CUR-Aanbeveling 113
Oeverstabiliteit bij zandwinputten

1 Oeverstabiliteit bij zandwinputten Deel A : CURAanbeveling 113 Deel O : Onderbouwend rapport Deel T : Blik op de toekomst Leeswijzer Deze uitgave over oeverstabiliteit bij zandwinputten bestaat uit drie ge\ deelten: een CUR Aanbeveling (deel A), een onderbouwend rapport (deel O) en een blik \ op de toekomst (deel T). In de CURAanbeveling en het onderbouwende rapport wordt vee\ lvuldig onder ling verwezen: in de CURAanbeveling naar onderdelen van het rapport met\ de aandui ding O; in het onderbouwende rapport naar de CURAanbeveling met de aand\ uiding A. CURAanbeveling 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 ongewen\ ste oeverin scharing bij zandwinputten. In de CURAanbeveling zijn de hoofdlijnen uiteengezet voor het vaststell\ en van een optimaal talud. Dat is een talud dat bijdraagt aan het zoveel mogelijk b\ enutten van een zandwinlocatie, maar tevens leidt tot een aanvaardbaar risico op oeverin\ scharing. 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 ge\ formuleer de aanbevelingen en bevat informatie voor met name ontwerpers van zandwi\ nputten, exploitanten en aannemers. De belangrijkste begrippen en symbolen zijn beschreven of gedefinieerd i\ n A.3. Blik op de toekomst Naar verwachting zullen zich de komende jaren nog belangrijke ontwikkeli\ ng voordoen bij ontwerp, uitvoering en exploitatie van zandwinputten. Met het voorts\ chrijden van 3Dmodellen zullen betere modellen beschikbaar komen voor het voorspelle\ n van oever inscharingen. Het winnen van zand kan door betere instrumentatie en regi\ stratie steeds nauwkeuriger geschieden. Daarnaast zullen zandwinputten naar verwachting\ steeds meer worden gebruikt als stortlocatie voor verontreinigd baggerslib. 2 Oeverstabiliteit bij zandwinputten Deel A: CURAanbeveling 113 Het vinden van nieuwe locaties voor zandwinning blijkt de laatste jaren \ steeds moeilij ker. Als gevolg daarvan bestaat de tendens bestaande zandwinningen maxim\ aal te benut ten. Om het ruimtebeslag van zandwinningen te beperken, wordt gestreefd \ naar zo steil mogelijke taluds en wordt steeds dieper gewonnen. Deze ontwikkelingen he\ bben in de afgelopen jaren op een aantal locaties geleid tot oeverinscharingen, som\ s met aanzien lijke schade aan de omgeving tot gevolg. De precieze oorzaak van oeverinscharingen is vaak niet met zekerheid vas\ t te stellen. Er lijken ten minste twee factoren in het geding te zijn: de grondopbouw te\ r plaatse en het proces van zandwinning. In deze CURAanbeveling is het beschikbare inzic\ ht en de ken nis over de oorzaken van dergelijke oeverinscharingen en over de mogelij\ kheden 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 CURAanbeveling is bedoeld voor al diegenen in Nederland die betrokke\ n zijn bij het winnen van zand of grind vanuit zandwinputten, met name de aanvragers, h\ ouders en verleners van vergunningen en de overige instanties die een rol spelen b\ ij vergunning verlening. De Aanbeveling moet er toe bijdragen dat partijen op een rati\ onele en doel matige wijze tot een veilig en optimaal talud komen. Daartoe heeft de Aa\ nbeveling betrekking op het onderzoek dat de aanvrager voor het verkrijgen van een\ vergunning moet laten uitvoeren, alsmede op de uit te voeren risicoanalyse en de a\ anvaardbaarheid van het voorspelde risico. Daarmee wordt bijgedragen aan het toetsingska\ der waarvan de vergunningverlenende instantie gebruik maakt alvorens zij vergunning ver\ leent. De CURAanbeveling 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 CURAanbe\ veling is ver ondersteld dat de lezer redelijk bekend is met geotechnische termen. Deze CURAanbeveling is opgesteld door CURcommissie C 130 'Zandwinpu\ tten 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 de\ r 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 v\ an de Aanbeveling. Deze Aanbeveling is goedgekeurd door de Stuurgroep van CUR Bouw & Infra.\ Deze CURAanbeveling is tot stand gekomen met financiering vanuit het on\ derzoeks programma VIBO, waarin het Ministerie van Verkeer en Waterstaat en de pr\ ovincies, verenigd in het Inter Provinciaal Overleg, gezamenlijk bouwgrondstoffeng\ erelateerd onderzoek uitvoeren. Daarnaast is de financiering afkomstig van de part\ icipanten in de commissie. 3 CURAanbeveling 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 CURAanbeveling 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 CURAanbeveling 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. 