In dit hoofdstuk wordt als onderdeel van stap 5 in het ontwerpproces, de functie “Waterkeren” behandeld. Voor het toelaten van getij in het plangebied zijn civiele maatregelen aan de waterkeringen voorzien, zoals het opwaarderen van dijklichamen naar primaire waterkering, aanpassingen aan de regionale waterkering en de heraanleg van een ontbre-kend deel van de regionale waterkering. Dit met aandacht voor de betonnen constructies uit WOII (hoofdstuk 9). De ontwerpdelen voor de regionale en primaire waterkering zijn:
o Oploop en overslag o Piping
o Afschuiving o Bekleding
In dit hoofdstuk worden bovenstaande faalmechanismen
behandeld en ligt de nadruk op de waterkeringen in de Schorerpolder-noord. Het doel is om aan de hand van berekeningen een toets uit te voeren of de bestaande dijklichamen aan de classificatie van regionale waterkering voldoen. Op de primaire waterkering is het door de opdrachtgever aangeleverde ontwerp van de Schorerpolderdijk (dijkpaal 711 t/m 718) van toepassing.
Berekeningen en onderbouwingen zijn opgenomen in bijlage-F, “Bijlage-F_kruinhoogte_
berekening_DEF” en “Bijlage-F_PC-overslag_Schorerpolder_DEF.pdf”, met eveneens een onder-bouwing voor de classificatie van de waterkeringen:
• Regionale waterkeringen rondom het bekken die geschikt moeten zijn voor een ontwerpniveau van NAP+1,80m.
• Primaire waterkeringen in de Schorepolder-zuid die geschikt moeten zijn voor een ontwerpniveau van NAP+5,90m.
8.1 Faalmechanismen oploop en overslag
Voor het bepalen van de kruinhoogte van een waterkering, zijn de faalmechanismen golfoploop en golfoverslag van belang. Bij de regionale waterkeringen zijn de golfoploop en de -overslag berekend voor een maatgevende locatie per dijkvak aan de hand van formule 8.1 en aan de hand van het programma PC-overslag. Het ontwerpniveau in het bekken is NAP+1,80m. en om de mariene uitstraling van de dijken te versterken is gekozen voor een talud 1:3 bij de Trekdijk en 1:4 bij de overige waterkeringen met als maatgevende locatie de maximale waarde van de refractie-factor Lf x cosβ.
Door in de uitkomst van PC-overslag en formule 8.1 de waakhoogte, klink, zetting en bodemdaling op te nemen kan de aanleghoogte worden berekend voor het ontbrekend deel in de regionale water-kering. De verwachte bodemdaling is volgens Rijkswaterstaat 0 tot 2 cm. en is niet van doorslaggevend belang. Tevens geldt dat de verwachte seculiere zetting minimaal zal zijn, omdat het bestaande en opnieuw aan te leggen dijklichamen betreffen. Voor de primaire waterkeringen wordt volstaan met een toets aan de hand van PC-overslag, omdat de berekeningen van de naastliggende primaire waterkeringen van zeer recente datum zijn (2012).
In tabel 8.1 zijn de rekenuitkomsten opgenomen van beide methoden en deze laten nagenoeg geen verschil zien. Er vindt geen overslag plaats en de kruinhoogte is voor alle dijklichamen voldoende. De Ritthemsestraat (N662) komt op de binnenberm (NAP+4,00m.) van de primaire waterkering te liggen. Dit dijklichaam is opgenomen om aan te tonen dat deze vierde ontsluitingsweg van het havengebied Vlissingen-Oost tijdens hoge waterstanden als gebiedsont-sluitingsweg kan blijven fungeren.
Tabel 8.1: Uitkomst van de kruinhoogte berekening van de waterkeringen Schorerpolder.
Resultaten bij ontwerpwaterstand NAP+1,80m. NAP+5,90m
Parameter Symbool en
Conclusie Voldoet Voldoet Voldoet Voldoet Voldoet
* = uitkomst berekening met formule 8.1. ** = uitkomst met PC-overslag
8.2 Faalmechanismen afschuiving en piping
Afschuiving betreft het afschuiven van een grondvlak en kan zowel aan het binnen- als het buitentalud plaatsvinden en is afhankelijk van de grondeigenschappen en de waterspanningen in het dijklichaam. Bij een toename van de waterspanning neemt de korrelspanning af met een grotere kans op afschuiving. Binnen de opdracht is gekozen om de steile binnentaluds (1:2,5) van een drietal locaties te toetsen: 2x locatie in Schorerpolder-noord en 1x locatie Schorerpolder-zuid.
Door de ligging van de kleidijken op een zandbodem (Type 1B) mag het faalmechanisme piping worden bepaald aan de hand van de formule 8.2 (VTV katern-5). Voor het faalmechanisme stabiliteit is binnen het project
gekozen om de afschuiving van het binnentalud te bepalen volgens de eenvoudige toetsing “Macro stabiliteit binnenwaarts” uit de VTV (katern-5). Beide methoden geven een snelle indruk of een waterkering wel of niet voldoet.
