1
Oeverstabiliteit bij
zandwinputten
Deel A : CUR-Aanbeveling 113
Deel O : Onderbouwend rapport
Deel T : Blik op de toekomst
Leeswijzer
Deze uitgave over oeverstabiliteit bij zandwinputten bestaat uit drie gedeelten: een CUR-
Aanbeveling (deel A), een onderbouwend rapport (deel O) en een blik op de toekomst
(deel T). In de CUR-Aanbeveling en het onderbouwende rapport wordt veelvuldig onder-
ling verwezen: in de CUR-Aanbeveling naar onderdelen van het rapport met de aandui-
ding O; in het onderbouwende rapport naar de CUR-Aanbeveling met de aanduiding A.
CUR-Aanbeveling 113
De Aanbeveling is bedoeld om een zo volledig mogelijk beeld te geven van de belang-
rijkste zaken die gemoeid zijn met het omgaan met het risico van ongewenste oeverin-
scharing bij zandwinputten.
In de CUR-Aanbeveling zijn de hoofdlijnen uiteengezet voor het vaststellen van een
optimaal talud. Dat is een talud dat bijdraagt aan het zoveel mogelijk benutten van een
zandwinlocatie, maar tevens leidt tot een aanvaardbaar risico op oeverinscharing. De
functie van de Aanbeveling is in de eerste plaats houvast te bieden bij vergunningverle-
ning.
Onderbouwend rapport
In het rapport is de onderbouwing te vinden van de aanbevelingen voor de aan te hou-
den taludopbouw. Het rapport gaat met name in op de motivering van de geformuleer-
de aanbevelingen en bevat informatie voor met name ontwerpers van zandwinputten,
exploitanten en aannemers.
De belangrijkste begrippen en symbolen zijn beschreven of gedefinieerd in A.3.
Blik op de toekomst
Naar verwachting zullen zich de komende jaren nog belangrijke ontwikkeling voordoen
bij ontwerp, uitvoering en exploitatie van zandwinputten. Met het voortschrijden van
3D-modellen zullen betere modellen beschikbaar komen voor het voorspellen van oever-
inscharingen. Het winnen van zand kan door betere instrumentatie en registratie steeds
nauwkeuriger geschieden. Daarnaast zullen zandwinputten naar verwachting steeds
meer worden gebruikt als stortlocatie voor verontreinigd baggerslib.
2
Oeverstabiliteit bij
zandwinputten
Deel A: CUR-Aanbeveling 113
Het vinden van nieuwe locaties voor zandwinning blijkt de laatste jaren steeds moeilij-
ker. Als gevolg daarvan bestaat de tendens bestaande zandwinningen maximaal te benut-
ten. Om het ruimtebeslag van zandwinningen te beperken, wordt gestreefd naar zo steil
mogelijke taluds en wordt steeds dieper gewonnen. Deze ontwikkelingen hebben in de
afgelopen jaren op een aantal locaties geleid tot oeverinscharingen, soms met aanzien-
lijke schade aan de omgeving tot gevolg.
De precieze oorzaak van oeverinscharingen is vaak niet met zekerheid vast te stellen. Er
lijken ten minste twee factoren in het geding te zijn: de grondopbouw ter plaatse en het
proces van zandwinning. In deze CUR-Aanbeveling is het beschikbare inzicht en de ken-
nis over de oorzaken van dergelijke oeverinscharingen en over de mogelijkheden deze te
voorkomen, verzameld. Op basis daarvan zijn aanbevelingen geformuleerd. Deze zijn
weergegeven in het eerste deel van deze Aanbeveling ('deel A'); de onderbouwing in het
tweede deel ('deel O').
De CUR-Aanbeveling is bedoeld voor al diegenen in Nederland die betrokken zijn bij het
winnen van zand of grind vanuit zandwinputten, met name de aanvragers, houders en
verleners van vergunningen en de overige instanties die een rol spelen bij vergunning-
verlening. De Aanbeveling moet er toe bijdragen dat partijen op een rationele en doel-
matige wijze tot een veilig en optimaal talud komen. Daartoe heeft de Aanbeveling
betrekking op het onderzoek dat de aanvrager voor het verkrijgen van een vergunning
moet laten uitvoeren, alsmede op de uit te voeren risico-analyse en de aanvaardbaarheid
van het voorspelde risico. Daarmee wordt bijgedragen aan het toetsingskader waarvan de
vergunningverlenende instantie gebruik maakt alvorens zij vergunning verleent.
De CUR-Aanbeveling moet tevens bijdragen aan een grotere uniformiteit in het toet-
singskader voor dieptewinningen in Nederland, zodat de rechtsgelijkheid voor de zand-
winnende bedrijven wordt bevorderd. Bij het opstellen van deze CUR-Aanbeveling is ver-
ondersteld dat de lezer redelijk bekend is met geotechnische termen.
Deze CUR-Aanbeveling is opgesteld door CUR-commissie C 130 'Zandwinputten en
taludstabiliteit'. Op het moment van verschijnen van deze Aanbeveling was de samen-
stelling van de commissie als volgt: prof.ir. W.J. Vlasblom (voorzitter), ir. M.B. de Groot
(secretaris en rapporteur), ir. S.J. Bennema, ing. E.J. de Boer, ir. J.A.M. 't Hoen, dhr. G.
Hutten, ir. M.T. van der Meer, drs. R.J.M. Meijnen, ir. A.H. Nooy van der Kolff, ir. Joh.
G.S. Pennekamp, ing. R. Steenbrink en ir. J.P. Koenis (coördinator).
Naast de rapporteur hebben vooral ir. D.R. Mastbergen, ir. M.T. van der Meer, dr. C.A.
Schoofs en ir. T.P. Stoutjesdijk een bijdrage geleverd aan het concept van de
Aanbeveling.
Deze Aanbeveling is goedgekeurd door de Stuurgroep van CUR Bouw & Infra.
Deze CUR-Aanbeveling is tot stand gekomen met financiering vanuit het onderzoeks-
programma VIBO, waarin het Ministerie van Verkeer en Waterstaat en de provincies,
verenigd in het Inter Provinciaal Overleg, gezamenlijk bouwgrondstoffengerelateerd
onderzoek uitvoeren. Daarnaast is de financiering afkomstig van de participanten in de
commissie.
