Vernagelingstechnieken

Nr.

Witte vlek generiek

Toelichting

Hoe mee omgegaan in deze publicatie?

Verder handelingsperspectief

G1

Langetermijngedrag van een door zakkende grond (lateraal) belaste nagel

De vraag hoe de belastingen t.g.v. zakkende grond op ankerstangen c.q. ankerkabels zich precies ontwikkelen over een langere periode is een actueel onderwerp van onderzoek (2018).

De vraag speelt ook bij vernagelingstechnieken. Aandachtspunt hierbij is dat bij vernagelingstechnieken bewust de wrijvingsinteractie met de grond wordt gemaximaliseerd, omdat dit bijdraagt aan de beoogde werking. Het betekent echter ook een verhoogde belasting op de nagels door de zakkende grond op langere termijn.

Conservatief ontwerp maken:

• Uitvoeren van grond-constructie interactieberekeningen met een bovengrens van de zettingen over levensduur.
• Meenemen van bovengrens van verwachte wrijvingsinteractie.
• In geval van JLD-Dijkstabilisator monitoren van voorspanning (geeft indicatie over gedrag).

Aanbrengen van dummynagels binnen project op welke nader onderzoek kan plaatsvinden in toekomst.

G2

Mogelijkerwijs ontstaan van holle ruimtes rondom nagels t.g.v. langetermijnzettingen

Het is de vraag of op langere termijn holle ruimtes ontstaan onder de nagels als gevolg van de zakkende grond. Het is onduidelijk of dit mogelijk schadelijk en/of nadelig kan zijn voor de constructie en/of het dijklichaam. In het geval dit optreedt, kan bijvoorbeeld worden beredeneerd dat de porositeit van de dijk toeneemt, hetgeen mogelijk leidt tot verhoogde grondwaterstanden in de dijk onder MHW-condities.

Ook kan het hierdoor zo zijn dat voor de maatgevende situatie niet langs de volledige omtrek van de nagel slipkracht kan worden gemobiliseerd; immers aan de zijde van holle ruimtes is geen interactiekracht met de grond.

Hiermee wordt in het ontwerp vooralsnog geen rekening gehouden. Aangezien een nagel aan het talud niet op een vast punt is opgelegd, wordt vooralsnog niet verwacht dat dit optreedt.

Aanbrengen van dummynagels binnen project om in toekomst trekproeven te kunnen uitvoeren zodat de gevonden wrijving vergeleken kan worden met de wrijving uit de bezwijkproeven uit het DO. Een significant lagere wrijving kan een indicatie zijn van holle ruimtes rondom de nagel.

G3

Het aantal belastingproeven en de wijze van uitvoeren van een belastingproef op een nagel

Het is gangbaar om bij uitvoering van nagels belastingproeven (i.e. controle, geschiktheids en/of bezwijkproeven) uit te voeren om meer zekerheid te verkrijgen over het sterkte- en stijfheidsgedrag. Het is echter niet eenduidig hoeveel procent van de nagels beproefd dient te worden en met welke specificaties de proef dient te worden uitgevoerd.

In deze publicatie is een concreet voorstel gedaan in paragraaf 7.4. Hierbij is gebruikgemaakt van bestaande normen en richtlijnen, de adviezen uit het witte vlekken-rapport en eerste ervaringen.

Op basis van toekomstige ervaringen dient te worden afgewogen of aanpassingen benodigd zijn.

G4

Invloed maatgevende hydraulische belastingen op houdkracht

Er dient rekening te worden gehouden met een zekere invloed van de maatgevende hydraulische belastingen op de houdkracht van (onderdelen van) de vernageling.

De conusweerstand, op basis waarvan de houdkracht wordt berekend, dient gecorrigeerd te worden voor de extreme omstandigheden.

N.v.t.

