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