Spijkeren in de dijk

//Spijkeren in de dijk

Snel lezen

  • Dijken kunnen binnenwaarts afschuiven;
  • Met al dan niet voorgespannen nagels wordt de dijk op zijn plaats gehouden;

Gepubliceerd in NRC Handelsblad, 25 april 2015

Hansje Brinker wist een doorbraak te voorkomen door zijn vinger in de dijk te steken, maar hedendaagse ingenieurs gebruiken liever meterslange nagels van kunststof, al dan niet in combinatie met een cementplug om de dijk te verstevigen. Twee manieren om een dijk te vernagelen.

Dijken kunnen op verschillende manieren bezwijken en een daarvan is binnenwaartse afschuiving. Je zou het niet denken als je op een mooie voorjaarsdag op de Ringdijk bij Vianen staat, maar de kans bestaat dat bij hoog water scheuren ontstaan in het wegdek en een deel van het dijklichaam aan de landzijde naar beneden zakt. Als dat gebeurt, raakt de dijk waarschijnlijk zo verzwakt dat een dijkdoorbraak onvermijdelijk is en het oude stadje aan de Lek onder water komt te staan.

Binnenwaartse afschuiving treedt op als de dijk zelf verzadigd is met water, vertelt Huub Verlouw van Waterschap Rivierenland, dat de dijken in het gebied tussen Ooijpolder en Kinderdijk beheert. Als het water hoog tegen de dijk aan staat, stijgt ook het grondwaterpeil in en naast de dijk; de poriën tussen de gronddeeltjes (in dit geval klei) raken gevuld met water. Op een gegeven moment gaan ze als gevolg van de opwaartse druk zweven (Wet van Archimedes) en verliezen ze hun verband. De dijk verliest zijn stabiliteit en een deel schuift af.

Sinds de dreigende overstromingen en evacuaties in 1995 is er veel meer bekend geworden over deze zogeheten macrostabiliteit van dijken. Er zijn rekenprogramma’s gemaakt om de weerstand van de dijk tegen afschuiven te berekenen en bij de laatste controle is gebleken dat 300 kilometer rivierdijk niet aan de eisen voldoet. Een van de probleemgevallen is de Ringdijk bij Vianen, een oude kleidijk, die na het hoogwater van 1995 is verbeterd
, maar desondanks nu niet meer aan de eisen voldoet.

Verlouw: ‘Normaliter zou je het probleem oplossen door aan de landzijde een berm tegen de dijk aan te leggen, waardoor die niet meer kan afschuiven, maar in geval van de Ringdijk kan dat niet omdat er binnendijks een archeologisch waardevol gebied ligt. Daar heeft vroeger het Kasteel Batestein gestaan en de oude slotgracht ligt bijna tegen de dijk aan. Bij een beperkte ruimte zou een damwand het meest voor de hand liggende alternatief zijn, maar je kunt ook denken aan
innovatievere oplossingen, zoals dijkvernageling.’

Bij wijze van experiment wordt de Ringdijk de komende maanden over een lengte van 250 meter verstevigd door het aanbrengen van 18 meter lange nagels die worden vastgezet met een plug van grout. Grout is een slurry van cement en water die doordringt in de holtes en poriën van het dijklichaam en daar verhardt. In het buitenland wordt het vernagelen van grond al langer toegepast om spoordijken en taluds van snelwegen te beschermen tegen afschu
iven, maar de Ringdijk is de eerste keer dat die techniek in Nederland wordt beproefd en de allereerste keer ter wereld dat die in een dijk wordt beproefd, aldus Willem-Jan de Vos, projectleider van het Consortium Dijkvernageling dat is opgericht door BosKalis en Volker Staal. Hij legt uit hoe het werkt. ‘Vanaf het binnentalud boren we een gat in de dijk diagonaal naar beneden. Met de boor gaat er een 18 meter lange nagel mee het boorgat in. Die nagel is eigenlijk een holle, driehoekige buis met een doorsnede van 6 centimeter, die is gemaakt van vezelversterkte kunststof. Terwijl de boor wordt teruggetrokken, vullen we de boorholte met het grout. Uiteindelijk heb je een nagel met een kern van kunststof en een schil van grout. De kern zorgt voor het opvangen van de afschuifkrachten, het grout zorgt voor een goede hechting met de grond in de dijk.’

