| PBZ onderzoek en innovatie ingegoten steenzettingen | |
|---|---|
| PBZ Onderzoek en Innovatie | PBZ onderzoek en innovatie |
| Onderzoektype | Bijzondere steenzettingen en aspecten |
Inhoud
Ingegoten steenbekledingen.
Van oudsher worden steenbekledingen, voornamelijk basalt, op zwaar aangevallen dijkvakken versterkt door ze met asfalt in te gieten. In de praktijk blijkt deze oplossing effectief. Tijdens de toetsingen bleek echter dat er onvoldoende kennis beschikbaar was om deze bekleding op een juiste wijze te toetsen. Hierdoor werden ingegoten bekledingen veelal afgekeurd.
Infiltratieproef.
Eerst is, in overleg met de beheerder, een dijkvak uitgezocht waar voldoende (afgekeurde) ingegoten basalt aanwezig is. Er is gekozen voor een afgekeurd vak omdat de proef moest leiden tot bezwijken van de bekleding. Voorafgaand zijn de risico’s geïnventariseerd en zijn de plaatsen voor de verschillende proeven bepaald. Om meer te weten te komen over het filter dat onder de zuilen ligt, zijn getijmetingen uitgevoerd. Voorafgaand aan de infiltratieproef zijn vijf trekproeven uitgevoerd. Vanwege de grote belastingen (meer dan twee ton) zijn de proeven uitgevoerd met een stalen balk die is afgestempeld op het talud. Op de balk zijn een holle hydraulische vijzel en een holle elektrische krachtmeetdoos aangebracht. De verankering in de zuilen gebeurde met een chemisch anker. De verplaatsingen zijn nauwkeurig gevolgd met retro-reflectoren (zogenaamde 'spiegeltjes'). De trekproeven zijn langzaam (tot een uur per proef) uitgevoerd omdat de verwachte belasting onder de bekleding ook langdurig is. De proeven zijn net zolang doorgezet totdat sommige zuilen zichtbaar naar boven kwamen of totdat het anker uit de zuil kwam. Tijdens de proeven is ook de temperatuur van het ingietmateriaal gemeten omdat verwacht werd dat de temperatuur een belangrijke invloed heeft op de sterkte.
Op basis van de nu bekende informatie van de dijk zijn modellen opgezet en berekeningen uitgevoerd. Met deze modellen zijn voorspellingen gedaan om later tijdens de proef voor zo min mogelijk verrassingen te staan. Om de uitvoerbaarheid te testen is eerst een kleine infiltratieproef uitgevoerd op het dijkvak. Na wat aanpassingen is besloten om de ‘echte’ proef uit te voeren.
Aan de bovenrand van de te testen bekleding is over de volle breedte een gleuf gegraven die reikt tot de onderzijde van het filter. Deze gleuf is bekleed met een filterdoek om uitspoeling van de klei (en daardoor verstopping van het filter) te voorkomen. Met pompen is, vanuit de achter de dijk gelegen spuikom, de gleuf vol water gezet (en vol gehouden). Het water loopt dan vanuit de gleuf het filter in en bouwt een druk op onder de bekleding. De waterspanningen in het filter zijn gedurende de proef continu gemeten evenals de verplaatsing van de bekleding.
Deze proeven zijn uitgevoerd op de dijkvakken:
Deltagootproeven
Naar aanleiding van de resultaten van de infiltratieproeven is besloten om modelonderzoek uit te voeren op ingegoten basalt. Voor dit onderzoek is onderscheid gemaakt in 3 typen bekleding:
- goed ingegoten bekledingen, waarbij het gietasfalt overal ten minste 10 à 15 cm diep in de spleten tussen de blokken of zuilen is doorgedrongen.
- overgoten bekledingen, waarbij het gietasfalt slechts tot 5 à 10 cm diep in de spleten is doorgedrongen
- met beton ingegoten steenzettingen.