2Toepassingsgebied 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. CURAanbeveling 113 6 Deze CURAanbeveling 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 CURAanbeveling 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 CURAanbeveling 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. CURAanbeveling 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 dichtheidsstroming stroming 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 L afstand waarover de oever landinwaarts verdwenen is ten gevolge van een oeverinscharing korrelspanning onderlinge contactdruk tussen de gronddeeltjes kritieke dichtheid dichtheid van het korrelskelet, waarbij het materiaal noch dilatante noch contractante eigenschappen vertoont bij een bepaalde gemiddel de korrelspanning (zandwater) volumegewicht van een zandwatermengsel, mengseldichtheid bepaald door de zandconcentratie macro(in)stabiliteit (in)stabiliteit van een zandtalud als geheel tot op grote diepte CURAanbeveling 113 8 metastabiele situatie In 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 bressen autonome 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 H R 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 R 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 dichtheid maat voor de pakking, variërend van 0% (meest losse pakking Rn= te verkrijgen via bepaalde test, waarbij n = n max )tot 100% (nmax ? n)/(n max ?n min ) (meest vaste pakking te verkrijgen via bepaalde test, waarbij n = n min ) Rn1, R n2enz relatieve dichtheid gemiddeld over een hoogte van respectievelijk 1 m, 2 m enz. (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 CURAanbeveling 113 9 taludinstabiliteit proces 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 liquefactie verlies aan korrelspanningen in een losgepakt zandpakket, waardoor dit dikvloeibaar wordt en/of bezwijkt verwekingsvloeiing bezwijken van een talud door plotseling wegstromen van verweekt zand walsnelheid snelheid waarmee een actieve bres of taludverstoring terugschrijdt win of diepzuiger baggerwerktuig voor het nietactief 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. 4Doel, diepgang en fasering 4.1Doel 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 nietvermarktbare grond; ? voorwaarden aan de afwerking van de taluds: de (her)inrichting van de oevers, even 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 CURAanbeveling 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. CURAanbeveling 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. 5Grondonderzoek 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. CURAanbeveling 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) grondonderzoek met betrekking tot 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. Eenvoudig STANDAARD: archief en kaartmateriaal sonderingen tot 0,3?H R 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?H R onder putbodem *) classificatieproeven cohesief materiaal eventueel sterkteproe ven cohesief materiaal STANDAARD: archief en kaartmateriaal sonderingen tot 0,5?H R 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 (met ijking) ** 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) cohesieve laag. Beperking diepte mogelijk als uit geologie of anderszins duidelijk is, dat daaronder geen (slappe) cohesieve lagen aanwezig kunnen zijn. **) Voor zover nodig om de eventueel vereiste gedetailleerde analyse te kunnen doen. CURAanbeveling 113 13 6Analyse 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 Eenvoudig Voldoet 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: R n1 > 0,5 OF: voldoet aan: cot R> 7?( H R/30 m) 1/3***) OF: voldoet aan beide volgen de voorwaarden: R n3 > 0,5 cot R> 4 ? ( H R/30 m) 1/3***) Voldoet aan elk van vol gende voorwaarden: dikke stoorlagen (> 1 m), indien aanwe 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: taludhelling volgens tabel 2b CURAanbeveling 113 14 Tabel 2 vervolg NNiivveeaauu vvaann ddiieeppggaanngg FFaaaallmmeecchhaanniissmmee AAffsscchhuuiivviinngg VVeerrwweekkiinnggssvvllooeeiiiinngg BBrreessvvllooeeiiiinngg Gedetail leerd Stabiliteitsberekening vol gens methode Bishop metkarakteristieke waarden van grondparameters afgeleid uit proeven opgrondmonsters Bepaling omvang meta stabiel gebied en vergelijking met kritieke gebieds omvang OF: aangepast werkplan, waarbij via praktijkproef wordt aangetoond dat talud stabiel is Voldoet aan elk van vol gende voorwaarden:dikke stoorlagen (> 1 m) , indien aanwezig, worden metgeschikt 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: berekening taludhelling en evt. bermen met bresmodel op basis van boringen OF: aangepast 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 H Ren cot Rberekend worden voor een diepte van de putbodem gelijk aan de diepte van de onderkant van de laag waarvoor R n1< 