nieuws

De hele wereld kijkt mee bij dijkenproeven in Eemdijk

infra 4994

De hele wereld kijkt mee bij dijkenproeven in Eemdijk

Nadat de eerste proefdijk volgens het boekje bezweek, volgt komende weken een exemplaar versterkt met damwanden. De experimenten in Eemdijk leiden hopelijk tot miljoenenbesparingen bij het versterken van de rivierdijken. Met de data kunnen onderzoekers zeker twintig jaar vooruit. De hele wereld kijkt mee, inclusief the army corps of engineers.

Een solide dijk bouw je van zand en klei. Moet de dijk hoger, om te voldoen aan verwachte grotere waterafvoer, dan wordt hij automatische ook breder. Maar als er bebouwing langszij staat kan dat niet altijd. Vandaar dat steeds vaker dijken worden uitgerust met damwanden. Van de 30 kilometer dijk die recent werd aangepakt tussen Hagestein en Opheusden kreeg uiteindelijk zo’n 5 kilometer extra hulp van een damwand. Ook rondom Kinderdijk verdwenen er vele kilometers damwand in de grond.  Dat wordt bij toekomstige dijkversterkingen alleen maar meer.

“We weten niet precies hoe sterk zo’n damwand is”

“Maar hoe sterk zo’n dijk met damwand nou eigenlijk is, weten we niet precies”, vertelt Martin Schepers van Waterschap Rivierenland “Daarom gebruiken we vaak maar lekker dikke damwandplanken – voor de kenners: de AZ 13 of 26 – zodat we zeker weten dat de kering zijn mannetje staat. Maar misschien overdrijven we wel en kan het ook wel een onsje minder. Daarom zijn we samen met kennisinstellingen, waterschappen en Rijkswaterstaat een damwandproef gestart.”  Schepers is programmamanager van dat project, dat in onvervalst ambtelijk jargon bekend staat de projectoverstijgende verkenning (POV) Macrostabiliteit.

Afgelopen najaar zijn in een weiland naast de Eem in het noorden van de provincie Utrecht twee dijken opgebouwd met hun ruggen naar elkaar. Beiden zijn 60 meter lang en torenen vijf meter uit boven het maaiveld dat plaatselijk precies op 0 NAP ligt. De dijken bestaan uit zand, afgedekt met een pakket klei. Om de waterspanning tijdens de bouw niet te hoog op te laten lopen is het door aannemer Liebregts in dunne laagjes  van zo’n 50 centimeter aangebracht. Tussendoor moesten ze steeds drie weken wachten. Anders bestond het gevaar dat de dijk op het slappe 3,5 meter dikke veen/klei pakket in de bodem al voortijdig onderuit zou gaan.

Opbouw proefdijk is een delicaat evenwicht

“Het is een  delicaat evenwicht wat we zoeken”, legt coördinator van de proef Goaitske de Vries uit. “Je wilt een realistische dijk bouwen. Niet te slap , waardoor hij tijdens de bouw al afschuift, maar ook weer niet zo sterk dat we hem niet onderuit krijgen. Om een kruinhoogte van 5 meter te krijgen hebben we uiteindelijk 6,5 meter zand en klei aangebracht.”

De eerste dijk fungeert als referentie. Om goede uitgangswaarden te hebben voor de modellen hoe een normale dijk, zonder damwand,  zich op die plek gedraagt. Vorige week dinsdag is hij met succes bezweken. Satellietbakens, tientallen reflectoren voor de theodoliet, waterspanningsmeters en een reeks knikbuisjes of Saaf’s zorgden ervoor dat de onderzoekers niets ontging.

Bezweken volgens het boekje

Het bezwijken voltrok zich volgens De Vries volgens het boekje.  “In zes dagen tijd werd het waterpeil in de dijk met een infiltratiesysteem stapje voor stapje opgevoerd. Onderaan de dijk hadden we een sloot gegraven om de teen wat te verzwakken. Toen het peil de 2,80 meter naderde zagen we dusdanige verplaatsingen dat we wisten dat hij op scherp stond.”

“Dat was in een vroege dinsdagnacht. Maar we hadden het liefst dat de dijk bij daglicht zou bezwijken. Dan kunnen we visuele inspecties uitvoeren en filmopnamen maken als aanvulling op de harde meetdata.”

Om half elf de volgende morgen was er geen houden meer aan. In twee uur tijd schoof een 30 meter lange grondmoot onderuit om tot stilstand te komen in de extra brede teensloot onderin. Schepers zag het live gebeuren op zijn computer op kantoor in Tiel.  De Vries en een handvol experts van Deltares, Witteveen en Bos en Fugro waren erbij. Op een veilige afstand zagen ze de schol langzaam naar beneden komen. De opwinding van dat moment wordt weer voelbaar als De Vries erover praat.

Als ze de dijk beklimt om de bres van bovenaf te aanschouwen wordt het enthousiasme nog groter. Ze wijst op de reflectoren, de waterspanningsmeters de infiltratie-installatie en alle andere details. Een satellietbaken is jammerlijk meegesleurd met de bewegende grondmassa en bevindt zich ergens halverwege de helling. Binnen een dag na bezwijken was die verplaatsing al opgepikt door een satelliet waar de TU Delft informatie van binnenkrijgt. Die data moeten overigens nog geanalyseerd worden. Net als de informatie van al die andere instrumenten. Daar zijn de onderzoekers nog maanden, zoniet jaren zoet mee.

