De beheersing van ontgrondingskuilen Ontgrondingskuilen zijn kuilen in de bodem, die ontstaan door erosie van het oorspronkelijk aanwezige zand. Deze kuilen vormen een bedreiging voor oeverdijken en voor kunstwer ken, zoals de Oosterscheldekering. Immers als het talud van de kuil maar steil genoeg is kan een zettingsvloeiing of afschuiving ontstaan, die de grondslag van een nabij gelegen constructie kan doen verdwijnen. Nu zijn ontgrondingskui len bij een kunstwerk als de Oosterscheldeke ring niet te vermijden. Maar men kan wel de omvang van de kuilen beperken en ook de gevolgen ervan. In dit artikel wordt geschetst hoe men bij de Oosterscheldekering tot een optimale combinatie van middelen is gekomen om de ontgrondingskuilen te beheersen. Bouwt men een doorlatende constructie in een waterloop, dan wordt het stroombeeld beneden strooms veel onregelmatiger dan boven- strooms: de variaties van plaats tot plaats zijn veel groter en de turbulentie is veel hoger. Bijgevolg is de zandtransportcapaciteit bene denstroom aanzienlijk hoger dan bovenstrooms en zal de ondergrond eroderen als die uit zand bestaat en niet is afgedekt door een bodembe scherming (figuur 1). Direct benedenstrooms van de constructie is dit verschijnsel het opvallendst, geleidelijk aan in de richting van de stroom wordt het stroombeeld weer regelmatiger. Het verloop van de erosietendens is overeenkomstig. Daarom zullen de ontgron dingskuilen voorbij een langere bodembescher ming ook minder diep worden. De kuildiepte is een functie van de tijd: in het begin neemt de diepte van de kuil snel toe, maar dat wordt gaandeweg minder, en het houdt op een gegeven moment zelfs op. Het ontgrondingsproces bij de Oosterschelde kering is al begonnen in de eerste bouwfase, bij de bouw van de eerste damaanzetten. Niet voor niets was de bodembescherming al vóór die tijd aangebracht. Bij elke volgende bouwfase krijgt het ontgrondingsproces een nieuwe impuls, want door de toenemende vernauwing wordt de onregelmatigheid van de stroom en daardoor de erosie sterker, naarmate de bouw vordert. Naast de mate van vernauwing en de lengte van de bodembescherming is tenslotte ook de vorm van de constructie van grote invloed. Die invloed kan alleen in een schaal model worden bestudeerd. Daarom is model onderzoek gedaan voor enkele bouwfasen en voor de eindfase. Als lengte van de bodembe scherming werd ongeveer 600 m aangenomen. Uit dit onderzoek bleek het volgende: tijdens de meest kritieke bouwfase, het plaatsen van de dorpelbalken, kan een kuil van enkele meters diepte in een dag of tien wel 10 m diep worden; op enkele punten zullen onmiddellijk na voltooiing van de kering al kuilen van 20 a 30 m voorkomen, en tien jaar later zijn enkele kuilen te verwachten die tweemaal zo diep zijn. Nu kan men zich afvragen of een ontgrondings- kuil van zo'n 50 m diepte toelaatbaar is. Zullen de kuiltaluds wel stabiel blijven? Dat hangt sterk van de grondslag af. Op vele plaatsen bevindt zich losgepakt zand; dat is zeker zettingsvloeiingsgevoelig. Gelukkig beschikken de ontwerpers van de kering over een uitgebreide inventarisatie van alle zettings vloeiingen en vele grote afschuivingen die in het verleden zijn waargenomen in het gebied van Ooster- en Westerschelde. Met behulp van die inventarisatie kan voor elk van de verschillende grondsoorten een goede schatting worden gemaakt van de kans op zettingsvloeiing of afschuiving, als functie van de kuilvorm. Maatgevend blijkt niet zozeer de kuildiepte, als wel het steilste stuk helling. Overigens is bij benadering bekend hoe steil de helling wordt bij een bepaalde kuildiepte. De kritieke helling, dus die helling waarbij instabi liteit zal optreden, kan daar vrij nauwkeurig uit worden afgeleid. Vóórdat die helling ontstaat moeten maatregelen genomen zijn om dat te voorkomen. We zullen nu ingaan op de maatregelen die daarvorter beschikking staan. Bij een constructie als de Oosterscheldekering kan men het ontgrondingsproces beïnvloeden door de vorm van de constructie aan te passen Bij het vaststellen van het ontwerp van de kering is ruime aandacht besteed aan ontgron dingskuilen, en voor verscheidene voorontwer pen zijn schaalmodelproeven naar de te 294

Tijdschriftenbank Zeeland

Driemaandelijks bericht Deltawerken | 1983 | | pagina 8