G5

Groepswerking

Indien de nagels dicht bij elkaar worden geplaatst, kunnen (onderdelen van) de nagels elkaar nadelig gaan beïnvloeden. Hierdoor is de draagkracht van twee dichtbij elkaar geplaatste nagels niet gelijk aan tweemaal de draagkracht van een alleenstaande nagel. Het is niet eenduidig hoe deze onderlinge beïnvloed te berekenen.

In deze publicatie is gebruikgemaakt van de adviezen uit Deltares en daarnaast van bestaande richtlijnen uit de CUR 166.

Alleen voor de groepswerking van de axiale schachtweerstand is nog geen methode voorhanden. De nu gehanteerde methode voor het vaststellen van de axiale schachtweerstand is gebaseerd op een methode voor trekpalen volgens NEN 9997-1. Deze methode voorziet in een reductie voor groepswerking, maar is enkel gestoeld op zandige lagen. De groepswerking in cohesieve lagen bij deze methode is een witte vlek.

Verdere aanscherpingen zijn mogelijk door met veldproeven aan te tonen dat minder conservatieve waarden kunnen worden aangehouden.

Het verwerken van de groepswerking van axiale schachtweerstand in het ontwerp dient getoetst te worden door een door de opdrachtgever aan te wijzen deskundige derde partij.

G6

Geotechnische draagkracht facing/kopplaat i.r.t. onverzadigde zone.

De geotechnische draagkracht van de facing/kopplaat is een belangrijk onderdeel van de werking van beide vernagelingstechnieken. De facing/kopplaat zal (meestal) in de onverzadigde zone worden geplaatst. De geotechnische sterkte van deze onverzadigde zone is niet goed te bepalen en kan wezenlijk anders zijn dan de onderliggende verzadigde zone. Daarbij kan deze zone onder maatgevende condities verzadigd raken, waardoor de sterkte ook weer kan wijzigen. Complicerende factor is het feit dat de facing/kopplaat (meestal) in een talud wordt geplaatst. De invloed van een hellend maaiveld geeft een verlagend effect op de geotechnische draagkracht. Er zijn echter geen analytische methoden bekend waarmee de draagkracht onder een helling berekend kan worden. Het is daardoor niet eenduidig hoe deze invloed mee te nemen.

Benoemd is in deze publicatie dat:

• er gericht en voldoende fijnmazig grondonderzoek dient plaats te vinden rondom de facing/kopplaat om de grondopbouw zo goed mogelijk te kennen;
• er een conservatieve schematisatie dient te worden gemaakt van de geotechnische sterkte. Hoe dit exact te doen is afhankelijk van de situatie;
• zonder verdere informatie, ermee rekening gehouden dient te worden dat onder maatgevende condities de ondergrond geheel verzadigd kan zijn;
• het nadelig effect van plaatsing in een talud met PLAXIS kan worden ingeschat;
• in het ontwerp een methode opgesteld dient te worden waarmee de berekende geotechnische draagkracht van de grond onder de facing/kopplaat kan worden aangetoond met behulp van controle- en bezwijkproeven.

De in het ontwerp opgestelde methode voor controle- en bezwijkproeven dient getoetst te worden door een door de opdrachtgever aan te wijzen derde partij.

Afwegen om een grondverbetering toe te passen onder de facing/kopplaat. Bij een eventuele grondverbetering dient rekening te worden gehouden met verlies aan draagkracht of erosie door golfoverslag. De grondverbetering dient in combinatie met het overslagcriterium voor het ontwerp bekeken te worden.

G7

Erosiebestendigheid rondom facing/kopplaat

Door toepassing van een ‘hard onderdeel’ in de taludbekleding kan bij overslag gedurende maatgevende condities mogelijk erosie optreden rondom dit harde onderdeel.

Facing/kopplaat op een zekere minimale diepte onder maaiveld plaatsen zodat erosie geen rol speelt.

Indien de minimale diepte niet kan worden toegepast, dan door middel van onderzoek aantonen dat erosie bij een gegeven overslagdebiet mogelijk acceptabel is. Bij een overslagdebiet kleiner dan 0,1 l/s/m zijn speelt erosie door overslag niet.