Aannemer Liebregts is voorlopig vooral druk met de opbouw van de tweede proef. De damwanden moeten de grond in. Ze liggen al klaar op de bouwplaats langs de Eem. Fugro heeft er rekmeters op aangebracht. Goed ingepakt zodat ze het  geweld van het intrillen kunnen weerstaan, maar geen extra sterkte toevoegen. Daardoor zouden  ze het experiment immers  beïnvloeden.

De damwanden worden gestaffeld geplaatst, zoals gebruikelijk bij dijkversterkingen. Afwisselend worden dus drie korte (9 meter) en drie lange (18 meter) planken ingetrild.  Op die manier blokkeren ze niet de complete waterstroom in de ondergrond. Daardoor kunnen weer andere problemen ontstaan, zoals het droogvallen van de koppen van funderingspalen van bebouwing langs de dijk. Liebregts gaat werken met zogeheten GU planken van fabrikant Arcelor Mittal. Met een dikte van 7 mm zijn die een slag lichter dan de AZ13 of AZ26 planken die doorgaans worden gebruikt.

Er zal volgende maand veel meer kracht nodig zijn om de tweede proefdijk tot bezwijken te brengen. Maar juist daarom waren De Vries en consorten zo blij met het verloop van de nulmeting. Er is nog volop ruimte om het waterpeil in de dijk bij de echte proef verder op te voeren.  Ook kunnen de containers bovenop de dijk met water worden gevuld om een flinke extra bovenbelasting te geven. Dat was bij de eerste proef niet nodig. Tot slot komt er volgende keer ook echt water achter de dijk te staan. Daarom zijn de twee proefdijken in ringformatie gebouwd. “We kunnen echt veel grotere belasting aanbrengen.”

Met push-over test wordt de unieke testlocatie optimaal benut

Maar eerst staat een push-over test op het programma. De tijdelijke proeflocatie bij Eemdijk is te uniek om er niet alles uit te halen. Nu mensen, materiaal en materieel toch gemobiliseerd zijn. Op een verlaten plekje brengt Liebregts vanaf maaiveld vier kleine series planken in de grond aan, die met vijzels en staalkabels worden omgetrokken. De damwandplanken van verschillende varianten zijn wederom uitgerust met nauwkeurige meetinstrumenten. De onderzoekers willen weten hoe die planken precies vervormen en wat de sterkte is. Dat moet ook weer informatie opleveren om de rekenmodellen mee te voeden.

“Met de data van deze proeven kunnen we wel twintig jaar vooruit”, voorspelt programma-manager Schepers. “We werken nu ook nog altijd met gegevens van proeven van twintig jaar terug of ouder.  Bovendien houden we de data niet voor onszelf, maar iedereen mag er gebruik van maken. Het Amerikaanse corps of army engineers,  doet dat zelfs nu al. Ze krijgen continu data van ons en gaan met hun eigen model een voorspelling doen van de damwandproef. Die voorspellingen gaan we nog voor de proef naast elkaar leggen. Dat wordt een boeiende exercitie.  Bijna net zo spannend als de proeven zelf.”

 


Een proef van 5 miljoen  

Volgens projectleider Martin Schepers kan er misschien wel 20 tot 30% minder staal wordt toegepast bij de versterkingen van dijken dan nu gebeurt.  Maar veel meer dan een vermoeden is het volgens Schepers niet en daarom vinden nu de proeven plaats. Met de proef is in totaal zo’n 5 miljoen euro gemoeid. Dat is inclusief de analyses van de eindeloze data-reeksen die door de meetinstrumenten worden verzameld waarmee de proefdijken zijn volgestouwd. De hoop is dat door dit soort experimenten de grote dijkversterkingen die na 2020  plaatsvinden binnen het Hoogwaterbeschermingsprogramma voor een prijs van 7 miljoen euro per kilometer kunnen worden uitgevoerd. Nu is die prijs regelmatig het dubbele en in extreme gevallen lopen de kosten richting de 20 miljoen per kilometer.


Projectoverstijgende Verkenningen

Voordat de grootschalige dijkversterkingen losbarsten van het Hoogwaterbeschermingsprogramma, proberen Rijkswaterstaat en waterschappen eerst nog op kleine schaal een paar innovaties uit.  Hopelijk leveren die zogeheten projectoverstijgende verkenningen of POV’s toegepast op grote schaal flinke besparingen op. Naast de POV Macrostabiliteit waarbinnen de damwandproef plaatsvindt , zijn er onder meer POV’s over:

  • piping, het mechanisme waarbij de dijk van onderaf wordt ondermijnd door zandvoerende wellen.
  • het omgaan met kabels en leidingen bij dijken,
  • het werken met gebruik van gebiedseigen grond in plaats van met de geklasseerde dijkmaterialen (minder transport)
  • Voorlanden , in hoeverre dragen ooibossen of andere toevoegingen aan de vooroever bij aan de sterkte van een dijk?
  • POV Waddenzeedijken, waarin meerdere pilots en dijkversterkingen worden gecombineerd

 

Reageer op dit artikel