Voor het bepalen van de binnentaluds wordt gekeken naar maaiveldhoogte, grondopbouw en het zomer- / winterpeil van naastliggende polders. In tabel 8.2 is opgenomen of de waterkeringen wel / niet voldoen. Door grote onderlinge verschillen qua locatie en bodemsoort, laten ook de uitkomsten van de berekeningen verschillen zien en voldoen bepaalde dijkvakken niet aan de reken-voorwaarden.
Tabel 8.2: Uitkomst berekening afschuiving en piping volgens snelle methode VTV.
Dijk Locatie
nummer
Klasse waterkering
Afschuiving Piping Opmerking
Koedijk 1 Regionaal Voldoet Voldoet
Trekdijk-noord 8 Regionaal Voldoet Voldoet niet In berekening geen rekening gehouden met tankmuur en bomen Trekdijk-zuid 10 Primair Voldoet niet Voldoet Primaire waterkering komt tegen kleidijk
aan te liggen.
8.3 Bekleding buitentalud
Voor de primaire waterkering is de taludbekleding volgens het ontwerp van de opdrachtgever vastgelegd: Gekantelde betonblokken (0,5x0,5x0,25 m.) en gezette betonzuilen (0,30 m.) op een waterafvoerende vullaag met daaronder geotextiel (non-woven met vlies) om uitspoeling van kleideeltjes te voorkomen.
Voor de regionale waterkeringen zal de bekleding verschillen per locatie. Voor locaties met een hooggelegen maaiveld (Nieuwlandseweg, Koedijk) met een golfhoogte van respectievelijk 0,20 m.
en 0,15 m. zal bekleding met gras volstaan. Eventueel met versteviging met bijvoorbeeld doorgroei matten op plaatsen waar afkalving is voorzien. Voor eisen aan gras- en vegetatiesoorten, de worteldichtheid en de deklaag van klei wordt verwezen naar VTV (katern-8).
Op de locaties Trekdijk en N662 zijn de golfhoogtes respectievelijk 0,33 m. en 0,42 m. en is een steenbekleding voorzien die het mariene uiterlijk van het gebied versterkt (bijvoorbeeld gezette
L H
∆
18≥ Formule 8.2
basaltzuilen). Vanuit duurzaamheid kunnen oude materialen van de primaire waterkering worden hergebruikt en kan een driedubbele winst worden behaald: geen aanschafkosten, geen afvoerkosten bij werk aan de primaire waterkering en versterken van het mariene uiterlijk van het gebied. Berekeningen van de steenbekleding zijn in het rapport niet opgenomen. Voor de juiste berekening wordt verwezen naar de VTV (katern-8).
8.4 Samenvatting en advies faalmechanismen
Door de vroegere functie van waterkerende buitendijken, zijn de dijklichamen in de Schorerpolder-noord voldoende hoog en zal er geen overslag plaatsvinden. De N662 (binnenberm NAP+4,00m.) ligt hoog genoeg om bij hoge waterstanden als gebiedsontsluitingsweg te kunnen blijven functioneren. Het advies is de regionale waterkeringen te handhaven op de huidige hoogte en buitentaluds aan te leggen 1:3 voor de Trekdijk en 1:4 voor de overige waterkeringen. Tevens is het advies de opnieuw aan te leggen delen (ca. 350 m.) met hetzelfde profiel tegen de bestaande waterkeringen aan te leggen. Aandachtspunt is de aansluiting van de regionale waterkering op de primaire waterkering bij de Koedijk. Het buitentalud gaat van 1:4 naar 1:3 en de kruinhoogte gaat van NAP+4,00m. naar NAP+7,50m.
Voor de primaire waterkering geldt dat de berekende kruinhoogte (ontwerp van de opdrachtgever) voldoende hoog is en overeenkomt met de aangeleverde gegevens.
Voor piping en afschuiving zijn in tabel 8.2 de uitkomsten van de berekeningen opgenomen. De Trekdijk-noord voldoet niet aan de voorwaarde piping en de Trekdijk-zuid voldoet niet aan de voorwaarde afschuiving. Deze uitkomsten met de snelle rekenmethode, laten kritische omstandig-heden zien die met de beschikbare gegevens niet verder kunnen worden onderbouwd. Daarnaast is er geen mogelijkheid om de aanwezigheid van betonnen constructies uit WOII en bomen op de waterkering in de berekeningen op te nemen. Het advies is met geanalyseerde bodemmonsters de situatie per dijkvak in kaart te brengen en met speciale programma’s voor alle dijkvakken de faalmechanismen nauwkeurig te berekenen.
De taludbescherming varieert per dijkvak. Voor de dijkvakken met een hoog voorliggend maaiveld en een lage golfhoogte (Nieuwlandseweg en Koedijk) wordt gras geadviseerd. Voor de dijkvakken Trekdijk en N662 wordt een steenbekleding geadviseerd die bestaat uit herbruikbare materialen van de primaire waterkering. Dit is een duurzame en kostenbesparende uitvoering en versterkt het mariene uiterlijk van het gebied.