De erosiebestendigheid dient meegenomen te worden bij het vaststellen van de dijkhoogte c.q. het overslagdebiet.

G8

Toepasbaarheid in overwegend organische gronden

Er zijn nog geen ervaringen met de toepassing van de nagels in grotendeels organische gronden. Mogelijk is de werking van de vernageling in deze gronden anders en/of verminderd.

Er kan vooralsnog geen houdkracht ontleend worden aan organische grondlagen voor de grond-constructie-interactie (wandwrijving) tenzij er lokale trek (bezwijk)proeven worden uitgevoerd om de wandwrijving vast te stellen en een relatie met grondonderzoek te leggen.

Door middel van onderzoek (bezwijkproeven in proefvelden en berekeningen met de EEM) de gewenste werking aantonen.

Als onderdeel van de pilot Watergraafsmeer zijn bezwijkproeven uitgevoerd op de axiale schachtwrijving van het LDE (JLD-Dijkstabilisator) in venige grond.

Indien op termijn voldoende ervaring is opgedaan op basis van trek(bezwijk)proeven kunnen naar alle waarschijnlijkheid ontwerprelaties worden afgeleid.

G9

Trillingen en grondverdringing tijdens inbrengen

Alhoewel reeds enige ervaring is opgedaan bij de diverse pilotprojecten is nog geen brede ervaring voorhanden met trillingen en de mate van grondverdringing bij inbrengen in diverse grondslagen.

• In deze publicatie zijn de opgedane ervaringen bij de pilotprojecten benoemd.
• Rekening houden met monitoring tijdens uitvoering.
• Vastleggen ervaringen

Proefname/testen in onbekende grondslag voorafgaand project.

G10

Invloed obstakels, puin, etc. op inbrengbaarheid

Bij obstakels in de ondergrond kunnen nagels mogelijk niet altijd op de gewenste locatie worden aangebracht en/of kan tijdens plaatsing schade optreden aan de nagels.

In deze publicaties is benoemd:

• goede inventarisatie van mogelijke obstakels in ondergrond bij start project;
• rekening houden met afwijkende plaatsingslocaties tijdens ontwerp;
• goede monitoring tijdens aanbrengen om mogelijke schade aan nagel direct vast te stellen;
• bij afwijkingen tijdens de uitvoering die groter zijn dan waarmee rekening is gehouden in het ontwerp, dient het ontwerp lokaal herzien te worden.

Opgedane ervaring uit de pilotprojecten analyseren en op basis van de resultaten de ontwerpmethode aanpassen, indien nodig.

G11

Verwijderbaarheid

Het is onduidelijk in welke mate, bij einde levensduur van de vernageling, onderdelen van de vernageling kunnen worden verwijderd en wat daarvan de impact is op de dijk.

In deze publicatie is benoemd dat er van moet worden uitgegaan dat bij einde levensduur de nagels in hun geheel achter blijven in het dijklichaam.

Indien het gewenst is dat (onderdelen van) de vernageling bij einde levensduur kunnen worden verwijderd, dient met proeven te worden aangetoond of dit mogelijk is, en zo ja, wat de impact is op de dijk. Bij het ontwerp ook het adaptieve vermogen van de constructie beschouwen en meenemen in ontwerp- of beheerplan.

G12

Modelfactor bij 3D-technieken

In het Deltares rapport Invulling witte vlekken acceptatie Dijkvernageling wordt geadviseerd om bij het ontwerpen van dijkvernageling voorlopig de modelfactor van Ɣd;i = 1,1 te handhaven bij het ontwerpen van dijkvernageling als dijkversterkingsmaatregel.

