Dijkbekleding

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Dubbellaagse breuksteenglooing in aanleg in Dubai (2005)

Een dijk heeft een dijkbekleding om te voorkomen dat door golfslag of stroming de dijk beschadigd. Meestal bestaat de dijkbekleding uit een steenachtig materiaal, maar een bekleding van gras op een kleipakket kan in veel gevallen ook goed voldoen. Dijkbekledingen kunnen bestaan uit loskorrelig materiaal (bijv. waterbouwsteen), blokken (van natuursteen of beton) of plaatbekledingen (bijv. asfalt). Voor de bekleding van (niet-waterkerende) oevers, met name tegen scheepsbelasting wordt verwezen naar Oeverbescherming.

Loskorrelig materiaal[bewerken | brontekst bewerken]

Een dijkbekleding kan uitgevoerd worden met losse breuksteen (waterbouwsteen). Deze steen moet dan in twee lagen aangebracht worden. Bovendien moet er tussen het steenpakket en de (meestal zandige) ondergrond een filterlaag zitten. Dit kan een geotextiel zijn, maar ook een filter uit steenslag van verschillende maten kan voldoen. In Nederland is een dergelijke dijkbekleding niet gebruikelijk, maar in het buitenland is het de meest voorkomende vorm van bekleding. Het benodigde steengewicht is een functie van de golfhoogte die ter plekke kan optreden. De diameter van de steen neemt lineair toe met de golfhoogte (het gewicht dus met een factor tot de derde macht). Voor het berekenen van heet steengewicht wordt nog wel de Hudson-formule gebruikt, maar die is niet aan te bevelen voor stenen op een zandige ondergrond. In dat geval wordt de (meer gecompliceerde) Van der Meer-formule aanbevolen. [1] (chapter 8)

Blokkenbekleding[bewerken | brontekst bewerken]

Basaltzuilen in een rotswand in Tsjechië

Oorspronkelijk werden veel dijken bekleed met natuursteen uit de omgeving van Nederland. In Zeeland is veelvuldig Vilvoordse steen gebruikt, maar deze steen is vrij zacht en niet bestand tegen zware golfaanval. Later is daarom overgegaan op basalt, meestal afkomstig uit Duitsland. Soms is basalt beschikbaar in de vorm van zuilen. Deze, min of meer zeshoekige, stenen zijn op natuurlijke wijze ontstaan tijdens het stollingsproces. Door deze vorm kunnen er dichte, sterke glooiingsconstructies van gemaakt worden. De Afsluitdijk is bijvoorbeeld in zijn geheel bekleed met basaltzuilen.

Zetsteen van basaltzuilen in een strandhoofd bij Scheveningen

Ook de meeste strandhoofden in Nederland zijn bekleed met zetsteen van zuilenbasalt. Vooral de wat oudere glooiingen zijn zo precies gezet dat er vrijwel geen ruimte tussen de stenen over is. Vaak zit deze ruimte vol met zand en kleine steentjes.

Steenzetter aan het werk op de Afsluitdijk

Het plaatsen van natuurlijke basalt (steenzetten) is zwaar werk, en moeilijk de automatiseren. Daarbij komt dat de groeven in de omgeving van Nederland uitgeput zijn, of zich in natuurgebieden bevinden. Daarom wordt er tegenwoordig vooral gebruik gemaakt van betonnen blokken. Natuurlijke basaltzuilen worden alleen nog gebruikt voor herstel van bestaande natuurlijke basaltglooiingen en in die gevallen waar het uiterlijk een belangrijke rol speelt (bijv. rond historische bouwwerken). Bovendien zijn er nog maar heel weinig steenzetters die een goede glooiing van natuurlijke zuilen kunnen plaatsen. Omdat dit handwerk is, is de plaatsingssnelheid ook erg laag, en kost het dus erg veel tijd om een glooiing te zetten. Vaak is deze tijd ook niet beschikbaar in de uitvoeringsperiode.

Betonblokken[bewerken | brontekst bewerken]

In Nederland zijn de meest voorkomende betonnen blokken het Basaltonblok en het Hydroblock. Al deze blokken hebben als eigenschap dat ze een vaste hoogte hadden (wat een groot voordeel is t.o.v. de natuurbasalt). Verder zijn alle blokken zo vormgegeven dat ze doorlatend zijn voor water, maar niet voor de korrel van de filterlaag onder de blokken. De stabiliteit van een blokkenbekleding hangt af van het gewicht per vierkante meter bekleding, niet van het gewicht van de individuele blokken. Daarom is het plaatsen van zuilvormige blokken efficiënt.
Oudere, niet meer toegepaste blokvormen zijn onder andere het Haringmanblok, de Diaboolglooiing, de Spijkerglooiing en de Muraltglooiing.

