis en Twensis, werden in bedwang
gehouden door de beladingslieren. De mat werd
gekoppeld aan een kopbalk en een staartbalk,
waarmee de krachten voor het oprollen en het
afrollen konden worden overgedragen op het
dragerweefsel. De ontwikkeling van het systeem
om deze krachten over te dragen (meer dan 200
kN per m1) was, naast allerlei andere ontwikkelingen, een bijzonder staaltje van samenwerking
tussen Rijkswaterstaat als opdrachtgever,
Dosbouw als aannemer en diverse leveranciers,
waarbij onder tijdsdruk een groot aantal proeven
werden uitgevoerd en systemen in situ werden
getest.
Nadat de rol beladen was met een mat met
een gewicht van ca 5.500 ton werd hij getransporteerd naar de ponton Cardium. Op dat
moment werd een tijdschema in gang gezet
dat beheerst werd door het getij. De bodem van
72
GEOkunst – juli 2010
Grindmat
BFM
Venetië
Oosterschelde
mat
Dikte cm
Gewicht onder water kg/m2
Gewicht boven water kg/m2
Afmetingen m x m
5
25
50
10 x 200
36
400 (geschat)
600
42 x 200
9/9
50/65
150
550
nvt
nvt
4-8 mm
Stalen
vlechtwerk
32 kN/m
Geotextiel onder treksterkte (langs/dwars) kN/m
26/26
Geotextiel onder verlenging (langs/dwars) %
50/60
350
Geotextiel onder gewicht g/m2
100/80
25/15
400
nvt
8-40 mm
2-8 mm
0,3-2 mm
Stalen
net 4mm
h.o.h 2,5 cm
800/80
nvt
1200
Onderdelen
Geotextiel boven treksterkte (langs/dwars) kN/m
Geotextiel boven verlenging (langs/dwars) %
Geotextiel boven gewicht g/m2
3-D structuur gewicht g/m2
Grindlaag 3
Grindlaag 2
Grindlaag 1
Stalen wapeningsnet
Omstandigheden
Ondergrond
Max stroomsnelheid m/sec
Max stroomsnelheid tijdens plaatsen m/sec
Max golfhoogte tijdens het plaatsen m
Max tijverschil m
Max diepte onder water m
Diameter rol m
Tijd nodig voor plaatsen onder water min
Totale hoeveelheid geplaatst m2
Slib en
fijn zand
3-4
0,5
0,5
1,50
14
4
60
600.000
Fijn Oosterschelde zand
4
0,5
0,5
2,8
30
15
60
1.000.000
Tabel 1
de Oosterschelde ter plaatse van de sluitgaten
was constant in beweging. Toch moesten de
fundatiebedden met grote nauwkeurigheid in
verticale richting worden geplaatst.
De Cardium werd ontworpen om deze matten
te leggen. Dit vaartuig werd uitgerust met zuigmonden, die op het laatste moment voor het
leggen van de mat de bodem zijn uiteindelijke
vlakke profiel moesten geven. De ingezette
cyclus was dus positioneren, profileren, mattenrol invaren, koppelen en afzinken. Dit allemaal op
een zodanig tijdstip dat tijdens het afzinken de
stroomsnelheid niet groter was dan 0,5 m/sec.
Vergelijking
Oosterschelde – Venetië project (tabel 1)
Overeenkomsten
In beide gevallen is gebruik gemaakt van een
oprolbaar prefab systeem. Geotextiel speelt
een essentiële rol en de plaatsing onder water
gebeurt door afrolpontons.
Verschillen
Er is één groot verschil de dimensie: de filtermat
gebruikt in Venetië kan gezien worden als een
schaalmodel van de filtermat gebruikt op de
Oosterschelde.
De filtermat van de Oosterschelde werd uitgerold
vanaf de ponton, hierdoor ontstond de situatie
dat de stroming (hoe klein ook) voor- en na het
kenteren van het tij, een druk uitoefende op
de mat (breedte x diepte). In Venetië wordt de
filtermat boven de bodem uitgerold, zodat de
oppervlakte waarop de stroming drukt veel
kleiner wordt (breedte x diameter) van de rol.
De bouw van de Oosterschelde kering is wereldwijd een mijlpaal in de geschiedenis van de
waterbouw. Innoverende technieken voor
productie en plaatsen van erosiematten vinden
nog steeds navolging en dragen bij tot het
beveiligen van bewoonde gebieden tegen
overstromingen. ࡯