Voor dijkvernagelingstechnieken is voorgeschreven dat voor de maatgevende doorsneden een driedimensionale EEM-berekening uitgevoerd moet worden. Blijkt de 2D maatgevend, dan kan het ontwerp verder worden voltooid met 2D-EEM-berekeningen. Blijkt 3D maatgevend, dan dient verder ontworpen te worden met 3D-EEM-berekeningen of met 2D-EEM-berekeningen in combinatie met een 3D-factor op de snedekrachten van 1,1 (in lijn met het PPE).

N.v.t.

G13

Beoordelen, beheer en onderhoud

In het Deltares rapport Invulling witte vlekken acceptatie Dijkvernageling wordt geadviseerd om, als onderdeel van het beheer en onderhoud, het bovenste deel van een aantal nagels c.q. stabilisatoren vrij te graven om de verbindingen van de nagels naar de facing (kopplaat) te controleren. Daarbij kan worden gecontroleerd op eventuele achteruitgang in de materiaalsterkte van de verschillende onderdelen. Deze waarnemingen kunnen ook worden meegenomen in beoordeling.

In deze publicatie is deze aanbeveling overgenomen.

De onderdelen beoordelen, beheer en onderhoud zijn opgenomen in hoofdstukken 8 en 9.

Aanbrengen van dummynagels binnen project op welke nader onderzoek kan plaatsvinden in toekomst.

G15

Bepalen groepseffect axiale schachtweerstand

Er is geen bekende methode om het groepseffect van de axiale schachtweerstand in cohesieve gronden goed in te schatten. NEN 9997-1 art. 7.6.3.3 (c) geeft een analytische methode om de invloed van groepseffect mee te nemen voor funderingspalen. Deze methode gaat er echter vanuit dat de krachtsafdracht voornamelijk via de niet-cohesieve lagen plaatsvindt.

In cohesieve gronden zal bezwijken op axiale schachtweerstand altijd vlak naast de nagel (zeg binnen 1 maal de diameter) optreden. Praktisch gezien zullen nagels altijd hart-op-hartafstand van minimaal 1 m hebben. Met een diameter van de nagels variërend van 15-25 cm is het optreden van groepswerking daarmee onwaarschijnlijk.

Nader onderzoek om axiale groepswerking af te leiden.

G16

Hoe bepaal je het leggerprofiel?

Hoe bepaal je het leggerprofiel?

Er is niet één generieke, eenduidige methode voor het leggerprofiel beschikbaar. Het zal ook afhangen van de methode die een beheerder normaalgesproken hanteert voor een groene dijk. En wat hij toestaat in de beschermingszone (wel of geen ontgraving? Hoe diep ontgraven? Etc.).

Afhankelijk daarvan kunnen we de grens van de kernzone rekenkundig wel bepalen met de rekenmodellen voor Dijkvernageling en Dijkstabilisator.

Geen.

G17

Vergunningverlening

Hoe omgaan met vergunningsverlening qua werken in de buurt van de vernageling?

In de PPV zijn aandachtspunten voor de vergunningverlening benoemd. Het zal per beheerder verschillen in hoeverre de bestaande Keur- & beleidsbepalingen de aandachtspunten rondom werken nabij vernagelingsconstructies reeds afdekken.

Voor nu tijdens ontwerp van een vernagelingsconstructie dit agenderen bij de beheerder.

Ervaringen verzamelen bij beheerder waarvoor vernagelingsconstructies worden ontworpen. Deze verwerken in de volgende versie van de PPV.

Nr.

Witte vlek Dijkvernageling

Toelichting

Hoe mee omgegaan in deze publicatie?

Verder handelingsperspectief

D1

Piping en/of kwel langs nagel

• Piping (het meevoeren van gronddeeltjes) wordt niet relevant geacht indien de nagels geheel in cohesieve grond worden toegepast. Bij doorsnijden van niet-cohesieve grond kan piping niet direct worden uitgesloten.
• Kwel (grondwaterstroming) kan niet direct worden uitgesloten.
• Ontstaan van piping en/of kwel is ook afhankelijk van mogelijk ontstaan van holle ruimtes rondom anker, zie ook witte vlek G2.