3
CUR-Aanbeveling 113
4
Inhoud
1. Onderwerp 5
2. Toepassingsgebied 5
2.1 Belanghebbenden 6
2.2 Functie van de Aanbeveling 6
2.3 Relatie met vergunningsvoorwaarden 6
3. Termen, definities en symbolen 7
4. Doel, diepgang en fasering
9
4.1 Doel van het ontwerp 9
4.2 Omvang en diepgang 9
4.2.1 Op basis van ervaring 10
4.2.2 Eenvoudig 10
4.2.3 Gedetailleerd 11
4.2.4 Geavanceerd 11
4.3 Fasering van het ontwerp 11
5. Grondonderzoek en overige metingen 11
Tabel 1 Aanbevelingen grondonderzoek 12
6. Analyse faalmechanismen 13
Tabel 2 Aanbevelingen analyses faalmechanisme 13
7. Risicobeschouwing 17
7.1 Functie risicobeschouwing 17
7.2 Belangrijkste onzekerheden 17
7.3 Gevolgen eventuele oeverinscharing 18
7.4 Overzicht methoden risicobeschouwing 18
7.5 Aanbevelingen 18
Tabel 4 Aanbevelingen risicobeschouwingen 19
8. Begeleiding van zandwinning en terugstorten 19
Tabel 5 Aanbevelingen metingen tijdens uitvoering 20
9. Beheerfase ontgrondingen 21
CUR-Aanbeveling 113
5
1 Onderwerp
Figuur 1. Oeverinscharing zandwinput Bergweg, Overijssel, 1997.
Deze Aanbeveling heeft betrekking op instabiliteiten van onderwatertaluds die bij het
winnen van zand ontstaan en die kunnen leiden tot ongewenste oeverinscharingen,
zoals te zien is in figuur 1. De oeverinscharingen zijn soms onverwacht groot en kun-
nen daardoor leiden tot schade aan de omgeving van de zandwinput. Dit is de laatste
decennia vooral gebleken in het westen en het noordoosten van Nederland.
Deze CUR-Aanbeveling geeft een overzicht van de huidige kennis en inzichten en for-
muleert daarop gebaseerde aanbevelingen ten aanzien van uit te voeren grondonder-
zoek, analyse van de taludstabiliteit, risicobeschouwing en uitvoeringsbegeleiding. De
aanbevelingen zijn er op gericht dit soort ongewenste gebeurtenissen zoveel mogelijk
te vermijden en tegelijkertijd een zo groot mogelijk rendement uit de zandwinningen
te halen. Met 'zandwinning' wordt hier tevens 'grindwinning' bedoeld.
2 Toepassingsgebied
Het toepassingsgebied betreft winputten van zand en grind, waarbij het te winnen
zand en/of het grind grotendeels onder het (grond)water ligt. Het gaat daarbij in eerste
instantie om putten waarbij stroomsnelheid en golfbelasting gering zijn, zodat statio-
naire zuigers gebruikt kunnen worden, maar ook om putten waar ander materieel
wordt ingezet. Het betreft dus putten op het land, langs de rivieren, en delen van rijks-
wateren die aan een oever grenzen.
De Aanbeveling is toepasbaar op alle ontgrondingen die als doelstelling hebben het
winnen van zand of grind, in een aantal gevallen in combinatie met het creëren van een
opslagruimte voor bagger. De adviescommissie heeft afgesproken dat hierbij geen
minimum putdiepte wordt vastgesteld. Wel dient het niveau van diepgang van onder-
zoek en analyses afgestemd te worden op het risico van oeverstabiliteit bij de betreffen-
de put. Dit risico wordt mede bepaald door de toekomstige putgeometrie (diepte, talud-
hellingen, etc.), voorgestelde winningsmethode, kennis van en ervaringen met de geo-
logische situatie en de eventuele aanwezigheid van waarden dicht langs de oever.
CUR-Aanbeveling 113
6
Deze CUR-Aanbeveling is bestemd voor:
- ontwerp
- uitvoering
- beheer.
Tijdens de ontwerpfase wordt vooruitgeblikt naar de fasen van uitvoering en beheer.
Dan dienen de volgende drie activiteiten plaats te vinden:
- grondonderzoek
- analyse faalmechanismen
- risicobeschouwing.
Bij de uitvoering gaat het om:
- de eigenlijke zandwinning, in casu risicobeheersing door keuze winwerktuig, werk-
wijze en meetapparatuur
- terugstorten van grond
- herinrichten.
2.1 Belanghebbenden
'Belanghebbenden' zijn al diegenen in Nederland, die betrokken zijn bij het winnen
van zand vanuit zandwinputten. Daarbij wordt vooral gedacht aan:
- vergunningaanvragers en vergunninghouders, inclusief de exploitanten van zandzui-
gers en baggeraars;
- vergunningverlenende instanties (overheden
-bij vergunningverlening betrokken instanties (bijv. waterschappen en drinkwaterbe-
drijven);
- adviesbureaus.
Daarnaast is er een breder veld van betrokkenen. Namelijk instanties en bedrijven, die
betrokken zijn bij ontwikkeling en uitvoering van het ontgrondingenbeleid en exploi-
tatie en beheer van zandwinlocaties:
-de beheerder van een zandwinput na afloop van de zandwinning;
-afdelingen voor beleidsontwikkeling van de overheden;
-wetenschappelijke instituten.
2.2 Functie van de Aanbeveling
De functie van deze CUR-Aanbeveling is in de eerste plaats een houvast te bieden voor
betrokkenen bij de vergunningverlening. Daarnaast kan de Aanbeveling tevens een
functie hebben wanneer oeverinscharingen zijn opgetreden en schade is ontstaan.
De Aanbeveling heeft zeker niet het karakter van een wet, maar beschrijft de "best prac-
tice". Als partijen niet de nodige zorgvuldigheid in acht nemen, zullen zij zich bij pro-
blemen moeten verantwoorden.