0,5 respectievelijk R n3< 0,5 CURAanbeveling 113 15 Tabel 2a Schema voor te handhaven taludopbouw zonder platbermen Tabel 2b Schema voor te handhaven taludopbouw met platbermen (voorbeelden gegeven in figuur 2 en tabellen O.6.3.c en d; resulterende gemiddelde helling in tabel 3) Tabel 3 Gemiddelde taludhelling te realiseren met en zonder platbermen voor zand met d 50> 200 m en d 15> 100 m, zoals uitgewerkt in figuur 2 en de tabellen O.6.3c en d; voor grind/zand met d 50> 500 m en d 15> 250 m 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, d 50> 200 m en d 15> 100 m Grind en zand met, gemiddeld over 5 m of minder, d50> 500 mm en d 15> 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 Z 1 |Z1| |Z1| Z1 Z2 als in tabel 2a gemiddeld van 0 tot (Z 2 Z1) |Z2| |Z2| Z2 Z3 als in tabel 2a gemiddeld van 0 tot (Z 3? Z 2) |Z3| |Z3| enz Putdiepte [m] Gemiddelde helling a) zonder platber men c) met 1 platberm en Z 1= 20 m d) met 3 platbermen en Z 1=(Z 2Z1)=(Z 3Z2)= 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 zan dwinput e envoud ige schem atisat ie 40 35 30 25 20 15 10 50 0 20 40 60 80 1 00 1 20 1 40 160 1 80 200 220 2 40 260 280 300 afst and [ m] diepte [m M V] CURAanbeveling 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 d 50> 200 m en d 15> 100 m 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 m en d 15> 250 m. CURAanbeveling 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). CURAanbeveling 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 CURpublicatie 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). CURAanbeveling 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 beheerst en 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 Eenvoudig Nagaan 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 < toelaatbare kans Kans op kritieke inscha ring < toelaatbare kans Kans op kritieke inscha ring < toelaatbare kans Geavan ceerd Nader in te vullen, afhankelijk van de situatie CURAanbeveling 113 20 Aanbevolen wordt om de uitvoering van zandwinnen en terugstorten te begeleiden zoals aangegeven in tabel 5. Dat is althans van toepassing voor het werken in de buurt van de oever, dat wil zeggen op een afstand tot de beoogde oever van minder dan het product van de beoogde putdiepte en de cotangens van de gemiddelde beoogde talud helling. Het kan praktisch zijn ook op grotere afstand van de oever dezelfde werkwijze aan te houden om maximale informatie over de put te verkrijgen. Tabel 5 Aanbeveling voor uit te voeren metingen in de buurt van de oever bij uitvoering van zand winning of terugstorten. Naar analogie van het ontwerp worden hier ook vier niveaus van diepgang onderschei den. Aanbevolen wordt het niveau van diepgang te hanteren dat als maatgevend te voorschijn is gekomen bij de risicobeschouwing (tabel 4). Indien de risico's verbonden aan taludstabiliteit behandeld kunnen worden 'op basis van ervaring', zoals uiteenge zet in 4.2.1, kan ook de uitvoeringsbegeleiding plaatsvinden op basis van ervaring. In hoofdstuk O.8 is de onderbouwing van deze aanbevelingen te vinden alsmede de beschrijving van de metingen waarnaar in de tabel verwezen wordt. Als zich tijdens de zandwinning onverhoopt toch een grote oeverinscharing voordoet, dan moeten onmiddellijk de acties worden ondernomen die aanbevolen zijn in O.8.5 'Respons op grote oeverinscharing'. NNiivveeaauu vvaann ddiieeppggaanngg AAccttiivviitteeiitt Tijdens winning Tijdens terugstorten Peilen (zie O.8.4) Ervaring Voortzetting volgens ervaring Eenvoudig 1. Logboek (zie O.8.2.1) 2. Positie winlocatie (zie O.8.2.2) 1. Logboek (zie O.8.3) 2. Positie storten grond Peilen t.p.v. winnen en storten 1 x per maand; Peilen hele put 1x per jaar Gedetail leerd 1 Logboek (zie O.8.2.1) of automatischregistreren 2Positie winlocatie con tinu (zie O.8.2.2) 3Productiekarak teristieken continu (zie O.8.2.3) 4Signaleringsbakens of boeien in talud bij oever en/of piketten op oever 1 Logboek (zie O.8.3) of automatisch registreren 2Positie stortlocatie continu (zie O.8.3) 3Productiekarak teristieken continu (zie O.8.3) Peilen t.p.v. winnen en storten 1 x per week; Peilen hele put 1x per jaar Geavan ceerd Als gedetailleerd + bijzondere metingen en registraties, zoals dagelijkse platte grond met contourlijnen, resultaten sidescan sonar. CURAanbeveling 113 21 9 Beheerfase ontgrondingen Bij het ontwerp moeten de risico's tijdens de beheerfase onderzocht zijn (zie hoofdstuk 6 en 7). Daarbij kan alleen rekening gehouden worden met de situatie direct na vol tooiing en de veranderingen die redelijkerwijs te voorzien zijn. Met het oog daarop kan de ontwerper voorwaarden aan het beheer opleggen (zie 4.1, laatste 2 aspecten). De beheerder moet in de gaten houden of de veranderingen niet sterker zijn dan voorzien, en of er geen onvoorziene veranderingen plaatsvinden. Het kan daarbij gaan om: 1. Geleidelijke veranderingen, als het dichtslibben van de bodem of erosie door golf of stroom (vooral in zee, meer, rivier), resulteren ook in een wijziging van de taludgeo metrie en/of de waterhuishouding. Regelmatige peilingen en metingen (met bijbeho rende analyse van de gegevens) kunnen in dat geval dienen als controle van de veilig heid van de taluds. 