In de PPV is een methode opgenomen om een pipingtoets voor vernagelingstechnieken uit te voeren. Deze toepassen in het ontwerp.

Met gerichte monitoring in hoogwater-situaties kan worden beoordeeld of piping en/of kwel langs de nagel optreedt. In de PPV staan maatregelen om eventuele problemen op te lossen.[d1] 

D2

Degradatie/corrosie constructieve onderdelen

Bij toepassing van stalen onderdelen dient met corrosie rekening te worden gehouden. Hoeveel? Invloed corrosie op groutlichaam?

Bij toepassing van andere materialen dienen de voor deze materialen relevante degradatiemechansimen te worden beschouwd. Ervaring met deze materialen?

Conservatieve inschatting impact op sterkte.

Bij het ontwerp van de nagelkern dient rekening te worden gehouden met corrosie over de levensduur. Hierbij dient aangenomen te worden dat het grout om de nagelkern gescheurd is.

Bij de toepassing van nieuw ontwikkelde materialen zal op deze materialen een degradatietest moeten worden uitgevoerd.

Aanbrengen van dummynagels binnen project op welke nader onderzoek kan plaatsvinden in toekomst.

D3

Uitbreidbaarheid/invloed aanbrengen nieuwe nagels op bestaande nagels

Het is mogelijk dat in de toekomst (bijv. door toegenomen hydraulische belastingen) extra nagels moeten worden bijgeplaatst in het dijklichaam om te voldoen aan de gestelde eisen. Tijdens het bijplaatsen kunnen de bestaande nagels mogelijk nadelig worden beïnvloed door bijv. grondontspanning. Tevens dient rekening te worden gehouden met het feit dat bestaande nagels al een zekere normaalkracht hebben door zettingen in de tijd, en dat de nieuwe nagels vrijwel spanningsloos worden geïnstalleerd. De mobilisatie van de schuifweerstand van de bestaande en nieuwe nagels zal dus verschillend zijn.

• Benoemen dat ankers initieel zo worden geplaatst dat bijplaatsen mogelijk is.
• Waar mogelijk rekening houden met negatieve aspecten.
• Bij het ontwerp van de nieuwe nagels dient rekening gehouden te worden met het eventuele verschil in mobilisatie van de schuifweerstand. Hierbij kunnen beproevingen op de dummynagels inzicht bieden.

Aanbrengen van dummynagels binnen project op welke nader onderzoek kan plaatsvinden in toekomst/bij ontwerp extra nagels.

D4

Vaststellen van de schachtweerstand a.d.h.v. sonderingen

Belangrijk aspect bij het ontwerp is welke schachtweerstand kan worden aangehouden tussen groutlichaam en grond. Idealiter wordt deze bepaald aan de hand van sonderingen in combinatie met een schachtwrijvingsfactor α_t. Hiervoor bestaan echter nog geen eenduidige relaties.

In H7 zijn bezwijkproeven t.b.v. het vaststellen van de schachtwrijvingsfactor verplicht.

Voorlopig dient voor elke dijkversterking een validatie uitgevoerd te worden van de correlatie a.d.h.v. bezwijkproeven

Nr.

Witte vlek JLD-Dijkstabilisator

Toelichting

Hoe mee omgegaan in deze publicatie?

Verder handelingsperspectief

J1

Afname voorspanning JLD-Dijkstabilisator in de tijd

Door het aanbrengen van een actieve voorspanning op een slappe ondergrond zal deze gaan vervormen, waardoor de voorspanning afneemt. Het is op dit moment niet duidelijk hoe hard deze afname zal gaan en dus hoeveel onderhoud het vergt om de voorspanning op het gewenste niveau te houden.