De aandacht is vooral gericht op het eerste type en niet op het laatste type. De overgoten bekledingen zijn een slecht uitgevoerde versie van de goed ingegoten bekledingen. Deze kunnen tijdens een kort durende belasting door golven stabiel blijven, maar het is te betwijfelen of een statische overdruk (die altijd heel lang duurt) kan worden doorstaan. In 1997 is een bekleding bestaande uit basalt, die oppervlakkige overgoten was met gietasfalt, in de Deltagoot van WL beproefd (Smith, Wouters en Klein Breteler, 2000). Het bleek dat de constructie erg stabiel was zolang het gietasfalt in goede staat verkeerde. De oppervlakkige ingieting kon echter op den duur niet standhouden, waarna de bekleding bezweek. In een eerdere bureaustudie (Klein Breteler 2002) is aangetoond dat golfklappen op een dergelijke constructie slechts kleine buigende momenten teweegbrengen. Daarom was geconcludeerd dat die geen aanleiding kunnen zijn voor schade. In 2003 is de bureaustudie vervolgd en is geconcludeerd dat de dwarskrachten zodanig groot zijn ten opzichte van de toelaatbare dwarskrachten dat deze wel kunnen leiden tot schade.
Onderzoek temperatuurinvloed
De sterkte van de ingegoten bekledingen wordt op de dijk getest met valgewichtdeflectiemetingen (VGD-metingen). Bij VGD-metingen wordt op bepaalde afstanden van het valgewicht de snelheid gemeten met geofoons. De snelheid wordt vertaald naar verplaatsing. Op basis van deze verplaatsingen wordt de vorm van de deflectiekromme bepaald. De vervormingen in deze kromme zeggen indirect iets over de stijfheid van de bekleding en de ondergrond. Voor het terugrekenen van de stijfheden van de ingegoten bekleding dient de laagdikte bekend te zijn, deze wordt met boorkernen vastgesteld.
Gietasfalt is een materiaal dat temperatuurgevoelig is. De temperatuur heeft dus een invloed op de stijfheid van het asfalt en dus op de sterkte van de ingegoten bekleding. Om de invloed hiervan mee te kunnen nemen bij de sterktebepaling is een methode opgesteld om op basis van temperatuur te kunnen corrigeren.
Getoetste dijkvakken
De hele methodiek voor het toetsen van ingegoten basalt met de VGD-metingen is op een aantal dijkvakken toegepast:
Aangepast rekenmodel
Na enkele jaren te hebben getoetst met behulp van VGD-metingen bleek dat deze methode in de praktijk teveel nadelen kende. De metingen zijn relatief moeilijk uitvoerbaar op deze bekleding en ook viel de gemeten waarde tegen tov de gemeten waarde bij de proefopstelling in de Deltagoot. In 2013 is besloten om de resultaten van de Deltagootproef nogmaals tegen het licht te houden en op zoek te gaan naar een eenvoudigere toetsmethode. Dit onderzoek heeft in 2015 tot een nieuw rekenmodel geleid waarbij ook het onderscheid tussen niet-ingegoten, overgoten en ingegoten tegen het licht is gehouden.
Waterslot
Om wateroverdrukken onder een dichte toplaag (zoals een ingegoten steenbekleding) te voorkomen wordt een waterslot toegepast. Dit is een waterdichte constructie die bovenliggende filterlagen afsluit. In eerste instantie werd een waterslot gemaakt van hydraulische slak. Later is besloten om gepenetreerde waterbouwsteen te gebruiken omdat dit een veel grotere kans op een dicht slot geeft dan hydraulische slak. Zaak is wel om te kiezen voor een goed te penetreren formaat steen.
Gerelateerde onderwerpen
De View-Navigation (VN) pagina's.
De links naar andere pagina's.
| Produceert | |
|---|---|
| Consumeeert | |
| Onderdeel van | PBZ onderzoek en innovatie |
| Instantie van | |
| Betreft |