2.3 Relatie met vergunningsvoorwaarden
Deze CUR-Aanbeveling is een document, waarin alle betrokken partijen gezamenlijk
geformuleerd hebben hoe in de praktijk gewerkt zou kunnen worden. De Aanbeveling
heeft op zich geen formele juridische status, maar kan wel gebruikt worden in het con-
tract tussen aanvrager en vergunningverlener: de ontgrondingsvergunning.
CUR-Aanbeveling 113
7
3. Termen, definities en symbolen
Hieronder worden specifieke termen op alfabetische volgorde vermeld met de bijbe-
horende definitie en, waar nodig, enige afbakening.
begrip en symbool definitie
afschuiving bezwijken van een talud langs een glijvlak
belendingen infrastructuur of onroerend goed in de buurt van de oever
breshoogte hoogte van het bresvormend deel van een talud, maximaal gelijk aan de
putdiepte
bresvloeiing bezwijken van een talud door gestaag wegstromen van zandlagen,
gevoed door een steil stroomopwaarts bewegende verstoring
contractie volumeverkleining van een korrelskelet bij schuifvervorming; resul-
teert bij verzadigd, ongedraineerd zand in poriënwateroverspanning
dichtheidsstromingstroming van een zwaardere vloeistof in een lichtere, bijv. een zand-
watermengsel suspensiestroom onder water
dilatantie volumevergroting van een korrelskelet bij schuifvervorming; resulteert
bij verzadigd, ongedraineerd zand in poriënwateronderspanning
doorlatendheid mate waarin poriënwater door het korrelskelet kan stromen
of permeabiliteit
beheerst bressen bresvorming en zandlevering langs een talud beheerst door de mate
van insteken van de zuigbuis van een winzuiger
glijvlak vlak waarlangs een afschuiving van een talud kan optreden
grondspanning totale spanning in de grond = korrelspanning + poriënwaterdruk
inpeilingen meting diepteligging bodem zandwinput m.b.v echolood of ander
instrument waaruit dwarsraaien kunnen worden samengesteld
insteek rand van de winput tijdens de zuigwerkzaamheden
insteekdiepte diepte waarover de zuigbuis in het zandpakket wordt gestoken om door
beheerste bresvorming de putproductie te activeren
inscharingslengte Lafstand waarover de oever landinwaarts verdwenen is ten gevolge van
een oeverinscharing
korrelspanning onderlinge contactdruk tussen de gronddeeltjes
kritieke dichtheiddichtheid van het korrelskelet, waarbij het materiaal noch dilatante
noch contractante eigenschappen vertoont bij een bepaalde gemiddel-
de korrelspanning
(zand-water-) volumegewicht van een zand-watermengsel,
mengseldichtheid bepaald door de zandconcentratie
macro-(in-)stabiliteit(in-)stabiliteit van een zandtalud als geheel tot op grote diepte
CUR-Aanbeveling 113
8
metastabiele situatieIn potentie instabiele situatie. Instabiliteit treedt daadwerkelijk op na
geringe verstoring.
metastabiel talud talud van verzadigd zand dat instabiel kan worden door verweking na
plotselinge, kleine belastingverandering.
micro-(in-)stabiliteit(in-)stabiliteit aan het oppervlak van een zandtalud
mors zand uit de bres losgemaakt en aangeleverd, maar niet door het bag-
gerwerktuig opgezogen, resedimenteert met losse pakking
nabressen het naleveren van zand door actieve bressen na beëindiging van het
zuigproces
oeverinscharing calamiteit in een zandwinput waarbij een deel van de oever instort
onbeheerst bressenautonome bresvorming en zandlevering langs een talud, geïnitieerd
door een natuurlijke of onbedoeld veroorzaakte instabiliteit; leidt bijna
altijd tot bresvloeiing
pakking of mate waarin korrels in een zandpakket dicht opeen gepakt zitten
pakkingsdichtheid
platberm horizontale tussenberm in talud met als doel de stabiliteit van het
bovenste talud te waarborgen, wanneer het onderste talud tijdens de
uitvoering flauwer wordt dan oorspronkelijk verwacht
poriënwateronder poriënwaterdruk onder (boven) de hydrostatische waterdruk
(over-) spanning
poriëngehalte volumegehalte poriën in een zandpakket
(ook wel 'porositeit') n
randstrook strook grond rondom een zandwinput, te handhaven uit veiligheids-
overwegingen en toekomstige inrichting
rekenputdiepte HR diepte van een fictieve put waarbij het talud geheel onder water ligt en
waarbij de verticale korrelspanningen gelijk zijn aan die bij de echte
put waarvan het talud deels boven water kan liggen (modelparameter;
zie ook O.6.2.1)
rekentaludhelling aR gemiddelde taludhelling van een fictieve put waarbij het talud geheel
onder water ligt en waarbij de verticale korrelspanningen gelijk zijn
aan die bij de echte put waarvan het talud deels boven water kan liggen
(modelparameter; zie ook O.6.2.1)
relatieve dichtheidmaat voor de pakking, variërend van 0% (meest losse pakking
Rn= te verkrijgen via bepaalde test, waarbij n = nmax)tot 100%
(nmax?n)/(nmax?nmin)(meest vaste pakking te verkrijgen via bepaalde test, waarbij n = nmin)
Rn1, Rn2enz relatieve dichtheid gemiddeld over een hoogte van respectievelijk 1 m,
2menz.
(re-)sedimentatie (opnieuw) bezinken van zandkorrels in een stroming
stoorlaag dunne klei-, leem- of veenlaag in een overigens dik zand- of grindpakket
suspensiestroming stroming van een vloeistof met turbulent gesuspendeerd materiaal
bijv. zand
CUR-Aanbeveling 113
9
taludinstabiliteitproces waarbij een talud wordt aangetast, met als resultaat een inscha-
ring
taludontwikkeling verandering van het talud in de tijd onder invloed van het zuig- en bres-
proces
taludproductie de hoeveelheid zand die per tijdseenheid langs de helling naar beneden
stroomt
terugstorten het aanbrengen van grond in een put
verweking of liquefactieverlies aan korrelspanningen in een losgepakt zandpakket, waardoor
dit dik-vloeibaar wordt en/of bezwijkt
verwekingsvloeiingbezwijken van een talud door plotseling wegstromen van verweekt
zand
walsnelheid snelheid waarmee een actieve bres of taludverstoring terugschrijdt
win- of diepzuigerbaggerwerktuig voor het niet-actief winnen van zand uit een put met
behulp van een zuigbuis; ook wel met 'profielzuiger' aangeduid
zuigproductie hoeveelheid door het baggerwerktuig per tijdseenheid opgezogen zand
zettingsvloeiing term die vaak gebruikt wordt als verzamelterm voor de mechanismen
verwekingsvloeiing en bresvloeiing. Voor de duidelijkheid wordt deze
term in deze Aanbeveling niet gebruikt.