Het voordeel van deze aanpak is niet alleen dat die geen extra ruimte vraagt – de dijk ziet er voor en na zelfs precies hetzelfde uit – maar ook dat die weinig of geen hinder voor omwonenden oplevert. Verlouw: ‘Er is geen groot materieel nodig, het werk duurt relatief kort en er is geen overlast van trillingen of geluid. Mochten de normen veranderen, waardoor extra sterkte nodig is dan kunnen we eenvoudig meer nagels aan laten brengen.’

In de Ringdijk bij Vianen worden de komende maanden drie rijen naalden boven elkaar worden geplaatst op een afstand van circa twee meter over een lengte van 250 meter, in totaal zo’n 375 nagels. Zitten nagel en plug eenmaal op hun plek dan wordt er een vierkante plaat op het gat gezet en wordt alles bedekt met een laagje grond. Met behulp van computermodellen is berekend waar de nagels moeten komen en onder welke hoek ze de dijk in gaan. Eind deze maand worden de eerste (test)nagels geplaatst. Om te kijken of alle sommen kloppen wordt er aan getrokken tot ze kapot zijn. Als het allemaal klopt worden de komende maanden alle 375 nagels geplaatst, zodat de dijk voor het hoogwaterseizoen weer de gewenste stabiliteit heeft.

Terwijl in Vianen binnenkort de eerste dijknagels worden geplaatst, beproeft Jos Karsten, directeur van JLD Contracting uit Edam een andere techniek om te voorkomen dat de dijk afschuift. Het systeem lijkt op de dijknagel, maar de werking ervan is anders, zegt Karsten: ‘Dijkvernageling is een reactief proces; de dijknagels doen hun werk als de dijk dreigt te gaan afschuiven en vangen dan de afschuifkrachten op. Onze dijkstabilisator werkt proactief; we voorkomen dat die krachten ontstaan.’

Ook de Dijkstabilisator bestaat uit een meterslange nagel van vezelversterkte kunststof. Om hem in de dijk te brengen hoeven er geen gaten te worden geboord. JLD heeft een machine ontwikkeld waarmee de nagel door het dijklichaam heen wordt gedrukt naar de onderliggende stabiele zandlaag (Pleistoceen). Aan het uiteinde bevindt zich een klapanker dat bij het bereiken van de zandlaag uitklapt als een parapluplug en de nagel aan een kant vast zet. Aan de andere kant, het talud van de dijk, wordt de nagel strak getrokken en vastgezet met een kopplaat, die vervolgens met grond wordt bedekt. Momenteel wordt de dijkstabilisator beproefd in een proefdijk bij Purmerend van 80 meter lang en 1,40 meter. Daarbij worden verzwaarde containers op de met water verzadigde proefdijk gezet net zo lang tot de proefdijk het daadwerkelijk begeeft.

Het verschil tussen beide systemen zit hem in de manier waarop de afschuifkrachten worden gecompenseerd. Bij dijkvernageling wordt er als het ware rooster in de dijk gemaakt over een lengte van 250 meter, bestaande uit drie lagen van dunne cementbalken met een kunststofnagel als wapening. Mocht de grondmassa willen gaan schuiven, dan wordt die tegengehouden door dat rooster. Bij de JLD-Dijkstabilisator wordt een rooster aangebracht van kunststof nagels, maar dan verankerd in de zandlaag. Het deel van het dijklichaam dat af kan schuiven, wordt via voorspanning op zijn plaats gehouden.

Volgens Huub de Bruijn van Deltares ontlopen beide systemen elkaar niet veel als het gaat om functionaliteit. Onderzoeksinstituut Deltares is bij beide projecten betrokken om de kwaliteit van het onderzoek te waarborgen en om een protocol op te stellen voor de beoordeling later dit jaar door het Expertisenetwerk Waterveiligheid (ENW). Een positief advies van ENW geldt de facto als een keurmerk. Als het allemaal werkt zoals bedacht, kunnen beide technieken worden gebruikt om dijken te stabiliseren als er voor een – goedkope – berm geen ruimte is en het plaatsen van een damwand teveel hinder oplevert. Ze zijn concurrerend, maar met alleen al in Nederland 300 kilometer dijk en een onbekend, maar waarschijnlijk erg groot aantal kilometers elders in de wereld, lijkt de markt groot.

By | 2017-04-12T03:41:57+00:00 april 22, 2015|