Ontwerpnota Stormvloedkering Oosterschelde Boek 2 De Waterbouwkundige Werken
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
a.« ministerie Van verkeer en waterstaat rijkswaterstaat ontwerp nota bösterscheidë Ontwerpnota Stormvloedkering Oosterschelde BIBLIOTHEEK Dianst Weg- en Waterbouwkunde Postbus 5044, 2600 GA DELFT - h JUL11991 Boek 2: De waterbouwkundige werken Boek 2: De waterbouwkundige werken Algemene beschouwingen Havens Waterkeringen Wegen en aansluitingen Grondverbetering en verdichting funderingsbed Funderingsbed Drempel en overgangsconstructie Breukstenen dammen Bodembescherming Damaanzetten 2 Deelnota 1: Algemene beschouwingen 4' 26O0 GA DELFÏ 3 Inhoud 1. Inleiding 2. Ontwerpfilosofie en ontwerpprincipes 2.1. De onderdelen van de afsluitbare kering 2.1.1. Nadere onderverdeling en functionele analyse 2.1.2. Ondergrond en funderingsbed 2.1.3. Drempel, bodembescherming en breukstenen dam 2.2. De overige onderdelen 3. Bouwmaterialen 3.1. Inleiding 3.2. Breuksteen en steenachtige materialen 3.2.1. Toepassing en functie-eisen 3.2.2. Stroom- en golfbestendigheid 3.2.3. Filterfunctie 3.2.4. Grondmechanische eigenschappen 3.2.5. De materiaalspecificaties 3.3. Zand en grind 3.4. Kunststoffen 3.5. Bitumineuze materialen 3.5.1. Mastiek 3.5.2. Open steenasfalt 3.5.3. Dicht steenasfalt 3.5.4. Zandasfalt 3.5.5. Gietasfalt 3.5.6. Waterbouwasfalt 4. Documentatielijst 5. Literatuurlijst 1. Inleiding In dit boek wordt in afzonderlijke deelnota's het ontwerp van onder De totale groep omvat: delen van het project Stormvloedkering behandelt, die men zou kun * de damaanzetten, zowel aan de Schouwse en Noord- nen aanduiden met de term Waterbouwkundige Werken. Hieronder Bevelandse oever als aan de eilanden; worden die onderdelen verstaan die in hoofdzaak uit grond en steen * het eilandcomplex Neeltje Jans met als componenten: de achtige materialen zijn opgebouwd. voormalige werkeilanden Neeltje Jans en Noordland en het De in dit boek te behandelen onderdelen kunnen globaal in twee daartussenliggende Damvak Geul; groepen worden verdeeld: * het werkeiland Roggenplaat; — De eerste groep, die in het spraakgebruik van de projectorgani * de eigenlijke hoofdwaterkering op deze eilanden; satie werd aangeduid met de term „Natte Werken", omvat die * het wegenstelsel op de hele stormvloedkering; onderdelen die deel uit maken van het afsluitbare deel van de * de havens Noordland als voorhavens van de Roompotsluis kering of daar een nauwe relatie mee hebben. Dit zijn: en de overige havens en (ex)bouwputten. * de funderingsgrondslag, grondverbetering en verdichting; Eigenlijk zouden de Roompotsluis, de kleine kunstwerken op * het funderingsbed en de tegelmatten; Neeltje Jans en het ir. J.W. Tops-huis ook in deze groep moeten * de drempel met de aanstortingen van de dorpelbalken en de worden ondergebracht Omdat dit echter hoofdzakelijk beton- overgangsconstructie naar de stortebedden: werken zijn, wordt het ontwerp daarvan in Boek 3 behandeld. * de stortebedden, de overige bodembescherming en het rand Het ontwerp van de onderdelen van deze tweede groep is veel gebied naar de onbeschermde bodem (randbodembe- meer langs de traditionele deterministische weg totstand scherming); gekomen. * de breukstenen dam. Op het ontwerp van deze groep onderdelen is vooral de in deel- In hoofdstuk 2 wordt dieper ingegaan op de ontwerpfilosofie en ont nota 1.2. uiteengezette probabilistische ontwerpbenadering van werpprincipes van de in dit boek behandelde onderdelen. De hier toepassing. boven aangegeven verdeling in twee groepen wordt daarbij aan gehouden vanwege de reeds gesignaleerde verschillen in ontwerp — De tweede groep onderdelen is meer heterogeen van sa benadering. menstelling. Bepaalde onderdelen hebben nog een duidelijke In het derde hoofdstuk van deze inleidende deelnota wordt inge functie in het object Stormvloedkering in engere zin. Andere on gaan op de technologische aspecten van de bouwmaterialen die derdelen hebben een meer algemene infrastructurele functie die voor de constructie van de te behandelen onderdelen zijn gebruikt. doelbewust is nagestreefd, terwijl er ook nog onderdelen zijn Veel van deze materialen zijn in meerdere onderdelen toegepast zo aan te wijzen die alleen in de totstandkoming van het project een dat een centrale behandeling van deze aspecten meer voor de hand rol hebben gespeeld en nu als een soort erfenis zijn achtergeble ligt- ven. Zij bepalen echter mede het uiterlijk van het object Storm vloedkering in de ruime zin, reden waarom de beschrijving van hun ontwerp toch in dit boek is opgenomen. 