4 Doel, diepgang en fasering
4.1 Doel van het ontwerp
Het resultaat van het ontwerp moet verwerkt worden in de in te dienen aanvraag voor
de ontgrondingsvergunning. Het ontwerp moet in essentie duidelijkheid geven over de
volgende aspecten:
? dimensionering van veilige taluds en randstroken in relatie tot de diepte en grondge-
steldheid van de put;
? risicobeheersing door keuze van winwerktuig, werkwijze en meetapparatuur;
? voorwaarden aan de locatie van het zanddepot en de opslag van niet-vermarktbare
grond;
? voorwaarden aan de afwerking van de taluds: de (her
tuele oeververdediging, het eventueel aanbrengen van een waterremmende laag op
het talud ten behoeve van vermindering van kwelstromen richting de plas, of het vol-
storten van de put met andere grond;
? voorwaarden aan het beheer van de oevers en randstroken;
? voorwaarden aan waterpeil en eventuele andere, voor de oeverinscharing relevante
zaken.
Het gaat in deze Aanbeveling vooral om het eerste punt; de overige punten grijpen
daarop terug. Een veilige dimensionering houdt in, dat voor ieder potentieel bedreigd
(toekomstig) object in de omgeving van de winput moet worden voldaan aan normen,
of dat er op andere wijze een uitspraak kan worden gedaan over de mate van risico.
4.2 Omvang en diepgang
De omvang en diepgang van het ontwerp en de uitvoeringsbegeleiding zullen mede
afhangen van de ervaring en de wensen ten aanzien van taludhellingen en putdiepten.
Naarmate een grotere putdiepte gewenst is en grotere risico's voor schade aan de
oevers in het geding zijn, is meer kennis van de ondergrond vereist en zijn meer
CUR-Aanbeveling 113
10
geavanceerde analyses nodig. Ook zijn meer grondonderzoek en analyses nodig naar-
mate de grond meer variatie vertoont en/of de opbouw eerder aanleiding geeft tot
oeverinscharingen. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de aanwezigheid van stoorlagen, de
fijnheid of de losse pakking van het zand. Iets soortgelijks geldt voor de uitvoeringsbe-
geleiding.
In een systematiek van grof naar fijn worden hier vier niveaus van diepgang onder-
scheiden:
? op basis van ervaring;
? eenvoudig;
? gedetailleerd;
? geavanceerd.
Normaliter zal een ontwerper een van grof naar fijn benadering volgen. De benodigde
hoeveelheid grondonderzoek en omvang van de analyses neemt toe naarmate het ont-
werp verfijnder wordt. Aanbevolen wordt om eerst te checken of een ontwerp op basis
van ervaring mogelijk is. Zo niet, dan volgt een eenvoudige aanpak, waarin voor alle
mechanismen een eenvoudige modellering gebaseerd op eenvoudig grondonderzoek
wordt uitgevoerd. Hierdoor krijgt de ontwerper inzicht in de factoren die het ontwerp-
probleem bepalen, maar ook in de factoren die verder buiten beschouwing kunnen
worden gelaten. Ook kunnen gerichte keuzes worden gemaakt voor de volgende stap.
Hierbij dienen steeds afwegingen en keuzen te worden gemaakt. De toegevoegde waar-
de van een risicobeschouwing is bijvoorbeeld dat hiermee tot een scherpere vaststelling
van de eisen kan worden gekomen.
4.2.1 Op basis van ervaring
Een ontwerp en uitvoeringsbegeleiding op basis van ervaring is mogelijk als wordt vol-
daan aan elk van de volgende voorwaarden:
?de zandwinning betreft een uitbreiding van een bestaande put of een nieuwe put in
de directe omgeving van een eerdere zandwinput, waarbij in het verleden geen oever-
inscharingen zijn opgetreden;
?de winning wordt op globaal dezelfde manier uitgevoerd: zelfde putdiepte, zelfde
taludvorm, zelfde winmethode, zelfde producties;
?er is goede reden om aan te nemen dat de grondslag en de geohydrologische situatie
niet significant verschillen;
? de gevolgschade van een eventueel toch optredende oeverinscharing is aanvaardbaar
klein.
Een ontwerp op basis van ervaring vereist geen extra grondonderzoek en geen expli-
ciete analyse van faalmechanismen. De risicobeschouwing beperkt zich tot de vaststel-
ling van bovengenoemde voorwaarde betreffende de gevolgschade. Bij de beoordeling
van de grondslag kan men de regionale kennis en ervaring laten meewegen.
4.2.2 Eenvoudig
In relatief eenvoudige gevallen kunnen de taluds worden ontworpen aan de hand van
elementaire informatie, zoals de afmetingen van de winput en de globale opbouw en
samenstelling van de ondergrond. Voor het uitvoeren van deze methode volstaat ele-
mentaire kennis over de winput, de mogelijke bezwijkmechanismen en kennis en erva-
ring in het gebied. Van een eenvoudig geval kan men spreken als uit sonderingen en
boringen blijkt, dat het zand redelijk vastgepakt en niet te fijn is, en gekozen wordt voor
een conservatief ontwerp (relatief geringe putdiepte, flauwe taludhellingen, brede rand-
stroken). Om na te gaan of een concreet geval met 'eenvoudig' betiteld mag worden,
dient men de in de tabellen 1 t/m 4 aanbevolen 'eenvoudige' onderzoeken en analyses
uit te voeren. Als het ontwerp dan voldoet, mag het als 'eenvoudig' betiteld worden en
zal dit ontwerpniveau toereikend zijn voor de eisen gesteld aan het ontwerp.
