nieuws

Twee culturen komen samen in stenig duin

bouwbreed Premium

Twee culturen komen samen in stenig duin

Stenige duinen en keienstranden vormen op vele plaatsen op de wereld een natuurlijke kustbescherming. Aannemingscombinatie Puma keek het kunstje af en legde aan de noordkant van Maasvlakte 2 een duin aan met vuistgrote keien.

Het werk aan Maasvlakte 2 verloopt voorspoedig, de harde zeewering is al bijna klaar. Cobouw doet maandelijks verslag van de aanleg van een nieuw stuk Nederland.

Harde en zachte zeeweringen. Het zijn twee verschillende manieren om water tegen te houden die twee verschillende disciplines vertegenwoordigen van de waterbouw. Twee culturen misschien wel. De eerste groep denkt in beton, steen en andere harde materialen die op hun plek blijven, hoe hard de golven er ook op inbeuken. De tweede groep houdt rekening met vervorming van het kustprofiel door transport van materialen, zand vooral, door water en wind. Mits goed ontworpen kunnen beide typen dezelfde superstorm weerstaan.

Toen ir. Gerard Loman van Puma in de aanbestedingsfase het ontwerpteam samenstelde voor Maasvlakte 2 besloot hij de twee bloedgroepen onder te brengen in één grote ruimte. Het hoofd engineering van de aannemingscombinatie scheidde de groepen wel weer met een kastenwand. Dat prikkelde de competitie tussen de twee teams die elk verschillende varianten voor hun deel van de zeewering moesten uitwerken. Tegelijkertijd maakte de kastenwand het niet te moeilijk voor de ontwerpers om af en toe eens om de hoek te kijken. Zo kon er ook een zekere kruisbestuiving plaatsvinden tussen de verschillende disciplines.

Dat leidde tot het opmerkelijke ontwerp van een overgangsconstructie tussen de harde statisch stabiele dam van betonblokken en de zachte dynamisch stabiele zeewering van strand en duinen, ingeplant met helmgras. Die overgangsconstructie van een duin bekleed met keien was een noviteit voor de Nederlandse waterbouw, erkent ir. Gijsbert Kant. Als hoofd natte waterbouw van het Havenbedrijf was hij jarenlang de sparringpartner van Loman die moest beoordelen of wat Puma had bedacht wel kon en voldeed aan de strenge voorwaarden. De ultieme eis die hij stelde was dat de standzekerheid van de havenuitbreiding gewaarborgd is bij de superstorm die eens in de 10.000 jaar voorkomt en golven van 9 meter hoog op de Maasvlakte laat beuken. Kant: “Alle studies wezen erop dat die overgangsconstructie zijn mannetje zou staan. Wel zou er nogal wat onderhoud nodig zijn. De rollende keien zouden zich ophopen bij de voet en de kruin van de dijk. Ook in langsrichting zou transport van keien plaatsvinden. Die stenen moesten zoveel mogelijk worden opgepakt en teruggelegd. En zo af en toe zou er een nieuwe vracht breuksteen uit Noorwegen nodig zijn.”

Hergebruikt

Na de gunning van het contract onderzocht Puma in nauw overleg met het Havenbedrijf mogelijkheden om het ontwerp te verbeteren. Het idee groeide om het 1,3 kilometer lange stenig duin en de 2,2 kilometer lange blokkendijk compleet te vervangen door een stenig duin met een blokkendam op de vooroever. Beschermd door de in patroon gezette 45-tons betonblokken die hergebruikt werden van de bestaande Maasvlakte, zou het innovatieve duin veel minder onderhoud vergen. Volgens de onderzoeken wel 90 procent minder. En dat woog zwaar voor het Havenbedrijf.

Alle varianten in de verschillende stadia van het ontwerp moesten geverifieerd worden. Een computersimulatie spreekt vanzelf, maar het Havenbedrijf eiste ook steevast schaalproeven in golfgoten en -bassins. De buitenwacht denkt vaak dat het geklieder met schaalmodellen in het Waterloopkundig Laboratorium niet meer van deze tijd is en achterhaald door de komst van computersimulaties. Maar het is volgens Kant nog altijd een noodzakelijke manier om een ontwerp te beproeven. Om het stenig duin op die schaal te testen moest Puma zelfs uitwijken naar een golfbassin in Engeland. Daarin konden moten van het stenig duin, met en zonder blokkendam worden beproefd. Die exercities leverden de input om de zogeheten kustlangse vervorming van het complete duin door te rekenen.

De schaalproeven en de numerieke modelberekeningen leerden dat een pakket van vier meter keien achter de blokkendam sterk genoeg is om de superstom te weren. Puma heeft er voor de zekerheid ter hoogte van de zwaarst belaste zone vijf meter van gemaakt. De vuistgrote keien (20 tot 135 millimeter) van Noors breuksteen worden rechtstreeks op het zand gelegd. Een filterlaag, een grindlaag of een geleidelijke opbouw van korrelgrootte is niet nodig. Daarin schuilt volgens Loman en Kant ook de kracht van het stenig duin: het heeft een simpele opbouw en is daardoor betrekkelijk eenvoudig aan te leggen. De shovels van Puma rijden deze weken de laatste keien uit. Op de kruin en het binnentalud van het duin komt een kleikap die wordt ingezaaid met gras. Onder normale omstandigheden breekt de blokkendam dus het grootste deel van de golven. De resterende golfenergie wordt opgenomen door het pakket keien. Maar bij die superstorm van eens in de 10.000 jaar staat er bovenop de blokkendam zoveel water, dat het stenig duin het leeuwendeel van de golfenergie moet opnemen. Volgens Loman gaat dat heel goed: “Het effect van dat pakket keien is echt ongelofelijk. Het turbulente water smoort in de poriën tussen de stenen. Er komt daarbij werkelijk geen zandkorrel uit de onderliggende zandkern naar boven, bleek bij al onze beproevingen in de testgoot. Maar dat weten de beheerders van natuurlijke keienstranden in Engeland, Frankrijk of waar ter wereld ook, al eeuwen.”

Niks nieuws onder de zon 

Zo hagelnieuw als sommigen het doen voorkomen is het stenig duin volgens Gerard Loman van Puma helemaal niet. Op Maasvlakte 1 was de 3 kilometer lange Zuidwaloever oorspronkelijk bekleed met een meters dikke laag zeegrind. Iets kleinere stenen dus dan op Maasvlakte 2 voor het stenig duin worden gebruikt. Het grindstrand functioneerde prima en heeft veel kennis opgeleverd die is vastgelegd in allerlei wetenschappelijke publicaties. Van die kennis heeft Puma in de ontwerpfase dankbaar gebruik gemaakt. Omdat Rijkswaterstaat eind jaren ’70 een bekleding wenste die minder onderhoud vergt is het grind later vervangen, maar aan de werking twijfelt volgens Loman niemand. Een klein stukje grindstrand van ongeveer honderd meter herinnert nog aan die noviteit van begin jaren ’70.

Reageer op dit artikel