2. Menselijke activiteiten, die van invloed kunnen zijn op de kans op een oeverinscha ring tijdens de beheerfase, zijn: ? opslag van een aanzienlijke hoeveelheid grond langs de oever ? aanbrengen of aanpassen van oeververdediging ? onderhoud van vegetatie of recreatieve voorzieningen (stranden) ? bouwactiviteiten (woningbouw, bedrijventerrein, wegen etc.) waardoor enerzijds de belasting op de oever toeneemt en trillingen kunnen worden opgewekt, anderzijds de schade door een eventuele oeverinscharing kan toenemen ? een flinke wijziging in de (grond)waterstand Ten slotte dient bij een sterke functiewijziging van de plas, bijvoorbeeld het (later) stor ten van grond in de plas of diepere zandwinning, het ontwerpproces opnieuw doorlo pen te worden. Titels van vermelde normen NEN6740:2006 Geotechniek TGB 1990 Basiseisen en belastingen NEN6700:2005 Technische grondslagen voor bouwconstructies TGB 1990 Algemene basiseisen Literatuur CURpublicatie 166 Damwandconstructies (4e, gewijzigde druk). CUR, Gouda, 2005. CURAanbeveling 113 22 Nederlandse normen, voornormen en NAD's zijn een uitgave van de stichting Nederlands Normalisatieinstituut (NEN), Vlinderweg 6, postbus 5059, 2600 GB Delft. Bestellingen bij NEN, ver koop en informatielijn, tel. 015 2690391. Met nadruk wordt erop gewezen dat deze CURAanbeveling de stand der techniek en de kennis weer geeft op moment van uitgifte. CURNET houdt zich dan ook aanbevolen te worden geïnformeerd over ervaringen die met het gebruik van deze Aanbeveling worden opgedaan. CURAanbevelingen worden drie jaar na publicatie geëvalueerd en, als daar aanleiding toe bestaat, geac tualiseerd. Hiervan wordt melding gemaakt in de vakpers. Auteursrechten Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geau tomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van CURNET. Het is toegestaan overeenkomstig artikel 15a Auteurswet 1912 gegevens uit deze uitgave te citeren in artikelen, scripties en boeken, mits de bron op duidelijke wijze wordt vermeld, alsmede de aanduiding van de maker, indien deze in de bron voorkomt. ©CURAanbeveling 113 Oeverstabiliteit bij zandwinputten, Stichting CURNET, Gouda, 2008.' Aansprakelijkheid CURNET en degenen die aan deze publicatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorg vuldigheid betracht bij het samenstellen van deze uitgave. Nochtans moet de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat er toch fouten en onvolledigheden in deze uitgave voorkomen. Ieder gebruik van deze uitgave en van gegevens daaruit is geheel voor eigen risico van de gebruiker en CURNET sluit, mede ten behoeve van al degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze uitgave en de daarin opgenomen gegevens, ten zij de schade mocht voortvloeien uit opzet of grove schuld zijdens CURNET en/of degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt. Gouda, augustus 2008 Het bestuur van CURNET Bouwen met kennis Onderbouwing van CUR-Aanbeveling 113 Oeverstabiliteit bij zandwinputten ? deel O Onderbouwing O-3 Oeverstabiliteit bij zandwinputten ? deel O Onderbouwing CUR Bouw & Infra Onderbouwing O-4 1 Aanloop tot de Aanbeveling....................................................................................... 6 2 Inventarisatie ervaringen bij zandwinputten............................................................ 7 2.1 Opzet van de inventarisatie....................................................................................... 7 2.2 Basisresultaten .......................................................................................................... 8 2.3 Representativiteit van de resultaten ........................................................................ 9 2.4 Uitgevoerd grondonderzoek ...................................................................................... 9 2.5 Waargenomen oeverinscharingen en invloedsfactoren ........................................ 10 2.6 Geometrische kenmerken van de oeverinscharingen ........................................... 12 3 Aspecten van belang in verschillende fasen van ontwikkeling zandwinputten... 