• Analyse o.b.v. verwachtingswaarden, waarbij tevens gevoeligheidsberekeningen uitgevoerd dienen te worden met conservatieve uitgangspunten om de uitersten vast te stellen.
• Rekening houden met onderhoud.
• Ervaringen pilotproject Watergraafsmeer vastleggen.
• Monitoren van voorspanning JLD-Dijkstabilisatoren.
• Uitvoeren van proeven met terugloop van de voorspanning bij proefveld in Purmerend. Als onderdeel van de pilot is ook in Purmerend een proefveld voor de monitoring van de voorspanning ingericht.

Opgedane ervaring uit het pilotproject en proeven bij proefveld analyseren en resultaten verwerken in de ontwerpmethode.

J2

Grootte ‘zettingstrog’ in dijklichaam

Door het aanbrengen van een actieve voorspanning op een slappe ondergrond zal deze gaan vervormen. Hierdoor ontstaat rondom de kopplaten een ‘zettingstrog’. Het is op dit niet geheel duidelijk hoe groot de zettingstrog zal zijn, wat de invloed is op het dijklichaam en hoeveel onderhoud dit zal vergen.

• Analyse o.b.v. verwachtingswaarden, waarbij tevens gevoeligheidsberekeningen uitgevoerd dienen te worden met conservatieve uitgangspunten om de uitersten vast te stellen,
• Rekening houden met onderhoud,
• Ervaringen pilotproject Watergraafsmeer vastleggen,

Opgedane ervaring uit het pilotproject analyseren en resultaten verwerken in de ontwerpmethode.

• Het risico op piping (het meevoeren van gronddeeltjes) kan niet direct worden uitgesloten aangezien de ankervoet per definitie in een vaste zandlaag wordt geplaatst.
• Kwel (grondwaterstroming) kan niet direct worden uitgesloten.
• Ontstaan van piping en/of kwel ook afhankelijk van mogelijk ontstaan holle ruimtes rondom anker, zie ook witte vlek G2.

Proefname.

Monitoring.

J4

Degradatie/Corrosie constructieve onderdelen

Bij toepassing van kunststoffen en andere materialen dienen de voor deze materialen relevant degradatiemechansimen te worden beschouwd. Ervaring met deze materialen?

Bij toepassing van stalen onderdelen dient met corrosie rekening te worden gehouden. Hoeveel? Invloed corrosie op groutlichaam?

In het ontwerp wordt rekening gehouden met sterktereductie van de kunststoffen door degradatie over de levensduur conform de daarvoor vigerende normen/leidraden (CUR/BUV).

Bij de toepassing van nieuw ontwikkelde materialen zal op deze materialen een degradatietest moeten worden uitgevoerd.

Bij het ontwerp van de stalen dient rekening te worden gehouden met corrosie over de levensduur.

Aanbrengen van dummy-JLD-Dijkstabilisatoren binnen project op welke nader onderzoek kan plaatsvinden in toekomst.

J5

Uitbreidbaarheid/invloed aanbrengen nieuwe nagels op bestaande nagels

Het is mogelijk dat in de toekomst (bijv. door toegenomen hydraulische belastingen) extra stabilisatoren moeten worden bijgeplaatst om te voldoen aan de gestelde eisen. Tijdens het bijplaatsen kunnen de bestaande stabilisatoren mogelijk nadelig worden beïnvloed door bijv. grondontspanning.

• Benoemen dat stabilisatoren initieel zo worden geplaatst dat bijplaatsen mogelijk is.
• Waar mogelijk rekening houden met negatieve aspecten.
• Opnieuw afspannen stabilisatoren, waardoor de spanningssituatie tussen oude en nieuwe stabilisatoren gelijkgetrokken wordt.

Aanbrengen van dummynagels binnen project op welke nader onderzoek kan plaatsvinden in toekomst.

J6

Houdkracht klapanker in diepe zand

Er zijn geen exacte berekeningsmethoden voor de houdkracht van een (schuin geplaatst) klapanker in een diepere zandlaag.

• Conservatieve berekeningswijze.
• Validatie minimale houdkracht met behulp van proefbelasting.

Aanbrengen van dummynagels binnen project op welke nader onderzoek kan plaatsvinden in toekomst.