CUR-Aanbeveling 113
11
4.2.3 Gedetailleerd
Minder eenvoudige gevallen vereisen een gedetailleerd ontwerp. Dit impliceert een vrij
uitgebreid grondonderzoek, een gedetailleerde analyse van de mogelijke faalmechanis-
men volgens de thans gangbare methoden en een overeenkomstige risicobeschouwing.
De thans gangbare methoden voor analyse van faalmechanismen en risico's zijn in
deze Aanbeveling beschreven. Als uit de in de tabellen 1 t/m 4 aanbevolen 'gedetail-
leerde' onderzoeken en analyses blijkt dat het ontwerp voldoet, kan men hiermee vol-
staan. Anders is een geavanceerde analyse nodig of een aanpassing van het ontwerp.
4.2.4 Geavanceerd
Bij zeer gecompliceerde gevallen of als men op het scherp van de snede wil of moet ont-
werpen, kan zeer intensief grondonderzoek plaatsvinden en/of kunnen weinig gang-
bare of nieuw te ontwikkelen methoden worden toegepast om bepaalde onzekerheden
te reduceren. Enkele van deze methoden worden in de hoofdstukken O6 en O7 van het
rapport beschreven.
4.3 Fasering van het ontwerp
In de complexere situaties is fasering van het grondonderzoek vaak aan te bevelen. In
de eerste fase krijgt men een globale indruk; bij verdere fasen worden witte vlekken
ingevuld. De fasering heeft ook betrekking op het ontwerp van de taluds en de winme-
thode. De eerste analyses zullen betrekking hebben op het eerste ontwerp. De resulta-
ten van die analyses zullen wellicht aanleiding zijn om ontwerp en/of winmethode aan
te passen. Datzelfde geldt naarmate meer bekend wordt over de ondergrond en andere
relevante omstandigheden. Fig. O.3.3 illustreert het totstandkomen van alternatieven.
In de ontwerpfase wordt dit uitgediept tot één of meerdere alternatieven.
5 Grondonderzoek en overigemetingen
De voorspelling van de oeverstabiliteit vergt meestal grondmechanische en/of bresbe-
rekeningen. Bij deze berekeningen is het noodzakelijk dat de opbouw van de onder-
grond wordt geschematiseerd. De ligging van de verschillende bodemlagen en de rele-
vante parameters dienen door middel van onderzoek te worden vastgesteld.
De mate van detaillering van het grondonderzoek hangt samen met de grondgesteld-
heid (aanwezigheid stoorlagen, eventuele losse pakking), het detail van het ontwerp en
de gewenste/benodigde analysemethoden. De intensiteit van grondonderzoek wordt
groter naarmate het ontwerp verfijnder wordt of de bodemopbouw meer risico's met
zich meebrengt. Een indicatie van de hoeveelheid grondonderzoek is als volgt weer te
geven:
? Ervaring: geen grondonderzoek nodig in aanvulling op het reeds beschikbare grond-
onderzoek.
? Eenvoudig: standaard grondonderzoek wanneer een eenvoudige analyse voor het ont-
werp volstaat (hoofdstuk 4). Verfijning van het grondonderzoek voor het krijgen van
een scherper beeld van de bodemopbouw indien bij het standaard grondonderzoek
een risicovolle ondergrond wordt aangetroffen.
? Gedetailleerd: extra metingen voor zover nodig voor het uitvoeren van gedetailleerde
analyses.
?Geavanceerd: afhankelijk van de situatie nader in te vullen.
Tabel 1 geeft per faalmechanisme en niveau van diepgang het relevante en minimaal
benodigde (extra) grondonderzoek. De betekenis van H
Ren andere symbolen is
beschreven in hoofdstuk 3.
CUR-Aanbeveling 113
12
Bij sonderingen dient altijd ook de kleef bepaald te worden, bij voorkeur door middel
van een piëzoconus. Boringen moeten zodanig worden uitgevoerd en grondmonsters
moeten zodanig worden genomen dat de relevante eigenschappen van de verschillen-
de grondlagen bepaald kunnen worden. Zie verder hoofdstuk O5 van het rapport. Daar
is de onderbouwing te vinden, alsmede de beschrijving van de verschillende methoden
van grondonderzoek en verwijzing naar de betreffende normen.
Tabel 1 Beoordeling van relevant en minimaal benodigd (extra
oeverinscharingen.
Niveau van
diepgang
Faalmechanisme
Afschuiving Verwekingsvloeiing Bresvloeiing
Ervaring
Als voldaan wordt aan de voorwaarden gesteld in 4.2.1 is geen aanvullend grond-
onderzoek nodig. Er kan worden volstaan met analyse van het kaart- en archief-
materiaal en het bestaande grondonderzoek.
EenvoudigSTANDAARD:
- archief- en kaartmateriaal
- sonderingen tot 0,3?HR
onder putbodem
*)
:één
per 0,3 à 1,0 km oever
(minimaal 3 per put)
VERFIJNING:
- extra sonderingen,
afhankelijk van ruimtelij-
ke variatie slappe grond
- boringen tot 0,3?HR
onder putbodem
*)
- classificatieproeven
cohesief materiaal
- eventueel sterkteproe-
ven cohesief materiaal
STANDAARD:
- archief- en kaartmateriaal
- sonderingen tot 0,5?HR
onder putbodem: één
per 0,3 à 0,5 km oever
(minimaal 4 per put)
VERFIJNING:
- extra sonderingen,
afhankelijk van ruimtelij-
ke variatie van losgepakt
zand
STANDAARD:
- archief- en kaartmateriaal
- boringen tot putbodem:
één per 0,3 à 1,0 km oe-
ver (minimaal 3 per put
- classificatieproeven zand
(met name korrelverde-
ling)
VERFIJNING:
- extra boringen, afhanke-
lijk van ruimtelijke varia-
tie korrelgrootte zand
- classificatie op verkre-
gen monsters
- sonderingen tot putbo-
dem om gelaagdheid
beter in kaart te bren-
gen als er stoorlagen zijn
Gedetail-
leerd
-als bij'Eenvoudig'
- sterkteproeven op
(ongeroerde) monsters
-als bij'Eenvoudig'
- elektrische dichtheid-
metingen (metijking)
**
-boringen voor monsters
van losgepakt zand
**
-kritieke dichtheidproeven
**
-als bij'Eenvoudig'
Geavan-
ceerd
Nader in te vullen, afhankelijk van de situatie
*)
Hoeft niet dieper dan even onder de onderste (slappe
geologie of anderszins duidelijk is, dat daaronder geen (slappe
**)
Voor zover nodig om de eventueel vereiste gedetailleerde analyse te kunnen doen.