22 3.1 Fasering van planvorming tot beheer ..................................................................... 22 3.2 Planvorming ............................................................................................................. 23 3.3 Ontwerp (voor stabiliteit) ......................................................................................... 27 3.3.1 Keuzes tijdens planvorming, van belang voor het ontwerp................................... 27 3.3.2 Ontwerpfilosofie ....................................................................................................... 27 3.3.3 Beschrijving van het ontwerpproces ....................................................................... 29 3.4 Uitvoering van een zandwinning inclusief eventueel terugstorten ....................... 30 3.4.1 Procesbeheersing en controle ................................................................................ 30 3.4.2 Methoden en materieel voor zandwinning ............................................................. 30 3.4.3 Het zandzuigproces ................................................................................................. 32 3.4.4 Methoden voor terugstorten ................................................................................... 34 3.4.5 Inrichting van de plas .............................................................................................. 35 3.5 Beheer ...................................................................................................................... 35 4 Mechanismen die tot oeverinscharing kunnen leiden.......................................... 36 4.1 Overzicht mechanismen .......................................................................................... 36 4.2 Taludafschuiving ...................................................................................................... 37 4.3 Verwekingsvloeiing .................................................................................................. 39 4.4 Bresvloeiing.............................................................................................................. 41 4.5 Interactie tussen verschillende mechanismen ...................................................... 43 5 Grondonderzoek en overige metingen................................................................... 45 5.1 Relevantie grondonderzoek en hoofdstukindeling ................................................ 45 5.2 Overzicht onderzoeksmethoden voor verschillende grondkarakteristieken ........ 46 5.3 Gebruik van archief- en kaartmateriaal.................................................................. 48 5.4 Veldonderzoek ......................................................................................................... 48 5.4.1 Sonderingen ............................................................................................................. 49 5.4.2 Boringen ................................................................................................................... 50 5.4.3 Elektrische dichtheidmetingen ............................................................................... 51 5.4.4 Geofysische metingen ............................................................................................. 52 5.5 Laboratoriumonderzoek .......................................................................................... 52 5.5.1 Grondclassificatie .................................................................................................... 52 5.5.2 (Schuif)sterkte klei/veen ......................................................................................... 54 5.5.3 Minimum en maximum dichtheid ........................................................................... 54 5.5.4 Verwekingsgevoeligheid als functie van relatieve dichtheid ................................. 55 5.5.5 Doorlatendheid van zand ........................................................................................ 57 5.6 Overige metingen..................................................................................................... 58 5.6.1 Grondwaterstanden en stijghoogten ...................................................................... 58 5.6.2 Stroming- en golfcondities....................................................................................... 58 5.6.3 Zandtransport.......................................................................................................... 59 6 Analyse faalmechanismen...................................................................................... 60 6.1 Afschuiving ............................................................................................................... 