Stabiliteit van een blokkenbekleding[bewerken | brontekst bewerken]

In tegenstelling van wat vaak gedacht wordt is de golfklap niet maatgevend voor de stabiliteit van een blokkenglooiing. De klap probeert het blok steviger in de glooiing te slaan, en geeft eigenlijk een versterking. Maatgevend is de onderdruk onder de glooiing die optreedt bij het teruglopen van de golven. Op het moment van maximale golfneerloop is aan de buitenzijde de druk nul, terwijl aan de binnenzijde de hydrostatische druk heerst. Er is dus een overdruk, die de steen uit de glooiing wil drukken. De schade aan een blokkenglooiing zal dus als eerste optreden ter hoogte van het punt van maximale terugloop, dit is ca. de golfhoogte onder het stilwaterniveau. Als dit in formulevorm uitgewerkt wordt krijgt men:

waarin
ξ is het Iribarrengetal;
Hs de significante golfhoogte aan de teen van de constructie;

Δ is de relatieve dichtheid van de steen;

ρs is de dichtheid van de steen
ρw is de dichtheid van het water
d is de hoogte van het blok;
α de helling van het talud.

Deze formule staat bekend als de Pilarczyk-formule voor blokstabiliteit. Echter in werkelijkheid is een blok altijd stabieler, omdat in deze formule geen rekening gehouden is met de wrijving tussen de blokken en met de lek door de glooiing.
Ook blijkt bij hogere Iribarrengetallen de sterkte weer toe te nemen.

Stabiliteit van gezette betonblokken

Grootschalig onderzoek bij Deltares [2] heeft geleid tot een aanpassing van deze formule tot:

Dit is grafisch weergegeven in de figuur.

In deze formule is fstab de stabiliteitsfactor; deze is afhankelijke van het type blok. Voor een 'standaard blok' geldt een stabiliteitsfactor van fstab=1.

Steentype fstab type filter
Basalton (voor 2015) 0,98 grof
Basalton (na 2015) 1,18 grof
Basalton Quattroblock 1,37 grof
Hydroblock 1,0 grof
Hillblock 1,19 grof
RONAton 1,19 grof
RONATaille 0,89 grof
Verkalit mgv 1,25 fijn
Verkalit GOR 0,98 fijn
C-Star 1,17 grof

Een fijn filter heeft een karakteristieke korreldiameter df15 van ongeveer 3 mm, terwijl een grof filter een karakteristieke korreldiameter df15 van ongeveer 10 mm. Bij de bepaling van de stabiliteitsfactor is rekening gehouden met de korreldiameter van het filter; bij andere korreldiameters krijgt men andere stabiliteitsfactoren.

Bloktypes[bewerken | brontekst bewerken]

De betonblokken kunnen ingedeeld worden in drie categorieën:

Een Waddenzeedijk in Friesland grotendeels met een bekleding van waterbouwasfalt

Plaatbekleding[bewerken | brontekst bewerken]

Een plaatbekleding kan van beton, asfalt of een kunststof-steen mengsel zijn. Platen kunnen zowel doorlatend als ondoorlatend uitgevoerd worden.

Beton[bewerken | brontekst bewerken]

Schade aan een bekleding met open colloïdaal beton

Betonplaten (zoals de Muraltglooiing worden niet meer gebruikt, door hun grote stijfheid zijn zij te gevoelig voor breken. In de tachtiger jaren van de 20e eeuw zijn ook proeven gedaan met open colloïdaal beton als dijkbekleding. Open colloïdaal beton is een mengsel van breuksteen en cement met superplasticficeerder. De zandfractie ontbreekt, het bestaat dus feitelijk uit een breuksteen skelet dat door een cementlijm aan elkaar verbonden is. Ook dit was geen succes. De platen braken snel, de de oppervlakte werd te snel beschadigd door losse stenen die over het talud rolden. [3] In België is op een groot aantal plaatsen ook zo'n bekleding aangelegd langs kanaaloevers. Daar blijkt deze bekleding veel beter te voldoen. Dit komt waarschijnlijk doordat het karakter van scheepsgolven anders is, de grondslag van de oevers in België veel stabieler is, en er in kanalen minder steen door de golfslag op de overs heen-en-weer bewogen wordt.

Asfalt[bewerken | brontekst bewerken]

Ook asfalt is beschikbaar in een open en een dichte plaatbekleding. Voor het ontwerpen van een asfaltbekleding zie de Handreiking dijkbekledingen deel 3. Asfaltbekledingen kunnen uitgevoerd worden als dicht asfalt (waterbouwasfalt) of als open steenasfalt, zoals dat ook in de wegenbouw (ZOAB) gebruikt wordt. Het bezwaar van dicht asfalt is dat er grote overdrukken onder kunnen ontstaan en dat het daardoor vrij zwaar uitgevoerd moet worden. Open steenasfalt is waterdoorlatend, en kan de waterdrukken wel afvoeren. Hierdoor kan het dunner uitgevoerd worden, maar dit materiaal is dan weer minder sterk (minder bestand tegen de schurende werking van zand en water). Een algemeen probleem van asfalt is dat bij periodieke belastingen (golfklappen) vermoeiing kan optreden.

Kunststof[bewerken | brontekst bewerken]

Polyurethaangebonden oeverbekledingen (een mengsel van polyurethaan en steen) zijn beschikbaar onder de merknaam Elastocoast. De structuur van dit materiaal is identiek aan open colloïdaal beton of open steenasfalt. Dit materiaal heeft als voordeel dat het sterk, elastisch en zeer waterdoorlatend is. Het bezwaar van dit materiaal is dat het de zettingen van de ondergrond slecht kan volgen (het vertoont geen viskeus kruipgedrag zoals asfalt). [4] Er zijn ook proeven gedaan met epoxyhars als bindmiddel van de stenen, maar de ervaringen daarmee zijn minder goed.