CUR-Aanbeveling 113
13
6 Analyse faalmechanismen
Tabel 2 geeft per faalmechanisme en niveau van diepgang een aanbeveling voor de uit
te voeren analyses. De analyses moeten uitgevoerd worden voor iedere uitvoeringsfase
(zandwinning, terugstorten en herinrichting) en voor de fase van het beheer. Bij de
analyse voor de fase van beheer hoeft alleen rekening te worden gehouden met de situ-
atie direct na voltooiing en de veranderingen die daarna redelijkerwijs te voorzien zijn
(zie ook hoofdstuk 9). De analyse is uiteraard alleen nodig voor situaties tijdens de fase
van beheer waarbij de belastingen, bijvoorbeeld ten gevolge van een aardbeving, groter
zijn dan tijdens de uitvoering.
In hoofdstuk O6 van het rapport is de onderbouwing te vinden en zijn de verschillen-
de methoden beschreven. De betekenis van R
n1en andere symbolen is beschreven in
hoofdstuk 3 van deze Aanbeveling. De beoordeling volgens onderstaande tabellen is
toepasbaar bij die oevergedeelten van een winput waar de betreffende grondeigen-
schappen gelden volgens de sonderingen en boringen die het dichtst bij liggen.
De invloeden van winwerktuig en werkwijze zijn hier moeilijk expliciet te kwantifice-
ren. De invloed is impliciet weergegeven door aanbevelingen voor de taludvorm en
voor de beheersing van het winproces.
Tabel 2 Aanbeveling voor uit te voeren analyses, per faalmechanisme en niveau van diepgang.
De analyses moeten worden uitgevoerd voor elk van de fasen uitvoering, terugstorten en beheer.
NNiivveeaauu vvaann
ddiieeppggaanngg
FFaaaallmmeecchhaanniissmmee
AAffsscchhuuiivviinngg VVeerrwweekkiinnggssvvllooeeiiiinngg BBrreessvvllooeeiiiinngg
Ervaring Nagaan of voldaan wordt aan voorwaarden gesteld in 4.2.1
EenvoudigVoldoet aan elk van vol-
gende voorwaarden:
- géén gronddepot of
andere bovenbelasting
vlak langs oever
*)
-géén slappe cohesieve
lagen
- helling flauwer dan 1:3
OF:
Stabiliteitsberekening vol-
gens methode Bishop met
grondparameters geschat
volgens NEN 6740
Voldoet volgens correlatie
van Baldi aan:
Rn1 > 0,5
OF:
voldoet aan:
cotaR> 7?(HR/30 m)
1/3***)
OF:
voldoet aan beide volgen-
de voorwaarden:
-Rn3 > 0,5
-cotaR> 4?( HR/30 m)
1/3***)
Voldoet aan elk van vol-
gende voorwaarden:
- dikke stoorlagen
(> 1 m
zig, worden deze met
geschikt materieel ver-
wijderd
- zand is grof genoeg
(zie tabel 2a)
-er wordt van te voren
een werkplan voor de
uitvoering vastgesteld
-zuigproces wordt
beheerst door monito-
ring van positie zuigbuis
en productie
- gezogen taluds worden
regelmatig
**)
gepeild
DAN:
Õtaludhelling volgens
tabel 2b
CUR-Aanbeveling 113
14
Tabel 2 vervolg
NNiivveeaauu vvaann
ddiieeppggaanngg
FFaaaallmmeecchhaanniissmmee
AAffsscchhuuiivviinngg VVeerrwweekkiinnggssvvllooeeiiiinngg BBrreessvvllooeeiiiinngg
Gedetail-
leerd
Stabiliteitsberekening vol-
gens methode Bishop met
karakteristieke waarden
van grondparameters
afgeleid uit proeven op
grondmonsters
Bepaling omvang meta-
stabiel gebied en vergelij-
king met kritieke gebieds-
omvang
OF:
Õaangepast werkplan,
waarbij via praktijkproef
wordt aangetoond dat
talud stabiel is
Voldoet aan elk van vol-
gende voorwaarden:
-dikke stoorlagen
(> 1 m) , indien
aanwezig, worden met
geschikt materieel
verwijderd
- er wordt van te voren
een werkplan voor de
uitvoering vastgesteld
- zuigproces wordt
beheerst door monito-
ring van positie zuigbuis
en productie
- gezogen taluds worden
regelmatig
**)
gepeild
DAN:
Õberekening taludhelling
en evt. bermen met
bresmodel op basis van
boringen
OF:
Õaangepast werkplan,
waarbij via praktijkproef
wordt aangetoond dat
talud stabiel is
Geavan-
ceerd
Nader in te vullen, afhan-
kelijk van de situatie
Nader in te vullen, afhan-
kelijk van de situatie
Nader in te vullen, afhan-
kelijk van de situatie
*)
Een gronddepot ligt 'vlak langs de oever' als de kruin van het depot zich bevindt op een horizontale afstand
tot de waterlijn die kleiner is dan 5 maal de hoogte van de kruin boven de waterlijn
**)
'Regelmatig' wil zeggen zo frequent dat de taludvorm voortdurend bekend is, met een nauwkeurigheid van
ongeveer 2 m (verticaal).
***)
Bij verwekingsvloeiing speelt de grond en het profiel onder de verwekingsgevoelige laag geen rol.