60 6.1.1 Kennis over afschuiving .......................................................................................... 60 6.1.2 Optreden van een afschuiving tijdens uitvoering................................................... 60 6.1.3 Optreden van een afschuiving tijdens terugstorten............................................... 62 6.1.4 Optreden van een afschuiving in de beheersfase ................................................. 63 6.2 Verwekingsvloeiing .................................................................................................. 63 6.2.1 Kennis over verwekingsvloeiing .............................................................................. 63 6.2.2 Optreden van een verwekingsvloeiing tijdens de uitvoering ................................. 64 CUR Bouw & Infra Onderbouwing O-5 6.2.3 Optreden van een verwekingsvloeiing bij terugstorten ......................................... 69 6.2.4 Optreden van een verwekingsvloeiing tijdens fase van beheer ............................ 69 6.3 Beheerst bressen en onbeheerste bresvloeiing .................................................... 71 6.3.1 Kennis over bressen en bresvloeiing...................................................................... 71 6.3.2 Beheerst bressen..................................................................................................... 72 6.3.3 Bresvloeiing en oeverinscharing ............................................................................. 83 6.4 Stabiliteit aantonen met praktijkproef.................................................................... 83 7 Risicoanalyse........................................................................................................... 85 7.1 Overzicht methoden risicoanalyse .......................................................................... 85 7.2 Eenvoudige risicoanalyse ........................................................................................ 85 7.3 Optredingskans oeverinscharing op basis van rekenmodellen ............................ 86 7.4 Optredingskans oeverinscharing op basis van statistiek en rekenmodellen ....... 88 7.4.1 Ervaringsstatistiek ................................................................................................... 88 7.4.2 Nuancering van de statistiek .................................................................................. 89 7.5 Omvang van een oeverinscharing........................................................................... 90 7.5.1 Kritieke inscharingslengte en faalkans .................................................................. 90 7.5.2 Inscharingen bij zandwinputten .............................................................................. 91 7.5.3 Inscharingen in Zeeland .......................................................................................... 91 7.6 Schatting gevolgschade en bepaling aanvaardbare kans..................................... 92 8 Begeleiding van zandwinning en terugstorten....................................................... 95 8.1 Doel: procesbeheersing........................................................................................... 95 8.2 Metingen en registraties tijdens het winnen .......................................................... 95 8.2.1 Logboek .................................................................................................................... 95 8.2.2 Positie winlocatie..................................................................................................... 95 8.2.3 Meting productiekarakteristieken........................................................................... 96 8.2.4 Korrelverdeling en andere grondkarakteristieken ................................................. 96 8.2.5 Waterbeheer ............................................................................................................ 96 8.2.6 Meting taludontwikkeling ........................................................................................ 97 8.2.7 Mogelijkheden voor metingen en registratie bij zuiger.......................................... 