6 2. Ontwerpfilosofie en ontwerpprincipes 2.1. De onderdelen van de afsluitbare kering 2.1.1. Nadere onderverdeling en functionele analyse 2.1.2. Ondergrond en funderingsbed De onderdelen van de in het vorige hoofdstuk aangegeven eerste In het ontwerp van de stormvloedkering kan de funderings groep zijn naar hun functie te onderscheiden in: grondslag, namelijk dat deel van de ondergrond dat wordt beïnvloed — Onderdelen met een hoofdzakelijk dragende functie: door de uit de kering voortvloeiende belastingen, worden be * ondergrond; schouwd als een onderdeel van de constructie. Het argument hier * funderingsbed. voor is dat de natuurlijk aanwezige grondmechanische eigenschap — Onderdelen met een stroomgeleidende en/of waterkerende pen zijn beïnvloed door maatregelen als grondverbetering en ver functie: dichting. * drempel met overgangsconstructie en aanstortingen van de Hierdoor is een zekere mate van aanpassing verkregen aan de eisen dorpelbalk; die het ontwerp van de kering zelf stelt aan de funderingsgrondslag. * breukstenen dam. In dit verband is essentieel dat de vervorming van het betonnen — Onderdelen met een beschermende functie: raamwerk van pijlers, dorpel- en bovenbalken, grotendeels wordt * stortebed; gedicteerd door de vervorming van de funderingsgrondslag van de * overige bodembescherming; pijlers onder de daarop werkende invloeden. In dit betonnen raam * randbodembescherming. werk moeten de schuiven als afsluitend element kunnen bewegen, Al deze onderdelen hebben met elkaar gemeen dat ze in hoofd waardoor de vervorming aan zekere toelaatbaarheidsgrenzen is ge zaak zijn opgebouwd uit korrelige materialen, hetgeen in belang bonden. rijke mate de ontwerpproblematiek heeft bepaald. De mogelijkheden tot vervorming komen onder andere tot uiting in Weliswaar zijn de stortebedden uit asfaltmastiek opgebouwd en de stabiliteits- en zettingsberekeningen voor de pijlers. Afgezien van zijn bij de bodembescherming ook nog andere materialen (geo- een eventuele overschrijding van het evenwichtsdraagvermogen textiel, steenasfalt) toegepast, maar deze hebben geen wezenlij van de funderingsgrondslag, waren het potentiële verwekingsge- ke invloed gehad op de ontwerpfilosofie en ontwerpprincipes. drag van labiele korrelstructuren in de zandbodem en de elasti Verder hebben deze onderdelen met elkaar gemeen dat in de sche/plastische deformatie karakteristieken van meer stabiele gebeurtenissenboom die volgt op het falen van één van deze structuren, de belangrijkste grondmechanische aspecten waarmee onderdelen, één tak leidt naar dezelfde gebeurtenis namelijk: het in deze berekeningen rekening moest worden gehouden. verzakken of een totaal stabiliteitsverlies van één of meer pijlers (zie Deelnota 1.2. hoofdstuk 3, figuur 2). De doelstelling van de uitgevoerde grondverbetering en verdichting Het verschil tussen de drie hiervoor onderscheiden subgroepen was, het bereiken van een zo homogeen mogelijke funderings ligt daar in dat bij de eerste subgroep de betrokkenheid bij deze grondslag, waarin de aanwezigheid van verwekingsgevoelige struc gebeurtenis direct is en dat voor de twee overige groepen deze turen vrijwel was uitgesloten. De parameters, die het elastische/plas betrokkenheid indirect is via een aantasting door voortschrijden tische deformatiegedrag bepalen, moesten optimaal zijn, zodat loka de erosie van de funderingsgrondslag van buitenaf. le vervormingen en vervormingsverschillen zoveel mogelijk werden Voor de derde subgroep is deze relatie de achtergrond van de beperkt. beschermende functie als hoofdfunctie. De homogeniteit van de funderingsgrondslag werkte ook nog op Voor de tweede groep treedt deze relatie hoofdzakelijk in wer een andere wijze door in het ontwerp van de kering. king wanneer de hoofdfunctie gefaald heeft. De beschermende De hiervoor reeds genoemde stabiliteits- en zettingsberekeningen functie zou hier als een nevenfunctie kunnen worden aan van de pijlers werden in de (semi-)probabilistische benadering van geduid. het ontwerp, uitgevoerd volgens de spoor A-strategie en deels vol Bij de ondergrond en het funderingsbed wordt de problematiek gens de spoor B-strategie (zie Deelnota 1.3., hoofdstuk 6.8.). van het ontwerp hoofdzakelijk bepaald door de eis van een zo Als rekenwaarde voor de in deze berekeningen gebruikte grondme gering mogelijke vervorming in verband met de dragende func chanische parameters werd het gemiddelde gebruikt van de uit veld tie. Dit wordt in paragraaf 2.1.2 verder uitgewerkt. en laboratoriumonderzoek bepaalde werkelijke waarden. In de De onderdelen van de twee andere groepen worden vooral on spoor A-strategie was de standaardafwijking van de werkelijke waar derworpen aan hydraulische belastingen. De eis van hydrauli den ten opzichte van het gemiddelde bepalend voor de grootte van sche stabiliteit is dan ook vooral bepalend geweest voor het de voor de afwijkingen van de rekenwaarde ingevoerde partiële vei- ontwerp van deze onderdelen, zij het dat functie-afhankelijk de ligheidscoëfficiënt. fn de spoor B-strategie werden deze standaardaf uitwerking daarvan enigszins verschillend