Daarom mogen HRen cotaRberekend worden voor een diepte van de putbodem gelijk aan de diepte van de
onderkant van de laag waarvoor Rn1 100 mm, zoals uitgewerkt in figuur 2 en de tabellen O.6.3c en d; voor grind/zand met
d50> 500 mm en d15> 250 mm is een soortgelijke versteiling van de gemiddelde helling te reali-
seren
van diepte z
[m + MV]
tot diepte z
[m + MV]
Zand met, gemiddeld over 5 m
of minder, d50> 200 mm
en d15> 100 mm
Grind en zand met,
gemiddeld over 5 m of minder,
d50> 500 mm en d15> 250 mm
lokale helling
gemiddelde
helling 0 ? z
lokale helling
gemiddelde
helling 0 ? z
0 -5 1:2 1:2 1:2 1:2
-5 -10 1:3 1:2,5
-10 -15 1:4 1:3
1:3 1:2,5
-15 -20 1:5 1:3,5
-20 -25 1:6 1:4
1:4 1:3
-25 -30 1:8 1:4,67
-30 -35 1:10 1:5,43
1:6 1:3,75
-35 -40 1:10 1:6
van diepte
z
[m + MV]
tot diepte
z
[m + MV]
lokale helling
diepte
platberm
[m]
breedte
platberm
[m]
0 Z1 als in tabel 2a gemiddeld van 0 tot Z1
|Z1| |Z1|
Z1 Z2 als in tabel 2a gemiddeld van 0 tot (Z2- Z1)
|Z2| |Z2|
Z2 Z3 als in tabel 2a gemiddeld van 0 tot (Z3? Z2)
|Z3| |Z3|
enz
Putdiepte [m]
Gemiddelde helling
a) zonder platbermen
c) met 1 platberm en
Z1= -20 m
d) met 3 platbermen en
Z1=(Z2-Z1)=(Z3-Z2)= -10 m
10 1:2,5 1:2,5 1:2,5
20 1:3,5 1:3,5 1:3
30 1:4,67 1:3,83 1:3,5
40 1:6 1:4 1:4
Taludontwikkeling zandwinput
eenvoudige schematisatie
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0 20 40 60 80 1 00 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
afstand [m]
diepte
[m - MV]
CUR-Aanbeveling 113
16
Figuur 2 Voorbeeld taludopbouw in 40 m diepe put zonder berm, met 1 of met 3 bermen:
1. continu doorgaand talud voor zand met d50> 200 mm en
d15> 100 mm tot 40 m diepte.
2. laagscheiding met 20 m brede platberm op een diepte van 20 m.
3. laagscheiding met platbermen om de 10 m diepte met breedtes van
respectievelijk 10 m, 20 m en 30 m.
4. continu doorgaand talud voor grof zand en grind met
d
50> 500 mm en d15> 250 mm.
CUR-Aanbeveling 113
17
7 Risicobeschouwing
7.1 Functie risicobeschouwing
Een risicobeschouwing is voor een vergunningverlenende instantie onontbeerlijk om
maatschappelijk verantwoorde keuzes te kunnen maken. De wens om een maximale
hoeveelheid zand te winnen staat hierbij op gespannen voet met de kans op en de
gevolgen van ongewenste oeverinscharingen. Hier moet dus ergens een grens worden
getrokken.
Tot in het recente verleden gebeurde dat op basis van gevoel en ervaring. Tegenwoordig
bestaan er weliswaar uitgewerkte procedures, die de risico's op objectieve wijze kwan-
tificeren en toetsen aan een nationale regelgeving, maar die worden nog niet algemeen
gebruikt. De huidige praktijk bevindt zich tussen deze beide uitersten. Indien oever-
stabiliteit behandeld kan worden 'op basis van ervaring', kan de risicobeschouwing
beperkt blijven tot een kwalitatieve afweging van de relevante onzekerheden over het
optreden van een oeverinscharing en de gevolgen van een eventuele oeverinscharing.
In andere gevallen wordt een min of meer diepgaande kwantitatieve onderbouwing
gegeven.
7.2 Belangrijkste onzekerheden
Onder relevante onzekerheden wordt verstaan factoren, die bijdragen aan de kans op
het optreden van een oeverinscharing.
Ieder van de in het vorige hoofdstuk beschreven methoden om faalmechanismen te
analyseren heeft zijn onzekerheden met bijbehorende parameters. In deze paragraaf
worden alleen de meest relevante onzekerheden genoemd. De uitspraak over relevan-
tie is hier gebaseerd op basis van praktijkkennis en kennis vergaard door het uitvoeren
van modelberekeningen.
Onzekerheden betreffende de grondeigenschappen
?Beperkte hoeveelheid informatie (puntinformatie, beperkt aantal monsters en
beproevingen).
?Variabiliteit en stratigrafie van de ondergrond.
?Schuifsterkte (slappe) cohesieve lagen.
? Pakkingsdichtheid of verwekingsgevoeligheid van losse zandlagen.
? Aanwezigheid stoorlagen in en breseigenschappen van het zand.
Onzekerheden betreffende winproces
? Locatie zuigmond (insteekdiepte, verhaalsnelheid
? Zuigproductie.
? Mengseldichtheid.
Onzekerheden betreffende het faalmechanisme leidend tot oeverinscharing
? Welk faalmechanisme is maatgevend?
? Beperkingen van het model voor de beschrijving van het maatgevende faalmechanis-
me.
De grondeigenschappen, winproceskarakteristieken en modeleigenschappen worden
weergegeven met parameters. De onzekerheid kan uitgedrukt worden door een veilige
waarde voor die parameter te kiezen of door de parameter een kansverdeling toe te ken-
nen. De keuze van de parameters en de manier waarop de onzekerheid wordt weerge-
geven en verwerkt, hangt af van het model dat voor de analyse gebruikt wordt (zie
hoofdstuk 6 en O.6) en de wijze waarop het risico gekwantificeerd wordt (zie ook
O.7.1).
CUR-Aanbeveling 113
18
7.3 Gevolgen eventuele oeverinscharing
Een oeverinscharing, zoals gedefinieerd in O.3.1, is per definitie een ongewenste
gebeurtenis. Immers, een deel van wat land moest blijven wordt water. Hoe ernstig dat
echter is, hangt af van de schade die erdoor veroorzaakt wordt. Daarbij spelen de vol-
gende vragen een rol:
? Hoe groot is de inscharing?
? Moet de oeverinscharing weer hersteld worden en hoeveel inspanning is daarvoor nodig?
? Wat is de waarde van de permanente belendingen en op welke afstand liggen de
belendingen met bijzondere waarden (bijvoorbeeld een weg, woningen, bedrijfsop-
stallen of een primaire waterkering)?