97 8.3 Metingen bij terugstorten ......................................................................................100 8.4 Dieptepeilingen ......................................................................................................101 8.5 Respons op grote oeverinscharing .......................................................................103 8.5.1 Onderzoek oorzaak oeverinscharing ....................................................................103 8.5.2 Herstelplan .............................................................................................................104 Literatuur...............................................................................................................................105 CUR Bouw & Infra Onderbouwing O-6 Hoofdstuk 1 Aanloop tot de Aanbeveling Het vinden van nieuwe locaties voor zandwinning blijkt de laatste jaren steeds moeilijker. Als gevolg daarvan bestaat de tendens bestaande zandwinningen maximaal te benutten. 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 aanzienlijke schade aan de omgeving tot gevolg. Het is daarom "zaak alle beschikbare inzicht en kennis te mobiliseren over de oorzaken van dergelijke taludinstabiliteiten en over de mogelijkheden deze te voorkomen om een aanbeveling te kunnen formuleren gericht op voldoende veiligheid bij optimale benutting van de winputten", aldus CUR-preadviescommissie PC 130 (rapport d.d. 2003-01-13). Die commissie voegt er aan toe: "Het is bovendien essentieel dat er voldoende draagvlak voor de aanbeveling wordt gecreëerd. Mede daarom kan de aanbeveling het best verschijnen als CUR-Aanbeveling." CUR Bouw & Infra Onderbouwing O-7 Hoofdstuk 2 Inventarisatie ervaringen bij zandwinputten 2.1 Opzet van de inventarisatie De Commissie heeft de zandwinputten in Nederland geïnventariseerd met betrekking tot gegevens die relevant kunnen zijn voor de oeverstabiliteit. Voor die inventarisatie is onderstaande vragenlijst opgesteld. Vragenlijst over ervaringen met bestaande zandwinputten Waar bevindt de put zich? Naam put/plas: Provincie: Gemeente: Wanneer is met de exploitatie begonnen? Datum vergunningverlening: Is de exploitatie al voltooid? ja/nee Zo ja, hoe lang geleden? Wat is de omtrek van de put (voorzover thans geëxploiteerd)? Welk grondonderzoek is er verricht? Aantal en diepte boringen: Aantal en diepte sonderingen: Eventueel ander onderzoek: Hoe is de grondopbouw? Aantal te onderscheiden grondlagen: Van elke zandlaag de gemiddelde D 50: Op welke wijze zijn de gegevens van het grondonderzoek geanalyseerd? Zijn de gegevens door een geotechnisch instituut geanalyseerd? ja/nee Zijn de sonderingen geanalyseerd op pakkingsdichtheid? ja/nee Zo ja, wijzen die er op dat het zand overal vastgepakt is? ja/nee Zijn de boorgegevens geanalyseerd op bresgevoeligheid? ja/nee Zo ja, wijzen die er op dat het zand bresgevoelig is? ja/nee Wat is de gerealiseerde putdiepte t.o.v. het omringende maaiveld? CUR Bouw & Infra Onderbouwing O-8 Wat is de waterstand t.o.v. het omringende maaiveld? Welke taludvorm (taludhelling of hellingen; breedte en diepte van eventuele bermen) is gerealiseerd? Welke winmethode is gehanteerd? Soort werktuig: Capaciteit werktuig: Insteekdiepte per te baggeren laag: Frequentie en afstand verplaatsing zuigmond: Richting verplaatsing t.o.v. de oever: Welke metingen zijn uitgevoerd en met welke frequentie in de tijd: Is het ontwerp gebaseerd op basis van ervaring? ja/nee Zo ja, welke soort(en) van ervaring is gebruikt? En verder, hoe is deze ervaring verwoord bij het indienen van een vergunningaanvraag? Zijn er depots aangebracht langs de oevers? ja/nee Zo ja, tot hoe hoog ongeveer en op welke afstand van de oever? Zijn er wegen, pijpleidingen en/of gebouwen op een afstand van minder dan 30 m van de oever? ja/nee Zo ja, wat? Idem voor een afstand van 100 m? ja/nee Zo ja, wat? Zijn er problemen opgetreden met taludstabiliteit en/of oeverinscharingen? ja/nee Zo ja, hoe groot was de schade (bijvoorbeeld de inscharingslengte) en welke maatregelen zijn toen genomen? De vragenlijst is eind april 2005 toegestuurd naar exploitanten van zandwinputten. De meeste vragenlijsten zijn binnen een maand ingevuld. Enkele zijn in de loop van 2005 binnengekomen bij GeoDelft. De antwoorden zijn verwerkt door GeoDelft, althans voorzover ze betrekking hadden op zandwinputten waarbij de zandwinning grotendeels onder water heeft plaatsgevonden. GeoDelft en WL|Delft Hydraulics hebben de antwoorden aangevuld met gegevens over zandwinputten uit de eigen archieven. Een deel van die gegevens is gedateerd, omdat ze betrekking hebben op situaties van 10 tot 20 jaar geleden. Waar dat zo is, is dat aangegeven. 2.2 Basisresultaten De resultaten zijn weergegeven in tabel 2.2 (a, b en c). De gegevens zijn verwerkt per provincie. De kolommen in deze tabel hebben betrekking op de geometrische kenmerken van de zandwinputten, op de grondopbouw, op het gebruikte winwerktuig en op de vraag of een of meer oeverinstabiliteiten zijn opgetreden. CUR Bouw & Infra Onderbouwing O-9 Bij de oppervlakte, de omtrek, de taludhelling en de diepte gaat het n