? Kunnen er persoonlijke ongelukken plaatsvinden?
De eerste vraag wordt besproken in O.7.4; de overige vragen in O.7.5. Voor de vaststel-
ling van de 'toelaatbare kans' wordt daarbij aansluiting gezocht bij bestaande normen
zoals NEN 6700 of CUR-publicatie 166.
7.4 Overzicht methoden risicobeschouwing
Net als bij de analyse van de mechanismen die tot oeverinscharing leiden, kan de risi-
cobeschouwing op een eenvoudige wijze worden uitgevoerd of op een gedetailleerde of
zelfs geavanceerde wijze, afhankelijk van de omstandigheden en de gevoelde noodzaak
om op het scherp van de snede te ontwerpen.
De eenvoudige methode is een deterministische methode met veiligheidsfactoren (zie
O.7.2). Die methode is toepasbaar voor niet te gecompliceerde omstandigheden.
Voldoende veiligheid wordt dan gegarandeerd door bij alle relevante onzekerheden aan
de veilige kant te ontwerpen. Dat zal over het algemeen leiden tot een conservatief ont-
werp.
Bij de gedetailleerde, probabilistische methode wordt eerst het risico op het optreden
van een oeverinscharing voorspeld. Daarvoor bestaan in hoofdlijnen twee extreme
mogelijkheden (zie O.7.3):
?beschrijving op basis van kennis van de fysische processen, waarbij gebruik gemaakt
wordt van rekenmodellen, zoals beschreven in hoofdstuk O.6, en onzekerheden
weergeven in de onzekerheden van modelparameters;
? alleen op ervaring afgaan; dan onzekerheden beschrijven op basis van ervaringssta-
tistiek.
Dat laatste wordt in principe ook al toegepast bij de eenvoudige methode (zie O.7.2).
Maar bij de gedetailleerde methode wordt de ervaringsstatistiek genuanceerd met
behulp van kennis van de fysische mechanismen, zoals beschreven in O.7.4.
Bij de gedetailleerde methode wordt de gevolgschade uitgedrukt in een toelaatbare kans
op optreden en, veelal, in een toelaatbare kans op het overschrijden van een bepaalde
inscharingslengte (zie O.7.5).
Als het gevolg van een eventuele oeverinscharing in een getal kan worden uitgedrukt,
bijvoorbeeld in euro's, kan ook het risico in een getal worden uitgedrukt en wordt dit
gelijk genomen aan het product van kans en gevolg. Dit kan als een geavanceerde
methode worden beschouwd en wordt als zodanig niet in deze Aanbeveling behandeld.
7.5 Aanbevelingen
Tabel 4 geeft per faalmechanisme en niveau van diepgang een aanbeveling voor uit te
voeren risicobeschouwingen. De beschouwingen moeten uitgevoerd worden voor iede-
re uitvoeringsfase (zandwinning, terugstorten en herinrichting) en voor de fase van het
beheer. Bij de analyse voor de fase van beheer hoeft alleen rekening gehouden te wor-
den met de situatie direct na voltooiing en de veranderingen die daarna redelijkerwijs
te voorzien zijn (zie ook hoofdstuk 9). De analyse is uiteraard alleen nodig voorzover
die relevant is gebleken in de faalmechanismeanalyse (hoofdstuk 6 of O.6).
CUR-Aanbeveling 113
19
Tabel 4 Aanbeveling voor uit te voeren risicobeschouwingen per faalmechanisme en niveau van diep-
gang. De beschouwingen moeten uitgevoerd worden voor elk van de fasen uitvoering, terug-
storten en beheer.
Als de risico's bepaald volgens deze tabel te hoog zijn, moet een grotere diepgang geko-
zen worden of dient het ontwerp te worden aangepast.
8 Begeleiding van zandwinning en terugstorten
Voor het handhaven van de kwaliteit van de uitvoering en het product moet tijdens de
uitvoering regelmatig worden nagegaan, of het proces nog beheersten naar verwach-
ting verloopt, dan wel moet worden bijgesteld. Dit is van belang voor zowel de uitvoer-
der/exploitant als voor de vergunninghandhaver. Daarvoor is een aantal metingen aan
boord van het werktuig en in de omgeving noodzakelijk.
In het geval van calamiteiten zoals een oeverinscharing dienen de meetgegevens
beschikbaar te zijn voor nadere analyse van de oorzaak. Daarom dienen de geregis-
treerde gegevens tenminste gedurende drie maanden bewaard te worden.
Door een goede terugkoppeling van de operationele instellingen aan boord van de win-
zuiger, zoals de positie van de zuigbuis en de gezogen dichtheid, met de taludgeome-
trie direct of kort na het winnen, wordt meer inzicht verkregen in het proces en de loka-
le bijzonderheden. Op deze wijze wordt de nauwkeurigheid steeds verhoogd en de kans
op onbeheerste bresvorming steeds verder verminderd.
NNiivveeaauu vvaann
ddiieeppggaanngg
FFaaaallmmeecchhaanniissmmee
AAffsscchhuuiivviinngg VVeerrwweekkiinnggssvvllooeeiiiinngg BBrreessvvllooeeiiiinngg
Ervaring
Beschouwing van de mogelijke gevolgen van een eventueel optredende oeverin-
scharing en de aanvaardbaarheid daarvan
EenvoudigNagaan of voldaan wordt
aan voorwaarden samen-
gevat in tabel 2
OF:
Veiligheidsfactor uit
Bishop berekening waarin
verwachtingswaarden
ingevoerd zijn > 1,6
OF:
Veiligheidsfactor uit
Bishop berekening waarin
karakteristieke waarden
ingevoerd zijn > 1,3
Nagaan of voldaan wordt
aan voorwaarden samen-
gevat in tabel 2
ÉN:
geen permanente belen-
dingen met bijzondere
waarde binnen afstand
van 3x putdiepte
Nagaan of voldaan wordt
aan voorwaarden samen-
gevat in tabel 2
ÉN:
geen permanente belen-
dingen met bijzondere
waarde binnen afstand
van 2x putdiepte
Gedetail-
leerd
Kans op kritieke inscha-
ring
Reacties